JP7268110B2 - 撮像制御装置、撮像制御方法及びプログラム - Google Patents

撮像制御装置、撮像制御方法及びプログラム Download PDF

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Description

本発明は、被認証者の顔又は虹彩を認証する装置に関する。
昨今、種々の顔認証装置等の開発が盛んに行われている。例えば、特許文献1は、検出した環境光による照度が低い場合には照明手段による照射光が弱くなるように制御するとともに、環境光による照度が高い場合には照明手段による照射光が強くなるように制御する顔認証装置を開示する。
また、特許文献2は、人間顔位置にある画像が前記カメラヘッドによって撮影されたビデオ画面の中心に存在するように、前記人間顔位置に応じて前記カメラヘッドの撮影角度を微調整する、カメラヘッド撮影角度調整方法を開示する。
国際公開第2007/135735号 特表2018-501671号公報
一般的な顔認証装置には、以下の課題がある。
第1の課題は、顔認証用カメラを用いて顔認証を行う対象者(以下、「被認証者」と称する。)の撮像範囲および画角内における顔の位置が一定ではないことである。その理由は、被認証者の年齢や性別、身体的特性により身長または顔認証時の頭部の位置が異なるためである。例えば、成人男性の平均身長と、10歳の男子児童の平均身長を比較した場合は30cm以上の乖離があるという保健機関の報告がある。また、下肢に障害をもたれた身体障碍者が車椅子に着座した際の頭部の位置は、成人男性のそれと大きく乖離する。その結果、一般的な顔認証用カメラ(固定カメラ)では、あらかじめ設定された画角から得られる撮像範囲に、被認証者の頭部が収まらない場合がある。
また、虹彩認証用カメラを用いて虹彩認証処理を行う場合も、上記と同様な課題がある。
本発明は、被認証者の身長や身体的特性の顔認証処理又は虹彩認証処理への影響を抑え得る生体認証装置等の提供を目的とする。
本発明の撮像制御装置は、第二設定値より小さい第一設定値の光量で照明装置から照明光を照射させる照射部と、撮像装置が撮像する撮像画像に撮像対象者の頭部が収まるように、前記撮像装置の撮像方向調整を行う駆動部とを備え、前記照射部は、撮像方向調整が完了したのち、前記第二設定値の光量で、前記照明装置から前記撮像対象者へ向けて、照明光を照射させる。
本発明の一態様に係る撮像制御方法は、第二設定値より小さい第一設定値の光量で照明装置から照明光を照射させ、撮像装置が撮像する撮像画像に撮像対象者の頭部が収まるように、前記撮像装置の撮像方向調整を行い、撮像方向調整が完了したのち、前記第二設定値の光量で、前記照明装置から前記撮像対象者へ向けて、照明光を照射させる。
本発明の一態様に係るプログラムは、第二設定値より小さい第一設定値の光量で照明装置から照明光を照射させることと、撮像装置が撮像する撮像画像に撮像対象者の頭部が収まるように、前記撮像装置の撮像方向調整を行うことと、をコンピュータに実行させ、撮像方向調整が完了したのち、前記第二設定値の光量で、前記照明装置から前記撮像対象者へ向けて、照明光を照射させることをコンピュータに実行させる。
本発明の生体認証装置等は、被認証者の身長や及び身体的特性の顔認証処理又は虹彩認証処理への影響を抑え得る。
本実施形態の生体認証装置の構成例を表すイメージ図である。 撮像部の構成例を表す概念図である。 発光部の構成例を表す概念図である。 処理部が行う処理の具体例を表す概念図(その1)である。 処理部が行う処理の具体例を表す概念図(その2)である。 処理部が行う処理の具体例を表す概念図(その3)である。 処理部が行う処理の具体例を表す概念図(その4)である。 実施形態の生体認証装置の最小限の構成を表す概念図である。
<第一実施形態>
本実施形態は、被認証者の顔認証処理を行う生体認証装置に関する実施形態である。本実施形態の生体認証装置は、顔認証処理に用いる撮像画像に被認証者の頭部が収まるように撮像方向を縦方向に調整する。これにより、前記生体認証装置は、被認証者の頭部の高さ位置が異なる場合にも、顔認証処理を適正に行い得る。
前記生体認証装置は、さらに、顔認証処理を行うための撮像画像の撮像時の照明の発光方向を、被認証者の目からずらした位置に設定する。前記生体認証装置は、これにより、被認証者が照明光のまぶしさにより目を閉じた状態、すなわち、顔認証処理に適さない撮像画像を取得する確率を低減し、さらに照明光のまぶしさによる被認証者の身体的負担を軽減する。
前記生体認証装置は、顔認証処理を行うための撮像画像の撮像の前に行う、被認証者の顔の輪郭を抽出するための撮像において、顔認証処理用の撮像における時よりも低い照度の照明が用いられる。前記生体認証装置は、これにより、被認証者がまぶしさにより目を閉じた状態、すなわち、顔認証処理に適さない撮像画像を取得する確率、及び、まぶしさによる被認証者の身体的負担を一層低減する。
[構成と動作]
図1は、本実施形態の生体認証装置の例である生体認証装置100の構成を表すイメージ図である。図1(a)は、生体認証装置100の正面斜視図である。また、図1(b)は、生体認証装置100の断面図である。なお、図1(b)は、各構成の断面をあくまでもイメージで表すものであり、図1(a)における配置や寸法等が正確に反映されたものではない。
生体認証装置100は、例えば、壁8の壁面に、標準的な身長の人の目の高さに撮像部3が位置するように設置されている。
生体認証装置100は、光拡散部材1及び7と、発光部11及び71と、撮像部3と、人検出部2と、音声出力部4と、筐体5と、認証媒体読取部6と、処理部12と、記憶部13とを備える。
ここで、撮像部3の構成例を図2を参照して説明する。撮像部3は、撮像実行部31と、撮像方向調整部32と、撮像処理部33とを備える。
撮像実行部31は、例えば、一般的なデジタルカメラやスマートフォンのカメラの撮像を実行する部分に相当する部分である。撮像実行部31は、図示されない、撮像素子と、撮像用レンズと照度測定部とを備える。当該撮像用レンズは、撮像処理部33からの指示に従い、撮像倍率を変更可能である。
