JP4131180B2 - 顔認証装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、カメラで撮像した対象者の顔画像を処理して、該対象者が登録者であるかどうかを認証する顔認証装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、カメラで撮像した認証対象者の顔画像を処理して、この認証対象者が登録者であるかどうかを認証する顔認証装置があった。顔認証装置は、登録者毎に、目、鼻、口、輪郭等、顔部品の特徴量を示す顔画像データを記憶している。顔認証装置は、カメラで撮像した認証対象者の顔画像から顔部品の特徴量を抽出し、ここで抽出した顔部品の特徴量から認証対象者の顔画像データを作成する。そして、作成した顔画像データと、記憶している登録者の顔画像データと、を照合し、その類似度が予め定められた閾値よりも大きい登録者がいると、認証対象者を登録者と認証する。反対に、その類似度が予め定められた閾値よりも大きい登録者がいなければ、認証対象者を登録者でない（未登録者である）と認証する。顔認証装置には、全登録者について認証対象者の顔画像データを照合して登録者であるかどうかを認証する方式のものと、認証対象者に予め識別番号を入力させ、入力された識別番号で識別される登録者について認証対象者の顔画像データを照合して登録者であるかどうかを認証する方式のものとがある。
【０００３】
顔認証装置は、例えば室内に入室する人を制限する入退室管理システムに利用されている。
【０００４】
また、顔部品の特徴量ではなく、別の種類の生体情報、例えば虹彩（アイリス）、指紋、声紋、の特徴量で、認証対象者が登録者であるかどうかを認証する認証装置もある。
【０００５】
例えば、特許文献１には、認証対象者の目を撮像した撮像画像を処理して、認証対象者の虹彩（アイリス）の特徴量であるアイリスデータを取得し、ここで取得したアイリスデータと、本体に記憶している登録者のアイリスデータと、を照合し、認証対象者が登録者であるかどうかを認証する認証装置が記載されている。
【０００６】
また、特許文献１には、認証対象者の瞼を十分に開かせた目の撮像画像を取得するために、認証対象者の撮像時に、この認証対象者の目の位置より高い位置に設けた発光体を発光させ、認証対象者の視線を上方に引きつけることが記載されている。すなわち、認証対象者の瞼を開かせるために、認証対象者を上に向かせる構成が記載されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−１３２６８１号公報
【発明が解決しようとする課題】
ところで、顔認証装置においては、認証対象者の真正面からの撮像画像よりも、やや下向きの撮像画像のほうが、撮像時に認証対象者を照らした照明の反射光、特に認証対象者が掛けているメガネからの反射光、による影響が小さいので、認証に適していることが分かっている。例えば、認証対象者の真正面からの撮像画像の場合、この認証対象者が掛けているメガネからの正反射光により、目やその周辺が十分に撮像されないことがある。そこで、従来の顔認証装置は、上記特許文献１に記載されている認証装置とは反対に、認証対象者の視線を下方に引きつけるために、撮像時にカメラの下方に配置したＬＥＤ等の発光体を発光させている。
【０００８】
しかしながら、多くの認証対象者は、撮像時の姿勢がよくないと、適正な認証が行われない（登録者でないと認証される可能性が高い）と思っているので、撮像時にカメラ（撮像レンズ）の下方で発光されている発光体を見ずに、撮像レンズを見る。このため、認証対象者の撮像画像が真正面からの撮像画像になることが多く、カメラの下方に配置したＬＥＤ等の発光体を発光させる構成では、認証対象者のやや下向きの撮像画像を得るという目的が十分に達成できなかった。
【０００９】
なお、同様に上記特許文献１に記載されている認証装置でも、撮像時に発光されている発光体を見ずに撮像レンズを見る認証対象者が多く、認証対象者の瞼を十分に開かせた目の撮像画像を取得するという目的が十分に達成できていない。
【００１０】
この発明の目的は、撮像時に対象者が撮像レンズを見ることに注目し、撮像レンズを対象者から見えにくくするとともに、この撮像レンズに対して撮像時に対象者を向かせたい側に撮像に寄与しないダミーレンズを対象者からはっきりと見えるように配置することにより、撮像時に対象者を所望の方向に向かせた撮像画像が得られる顔認証装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明の顔認証装置は、以下の構成を備えている。
【００１３】
登録者毎に顔画像を記憶する記憶手段と、
本体に収納され、対象者の顔を撮像するカメラと、
