(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
身体的特徴により本人を特定する本人特定装置であって、
身体的特徴を読取る読取り手段と、
予め特定者の登録データを記憶する記憶手段と、
前記読取り手段により読取られた身体的特徴と前記記憶手段に記憶された登録データとを比較照合して類似度を判定する類似度判定手段と、
前記類似度判定手段で判定した類似度が、本人を特定するための識別レベルよりも高い類似度に設定した再登録判別条件レベル以上である場合に、前記登録データの再登録を行うことを判別する判別手段と、
前記判別手段が登録データの再登録を行う旨を判別したとき、登録データの再登録を行う再登録手段とを備えた
本人特定装置。
【請求項２】
前記再登録判別条件レベルは、本人の特定が正しく行われたときの類似度の平均値と本人を特定するための前記識別レベルとの中間値に設定したことを特徴とする
請求項１記載の本人特定装置。
【請求項３】
再登録手段は、古い身体的特徴量データの少なくとも一部を書換えることを特徴とする
請求項１記載の本人特定装置。
【請求項４】
再登録手段は、記憶手段が記憶する登録済みの身体的特徴と読取り手段が読取った新規の身体的特徴とを合成して登録することを特徴とする
請求項１記載の本人特定装置。
【請求項５】
再登録手段は、記憶手段が記憶する登録済みの身体的特徴の有効性が低下する有効保障期限を経過したとき再登録することを特徴とする
請求項１記載の本人特定装置。
【請求項６】
身体的特徴により本人を特定する本人特定方法であって、
身体的特徴を読取る読取りステップと、
前記読取りステップで読取られた身体的特徴と予め記憶している登録データとを比較照合して類似度を判定する類似度判定ステップと、
前記類似度判定ステップで判定した類似度が、本人を特定するための識別レベルよりも高い類似度に設定した再登録判別条件レベル以上である場合に、前記登録データの再登録を行うことを判別する判別ステップと、
前記判別ステップで登録データの再登録を行う旨を判別したとき、登録データの再登録を行う再登録ステップとからなる
本人特定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、人の身体的特徴を照合要素に用いて識別する本人特定装置に関し、さらに詳しくは予め登録している人の身体的特徴が経過時間と共に次第に変化しても本人を正確に特定する本人特定装置及び本人特定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、この種の本人特定装置は撮像カメラを用いて取得した人の画像データと、予め登録しておいた特定者の登録データとを照合して特定者か否かを識別している。
【０００３】
しかし、図６に示すように、上述の登録データは初期登録時から長期間経過すると、年月が経つに連れて人の顔が変化していくのに対し、最初の初期登録データ６１は追従しないため１年、２年と経過して行くと、画像データ６２…は識別スレッショルダレベル６３以下となって照合精度が低下して本人と特定できなくなり、識別エラー６４が発生する。それゆえ、登録時から一定期間経過すると、特定者に再登録作業を要して手間がかかっていた。
【０００４】
そのため、撮像カメラから取得した画像データをそのまま再登録することも考えられるが、この場合は取得した顔情報が一時的に化粧、顔色の悪化、顔の傾き、顔の一時的な変化等の理由で登録に不適な顔情報となっていたり、画像ノイズ、照明条件の劣化等の理由で登録に不適なデータ取込み条件を考慮しないまま再登録してしまうと、かえって識別性能を低下させてしまう問題を有していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこでこの発明は、予め登録した特定者の画像データ取得時に、そのデータが再登録基準を満足する画像データであれば、自動的に再登録して更新する本人特定装置及び本人特定方法の提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