JP6003124B2 - 認証装置、認証装置の制御方法、制御プログラム、および記録媒体 - Google Patents

認証装置、認証装置の制御方法、制御プログラム、および記録媒体 Download PDF

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Description

本発明は、あらかじめ登録されたユーザを認証可能な認証装置等に関するものである。
堅牢なセキュリティを確保することは重要である。すなわち、例えば秘匿の必要性が高い個人情報へのアクセスを可能にするシステムにおいて、あらかじめ登録されたユーザのみを認証し、不正にアクセスしようとする者を排除する装置は不可欠である。
一方で、高い認証精度と当該認証のためにユーザに強いる負担とは、トレードオフの関係になりやすい。例えば、ユーザの認証を確実にするためにパスワードの入力をユーザに繰り返し要求すると、ユーザの負担を増すことになる。
上記トレードオフを解消するために、いわゆる「生体認証」が注目を集めている。すなわち、例えば指紋、静脈、瞳孔など、各ユーザに固有の生体情報を利用して認証する認証装置は、堅牢なセキュリティと簡便な認証(ユーザの利便性)とを両立可能な装置として広く研究されている。上記認証装置の中でも、ユーザの顔を利用する「顔認証」は、最もユーザの負担が小さい認証方式として盛んに研究されている。
例えば、下記の特許文献1には、入力データと登録データとの照合処理において、高度なセキュリティおよび照合精度を確保しつつ迅速に照合処理を行う制御装置が記載されている。また、下記の特許文献2には、被写体の顔方向に対してロバストかつ処理速度の速い属性識別を実現する測定装置が記載されている。
さらに、下記の特許文献3には、顔照合用の辞書内に類似する顔パターンが存在する場合であっても、一定の照合性能を維持できる照合装置が記載されている。
特開2010−92119号公報(2010年4月22日公開) 特開2011−233119号公報(2011年11月17日公開) 特開2003−141542号公報(2003年5月16日公開)
一方で、ユーザの顔を生体情報として利用する上記顔認証システムには、次の2つの問題が存在する。
第1の問題は、認証装置で用いられる識別器が、その汎化性能と識別性能とにトレードオフを有することである。すなわち、例えばあらかじめ登録した顔画像と異なる態様でユーザが顔認証を実行した場合など(ユーザが裸眼の顔画像を登録し、眼鏡を装着して認証しようとした場合など)にも、識別性能を発揮するように識別器を設計すれば、当該識別器は特定の条件のもとでユーザを識別できなくなり、認証装置の認証精度が著しく劣化することがある。
第2の問題は、識別器が識別を行う前から、当該識別器を選択する条件が与えられるとは限らないことである。すなわち、上記第1の問題に対して、認証装置は特定の条件に特化した識別器を複数備え、条件に応じて当該複数の識別器を選択して使用する解決策が考
えられる。しかし、選択に先立って、当該選択するための条件が与えられないことが考えられる。
上記の特許文献1〜3は、いずれも上記第1の問題および第2の問題を同時に解決できない。例えば、上記の特許文献1に記載の制御装置は、高速ではあるが低精度の照合処理によって登録データの絞り込みを行ってから、低速ではあるが高精度の照合処理へ切り替えることにより、上記第1の問題の解決を図っている。しかし、上記第2の問題については考慮されていない。上記特許文献2または3に記載された技術も、いずれか一方の問題しか解決できない。
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、上記第1の問題と第2の問題とを同時に解決できることで、幅広い状況において高精度な顔認証を実現する認証装置等を提供することである。
上記の課題を解決するために、本発明の認証装置は、
(1)ユーザの顔画像から顔の特徴を抽出する抽出手段と、前記抽出手段によって抽出された顔の特徴と記憶装置に格納された顔の特徴とが一致するか否かを判定することによってユーザを識別する複数種類の識別器とを備えた認証装置であって、
(2)前記抽出手段によって抽出された顔の特徴、および、ユーザを認証するための情報の少なくとも一方にしたがって所定の条件を導出する導出手段と、
(3)前記導出手段によって導出された所定の条件にしたがって、前記複数種類の識別器の中から少なくとも1つの種類の識別器を選択する選択手段と、
(4)前記選択手段によって選択された識別器が一致すると判定した場合、前記ユーザを認証する認証手段とを備えたことを特徴としている。
また、上記の課題を解決するために、本発明の認証装置の制御方法は、
