(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め記録された複数の顔画像データの特徴量をクラス毎に分類し、前記記録された複数の特徴量を変数とした線形判別式における係数を、写像行列として算出する行列作成部と、
第１顔画像データから第１特徴量を抽出し、第２顔画像データから第２特徴量を抽出する特徴抽出部と、
前記写像行列を用いて、前記第１特徴量を第１変換後特徴量に変換し、前記第２特徴量を第２変換後特徴量に変換する特徴変換部と、
前記第１変換後特徴量と前記第２変換後特徴量との正規化相関値を類似度として算出する演算部と、
前記類似度が、所定の閾値を超える場合、前記第１顔画像データと前記第２顔画像データが同一の人物の画像データであると判定するデータ照合部と、
を具備し、
前記行列作成部は、
第１クラスに属する特徴量の第１平均ベクトルと、前記第１クラスに属する第１特徴量との第１正規相関値を算出し、
第２クラスにおける特徴量の第２平均ベクトルと、前記第１特徴量との第２正規相関値を算出し、
前記第２正規相関値は、前記第１クラス以外のクラスのそれぞれにおける特徴量の平均ベクトルと、前記第１特徴量との正規相関値の最大値であり、
最急降下法を用いて、前記第１正規相関値と前記第２正規相関値とに基づく損失の前記写像行列に対する変化量が０となるように、前記写像行列を更新し、
前記特徴変換部は、前記更新された写像行列を用いて、前記特徴抽出部で抽出された特徴量を変換後特徴量に変換する
個人認証システム。
【請求項２】
請求項１に記載の個人認証システムにおいて、
前記行列作成部は、前記記録された特徴量の全てに対して、前記写像行列の更新を行い、前記記録された特徴量の全てに対する前記写像行列の更新を、所定の回数繰り返す
個人認証システム。
【請求項３】
請求項２に記載の個人認証システムにいおいて、
前記第１正規相関値をｄｋ、前記第２正規相関値をｄｌ、前記第１平均ベクトルをｍｋ、前記第２平均ベクトルをｍｌ、前記写像行列をＡ、前記損失をＥとした場合、
前記変化量は、
【数１】
0005418991.tif 000020
で示され、
ただし、
【数２】
0005418991.tif 000021
【数３】
0005418991.tif 000022
【数４】
0005418991.tif 000023
であり、
前記行列作成部は、前記変化量が０となるように前記写像行列を更新する
個人認証システム。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の個人認証システムにおいて、
前記第１変換後特徴量をｙＰ、前記第２変換後特徴量をｙＱ、ベクトルの転置をＴで表すと、
前記類似度ｄは、
【数５】
0005418991.tif 000024
で示される
個人認証システム。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の個人認証システムにおいて、
前記予め記録された複数の顔画像データの特徴量は前記特徴抽出部と同じアルゴリズムによって複数の顔画像データから抽出された特徴量である
個人認証システム。
【請求項６】
予め記録された複数の顔画像データの特徴量をクラス毎に分類し、前記記録された複数の特徴量を変数とした線形判別式における係数を、写像行列として算出するステップと、
第１顔画像データから第１特徴量を抽出し、第２顔画像データから第２特徴量を抽出するステップと、
前記写像行列を用いて、前記第１特徴量を第１変換後特徴量に変換し、前記第２特徴量を第２変換後特徴量に変換するステップと、
前記第１変換後特徴量と前記第２変換後特徴量との正規化相関値を類似度として算出するステップと、
前記類似度が所定の閾値を超える場合、前記第１顔画像データと前記第２顔画像データが同一の人物の画像データであると判定するステップとを具備し、
前記写像行列を算出するステップは、
第１クラスに属する特徴量の第１平均ベクトルと、前記第１クラスに属する第１特徴量との第１正規相関値を算出するステップと、
第２クラスにおける特徴量の第２平均ベクトルと、前記第１特徴量との第２正規相関値を算出するステップと、