明は、身体的特徴により本人を特定する本人特定装置であって、身体的特徴を読取る読取り手段と、予め特定者の登録データを記憶する記憶手段と、前記読取り手段により読取られた身体的特徴と前記記憶手段に記憶された登録データとを比較照合して類似度を判定する類似度判定手段と、前記類似度判定手段で判定した類似度が、本人を特定するための識別レベルよりも高い類似度に設定した再登録判別条件レベル以上である場合に、前記登録データの再登録を行うことを判別する判別手段と、前記判別手段が登録データの再登録を行う旨を判別したとき、登録データの再登録を行う再登録手段とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
この発明の実施の形態として、再登録判別条件レベルは、本人の特定が正しく行われたときの類似度の平均値と本人を特定するための前記識別レベルとの中間値に設定することができる。
【０００８】
さらに、前記再登録手段は、古い身体的特徴量データの少なくとも一部を書換えてもよい。
【０００９】
さらに、前記再登録手段は、記憶手段が記憶する登録済みの身体的特徴と読取り手段が読取った新規の身体的特徴とを合成して登録してもよい。
【００１０】
さらに、前記再登録手段は、記憶手段が記憶する登録済みの身体的特徴の有効性が低下する有効保障期限を経過したとき再登録してもよい。
【００１１】
この発明は、身体的特徴により本人を特定する本人特定方法であって、身体的特徴を読取る読取りステップと、前記読取りステップで読取られた身体的特徴と予め記憶している登録データとを比較照合して類似度を判定する類似度判定ステップと、前記類似度判定ステップで判定した類似度が、本人を特定するための識別レベルよりも高い類似度に設定した再登録判別条件レベル以上である場合に、前記登録データの再登録を行うことを判別する判別ステップと、前記判別ステップで登録データの再登録を行う旨を判別したとき、登録データの再登録を行う再登録ステップとからなることを特徴とする。
【００１２】
【発明の作用及び効果】
この発明によれば、特定者の身体的特徴を読取り手段が読取ったとき、該身体的特徴の類似度が本人を特定するための識別レベルよりも高い類似度に設定した再登録判別条件レベル以上である場合に、判別手段がその特定者の登録データの再登録を行うことを判別し、再登録手段が登録データを再登録する。
【００１３】
この結果、再登録操作を自動的に行うことができるため、再登録作業を自動化して登録専用の係員及び登録するための手間がかからず、省力化が図れ、また年月が経つに連れて変化する人の顔の変化情報に登録データが追従するため、常に照合精度を高レベルに維持して本人を確実に特定することができ、識別エラーを解消した信頼性の高い照合利用が図れる。
また、本人を特定するための類似度が再登録判別条件レベル以上のとき再登録するように設定するので、再登録に適した本人特定性を高めるデータだけを再登録することができ、登録に不適なデータは受付け拒否して精度のよい登録データに更新することができる。
【００１４】
さらに、上記再登録判別条件レベルを、本人の特定が正しく行われたときの類似度の平均値と、本人を特定するための上記識別レベルとの中間値に設定すれば、身体的特徴の推定される時間的変化状態を考慮して、再登録判別条件レベルを設定することができる。
【００１５】
さらに、古い身体的特徴量データの少なくとも一部を書換えるように設定すれば、画像読取り毎に特定者のデータを書換えて新たな身体的特徴量データに更新することができる。
【００１６】
また、記憶手段が記憶する登録済みの身体的特徴と読取り手段が読取った新規の身体的特徴とを合成して登録するように設定すれば、新旧の身体的特徴変化量の平均値を採ることができるため、人の身体的特徴の変化状態に適した登録データの管理ができる。
【００１７】
同じく、記憶手段が記憶する登録済みの身体的特徴の有効性を失ってしまう有効保障期限が切れているとき再登録するように設定すれば、適正な登録データが供給されて更新できるため、常に登録データを信頼性の高い値に設定することができる。
【００１８】
