(57)【要約】【課題】利用者が立ち止まることなく人物を認証可能なウォークスルー型の入退室管理装置において、入室権限がない人物が不正に侵入する機会を少なくした入退室管理装置を提供すること。【解決手段】移動する人物の画像を取得する画像取得手段１０１と、取得画像中の人物を認証する認証手段１０２と、取得画像中の人物の入室動作の有無を予測する予測手段１０３と、認証手段１０２による認証結果および予測手段１０３による予測結果に応じてゲートの施錠状態を制御するセキュリティ制御手段１０４とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動する物体の画像を取得する画像取得手段と、
取得画像中の前記物体を認証する認証手段と、
取得画像中の物体の入室動作の有無を予測する予測手段と、
前記認証手段による認証結果および前記予測手段による予測結果に応じてゲートの施錠状態を制御するセキュリティ制御手段と、
を含む入退室管理装置。
【請求項２】
前記予測手段は、取得画像中の物体の頭部の大きさの時間的変化により入室動作の有無を予測する請求項１に記載の入退室管理装置。
【請求項３】
前記予測手段は、取得画像中の頭部の大きさの変化量が、あらかじめ定めた時間当たりの変化量より大きくなる場合に入室動作があると予測する請求項２に記載の入退室管理装置。
【請求項４】
前記予測手段は、取得画像中の頭部の大きさの変化量が、あらかじめ定めた時間当たりの変化量より小さくなる場合に入室動作がないと予測する請求項２に記載の入退室管理装置。
【請求項５】
前記予測手段は、取得画像中の物体の頭部の向きの時間的変化により入室動作の有無を予測する請求項１に記載の入退室管理装置。
【請求項６】
前記予測手段は、取得画像中の頭部の向きが正面から変化しない場合に入室動作があると予測する請求項５に記載の入退室管理装置。
【請求項７】
前記予測手段は、取得画像中の頭部の向きが時間経過に伴い、正面に近づく場合に入室動作があると予測する請求項５に記載の入退室管理装置。
【請求項８】
前記予測手段は、取得画像中の頭部の向きが時間経過に伴い、正面から離れる場合に入室動作がないと予測する請求項５に記載の入退室管理装置。
【請求項９】
前記予測手段は、取得画像中の頭部の向きが時間経過に伴い、あらかじめ定めた大きさより大きく変化する場合に入室動作がないと予測する請求項５に記載の入退室管理装置。
【請求項１０】
前記予測手段は、取得画像中の頭部の向きは、取得画像中の頭部に含まれる目の位置の変化により判断する請求項５ないし９のいずれかに記載の入退室管理装置。
【請求項１１】
前記予測手段は、取得画像中の物体位置の時間的変化により入室動作の有無を予測する請求項１に記載の入退室管理装置。
【請求項１２】
前記予測手段は、取得画像中の物体位置が、時間経過により、あらかじめ定めた範囲から変化しない場合に入室動作があると予測する請求項１１に記載の入退室管理装置。
【請求項１３】
前記予測手段は、取得画像中の物体位置が、時間経過により、あらかじめ定めた範囲に近づく場合に入室動作があると予測する請求項１１に記載の入退室管理装置。
【請求項１４】
前記予測手段は、取得画像中の物体位置が、時間経過により、あらかじめ定めた範囲から遠ざかる場合に入室動作がないと予測する請求項１１に記載の入退室管理装置。
【請求項１５】
前記予測手段は、取得画像中の物体位置が、時間経過により、あらかじめ定めた範囲より大きく変化する場合に入室動作がないと予測する請求項１１に記載の入退室管理装置。
【請求項１６】
前記予測手段は、取得画像中の物体に含まれる頭部の位置により、物体の位置を決定する請求項１１に記載の入退室管理装置。
【請求項１７】
前記予測手段は、取得画像中の物体に含まれる目の位置により、物体の位置を決定する請求項１１に記載の入退室管理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は入退室管理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、カメラ画像を用いて人物を認証し、入室を管理する入退室管理装置としては、特許文献１に開示された技術が知られている。
【０００３】
特許文献１に開示された技術は、カメラで撮影した顔画像とあらかじめ登録されている顔画像とを比較し、十分に類似していると判断された場合に、入室を許可する入退室管理装置である。特許文献１に記載の入退室管理装置では、認証する顔画像を登録顔画像と同じ方向で撮影する必要があるため、ゲート前などに顔を正面から撮影できる高さにカメラを設置し、カメラの前に人物が立ち止まって認証する。
【０００４】
また、顔の撮影方向や大きさに依存せず人物を認証可能な人物認証装置としては、特許文献２に開示された技術が知られている。
【０００５】
特許文献２に開示された技術は、顔認証時に人間の顔の３次元形状の特性を用いて、登録されている顔画像を、撮影された顔画像の向きや大きさに合わせて変形することにより、天井近くに設置されたカメラで撮影された画像においても人物を特定する。
【０００６】
このような従来技術を組み合わせることにより、天井近くにカメラを設置し歩行中の人物を撮影し、撮影された画像を用いて人物を認証し、認証結果に応じてゲートを開錠することで、立ち止まることなく入退室を管理可能なウォークスルー型の入退室管理装置を構成することが可能である。
