(57)【要約】      （修正有）【課題】運用開始当初の利便性の低下を防止することができる顔認証装置を提供する。【解決手段】顔認証装置１００は、顔画像取得部１３２と照合部１３３と時間計測部１３４と閾値変更部１３５とを含む。顔画像取得部１３２は、認証対象の顔画像を取得する。照合部１３３は、認証対象の顔画像に対し閾値に基づいて顔認証を行う。時間計測部１３４は、顔認証装置の運用開始からの経過時間を計測する。閾値変更部１３５は、計測された経過時間に依存して定まる値より大きな値に上記閾値を変更することを制限する。【選択図】図１
2019125003.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
顔認証装置であって、
認証対象の顔画像を取得する顔画像取得部と、
前記認証対象の顔画像に対し閾値に基づいて顔認証を行う照合部と、
前記顔認証装置の運用開始からの経過時間を計測する時間計測部と、
前記計測された経過時間に依存して定まる値より大きな値に前記閾値を変更することを制限する閾値変更部と、を含む
顔認証装置。
【請求項２】
前記閾値変更部は、前記顔認証装置の運用開始時に前記閾値を目標値に比較して小さく設定する、
請求項１に記載の顔認証装置。
【請求項３】
前記閾値変更部は、利用者からの要求に従って前記閾値の値を変更する前に、変更後の前記閾値の値が前記計測された経過時間に依存して定まる値より大きいか否かを調べ、大きければ前記要求を拒否する、
請求項１または２に記載の顔認証装置。
【請求項４】
前記閾値変更部は、前記計測された経過時間に依存して定まる値に従って、目標値に達するまで前記閾値の値を徐々に大きくする、
請求項１乃至３の何れかに記載の顔認証装置。
【請求項５】
前記顔認証装置の運用開始後の前記閾値の変更スケジュールであって、運用開始からの経過時間がより長いほど前記閾値の変更後の値をより大きくした閾値変更スケジュールを備え、
前記閾値変更部は、前記閾値変更スケジュールと前記計測された経過時間とに基づいて、前記計測された経過時間に依存して定まる値を算出する、
請求項１乃至４の何れかに記載の顔認証装置。
【請求項６】
前記閾値変更スケジュールを複数種類備え、
前記閾値変更部は、顔認証成功時の前記類似度の履歴に基づいて、複数種類の前記閾値変更スケジュールから前記計測された経過時間に依存して定まる値を算出するために使用する前記閾値変更スケジュールを選択する、
請求項５に記載の顔認証装置。
【請求項７】
顔認証装置が実行する顔認証方法であって、
認証対象の顔画像を取得し、
前記認証対象の顔画像に対し閾値に基づいて顔認証を行い、
前記顔認証装置の運用開始からの経過時間を計測し、
前記計測された経過時間に依存して定まる値より大きな値に前記閾値を変更することを制限する、
顔認証方法。
【請求項８】
前記制限では、利用者からの要求に従って前記閾値の値を変更する前に、変更後の前記閾値の値が前記計測された経過時間に依存して定まる値より大きいか否かを調べ、大きければ前記要求を拒否する、
請求項７に記載の顔認証方法。
【請求項９】
さらに、前記計測された経過時間に依存して定まる値に従って、目標値に達するまで前記閾値の値を徐々に大きくする、
請求項７または８に記載の顔認証方法。
【請求項１０】
前記顔認証装置は、前記顔認証装置の運用開始後の前記閾値の変更スケジュールであって、運用開始からの経過時間がより長いほど前記閾値の変更後の値をより大きくした閾値変更スケジュールを備え、
前記閾値変更スケジュールと前記計測された経過時間とに基づいて、前記計測された経過時間に依存して定まる値を算出する、
請求項７乃至９の何れかに記載の顔認証方法。
【請求項１１】
顔認証装置を構成するコンピュータを、
認証対象の顔画像を取得する顔画像取得部と、
前記認証対象の顔画像に対し閾値に基づいて顔認証を行う照合部と、
前記顔認証装置の運用開始からの経過時間を計測する時間計測部と、
前記計測された経過時間に依存して定まる値より大きな値に前記閾値を変更することを制限する閾値変更部と、して機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、顔認証装置、顔認証方法、およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、入退室監視システムや勤怠管理システムなどの各種システムにおいて、ゲートなどを通過する利用者に対して顔認証による個人認証が行われている。
