JP2015111321A - 顔認識ゲートシステム - Google Patents

Abstract

【課題】ゲートを通過した人の顔画像を精度よく抽出できる顔認識ゲートシステムを提供する。
【解決手段】顔認識ゲートシステムは、人の通過を検知するセンサを有するゲートと、ゲートを通過する人を撮像する撮像部と、センサが人の通過を検知したタイミングに基づいて撮像部が撮像したフレームの中から１以上のフレームを抽出する抽出部と、抽出部が抽出したフレームから顔認識する顔認識部と、を備える。
【選択図】図３

Description

本発明の実施形態は、顔認識ゲートシステムに関する。

入退出管理のためのゲートシステムが開発されている。最近では、顔認識アルゴリズムを利用して入退出する個人を特定して管理を行うゲートシステムも導入されつつある。

このゲートシステムは、人の通過を検知するセンサを備えたゲートと、人を撮像する撮像部と、撮像された人の画像を顔認識アルゴリズムによって認識し、データベースに格納する管理装置と、を備える。

従来、撮像部によって撮像された画像は、顔認識アルゴリズムによって顔が撮像されていると判定された場合、すべてデータベースに格納されていた。

従って、実際にはゲートを通過しない、ゲートの近くにいる人の顔画像もデータベースに格納され、データベースのデータ精度の低下を引き起こしていた。

特開２００４−１２６９９１号公報

従って、ゲートを通過した人の顔画像を精度よく抽出できる顔認識ゲートシステムが求められている。

上記の課題を解決するために、人の通過を検知するセンサを有するゲートと、ゲートを通過する人を撮像する撮像部と、センサが人の通過を検知したタイミングに基づいて撮像部が撮像したフレームの中から１以上のフレームを抽出する抽出部と、抽出部が抽出したフレームから顔認識する顔認識部と、を備える顔認識ゲートシステムを提供する。

顔認識ゲートシステムの構成を示す図である。 顔認識ゲートシステムの構成を示すブロック図である。 顔認識部の機能ブロック図である。 管理装置のフレームの記憶方式を示す図である。 管理装置がフレームを抽出する方法を示す図である。 顔認識ゲートシステムの管理装置３の動作を示すフローチャートである。

以下、顔認識ゲートシステムの一実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。

本実施形態の顔認識ゲートシステムは、人の通過を検知するセンサを有するゲートと、ゲートを通過する人を撮像する撮像部と、センサが人の通過を検知したタイミングに基づいて撮像部が撮像したフレームの中から１以上のフレームを抽出する抽出部と、抽出部が抽出したフレームから顔認識する顔認識部と、を備える。

図１は、顔認識ゲートシステムの構成を示す図である。図１に示すように、顔認識ゲートシステムは、人の通過を検知するセンサ２１を有するゲート２と、ゲート２を通過する人を撮像する撮像部１と、センサ２１が人の通過を検知したタイミングに基づいて撮像部１が撮像したフレームの中から１以上のフレームを抽出する管理装置３と、を備える。管理装置３は、受信部としての機能、設定部としての機能、格納部としての機能、検知部としての機能、判定部としての機能、抽出部としての機能、顔認識部としての機能を備える。

ゲート２は、人が一人通過できる間隔をあけて設置される一対の第１の仕切り壁２２Ａ及び第２の仕切り壁２２Ｂを備える。ゲート２のセンサ２１は、例えば、第１の仕切り壁２２Ａに発光素子が設けられ、第２の仕切り壁２２Ｂにこの発光素子が発行する光を受光する受光素子が設けられる。従って、発光素子が発する光線を人が遮ることによりセンサ２１は人の通過を検知する。

撮像部１は例えばＣＣＤ素子を備えるカメラを用いることができる。撮像部１は図１に示した矢印の方向にゲート２に入ってくる人の顔を撮像できる方向を向いて設置される。撮像部１は例えば１秒間に２４フレームを撮像し、撮像した画像データを管理装置３に送信する。