【０００７】
従来のウォークスルー型の入退室管理装置について、図２６を用いて説明する。
【０００８】
図２６において、画像取得手段２６０１は、人物を撮影するカメラ（図示せず）から画像データを取得するものである。カメラは、天井など広範囲を撮影可能な位置に設置されている。認証手段２６０２には、あらかじめ入室を許可されている人物の顔画像が登録されている。認証手段２６０２は、画像取得手段２６０１が取得した画像から色情報や濃淡パターンを用いて人物の顔を抽出し、抽出した顔画像と、あらかじめ登録されている入室を許可されている人物の顔画像とを比較し、同一人物であるか否かを判断するものである。画像中から顔部を抽出する方法および顔画像の同一性を判定する方法は、非特許文献１に開示されている。
【０００９】
セキュリティ制御手段２６０３は、認証手段２６０２の判断結果に従ってゲート（図示せず）の施錠状態を制御するものである。セキュリティ制御手段２６０３は、認証手段２６０２において人物の照合が成功すると、ゲートを開錠し、人物が入室できるようにする。
【００１０】
このように、広範囲を撮影可能なカメラを用いて撮影された歩行中の人物の画像により人物を認証し、ゲートを開錠することにより、人物が立ち止まることなく認証を完了することが可能なウォークスルー型の入退室管理装置を構成することができる。
【特許文献１】特開平５−１４３６５１号公報
【特許文献２】特開２００３−２６３６３９号公報
【非特許文献１】赤松  茂著「電気情報通信学会論文誌」Ｖｏｌ．Ｊ８０−Ａ  Ｎｏ．８、電気情報通信学会、Ｐ．１２１５−１２３０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、このような従来の入退室管理装置には次のような課題があった。
【００１２】
図２７において、入退室管理装置２７０１は、従来技術により構成されたウォークスルー型の入退室管理装置である。
【００１３】
ゲート２８０２は、入退室管理装置２７０１により開錠される。人物２７０３は、ゲート２７０２を不正に通過しようとしている不正侵入者である。人物２７０４は、ゲート２７０２を通過する権限を持った人物である。
【００１４】
入退室管理装置２７０１は、広範囲を撮影しているカメラ画像から認証可能であるため、ゲート２７０２を通過する権限を持った人物２７０４がカメラの撮影範囲に入ると、認証が成功し、ゲート２７０２が開錠される。
【００１５】
また、人物２７０４が、ゲート２７０２の前を単に通過し、別の場所に移動する際にもカメラの撮影範囲に入るだけでゲート２７０２が開錠されてしまう。
【００１６】
そのため、不正侵入者である人物２７０３は、ゲート２７０２の前で待機し、権限を持った人物２７０４が通過する際にゲート２７０２が開錠されるのを見計らって、ゲート２７０２を通過することが可能である。
【００１７】
このように、従来のウォークスルー型の入退室管理装置２７０１では、立ち止まらずに認証が完了するため、利用者に手間をかけることなく入退室を管理することができる反面、入室権限を持った人物２７０４が認証可能な領域に入っただけでゲート２７０２が開錠されてしまうため、不正侵入者である人物２７０３の不正侵入の機会が増大してしまうという課題がある。
【００１８】
本発明は、入室権限がない人物が不正に侵入する機会を少なくした入退室管理装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の入退室管理装置は、移動する物体の画像を取得する画像取得手段と、取得画像中の前記物体を認証する認証手段と、取得画像中の物体の入室動作の有無を予測する予測手段と、前記認証手段による認証結果および前記予測手段による予測結果に応じてゲートの施錠状態を制御するセキュリティ制御手段とを含む。
【００２０】
この構成により、入室権限を有し、かつ、入室の意思がある人物に対してのみゲートを開錠することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、入室権限を有し、かつ、入室の意思のある人物に対してのみゲートを開錠することにより、不正侵入の機会の少ない入退室管理装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【００２３】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１のウォークスルー型の入退室管理装置の構成のブロック図を示す。
【００２４】
図１において、画像取得手段１０１は、天井など広範囲を撮影可能な位置に設置され、人物を撮影するカメラ（図示せず）から画像データを取得するものである。
【００２５】
認証手段１０２は、あらかじめ登録されている入室を許可されている人物の頭部の顔の画像（以下、顔画像と呼ぶ）と、画像取得手段１０１より取得した画像とを比較し、同一人物であるか否かを判断するものである。予測手段１０３は、画像取得手段１０１により取得した画像の時間的な変化により、人物に入室する意思があるか否かを判定するものである。セキュリティ制御手段１０４は、認証手段１０２の判断結果に従ってゲート（図示せず）の施錠状態を制御するものである。
【００２６】
図２は本発明の実施の形態１の認証手段の処理手順を示すフローチャートである。
【００２７】