(1)ユーザの顔画像から顔の特徴を抽出する抽出ステップと、前記抽出ステップにおいて抽出された顔の特徴と記憶装置に格納された顔の特徴とが一致するか否かを判定することによってユーザを識別する複数種類の識別器とを備えた認証装置の制御方法であって、(2)前記抽出ステップにおいて抽出された顔の特徴、および、ユーザを認証するための情報の少なくとも一方にしたがって所定の条件を導出する導出ステップと、
(3)前記導出ステップにおいて導出された所定の条件にしたがって、前記複数種類の識別器の中から少なくとも1つの種類の識別器を選択する選択ステップと、
(4)前記選択ステップにおいて選択された識別器が一致すると判定した場合、前記ユーザを認証する認証ステップとを含むことを特徴としている。
上記の構成によれば、本発明の認証装置および当該装置の制御方法は、抽出された顔の特徴およびユーザを認証するための情報の少なくとも一方にしたがって所定の条件を導出できる。そして、上記認証装置等は、導出された所定の条件にしたがって、複数種類の識別器の中から少なくとも1つの種類の識別器を選択する。
すなわち、上記認証装置等は、ユーザを認証するための情報として、識別器を選択するための条件が利用可能か否か(あらかじめ与えられているか否か)に応じて、所定の条件を導出する。これにより、上記認証装置等は、識別器を選択するための条件が利用可能でない場合に生じる上記第2の問題を解決できる。
また、上記認証装置等は、導出した条件にしたがって複数の識別器から適切なものを選択できる。これにより、上記認証装置等は、上記第1の問題を解決できる。
したがって、本発明の認証装置および当該装置の制御方法は、上記第1の問題と第2の問題とを同時に解決でき、幅広い状況において高精度な顔認証を実現できる。
また、本発明の認証装置では、
(1)前記導出手段は、前記ユーザを認証するための情報を、前記記憶装置に登録されている人数、前記ユーザの顔の向き、当該ユーザの属性、当該ユーザが装飾品を装着しているか否か、当該顔画像を取得した環境、および当該顔画像を取得した日時のうちの少なくとも1つとし、当該少なくとも1つを前記所定の条件の1つとして導出することを特徴としている。
上記の構成によれば、本発明の認証装置は、ユーザを認証するための情報として記憶装置に登録されている人数を利用できる場合、当該登録されている人数を所定の条件の1つとして導出する。したがって、登録人数が動的に変化するなどの状況において、上記認証装置は高精度な顔認証を実現できる。
または、上記認証装置は、ユーザを認証するための情報として、ユーザの顔の向き、当該ユーザの属性、当該ユーザが装飾品を装着しているか否か、当該顔画像を取得した環境、および当該顔画像を取得した日時のうちの少なくとも1つを利用できる場合、当該少なくとも1つの情報を、所定の条件の1つとして導出する。
ここで、ユーザの顔の向きは、例えばヨー(Yow)、ピッチ(Pitch)、ロール(Roll)などの情報をいう。また、ユーザの属性は、例えばユーザの年齢、性別、人種、表情、感情などをいい、ユーザが装飾品を装着しているか否かとは、サングラスやマスクなどによる顔の隠れの有無が発生しているか否かを示す情報をいう。そして、顔画像を取得した環境とは、順光、斜光、逆光、画質などの情報をいう。なお、上記それぞれの情報は、ユーザの顔画像から抽出することによって取得してもよいし、当該顔画像に付随する情報等から抽出することによって取得してもよい。
本発明の認証装置は、上記情報の少なくとも1つを所定の条件の1つとして識別器の選択に利用するため、幅広い状況において高精度な顔認証を実現できる。
また、本発明の認証装置では、
(1)前記導出手段は、前記抽出手段によって抽出された顔の特徴に基づいて、あらかじめ決められた選択用の識別器が一致するか否かを判定した結果を、前記所定の条件の1つとして導出することを特徴としている。
上記の構成によれば、本発明の認証装置は、認証すべきユーザと当該ユーザの識別に最適な識別器とを絞り込むことができる。したがって、登録ユーザの人数が多く、顔の特徴の多様性が高い状況でも、上記認証装置は高い認証精度を発揮できる。
また、本発明の認証装置では、
(1)前記選択手段によって選択された識別器は、前記あらかじめ決められた選択用の識別器により用いられた前記顔の特徴と異なる顔の特徴を用いて一致するか否かを判定することを特徴としている。
上記の構成によれば、本発明の認証装置における識別器は、あらかじめ決められた選択用の識別器により用いられた顔の特徴と異なる顔の特徴を用いて識別を行う。上記あらかじめ決められた選択用の識別器が用いてユーザを特定できなかった特徴は、ユーザを十分に識別できる情報量を有していないと考えられるからである。
したがって、上記認証装置は、十分な情報量を有する特徴のみを用いて効率的に認証を行うことができる。
また、本発明の認証装置では、
