KR20090012330A - 얼굴 인증장치, 얼굴 인증방법 및 얼굴 인증프로그램 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사람감지센서가 인증 대상자를 검출하였을 때에, 조명 유닛이 조도 센서에 의하여 측정된 환경광 조도를 취득하고, 환경광 조도에 따른 조명 조도를 나타내는 정보인 조도 변환정보를 이용함으로써, 환경광 조도가 낮은 경우에는 낮은 조명 조도가 되도록, 또 환경광 조도가 높은 경우에는 높은 조명 조도가 되 ``도록 조명 조도를 결정하고, 결정한 조명 조도를 발하도록 광원의 조도 제어를 행한다. 그리고 조명 유닛에 의한 조명이 행하여진 상태에서 얼굴 인증단말이 인증 대상자의 인증을 행한다.

Description

얼굴 인증장치, 얼굴 인증방법 및 얼굴 인증프로그램{FACE AUTHENTICATION DEVICE, FACE AUTHENTICATION METHOD, AND FACE AUTHENTICATION PROGRAM}

본 발명은, 인증 대상자의 얼굴을 입력 화상으로서 촬상하고, 촬상한 입력 화상과 등록 화상을 대조함으로써 본인 인증을 행하는 얼굴 인증장치, 얼굴 인증방법 및 얼굴 인증프로그램에 관한 것으로, 특히 인증 대상자에게 불쾌감을 주지 않고 다양한 환경광 하에서 정밀도 좋은 인증을 행할 수 있는 얼굴 인증장치, 얼굴 인증방법 및 얼굴 인증프로그램에 관한 것이다.

종래부터, 인증 대상자의 얼굴을 CCD(Charge Coupled Device) 카메라 등으로 촬상한 입력 화상과 미리 등록되어 있는 등록 화상을 대조하여 본인인 것을 인증하는 얼굴 인증장치가 알려져 있다.

이와 같은 얼굴 인증장치는, 건물에 대한 입관(入館) 체크에 사용하기 위하여 직사 일광이 쏟아져 들어오는 옥외(屋外)에 설치되거나, 건물 내부에 있는 방에 대한 입실 체크에 사용하기 위하여 어두운 옥내(屋內)에 설치되거나 한다는 바와 같이, 다양한 환경광 하에서의 이용 요구가 많다.

그러나, 다양한 환경광 하에서 입력 화상을 촬상하면, 직사 일광 하에서는 얼굴에 그림자가 생기거나, 어두운 옥내에서는 얼굴 자체가 불선명해지거나 하기 때문에, 입력 화상에 얼굴의 특징이 나타나기 어렵게 된다. 따라서, 입력 화상과 등록 화상과의 대조 정밀도가 저하된다는 문제가 발생한다.

이 때문에, 다양한 환경광 중에서 정밀도 좋은 얼굴 대조를 실현하는 것을 목적으로 하여, 얼굴 인증장치와 연동하는 조명장치를 설치하는 것으로 하고, 이 조명장치가 조사하는 광의 강도를 제어하는 방법이 제안되어 있다. 예를 들면, 특허문헌 1 및 특허문헌 2에는, 환경광이 밝은 장소에서는 조명의 조도를 낮게 함과 동시에, 환경광이 어두운 장소에서는 조명의 조도를 높게 함으로써 촬상 대상의 조도를 기설정된 기준값 부근에 안정화시키는 조명 제어방법이 개시되어 있다.

[특허문헌 1]

일본국 특개2005-92700호 공보

[특허문헌 2]

일본국 특개2005-165943호 공보

특허문헌 1 및 특허문헌 2의 방법은, 옥내에서의 실용을 목표로 한 방법으로, 이 방법을 적용한 옥내 장치를 옥외에 설치하면, 주위가 어두운 경우에는 옥내의 어두운 상태와 동일한 조건이기 때문에, 조명을 밝게 하는 제어가 행하여지고, 이 때에는 그다지 강한 광은 필요하게 되지 않는다. 그러나, 주위가 밝은 경우에는, 옥내에서 상정되는 최고 조도를 넘게 되어, 조명을 OFF로 하지 않을 수 없다. 따라서, 얼굴에 생기는 그림자를 상쇄하거나 경감하거나 할 수는 없어, 양호한 얼굴 인증을 행하는 것은 곤란해진다.

또, 특허문헌 1 및 특허문헌 2의 방법을 옥외 장치에 적용하면, 직사 일광 하에서도, 얼굴 화상을 양호하게 촬상하기 위하여 상기한 기설정된 기준값을 옥내에 비하여 밝게 설정할 필요가 있다. 이 때문에, 주위가 어두운 경우에는, 인증 대상자에 대하여 불쾌감을 동반하는 강한 광을 조사하게 된다.

이것들 때문에 인증 대상자에게 불쾌감을 주지 않고 다양한 환경광 하에서 정밀도 좋은 인증을 할 수 있는 얼굴 인증장치를 어떻게 하여 실현할지가 큰 과제로 되어 있다. 또한, 이와 같은 과제는, 입력 화상을 취득할 때에 있어서의 과제임과 동시에, 등록 화상을 취득할 때에 있어서의 과제이기도 하다.