図２において、認証手段１０２は、処理が開始されると（ステップＳ２００）、予測手段１０３に初期化命令を通知し（ステップＳ２０１）、内部メモリ中の照合フラグをＯＦＦ状態にリセットする（ステップＳ２０２）。次に、画像取得手段１０１から画像を取得し（ステップＳ２０３）、画像中に顔画像が存在しないか検出する（ステップＳ２０４）。顔検出処理は、画像中の各領域の色情報および濃淡パターンが統計的手法により作成された人物モデルの顔パターンに一致するか比較し、一致度合いが高い領域に顔があると判定する。顔検出の具体的な手法は、非特許文献１に開示されている。
【００２８】
顔検出に失敗した場合（ステップＳ２０４のＮＯ）には、ステップＳ２０１の処理から再度実行する。顔検出に成功した場合（ステップＳ２０４のＹＥＳ）には、内部メモリ中の照合フラグがＯＮであるか確認する（ステップＳ２０５）。照合フラグがＯＮの場合（ステップＳ２０５のＹＥＳ）には、予測手段１０３から処理終了が通知されていないか確認し（ステップＳ２０６）、終了が通知されていない場合（ステップステップＳ２０６のＮＯ）には、検出した顔領域の面積（以下、顔サイズと呼ぶ）を予測手段１０３に出力する（ステップステップＳ２１０）。予測手段１０３より処理終了が通知されている場合（ステップステップＳ２０６のＹＥＳ）には、内部メモリの照合フラグをＯＦＦに変更し（ステップＳ２０７）、顔照合処理を実行する（ステップＳ２０８）。
【００２９】
また、ステップＳ２０５において照合フラグを参照した際に照合フラグがＯＦＦの場合にも（ステップＳ２０５のＮＯ）、顔照合処理を実行する（ステップＳ２０８）。顔照合処理は、検出した顔領域の画像（以下、照合画像と呼ぶ）とあらかじめ登録されている入室が許可されている人物の顔画像（以下、登録画像と呼ぶ）とを比較し、両者が同一人物であるか否かを判定する処理である。
【００３０】
顔照合処理は、照合画像から目の位置を検出し、登録画像の目位置と照合画像の目位置とが一致するように照合画像のサイズを拡大あるいは縮小した後に、濃淡パターンや目じりなど特定部位の画像的特長が一致するか比較することで判定する。具体的な顔照合の方法は、非特許文献１に開示されている。
【００３１】
顔照合が失敗した場合には（ステップＳ２０８のＮＯ）、ステップＳ２０１の処理から再度実行する。
【００３２】
顔照合が成功した場合には（ステップＳ２０８のＹＥＳ）、内部メモリ内の照合フラグをＯＮに変更し（ステップＳ２０９）、顔サイズを予測手段１０３へ出力する（ステップＳ２１０）。
【００３３】
予測手段１０３は、認証手段１０２で検出された顔サイズの変化量が、あらかじめ定めた時間当たりの変化量より大きくなる場合には、人物が認証装置に近づいて来ると判定できるので、入室意思があると判断し、セキュリティ制御手段１０４にゲートの開錠を指示する。
【００３４】
図３は本発明の実施の形態１の予測手段の処理手順を示すフローチャートである。
【００３５】
図３において、予測手段１０３は、処理を開始すると（ステップＳ３００）、内部メモリ内の検出カウンタを０にリセットし（ステップＳ３０２）、内部メモリ内の顔サイズメモリを０に変更する（ステップＳ３０３）。
【００３６】
次に、認証手段１０２より、顔検出処理で検出した顔サイズ（以下、検出顔サイズと呼ぶ）を取得する（ステップＳ３０４）。
【００３７】
次に、検出顔サイズと顔サイズメモリの値とを比較し（ステップＳ３０５）、検出顔サイズの方が大きい場合には（ステップＳ３０５のＹＥＳ）、顔サイズメモリに検出顔サイズを記録し（ステップＳ３０６）、内部メモリの検出カウンタを増加する（ステップＳ３０７）。次に、検出カウンタの値があらかじめ設定されている閾値よりも大きいか比較し（ステップＳ３０８）、大きい場合には（ステップＳ３０８のＹＥＳ）、セキュリティ制御手段１０４に解除命令を出力し（ステップＳ３０９）、予測処理が終了したことを認証手段１０２に通知する（ステップＳ３１０）。
【００３８】
検出顔サイズが顔サイズメモリより小さい場合には（ステップＳ３０５のＮＯ）、入室の意思がないと判断し、予測処理が終了したことを認証手段１０２に通知する（ステップＳ３１０）。
【００３９】
検出カウンタが閾値に達しない場合には（ステップＳ３０８のＮＯ）、認証手段１０２から初期化命令が通知されていないか確認し（ステップＳ３０１）、初期化命令が通知されていれば（ステップＳ３０１のＹＥＳ）、予測処理を初期化するためにステップＳ３０２の処理を実行し、初期化命令が通知されていなければ（ステップＳ３０１のＮＯ）、予測処理を継続するためにステップＳ３０４の処理を実行する。
【００４０】
ステップＳ３１０で予測処理の終了を通知した後は、次の人物の入室意思を判定するために、ステップＳ３０２の初期化処理を実行する。
【００４１】
セキュリティ制御手段１０４は、予測手段１０３において人物に入室の意思があると判定されると、ゲートを開錠し、人物の入室を許可する。
【００４２】
以下、本装置の動作について説明する。
【００４３】
まず、ある人物がゲートを通過する際の動作を説明する。
【００４４】
図４は入室を許可された人物が入室する際の動作例を示す図である。
【００４５】
図４において、人物４０１は入室を許可された人物である。入退室管理装置４０２は、本実施の形態１の入退室管理装置である。ゲート４０３は、入退室管理装置４０２により管理されているセキュリティ性のゲートである。
【００４６】