撮像実行部31は、撮像処理部33からの指示に従い、保護ガラス34を通して、矢印99aの向きの撮像を実行する。撮像実行部31は、撮像素子による撮像信号を撮像処理部33へ伝達する。
撮像実行部31は、また、前述の照度測定部により、撮像範囲の照度を測定し、当該照度を表す信号を、撮像処理部へ、逐次伝達する。
撮像方向調整部32は、例えば、上下方向に旋回する旋回駆動部を備える。その場合、撮像方向調整部32は、撮像処理部33からの指示に従い、当該旋回駆動部により、撮像実行部の撮像方向を上下旋回調整(上下方向に旋回する調整)する。そのような上下旋回調整を行う旋回駆動部は周知の構成の中から適宜選択することが可能であり、ここでは、その詳細説明は省略される。
撮像方向調整部32による、この撮像方向の調整は、発明が解決しようとする課題の項で説明した、背の低い人や車椅子に着座した人の頭部の撮像が一般的なカメラ等の撮像部では困難であるという課題を解決するためのものである。
撮像処理部33は、図1の処理部12から伝達された撮像指示情報により、撮像実行部31に撮像を実行させる。撮像処理部33は、また、処理部12から伝達された撮像方向指示情報により、撮像方向調整部32に、撮像実行部31の撮像方向を調整させる。撮像処理部33は、また、処理部12から伝達された撮像倍率指示情報により、撮像実行部31に、撮像倍率を調整させる。撮像処理部33は、また、撮像実行部31から伝達される前述の照度信号から照度を表す照度情報を生成し、処理部12へ伝達する。
ここで、図2の説明を終え、図1の説明に戻る。
発光部11及び71は、光拡散部材1及び7を介して被認証者に照明光を照射することにより、撮像部3による撮像に必要な照度を確保するためのものである。
撮像画像により顔認証処理を行う場合、認証エラーを防ぐ鮮明な撮像画像を得るためには、一般的に、200ルクス以上の被認証者への照度が必要となることが、経験により理解されている。しかしながら、撮像部の設置場所や設置環境によっては、照度が低すぎる場合がある。その理由は、例えば、認証環境により照度が一様ではないためである。例えば、執務室への入室を制限するために設けられた顔認証設備の場合、設置位置は廊下側の壁面である場合が多い。当該環境においては、節電のために廊下の照明が抑えられていたり、あるいは蛍光灯の灯が柱などの障害物により遮蔽される場合がある。そのような場合、顔認証処理を行うための十分な照度が得られず、認証エラーが生じる場合がある。処理部12の指示により行われる発光部11及び71による照明は、当該課題を解決するためのものである。
ここで、図1の説明を中断して、図3を参照して、発光部11の構成例を説明する。発光部11は、発光素子部111と発光方向調整部112とを備える。発光素子部111は、例えば、図示されない、発光ダイオードと発光ダイオードを発光させるための電流を供給する制御部とを備える。発光素子部111は、処理部12からの指示に従い、発光及び発光の停止を行い、さらに、発光する場合における発光強度を変化させる。発光方向調整部112は例えば周知の回転ステージを備える構成である。その場合、当該回転ステージは、処理部12からの指示に従い、設置された発光素子部111の発光により光拡散部材1から右方に照射される照明光の主たる照明方向を上下旋回調整する。そのような回転ステージは周知の構成の中から適宜選択することが可能であるので、その詳細説明は省略される。また、ここで、「主たる発光方向」と記述するのは発光素子が発光ダイオードの場合は発光される光が拡散光であり、発光強度の分布があるためである。「主たる発光方向」は、拡散する光の発光方向の中心である。以下の説明においては、「主たる発光方向」が単に「発光方向」と記述される場合がある。
発光方向調整部112は、あるいは、図示されない鏡を備え、発光素子から鏡に入射された光の出射の向きを、鏡の向きを変えることにより、発光方向を上下旋回調整するものであっても構わない。
発光部11から出射される光は、光拡散部材1を介して、照明光として、右方に照射される。発光方向調整部112は、発光素子部111に発光方向を調整させることにより、照明光の主たる照明方向を上下旋回調整させる。光拡散部材1は、発光部11から入射される光をさらに拡散させる部材である。
発光部71についても、上記と同様である。
光拡散部材1は、発光部11から入射された光をさらに拡散させた拡散光を図1(b)の右方へ、さらに拡散された光である照明光として照射する。当該照明光の照明方向は、発光部11からの光の発光方向により調整される。
発光部11及び71に、図3の発光方向調整部112及び発光方向調整部112に相当する発光方向調整部が設けられる理由は、次のとおりである。
十分な照度を確保するため、顔認証用カメラの近傍に照明装置を設置した場合、被認証者が照明光のまぶしさのため閉眼し、閉眼した被認証者の顔画像があらかじめ登録された顔画像と異なる旨が判定されることにより、認証エラーが生じる場合がある。被認証者が照明光によりまぶしさを感じるのは、顔認証用カメラの近傍から被認証者の顔面を照明するように照明装置を設置した場合、一つには、被認証者の眼球へ、直接、撮像に必要な照度を確保するための200ルクスの照明光が入射されるためである。すなわち、被認証者の正面または近い位置へ200ルクスの光源を設置すると、光の入射角によっては、視神経の瞬目反射または明順応により、しばらく閉眼した状態が継続する。そのため、正常に顔認証処理が適正に行えない状態が継続し、認証エラーとなる場合がある。
処理部12の指示により前記発光方向調整部が行う発光方向の調整は、被認証者の目の近傍の照度を低下させることにより上記課題を解決する。
ここで、図1に説明を戻す。
人検出部2は、例えば、人感センサである。その場合、人検出部2は、例えば、レーザ距離計を備える構成である。そして、人検出部2は、距離検出の向きを予め設定された図1(b)の矢印99aの向きの範囲を走査し、その走査範囲のいずれかで距離が閾値以下の場合に、人を検出した旨を表す情報である人検出情報を処理部12へ伝達する。
音声出力部4は、例えば、スピーカである。音声出力部4は、処理部12の指示に従い、音声を出力する。
認証媒体読取部6は、例えば、その所定の位置にかざされた認証用の近距離無線通信用媒体(認証用媒体)から、その認証用媒体を表す情報である媒体認証用情報を読み出し、処理部12へ伝達する。当該認証用媒体は、例えば、社員証や入館証である。