본 발명은, 상기한 종래기술의 과제를 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 인증 대상자에게 불쾌감을 주지 않고 다양한 환경광 하에서 정밀도 좋은 인증을 행할 수 있는 얼굴 인증장치, 얼굴 인증방법 및 얼굴 인증프로그램을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 과제를 해결하고, 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 인증 대상자의 얼굴을 입력 화상으로서 촬상하고, 상기 입력 화상과 등록 화상을 대조함으로써 본인 인증을 행하는 얼굴 인증장치에 있어서, 환경광에 의한 조도를 검출하는 환경광 조도 검출수단과, 상기 인증 대상자의 얼굴에 대하여 광을 조사하는 조명수단과, 상기 환경광 조도 검출수단이 검출한 환경광에 의한 조도가 낮은 경우에는 상기 조명수단에 의한 조사광이 약해지도록 제어함과 동시에, 상기 환경광에 의한 조도가 높은 경우에는 상기 조명수단에 의한 조사광이 강해지도록 제어하는 조명 제어수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명은 상기한 발명에 있어서, 상기 조명 제어수단은, 상기 조명수단에 의한 조사광을 적어도 1000 룩스 내지 10000 룩스의 범위 내에서 변화시키도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명은 상기한 발명에 있어서, 상기 조명 제어수단은, 상기 환경광 조도 검출수단이 검출한 환경광에 의한 조도가 적어도 2000 룩스 내지 20000 룩스의 범위 내에서, 상기 조명수단에 의한 상기 조사광을 단계적 또는 연속적으로 변화시키도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명은 상기한 발명에 있어서, 상기 환경광 조도 검출수단은, 사람감지센서가 상기 인증 대상자를 검출하였으면 상기 환경광에 의한 조도를 검출하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명은 상기한 발명에 있어서, 상기 조명수단은, 전압 또는 전류의 변화에 의하여 조사광의 강도를 변화시키는 단일 종류의 광원으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명은 상기한 발명에 있어서, 상기 조명수단은, 조사광의 강도가 다른 복수 종류의 광원으로 이루어지고, 상기 조명 제어수단은, 상기 복수 종류의 광원을 변환함으로써 상기 조사광의 강도를 제어하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명은 상기한 발명에 있어서, 상기 조명 제어수단은, 상기 광원에 대한 전압 또는 전류를 변화시킴으로써 상기 조사광의 강도를 제어하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명은 상기한 발명에 있어서, 상기 조명수단은, 상기 인증 대상자의 얼굴을 위쪽에서부터 조사하는 위치에 설치된 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명은 상기한 발명에 있어서, 상기 환경광 조도 검출수단은 조도센서로서, 상기 조명수단의 하부에 하향으로 설치된 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명은 상기한 발명에 있어서, 상기 환경광 조도 검출수단은, 상기 입력 화상의 휘도에 의거하여 상기 환경광에 의한 조도를 검출하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명은 상기한 발명에 있어서, 상기 조명수단에 의하여 조사된 상기 인증자의 얼굴을 촬상하고, 촬상한 화상을 상기 등록 화상으로서 등록하는 등록수단을더 구비한 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명은 인증 대상자의 얼굴을 입력 화상으로서 촬상하고, 상기 입력 화상과 등록 화상을 대조함으로써 본인 인증을 행하는 얼굴 인증방법에 있어서, 환경광에 의한 조도를 검출하는 환경광 조도 검출공정과, 상기 환경광 조도 검출공정에 의하여 검출된 상기 환경광에 의한 조도가 낮은 경우에는 상기 인증 대상자의 얼굴에 대하여 광을 조사하는 조명장치의 조사광이 약해지도록 제어함과 동시에, 상기 환경광에 의한 조도가 높은 경우에는 상기 조명장치의 조사광이 강해지도록 제어하는 조명 제어공정을 포함한 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명은 인증 대상자의 얼굴을 입력 화상으로서 촬상하고, 상기 입력 화상과 등록 화상을 대조함으로써 본인 인증을 행하는 얼굴 인증프로그램에 있어서, 환경광에 의한 조도를 검출하는 환경광 조도 검출순서와, 상기 환경광 조도 검출순서에 의하여 검출된 상기 환경광에 의한 조도가 낮은 경우에는 상기 인증 대상자의 얼굴에 대하여 광을 조사하는 조명장치의 조사광이 약해지도록 제어함과 동시에, 상기 환경광에 의한 조도가 높은 경우에는 상기 조명장치의 조사광이 강해지도록 제어하는 조명 제어순서를 컴퓨터에 실행시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 환경광에 의한 조도를 검출함과 동시에, 인증 대상자의 얼굴에 대하여 광을 조사하여, 검출한 환경광에 의한 조도가 낮은 경우에는 조사광이 약해지도록 제어함과 동시에, 환경광에 의한 조도가 높은 경우에는 조사광이 강해지도록 제어하는 것으로 하였기 때문에, 얼굴 인증장치의 주위가 어두울 때는 약한 광을 조사함과 동시에, 밝을 때에는 강한 광을 조사함으로써 환경광의 영향을 상쇄 또는 경감하면서, 인증 대상자에게 눈부심을 느끼게 하지 않고 얼굴 화상을 취득하는 것이 가능하다. 따라서, 인증 대상자에게 불쾌감을 주지 않고 다양한 환경광 하에서 양호한 얼굴 화상을 취득할 수 있다는 효과를 가진다.

또, 본 발명에 의하면, 조사광을 적어도 1000 룩스 내지 10000 룩스의 범위 내에서 변화시키도록 제어하는 것으로 하였기 때문에, 야간이나 옥내에서 필요하게 되는 인증을 위한 최저 조사광 조도로부터, 날씨가 맑을 때 옥외에서 필요하게 되는 최고 조사 고조도까지의 범위 내에서 환경광의 영향을 상쇄 또는 경감하기에 충분한 조사광을 조사함으로써 인증 대상자에게 불쾌감을 주지 않는다는 효과를 가진다.

또, 본 발명에 의하면, 환경광에 의한 조도가 적어도 2000 룩스 내지 20000 룩스의 범위 내에서, 조사광을 단계적 또는 연속적으로 변화시키도록 제어하는 것으로 하였기 때문에, 야간이나 옥내에서의 환경광의 조도로부터, 옥외에서의 환경광의 조도까지의 범위 내에서 인증에 견딜 수 있는 정밀도의 얼굴 화상을 취득할 수 있다는 효과를 가진다.