図４に示すように、人物４０１は、位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の順にゲート４０３に継続し
て近づいて来る。
【００４７】
図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、図４の各々の位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３において画像取得手段１０１が撮影した画像データを示し、各画像データ中の破線の領域は、検出した顔画像の大きさを示している。
【００４８】
図４の位置Ｐ１では、人物４０１は画像取得手段１０１から遠い距離にいるために、認証手段１０２で検出される顔サイズは、図５（ａ）に示すように小さくなっている。
【００４９】
図４の位置Ｐ１で、認証手段１０２により人物４０１の認証が成功すると、図５（ａ）の破線領域の面積が顔サイズとして予測手段１０３へ出力される。予測手段１０３中の顔サイズメモリは、初期状態では０となっているので、初めの予測処理は必ず成功し、予測手段１０３は、顔サイズメモリに顔サイズを記録し、検出カウンタを１に増加する。
【００５０】
人物４０１が図４の位置Ｐ２に移動すると、図５（ｂ）に示すように、図５（ａ）の場合に比較して人物が大きく撮影されるので、破線で示される顔検出領域も大きくなる。この顔検出領域の面積が認証手段１０２で検出され、予測手段１０３へ出力される。予測手段１０３では、顔サイズメモリとの比較が行われ、新たに検出された顔サイズの方が大きいので、入室の意思があると判定し、顔サイズメモリに検出顔サイズが記録され、検出カウンタが２に増加する。
【００５１】
さらに、図４の位置Ｐ３に人物４０１が来ると、図５（ｃ）に示すように、顔サイズがさらに大きくなるため、上記と同様の処理により、予測手段１０３の検出カウンタは３となる。
【００５２】
予測手段１０３のステップＳ３０８における閾値が３に設定されている場合、この時点で人物に入室の意思があると判定され、セキュリティ制御手段１０４にて、ゲート４０３が開錠され、人物４０１は入室することが可能となる。
【００５３】
次に、入室の意思がない人物がゲート周辺を通り過ぎる場合の動作を説明する。
【００５４】
図６は入室を許可された人物がゲートの前を通過する動作例を説明する図である。
【００５５】
図６において、人物６０４は、ゲート４０３の近くで待機し、ゲート４０３を不正に侵入しようとしている人物である。
【００５６】
人物４０１は、図６に示すように、位置Ｐ１から位置Ｐ２へ移動し、一旦ゲート４０３に近づくが、その後、位置Ｐ２で方向転換し、位置Ｐ３へ移動しゲート４０３から離れて行く。
【００５７】
図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、人物４０１が図６の各々の位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３にいる場合に画像取得手段１０１が撮影した画像データをそれぞれ示している。
【００５８】
図６の位置Ｐ１、Ｐ２における各動作は、図４に示す位置Ｐ１、Ｐ２おける動作と同様であるので、説明を省略する。
【００５９】
人物４０１が位置Ｐ２から位置Ｐ３へ移動すると、認証手段１０２により図６の位置Ｐ３で検出された図７（ｃ）に示される顔サイズは、図６の位置Ｐ２で検出された図７（ｂ）に示される顔サイズに比較して小さくなっている。そのため、予測手段１０３のステップＳ３０５における比較処理が失敗して、予測処理が終了し、検出カウンタおよび顔サイ
ズメモリがリセットされる。その結果、ゲート４０３は開錠されることはなく、不正な侵入者である人物６０４にゲート４０３を通過する機会を与えることがない。
【００６０】
以上のように、本実施の形態１の入退室管理装置４０２は、認証手段１０２で検出される顔サイズの時間的な変化から予測手段１０３により人物４０１の入室予測を予測することにより、不正な人物６０４の入室機会の少ないウォークスルー型の入退室管理装置を実現することができる。
【００６１】
（実施の形態２）
上記実施の形態１では、入室予測の成功後（図３のステップＳ３０８のＹＥＳ）、ゲートを開錠（ステップＳ３０９）して、予測手段１０３の終了処理（ステップＳ３１０）および初期化処理（ステップＳ３０２およびステップＳ３０３）を行うようにした例であるが、本実施の形態２は予測手段の終了処理および初期化処理を行わずに、顔サイズの比較を行い続け、顔サイズが小さくなった場合に、開錠したゲートを再び施錠するようにした例である。
【００６２】
図８は本発明の実施の形態２における入退室管理装置の予測手段の処理手順を示すフローチャートである。
【００６３】
ゲートを開錠する（ステップＳ３０９）までの動作は、図３の場合と同一であり、ゲートを開錠した後、予測手段の処理を終了せずに、予測手段の処理を継続する点と、顔サイズの比較が失敗した場合に、開錠済みのゲートを施錠する点が異なる。
【００６４】
具体的には、認証手段１０２より顔サイズが入力されると、検出サイズと顔サイズメモリとを比較（ステップＳ３０５）し、検出顔サイズが顔サイズメモリよりも小さい場合（ステップＳ３０５のＮＯ）には、ゲートが開錠済みか確認（ステップＳ８１１）し、開錠済みであれば、ゲートを施錠（ステップＳ８１２）し、予測終了の通知（ステップＳ３１０）を行う。
【００６５】