記憶部13は、例えば、ハードディスク装置や半導体メモリを備える構成である。記憶部13は、処理部12が処理を行うために必要なプログラムや情報を予め保持する。記憶部13は、また、処理部12が指示する情報を格納する。記憶部13は、また、処理部12が指示する格納情報を、処理部12へ伝達する。
処理部12は、例えば、コンピュータの中央演算装置を含む構成である。
処理部12は、撮像部3に、顔認証処理に用いる撮像画像に被認証者の頭部が収まるように、撮像方向を縦方向に旋回調整させる。これにより、処理部12は、被認証者の頭部の高さ位置が異なる場合にも、顔認証処理を適正に行えるようにする。
処理部12は、また、発光部11及び71に、顔認証処理を行うための撮像画像の撮像時の照明の照明方向を、被認証者の目からずらした個所に設定させる。処理部12は、これにより、被認証者がまぶしさにより目を閉じた、顔認証処理に適さない撮像画像を取得する確率や、まぶしさによる被認証者の負担を低減する。
処理部12は、さらに、顔認証処理を行うための撮像画像の撮像の前に撮像部3が行う、被認証者の顔の輪郭を取得するための撮像において、顔認証処理用の撮像における時よりも低い照度の照明を発光部11及び71に行わせる。処理部12は、これにより、被認証者がまぶしさにより目を閉じた、すなわち、顔認証処理に適さない撮像画像を取得する確率、及び、まぶしさによる被認証者の身体的負担を一層低減する。
以下、処理部12が上記動作を行うために行う処理の具体例を図4ないし図7を参照して説明する。図4ないし図7は処理部12が行う処理の処理フロー例を表す概念図である。
処理部12は、例えば、外部からの開始情報の入力により、図4ないし図7の処理を開始する。処理部12の動作開始に連動して記憶部13は動作を開始する。
そして、処理部12は、まず、S101の処理として、各処理条件の初期化を行う。当該処理条件初期化には、例えば、処理部12において、処理の段階を初期段階に設定する処理が含まれる。前記初期化には、あるいは、例えば、撮像部3から伝達を受ける予定の照度情報をゼロレベルに設定する処理が含まれる。
前記初期化には、あるいは、例えば、発光部11及び71に伝達するこれらに照射させる光の光量を指示する情報である光量指示情報を光量ゼロに設定する処理が含まれる。前記初期化には、あるいは、例えば、発光部11及び71に伝達する、発光方向を指示する情報である発光方向指示情報を初期値に設定させる処理が含まれる。初期値における発光方向は、例えば、図1(b)の矢印99aに含まれる最も上方の矢印の向きである。
前記初期化には、あるいは、例えば、撮像部3に伝達する撮像倍率指示情報を、初期値に設定する処理が含まれる。前記初期化には、あるいは、例えば、撮像部3に伝達する撮像指示情報を、撮像しないに設定する処理が含まれる。前記処理条件初期化には、あるいは、例えば、人検出部2からの入力情報を、人を検出していないことを表す情報に設定する処理が含まれる。前記処理条件初期化には、あるいは、例えば、認証媒体読取部6からの入力情報を、媒体認証用情報が読み取られていないことを表す情報に設定する処理が含まれる。
S101の処理の次に、処理部12は、S102として、発光部11及び71、撮像部3、人検出部2及び認証媒体読取部6に対して、S101で行った初期化を前提に、起動を指示する。当該指示を受けて、発光部11及び71、撮像部3、人検出部2及び認証媒体読取部6は、起動する。
すなわち、発光部11及び71は、処理部12から伝達される光量指示情報により、発光する光量を調整するようになる。当該光量は、S101の処理により初期値のゼロに設定されているので、発光部11及び71は、発光しない。発光部11及び71は、処理部12から伝達される発光方向指示情報により、発光方向を調整するようになる。当該発光方向は、S101の処理により、初期状態に設定されている。
また、人検出部2は、設定された範囲内の人の有無を判定し、人がいる旨を判定した場合には、その旨を、処理部12に出力するようになる。
また、認証媒体読取部6は、認証用の近距離無線通信用媒体から媒体認証用情報を読み取った場合には、その媒体認証用情報を、処理部12へ伝達するようになる。
また、撮像部3は、撮像範囲の照度を表す照度情報を、処理部12へ伝達するようになる。また、撮像部3は、処理部12からの撮像方向指示情報により、撮像方向を調整するようになる。撮像部3は、また、処理部12からの撮像倍率指示情報により、撮像倍率を調整するようになる。撮像部3は、また、処理部12からの撮像指示情報により、撮像を実行し、撮像した画像データを処理部12へ伝達するようになる。
次に、処理部12は、S103の処理として、人が検出されたかについての判定を行う。処理部12は、当該判定を、例えば、人検出部2からの、前述の人検出情報の伝達の有無を判定することにより行う。
次に、処理部12は、S104の処理として、撮像部3から伝達された照度情報の照度が第一設定値未満かについての判定を行う。第一設定値は、顔認証処理用の顔画像を撮像する際の後述の第二設定値(図6のS141参照)と比較して低い値であり、例えば、50ルクスである。処理部12は、S104の処理による判定結果がyesの場合は、S105の処理を行う。一方、処理部12は、S104の処理による判定結果がnoの場合は、S105の処理をスキップして、S106の処理を行う。
処理部12は、S105の処理を行う場合は、同処理として、発光部11及び71に、第一設定値の光量に相当する光の発光を行わせる。
S105の処理により、発光部11及び71に比較的低い第一設定値の光量の光の発光を行わせる理由は、次のとおりである。すなわち、その理由は、以下に説明するように、当該発光による被認証者への照明光の照射により撮像する画像が、顔認証処理の実行のためのものではなく、被認証者の輪郭線を抽出するためのものなので、高い光量の光の照明が必要ないためである。比較的低い照明光の照射により、被認証者が、目を閉じたり、まぶしすぎることにより身体的負担を感じたりすることを防ぐことができる。