(1)前記導出手段は、前記識別器によって当該ユーザが特定されるまで前記選択手段が当該識別器を順次入れ替えるように選択する条件を、前記所定の条件の1つとして導出することを特徴としている。
上記の構成によれば、本発明の認証装置は、識別器によってユーザが特定されるまで識別器を順次入れ替えて用いる。
したがって、本発明の認証装置は、幅広い状況において高精度な顔認証を実現できる。
また、本発明の認証装置では、
(1)前記認証手段は、前記あらかじめ決められた選択用の識別器が一致するか否かを判定した結果と、前記選択手段によって選択された識別器が一致するか否かを判定した結果とが実数値として得られる場合、前記2つの結果の平均値を計算し、当該平均値が最大となるユーザを認証することを特徴としている。
したがって、本発明の認証装置は、幅広い状況において高精度な顔認証を実現できる。
なお、前記認証装置はコンピュータによって実現してもよい。この場合には、コンピュータを前記認証装置の各手段として動作させることにより、前記認証装置をコンピュータで実現させる制御プログラム、およびこれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も本発明の範疇に入る。
以上のように、本発明の認証装置は、前記抽出手段によって抽出された顔の特徴、および、ユーザを認証するための情報の少なくとも一方にしたがって所定の条件を導出する導出手段と、前記導出手段によって導出された所定の条件にしたがって、前記複数種類の識別器の中から少なくとも1つの種類の識別器を選択する選択手段と、前記選択手段によって選択された識別器が一致すると判定した場合、前記ユーザを認証する認証手段とを備えた構成である。
また、本発明の認証装置の制御方法は、前記抽出ステップにおいて抽出された顔の特徴、および、ユーザを認証するための情報の少なくとも一方にしたがって所定の条件を導出する導出ステップと、前記導出ステップにおいて導出された所定の条件にしたがって、前記複数種類の識別器の中から少なくとも1つの種類の識別器を選択する選択ステップと、前記選択ステップにおいて選択された識別器が一致すると判定した場合、前記ユーザを認証する認証ステップとを含む構成である。
すなわち、上記認証装置等は、識別器を選択するための条件が利用可能か否かに応じて、所定の条件を導出する。また、上記認証装置等は、導出した所定の条件にしたがって複数種類の識別器から適切なものを選択できる。
したがって、本発明の認証装置および当該装置の制御方法は、上記第1の問題と第2の問題とを同時に解決でき、幅広い状況において高精度な顔認証を実現できるという効果を奏する。
本発明の一実施の形態に係る認証装置の要部構成を示すブロック図である。 上記認証装置が識別器を選択するための条件が与えられている場合の、上記認証装置の基本的な動作を示す模式図である。 上記認証装置が識別器を選択するための条件が与えられていない場合の、上記認証装置の基本的な動作を示す模式図である。 上記認証装置が実行する処理の一例を示すフローチャートである。
図1〜図4に基づいて、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
以下では、ある部材が複数存在することを明示するために、同一の部材番号に小文字のアルファベットをさらに付して当該部材を示すことがある。例えば、「識別器1a」、「識別器1b」などと示す。また、当該部材の部材番号にさらに付されたアルファベットを省略し、当該部材を総称することがある。例えば、識別器1a〜1eを、「識別器1」と総称することがある。
〔認証装置100の概要〕
図1に基づいて、認証装置100の概要を説明する。図1は、認証装置100の要部構成を示すブロック図である。
認証装置100は、ユーザの顔画像2から顔の特徴3aを抽出する特徴抽出部12と、特徴3aと記憶装置30に格納された顔の特徴3bとが一致するか否かを判定することによってユーザを識別する複数種類の識別器1a〜1dとを備えた装置である。
図2に基づいて、認証装置100の基本的な動作を概説する。図2は、認証装置100が識別器1aまたは識別器1bを選択するための条件が与えられている場合の、認証装置100の基本的な動作を示す模式図である。
認証装置100は、識別器1によってユーザの顔画像2を識別することにより、あらかじめ登録されて(記憶装置30に顔の特徴3bが格納されて)いるユーザ(以下「登録ユーザ」と称する)を認証する。ここで、認証装置100は、複数の識別器1から当該顔画像を識別するために適した識別器を選択する。
図2に示すように、識別器1aまたは識別器1bを選択するための条件として、例えば登録ユーザの人数(登録人数9、登録されている人数、ユーザを認証するための情報)が与えられている場合、認証装置100は登録人数9に基づいて識別器を選択する。