前記第２正規相関値は、前記第１クラス以外のクラスのそれぞれにおける特徴量の平均ベクトルと、前記第１特徴量との正規相関値の最大値であり、
最急降下法を用いて、前記第１正規相関値と前記第２正規相関値とに基づく損失の前記写像行列に対する変化量が０となるように、前記写像行列を更新するステップと、
を備え、
前記変換するステップは、前記更新された写像行列を用いて、前記抽出するステップにおいて抽出された特徴量を変換後特徴量に変換するステップを備える
個人認証方法。
【請求項７】
請求項６に記載の個人認証方法において、
前記写像行列を算出するステップは、前記記録された特徴量の全てに対して、前記写像行列の更新を行うステップを備え、
前記記録された特徴量の全てに対する前記写像行列を更新するステップを、所定の回数繰り返す
個人認証方法。
【請求項８】
請求項６又は７に記載の個人認証方法において、
前記第１正規相関値をｄｋ、前記第２正規相関値をｄｌ、前記第１平均ベクトルをｍｋ、前記第２平均ベクトルをｍｌ、前記写像行列をＡ、前記損失をＥとした場合、
前記変化量は、
【数６】
0005418991.tif 000025
で示され、
ただし、
【数７】
0005418991.tif 000026
【数８】
0005418991.tif 000027
【数９】
0005418991.tif 000028
であり、
写像行列を算出するステップは、前記変化量が０となるように前記写像行列を更新するステップを備える
個人認証方法。
【請求項９】
請求項６から８のいずれか１項に記載の個人認証方法において、
前記第１変換後特徴量をｙＰ、前記第２変換後特徴量をｙＱ、ベクトルの転置をＴで表すと、
前記類似度ｄは、
【数１０】
0005418991.tif 000029
で示される
個人認証方法。
【請求項１０】
請求項６から９のいずれか１項に記載の個人認証方法において、
前記予め記録された複数の顔画像データの特徴量は前記抽出するステップと同じアルゴリズムによって複数の顔画像データから抽出された特徴量である
個人認証方法。
【請求項１１】
請求項６から１０のいずれか１項に記載の個人認証方法をコンピュータに実行させるための個人認証プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像認証によって人物を認証する個人認証システム、個人認証方法、及び個人認証プログラムに関する。尚、本出願は、日本出願番号２００８−１８０５７７に基づく優先権を主張するものであり、日本出願番号２００８−１８０５７７における開示内容は引用により本出願に組み込まれる。
【背景技術】
【０００２】
顔画像から個人を識別するための特徴を抽出する方法として、目・鼻・口などの顔を構成する部品の形状やそれらの配置の個人差に着目し、これらから特徴を抽出して認識に利用する方法がある。しかし、顔画像から顔の構成部品を精度よく抽出することは難しく、各構成部品をうまく抽出できたとしても、類似した形状の差を認識に利用することは容易ではない。【０００３】
デューダ、ハート、ストーク著（尾上監訳）の“パターン識別”には、顔画像から個人を識別するための特徴を抽出する方法として、主成分分析や判別分析を利用する方法が記載されている（非特許文献１参照）。【０００４】
主成分分析は、少ない情報の損失で、複数のデータのばらつき（分散）の特徴をできるだけ少数の指標（主成分）で記述する代表的な多変量解析手法である。主成分分析は、各データがどのクラスに属するかという情報を利用せず、出力すべき対象が予め決まっていない。このため、個人を識別するための有効な特徴を抽出する手法としては必ずしもよい手法ではない。【０００５】
一方、判別分析では、学習データが予め分類されており、各データがどのクラスに属しているかの情報に応じて、クラス間におけるデータの距離が決まる。例えば、同一クラス内のデータの距離は近くなり、異なるクラス間のデータの距離は遠ざかるように学習される。判別分析は、入力データとして正規分布を仮定しているため、入力データが正規分布以外の分布を示す場合、十分な識別性能を得ることができない。【０００６】