該カメラで撮像した対象者の顔画像を処理して、該対象者が上記記憶手段に顔画像が記憶されている登録者であるかどうかを認証する認証手段と、を備えた顔認証装置において、
本体に収納されている上記カメラの撮像レンズの前方に配置された遮光部材と、
上記撮像レンズの周辺で、且つ対象者が視認できる位置に配置されたダミーレンズと、を備えている。
【００１４】
この構成では、対象者を撮像するカメラが本体に収納されており、このカメラの撮像レンズの前方に遮光部材、例えばスモークガラス、カラーフィルタ、が配置されている。このため、撮像レンズが対象者から見えにくい。
【００１５】
なお、遮光部材は、認証処理等で用いても、認証精度を低下させることがない撮像画像を得ることができる透過率である。
【００１６】
この撮像レンズの周辺で、且つ対象者が視認できる位置にダミーレンズが配置されている。ダミーレンズは、対象者にはっきりと見えるように配置するのが好ましい。例えば、遮光部材等で覆うことなく本体表面に配置すればよい。
【００１７】
これにより、対象者にダミーレンズが撮像レンズであると思わせることができる。対象者が撮像時にカメラのレンズを見る傾向にあることから、撮像レンズに対するダミーレンズの位置を選択することにより、対象者を所望の方向に向かせて撮像することができる。例えば、ダミーレンズを撮像レンズの下方に配置すれば、やや下向きの対象者の撮像画像が得られる。また、ダミーレンズを撮像レンズの上方に配置すれば、やや上向きの対象者の撮像画像が得られ、ダミーレンズを撮像レンズの左に配置すれば、やや左向きの対象者の撮像画像が得られ、ダミーレンズを撮像レンズの右に配置すれば、やや右向きの対象者の撮像画像が得られる。
【００２０】
これにより、撮像時に認証対象者を照らす照明の反射による影響が小さい撮像画像、を得ることができ、顔認証にかかる認証精度の向上が図れる。特に、ダミーレンズを撮像レンズの下方に配置することにより、認証対象者が掛けているメガネからの反射光、による影響を抑えた認証対象者の撮像画像、を得ることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態である顔認証装置について説明する。
【００２２】
図１は、この発明の実施形態である顔認証装置の構成を示すブロック図である。この実施形態の顔認証装置１は、カメラ１０で撮像した認証対象者の顔画像を処理して、この認証対象者が登録者であるかどうかを認証する装置である。カメラ１０で認証対象者を撮像するとき、照明１１を点灯させて認証対象者を照らす。顔認証装置１は、本体の動作を制御する制御部２と、登録者毎に顔の特徴量を記憶する記憶部３と、カメラ１０で撮像した撮像画像が入力される顔画像入力部４と、本体に対する入力操作を行う操作部５と、本体の動作状態や認証結果等を表示する表示部６と、認証結果を出力する出力部７と、を備えている。制御部２には、顔画像入力部４に入力されたカメラ１０の撮像画像を一時的に記憶する画像メモリ、動作時に発生したデータを記憶するＲＡＭ、本体の動作プログラムが記録されたＲＯＭ等が設けられている。
【００２３】
記憶部３は、登録者毎に、登録者を識別する識別コードに対応付けて、目、鼻、口、輪郭等、顔部品の特徴量を示す顔画像データを記憶している。
【００２４】
制御部２は、顔画像入力部４に入力された、カメラ１０で撮像した認証対象者の顔画像を処理して、目、鼻、口、輪郭等、顔部品の特徴量を取得し、ここで取得した顔部品の特徴量に基いて認証対象者の顔画像データを作成する。そして、作成した顔画像データと、各登録者の顔画像データと、を照合し、その類似度を算出する。ここで算出した類似度の最大値が予め定められている閾値よりも大きければ、認証対象者を類似度が最大であった登録者であると認証する。一方、類似度の最大値が予め定められている閾値よりも小さければ、認証対象者を登録者でないと（未登録者であると）認証する。
【００２５】
なお、制御部２が、カメラ１０に対して認証対象者の撮像を指示するとともに、照明１１に対して点灯を指示する。
【００２６】
出力部７は、認証対象者を認証した認証結果を出力する。出力部７から出力される認証結果は、例えばドアの施錠、開錠を制御する装置に入力される。この装置が入力された認証結果に基づいて、ドアの施錠、開錠を行う。
【００２７】
図２はこの発明の実施形態である顔認証装置の正面図であり、図３はこの発明の実施形態である顔認証装置の内部断面図である。
【００２８】
なお、図３では本体内部に収納されている制御基板等については図示を省略している。
【００２９】