そして、処理部12は、S106の処理として、認証媒体読取部6により媒体認証用情報が読み出されたかについての判定を行う。処理部12は、当該判定を、認証媒体読取部6からの媒体認証用情報の伝達の有無を判定することにより行う。なお、処理部12は、S103の処理でyesが判定されてからS106の処理が行われるまでの間において、音声出力部4に、前述の認証用媒体を認証媒体読取部6にかざす動作を被認証者に促す音声を出力させても構わない。当該音声は、例えば、「認証用媒体をかざしてください。」である。
処理部12は、S106の処理による判定結果がyesの場合はS107の処理を行う。一方、処理部12は、S106の処理による判定結果がnoの場合はS103の処理を再度行う。
処理部12は、S107の処理を行う場合は、同処理として、S106の処理により読み出されたことが判定された媒体認証用情報が登録されたものであるかについての判定を行う。処理部12は、当該判定を、例えば、記憶部13に格納された媒体認証用情報群に、読み出されたものが含まれるか否かを判定することにより行う。
処理部12は、S107の処理による判定結果がyesの場合は、S108の処理を行う。一方、処理部12は、S107の処理による判定結果がnoの場合は、S103の処理を再度行う。
処理部12は、S108の処理を行う場合は、同処理として、撮像部3に対し撮像指示情報を伝達する。当該撮像指示情報の伝達を受けて、撮像部3は撮像を実行する。この段階での撮像方向及び撮像倍率は、S101の処理により、初期値に設定されている。そのため、被認証者の頭部から肩にかけての画像は、撮像範囲に収まっていないか、あるいは、ずれて収まっている可能性がある。撮像部3は撮像による画像情報(撮像画像情報)を処理部12へ伝達する。
次に、処理部12は、撮像部3から伝達を受けた撮像画像情報において、被認証者の輪郭線を抽出するための処理を行う。当該処理は、画像処理において行われる一般的な処理である。従い、その詳細は省略される。
そして、処理部12は、S110の処理として、S109の処理により、被認証者の肩から頭部にかけての部分を含む輪郭線が抽出できたかについての判定を行う。処理部12は、S110の処理による判定結果がyesの場合は、図5のS121の処理を行う。一方、処理部12は、S110の処理による判定結果がnoの場合は、S111の処理を行う。
処理部12は、S111の処理を行う場合は、同処理として、撮像部3に伝達する撮像方向指示情報において、撮像方向を、予め設定された角度(設定角度)だけ、俯角方向に変更させる指示を行う。当該設定角度は、例えば、5度である。そして、処理部12は、S108の処理を再度行う。
処理部12は、図5のS121の処理を行う場合は、同処理として、直近の輪郭線抽出処理により抽出した輪郭線から肩の高さを表す線である肩高線を抽出する処理を行う。当該処理は、画像認識による周知の処理により行うことができる。従い、その処理の詳細説明は省略される。なお、直近の輪郭線抽出処理は、前述のS109と後述のS130のうちのいずれか、直近に行われたものである。
次に、処理部12は、S122の処理として、S109の処理により抽出した輪郭線から頭頂部を特定する処理を行う。当該処理は、画像処理における周知の方法により行うことができる。従い、その詳細説明は省略される。
そして、処理部12は、S123の処理として、頭頂部を表す点から肩高線に垂直に下した線の中点を顔の中心を表す点である顔中心点に設定する。画像情報中の点は例えば座標で表される。
そして、処理部12は、S124の処理として、顔中心点が撮像範囲の上下範囲に対して適正になるように撮像方向の上下旋回調整を指示する撮像方向指示情報を撮像部3へ伝達する。適正な撮像方向は、例えば、顔中心点が、撮像範囲における上限から2/5の位置になる撮像方向である。
そして、処理部12は、S125の処理として、頭部全体が撮像範囲に収まる撮像倍率を導出し、その撮像倍率の設定を指示する撮像倍率指示情報を撮像部3へ伝達する。
そして、処理部12は、S126の処理として、撮像範囲の中心点と顔中心点との水平方向の距離を導出する。そして、処理部12は、S127の処理として、S126の処理により導出した水平方向の距離があらかじめ設定された閾値以下であるかを判定する。当該閾値は、例えば、10センチメートルである。処理部12は、S127の処理による判定結果がyesの場合は、図6のS141の処理を行う。一方、処理部12は、S127の処理による判定結果がnoの場合は、S128の処理を行う。
処理部12は、S128の処理を行う場合は、同処理として、被認証者にその水平方向の位置を正しくさせることを促す音声の出力を指示する。当該音声の内容は、例えば、「カメラの正面に立ってください」である。
そして、処理部12は、S129の処理として、撮像部3に撮像指示情報を伝達し、撮像を実行させる。そして、処理部12は、S130の処理として、撮像部3から伝達された撮像画像情報において、被認証者の輪郭線を導出する。そして、処理部12は、その輪郭線について、S121の処理を行う。
処理部12は、図6のS141の処理を行う場合は、同処理として、撮像部3から伝達される照度情報が表す照度が第二設定値未満であるかについての判定を行う。第二設定値は前述の第一設定値よりも高い値である。第二設定値は、例えば、200ルクスである。第二設定値を前述の第一設定値より高くする理由は、第二設定値の照度の照明により取得される撮像画像情報は、以下に説明されるように、単に被認証者の輪郭線を得るためのものではなく、被認証者の顔認証処理を行うためのものだからである。そのためには第一設定値の照度で撮像された画像より鮮明な画像の取得が必要であり、そのためにはより高い照度での撮像が必要になる。
処理部12は、S141の処理による判定結果がyesの場合は、S142の処理を行う。一方、処理部12は、S141の処理による判定結果がnoの場合は、S142乃至S144の処理をスキップして、S145の処理を行う。
処理部12は、S142の処理を行う場合は、同処理として、直近に導出した顔中心点から、額と唇の高さ位置を推定する。その際に、処理部12は、顔中心点と、額又は唇の高さ位置の違いに、例えば経験値により定められた値を用いる。