또, 본 발명에 의하면, 사람감지센서가 인증 대상자를 검출하였으면 환경광에 의한 조도를 검출하는 것으로 하였기 때문에, 환경광이 변화되기 쉬운 장소에 설치된 경우에도, 인증시에 있어서의 환경광의 조도를 정밀도 좋게 취득할 수 있다는 효과를 가진다.

또, 본 발명에 의하면, 전압 또는 전류의 변화에 의하여 조사광의 강도를 변화시키는 단일 종류의 광원으로 이루어지는 조명장치를 사용하는 것으로 하였기 때문에, 환경광의 조도에 따라 효율적으로 조사광을 조정할 수 있다는 효과를 가진다.

또, 본 발명에 의하면, 조사광의 강도가 다른 복수 종류의 광원으로 이루어지는 조명장치를 사용함과 동시에, 복수 종류의 광원을 변환함으로써, 조사광의 강도를 제어하는 것으로 하였기 때문에, 환경광의 조도에 따른 조명 조도를 용이하게 얻을 수 있다는 효과를 가진다.

또, 본 발명에 의하면, 광원에 대한 전압 또는 전류를 변화시킴으로써, 조사광의 강도를 제어하는 것으로 하였기 때문에, 단일 종류의 광원 및 복수 종류의 광원의 어느 쪽의 경우에도, 미세한 조도 조정을 행할 수 있다는 효과를 가진다.

또, 본 발명에 의하면, 인증 대상자의 얼굴을 위쪽에서부터 조사하는 위치에 조명장치를 설치하는 것으로 하였기 때문에, 조명장치가 조사하는 광이 인증 대상자의 눈에 직접 들어 가는 것을 방지함으로써 인증 대상자에게 눈부심을 느끼게 하지 않는다는 효과를 가진다.

또, 본 발명에 의하면, 조도센서에 의하여 환경광의 조도를 검출함과 동시에, 이 조도센서를 조명장치의 하부에 하향으로 설치하는 것으로 하였기 때문에, 조도센서가 직사광을 검출하는 것을 방지함으로써, 반사광에 의거하는 환경광의 조도를 정밀도 좋게 검출할 수 있다는 효과를 가진다.

또, 본 발명에 의하면, 입력 화상의 휘도에 의거하여 환경광에 의한 조도를 검출하는 것으로 하였기 때문에, 환경광에 의한 조도를 정밀도 좋게 검출할 수 있다는 효과를 가진다.

또, 본 발명에 의하면, 조명장치에 의하여 조사된 인증자의 얼굴을 촬상하고, 촬상한 화상을 등록 화상으로서 등록하는 것으로 하였기 때문에, 인증시뿐만 아니라, 얼굴 화상 등록시에도 환경광의 영향을 양호하게 상쇄 또는 경감할 수 있다는 효과를 가진다.

도 1은 조명 조도와 환경광 조도와의 관계를 나타내는 도,

도 2는 직사 일광 하에서 촬상한 입력 화상의 예를 나타내는 도,

도 3은 본 발명에 관한 얼굴 인증장치의 배치예를 나타내는 도,

도 4는 실시예 1에 관한 얼굴 인증장치의 구성을 나타내는 블럭도,

도 5는 실시예 1에 관한 조도 변환정보의 일례를 나타내는 도,

도 6은 실시예 1에 관한 얼굴 인증장치에서의 처리순서를 나타내는 플로우차트,

도 7은 실시예 2에 관한 얼굴 인증장치의 구성을 나타내는 블럭도,

도 8은 실시예 2에 관한 조도 변환정보의 일례를 나타내는 도면이다.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 얼굴 인증장치 10 : 조명 유닛

11 : 조도 변환정보 12 : 조명 제어부

13 : 할로겐 램프 13a : 백열등

14 : 조도센서 20 : 얼굴 인증단말

21 : 얼굴 인증 알고리즘 22 : 카메라

23 : 사람감지센서

이하에 첨부도면을 참조하여, 본 발명에 관한 조명방법을 적용한 얼굴 인증장치, 얼굴 인증방법 및 얼굴 인증프로그램의 적합한 실시예를 상세하게 설명한다. 또한, 이하에서는 먼저 본 발명에 관한 조명방법의 개요 및 특징을 설명하고, 단일종류의 광원을 사용하는 경우(실시예 1), 복수 종류의 광원을 사용하는 경우(실시예 2)에 대하여, 각각 설명하는 것으로 한다.

먼저, 본 발명에 관한 조명방법의 개요 및 특징에 대하여 도 1 내지 도 3을 이용하여 설명한다. 도 1은, 조명 조도와 환경광 조도와의 관계를 나타내는 도면이다. 상기 도면에 나타내는 바와 같이, 본 발명에 관한 조명방법에서는, 환경광 조도가 2000 룩스 이하에서는 조명 조도를 1000 룩스 정도, 환경광 조도가 20000 룩스 이상에서는 조명 조도를 10000 룩스 정도로 함과 동시에, 환경광 조도가 2000 룩스 내지 20000 룩스의 범위에서는, 조명 조도를 1000 룩스 내지 10000 룩스의 범위에서 서서히(연속적 또는 단계적으로) 변화시키는 점에 주된 특징이 있다.

종래, 어두운 옥내나 야간(0 룩스)부터 날씨가 맑을 때의 옥외(10만 룩스 이상)까지의 모든 환경광의 조건 하에서, 양호한 얼굴 화상(환경광에 의한 그림자가 허용값 이하의 얼굴 화상)을 취득하기 위해서는, 물리적인 수단(예를 들면, 커튼이나 차광판 등)으로 태양광을 차단하는 것이 통상이었다. 그러나, 태양은 이동하기 때문에, 물리적인 수단으로는 모든 방향으로부터의 광을 차단할 수 있는 것은 아니고, 가령 할 수 있었다 하여도 매우 대규모의 장치가 되지 않을 수 없다.