図９は入室を許可された人物が入室する際の動作例を示す。
【００６６】
図４に示すように人物４０１が認証された後に、図９の位置Ｐ３で人物４０１が移動方向を転換し、ゲート４０３より遠ざかり、位置Ｐ４に移動した場合、認証手段１０２により位置Ｐ４で検出された顔サイズは、図９の位置Ｐ３で検出された顔サイズより小さくなるため、図９の位置Ｐ３で開錠されたゲート４０３は施錠される。
【００６７】
以上のように、本実施の形態２は、常に人物４０１の入室予測を判定することができ、入室意思が途中で変更された場合には直ちにゲート４０３を施錠することが可能となり、不正な人物の入室機会の少ないウォークスルー型の入退室管理装置を実現することができる。
【００６８】
（実施の形態３）
上記実施の形態１、２では、時間経過に応じた人物の頭部の顔の大きさの変化に応じて入室予測を判定する例であるが、本発明の実施の形態３は時間経過に応じた人物の頭部の顔の向きの変化により入室動作があると予測する例である。
【００６９】
図１０は本発明の実施の形態３における入退室管理装置の認証手段の処理手順を示すフローチャートである。
【００７０】
図１０において、ステップＳ２００からステップＳ２０９までのステップは、図２に示
した認証手段１０２と同様であり、本実施の形態３における認証手段１０２は、顔照合が成功し（ステップＳ２０８のＹＥＳ）、認証フラグがＯＮになった（ステップＳ２０９）後、顔向きを算出する（ステップＳ１０１０）。
【００７１】
図１１は顔向き判定の方法を説明する図である。
【００７２】
図１１において、認証手段１０２は、検出した顔からさらに両目の位置を検出する。目位置の検出は、多くの人物の目画像から統計的手法により作成された目画像テンプレートをあらかじめ用意し、テンプレートを検出顔領域で比較し、類似度の高い部分を目位置と判断する。この両目の位置の中心線１１０３と検出顔領域１１０１の中心線１１０２との距離を計算し、顔向きの大きさ１１０４を求める。図１１において、１１０６、１１０７が目をそれぞれ示している。
【００７３】
次に、この大きさを検出画像の大きさによらずに比較できるように正規化するために、式（１）により顔向きを求める。
【００７４】
顔向き＝顔向きの大きさ１１０４／（顔領域の横幅１１０５／２）×９０・・・（１）
式（１）では、顔が真横を向いた場合が顔向き９０度となるように顔向きの大きさを算出する。ただし、目検出処理により片目しか検出できない場合には、顔向きは９０とし、両目が検出できない場合には１８０とする。
【００７５】
認証手段１０２は、顔向き算出（ステップＳ１０１０）した後、算出した顔向きの大きさを予測手段１０３へ出力する（ステップＳ１０１１）。
【００７６】
図１２は本発明の実施の形態３における入退室管理装置の予測手段の処理手順を示すフローチャートである。
【００７７】
図１２において、ステップＳ３００からステップＳ３１０までは、図３の場合と同様であり、本発明の実施の形態３では、顔サイズメモリに関する処理が不要な点、顔サイズの代わりに顔向きを取得する（ステップＳ１２０４）点、および、顔サイズを比較する代わりに、検出された顔の向きをあらかじめ設定した顔向き限界値と比較する（ステップＳ１２０５）点が異なる。
【００７８】
図４に示すように人物４０１が正面を向きゲート４０３に接近する場合には、認証手段１０２で算出される顔向きが常に０に近く小さい値のため、予測手段１０３の比較処理で顔向き限界値よりも小さい（ステップＳ１２０５のＹＥＳ）。このため、検出カウンタが次第に増加し、閾値を超えてゲートが開錠（ステップＳ３０９）される。
【００７９】
しかし、図６に示すように人物４０１が移動途中でゲート４０３から離れると、図７（ｃ）に示すように、顔向きが変化し、予測手段１０３の比較処理で顔向き限界値よりも大きいと判定される（ステップＳ１２０５のＮＯ）ため、予測処理は終了（ステップＳ３１０）し、ゲートは開錠されないため、不正な人物６０４の侵入を許すことがない。
【００８０】
以上のように、本実施の形態３は、認証手段１０２で算出した顔向きの時間経過に伴う変化から人物の入室予測を予測することにより、不正な人物の入室機会の少ないウォークスルー型の入退室管理装置を実現することができる。
【００８１】
また、認証手段１０２における目検出処理は、顔照合処理（ステップＳ２０８）で利用されるものを使用できるので、認証手段１０２を構成する装置やソフトウェアの規模を増大させずに低コストで装置を構成することができる。
【００８２】
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４は、人物４０１が移動途中で方向を転換した場合に、開錠したゲートを再施錠する例である。
【００８３】
図１３は、本発明の実施の形態４における入退室管理装置の予測手段の処理手順を示すフローチャートである。
【００８４】
図１３において、本実施の形態４では、図８と同様に、検出カウンタが閾値と一致し（ステップＳ３０８）、ゲートを開錠（ステップＳ３０９）した後も意思確認処理（ステップＳ１２０６）を継続し、顔向きが変化した場合（ステップＳ１２０６のＮＯ）に、ゲートが開錠済みであったとき（ステップＳ８１１のＹＥＳ）には、ゲートを施錠（ステップＳ８１２）する。
【００８５】
以上のように、本実施の形態４は、常に人物４０１の入室予測を判定することが可能であり、入室意思が途中で変更された場合には直ちにゲートを施錠することにより、不正な人物の入室機会の少ないウォークスルー型の入退室管理装置を実現することができる。