そして、処理部12は、S143の処理として、上方の発光部である発光部11に、光拡散部材1からの照明光の照明方向を被認証者の額の位置に設定させる発光方向指示情報を伝達する。処理部12は、S143の処理として、また、下方の発光部である発光部71に、光拡散部材7から照射される照明光の発光方向を被認証者の唇の位置に設定させる発光方向指示情報を伝達する。
そして、処理部12は、S144の処理として、発光部11及び71に、第二設定値の照度に対応する光量の光の発光を行わせる光量指示情報を伝達する。当該伝達を受けて、発光部11は被認証者の額に向けて、発光部71は被認証者の唇に向けて、第二設定値の照度を実現する光量の光を撮像用の照明光として照射する。
このように、照明方向を額及び唇とするのは、照明方向を被認証者の目からずらすことにより、被認証者がまぶしさのあまり目を閉じたり、あるいは、身体的負担を感じるのを防ぐためである。そのような場合でも、光拡散部材1及び7を介して被認証者に照射される照明光は拡散光であるので、被認証者の目の近傍にも到達し、顔認証処理の実行に必要な解像度を有する画像が撮像される。
そして、処理部12は、S145の処理として、撮像を指示する撮像指示情報を撮像部3へ伝達する。当該撮像指示情報の伝達を受けて、撮像部3は、第二設定値以上の照度における撮像を行い、撮像した撮像画像情報を処理部12へ伝達する。
そして、処理部12は、S146の処理として、撮像部3から伝達を受けた直近の撮像画像情報を用いて、被認証者についての顔認証処理を行う。処理部12は、当該顔認証処理を、例えば、認証媒体読取部6が読み出した媒体認証用情報により、記憶部13から読み出した顔情報と撮像画像における顔情報とを比較することに行う。処理部12は、当該顔認証処理に、例えば、周知の顔認証技術を用いる。なお、ここでは、周知の顔認証技術の説明は省略される。
そして、処理部12は、図7のS151の処理として、S147の処理により認証が成功したかについての判定を行う。処理部12は、S151の処理による判定結果がyesの場合は、S155の処理を行う。一方、処理部12は、S151の処理による判定結果がnoの場合は、S152の処理を行う。
S152ないしS154の処理は、S151の処理により認証が失敗した旨の判定結果が得られた場合に、念のため、もう一度撮像及び顔認証を行う処理である。
すなわち、処理部12は、S152の処理を行う場合は、同処理として、撮像部3に、撮像指示情報を伝達し、撮像を行わせる。そして、処理部12は、撮像部3から伝達を受けた撮像画像情報により、被認証者についての顔認証処理を行う。そして、処理部12は、S154の処理として、S153の処理により行った顔認証処理により被認証者の認証が成功したかについての判定を行う。
処理部12は、S154の処理による判定結果がyesの場合は、S155の処理を行う。一方、処理部12は、S154の処理による判定結果がnoの場合は、S158の処理として、認証失敗の旨を伝える音声を、音声出力部4に出力させる。当該音声は、例えば、「認証に失敗しました」である。
次に、処理部12は、S155の処理として、発光部11及び71に、光量ゼロの設定を指示する光量指示情報を伝達し、発光を停止させる。そして、処理部12は、S156の処理として、認証成功の旨を表す音声情報を、音声出力部4に出力させる。当該音声は、例えば、「認証されました」である。
そして、処理部12は、S157の処理として、顔認証処理による認証が成功した旨を表す認証成功情報を、予め設定された、生体認証装置100の外部の伝達先に伝達する。なお、図1の生体認証装置100は、当該伝達先と、認証成功情報を伝達するための信号線や無線により通信接続されている。図1においては、当該信号線や当該無線による通信を行うための構成は省略されている。
当該伝達先は、例えば、入場できる人が制限された部屋のドアに設置された電子錠である。その場合、当該電子錠は、認証成功情報の伝達を受けて開錠する。そして、当該電子錠は、例えば、そのドアが閉まったことを検出するか、所定の時間が経過するかのいずれかを判定することにより、施錠する。
当該伝達先は、例えば、入場できる人が制限された区域の入口に設けられたフラッパーゲートである。その場合、当該入場ゲートは、認証成功情報の伝達を受けてフラッパーを開くことにより入場可能な状況にする。そして、当該フラッパーゲートは、例えば、人に相当するものが通過したことを検出するか、所定の時間が経過するかのいずれかを判定することにより、フラッパーを閉じ、入場できなくする。
そして、処理部12は、S159の処理として、撮像方向指示情報及び撮像倍率指示情報により、撮像部3に撮像方向及び撮像倍率を初期値に設定させる。
そして、処理部12は、S160の処理として、発光方向指示情報及び光量指示情報により、発光部11及び71に発光方向及び光量を初期値に設定させる。
そして、処理部12は、図4ないし図5の処理を終了するかについての判定を行う。処理部12は、当該判定を、例えば外部からの終了情報の入力の有無を判定することにより行う。処理部12は、S161の処理による判定結果がyesの場合は、図4ないし図5の処理を終了する。一方、処理部12は、S161の処理による判定結果がnoの場合は、図4のS103の処理を再度行う。
以上の説明では、被認証者の顔認証処理に先立ち、認証媒体読取部6が被認証者の媒体認証用情報を読み取る場合の例を説明した。しかしながら、認証媒体読取部6は無くても構わない。その場合は、処理部12は、撮像画像情報から得た顔認証処理用情報と、記憶部13に格納された顔認証処理用情報群の各々とを比較して、合致するものがあるか否かを判定する。しかしながら、高精度に顔認証処理を行うためには、多くの処理量を要し、そのための処理時間を要する場合がある。認証媒体読取部6により媒体認証用情報を読み取る場合は、その媒体認証用情報により記憶部13に格納されている顔認証処理用情報群から顔認証用情報を特定することができる。そして、その顔認証用情報と撮像画像情報から得た顔認証処理用情報とを比較することができる。その場合は、顔認証処理に要する処理量を低減することができる。そのため、その場合は、顔認証処理に要する処理時間を短縮できる。また、上記場合は、媒体認証用情報と顔認証処理とにより二重にその被認証者が登録されたものか否かについての判定を行う。そのため、上記場合は、被認証者が登録されたものか否かについての判定精度を向上し得る。