この実施形態の顔認証装置１は、壁面等に取り付けられている。本体表面右側にはテンキーや、認証時に操作する照合キー等が配置されている。本体中央には、上から照明１１、表示部６、カメラ１０、ダミーレンズ２０がこの順に並んでいる。また本体左側には、認証結果を表示する表示灯（登録者であると認証したときに点灯する表示灯（ＯＫランプ）、および登録者でないと認証したときに点灯する表示灯（ＮＧランプ））が配置されている。照明１１は、本体に収納されており、その前面に遮光部材２２を設け、撮像時に認証対象者に照射される光量を調整している。
【００３０】
また、カメラ１０も本体に収納されている。カメラ１０の撮像レンズ１０ａの前方には遮光部材２１、例えばスモークガラス、カラーフィルタが配置されている。このため、撮像レンズ１０ａは本体正面に位置する認証対象者から見えにくい。遮光部材２１は、認証処理で用いても、認証精度を低下させることがない撮像画像を得ることができる透過率である。
【００３１】
さらに、ダミーレンズ２０は、本体表面に露出している。また、上記撮像レンズ１０ａのように前面が遮光部材で覆っておらず、本体正面に位置する認証対象者が視認できるように配置されている。言い換えれば、ダミーレンズ２０は、本体正面に位置する認証対象者にはっきりと見えるように配置されている。
【００３２】
なお、上記説明から明らかなように、ダミーレンズ２０は撮像レンズ１０ａの下方に配置されている。また、このダミーレンズ２０は対象者の撮像に寄与しないレンズである。
【００３３】
次に、この発明の実施形態である顔認証装置１の動作について説明する。図４は、この実施形態の顔認証装置の動作を示すフローチャートである。顔認証装置１は、操作部５に設けられた照合ボタンが認証対象者に操作されるのを待っている（ｓ１）。認証対象者は、顔認証装置１に対して登録者であることの認証を要求するとき、例えば、この顔認証装置１を適用した入退室管理システムにおいて、入室が制限されている室内に入室するとき、顔認証装置１の正面に立って、照合ボタンを操作する。
【００３４】
ダミーレンズ２０は、一般的な認証対象者の目の高さよりも低い、１４０〜１５０ｃｍ程度の高さに取り付けられている。カメラ１０の撮像レンズ１０ａは、ダミーレンズ２０よりも１０ｃｍ程度上方で、認証対象者の顔全体が撮像できる高さに取り付けられている。撮像レンズ１０ａの高さは、一般的な認証対象者の目の高さである。
【００３５】
顔認証装置１は、認証対象者が照合ボタンを操作したことにともない、カメラ１０で認証対象者を撮像する（ｓ２）。認証対象者は、ダミーレンズ２０がカメラ１０の撮像レンズであると思い、撮像されるときにダミーレンズ２０を見る。ｓ２で認証対象者を撮像するとき、照明１１を点灯させている。上述のように、ダミーレンズ２０は認証対象者の目の高さよりも低い位置に取り付けられているので、認証対象者の視線がやや下向きになっている（図５（Ａ）参照）。したがって、カメラ１０において撮像される認証対象者の顔画像が、真正面の撮像画像ではなく、やや下向きの撮像画像になる。このため、認証対象者がメガネを掛けていても、メガネからの反射光による影響を抑えた撮像画像が得られる。言い換えれば、認証対象者が掛けているメガネからの正反射光により、目やその周辺が十分に撮像されていない撮像画像になるのを防止でき、認証対象者を認証するのに適した撮像画像を得ることができる。
【００３６】
なお、図５（Ｂ）は、比較のために認証対象者が撮像レンズ１０ａを見ている状態を示している。この場合、カメラ１０において撮像される認証対象者の顔画像が、真正面の撮像画像になる。
【００３７】
顔認証装置１は、ｓ２で撮像した認証対象者の顔画像から、顔部品毎に特徴量を抽出し（ｓ３）、認証対象者の顔画像データを作成する（ｓ４）。ｓ４で作成される認証対象者の顔画像データは、記憶部３に記憶されている登録者の顔画像データと同じ形式である。
【００３８】
顔認証装置１は、ｓ４で作成した認証対象者の顔画像データと、記憶部３に顔画像データを記憶している全登録者について、その類似度を算出する（ｓ５、ｓ６）。具体的には、登録者毎に、記憶部３に記憶している顔画像データと、ｓ４で作成した認証対象者の顔画像データと、を照合し、その類似度算出する。
【００３９】
顔認証装置１は、全登録者に対する類似度の算出が完了すると、今回算出された類似度の最大値が、閾値以上であるかどうかを判定する（ｓ７）。この閾値は、予め定められている。
【００４０】
なお、閾値を小さくすると、未登録者を登録者であるとする誤認証の発生確率が大きくなり、反対に閾値を大きくすると、登録者を未登録者であるとする誤認証の発生確率が大きくなる。この閾値は、セキュリティのレベルに応じて調整される。セキュリティのレベルが高くなるにつれて、閾値が大きくなる。
【００４１】