図2に例示するように、識別器1aは登録人数9がn人(例えばn=10)未満のときに高い識別性能を発揮する識別器であり、識別器1bは登録人数9がn人以上のときに高い識別性能を発揮する識別器である場合、認証装置100は、条件として与えられた現在の登録人数9にしたがって識別器1aまたは識別器1bを選択する。
識別器の性能は登録人数(識別ラベルの数)に依存するため、認証装置が単一の識別器しか備えていない場合、登録人数の増減に応じて認証精度が変化する。例えば、登録人数が約20人であることを前提として識別器が最適化されている場合、100人のユーザが認証装置に登録されると、識別器は期待される性能を発揮せず、認証装置の認証精度が劣化するおそれがある(第1の問題)。
これに対して、本発明の一実施の形態に係る認証装置100は、登録人数9が与えられている場合、これに基づいて最適な識別器1を選択する。したがって、ユーザの登録人数
9が動的に応じて変化する状況でも、認証装置100は高い認証精度を発揮できる。
なお、識別器の性能は、例えばユーザの顔の向き(ヨー(Yow)、ピッチ(Pitch)、ロール(Roll)など)、当該ユーザの属性(年齢、性別、人種、表情、感情など)、当該ユーザが装飾品を装着しているか否か(サングラスやマスクなどによる顔の隠れの有無)、当該顔画像を取得した環境(順光、斜光、逆光、画質など)、および当該顔画像を取得した日時などにも依存する。上記それぞれの情報は、ユーザの顔画像から抽出することによって取得してもよいし、当該顔画像に付随する情報等から抽出することによって取得してもよい。
したがって、認証装置100は、上記のような情報が与えられている場合、これらのうちの少なくとも1つ(ユーザを認証するための情報)に基づいて最適な識別器1を選択できる。
図3に基づいて、認証装置100の異なる基本的な動作を概説する。図3は、認証装置100が識別器を選択するための条件が与えられていない場合の、認証装置100の基本的な動作を示す模式図である。
認証装置が実環境で使用される場合、識別器を選択するための条件となり得る上記の登録人数9や顔の特徴3が与えられるとは限らない(第2の問題)。仮に与えられる場合であっても、当該条件が識別器を適切に選択し得る情報量を含んでいない場合もある。
図3に示すように、識別器1を選択するための条件が与えられない場合、認証装置100は識別器(あらかじめ決められた選択用の識別器)1eによる識別結果6aから所定の条件4を導出し、これに基づいて識別器1を選択する。
識別器1eは、汎用的な識別器(大域モデル)である。識別器1eは、顔画像2の性質にかかわらず(例えばユーザが正面を向いていなかったり、サングラスをかけていたりするなどの非標準的な顔画像であっても)平均的な性能を発揮するが、顔画像2のユーザが登録ユーザのうちの誰であるかを確実に特定できるほどの性能を発揮しなくともよい。
図3に例示するように、識別器1eが、顔画像2のユーザは登録ユーザAまたは登録ユーザBのいずれかであると候補を絞った場合、認証装置100は、識別器1eによる上記識別結果(判定した結果)6aに基づいて識別器1を選択する。具体的には、顔画像2のユーザが登録ユーザAであるか登録ユーザBであるかを、確実に識別可能な識別器1a(局所モデル)を選択する。
ここで、識別器1aは、識別器1eにより用いられた特徴3とは異なる特徴を用いて識別を行うことが望ましい。識別器1eが用いてユーザを特定できなかった特徴は、ユーザを十分に識別できる情報量を有していないと考えられるからである。または、識別器1aは、識別器1eよりも高次元(より多くの特徴を用いる)であってもよい。
上記のように、識別器1を選択するための条件が与えられていない場合、本発明の一実施の形態に係る認証装置100は、あらかじめ決められた識別器1eの識別結果6aに基づいて識別器1を選択する。
これにより、認証装置100は、認証すべきユーザと当該ユーザの識別に最適な識別器とを絞り込むことができる。したがって、例えば登録人数9が多いことにより、特徴3の多様性が高い状況でも、認証装置100は高い認証精度を発揮できる。
なお、図1および図3は、あらかじめ決められた識別器1eを1つしか示していないが、当該識別器を複数用意しておき、認証装置100がこれらを順に用いることにより、認証すべきユーザと当該ユーザの識別に最適な識別器とを絞り込んでもよい。
また、図3は、識別器1eの識別結果6aによって1つの識別器1aが選択されることを示しているが、複数の識別器が選択されてもよい。この場合、認証装置100は、選択された複数の識別器を順次入れ替えて用いることにより、ユーザが特定される識別結果6bを得ることができる。
さらに、認証装置100は、あらかじめ決められた識別器1eの識別結果6aと、当該識別結果に基づいて選択された識別器1aの識別結果6bとを統合して、最終的な識別結果を出力してもよい。すなわち、識別結果6が「スコア」として実数値で表現されるなどの場合、認証装置100は、例えば識別結果6aと識別結果6bとの平均値を最終的な識別結果として出力できる。