さらに、媒体認証用情報による認証に代えて、あるいは、媒体認証用情報による認証に加えて、被認証者についての、指紋認証、指静脈認証、虹彩認証処理などの他の生体認証処理を用いてもよい。その場合は、生体認証と顔認証処理とにより多重に被認証者が登録されたものか否かについての判定を行うことになる。そのため、その場合は、被認証者が登録されたものか否かについての判定精度を向上し得る。さらに、その場合は、生体認証を行うので、被認証者が生きているか否かについての判定を行うことができる。
また、図5の処理例においては、顔認証が成功したか否かの判定処理を、S151とS154の、最大で二回までに制限している。しかしながら、顔認証が成功したか否かの判定処理の回数の上限値は三回以上であっても構わない。また、当該上限値は入力情報等により変更できるようにされても構わない。
また、図1の生体認証装置100では、被認証者に提示する情報の出力を、音声出力部4からの音声により行う。しかしながら、生体認証装置100が、ディスプレイ等の画像出力装置を備え、当該画像出力装置の画面に被認証者に提示する情報を画像情報として出力しても構わない。その場合において、生体認証装置100は、被認証者に提示する情報の出力を、音声出力部4からの音声と、当該画像出力装置の画像情報との、双方により行っても構わない。
あるいは、生体認証装置100は、それらの被認証者への情報の提示に代え、あるいは、それらの被認証者への情報の提示に加えて、レーザ光による文字や映像の提示等により被認証者への情報の提示を行っても構わない。
[効果]
本実施形態の生体認証装置は、顔認証処理に用いる撮像画像に被認証者の頭部が収まるように撮像方向を上下旋回調整する。そのため、身長の違いや車いすを利用する被検者等の被認証者の頭部の高さ位置が異なる場合にも、顔認証処理を適正に行い得る。
前記生体認証装置は、顔認証処理用の画像を撮像する際に被認証者に向けて顔認証処理に必要な高解像度の画像を得るための照明光を照射する場合がある。その場合、前記生体認証装置は、顔認証精度の設置環境における照度への依存性を低減し、あるいは、必要な照度を得るための他の照明設備の設置に必要な設備投資を抑制する。その場合、前記生体認証装置は、さらに、顔認証処理が成功せずに繰り返し顔認証処理が行われることによる被認証者の精神的ストレスを軽減する。
前記生体認証装置は、顔認証処理を行うための撮像画像の撮像時の照明方向を、被認証者の目からずらした位置に設定する場合がある。その場合、前記生体認証装置は、被認証者がまぶしさにより目を閉じた顔認証処理に適さない撮像画像を取得することにより生ずる認証不成功及びまぶしさによる被認証者の負担を抑制する。
前記生体認証装置は、顔認証処理を行うための撮像画像の撮像の前に行う、被認証者の顔の輪郭を取得するための撮像においては、顔認証処理用の撮像における時よりも低い照度の照明を用いる場合がある。その場合、前記生体認証装置は、被認証者がまぶしさにより目を閉じた顔認証処理に適さない撮像画像を取得することにより生ずる認証不成功及びまぶしさによる被認証者の身体的負担を一層抑制する。
<第二実施形態>
本実施形態は、顔認証処理に替えて又は顔認証処理と合わせて、被認証者の虹彩認証処理を行う生体認証装置に関する実施形態である。
本実施形態の生体認証装置においては、図1に表される生体認証装置100の撮像部3に赤外線カメラが用いられる。そして、光拡散部材1又は7のうちの少なくとも一方は、赤外光透過部材で置き換えられる。本実施形態の生体認証装置においては、また、発光部11又は71の少なくとも一方は赤外線を照射する赤外線照射部である。
そして、本実施形態の生体認証装置においては、図1の処理部12は、図6のS142及びS143の処理に代えて、赤外線照射部に赤外光を眼球部分に照射させ、S145の処理に代えて赤外線カメラに眼球部分を撮影させる。そして、処理部12は、S146の処理に代えて、撮像画像から虹彩パターンを取得、格納し、予め保持する光彩パターンのデータと照合する。
本実施形態の生体認証装置が行う動作は、上記を除いて、第一実施形態の生体認証装置100が行う動作と同じである。本実施形態の生体認証装置は、上記により、構成認証を行う場合において、以下の効果を奏する。
すなわち、本実施形態の生体認証装置は、虹彩認証処理に用いる撮像画像に被認証者の頭部が収まるように撮像方向を上下旋回調整する。そのため、身長の違いや車いすを利用する被検者等の被認証者の頭部の高さ位置が異なる場合にも、虹彩認証処理を適正に行い得る。
前記生体認証装置は、虹彩認証処理用の画像を撮像する際に被認証者の眼球部分に向けて虹彩認証処理に必要な高解像度の画像を得るための赤外照明光を照射する。その場合、前記生体認証装置は、虹彩認証処理の精度の設置環境における照度への依存性を低減し、あるいは、必要な照度を得るための他の照明設備の設置に必要な設備投資を抑制する。その場合、前記生体認証装置は、さらに、虹彩認証が成功せずに繰り返し虹彩認証処理が行われることによる被認証者の精神的ストレスを軽減する。
なお、本実施形態の生体認証装置においては、顔認証処理を行うための第一実施形態の構成と虹彩認証処理を行う構成とが併用されてもよい。その場合、図6において顔認証処理が行われるS146の後に前述の虹彩認証処理が実行されてもよいし、又は、顔認証処理と虹彩認証処理とが並行して実行されてもよい。
図8は、実施形態の生体認証装置である生体認証装置12xの最小限の構成を表す概念図である。生体認証装置12xは、撮像方向指示部12axと、撮像指示部12bxと、出力部12cxとを備える。
撮像方向指示部12axは、撮像装置に対して、顔認証処理又は虹彩認証処理の対象者である被認証者の顔を含む画像が前記撮像により前記撮像装置から伝達される撮像画像に含まれるように前記撮像方向調整を行わせる。ここで、前記撮像装置は、撮像に係る撮像方向の少なくとも上下方向の調整である撮像方向調整と前記撮像とが可能なものである。
撮像指示部12bxは、前記撮像装置に前記撮像を指示する。