管理装置３は撮像部１から受信した各フレームにタイムスタンプをつけてあらかじめ定められた枚数を記憶部３２に格納する。

ここで、予め定められた枚数とは、例えば１分間の間に撮像することができるフレーム数である１４４０フレームである。管理装置３は１４４１フレーム目を受信した場合、時間的に一番古いフレームを破棄し、新たに受信したフレームを格納する。

従って、管理装置３は記憶部３２の中に所定時間分のフレームを格納していることとなる。

図２は、顔認識ゲートシステムの構成を示すブロック図である。図２に示すように、顔認識ゲートシステムは、撮像部１と、センサ２１を備えるゲート２と、管理装置３を備える。

管理装置３はいわゆるパソコンを用いることができる。具体的には、管理装置３は、演算装置であるＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）を備える制御部３１と、メモリ、ハードディスクドライブなどの記憶装置を備える記憶部３２と、キーボード、ディスプレイ、マウスなどの入出力装置を備える入出力部３３と、通信を行う通信部３４と、を備える。

記憶部３２は、撮像部１から受信したフレームのデータをタイムスタンプとともに格納する顔情報記憶部３２Ａと、管理装置３が顔情報記憶部３２Ａからセンサ２１が人の通過を検知したタイミングに基づいて抽出したフレームを顔認識して格納する入館者データベース（以下、データベースをＤＢという。）３２Ｂと、を格納する。
図３は、顔認識部４の機能ブロック図である。図３に示すように、管理装置３は顔認識アルゴリズムを含む顔認識部４によって顔認識を行う。（顔認識部）
顔認識部４は、撮像部１によって撮像されたフレームデータから顔の輪郭を検出する顔輪郭検出部４１と、顔輪郭検出部４１によって検出された顔の輪郭の内部の目、鼻、口等の顔の要素を検出する顔要素検出部４２と、顔要素検出部４２によって検出された顔の要素に基づいて特徴量を算出する特徴量検出部４３と、あるフレームにおいて検出された特徴量と他のフレームにおいて検出された特徴量とを比較して同一人であるかを判定する特徴量判定部４４と、を備える。

管理装置３は、記憶部３２に格納されている顔認識部４のプログラムデータを読み出し、順次実行する。まず管理装置３は、顔輪郭検出部４１によって、フレームの中の顔の輪郭を検出する。フレームの中に顔の輪郭が検出できなければそのフレームはノイズとして破棄される。

次に管理装置３は、顔要素検出部４２によって顔の輪郭の内部の目、鼻、口、等の顔の要素を検出する。

次に管理装置３は、特徴量検出部４３によって、各要素の大きさ、位置、要素間の位置関係等の特徴量を検出し、この特徴量をフレーム毎に記憶部３２に格納する。

管理装置３は、あるフレームに写った人と、他のフレームに移った人とが同一人であるかの判定を要求された場合、格納されている特徴量をフレーム毎に順次読み出し、判定すべきフレームの特徴量との差分を計算する。

管理装置３は、この差分が閾値以下である場合、同一人である可能性があると判定する。

図４は、管理装置３のフレームの記憶方式を示す図である。図４に示すように、管理装置３は顔情報記憶部３２Ａに所定時間分のフレームをタイムスタンプとともに記憶する。

そして、新たなフレームデータ４０１を受信した場合、最も古いフレームデータ４０２を破棄して新たなフレームデータ４０１を顔情報記憶部３２Ａにタイムスタンプとともに格納する。

従って、管理装置３は顔情報記憶部３２Ａに所定数のフレームデータを常時格納していることとなる。

図５は、管理装置３がフレームを抽出する方法を示す図である。図５に示すように、管理装置３は顔情報記憶部３２Ａに所定時間分のフレームを記憶する。

ここで、管理装置３がセンサ２１から人の通過を検知する信号を時刻ｔ０に受信したとする。管理装置３はまずこの時刻ｔ０を記憶する。

管理装置３は、時刻ｔ０から所定時間前の時刻ｔ１から、時刻ｔ０から所定時間後の時刻ｔ２までの間のタイムスタンプを有するフレーム５０１を顔認識用乃至管理用のフレームとして抽出し、その他のフレームは抽出せずに破棄する。