【実施例】
この発明の一実施例を以下図面に基づいて詳述する。
図１は室の扉を開閉管理する入退室管理用に適用した本人特定装置１１を示し、この本人特定装置１１は撮像カメラ１２と、テンキー１３と、カードリーダ１４とを一体に備えた照合ユニット１５を、扉近傍の顔高さ壁面位置に設置して構成している。
【００１９】
上述の撮像カメラ１２は、扉に近付いた人の顔を撮像する向きに設定して顔画像データを取得し、この顔画像データを撮像カメラ１２で取得する際、目、鼻、口…等の各部分および顔全体の形状や大きさ、髪型、眼鏡の有無、色、皺、化粧度合い等の本人固有の顔情報を撮像して取得する。
【００２０】
そして、この画像取得した顔情報を特定者１６の照合要素として用い、扉の前に人が近付いたとき、撮像カメラ１２が人の顔情報を撮像して取得し、これを特定者１６の予め登録した登録データと照合し、登録確認したとき解錠するように設定している。
【００２１】
また、撮像カメラ１２の電源をＯＦＦ設定しているときは、撮像カメラ１２により取得した画像データに基づいて解錠する以外に、特定者１６が照合ユニット１５のテンキー１３に解錠用の暗証番号（ＰＩＮ）を入力操作すれば解錠することができ、またカードリーダ１４に特定者のＩＤカードを読取りチェックさせれば解錠利用することができる。
【００２２】
図２は本人特定装置１１の制御回路ブロック図を示し、ＣＰＵ２１はＲＯＭ２２に格納されたプログラムに沿って各回路装置を制御し、その制御データをＲＡＭ２３で読出し可能に記憶する。
【００２３】
施錠解錠装置２４は、照合ユニット１５の撮像カメラ１２、テンキー１３、カードリーダ１４のいずれかを用いて解錠信号が入力されたときは解錠動作させて扉を開放許容し、施錠信号が入力されたときは施錠動作させて扉を閉鎖維持する。
【００２４】
スピーカ２５は、撮像カメラ１２で画像取得した人の顔情報を照合判定したときの照合判定結果を音声案内する。例えば、特定者と認めたときは「入室して下さい」、「どうぞお入り下さい」…と、入室許容する旨を音声案内し、特定者と認めないときは、「入室できません」、「しばらくお待ち下さい」…と、入室できない旨を音声案内する。
【００２５】
ところで、ＲＡＭ２３には予め特定した特定者固有の顔の特徴量を登録しておき、これを照合確認用に用いる。そして、撮像カメラ１２で顔情報を画像取得する毎にＣＰＵ２１は取得した画像の特徴量と、ＲＡＭ２３で記憶管理した特定者の顔の特徴量とを比較して照合確認する。
【００２６】
図３は顔情報の類似度判定処理動作を示し、撮像カメラ１２から顔情報を取得した生画像を一旦画像メモリ３１に蓄積する。
蓄積された生画像から顔検出部３２で顔領域の検索を行って、撮像した顔領域を検出する。ここでは、顔とその周辺の概略を検出し、この顔領域の検出手法に際しては
１．背景画像と取得画像の差を抽出する背景差分手法
２．カラーを用いた肌色検出手法
３．オプチカルフローやフレーム差分を用いた動き検出手法
４．顔らしさをニューラルネットワークやパターンマッチングによって求める手法
のいずれかを用いて顔領域を検出する。
【００２７】
この顔領域を検出した後、顔位置検出部３３で目、鼻、口…等の特徴モデルを元にマッチングによって顔の位置を正確に検出する。
顔の位置を正確に検出して位置決めすると、顔特徴抽出部３４で顔画像から切出された顔特徴量を抽出する。この顔特徴量は平均顔との差を主成分分析等の統計的手法を用いて抽出するか、あるいは目、鼻、口…等の濃淡画像からテンプレートマッチングにより抽出する。
【００２８】
この抽出された顔特徴量と、登録特徴メモリ３５に予め登録された特徴メモリとを類似度判定部３６で比較照合して類似度を判定し、類似度の基準値（スレッショルダレベル）を満たす特定者と認めたときはスピーカ２５で「入室して下さい」と音声案内し、基準値以下で特定者と認められないときは、「入室できません」と照合判定結果に応じた音声案内を出力する。
【００２９】