さらに、識別器1を選択するための条件が与えられている場合、認証装置100は当該条件にしたがって識別器1を選択した後、さらに識別器1eを用いて識別器1を再選択できる。これにより、より正確な識別結果に基づいて高精度の認証を行うことができる。
〔認証装置100の構成〕
図1に基づいて、認証装置100の構成を説明する。なお、記載の簡潔性を担保する観点から、本実施の形態に関係のない部分は構成の説明およびブロック図から省略した。ただし、実施の実情に則して、認証装置100は当該省略した構成を含んでもよい。
以下、顔画像取得部50、制御部11(特徴抽出部12、条件導出部13、識別器選択部14)、識別器1e、識別部40(識別器1a〜1d、複数種類の識別器)、記憶装置30、ユーザ認証部20、認証結果出力部60の順序で各構成が担う機能を説明する。
顔画像取得部50は、通信可能に接続した撮影装置(例えばデジタルカメラなど)が撮影したユーザの顔画像2を、当該撮影装置から取得する。顔画像取得部50は、取得した顔画像2を特徴抽出部12へ出力する。
制御部11は、認証装置100の各種機能を統括的に制御するものであり、特徴抽出部12、条件導出部13、および識別器選択部14を含む。制御部11の各機能は、例えばRAM(Random Access Memory)やフラッシュメモリなどの記憶素子に記憶されたプログラムを、CPU(Central Processing Unit)が実行することにより実現されてもよい。
特徴抽出部(抽出手段)12は、ユーザの顔画像2から当該ユーザの顔の特徴3aを抽出し、抽出した特徴3aを条件導出部13、識別器1e、および識別部40へ出力する。
条件導出部(導出手段)13は、識別器選択部14が識別器1を選択するための条件が与えられているか否かを判定する。選択するための条件が与えられている場合、条件導出部13は、当該選択するための条件を、条件(所定の条件)4の1つとして導出する。
一方、選択するための条件が与えられていない場合、条件導出部13は、あらかじめ決められた識別器1eによって一致するか否かを判定した識別結果6aを、条件4の1つとして導出する。
条件導出部13は、記憶装置に登録されている人数(登録人数9)が選択するための条件として与えられている場合、登録人数9を所定の条件4の1つとして導出できる(図1
は、登録人数9が記憶装置30にあらかじめ格納されており、条件導出部13が当該登録人数を記憶装置30から読み出して、所定の条件4の1つとして導出する例を示す)。
また、条件導出部13は、ユーザの顔の向き、当該ユーザの属性、当該ユーザが装飾品を装着しているか否か、当該顔画像を取得した環境、および当該顔画像を取得した日時のうちの少なくとも1つを、所定の条件4の1つとして導出できる(図1において、登録人数9を記憶装置30から読み出す代わりに、例えば特徴抽出部12が抽出したユーザの顔の向きに関する情報を当該特徴抽出部から取得してもよい)。なお、上記少なくとも1つの情報は公知の技術を用いて抽出することができる。
さらに、条件導出部13は、選択するための条件が与えられていない場合に、あらかじめ決められた識別器1eによって一致するか否かを判定した識別結果6aが、ユーザ認証部20によって認証可能なユーザが複数存在することによってユーザを特定できない結果である場合、当該結果を所定の条件4の1つとして導出してもよい。
または、条件導出部13は、識別器1によってユーザが特定されるまで識別器選択部14が当該識別器を順次入れ替えるように選択する条件を、所定の条件4の1つとして導出することもできる。
条件導出部13は、上記のように導出した条件4を識別器選択部14へ出力する。
識別器選択部(選択手段)14は、条件導出部13によって導出された所定の条件4にしたがって識別器1a〜1dを選択する。識別器選択部14は、選択した識別器を指定する選択情報5を識別部40へ出力する。
識別器(あらかじめ決められた識別器)1eは、特徴抽出部12によって抽出された顔の特徴3aと、記憶装置30に格納された顔の特徴3bとが一致するか否かを判定する。識別器1eは、上記判定の結果を示す識別結果6aを条件導出部13へ出力する。
識別部40は、識別器選択部14から入力された選択情報5で示される識別器に、特徴抽出部12から入力された特徴3a、および記憶装置30から読み出した特徴3bとを入力する。そして、当該識別器による識別結果6bをユーザ認証部20へ出力する。
識別部40は、識別器1a〜1dを含む。識別器1a〜1dは、識別器1eと同様に、特徴3aと特徴3bとが一致するか否かを判定する。