또, 환경광의 조도에 맞추어 조사광의 조도를 변화시키는 방법도 존재하였으나, 이 종래 방법은, 옥내에서의 실용을 목표로 한 방법으로, 환경광의 조도가 낮은(주위가 어두운) 경우에는, 조사광의 조도를 올림과(조사광을 강하게 한다) 동시에, 환경광의 조도가 높은(주위가 밝은) 경우에는, 조사광의 조도를 내리는(조사광을 약하게 한다) 것이었다. 즉, 이 종래 방법을 사용한 경우에는, 옥외의 매우 밝은 환경에서는 조명을 OFF로 하는 제어가 행하여지게 되어, 얼굴에 생긴 그림자의 영향에 의하여 양호한 얼굴 인증을 행할 수 없다.

또한, 이 종래 방법은, 촬상대상의 조도를 기설정된 기준값 부근에 안정화시키는 것이기 때문에, 직사 일광하에서도 얼굴 화상을 양호하게 촬상하려고 하면, 이와 같은 기설정된 기준값을 옥내에 비하여 밝게 설정할 필요가 있다. 이 때문에, 주위가 어두운 경우에는 인증 대상자에 대하여 불쾌감을 동반하는 강한 광을 조사하게 된다.

그래서 본 발명에 관한 조명방법에서는, 환경광의 조도가 낮은(주위가 어두운) 경우에는, 조사광의 조도를 내림과(조사광을 약하게 한다) 동시에, 환경광의 조도가 높은(주위가 밝은) 경우에는, 조사광의 조도를 올리는(조사광을 강하게 한다) 것으로 하였다. 이와 같이, 주위가 어두운 경우에 약한 조사광을 사용함과 동시에, 주위가 밝은 경우에 강한 조사광을 사용할 수 있는 이유는 이하와 같다.

즉, 주위가 어두운 경우에는 환경광에 의한 그림자가 얼굴에 생기기 어렵기 때문에 얼굴을 촬상하기 위하여 필요한 최저한의 광을 조사하면 충분하기 때문이며, 반대로 주위가 밝은 경우에는 환경광에 의한 그림자가 생기기 쉽기 때문에 환경광에 의한 그림자를 상쇄 또는 경감하기 위하여 필요한 최저한의 광을 조사하면 충분하기 때문이다.

또한, 도 1에서는, 환경광 조도가 2000 룩스 내지 20000 룩스의 범위에서 조명 제어를 행하는 경우에 대하여 나타내었으나, 이와 같은 범위 밖의 밝기일 때에 조명 제어를 행하는 것으로 하여도 된다. 또, 도 1에서는, 조명 조도를 1000 룩스 내지 10000 룩스의 범위 내에서 제어하는 경우에 대하여 나타내었으나, 이와 같은 범위 밖의 조도가 되도록 조명 제어를 행하는 것으로 하여도 된다.

도 2는, 직사 일광 하에서 촬상한 입력 화상의 예를 나타내는 도면이다. 또한, 도 2의 102a에 나타낸 것은, 마주보고 우방향에서 직사 일광(약 10만 룩스)을 받은 경우의 얼굴 화상이고, 마찬가지로 102b에 나타낸 것은 101a와 동일한 환경에서, 또한 위쪽에서부터 약 1만 룩스의 조사광을 쪼인 경우의 얼굴 화상이다.

도 2의 102a에 나타낸 바와 같이, 직사 일광을 받은 얼굴에는 강한 그림자가 생겨 있고, 102a의 얼굴 화상에서는 얼굴 인증에 이용할 수는 없다. 한편, 102b에 나타낸 바와 같이, 위쪽으로부터 조사광을 쪼인 얼굴에서는 직사 일광에 의한 강한 그림자가 제거되어 있고, 102b의 얼굴 화상이면 얼굴 인증에 사용할 수 있다. 또한, 102b와 같이 위쪽으로부터 조사광을 쪼이는 이유는, 조명장치가 조사하는 광이 인증 대상자의 눈에 직접 들어 가는 것을 방지함으로써 인증 대상자에게 눈부심을 느끼지 않게 하기 위함이다.

다음에, 본 발명에 관한 조명방법을 적용한 얼굴 인증장치의 배치예에 대하여 도 3을 이용하여 설명한다. 도 3은, 본 발명에 관한 얼굴 인증장치의 배치예를 나타내는 도면이다. 또한, 도 3에는 얼굴 인증장치(1)를 옥외에 설치한 경우의 배치예를 나타내고 있다.

상기 도면에 나타내는 바와 같이, 얼굴 인증장치(1)는, 조명 유닛(10)과, 얼굴 인증단말(20)을 구비하고 있고, 조명 유닛(10)의 하부에는 조도센서가 하향으로 설치되어 있다. 또, 조명 유닛의 아래쪽에 설치된 얼굴 인증단말(20)은, 카메라와, 사람감지센서를 구비하고 있다. 그리고, 조명 유닛(10)과 얼굴 인증단말(20)은 유선 또는 무선에 의하여 접속되어 있다.

이와 같은 구성의 얼굴 인증장치(1)는, 얼굴 인증단말(20)의 사람감지센서 가 인증 대상자를 검지한 타이밍에서 주위의 조도(환경광의 조도)를 측정하여, 측정한 환경광의 조도에 따른 광량으로 조명 유닛(10)을 발광시킨다. 그리고, 얼굴 인증단말(20)이, 조명 유닛(10)에 의하여 조사광이 조사된 인증 대상자의 얼굴 화상을 입력 화상으로서 도입한 입력 화상과, 미리 등록된 등록 화상을 대조함으로써 인증 대상자의 인증을 행한다.

또한, 조명 유닛(10)을 얼굴 인증단말(20)의 위쪽에 설치하는 것은, 인증 대상자의 위쪽으로부터 조사광을 조사함으로써, 조사광이 직접, 인증 대상자의 눈에 들어가는 것을 방지하기 위함이다. 또, 조도센서를 조명 유닛(10)의 하부에 하향으로 설치하는 것은, 조도센서가 직사광(예를들면, 직사 일광이나 옥내 조명의 직사광)을 검출하는 것을 방지하기 위함이다.