ここで破棄とは、メモリからフレームを削除してもよいし、メモリから削除せずに抽出を行わないだけでもよい。

時刻ｔ０から時刻ｔ１までの時間は例えば３秒とすることができる。時刻ｔ０から時刻ｔ２までの時間は例えば３０秒とすることができる。

時刻ｔ０から時刻ｔ１までの時間より時刻ｔ０から時刻ｔ２までの時間の方が長くすることが望ましい。タイミング的に通過者の顔が明確にフレーム内に映っている可能性が高くなるからである。

上記所定時間内に、複数のフレームが該当する場合には、管理装置３は顔認識処理を行って最もよく顔を認識できるフレームだけ１枚乃至数枚抽出して入館者ＤＢ３２Ｂに格納することもできる。

図６は、顔認識ゲートシステムの管理装置３の動作を示すフローチャートである。図６に示すように、ステップ６０１において、管理装置３は撮像部１から撮像されたフレームを受信する。（受信部）
ステップ６０２において、管理装置３は各フレームにタイムスタンプを設定する。（設定部）
ステップ６０３において、管理装置３はタイムスタンプとともに受信したフレームを顔情報記憶部３２Ａに格納する。（格納部）
ステップ６０４において、管理装置３はセンサ２１からの信号をスキャン（検知）する。（検知部）
ステップ６０５において、管理装置３はセンサ２１から人が通過したことを検知した旨の信号を受信したと判定した場合、ステップ６０６に進み、受信したと判定しなかった場合、ステップ６０１に戻る。（判定部）
ステップ６０６において、管理装置３はセンサ２１から人が通過したことを検知した旨の信号を受信した時刻ｔ０から、所定時間前の時刻ｔ１から所定時間後の時刻ｔ２までの間のタイムスタンプを有するフレームを抽出し（抽出部）、入館者ＤＢ３２Ｂに格納する。

以上述べたように、本実施形態の顔認識ゲートシステムは、人の通過を検知するセンサ２１を有するゲート２と、ゲート２を通過する人を撮像する撮像部１と、センサ２１が人の通過を検知したタイミングに基づいて撮像部１が撮像したフレームの中から１以上のフレームを抽出する管理装置３と、を備える。

従って、ゲートを通過した人の顔画像を精度よく抽出できるという効果がある。

いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１：撮像部
２：ゲート
３：管理装置
２１：センサ

Claims (6)

1. 人の通過を検知するセンサを有するゲートと、
   前記ゲートを通過する人を撮像する撮像部と、
   前記センサが人の通過を検知したタイミングに基づいて前記撮像部が撮像したフレームの中から１以上のフレームを抽出する抽出部と、
   前記抽出部が抽出したフレームから顔認識する顔認識部と、
   を備える顔認識ゲートシステム。
2. 前記抽出部は、
   前記撮像部から受信したフレームを所定時間分だけ保持し、
   前記センサが人の通過を検知した時刻から所定時間の間に受信したフレームを抽出する請求項１記載の顔認識ゲートシステム。
3. 前記抽出部は、
   前記撮像部から受信したフレームをタイムスタンプとともに所定時間分だけ保持し、
   前記センサが人の通過を検知した時刻から前後所定時間の間に受信したフレームを抽出する請求項１記載の顔認識ゲートシステム。
4. 前記抽出部がフレームを抽出する前記所定時間は、
   前記センサが人の通過を検知した時刻から後の所定時間が、前記センサが人の通過を検知した時刻から前の所定時間より長い請求項３記載の顔認識ゲートシステム。
5. 前記抽出部は、
   前記センサが人の通過を検知した時刻から前後所定時間の間に複数のフレームが存在する場合、顔認識に適した１以上のフレームをさらに抽出する請求項３記載の顔認識ゲートシステム。
6. 前記抽出部が抽出したフレームを、入館者を管理するデータベースに格納する格納部を備える請求項１乃至５のいずれか１項に記載の顔認識ゲートシステム。

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