なお、識別器1a〜1eとして、k近傍法などに代表されるような、特徴空間における距離を計測するノンパラメトリックな手法を用いることができる。または、例えばニューラルネットワーク、サポートベクターマシンなどに代表されるような、所定のパラメータによって規定されるモデル(線形、非線型を含むパラメトリックモデル)に基づく手法を用いることもできる。
記憶装置(記憶装置)30は、特徴3b、登録人数9、および登録ユーザの情報(ユーザ情報8)を格納可能な不揮発性の記憶機器である。記憶装置30は、例えばハードディスク、半導体メモリ、DVD等で構成できる。なお、本実施の形態では、記憶装置30は、認証装置100に内蔵される機器として図1に示しているが、認証装置100の外部に通信可能に接続された外部記憶装置であってもよい。
ユーザ認証部(認証手段)20は、識別器選択部14によって選択された識別器1により顔の特徴3が一致すると判定された場合、一致した当該顔の特徴を有するユーザを認証
する。具体的には、識別部40から入力された識別結果6bが登録ユーザを特定する(一意に識別する)ものであった場合、ユーザ認証部20は、認証装置100のユーザと上記識別された登録ユーザとが同一人物であると判定し、認証結果7を認証結果出力部60へ出力する。
一方、ユーザ認証部20は、識別部40から入力された識別結果6bが登録ユーザを特定する(一意に識別する)ものでなかった場合、ユーザ認証部20は、認証装置100のユーザと上記識別された登録ユーザとは異なる人物である判定し、認証結果7を認証結果出力部60へ出力する。
なお、ユーザ認証部20は、選択するための条件が与えられていない場合に、識別器1eによる識別結果6aと、識別器選択部14によって選択された識別器1による識別結果6bとが実数値として得られる場合、これら2つの結果の平均値を計算し、当該平均値が最大となるユーザを認証してもよい。
認証結果出力部60は、ユーザ認証部20から入力される認証結果7を出力する装置である。本実施の形態では主に液晶ディスプレイ(Liquid Crystal Display;LCD)を想定しているが、ユーザに認証結果を報知する機能を有する装置でありさえすれば、ハードウェアの種類は限定されない。例えば、認証装置100が音で認証結果7をユーザに示す場合、認証結果出力部60はスピーカであってよい。
なお、上記ユーザ認証部20は、認証装置100のユーザと登録ユーザとが同一人物であると判定する場合、記憶装置30から読み出した当該ユーザのユーザ情報8を認証結果7に含め、当該認証結果を認証結果出力部60へ出力してもよい。これにより、認証結果出力部60は、ユーザ情報8を参照して、例えば当該ユーザの氏名をディスプレイに表示したり、ユーザに応じたサウンドを鳴らしたりすることができる。
〔認証装置100が実行する処理〕
図4に基づいて、認証装置100が実行する処理の流れを説明する。図4は、認証装置100が実行する処理の一例を示すフローチャートである。なお、以下の説明において、カッコ書きの「〜ステップ」は制御方法の各ステップを表す。
まず、顔画像取得部50は、ユーザの顔画像2を取得する(ステップ1:以下、S1のように略記する)。次に、特徴抽出部12は、当該顔画像からユーザの顔の特徴3aを抽出する(S2、抽出ステップ)。
条件導出部13は、識別器選択部14が識別器1を選択するための条件が与えられているか否かを判定する。条件導出部13は、例えば登録人数9が上記選択するための条件として与えられているか否かを判定する(S3)。与えられていると判定する場合(S3においてYES)、条件導出部13は、登録人数9を所定の条件4の1つとして導出する(S4、導出ステップ)。
なお、上記のS3およびS4の説明および図4では「登録人数9が上記選択するための条件として与えられているか否か」を例示したが、前述したように、ユーザの顔の向き、当該ユーザの属性、当該ユーザが装飾品を装着しているか否か(顔に隠れはあるか)、当該顔画像を取得した環境(順光、斜光、逆光、画質など)、および当該顔画像を取得した日時などを、S3における判定としてよい。
例えば、ユーザがサングラスを装着していることにより、S3において「顔に隠れがある」と判定される場合、S4において「顔に隠れがある」ことを条件とする。具体的には
、例えば顔に隠れがあることを示すフラグを立てる。
一方、与えられていないと判定する場合(S3においてNO)、条件導出部13は識別器1eによって一致するか否かを判定し(S5)、当該判定による識別結果6aを所定の条件4の1つとして導出する(S6、導出ステップ)。すなわち、識別結果6aが「類似ユーザが複数いる」ことを示す場合(認証可能なユーザとして複数該当する結果である場合、S6においてYES)、条件導出部13は当該複数のユーザを所定の条件4の1つとして導出する。一方、識別結果6aがユーザを一意に特定するものであった場合(S6においてNO)、ユーザ認証部20は当該ユーザを認証する(S10、認証ステップ)。