이와 같이, 본 발명에 관한 조명방법은, 모든 환경광의 조건 하에서 양호한 얼굴 화상을 취득하기 위하여 필요한 조사광의 강도를 제어(조정)함으로써, 인증 대상자에게 눈부심을 느끼게 하지 않고 얼굴 인증을 행할 수 있다. 이하에서는, 본 발명에 관한 조명방법을 적용한 얼굴 인증장치에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.

(실시예 1)

본 실시예 1에서는, 도 3에 나타낸 조명 유닛(10)에, 단일종류의 광원을 사용한 얼굴 인증장치(1a)에 대하여 상세하게 설명한다. 먼저, 이 얼굴 인증장치(1a)의 구성에 대하여 도 4를 이용하여 설명한다. 도 4는, 실시예 1에 관한 얼굴 인증장치(1a)의 구성을 나타내는 블럭도이다.

도 4에 나타내는 바와 같이, 얼굴 인증장치(1a)는, 조명 유닛(10)과, 얼굴 인증단말(20)을 구비하고 있고, 조명 유닛(10)은, 조도 변환정보(11)를 기억함과 동시에, 조명 제어부(12)와, 할로겐 램프(13)를 구비하고 있다. 또, 조명 제어부(12)에는, 조도센서(14)가 접속되어 있다. 그리고, 얼굴 인증단말(20)은, 얼굴 인증 알고리즘(21)을 기억함과 동시에, 이 얼굴 인증단말(20)에는, 카메라(22)와, 사람감지센서(23)가 접속되어 있다.

조명 유닛(10)은, 도 3에 나타낸 조명 유닛(10)에 대응하는 것으로, 조도센서(14)가 계측한 환경광의 조도에 의거하여, 최적의 조명 조도를 조도 변환정보(11)를 이용하여 결정한 다음에, 조명 제어부(12)가 할로겐 램프(13)에 대한 인가 전압을 조정함으로써 인증 대상자의 얼굴에 대하여 조명광을 조사하는 처리를 행하는 유닛이다. 또한, 이 조명 유닛(10)은, 사람감지센서(23)가 인증 대상자를 검출한 것을 얼굴 인증단말(20)을 거쳐 수취한 타이밍에서, 상기한 할로겐 램프(13)의 점등처리를 실행한다.

조도 변환정보(11)는, 조도센서(14)가 측정한 환경광 조도와, 할로겐 램프(13)가 조사해야 할 조사광 조도와의 관계를 나타내는 정보이고, 「조도 변환 테이블」또는「조도 변환식」의 형식으로 불휘발성 RAM(Random Access Memory) 등의 기억 디바이스에 기억된다.

여기서, 이 조도 변환정보(11)의 일례에 대하여 도 5를 이용하여 설명한다. 도 5는, 실시예 1에 관한 조도 변환정보(11)의 일례를 나타내는 도면이다. 또한, 도 5에 나타낸 것은, 상기한 「조도 변환 테이블」의 예이다. 또, 도 5에서는, 환경광 조도를 4개의 범위로 구획하고, 각 범위 내에서는 조명 조도를 일정하게 하는 예에 대하여 나타내고 있다.

도 5에 나타내는 바와 같이, 예를 들면 환경광 조도가 2000 룩스 이하에서는, 조명 유닛(10)의 조명 조도는 1000 룩스이고, 환경광 조도가 2000 룩스 내지 5000 룩스에서는, 조명 조도는 2000 룩스이다. 또한, 도 5에서는, 환경광 조도의 각 범위 내에서는, 조명 조도를 일정하게 하는 경우에 대하여 나타내었으나, 환경광 조도의 증가에 따라 조명 조도를 연속적으로 증가시키거나, 단계적으로 증가시키는 것으로 하여도 된다.

조명 제어부(12)는, 얼굴 인증단말(20)로부터의 점등지시를 받았으면, 조도센서(14)가 계측한 환경광 조도를 취득함과 동시에, 취득한 환경광 조도에 의거하여, 최적의 조명 조도를 조도 변환정보(11)를 이용하여 결정한 다음에, 할로겐 램프(13)에 대한 전압을 조정함으로써 할로겐 램프(13)의 조명 조도를 제어하는 처리를 행하는 처리부이다. 또한, 본 실시예 1에서는, 광원으로서 할로겐 램프(13)를 사용하는 경우에 대하여 나타내었으나, 광원으로서 LED(Light Emitting Diode)를 사용하는 경우에는, LED에 대한 전류를 제어함으로써 LED의 조도를 조정하면 된다.

할로겐 램프(13)는, 광원의 일례이고, 조명 제어부(12)의 전압제어에 의하여 조도를 변화시킨다. 또한, 도 4에는 하나의 할로겐 램프(13)를 나타내었으나, 복수의 할로겐 램프(13)를 구비하는 것으로 하고, 조명 제어부(12)는, 할로겐 램프(13)의 점등수를 제어함으로써 조명 조도를 조정하는 것으로 하여도 된다. 또, 얼굴 인증장치(1a)의 설치장소에 따라 할로겐 램프(13)의 종류를 변경하는 것으로 하여도 된다. 예를 들면, 설치장소가 옥내이면 저출력 할로겐등을, 옥외이면 고출력 할로겐등을 각각 사용할 수 있다.

여기서, 광원 선택의 변경에 대하여 더욱 상세하게 설명한다. 날씨가 맑을 때의 옥외는 직사광으로 1O만 룩스 정도의 조도가 있으나, 이와 같은 강한 광이 얼 굴에 만드는 그림자를 상쇄 또는 경감하여 얼굴 대조에 적합한 얼굴 화상을 얻기 위해서는, 1만 룩스 정도의 조사광을 발할 필요가 있다. 1만 룩스 정도의 조사광을 발하는 광원으로서, 예를 들면 할로겐등, 플래시 등을 사용할 수 있다.

