JP4811863B2

JP4811863B2 - 顔撮影装置および顔照合装置

Info

Publication number: JP4811863B2
Application number: JP2006175262A
Authority: JP
Inventors: 亨大島; 真生山下; 陽二郎神瀬
Original assignee: Glory Ltd
Current assignee: Glory Ltd
Priority date: 2006-06-26
Filing date: 2006-06-26
Publication date: 2011-11-09
Anticipated expiration: 2026-06-26
Also published as: JP2008004003A

Description

本発明は、入退室管理装置、玄関ドア、自動販売機等の制御装置の制御において、本人認証を行うための顔照合装置に関するものである。

従来、認証対象となる人の顔をＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラ等で撮影した入力画像と、予め記憶されている記憶画像とを照合し、本人であることを認証する顔照合装置が知られている。

例えば、特許文献１には、認証対象となる人の顔を照らすための照明装置を備え、ビデオカメラで撮影された人の顔を入力画像として取り込み、予め記憶された記憶画像と照合することによって顔認証をおこなう顔照合装置が開示されている。

特開平１０−１３４１８８号公報

しかしながら、この従来技術を用いた場合、照明装置の放つ光は太陽光に比較すると弱いので、たとえば、屋外に顔照合装置を設置した場合には、直射日光が人の顔にあたると顔に影ができてしまい、たとえ本人であっても記憶画像との差異点が多くなり認証率が著しく低下するという問題があった。顔照合装置を屋外や外光が射し込む場所に設置したいというニーズは存在するものの、かかる認証率の低下は避けられないために顔照合装置の設置場所が限定されてしまうこととなる。

このため、かかる照明装置にストロボ光などの太陽光に近い照度を有するランプを用いて認証時に発光させることも考えられる。このようにすることで、太陽光により顔にできる影をある程度消すことができるが、太陽光が非常に強いと十分な認証率を得ることができない。

また、このような強力な光を発する照明装置を備えた顔照合装置では、認証対象となる人が不快な思いをするばかりでなく、通行人などにも光が漏れてしまうので、照明装置が放つ光により周辺の環境が悪化するという問題があらたに発生してしまう。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、屋外や外光が射しこむ場所に設置された場合であっても、被撮影者を適切な撮影位置に案内して適切な顔画像を撮影することができ、高い精度で顔認証を行なうことができる顔照合装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、所定の方向に向けて設置され被撮影者の顔画像を撮影する顔撮影装置において、被撮影者の顔画像を撮影する撮影手段と、前記撮影手段の前方の最も明るい光の方向を検出する光方向検出手段と、前記光方向検出手段によって検出された前記光の方向を被撮影者に対して案内する案内手段と、前記被撮影者が立った方向を検出する立ち方向検出手段と、前記光方向検出手段で検出された前記光の方向と前記立ち方向検出手段で検出された前記被撮影者が立った方向とが略一致した場合に、前記被撮影者の顔画像を前記撮影手段が撮影するように制御する制御手段とを備えることを特徴とする。

本発明にかかる顔照合装置は、被撮影者を適切な撮影位置に案内して適切な顔画像を撮影することができ、高い精度で顔認証をおこなうことができるという効果を奏する。

以下に、本発明にかかる顔照合装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。

図１は、本発明にかかる顔照合装置の実施例の外観を示す斜視図であり、図２は、顔照合装置の制御系統の構成を示す概略図であり、図３−１は、被撮影者が顔照合装置の前方正面に立って撮影される場合を示す平面図であり、図３−２は、被撮影者が顔照合装置の斜め前方に立って撮影される場合を示す平面図であり、図４−１は、光方向検出手段の斜視図であり、図４−２は、光方向検出手段の平面図であり、図５は、制御手段による顔照合の制御フローチャートである。

図１及び図２に示すように、本実施例の顔照合装置９０は、四角柱状に形成された筐体１と、筐体１の前面１ａの被撮影者２の顔の高さ位置に設けられた窓部１ｂと、窓部１ｂの後方の筐体１内に設置された撮影手段としてのカメラ３と、筐体１の上部に設置された光方向検出手段４と、窓部１ｂの下側に設置され被撮影者２の立った方向を検出する立ち方向検出手段５と、立ち方向検出手段５の下側に設置され、撮影された顔画像等を表示する表示手段６と、表示手段６の下側に設置され被撮影者２に立ち位置を案内する案内手段７と、案内手段７の下側に設置されＩＣカード等の識別カードの情報を読み込むカードリーダ８と、顔照合装置９０の起動・停止や本人識別情報としてのＩＤ番号やパスワード等を入力する操作手段９と、登録された顔画像データを格納する顔画像記憶手段としてのハードディスク等からなる顔画像データベース１０と、カメラ３〜顔画像データベース１０が接続される制御手段２０等を備えている。