識別器選択部14は、条件導出部13によって導出された条件4にしたがって、識別器を選択する(S7、選択ステップ)。選択された識別器1は、特徴3aと特徴3bとが一致するか否かを判定する(S8)。上記の判定に基づく識別結果6bが登録ユーザを特定する(一意に識別する)ものであった場合(S9においてYES)、ユーザ認証部20は当該ユーザを認証する(S10、認証ステップ)。
一方、ユーザ認証部20は、識別結果6bが登録ユーザを特定する(一意に識別する)ものでなかった場合(S9においてNO)、ユーザ認証部20は当該ユーザを認証しない(S11)。認証結果出力部60は、上記の認証結果7を出力する(S12)。
〔認証装置100が奏する効果〕
認証装置100は、識別器1a〜1dを選択するための条件が与えられているか否かに応じて、与えられた条件をそのまま導出するか、当該条件を動的に導出するかを切り替える。また、認証装置100は、導出した条件4にしたがって複数の識別器1a〜1dから適切なものを選択できる。
したがって、認証装置100は、上記第1の問題と第2の問題とを同時に解決でき、幅広い状況において高精度な顔認証を実現できるという効果を奏する。
〔各実施の形態に含まれる構成(技術的手段)の組み合わせについて〕
上述した実施の形態に含まれる構成は、適宜組み合わせられることに注意する。すなわち、上記の実施の形態で説明したすべての構成は、当該説明に係る実施の形態のみならず、他の実施の形態においても当該構成の全部または一部を組み合わせて利用でき、それによって得られる実施の形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
〔ソフトウェアによる実現例〕
最後に、認証装置100の各ブロック(特に制御部11)は、集積回路(ICチップ)上に形成された論理回路によってハードウェア的に実現してもよいし、CPUを用いてソフトウェア的に実現してもよい。
後者の場合、認証装置100は、各機能を実現するプログラムの命令を実行するCPU、上記プログラムを格納したROM(Read Only Memory)、上記プログラムを展開するRAM、上記プログラムおよび各種データを格納するメモリ等の記憶装置(記録媒体)などを備えている。そして、本発明の目的は、上述した機能を実現するソフトウェアである認証装置100の制御プログラムのプログラムコード(実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム)をコンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体を、認証装置100に供給し、そのコンピュータ(またはCPUやMPU)が記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成可能である。
上記記録媒体としては、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ類、フロッピ
ー(登録商標)ディスク/ハードディスク等の磁気ディスクやCD−ROM/MO/MD/DVD/CD−R等の光ディスクを含むディスク類、ICカード(メモリカードを含む)/光カード等のカード類、マスクROM/EPROM/EEPROM/フラッシュROM等の半導体メモリ類、あるいはPLD(Programmable logic device)やFPGA(Field Programmable Gate Array)等の論理回路類などを用いることができる。
また、認証装置100を通信ネットワークと接続可能に構成し、上記プログラムコードを通信ネットワークを介して供給してもよい。この通信ネットワークは、プログラムコードを伝送可能であればよく、特に限定されない。例えば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、LAN、ISDN、VAN、CATV通信網、仮想専用網(Virtual Private Network)、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等が利用可能である。
また、この通信ネットワークを構成する伝送媒体も、プログラムコードを伝送可能な媒体であればよく、特定の構成または種類のものに限定されない。例えば、IEEE1394、USB、電力線搬送、ケーブルTV回線、電話線、ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)回線等の有線でも、IrDAやリモコンのような赤外線、Bluetooth(登録商標)、IEEE802.11無線、HDR(High Data Rate)、NFC(Near Field Communication)、DLNA(Digital Living Network Alliance)、携帯電話