顔認証装置１は、ｓ７で今回算出された類似度の最大値が閾値以上であると、認証対象者を登録者（類似度が最大になった登録者）であると認証し（ｓ８）、この認証結果を出力部７から出力する（ｓ９）。反対に、ｓ７で今回算出された類似度の最大値が閾値未満であると、認証対象者を未登録者であると認証し（ｓ１０）、この認証結果を出力部７から出力する（ｓ４１）。
【００４２】
また、顔認証装置１は、この認証結果を本体において表示する。具体的には、登録者であると認証したときにはＯＫランプを点灯させ、反対に未登録者であると認証したときにはＮＧランプを点灯させる。
【００４３】
出力部７から出力された認証結果は、例えばドアの鍵を施錠、開錠する装置に入力される。この装置が、認証結果に応じてドアの鍵を施錠、または開錠する。
【００４４】
このように、この実施形態の顔認証装置１においては、カメラ１０の撮像レンズの下方に、認証対象者が視認できるダミーレンズ２０を配置し、且つ撮像レンズ１０ａを認証対象者から見えにくくしたので、認証対象者にダミーレンズ２０が撮像レンズであると思わせることができる。そして、認証対象者が撮像時にカメラの撮像レンズを見る傾向にあることから、撮像時に認証対象者の視線を下方に引きつけることができ、やや下向きの顔を撮像することができる。このため、認証対象者がメガネを掛けていても、メガネからの反射光による影響を抑えた撮像画像が得られる。言い換えれば、認証対象者が掛けているメガネからの正反射光により、目やその周辺が十分に撮像されていない撮像画像になるのを防止でき、認証対象者を認証するのに適した撮像画像が得られるので、認証精度の向上が図れる。
【００４５】
また、従来のように認証対象者の視線を引きつけるために、ＬＥＤ等の発光体を発光させる必要がないので、本体の動作を簡略化でき、本体のコストダウンが図れる。
【００４６】
なお、上記実施形態では、全登録者について類似度を算出するとしたが、認証対象者が入力した識別番号で識別される登録者との類似度を算出する構成としてもよい。
【００４７】
また、上記実施形態では、認証対象者のやや下向きの顔を撮像するために、カメラ１０の撮像レンズ１０ａの下方にダミーレンズ２０を配置したが、認証対象者のやや上向きの顔を撮像するのであれば、カメラ１０の撮像レンズ１０ａの上方にダミーレンズ２０を配置すればよい。また、認証対象者のやや右向きの顔を撮像するのであれば、カメラ１０の撮像レンズ１０ａの右側にダミーレンズ２０を配置すればよいし、認証対象者のやや左向きの顔を撮像するのであれば、カメラ１０の撮像レンズ１０ａの左側にダミーレンズ２０を配置すればよい。
【００４８】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、対象者に、カメラの撮像レンズの周囲に配置したダミーレンズが撮像レンズであると思わせることができるので、撮像レンズに対するダミーレンズの位置を選択することにより、撮像時に対象者を所望の方向に向かせることができる。これにより、撮像時に認証対象者を照らす照明の反射による影響が小さい撮像画像、を得ることができ、顔認証にかかる認証精度の向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態である顔認証装置の構成を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施形態である顔認証装置の正面図である。
【図３】この発明の実施形態である顔認証装置の内部断面図である。
【図４】この発明の実施形態である顔認証装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】この発明の実施形態である顔認証装置と、顔画像が撮像される認証対象者との関係を説明する図である。
【符号の説明】
１−顔認証装置
２−制御部
３−記憶部
４−画像入力部
５−操作部
６−表示部
７−出力部
１０−カメラ
１０ａ−撮像レンズ
１１−照明
２０−ダミーレンズ
２１、２２−遮光部材

Claims (2)

1. 登録者毎に顔画像を記憶する記憶手段と、
   本体に収納され、対象者の顔を撮像するカメラと、
   該カメラで撮像した対象者の顔画像を処理して、該対象者が上記記憶手段に顔画像が記憶されている登録者であるかどうかを認証する認証手段と、を備えた顔認証装置において、
   本体に収納されている上記カメラの撮像レンズの前方に配置された遮光部材と、
   上記撮像レンズの周辺で、且つ対象者が視認できる位置に配置されたダミーレンズと、を備えた顔認証装置。
2. 前記ダミーレンズは、上記撮像レンズの下方に配置されている、請求項１に記載の顔認証装置。

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