【００８６】
（実施の形態５）
本発明の実施の形態５は、セキュリティ制御手段１０４に認証状況を人物に提示する認証状況提示手段１５０１を備えた例である。
【００８７】
図１４は本発明の実施の形態５における入退室管理装置の認証状況提示手段の例を示すブロック図である。
【００８８】
図１４において、認証状況提示手段１４０１には、認証ＯＫのランプ１４０２と認証ＮＧのランプ１４０３が設置されており、認証状況に応じて、いずれかのランプが点灯することで歩いて来る人物に認証状況を提示する。
【００８９】
入室の意思がないのに通路の構成などの制約により入室の意思があると判断されてしまった場合には、認証状況提示手段１４０１の認証ＯＫのランプ１４０２が点灯したのを確認し、顔向きを大きく変更するなどの動作を行うことにより、予測手段１０３がステップＳ１２０６によりゲートを施錠することができる。
【００９０】
以上のように、本実施の形態５は、認証状況提示手段１４０１を備えることにより、入室意思を間違って判定してゲートが開錠された場合にも、顔向きを大きく変化させることで、ゲートを再び施錠することができ、不正人物の侵入機会の少ないウォークスルー型の入退室管理装置を実現することができる。
【００９１】
なお、ゲート開錠時に動作音を鳴らしたり、自動ゲートのように開錠と同時に扉が開くようなゲートを用いたりすれば、認証状況提示手段を備えることなく同様の効果を得ることができる。
【００９２】
（実施の形態６）
本発明の実施の形態６は、時間経過に伴う顔向きの変化が少ない場合に、入室動作であると予測する例である。
【００９３】
図１５は本発明の実施の形態６における入退室管理装置の予測手段の処理手順を示すフローチャートである。
【００９４】
図１５において、ステップＳ３００〜ステップＳ３１０、および、ステップＳ１２０４は、図１２の予測手段１０３と同様であるが、本実施の形態６は、認証手段１０２より取得した顔向きを記録する顔向きメモリに関する処理が追加される点と、入室意思を判定するために顔向きを比較する点が異なる。
【００９５】
予測手段１０３は、初期化時に検出カウンタを０にリセットする（ステップＳ３０２）と共に、顔向きメモリを数値が設定されていない未設定の状態にクリアする（ステップＳ１５０２）。
【００９６】
次に、顔向きを取得し（ステップＳ１２０４）、その顔向き値と顔向きメモリに記録されている顔向き値との差を算出（ステップＳ１５０５）し、その差があらかじめ設定されている向き変化限界値より小さい場合（ステップＳ１５０５のＹＥＳ）には、入室意思があると判断し、検出カウンタを増加（ステップＳ３０７）する。その際に、顔向きメモリに取得した顔向き値を記録（ステップＳ１５０６）する。
【００９７】
顔向きの変化量が顔向き変化限界値より大きい場合（ステップＳ１５０５のＮＯ）には、入室の意思がないと判断し、予測処理の終了を通知（ステップＳ３１０）する。ただし、顔向きの変化量の算出時（ステップＳ１５０５）に、顔向きメモリが未設定の場合には、比較処理を行わず処理成功（ステップＳ１５０５のＹＥＳ）として、顔向きメモリに取得した顔向きを記録（ステップＳ１５０６）する。
【００９８】
図１６は入室の意思がある場合の動作例を示す。
【００９９】
図１６において、人物４０１は、時間経過に伴い図１７の位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の順に、斜め方向からゲート４０３に近づく。
【０１００】
図１７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、図１６の位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３で人物４０１が撮影された画像データをそれぞれ示す。
【０１０１】
図１７に示すように、人物４０１の顔の向きは、時間経過に伴い変化しないため、予測手段１０３のステップＳ１５０５において、常に顔の向きの変化がないと判断（ステップＳ１５０５のＹＥＳ）されるため、検出カウンタは増加（ステップＳ３０７）し、ゲート４０３が開錠される（ステップＳ３０９）。
【０１０２】
図１８は入室の意思がない場合の動作例を示す。
【０１０３】
図１８において、人物４０１は、時間経過に伴い図１６の位置Ｐ１、Ｐ２の順にゲートに近づくが、入室の意思がないため、位置Ｐ２で方向転換し、位置Ｐ３へ移動する。
【０１０４】
図１９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、図１８の位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３で人物４０１が撮影された画像データをそれぞれ示す。
【０１０５】
図１９（ａ）、（ｂ）に示すように、人物４０１の顔の向きは、位置Ｐ１から位置Ｐ２までは変化がなく一定であり、予測手段１０３の顔向きの変化量の判定（ステップＳ１６０５）が成功し、検出カウンタは増加する（ステップＳ３０７）が、位置Ｐ３では片目が見えなくなり、顔向きが大きく変化するため、顔向きの変化量が顔向き限界値より大きくなり（ステップＳ１６０５のＮＯ）、ゲートが開錠せずに、予測処理の終了を通知（ステップＳ３１０）する。
【０１０６】