網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。なお、本発明は、上記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。
このように、本明細書においては、手段とは必ずしも物理的手段を意味せず、各手段の機能がソフトウェアによって実現される場合も含む。また、1つの手段の機能が2つ以上の物理的手段により実現されてもよいし、2つ以上の手段の機能が1つの物理的手段により実現されてもよい。
本発明は、ユーザの顔画像を用いて当該ユーザの認証を行う装置(顔認証システム)全般に適用できる。
1a〜1d 識別器(識別器、複数種類の識別器)
1e 識別器(あらかじめ決められた選択用の識別器)
2 顔画像(顔画像)
3a 特徴(抽出された顔の特徴)
3b 特徴(格納された顔の特徴)
4 条件(所定の条件)
6a 識別結果(判定した結果)
6b 識別結果
9 登録人数(登録されている人数、ユーザを認証するための情報)
12 特徴抽出部(抽出手段)
13 条件導出部(導出手段)
14 識別器選択部(選択手段)
20 ユーザ認証部(認証手段)
30 記憶装置(記憶装置)
100 認証装置(認証装置)

Claims (7)

  1. ユーザの顔画像から顔の特徴を抽出する抽出手段と、前記抽出手段によって抽出された顔の特徴と記憶装置に格納された顔の特徴とが一致するか否かを判定することによってユーザを識別する複数種類の識別器とを備えた認証装置であって、
    前記記憶装置に登録されている人数が所定の条件として与えられる場合、前記記憶装置に登録されている人数を前記所定の条件として導出する導出手段と、
    前記導出手段によって導出された所定の条件にしたがって、前記複数種類の識別器の中から少なくとも1つの種類の識別器を選択する選択手段と、
    前記選択手段によって選択された識別器が一致すると判定した場合、前記ユーザを認証する認証手段とを備え、
    前記導出手段は、前記記憶装置に登録されている人数が前記所定の条件として与えられない場合、あらかじめ決められた選択用の識別器が、前記抽出手段によって抽出された顔の特徴に基づいて一致するか否かを判定した結果を、前記所定の条件の1つとして導出することを特徴とする認証装置。
  2. 前記選択手段によって選択された識別器は、前記あらかじめ決められた選択用の識別器により用いられた前記顔の特徴と異なる顔の特徴を用いて一致するか否かを判定することを特徴とする請求項に記載の認証装置。
  3. 前記導出手段は、前記識別器によって当該ユーザが特定されるまで前記選択手段が当該識別器を順次入れ替えるように選択する条件を、前記所定の条件の1つとして導出することを特徴とする請求項に記載の認証装置。
  4. 前記認証手段は、前記あらかじめ決められた選択用の識別器が一致するか否かを判定した結果と、前記選択手段によって選択された識別器が一致するか否かを判定した結果とが実数値として得られる場合、前記2つの結果の平均値を計算し、当該平均値が最大となるユーザを認証することを特徴とする請求項2または3に記載の認証装置。
  5. ユーザの顔画像から顔の特徴を抽出する抽出ステップと、前記抽出ステップにおいて抽出された顔の特徴と記憶装置に格納された顔の特徴とが一致するか否かを判定することによってユーザを識別する複数種類の識別器とを備えた認証装置の制御方法であって、
    前記記憶装置に登録されている人数が所定の条件として与えられる場合、前記記憶装置に登録されている人数を前記所定の条件として導出する導出ステップと、
    前記導出ステップにおいて導出された所定の条件にしたがって、前記複数種類の識別器の中から少なくとも1つの種類の識別器を選択する選択ステップと、
    前記選択ステップにおいて選択された識別器が一致すると判定した場合、前記ユーザを認証する認証ステップとを含み、
    前記導出ステップにおいて、前記記憶装置に登録されている人数が前記所定の条件として与えられない場合、あらかじめ決められた選択用の識別器が、前記抽出ステップにおいて抽出された顔の特徴に基づいて一致するか否かを判定した結果を、前記所定の条件の1つとして導出することを特徴とする認証装置の制御方法。
  6. 請求項1からのいずれか1項に記載の認証装置を動作させるための制御プログラムであって、コンピュータを前記各手段として機能させるための制御プログラム。
  7. 請求項に記載の制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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