その他、顔画像から個人を認証する精度の向上により認証誤りが低減された個人認証装置が、特開２００４−１９２２５０号公報（特許文献１参照）、特開２００７−１２８２６２号公報（特許文献２参照）、特開２００７−１５６９４４号公報（特許文献３参照）に記載されている。【０００７】
特開２００１−１８４５０９号公報では、画像そのものをパターンとして扱うパターン認識手法が提案されている（特許文献４参照）。パターン認識手法を用いた画像データの認識は、顔に特有の知識を用いるのではなく、判別分析と同様な学習によって画像データのパターン認識を行う。しかし、顔画像データを用いる場合、クラス毎に識別に適した距離が異なる。このため、未知のクラスの顔画像データが入力されると、この手法では高精度な認識精度を得ることができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−１９２２５０号公報
【特許文献２】特開２００７−１２８２６２号公報
【特許文献３】特開２００７−１５６９４４号公報
【特許文献４】特開２００１−１８４５０９号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】デューダ、ハート、ストーク著、尾上監訳、パターン識別、新技術コミュニケーション  Ｐ１１１、Ｐ１１７
【発明の概要】
【００１０】
したがって、本発明の目的は、高い識別精度の個人認証システム、その方法及びプログラムを提供することである。
【００１１】
本発明は問題点を解決するために、オーディオディジタル音源からの信号を復調及び復号化し、信号フォーマットの変換を行う信号に対して各種音響処理を行い、音響の出力を行う電子機器用音響処理システムである。
【００１２】
本発明の第１の観点において、個人認証システムが提供される。本発明による個人認証システムは、行列作成部、特徴抽出部、特徴変換部、演算部、データ照合部を具備する。行列作成部は、予め記録された複数の顔画像データの特徴量をクラス毎に分類し、記録された複数の特徴量を変数とした線形判別式における係数を、写像行列として算出する。特徴抽出部は、第１顔画像データから第１特徴量を抽出し、第２顔画像データから第２特徴量を抽出する。特徴変換部は、写像行列を用いて、第１特徴量を第１変換後特徴量に変換し、第２特徴量を第２変換後特徴量に変換する。演算部は、第１変換後特徴量と第２変換後特徴量との正規化相関値を類似度として算出する。データ照合部は、類似度が、所定の閾値を超える場合、第１顔画像データと第２顔画像データが同一の人物の画像データであると判定する。
【００１３】
本発明の第２の観点において、個人認証方法が提供される。本発明による個人認証方法は、予め記録された複数の顔画像データの特徴量をクラス毎に分類し、記録された複数の特徴量を変数とした線形判別式における係数を、写像行列として算出するステップと、第１顔画像データから第１特徴量を抽出し、第２顔画像データから第２特徴量を抽出するステップと、写像行列を用いて、第１特徴量を第１変換後特徴量に変換し、第２特徴量を第２変換後特徴量に変換するステップと、第１変換後特徴量と第２変換後特徴量との正規化相関値を類似度として算出するステップと、算出された類似度が所定の閾値を超える場合、第１顔画像データと第２顔画像データが同一の人物の画像データであると判定するステップとを具備する。
【００１４】
第３の観点において、個人認証プログラムが提供される。本発明による個人認証プログラムは、予め記録された複数の顔画像データの特徴量をクラス毎に分類し、記録された複数の特徴量を変数とした線形判別式における係数を、写像行列として算出するステップと、第１顔画像データから第１特徴量を抽出し、第２顔画像データから第２特徴量を抽出するステップと、写像行列を用いて、第１特徴量を第１変換後特徴量に変換し、第２特徴量を第２変換後特徴量に変換するステップと、第１変換後特徴量と第２変換後特徴量との正規化相関値を類似度として算出するステップと、類似度が所定の閾値を超える場合、第１顔画像データと第２顔画像データが同一の人物の画像データであると判定するステップとを具備する個人認証方法をコンピュータに実行させる。
【００１５】