한편, 옥내나 야간에는, 환경광의 영향이 적기 때문에, 날씨가 맑을 때의 옥외에서 사용하는 광원과 같은 조도는 필요없다. 이 때문에, 옥내나 야간에는 예를 들면, 백열등, 크립톤등, 무전극 방전관 등을 사용할 수 있다.

또, 옥외용 및 옥내용 광원의 조합으로서는, 예를 들면 옥외용 광원으로서 플래시를, 옥내용 광원으로서 LED를 각각 사용하거나, 옥외용 광원으로서 고출력 할로겐등을, 옥내용 광원으로서 저출력 할로겐등을 각각 사용할 수 있다. 특히, LED 등과 같이 광량이 적은 광원에 대해서는, 탑재하는 LED의 수나 점등시키는 LED의 수를 옥내와 옥외에서 변경하도록 할 수도 있다.

조도센서(14)는, 조명 유닛(10)의 하부에 하향으로 설치되고(도 3 참조), 얼굴 인증장치(1a)가 설치된 장소에서의 환경광의 조도를 계측하는 센서이다. 또, 이 조도센서(14)가 계측한 환경광 조도는 조명 제어부(12)에 건네진다.

얼굴 인증단말(20)은, 미리 등록된 얼굴 화상인 등록 화상과, 카메라(22)로 촬상한 인증 대상자의 얼굴 화상인 입력 화상을 얼굴 인증 알고리즘(21)으로 대조함으로써 인증 대상자의 본인 인증을 행하는 장치이다. 또, 이 얼굴 인증단말(21)은, 사람감지센서(23)가 인증 대상자를 검출한 취지를 조명 유닛(10)에 대하여 통지하는 처리도 아울러 행한다.

얼굴 인증 알고리즘(21)은, 예를 들면, 입력 화상 및 등록 화상의 특징점을 대비하여, 특징점의 일치도가 기설정된 값 이상이면 대조 성공, 일치도가 기설정된 값 미만이면 대조 실패라는 알고리즘이다.

카메라(22)는, 예를 들면, CCD(Charge Coupled Devices) 카메라 등의 카메라이다. 또한, 조명 유닛(10)이 강한 조사광을 발함으로써 얼굴 화상이 노출 오버가 되는 경우가 있으나, 이와 같은 경우에는, 카메라의 조리개 등을 자동적으로 조정하여, 적정한 노출상태로 맞추고 나서 얼굴 화상을 촬상하게 된다.

사람감지센서(23)는, 얼굴 인증장치(1a)의 앞쪽에서의 기설정된 영역 내에 인증 대상자가 접근한 것을 검출하는 센서이고, 이 사람감지센서(23)의 출력은, 얼굴 인증단말(20)을 거쳐 조명 유닛(10)에 전해져, 광원 점등의 트리거로서 사용된다.

다음에, 본 실시예 1에 관한 얼굴 인증장치(1a)에서의 처리순서에 대하여 도 6을 이용하여 설명한다. 도 6은, 실시예 1에 관한 얼굴 인증장치(1a)에서의 처리순서를 나타내는 플로우차트이다. 또한, 도 6에는 도어의 자물쇠를 채우는 기능과 연동시킨 얼굴 인증장치(1a)에서의 처리순서에 대하여 나타내고 있다.

먼저, 사람감지센서(23)가 인증 대상자를 검출한 취지를 얼굴 인증단말(20)로부터 통지된 조명 유닛(10)의 조명 제어부(12)는(단계 S101, Yes), 조도센서(14)로부터 환경광 조도를 취득한다(단계 S102). 또한, 사람감지센서(23)가 인증 대상자를 검출하지 않은 경우에는(단계 S101, No), 단계 S101의 판정처리를 반복한다.

다음에, 조명 유닛(10)의 조명 제어부(12)는, 조도 변환정보(11)를 참조하여 (단계 S103), 조도센서(14)가 측정한 환경광 조도에 따른 조명 조도를 결정한다 (단계 S104). 그리고, 조명 제어부(12)는, 할로겐 램프(13)에 인가하는 전압을 조정함으로써 기설정된 조도로 할로겐 램프(13)를 점등(조명 ON)시킨다(단계 S105).

계속해서 얼굴 인증단말(20)은, 카메라(22)를 거쳐 촬상한 입력 화상과, 미리 등록해 둔 등록 화상을 얼굴 인증 알고리즘(21)을 사용하여 대조함으로써, 얼굴 대조처리를 실행한다(단계 S106). 그리고, 인증에 성공하였으면(단계 S107, Yes), 도어의 열쇠를 자물쇠를 해제함과 동시에(단계 S108), 조명을 소등(조명 OFF)하고(단계 S109) 처리를 종료한다.

한편, 단계 S107에서, 인증에 실패한 경우에는(단계 S107, No), 재시도 회수가 기설정된 회수(N 회) 미만인지의 여부를 판정하여(단계 S110), 재시도가 N회 미만 이면(단계 S110, Yes), 조명 조도를 변경한 다음에(단계 S111) 단계 S106 이후의 처리를 반복한다.

여기서, 단계 S111에서의 조명 조도의 변경은, 조명 조도를 기설정된 값만큼 증가(예를 들면 500 룩스씩 증가)시킴으로써 행한다. 또한 도 6에는, 재시도가 N회 미만의 경우에 조명 조도를 변경하는 경우에 대하여 나타내었으나, 조명 조도를 변경하지 않고 단계 106 이후의 처리를 반복하는 것으로 하여도 된다.