出力部12cxは、前記撮像装置から伝達された前記撮像画像により行った前記被認証者についての前記顔認証処理又は虹彩認証処理の結果を出力する。
生体認証装置12xは、被認証者の顔を含む画像が前記撮像により前記撮像装置から伝達される撮像画像に含まれるように前記撮像方向調整を行わせる。そのため、生体認証装置12xは、被認証者の身長や身体的特性の顔認証処理又は虹彩認証処理への影響を抑え得る。
そのため、生体認証装置12xは、前記構成により、[発明の効果]の項に記載した効果を奏する。
以上、本発明の各実施形態を説明したが、本発明は、前記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の基本的技術的思想を逸脱しない範囲で更なる変形、置換、調整を加えることができる。例えば、各図面に示した要素の構成は、本発明の理解を助けるための一例であり、これらの図面に示した構成に限定されるものではない。
また、前記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記述され得るが、以下には限られない。
(付記1)
撮像に係る撮像方向の少なくとも上下方向の調整である撮像方向調整と前記撮像とが可能な撮像装置に対して、顔認証処理又は虹彩認証処理の対象者である被認証者の顔を含む画像が前記撮像により前記撮像装置から伝達される撮像画像に含まれるように前記撮像方向調整を行わせる撮像方向指示部と、
前記撮像装置に前記撮像を指示する撮像指示部と、
前記撮像装置から伝達された前記撮像画像により行った前記被認証者についての前記顔認証処理又は虹彩認証処理の結果を出力する出力部と、
を備える、生体認証装置。
(付記2)
前記撮像方向指示部は、前記撮像方向調整を、前記被認証者の少なくとも顔の画像が前記撮像画像に含まれるように行わせる、付記1に記載された生体認証装置。
(付記3)
前記撮像方向指示部は、前記撮像方向調整を、前記被認証者の肩から頭頂部にかけての画像が前記撮像画像に含まれるように行わせる、付記1又は付記2に記載された生体認証装置。
(付記4)
前記撮像方向指示部は、前記撮像方向調整を、前記撮像画像から前記被認証者の輪郭線を抽出することにより行わせる、付記1ないし付記3のうちのいずれか一に記載された生体認証装置。
(付記5)
前記撮像方向指示部は、前記撮像方向調整を、前記輪郭線から前記顔の中心を導出することにより行わせる、付記4に記載された生体認証装置。
(付記6)
前記撮像の際に前記撮像方向を含む方向の照明光を照射する照明装置に対して、前記撮像装置に前記撮像を行わせる際の光量の調整を行わせる光量指示部をさらに備える、付記1ないし付記4のうちのいずれか一に記載された生体認証装置。
(付記7)
前記光量指示部は、前記撮像方向調整を行わせるために前記撮像させる際の前記光量を、前記顔認証処理を行うための前記撮像画像を前記撮像させる際の前記光量より低くする、付記6に記載された生体認証装置。
(付記8)
前記照明装置は、前記照射の主たる方向である照明方向の少なくとも上下方向の調整である照明方向調整を行うことが可能であり、
前記撮像装置に前記撮像を行わせる際の前記照明方向を指示する照明方向指示部をさらに備える、
付記6又は付記7に記載された生体認証装置。
(付記9)
前記照明方向指示部は、前記照明装置に対して、前記照明方向が、前記被認証者の目の近傍以外の部分を向くように、前記照明方向調整を行わせる、付記8に記載された生体認証装置。
(付記10)
前記目の近傍以外の部分が、前記被認証者の唇及び額のうちの少なくともいずれかを含む、付記9に記載された生体認証装置。
(付記11)
前記照明方向指示部は、前記照明装置である第一照明装置に対して、前記照明方向が、前記被認証者の唇を含む前記目の近傍以外の部分になるように前記照明方向調整を行わせ、
前記照明方向指示部は、前記第一照明装置ではない前記照明装置である第二照明装置に対して、前記照明方向が、前記被認証者の額を含む前記目の近傍以外の部分になるように前記照明方向調整を行わせる、付記9又は付記10に記載された生体認証装置。
(付記12)
前記照明装置をさらに備える、付記6ないし付記11のうちのいずれか一に記載された生体認証装置。
(付記13)
前記撮像装置をさらに備える、付記1ないし付記12のうちのいずれか一に記載された生体認証装置。
(付記14)
前記被認証者に対し情報を出力する情報出力部に対し、前記被認証者の左右方向の位置を正させるための情報を出力させる情報出力指示部をさらに備える、付記1ないし付記13のうちのいずれか一に記載された生体認証装置。
(付記15)
撮像に係る撮像方向の少なくとも上下方向の調整である撮像方向調整と前記撮像とが可能な撮像装置に対して、顔認証処理又は虹彩認証処理の対象者である被認証者の顔を含む画像が前記撮像により前記撮像装置から伝達される撮像画像に含まれるように前記撮像方向調整を行わせる、撮像方向指示を行い、
前記撮像装置への前記撮像に係る撮像指示を行い、
前記撮像装置から伝達された前記撮像画像により行った前記被認証者についての前記顔認証処理又は前記虹彩認証処理の結果を出力する、
生体認証方法。
(付記16)
撮像に係る撮像方向の少なくとも上下方向の調整である撮像方向調整と前記撮像とが可能な撮像装置に対して、顔認証処理又は虹彩認証処理の対象者である被認証者の顔を含む画像が前記撮像により前記撮像装置から伝達される撮像画像に含まれるように前記撮像方向調整を行わせる撮像方向調整指示を行う処理と、
前記撮像装置への前記撮像の指示を行う処理と、
前記撮像装置から伝達された前記撮像画像により行った前記被認証者についての前記顔認証処理又は前記虹彩認証処理の結果の出力を行う処理と、
をコンピュータに実行させる生体認証プログラム。
ここで、上記付記における、前記撮像方向調整と前記撮像とが可能な前記撮像装置は、例えば、図1又は図3の撮像部3である。また、前記撮像方向指示部は、例えば、図1の処理部12の、図4のS111又は図5のS124の処理を行う部分である。また、前記撮像指示部と、例えば、図1の処理部12の、図4のS108の処理、図5のS129又は図6のS146の処理を行う部分である。