【０００３】
例えば特許文献１乃至３には、カメラによって認証対象の顔画像を取得し、その認証対象の顔画像と予め登録された個人の基準顔画像との間の類似度を算出して閾値と比較することにより、認証対象の顔画像と基準顔画像との照合を行って本人認証を行う顔認証装置が記載されている。
【０００４】
また、この種の顔認証装置では、照合に使用する閾値を自動的に変更する構成が採用されている。
【０００５】
例えば特許文献１では、本人拒否率に基づいて閾値を決定している。また特許文献２では、運用開始後の認証結果に基づいて閾値を変更している。また特許文献３では、利用頻度の高い時間帯等、利用条件に応じて閾値を変更している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１６−１１８９７７号公報
【特許文献２】特開２０１３−１１７８７６号公報
【特許文献３】特開２００２−１８３７３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、顔認証装置の運用を開始した当初は、利用者が顔認証に不慣れなため、品質の良い顔画像が得られない傾向がある。例えば、既設あるいは新設のゲートに顔認証装置を設置し、ゲートを通る利用者の顔認証を行う場合、運用当初は利用者がゲート通過時に下を向いたり、マスクなどにより顔の一部を隠したまま通過しようとしたりした結果、顔画像の品質が低下する傾向がある。一方、運用開始から或る程度の時間が経過すると、利用者が顔認証に慣れてくるため、上述のような顔画像の品質を低下させる行動は減少する。しかるに上述した特許文献１乃至３では、上述のような利用者の行動に注意が払われていない。そのため、運用開始当初から目標とするセキュリティ強度が得られる大きな値の閾値を設定することによって顔認証の失敗を多発させることがあった。また運用開始当初は小さな値を閾値に設定したけれども安易に閾値の値を大きく変更してしまって顔認証の失敗を多発させることがあった。その結果、運用開始当初の顔認証装置の利便性が低下していた。
【０００８】
本発明の目的は、上述した課題を解決する顔認証装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一形態に係る顔認証装置は、
顔認証装置であって、
認証対象の顔画像を取得する顔画像取得部と、
前記認証対象の顔画像に対し閾値に基づいて顔認証を行う照合部と、
前記顔認証装置の運用開始からの経過時間を計測する時間計測部と、
前記計測された経過時間に依存して定まる値より大きな値に前記閾値を変更することを制限する閾値変更部と、を含む。
【００１０】
また本発明の他の形態に係る顔認証方法は、
顔認証装置が実行する顔認証方法であって、
認証対象の顔画像を取得し、
前記認証対象の顔画像に対し閾値に基づいて顔認証を行い、
前記顔認証装置の運用開始からの経過時間を計測し、
前記計測された経過時間に依存して定まる値より大きな値に前記閾値を変更することを制限する。
【００１１】
また本発明の他の形態に係るプログラムは、
顔認証装置を構成するコンピュータを、
認証対象の顔画像を取得する顔画像取得部と、
前記認証対象の顔画像に対し閾値に基づいて顔認証を行う照合部と、
前記顔認証装置の運用開始からの経過時間を計測する時間計測部と、
前記計測された経過時間に依存して定まる値より大きな値に前記閾値を変更することを制限する閾値変更部と、して機能させる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、上述した構成を有することにより、運用開始当初の顔認証装置の利便性の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る顔認証装置のブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る顔認証装置を含む入退場管理システムの概略図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る顔認証装置における閾値変更スケジュールの例を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る顔認証装置の動作の概要を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る顔認証装置における閾値変更部の動作の一例を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る顔認証装置における閾値変更部の他の動作の一例を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る顔認証装置における閾値変更部が表示する照合閾値設定画面の例を示す図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る顔認証装置における閾値変更スケジュールの例を示す図である。