顔画像データベース１０には、予め、登録者の顔画像及び顔の特徴量等の顔画像データが、本人識別情報やパスワード等に対応させて格納（記憶）されている。

制御手段２０は、操作手段９、光方向検出手段４、立ち方向検出手段５及びカードリーダ８からの入力信号に基づいて、案内手段７、表示手段６、カメラ３及び顔画像データベース１０等を制御し、顔画像の撮影及び顔の特徴量を含む顔画像データの作成と、予め顔画像データベース１０に記憶された顔画像データとの照合を行い、本人であるか否かの判別信号を、通信インターフェース１２を介して、入退室管理装置、玄関自動ドア、自動販売機等の制御装置に送信する。

図３−１に示すように、顔照合装置９０が屋外や窓際等に設置され、被撮影者２の後方に太陽や外灯等の光源３０が位置するときや、夜間及び曇り・雨のときのように方向性をもつ光がないときは、カメラ３で被撮影者２を撮影すると、一様な明るさの適切な顔画像が得られる。

図３−２に示すように、光源３０が顔照合装置９０の斜め前方に位置するとき、実線で示すように顔照合装置９０の正面に立つ被撮影者２を撮影すると、顔画像に影ができてしまい、照合に適切な顔画像が得られない。そこで、本実施例の顔照合装置９０は、被撮影者２を、鎖線で示すように、顔照合装置９０に対して光源３０と同じ方向に立つように案内し、被撮影者２が、光源３０と同じ方向に立ったことを検出した後に撮影するようにする。

図４−１及び図４−２に示すように、カメラ３の前方の最も明るい光の方向（光源３０の方向）を検出する光方向検出手段４は、筐体１の前面１ａに設置され縦長スリット４ｂを有するスリット板４ａと、筐体１内のスリット板４ａの後方に「コ」字形に配置された８枚の縦長短冊状の光センサ（太陽電池セル、ＣＣＤ、照度センサ等）４_C1〜４_C8とから構成されている。光センサ４_C1〜４_C8は、「コ」字状でなく、半円弧状に配置してもよい。

図４−２に示すように、光源３０が、顔照合装置９０側からみて右側の浅い角度に位置するときは、光源３０からの光は、縦長スリット４ｂを通って光センサ４_C1に入射し、光センサ４_C1に他の光センサよりも高い電圧を発生させる。光源３０が右側から左側へ移動するにつれて、高い電圧を発生させる光センサが４_C1→４_C8まで移動し、高い電圧を発生している光センサを検出することにより、光源３０の方向を検出することができる。

例えば、光センサ４_C6が高い電圧を発生しているときは、光源３０は、図３−２に鎖線で示す方向に位置していることがわかる。光源３０の左右の移動に伴い光源３０が上下に移動しても光を検出できるように、光センサ４_C1〜４_C8の縦方向の長さは、縦長スリット４ｂの長さよりも長く形成されている。

被撮影者２の顔画像を撮影する撮影手段としてのカメラ３は、略１８０°の旋回機構付のＣＣＤカメラやデジタルビデオカメラ等を用いる。ただし、１８０°カメラ等の広角カメラを用いれば、旋回機構は不要である。

被撮影者２を、最も明るい光の方向に立つように案内する案内手段としての光点滅器７は、筐体１の前面１ａに設置した半円厚板状の取付台７ａと、取付台７ａの外周部に設置された８個のＬＥＤ７_C1〜７_C8とから構成されている。ＬＥＤ７_C1〜７_C8は、それぞれ光センサ４_C1〜４_C8と、制御手段２０を介して電気的に関係付けられ、例えば、光源３０からの光を受けて光センサ４_C2が高い電圧を発生すると、光源３０の方向に設置されたＬＥＤ７_C2が点灯し、被撮影者２をＬＥＤ７_C2に対向する方向位置、すなわち光源３０が位置する方向位置に立つように案内する。

また、光センサ４_C1〜４_C8からの信号に基づいて、制御手段２０によりカメラ３の旋回機構を制御してカメラ３を光源３０の方向へ向ける。カメラ３が光源３０の方向を向くので、被撮影者２にカメラ３のレンズに正対して立つように案内することにより、カメラ３に光点滅器７の代用をさせることができる。このようにすれば、光点滅器７は不要となる。

被撮影者２が案内手段７に案内されて立った方向を検出する立ち方向検出手段５は、略１８０°の旋回機構付の赤外線発光部及び受光部（又は超音波発振部及び受振部）を有し、略１８０°往復旋回しながら赤外線（超音波）を前方に照射し、被撮影者２から反射される赤外線（超音波）を受光部（受振部）で受光（受振）し、受光部（受振部）が反射光（反射超音波）を受光（受振）した旋回角度から被撮影者２の立った方向を検出する。受光部が反射された赤外線を受光する旋回角度には、被撮影者の横幅により幅があるので、受光した旋回角度幅の中心値を立った方向とする。

表示手段６は、液晶表示装置等で構成され、時刻、「カードをカードリーダに挿入し暗証番号を入力して下さい。」、「下で点灯しているランプの方向位置にカメラに向かって４０ｃｍぐらい離れて立って下さい。」、「カメラのレンズの正面に４０ｃｍぐらい離れて立って下さい。」、「その位置で静止して下さい」等の案内文、撮影された顔画像及び顔照合結果等を表示する。