写像行列を算出するステップは、第１クラスに属する特徴量の第１平均ベクトルと、第１クラスに属する第１特徴量との第１正規相関値を算出するステップと、第２クラスにおける特徴量の第２平均ベクトルと、第１特徴量との第２正規相関値を算出するステップと、最急降下法を用いて、第１正規相関値と第２正規相関値とに基づく損失の写像行列に対する変化量が０となるように、写像行列を更新するステップとを備えることが好ましい。ただし、第２正規相関値は、第１クラス以外のクラスのそれぞれにおける特徴量の平均ベクトルと、第１特徴量との正規相関値の最大値である。又、変換するステップは、更新された写像行列を用いて、抽出するステップにおいて抽出された特徴量を変換後特徴量に変換するステップを備えることが好ましい。
【００１６】
又、写像行列を算出するステップは、記録された特徴量の全てに対して、写像行列の更新を行うステップを備えることが好ましい。そして、記録された特徴量の全てに対する前記写像行列を更新するステップを、所定の回数繰り返すことが好ましい。
【００１７】
更に、第１正規相関値をｄｋ、第２正規相関値をｄｌ、第１平均ベクトルをｍｋ、第２平均ベクトルをｍｌ、写像行列をＡ、損失をＥとした場合、変化量は、
（数１）
0005418991.tif 000002
で示され、
ただし、
（数２）
0005418991.tif 000003
（数３）
0005418991.tif 000004
（数４）
0005418991.tif 000005
であることが好ましい。
又、写像行列を算出するステップは、前記変化量が０となるように前記写像行列を更新するステップを備えることが好ましい。
【００１８】
更に、第１変換後特徴量をｙＰ、前記第２変換後特徴量をｙＱ、ベクトルの転置をＴで表すと、類似度ｄは、
（数５）
0005418991.tif 000006
で示されることが好ましい。
【００１９】
更に、予め記録された複数の顔画像データの特徴量は抽出するステップと同じアルゴリズムによって複数の顔画像データから抽出された特徴量であることが好ましい。
【００２０】
以上のことから、本発明による個人認証システムによれば、高い識別性能を有することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
上記発明の目的、効果、特徴は、添付される図面と連携して実施の形態の記述から、より明らかになる。
【図１】図１は、本発明の実施の形態のシステム構成図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態の個人認証システムを示すブロック図である。
【図３】図３は、照合の動作手順を示すフローチャートである。
【図４】図４は、学習の動作手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
添付図面を参照して、本発明の実施の形態に係る個人認証システム、個人認証方法、個人認証プログラムを説明する。
【００２３】
図１を参照して、本実施の形態にかかる個人認証システムは、演算装置／制御装置１（例示：プロセッサ）、個人認証プログラムを格納する記憶装置２（例示：メモリ、ハードディスク）、入力装置３（例示：カメラ、スキャナ）、出力装置４（例示：ディスプレイなど）を備える。個人認証システムは、例えばコンピュータシステムにより実現されることが好適である。
【００２４】
図２を参照して、本実施の形態にかかる個人認証システムは、データ入力部１０１と、特徴抽出部１０２と、特徴変換部１０３と、演算部１０４と、データ照合部１０５と、照合結果出力部１０６と、学習データ保管部１０７と、行列作成部１０８の機能ブロックを備える。これらの機能ブロックは、演算装置／制御装置１が個人認証プログラムを実行することにより実現されることが好ましい。
【００２５】
以下、図３を参照して、データ入力部１０１、特徴抽出部１０２、特徴変換部１０３、演算部１０４、データ照合部１０５、照合結果出力部１０６、学習データ保管部１０７、行列生成部１０８の詳細を説明する。
【００２６】
データ入力部１０１は、デジタルカメラやスキャナに例示され、顔画像データＰ、Ｑを取得する。例えば、デジタルカメラなどで撮影された顔画像データを顔画像データＰ、Ｑとして取得する。あるいは、顔写真のスキャン画像を顔画像データＰ、Ｑとして取得する。顔画像データＰ、Ｑは、個人認証システムの特徴抽出部に入力される。（ステップＳ１０１、ステップＳ１０４）。ここで、顔画像データＰ、Ｑは、それぞれ任意の時期に個人認証システムに入力される。