【図９】本発明の第３の実施形態に係る顔認証装置のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
[第１の実施形態]
図１は本発明の第１の実施形態に係る顔認証装置１００のブロック図である。また図２は本実施形態に係る顔認証装置１００を含む入退室管理システムの概略図である。図１を参照すると、本実施形態に係る顔認証装置１００は、カメラ部１４１との間のインタフェース部１１１、ゲート装置１４２との間のインタフェース部１１２、通信インタフェース部１１３、操作入力部１１４、画面表示部１１５、記憶部１２０、および演算処理部１３０から構成されている。
【００１５】
インタフェース部１１１は、認証対象である人物の顔を撮像するカメラ部１４１との間で信号を授受するように構成されている。信号の授受は有線または無線の何れであってもよい。カメラ部１４１は、図２に示すように、ゲート装置１４２を通過する利用者１４３の顔部分を撮像できる位置および画角に設定されている。カメラ部１４１は、照合対象である人物の顔を撮像して得られた画像データを、インタフェース部１１１を通じて演算処理部１３０に出力するＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）素子やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ−ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）素子などからなる撮像装置である。カメラ部１４１で撮像される画像データは、例えば２５６階調の白黒濃淡画像であるが、カラー画像であってもよい。
【００１６】
インタフェース部１１２は、ゲート装置１４２との間で顔認証の結果などの信号を授受するように構成されている。信号の授受は有線または無線の何れであってもよい。ゲート装置１４２は、受信した顔認証の結果に従って所定の動作を行う。所定の動作は各種考えられる。例えばゲート装置１４２は、顔認証の結果に従ってゲート装置１４２に取り付けられた扉の開閉動作を自動的に行う。或いはゲート装置１４２は、手動で開閉自在なゲートバーを備え、顔認証に成功したときに限り一定時間だけゲートバーのロックを解除する。或いはゲート装置１４２は、顔認証の結果に従ってゲート装置１４２に取り付けられた報知器から通行可否のメッセージを視覚的または音響的に出力する。ゲート装置１４２は、据え置き型であってもよいし、移動可能な可搬型であってもよい。またゲート装置１４２は、顔認証装置１００と独立した装置であってもよいし、顔認証装置１００と一体となった装置であってもよい。
【００１７】
通信インタフェース部１１３は、端末などの外部装置との間でデータ通信を行う通信装置である。通信方式は、有線または無線の何れであってもよい。
【００１８】
操作入力部１１４は、キーボードやテンキーなどの入力装置であり、オペレータの操作を検出して演算処理部１３０に出力するように構成されている。
【００１９】
画面表示部１１５は、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）やＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｐａｎｅｌ）などの画面表示装置である。画面表示部１１５は、演算処理部１３０からの指示に応じて、認証結果などの各種情報を画面表示するように構成されている。
【００２０】
記憶部１２０は、ハードディスクやメモリなどの記憶装置である。記憶部１２０は、演算処理部１３０で行われる各種処理に必要な処理情報およびプログラム１２１を記憶するように構成されている。
【００２１】