このように、予め登録された特定者の顔の特徴量を撮像カメラ１２が読取ったとき、特定者であることを自動的に識別し、この識別結果をスピーカ２５で音声案内するため、特定者と他の人とを的確に区別して監視することができる。また、特定者を読取り確認した時点で、これに連動して扉を解錠または施錠するため、入室許容された特定者に対して自動的に扉を解錠して入室させたり、入退室後に自動的に施錠することができる。
【００３０】
図４は本人特定装置１１の登録データ管理状態を示し、この登録データは最初に登録設定したままではなく、経過時間に従って初期登録データ４１を自動的に更新して再登録するように設定している。
【００３１】
この再登録の自動設定に際しては、ＲＡＭ２３が記憶する特定者の特徴量を撮像カメラ１２が読取ったとき、その読取った最新の特徴量の画像データ４２を再登録するか否かを判別し、ＣＰＵ２１が再登録すると判別した場合は、読取った画像データ４２を基礎としてＣＰＵ２１が特徴量を再登録し、この再登録を行うことによって年月が経つに連れて変化する人の顔情報に再登録データが追従して、常に照合精度を正確で信頼性の高いレベルに維持して、本人を確実に特定することができる。
【００３２】
この場合、ＣＰＵ２１は本人を特定するための判断基準となる識別スレッショルダレベルＬ1 と、再登録の判断基準となる再登録スレッショルダレベルＬ2 とを設定している。
【００３３】
識別スレッショルダレベルＬ1 は、入力された画像データから求めた顔の特徴量と登録データの特徴量とを照合したときの類似度値を算出し、この値が識別スレッショルダレベルＬ1 より高ければ本人と特定し、低ければ他人あるいは未登録者と判定する。
【００３４】
再登録スレッショルダレベルＬ2 は、本人の特徴量の時間的変化を考慮して設定するものであって、本人の顔の識別が正しく行われたときの高類似度レベルで取得した入力画像データの平均値と、これより低い類似度レベルの識別スレッショルダレベルＬ1 との略中間値をとって設定している。この中間値は顔の特徴が時間の経過に伴って変化して行くことが推測される特徴量の時間的変化状態を考慮して定めた値である。
【００３５】
そして、入力された画像データの類似度値が再登録スレッショルダレベルＬ2 以上のときは再登録し、以下のときは再登録しない。従って、再登録に適したデータが入力されたときだけ再登録し、登録に不適なデータが入力されたときは受付け拒否して常に精度のよい登録データを維持する。
【００３６】
また、入力された画像データの類似度値が識別スレッショルダレベルＬ1 より若干高く、再登録スレッショルダレベルＬ2 より若干低いレベル間画像データ４３の場合は、本人であることを識別するが、顔の傾きや表情の変化、一時的な変動要因によって画像データが低下したと判断して再登録しない。
【００３７】
ところで、顔の特徴量は、顔の大きさ、傾き、画像の明るさ、画像処理を利用して補正するパラメータが、特徴量の抽出基準値を越える場合は大きな補正が必要なため、このときは不適な顔情報と判定して登録しない。
【００３８】
また、ＣＰＵ２１は再登録するときに入力画像データによっては、旧登録データと新登録データとを完全に入換えてもよく、通常は古いものから順に削除して再登録する。従って、再登録する場合に、古い特徴量データの少なくとも一部を書換えるようにすれば、撮像カメラ１２で読取る毎に特定者の登録データを更新して照合性を高めることができる。
【００３９】
また、ＲＡＭ２３が記憶する登録済みの特徴量と、撮像カメラ１２が読取った新規の特徴量とを合成すれば、新旧の特徴変化量の平均値を採ることができるため、人の特徴量の変化状態に適したデータ管理ができ、ことに登録データの急激な特徴量の変化を防ぐことができるため信頼性の高いデータ管理ができる。この合成割合に際しては、時間的変化に応じて古いデータの照合重要性を小さく設定し、新しいデータの照合重要性を大きく設定して最新のデータを優先的に取扱う。
【００４０】
さらに、ＲＡＭ２３が記憶する登録データの有効保障期限が切れているときは、有効性を失ってしまうため、そのときは次に得られた画像データを再登録するように設定して、直ちに登録データを更新する。
【００４１】
このように構成された本人特定装置１１の画像データ処理動作を図５に示すフローチャートを参照して説明する。