以上のように、本実施の形態６は、認証手段１０２で算出した顔向きの時間経過に伴う
変化から人物４０１の入室予測を判定することにより、不正な人物の入室機会の少ないウォークスルー型の入退室管理装置を実現することができる。
【０１０７】
なお、上記では、顔の向きは両目の位置より検出したが、検出顔領域から鼻や口などの他の顔の一部を検出したり、顔の対照性を利用したりして、検出した顔領域を中心で折り返して比較することで、判定するようにしてもよい。
【０１０８】
（実施の形態７）
本発明の実施の形態７は、時間経過に伴う人物位置の変化により、入室動作があると予測する例である。
【０１０９】
図２０は本発明の実施の形態７における入退室管理装置の認証手段の処理手順を示すフローチャートである。
【０１１０】
図２０において、ステップＳ２００からステップＳ２０９までの動作は、図２の場合と同様であり、本実施の形態７は、予測手段１０３に顔サイズではなく人物の位置を出力する点が異なる。
【０１１１】
図２０において、認証手段１０２は、顔照合が成功し（ステップＳ２０８のＹＥＳ）、照合フラグをＯＮにする（ステップＳ２０９）と、検出した顔領域から人物の位置を算出して、予測手段１０３へ出力する（ステップＳ２０１０）。
【０１１２】
図２１は人物位置の算出方法を説明する図である。
【０１１３】
図２１において、顔認証手段１０２は、検出した顔領域２１０１の中心線２１０２を求め、画面の中央線２１０３からの変位量２１０４を算出し、人物位置として予測手段１０３へ出力する。
【０１１４】
図２２は本発明の実施の形態７における入退室管理装置の予測手段の処理手順のフローチャートを示す。
【０１１５】
図２２において、ステップＳ３００からステップＳ３１０は図３と同様であり、本発明の実施の形態７は、顔サイズの変わりに人物位置を処理する点と、人物位置が内部メモリ中の人物位置メモリの値より小さい場合に入室の意思があると判定する点が異なる。
【０１１６】
予測手段１０３は、内部メモリ中に人物位置メモリを備え、初期化時に人物位置メモリを未設定状態にクリアする（ステップＳ２２０３）。
【０１１７】
次に、認証手段１０２より人物位置を取得し（ステップＳ２２０４）、取得した人物位置と人物位置メモリの値とを比較し（ステップＳ２２０５）、人物位置が小さくなっている、すなわち画像中央に近づく場合（ステップＳ２２０５のＹＥＳ）に、入室の意思があると判断し、人物位置メモリの値に人物位置の値を記録し（ステップＳ２２０６）、検出カウンタを増加する（ステップＳ３０７）。
【０１１８】
また、人物がカメラに正面から向かって近づいて来る場合、すなわち取得画像中の人物位置が、時間経過により、あらかじめ定めた範囲から変化しない場合（ステップＳ２２０５のＹＥＳ）にも、入室の意思があると判断し、上記と同様に処理する。
【０１１９】
ただし、人物位置メモリの値が未設定の場合には、無条件に入室の意思があると判断し、ステップＳ２２０５のＹＥＳの処理を行う。
【０１２０】
次に、図４の例を用いて本装置の動作を説明する。
【０１２１】
図２３は、図４の位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３における画像データ中の人物の位置を示す図である。
【０１２２】
図２３において、破線で示す直線２３０１、２３０２間の距離が、認証手段１０２で算出される人物位置であり、図４のように人物４０１が認証手段１０２に斜めから近づいて来る場合には、人物位置が次第に小さくなっている。すなわち、人物位置が画像中央から遠ざかる。この場合、予測手段１０３では、ステップＳ２２０５において常に入室の意思があると判定され、検出カウンタが増加（ステップＳ３０７）し続け、ゲートが開錠される（ステップＳ３０９）。
【０１２３】
図６の例を用いてゲートを開錠しない場合の動作を説明する。
【０１２４】
図２４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、図６の位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３における画像データ中の人物の位置をそれぞれ示す図である。
【０１２５】
図２４において、破線で示す直線２４０１、２４０２間の距離が、認証手段１０２で算出される人物位置であり、図６の位置Ｐ１から位置Ｐ２へ人物４０１が認証装置に近づいて来る場合には、人物位置が次第に小さくなり、予測手段１０３において入室の意思があると判定される（ステップＳ２２０５のＹＥＳ）が、位置Ｐ２から位置Ｐ３へ移動すると、人物４０１が中心位置より遠ざかり、人物位置メモリの値より算出した人物位置の値が大きくなるため入室の意思がないと判定され（ステップＳ２３０５のＮＯ）、ゲートは開錠されずに、予測処理終了の通知（ステップＳ３１０）が行われる。
【０１２６】
以上のように、本実施の形態７は、認証手段１０２で算出した人物位置の時間経過に伴う変化から人物４０１の入室意思を判定することにより、不正な人物の入室機会の少ないウォークスルー型の入退室管理装置を実現することができる。
【０１２７】
（実施の形態８）
本発明の実施の形態８は、ゲート開錠後に予測処理を継続することで、入室の意思が変化した場合にゲートを再び施錠する例である。
【０１２８】
図２５は本発明の実施の形態８における入退室管理装置の予測手段の処理手順を示すフローチャートである。
