(57)【要約】  クライアント固有の3次元モデルに支援された新規な2次元顔認証アプローチが提供される。個々の3次元モデルはクライアントのテンプレートと一緒にクライアントの登録を通じて取得される。この目的で使用される3次元モデル取得システムは任意のものでよい。顔面生体測定システムによる将来のクライアントアイデンティティ認証は2次元プローブのみに基づき、蓄積された3次元モデルやクライアントのテンプレートは参照に用いられる。照合の道筋では、認証プロセスは自らが主張するアイデンティティに関連する3次元モデルによって支援される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
クライアント固有の３次元顔形状モデルを利用した２次元顔認証方法。
【請求項２】
前記クライアント固有の３次元顔形状モデルが姿勢及び照明の正規化に求められるデータの生成に用いられる請求項１に記載の２次元顔認証方法。
【請求項３】
前記データが顔形状導関数を含む請求項２に記載の２次元顔認証方法。
【請求項４】
各クライアントに対して、２次元ベースの顔認証テンプレートとクライアント固有の３次元顔形状モデルとを取得する２次元顔認証方法のための登録方法。
【請求項５】
請求項１から３のいずれかに記載の２次元顔認証方法を用いる２次元顔認証システム。
【請求項６】
請求項４に記載の登録方法を用いる２次元顔認証システム。
【請求項７】
本文に詳述した２次元顔認証方法。
【請求項８】
本文に詳述した２次元顔認証方法用の登録方法。
【請求項９】
本文に詳述した２次元顔認証システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
既存の２次元画像に基づく顔認証システムでは、ユーザの顔画像の取り込み、いわゆるプローブにおいて、まず幾何学的な登録を行い、続いて光度的な正規化を行う。その後、正規化された画像から特定の特徴が計算され、蓄積されているモデル（特徴空間で定義された幾つかのテンプレートのうちの一つ）と比較される。テンプレートの作成は学習と呼ばれる。もし認証プロセスが照合であれば、自らが主張するアイデンティティモデルに対して比較が行われる。もし認証プロセスが同定であれば、データベース中の全てのモデルとプローブ画像との突合せが行われ、もっともよく合致したものが、未知被験者アイデンティティを決定する。
【背景技術】
【０００２】
２次元画像に基づく顔認証システムは、照明や対象の姿勢の変化に敏感であることがよく知られている。姿勢の問題を軽減する多数の解決策が提案されている。例えば、登録中に生成された各ユーザの顔の様々な姿勢をテンプレートとするマルチビューモデルを用いることが出来るが、このようなアプローチには多くの問題点がある。まず最初に、プローブ画像の任意の姿勢を幾何学的に登録することは非常に困難である。また、個々の姿勢に対して異なった特徴空間が必要になり、システムが複雑化する。他の方法として、一連の姿勢に渡る顔の変化量を取り込む統計モデルを構築することも出来る。その結果として得られた統計的２次元顔外観モデルはその後プローブ画像に当てはめられ、外観モデルによってカプセル化された識別性の高い情報コンテンツを引き出すことが可能となり、認証に用いることが出来る。同様にして、人の顔の３次元統計モデルを構築し姿勢に当てはめることが出来る。このようなアプローチの問題点は、新たなクライアントがシステムに登録されるたびにシステムは再学習しなくてはならず、システムが再学習すると、すべての既存のクライアントに対して新たなテンプレートを発行しなくてはならないことである。これには非常に時間がかかり、多くのアプリケーションにとって非現実的である。システムの再学習を行わないと、システムがプローブ画像として取り込んだ顔の姿勢をうまくモデル化できないことに起因するエラーが、これに続くプローブ画像を特定するマッチングプロセスの妨げとなる。さらに、このようなアプローチは照明の変化によって劇的な影響を受ける。
【０００３】
最近のZhaoとChellappaの研究（WY Zhao and R Chellappa, 3D model enhanced face recognition, Proceedings IEEE International Conference on Image Processing 2000, Vancouver, Canada）では、一般的な３次元顔モデルを２次元処理の補助として用いることにより、姿勢と照明の両方の変化量をうまく処理できることが示されている。該モデルは、プローブ画像を正面を向いた姿勢の表示に再マッピングするために用いられ、照明の変化も同時に補正する。該システムの長所は、新たなユーザが登録された際にも再学習が必要ないことである。しかしながら、上記の２次元及び３次元統計モデルにて述べたように、一般的な３次元顔モデルを特定ユーザの２次元顔画像に当てはめた結果として残るエラーが登録エラーにつながり、さらに認識エラーにつながる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明においては、クライアント固有の３次元顔形状モデルを活用した２次元顔認証システムを示す。
【０００５】
本発明においてはさらに、個々のクライアントから２次元ベースの顔認証テンプレートと、クライアント固有の３次元顔形状モデルとを得ることを含んだ顔認証プロセスのための登録プロセスを示す。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
我々は、クライアント固有の３次元モデルに支援された新規な２次元顔認証アプローチを提供する。個々のモデルは、通常のクライアントテンプレートと一緒にクライアントの登録を通じて取得される。この目的で使用される３次元モデル取得システムは任意のものでよい。
顔面生体測定システムによる将来のクライアントアイデンティティ認証は２次元のプローブのみに基づき、蓄積された３次元モデルやクライアントのテンプレートは参照に用いられる。
【０００７】
照合の筋道では、認証プロセスは自らが主張するアイデンティティに関連する３次元モデルによって支援される。３次元顔モデルは、測定されたプローブ画像とともに登録され、正面を向いた表示に再マッピングされる。再マッピングされた画像は、ZhaoとChellappaのアルゴリズムに基づいて光度的に正規化される。彼らの研究とは対照的に、クライアント固有の３次元モデルは一般的な顔モデルの導関数ではなく、光度的な正規化のプロセスで必要となる顔面形状導関数の計算に用いられる。この方法はより正確であり、良好な結果をもたらす。その後、姿勢と照明が補正された画像は、自らが主張するアイデンティティを最終判定するために、顔認証システムの２次元顔認証サブシステムに入力される。
【０００８】
同定の筋道では、システムはシステムにとって既知のユーザのアイデンティティを連続的に仮定していく。個々の仮定について、プローブ画像を登録する３次元モデルのプロセスと、姿勢の補正と、光度の正規化は、先に詳述した照合プロセスとして行われる。個々の仮定に対してマッチングを行ったスコアは降順にランクされ、最上位のスコアの仮説がプローブ画像のアイデンティティを決定する。
【０００９】
上記顔認証プロセスに加えて、登録中に各クライアントに対して２次元ベースの顔認証テンプレートと共に３次元顔面形状モデルを取得するプロセスも新規性を有する。
登録中の各クライアントに対して取得する２次元ベースの顔認証テンプレートと共に３次元顔面形状モデルを取得し、さらに認証プロセスの支援に用いられる蓄積されたクライアント固有３次元顔面形状モデルにより将来の認証のために２次元の顔画像プローブのみを取得するプロセスも新規性を有する。
このアプローチの有利性は、新たなクライアントの登録時に認証システムの再学習が不要で、クライアントのテンプレートの再発行が必要ないことである。
【国際調査報告】
2007510995.tif 000002
2007510995.tif 000003
2007510995.tif 000004
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