【００２７】
特徴抽出部１０２は、従来からある顔検出技術を用いて、入力された顔画像データＰ、Ｑから顔領域の特徴量を抽出する（ステップＳ１０２、Ｓ１０５）。詳細には、特徴抽出部１０２は、顔画像データＰ、Ｑの正規化、エッジ抽出、及び全特徴の平均値との差分検出等の前処理を行い、第１顔画像Ｐから第１特徴量ｘＰ、第２顔画像Ｑから第２特徴量ｘＱを抽出する。
【００２８】
特徴変換部１０３は、数式（１）、（２）に示されるように、学習により得られた写像行列Ａを用いて、第１特徴量ｘＰを第１変換後特徴量ｙＰに、第２特徴量ｘＱを第２変換後特徴量ｙＱにそれぞれ変換する（ステップＳ１０３、ステップＳ１０６）。写像行列Ａの学習メカニズムに関しては後述する。
【００２９】
0005418991.tif 000007
0005418991.tif 000008
【００３０】
演算部１０４は、数式（３）を用いて、第１変換後特徴量ｙＰと、第２変換後特徴量ｙＱとの正規化相関ｄ（相互相関）を類似度ｄとして算出する（Ｓ１０７）。
【００３１】
0005418991.tif 000009
ここで、添え字Ｔはベクトルの転置を意味する。
【００３２】
データ照合部１０５は、類似度ｄが所定の閾値以上の場合、第１顔画像データＰの人物と第２顔画像データＱの人物は同一人物と判定する（ステップＳ１０８）。この際、類似度ｄが、所定の閾値未満の場合、第１顔画像データＰの人物と第２顔画像データＱの人物は異なる人物であると判定しても良い。
【００３３】
照合結果出力部１０６は、データ照合部１０５での判定結果を出力装置４に出力する。出力装置１０５は、入力された判定結果を視認可能に出力する。あるいは、データ照合部１０５での判定結果は、図示しない門扉の開閉を制御する装置に出力されても良い。この場合、当該装置は、判定結果に応じて門扉の開閉を制御する。
【００３４】
ステップＳ１０１〜Ｓ１０３の処理と、ステップＳ１０４〜Ｓ１０６の処理の時期はそれぞれ任意の時期に行われることが好ましい。例えば、ある人物（第１人物と称す）がゲートを通過する際、第１人物の第１顔画像データＰがデータ入力部１０１によって取得され、ステップＳ１０１〜Ｓ１０３までの処理により、第１変換特徴量ｙＰが生成される。次に異なる時期において、ある人物（第２人物と称す）が、ゲートを通過した際、第２人物の第２顔画像データＱがデータ入力部１０１によって取得され、ステップＳ１０４〜Ｓ１０６までの処理により、第２変換特徴量ｙＱが生成される。第１変換特徴量ｙＰ及び第２変換特徴量ｙＱが生成されると、自動的に、あるいは、手動による操作に応じてステップＳ１０７及びＳ１０８の人物認証処理が行われる。
【００３５】
次に、写像行列Ａの学習方法を説明する。写像行列Ａは、Ｘの線形写像をＹとする係数行列である。係数行列Ａは、ステップＳ１０１〜Ｓ１０８における人物認証処理の前に、以下に示す学習によって生成され、記憶装置２に記録される。
【００３６】
図４を参照して学習データ保管部１０７、行列作成部１０８の動作の詳細を説明する。図４は、所蔵行列Ａの学習方法を示すフローチャートである。
【００３７】
学習データ保管部１０７は、複数の顔画像データのそれぞれから抽出された複数の特徴量を、複数の学習データとして保管する（ステップＳ２０１）。ここで学習データ保管部１０７が保管する学習データは、事前に取得された顔画像データから、特徴抽出部１０２と同一のアルゴリズムによって抽出された特徴量である。
【００３８】
学習データ保管部１０７が保管する学習データは、特徴別のクラスに分類される。学習データ保管部１０７にはＬ個の学習データが保管される。以下では、学習データをｘβ（β＝１、２、・・・、Ｌ）で表す。尚、保管される学習データ（ｘβ）のそれぞれは多次元ベクトルであることが好ましい。また、特徴別にＮ個に分類されたクラスをＣ１、Ｃ２、・・・、ＣＮとし、ｉ番目のクラスＣｉは、数式（４）に示すように、Ｌｉ個の学習データが所属する。ただし、ｕｉｊはクラスＣｉに所属する学習データの番号を表す。ここで、クラスに所属する学習データの数Ｌｉは、少なくとも１つ、最大Ｌ個となる（１≦Ｌｉ≦Ｌ）。尚、すべての学習データはいずれかのクラスに属しているものとする。