今、撮像カメラ１２から顔の画像データを取得すると、その画像データから顔領域の検索を行って、撮像した顔領域を検出し（ステップｎ1 〜ｎ2 ）、
この顔領域を検出した後、目、鼻、口…等の特徴から顔の位置を正確に検出して位置決めすると、この顔画像から顔特徴量を抽出する（ステップｎ3 〜ｎ4 ）。
【００４２】
この抽出された顔特徴量と、予め登録された特徴量とを比較照合して類似度を求め（ステップｎ5 〜ｎ6 ）、
識別スレッショルダレベルＬ1 以下で特定者と認めないときは、他人と判定し（ステップｎ7 〜ｎ8 ）、
識別スレッショルダレベルＬ1 以上のときは特定者と認める。また、このときに再登録スレッショルダレベルＬ2 以上の画像データの場合は、この画像データの特徴量をＲＡＭ２３に再登録して登録データを自動的に更新する（ステップｎ9 〜ｎ11）。
【００４３】
上述のように、ＲＡＭが記憶する特定者の顔の特徴を撮像カメラが読取ったとき、ＣＰＵが再登録スレッショルダレベルに基づいてその特徴の再登録を行うか否かを判別し、再登録を行う旨を判別した場合は、読取りデータを基礎としてＣＰＵが顔の特徴を再登録する。この結果、再登録操作を自動的に行うことができるため、再登録作業を自動化して手間がかからず、登録専用の係員を省略できる。また、年月が経つに連れて変化する人の顔の変化情報に登録データが追従するため、常に照合精度を高レベルに維持して信頼性の高い照合利用が図れる。
【００４４】
また、再登録スレッショルダレベル以上のときだけ再登録するため、再登録に適したデータだけを再登録することができ、登録に不適なデータは受付け拒否して精度のよい登録データに更新することができる。さらに、古い特徴量データの少なくとも一部を書換えるように設定すれば、画像読取り毎に特定者のデータを書換えて、常に最新のデータに更新することができる。また、登録データと撮像カメラが読取った新規のデータとを合成して登録するように設定すれば、新旧の特徴変化量の平均値を採ることができるため、登録データの急激な特徴量の変化を防ぐことができ、顔の特徴の変化状態に適した登録データの管理ができる。また、登録データの有効保障期限が切れている場合に再登録するように設定すれば、適正な登録データが供給されて更新できるため、常に登録データを信頼性の高い値に設定することができる。
【００４５】
この発明と、上述の一実施例の構成との対応において、
この発明の身体的特徴は、実施例の顔の特徴量に対応し、
以下同様に、
読取り手段は、撮像カメラ１２に対応し、
記憶手段は、ＲＡＭ２３に対応し、
類似度判定手段は、類似度判定部３６に対応し、
判別手段及び再登録手段は、ＣＰＵ２１に対応し、
識別レベルは、識別スレッショルダレベルＬ1に対応し、
再登録判別条件レベルは、再登録スレッショルダレベルＬ2 に対応するも、
この発明は、請求項に示される技術思想に基づいて応用することができ、上述の一実施例の構成のみに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の本人特定装置の使用状態を示す概略側面図。
【図２】この発明の本人特定装置の制御回路ブロック図。
【図３】この発明の本人特定装置の顔情報の類似度判定処理動作を示す説明図。
【図４】この発明の本人特定装置の登録データの管理状態を示す説明図。
【図５】この発明の本人特定装置の画像データ処理動作を示すフローチャート。
【図６】従来の本人特定装置の登録データの管理状態を示す説明図。
【符号の説明】
１１…本人特定装置
１２…撮像カメラ
１６…特定者
２１…ＣＰＵ
２３…ＲＡＭ
４１…初期登録データ
４２…画像データ
Ｌ1 …識別スレッショルダレベル
Ｌ2 …再登録スレッショルダレベル
【図１】
0003564984.tif 000002
【図２】
0003564984.tif 000003
【図３】
0003564984.tif 000004
【図４】
0003564984.tif 000005
【図５】
0003564984.tif 000006
【図６】
0003564984.tif 000007