【０１２９】
図２５において、ステップＳ３００〜ステップＳ３１０、ステップＳ８１１、および、ステップＳ２２０２〜ステップＳ２２０６は、図８および図２２の各場合と同様であり、本実施の形態８では、ゲートを開錠（ステップＳ３０９）した後も入室の意思があるか判定（ステップＳ２２０５）し、人物位置が画像データの中心より遠ざかり、入室の意思がなくなったと判断された場合（ステップＳ２２０５のＮＯ）に、ゲートを施錠する（ステップＳ８１２）。
【０１３０】
図９の例を用いて本装置の動作を説明する。
【０１３１】
図９において、人物４０１が位置Ｐ１から位置Ｐ３へ移動した場合には、人物位置が画像データの中心に近づくため、検出カウンタが増加し、ゲートが開錠する。しかし、位置Ｐ３で方向転換し、位置Ｐ４へ移動すると、人物位置が画像データの中心から遠ざかるため、入室の意思がないと判定され（ステップＳ２２０５のＮＯ）、ゲートが施錠される（
ステップＳ８１２）。
【０１３２】
以上のように、本実施の形態８は、認証手段１０２で算出した人物位置の時間経過に伴う変化から人物４０１の入室意思を判定することにより、ゲート開錠後に人物４０１の意思が変更された場合にはゲートを再び施錠することにより、不正な人物の入室機会が少ないウォークスルー型の入退室管理装置を実現することができる。
【０１３３】
なお、本発明においては、取得画像中の物体位置の時間的変化により入室動作の有無を予測する予測手段として、取得画像中の物体に含まれる頭部の位置または目の位置により、物体位置を決定するものを用いてもよい。
【０１３４】
なお、上記実施の形態では人物の位置の比較を水平方向に関してのみ行っているが、本発明は物体の位置の比較を垂直方向に関しても同様に実施することができる。
【０１３５】
また、入室意思の判定を、上記で示した複数の方法の組み合わせて同様に実施することができる。例えば、頭部の大きさと向きの時間的な変化を同時に考慮することにより、カメラ目線でかつ人物が近づいて来る場合にのみ、入室の意思があると判定するといった処理が可能となり、予測の精度を向上することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１３６】
本発明の入退室管理装置は、入室権限を有し、かつ、入室の意思のある人物に対してのみゲートを開錠することにより、不正侵入の機会を少なくできるという効果を有し、利用者が立ち止まることなく人物を認証できる利用者負荷が少ない入退室管理装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１３７】
【図１】本発明の実施の形態１における入退室管理装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態１における入退室管理装置の認証手段の処理手順を示すフローチャート
【図３】本発明の実施の形態１における入退室管理装置の予測手段の処理手順を示すフローチャート
【図４】入室を許可された人物が入室する際の動作例を説明する図
【図５】人物が継続して近づいて来る際の画像データの一例を示す図
【図６】入室を許可された人物がゲートの前を通り過ぎる動作例を説明する図
【図７】図６の各位置での人物の画像データの一例を示す図
【図８】本発明の実施の形態２における入退室管理装置の予測手段の処理手順を示すフローチャート
【図９】入室を許可された人物が入室する際の動作例を説明する図
【図１０】本発明の実施の形態３における入退室管理装置の認証手段の処理手順を示すフローチャート
【図１１】顔向き判定の方法を説明する図
【図１２】本発明の実施の形態３における入退室管理装置の予測手段の処理手順を示すフローチャート
【図１３】本発明の実施の形態４における入退室管理装置の予測手段の処理手順を示すフローチャート
【図１４】本発明の実施の形態５における入退室管理装置の認証状況提示手段のブロック図
【図１５】本発明の実施の形態６における入退室管理装置の予測手段の処理手順を示すフローチャート
【図１６】入室意思がある場合の動作例を説明する図
【図１７】図１６の各位置での人物の画像データの一例を示す図
【図１８】入室意思がない場合の動作例を説明する図
【図１９】図１８の各位置での人物の画像データの一例を示す図
【図２０】本発明の実施の形態７における入退室管理装置の認証手段の処理手順を示すフローチャート
【図２１】人物位置の算出方法を説明する図
【図２２】本発明の実施の形態７における入退室管理装置の予測手段の処理手順を示すフローチャート
【図２３】図４の各位置で撮影した画像データ中の人物の位置を示す図
【図２４】図６の各位置で撮影した画像データ中の人物の位置を示す図
【図２５】本発明の実施の形態８における入退室管理装置の予測手段の処理手順を示すフローチャート
【図２６】従来の入退室管理装置の構成を示すブロック図
【図２７】従来の入退室管理装置の課題を説明する図
【符号の説明】
【０１３８】
１０１  画像取得手段
１０２  認証手段
１０３  予測手段
１０４  セキュリティ制御手段
４０１  人物
４０２  入退室管理装置
４０３  ゲート
１４０１  認証状況提示手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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