また、前記出力部は、例えば、図1の処理部12の、図7のS155の処理又はS158の処理を行う部分である。また、「前記撮像方向調整を、前記被認証者の少なくとも顔の画像が前記撮像画像に含まれるように行わせる、」は、例えば、図4のS108ないし図5のS130の処理を行うことである。
また、「前記撮像方向調整を、前記被認証者の肩から頭頂部にかけての画像が前記撮像画像に含まれるように行わせる、」は、例えば、図4のS108ないし図5のS130の処理を行うことである。また、「前記撮像方向調整を、前記撮像画像から前記被認証者の輪郭線を抽出することにより行わせる、」は、例えば、図4のS108ないし図5のS130の処理を行うことである。
また、「前記撮像方向調整を、前記輪郭線から前記顔の中心を導出することにより行わせる、」は、例えば、図4のS108ないし図5のS130の処理を行うことである。また、前記撮像の際に前記撮像方向を含む方向の照明光を照射する照明装置は、例えば、図1又は図3の発光部11又は図1の発光部71である。また、光量指示部は、例えば、図1の処理部12の、図4のS105の処理又は図6のS142の処理を行う部分である。
また、「前記撮像方向調整を行わせるために前記撮像させる際の前記光量を、前記顔認証処理を行うための前記撮像画像を前記撮像させる際の前記光量より低くする、」は、例えば、図4のS105の処理の前記第一設定値が、図6のS142の処理の前記第二設定値より低く設定されていることである。また、「前記照射の主たる方向である照明方向の少なくとも上下方向の調整である照明方向調整」は、例えば、図4のS111の処理である。
また、「前記撮像装置に前記撮像を行わせる際の前記照明方向を指示する照明方向指示部」は、例えば、図1の処理部12の、図4のS111の処理又は図5のS124の処理を行う部分である。また、「前記照明装置に対して、前記照明方向が、前記被認証者の目の近傍以外の部分を向くように、前記照明方向調整を行わせる、」は、例えば、図6のS144の処理である。
また、「前記被認証者の唇及び額のうちの少なくともいずれかを含む、」は、例えば、図6のS144の処理である。また、前記第一照明装置は、例えば、図1の発光部11である。また、前記第二照明装置は、例えば、図1の発光部71である。また、前記情報出力指示部は、例えば、図1の処理部12の、図5のS128の処理を行う部分である。また、前記コンピュータは、例えば、図1の処理部12及び記憶部13を備えるコンピュータである。
また、前記生体認証プログラムは、例えば、前記コンピュータに処理を実行させるプログラムであり、例えば、記憶部13に格納されている。
1、7 光拡散部材
2 人検出部
3 撮像部
4 音声出力部
5 筐体
6 認証媒体読取部
8 壁
11、71 発光部
12 処理部
12ax 撮像方向指示部
12bx 撮像指示部
12cx 出力部
13 記憶部
31 撮像実行部
32 撮像方向調整部
33 撮像処理部
34 保護ガラス
99a 矢印
100、12x 生体認証装置
111 発光素子部
112 発光方向調整部

Claims (8)

  1. 第二設定値より小さい第一設定値の光量で照明装置から照明光を照射させる照射部と、
    前記第一設定値の光量の光の発光による撮像対象者への前記照明光の照射により撮像装置が撮像する撮像画像から、前記撮像対象者の輪郭線を抽出する処理部と、
    前記撮像画像から、前記撮像対象者の輪郭線が抽出されない場合、前記撮像装置が撮像する前記撮像画像に前記撮像対象者の頭部が収まるように、前記撮像装置の撮像方向調整を行う駆動部とを備え、
    前記照射部は、撮像方向調整が完了したのち、前記第二設定値の光量で、前記照明装置から前記撮像対象者へ向けて、前記照明光を照射させる、
    撮像制御装置。
  2. 撮像に係る撮像方向の少なくとも上下方向の調整である撮像方向調整と前記撮像とが可能な撮像装置に対して、前記撮像対象者の顔を含む画像が前記撮像により前記撮像装置から伝達される撮像画像に含まれるように前記撮像方向調整を行わせる撮像方向指示部をさらに備えた、請求項1に記載された撮像制御装置。
  3. 前記撮像方向指示部は、前記撮像方向調整を、前記撮像画像から前記撮像対象者の輪郭線を抽出することにより行わせる、請求項2に記載された撮像制御装置。
  4. 前記撮像方向指示部は、前記撮像方向調整を、前記輪郭線から前記顔の中心を導出することにより行わせる、請求項3に記載された撮像制御装置。
  5. 前記駆動部は、前記照明装置から前記撮像対象者への照明方向が、前記撮像対象者の目の近傍以外の部分を向くように、前記照明装置に対して、前記照明方向の調整を行う、請求項2に記載された撮像制御装置。
  6. 前記目の近傍以外の部分が、前記撮像対象者の唇及び額のうちの少なくともいずれかを含む、請求項5に記載された撮像制御装置。
  7. 第二設定値より小さい第一設定値の光量で照明装置から照明光を照射させ、
    前記第一設定値の光量の光の発光による撮像対象者への前記照明光の照射により撮像装置が撮像する撮像画像から、前記撮像対象者の輪郭線を抽出し、
    前記撮像画像から、前記撮像対象者の輪郭線が抽出されない場合、前記撮像装置が撮像する前記撮像画像に前記撮像対象者の頭部が収まるように、前記撮像装置の撮像方向調整を行い、
    撮像方向調整が完了したのち、前記第二設定値の光量で、前記照明装置から前記撮像対象者へ向けて、前記照明光を照射させる、
    撮像制御方法。
  8. 第二設定値より小さい第一設定値の光量で照明装置から照明光を照射させることと、
    前記第一設定値の光量の光の発光による撮像対象者への前記照明光の照射により撮像装置が撮像する撮像画像から、前記撮像対象者の輪郭線を抽出することと、
    前記撮像画像から、前記撮像対象者の輪郭線が抽出されない場合、前記撮像装置が撮像する前記撮像画像に前記撮像対象者の頭部が収まるように、前記撮像装置の撮像方向調整を行うことと、
    をコンピュータに実行させ、
    撮像方向調整が完了したのち、前記第二設定値の光量で、前記照明装置から前記撮像対象者へ向けて、前記照明光を照射させること
    をコンピュータに実行させるためのプログラム。
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