한편, 단계 S110에서 재시도가 N회 이상이면(단계 S110, No), 도시 생략한 디스플레이에 인증이 리젝트된 취지를 표시하고(단계 S112), 조명을 소등(조명 OFF)하여(단계 S109) 처리를 종료한다. 또한, 단계 S106에서의 얼굴 화상 촬상 후에, 이 단계 S109(조명 OFF)를 행하는 것으로 하여도 된다.

상기한 바와 같이, 본 실시예 1에서는, 사람감지센서가 인증 대상자를 검출 하였을 때에, 조명 유닛이 조도센서에 의하여 측정된 환경광 조도를 취득하고, 환경광 조도에 따른 조명 조도를 나타내는 정보인 조도 변환정보를 사용함으로써, 환경광 조도가 낮은 경우에는 낮은 조명 조도가 되도록, 또, 환경광 조도가 높은 경우에는 높은 조명 조도가 되도록 조명 조도를 결정하고, 결정한 조명 조도를 발하 도록 광원의 조도 제어를 행하는 것으로 하였다. 그리고, 조명 유닛에 의한 조명이 행하여진 상태에서 얼굴 인증단말이 인증 대상자의 인증을 행하는 것으로 하였다. 따라서, 모든 환경광의 조건 하에서 양호한 얼굴 화상을 취득하기 위하여 필요한 조명의 강도를 제어함으로써, 인증 대상자에게 눈부심을 느끼게 하지 않고 얼굴 인증을 행할 수 있다.

또한, 상기한 실시예 1에서는, 조도센서에 의하여 환경광 조도를 측정하는 경우에 대하여 나타내었으나, 카메라로 촬상된 얼굴 화상의 휘도에 의거하여 환경광 조도를 측정하는 것으로 하여도 된다. 이와 같이 함으로써, 예를 들면 취득한 얼굴 화상에 생긴 그림자를 상쇄 또는 경감하도록 서서히 조명 조도를 변화시킨다는 피드백제어를 용이하게 행할 수 있다.

또, 상기한 실시예 1에서는, 단일 종류의 광원을 사용하는 경우에 대하여 설명하였으나, 조명성능이 다른 복수 종류의 광원을 사용할 수도 있다. 그래서 실시예 2에서는, 도 3에 나타낸 조명 유닛(10)에, 복수 종류의 광원을 사용한 얼굴 인증장치(1b)에 대하여 설명한다. 또한, 이하의 실시예 2에서는, 실시예 1과의 상위점에 대하여 주로 설명하고, 공통점에 대한 설명은 생략하거나, 또는 간단한 것에 그치기로 한다.

실시예 2

도 7은, 실시예 2에 관한 얼굴 인증장치(1b)의 구성을 나타내는 블럭도이다. 도 7에 나타내는 바와 같이, 얼굴 인증장치(1b)는, 할로겐 램프(13) 및 백열등(13a)의 2 종류의 광원이 조명 제어부(12)에 접속되어 있는 점에서 실시예 1의 얼굴 인증장치(1a)(도 4 참조)와 다르다. 또, 조도 변환정보(11)로서 기억되는 정보도 실시예 1의 경우와 다르다. 여기서, 실시예 2에 관한 조도 변환정보(11)의 예에 대하여 도 8을 이용하여 설명한다.

도 8은, 실시예 2에 관한 조도 변환정보의 일례를 나타내는 도면이다. 도 8에 나타내는 바와 같이, 실시예 2에 관한 조도 변환정보(11)에는, 환경광 조도가 5000 미만이면 백열등(13a)을, 환경광 조도가 5000 이상이면 할로겐 램프(13)를 각각 점등시키는 취지의 정보가 포함되어 있다.

또한, 실시예 1에 나타낸 전압 변화 또는 전류 변화에 의한 광원의 제어를 조합시킴으로써, 더욱 미세한 조명 조도 제어를 행하는 것으로 하여도 된다. 즉, 주위가 어두우면 백열등(13a) 등의 조도가 낮은 광원으로 변환하고, 반대로 주위가 밝으면 할로겐 램프(13) 등의 조도가 높은 조명으로 변환하는 것에 더하여, 중간적인 조도를 얻기 위하여, 또한 전압 제어 또는 전류 제어를 조합시킨 조도 제어를 행하는 것으로 하여도 된다.

이와 같이, 본 실시예 2에 의하면, 복수 종류의 광원을 변환함으로써 조사광의 강도를 제어하는 것으로 하였기 때문에, 환경광의 조도에 따른 조명 조도를 용이하게 얻을 수 있다. 또, 전압 제어나 전류 제어라는 조도 제어와 조합시킴으로 써 미세한 조도 제어를 행할 수 있다.

또한, 상기한 각 실시예에서는, 인증 대상자를 인증할 때의 조명방법에 대하여 주로 설명하였으나, 인증 대상자의 등록 화상을 촬상할 때에도, 이 조명방법을 사용할 수 있다. 예를 들면, 이 등록 화상의 촬상은, 도시 생략한 조작부에 의하여 통상 모드(인증 모드)로부터 등록 모드로 변환한 후에 행하여진다.

이와 같은 조명방법을 등록 모드에서도 사용함으로써 종래는 제약이 많았던 얼굴 등록시의 환경광에 대해서도 대폭으로 조건이 완화된다. 즉, 얼굴 인증장치가 어디에 설치되어 있어도, 이와 같은 조명방법에 의하여 조명 유닛을 제어하고, 적절한 조도의 조명을 얼굴에 쪼여 등록 화상을 취득함으로써, 모든 환경에서의 등록/인증이 가능하게 된다.

또, 등록시와 인증시에 사용하는 광원의 종류에 대해서는, 필요한 조도를 확보할 수 있으면 특별히 제한은 없다. 그러나, 더욱 정밀도가 높은 인증을 행하기 위해서는, 동일한 색온도의 광원을 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들면 옥내에서의 등록시에는 크립톤등(색온도는 3000K), 옥외에서의 인증시에는 할로겐등(색온도는 3000K)을 사용함으로써, 등록시 및 인증시에 있어서의 광원의 색온도를 동일하게 할 수 있다.