カードリーダ８は、被撮影者２が挿入した本人の識別カードの情報を読み込み、顔画像記憶手段としての顔画像データベース１０から、識別カードの情報に基づいて被撮影者２の記憶されている顔画像データを呼び出すようにする。

次に、図５を参照して、ＣＰＵ及び制御プログラムを格納したメモリ等を備えた制御手段２０の制御による顔照合手順を説明する。操作手段９を操作して顔照合装置９０を起動させると、制御手段２０は、光方向検出手段４からの信号に基づいて、カメラ３の前方の最も明るい光の方向を検出するとともに、表示手段６に、「カードをカードリーダに挿入し暗証番号を入力して下さい。」と案内文を表示させる。（ステップ１）。

暗証番号が入力されると、制御手段２０は、案内手段としての光点滅器７の、最も明るい光の方向に位置するＬＥＤを点灯させ、カメラ３を旋回させて同じ方向に向け、表示手段６に、「下で点灯しているランプの方向位置にカメラに向かって４０ｃｍぐらい離れて立って下さい。」と案内文を表示させる（ステップ２）。

次に、制御手段２０は、立ち方向検出手段５を１８０°旋回させ、被撮影者２の立っている方向（位置）を検出し（ステップ３）、被撮影者２が最も明るい光の方向に立っているか否かを判別する（ステップ４）。ステップ４が否定されれば、ステップ３に戻り、ステップ３→ステップ４を繰返す。ステップ４が肯定されれば、表示手段６に、「その位置で静止して下さい。」と表示させ、次のステップ５に進む。

ステップ５では、カメラ３を操作して顔画像を撮影させ、顔の特徴量を含む顔画像データを作成し、制御手段２０のメモリに格納するとともに、表示手段６に撮影された顔画像を表示させる。

次に、ステップ６で、カードリーダ８から入力された識別カードの情報に基づいて顔画像データベース１０から被撮影者２の予め記憶された顔画像データを呼び出し、ステップ５で作成した顔画像データと照合し、顔画像データが一致するか否かを判別する。

ステップ６が否定されれば、表示手段６に「記憶された顔画像と一致しないので本人と認められません。」と表示（ステップ７）させ、肯定されれば、「記憶された顔画像と一致するので本人と認めます。」と表示（ステップ８）させ、本人であるか否かの判別信号を、通信インターフェース１２を介して、入退室管理装置、玄関自動ドア、自動販売機等の制御装置に送信（ステップ９）し、顔照合作業を終了する。

なお、上記の実施例では、カードリーダ８から入力された識別カードの情報に基づいて顔画像データベース１０から被撮影者２の記憶された顔画像データを呼び出すようにしたが、識別カードやカードリーダ８を設けずに、撮影された被撮影者の顔画像データと、顔画像記憶手段に記憶された全ての顔画像データとを照合し、被撮影者が記憶された者であるか否かを判別するようにしてもよい。

また、顔画像記憶手段として顔画像データベース１０を用いたが、識別カード内に記憶顔画像データを格納しておけば、識別カードを顔画像記憶手段とすることができる。また、顔画像データは、顔の特徴量データを用いずに、顔画像のみとしても照合を行うことができる。

以上のように、本発明にかかる顔照合装置は、屋外や窓際等に設置される顔照合装置として有用であり、特に、照合精度を要求される顔照合装置に適している。

本発明にかかる顔照合装置の実施例の外観を示す斜視図である。顔照合装置の制御系統の構成を示す概略図である。被撮影者が顔照合装置の前方正面に立って撮影される場合を示す平面図である。被撮影者が顔照合装置の斜め前方に立って撮影される場合を示す平面図である。光方向検出手段の斜視図である。光方向検出手段の平面図である。制御手段による顔照合の制御フローチャートである。

符号の説明

２被撮影者
３カメラ（撮影手段）
４光方向検出手段
５立ち方向検出手段
６表示手段
７案内手段
８カードリーダ
９操作手段
１０顔画像データベース
１２通信インターフェース
２０制御手段
３０光源
９０顔照合装置

Claims

所定の方向に向けて設置され被撮影者の顔画像を撮影する顔撮影装置において、
被撮影者の顔画像を撮影する撮影手段と、
前記撮影手段の前方の最も明るい光の方向を検出する光方向検出手段と、
前記光方向検出手段によって検出された前記光の方向を被撮影者に対して案内する案内手段と、
前記被撮影者が立った方向を検出する立ち方向検出手段と、
前記光方向検出手段で検出された前記光の方向と前記立ち方向検出手段で検出された前記被撮影者が立った方向とが略一致した場合に、前記被撮影者の顔画像を前記撮影手段が撮影するように制御する制御手段と
を備えることを特徴とする顔撮影装置。
請求項１に記載の前記顔撮影装置を有し、前記撮影手段によって撮影された前記被撮影者の顔画像と予め記憶された顔画像とを照合して本人認証を行う顔照合装置。