【００３９】
0005418991.tif 000010
【００４０】
行列作成部１０８は、各クラスにおける学習データの平均ベクトルを算出する（ステップＳ２０２）。ここで、クラスＣｉに所属する学習データをｘｊ、クラスＣｉに所属する全ての学習データの平均ベクトルをｍｉとすると、各クラスにおける学習データの平均ベクトルは数式（５）となる。
【００４１】
0005418991.tif 000011
【００４２】
次に、行列作成部１０８は、線形判別分析を用いて写像行列Ａの初期値を求める（ステップＳ２０３）。ここでは、各個人を１つのクラスとした多クラス判別分析を行う。多クラス判別分析の手法については、例えば、非特許文献１に詳しく述べられている。
【００４３】
行列作成部１０８は、以下に示すステップＳ２０４〜Ｓ２１１における学習処理を所定の回数繰り返すことによって写像行列Ａを更新する。先ず、行列作成部１０８は、学習回数をカウントするための変数αを１に初期化し、写像行列Ａの更新処理を開始する（ステップＳ２０４）。この際、学習対象となる学習データｘβの番号βを１に初期化する（ステップＳ２０５）。すなわち、当初、学習データｘ１を学習対象として写像行列Ａの更新処理が行われる。以下では、学習対象となる学習データをｘとして学習処理を説明する。
【００４４】
行列作成部１０８は、学習対象の学習データｘが属するクラスをＣｋとすると、同じクラスＣｋに所属する全ての学習データの平均ベクトルｍｋと、学習データｘとの正規化相関ｄｋを数式（６）によって算出する（ステップＳ２０６）。当初、１番目の学習データｘ１が学習対象となっているため、学習データｘ１と学習データが所属するクラス内の学習データの平均ベクトルｍｋとの正規化相関ｄｋが算出される。
【００４５】
0005418991.tif 000012
【００４６】
また、行列作成部１０８は、学習対象の学習データが属するクラス以外の他の各クラスの平均ベクトルと、当該学習データとの正規化相関値が最大となるクラスを選び、その最大となる正規化相関値を求める（ステップＳ２０７）。詳細には、行列作成部１０８は、学習データｘが属するクラスＣｋ以外のクラス（Ｃ１〜Ｃｋ−１、Ｃｋ＋１〜ＣＮ）のそれぞれに所属する学習データの平均ベクトル（ｍ１〜ｍｋ−１、ｍｋ＋１〜ｍＮ）と、学習データｘとの正規化相関値（ｄ１〜ｄｋ−１、ｄｋ＋１〜ｄＮ）を算出する。そして、行列作成部１０８は、算出した正規化相関値（ｄ１〜ｄｋ−１、ｄｋ＋１〜ｄＮ）のうち最も大きい正規化相関値を選択する（ステップＳ２０７）。例えば、最大の正規相関値として、クラスＣｌに所属する学習データの平均値ｍｌと学習データｘとの正規化相関値ｄｌが選択される。この場合、正規化相関値ｄｌは数式（７）のように表される。
【００４７】
0005418991.tif 000013
【００４８】
行列作成部１０８は、正規化相関値ｄｋが１に近くなり、正規化相関値ｄｌが０に近くなるように学習をする。詳細には、行列作成部１０８は、学習データｘにおける損失Ｅを数式（８）のように定義すると、最急降下法を用いて損失Ｅが小さくなるように写像行列Ａを更新する（ステップＳ２０８）。すなわち、数式（９）において、損失Ｅの写像行列Ａに対する変化量が０になるように、写像行列Ａが更新される。ただし、εはε＞０の定数である。また、損失ＥのＡにおける微分は数式（１０）で表される。ただし、ｆｋ、ｆｌ、ｖは数式（１１）〜（１３）で表され、γは正の定数である。
【００４９】
0005418991.tif 000014
0005418991.tif 000015
0005418991.tif 000016
0005418991.tif 000017
0005418991.tif 000018
0005418991.tif 000019
【００５０】
行列作成部１０８は、上記の更新を、予め記録されたすべての学習データについて行う（ステップＳ２０９、ステップＳ２１０）。詳細には、学習対象の学習データの番号βを１つカウントアップして更新し、次の学習データを学習対象として設定する。この際、βがＬとなるまで、ステップＳ２０５〜Ｓ２０９の処理が実行される。これにより、記録された全ての学習データを学習対象として写像行列Ａが更新される。