또, 상기한 각 실시예에서는, 본 발명을 실현하는 얼굴 인증장치를 기능면에서 설명하였으나, 얼굴 인증장치의 각 기능은 퍼스널 컴퓨터나 워크 스테이션 등의 컴퓨터에 프로그램을 실행시킴으로써 실행할 수도 있다.

즉, 상기한 각종 처리순서는, 미리 준비된 프로그램을 컴퓨터 상에서 실행함 으로써 실현할 수 있다. 그리고 이들 프로그램은, 인터넷 등의 네트워크를 거쳐 배포할 수 있다. 또한 이들 프로그램은, 하드 디스크, 플렉시블 디스크(FD), CD-ROM, MO, DVD 등의 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체에 기록되어, 컴퓨터에 의하여 기록매체로부터 판독됨으로써 실행할 수도 있다.

이상과 같이, 본 발명에 관한 얼굴 인증장치, 얼굴 인증방법 및 얼굴 인증프로그램은, 다양한 환경광 하에서 얼굴 인증을 행하고 싶은 경우에 유용하며, 특히, 인증 대상자에게 불쾌감을 주지 않고 얼굴 인증을 행하고 싶은 경우에 적합하다.

Claims (13)

1. 인증 대상자의 얼굴을 입력 화상으로서 촬상하고, 상기 입력 화상과 등록 화상을 대조함으로써 본인 인증을 행하는 얼굴 인증장치에 있어서,

   환경광에 의한 조도를 검출하는 환경광 조도 검출수단과,

   상기 인증 대상자의 얼굴에 대하여 광을 조사하는 조명수단과,

   상기 환경광 조도 검출수단이 검출한 환경광에 의한 조도가 낮은 경우에는 상기 조명수단에 의한 조사광이 약해지도록 제어함과 동시에, 상기 환경광에 의한 조도가 높은 경우에는 상기 조명수단에 의한 조사광이 강해지도록 제어하는 조명 제어수단을 구비한 것을 특징으로 하는 얼굴 인증장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 조명 제어수단은, 상기 조명수단에 의한 조사광을 적어도 1000 룩스부터 10000 룩스의 범위 내에서 변화시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 얼굴 인증장치.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 조명 제어수단은, 상기 환경광 조도 검출수단이 검출한 환경광에 의한 조도가 적어도 2000 룩스부터 20000 룩스의 범위 내에서, 상기 조명수단에 의한 상기 조사광을 단계적 또는 연속적으로 변화시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 얼굴 인증장치.
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 환경광 조도 검출수단은, 사람감지센서가 상기 인증 대상자를 검출하였으면 상기 환경광에 의한 조도를 검출하는 것을 특징으로 하는 얼굴 인증장치.
5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 조명수단은, 전압 또는 전류의 변화에 의하여 조사광의 강도를 변화시키는 단일 종류의 광원으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 얼굴 인증장치.
6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 조명수단은, 조사광의 강도가 다른 복수 종류의 광원으로 이루어지고,

   상기 조명 제어수단은, 상기 복수 종류의 광원을 변환함으로써 상기 조사광의 강도를 제어하는 것을 특징으로 하는 얼굴 인증장치.
7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 조명 제어수단은, 상기 광원에 대한 전압 또는 전류를 변화시킴으로써 상기 조사광의 강도를 제어하는 것을 특징으로 하는 얼굴 인증장치.
8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 조명수단은, 상기 인증 대상자의 얼굴을 위쪽에서부터 조사하는 위치에 설치된 것을 특징으로 하는 얼굴 인증장치.
9. 제 8항에 있어서,

   상기 환경광 조도 검출수단은 조도센서로서, 상기 조명수단의 하부에 하향으로 설치된 것을 특징으로 하는 얼굴 인증장치.
10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 환경광 조도 검출수단은, 상기 입력 화상의 휘도에 의거하여 상기 환경광에 의한 조도를 검출하는 것을 특징으로 하는 얼굴 인증장치.
11. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 조명수단에 의하여 조사된 상기 인증자의 얼굴을 촬상하고, 촬상한 화상을 상기 등록 화상으로서 등록하는 등록수단을 더 구비한 것을 특징으로 하는 얼굴 인증장치.
12. 인증 대상자의 얼굴을 입력 화상으로서 촬상하고, 상기 입력 화상과 등록 화상을 대조함으로써 본인 인증을 행하는 얼굴 인증방법에 있어서,

    환경광에 의한 조도를 검출하는 환경광 조도 검출공정과,

    상기 환경광 조도 검출공정에 의하여 검출된 상기 환경광에 의한 조도가 낮 은 경우에는 상기 인증 대상자의 얼굴에 대하여 광을 조사하는 조명장치의 조사광이 약해지도록 제어함과 동시에, 상기 환경광에 의한 조도가 높은 경우에는 상기 조명장치의 조사광이 강해지도록 제어하는 조명 제어공정을 포함한 것을 특징으로 하는 얼굴 인증방법.
13. 인증 대상자의 얼굴을 입력 화상으로서 촬상하고, 상기 입력 화상과 등록 화상을 대조함으로써 본인 인증을 행하는 얼굴 인증프로그램에 있어서,

    환경광에 의한 조도를 검출하는 환경광 조도 검출순서와,

    상기 환경광 조도 검출순서에 의하여 검출된 상기 환경광에 의한 조도가 낮은 경우에는 상기 인증 대상자의 얼굴에 대하여 광을 조사하는 조명장치의 조사광이 약해지도록 제어함과 동시에, 상기 환경광에 의한 조도가 높은 경우에는 상기 조명장치의 조사광이 강해지도록 제어하는 조명 제어순서를 컴퓨터에 실행시키는 것을 특징으로 하는 얼굴 인증프로그램.

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