【００５１】
全ての学習データについて行われる写像行列Ａの更新処理を１つの学習処理としたとき、行列作成部１０８は、所定の回数、この学習処理を繰り返す（ステップＳ２１１、Ｓ２１２）。詳細には、ステップＳ２０９においてカウントアップされた学習データの番号βが、学習データの個数Ｌを超える場合（ステップＳ２１０Ｙｅｓ）、行列作成部１０８は、学習回数をカウントする変数αを１つカウントアップする。そして、行列作成部１０８は、学習回数（α）が所定の回数を超えた場合、写像行列Ａの更新を終了し、所定の回数以下の場合、ステップＳ２０４に以降し、学習処理を繰り返す（ステップＳ２１１、ステップＳ２１２）。
【００５２】
以上のように、行列作成部１０８は、クラス毎に分類された特徴量を学習データとして、同一クラス内の平均ベクトルとの正規化相関値と、他のクラスにおける平均ベクトルとの正規化相関値との損失が小さくなるように、写像行列Ａを更新して設定する。換言すると、写像行列Ａは、正規化相関値の分離度が高くなるように設定される。ここでは、類似度が高い特徴量との正規化相関値を１に漸近させ、類似度が低い特徴量との正規化相関値を０に漸近するように、写像行列Ａが生成される。このため、写像行列Ａによって変換した変換後特徴量の正規化相関を類似度とした場合、特徴量（画像データ）が類似であれば、類似度は１に近づき、非類似であれば、類似度は０に近づく値となる。従って、ステップＳ１０８における閾値判定処理において、閾値を１と０の中間値に設定することにより、高い識別性能を得ることができる。
【００５３】
抽出された第１顔画像Ｐの特徴量と第２顔画像Ｑの特徴量との正規化相関を類似度として算出するだけでは、高精度な認識精度を得ることは難しい。一方、本発明の個人認証システムは、抽出された特徴量を、予めクラス分けされた特徴量を用いて生成された写像行列Ａによって変換し、変換後特徴量の正規化相関値によって類否の判定を行う。これにより、本発明の個人認証システムは、未知のクラスの顔画像（特徴量）に対しても類似度の信頼度が向上し、類似判定（例えば人物判定）の精度が向上する。
【００５４】
同一の顔に対する撮影条件が異なる場合、顔画像データから抽出される特徴量は、条件によって変動する。例えば、特徴量として顔画像における各画素の輝度ベクトルが抽出される場合がある。顔画像の輝度ベクトルは、背景の明るさに比例した値となるため、照明の明るさが変動することにより各画素の輝度は変動する。
【００５５】
このように特徴量が変動する場合、特徴間の距離（特徴ベクトルの長さ）は大きく変動することがある。このため、従来技術のように、特徴間の距離を識別尺度として人物認証を行なう方法では、特徴量の変動によって認証精度が低下する場合がある。一方、本発明による個人認証システムでは、特徴ベクトルの長さを正規化した正規化相関を、類否の判定尺度として利用している。一般に正規化相関値は、元となる値（ここでは特徴量）の変動量による影響が小さいため、特徴量の変動による類否判定への影響を小さくすることができる。従って、本発明による個人認証システムにおける類否の判定精度は、従来手法に比べて高くなる。
【００５６】
以上、本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は上記実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の変更があっても本発明に含まれる。本実施の形態では、人物の認証に用いる個人認証システムについて説明したが、類否判定ができればこれに限らない。この場合、類否を判定（照合）する顔画像データの替わりに他の画像データ（例えば、判定対象となる物品や書画の全体を撮影した画像データ）を入力し、その真贋を判定する装置にも適用できる。
【図１】
0005418991.tif 000030
【図２】
0005418991.tif 000031
【図３】
0005418991.tif 000032
【図４】
0005418991.tif 000033