プログラム１２１は、演算処理部１３０に読み込まれて実行されることにより各種処理部を実現する。プログラム１２１は、通信インタフェース部１１３などのデータ入出力機能を介して外部装置（図示せず）や記憶媒体（図示せず）から予め読み込まれて記憶部１２０に保存される。
【００２２】
記憶部１２０に記憶される主な処理情報には、基準顔画像データ１２２、照合閾値１２３、経過時間１２４、および閾値変更スケジュール１２５がある。
【００２３】
基準顔画像データ１２２は、顔認証を行う際に用いられる基準となる顔画像と利用者ＩＤとを関連付けたデータである。基準顔画像データ１２２には、利用者ＩＤに関連付けて、その利用者ＩＤを有する人物の顔画像が基準顔画像として少なくとも１枚関連付けられていてよい。或いは、基準顔画像データ１２２には、利用者ＩＤに関連付けて、その利用者ＩＤを有する人物の顔画像から抽出された顔の特徴量が基準顔情報として関連付けられていてよい。ここで、顔の特徴量は、顔を構成する目、鼻、口、眉等の各部の位置関係や形状を認識するための顔画像の各部における特徴を示す数値であり、画像どうしの類似判断等を行う場合に用いられる。
【００２４】
照合閾値１２３は、顔認証を行う際に用いられる閾値である。本実施形態の場合、照合閾値１２３は、全ての利用者ＩＤで共通である。
【００２５】
経過時間１２４は、顔認証装置１００の運用開始からの経過時間を示すデータである。
【００２６】
閾値変更スケジュール１２５は、照合閾値１２３を変更するスケジュールを示すデータである。閾値変更スケジュール１２５には、顔認証装置１００の運用開始時点および運用開始後の複数の時点で使用する変更後の照合閾値の値が定められている。また閾値変更スケジュール１２５では、顔認証装置１００の運用開始からの経過時間がより長いほど、変更後の照合閾値の値はより大きくなっている。
【００２７】
図３は閾値変更スケジュール１２５の一例を示す。この例の閾値変更スケジュール１２５は、複数の行から構成され、それぞれの行は、ステージ番号と期間と照合閾値の値との組から構成される。ステージ番号は、運用開始時点から照合閾値を目標値に設定する時点までの区間を複数のステージに分けたときの各々のステージを識別する番号である。期間は、ステージの区間を定める時間情報である。照合閾値の値は、そのステージで使用する照合閾値の値である。例えば、ステージ番号１のステージは、運用開始時を始期、運用開始から時間Ｔ１経過した時点を終期とする期間であり、照合閾値の値はＴＨ１である。また、ステージ番号２のステージは、運用開始から時間Ｔ１経過した時点を始期、運用開始から時間Ｔ２経過した時点を終期とする期間であり、照合閾値の値はＴＨ２である。また、ステージ番号３のステージは、運用開始から時間Ｔ２経過した時点を始期、運用開始から時間Ｔ３を経過した時点を終期とする期間であり、照合閾値の値はＴＨ３である。また、ステージ番号４のステージは、運用開始から時間Ｔ３経過した時点を始期とする期間であり、照合閾値の値はＴＨ４である。ここで、ＴＨ１＜ＴＨ２＜ＴＨ３＜ＴＨ４である。また、ＴＨ１は照合閾値の初期値、ＴＨ４は照合閾値の目標値、ＴＨ２、ＴＨ３は照合閾値の中間値とも呼ぶ。この例では、閾値変更スケジュール１２５は４ステージで構成されているが、ステージ数は複数であれば任意である。
【００２８】
演算処理部１３０は、ＭＰＵなどのマイクロプロセッサとその周辺回路を有する演算処理装置である。演算処理部１３０は、記憶部１２０からプログラム１２１を読み込んで実行することにより、上記ハードウェアとプログラム１２１とを協働させて各種処理部を実現するように構成されている。演算処理部１３０で実現される処理部として、入力部１３１、顔画像取得部１３２、照合部１３３、時間計測部１３４、閾値変更部１３５、および出力部１３６がある。
【００２９】
入力部１３１は、通信インタフェース部１１３或いは操作入力部１１４を通じて外部から基準顔画像データ１２２、および閾値変更スケジュール１２５を入力し、記憶部１２０に記憶するように構成されている。
【００３０】
顔画像取得部１３２は、カメラ部１４１によって撮像された照合対象の人物の画像データを、インタフェース部１１１を通じて入力し、その画像データから照合対象の顔画像を取得（検出）するように構成されている。顔画像取得部１３２は、人の一般的な顔の輪郭を示すテンプレートを画像データにマッチングさせることにより、画像データ内に存在する顔画像を取得する。テンプレートマッチング以外に公知の各種の顔検出アルゴリズムを使用してもよい。顔画像取得部１３２は、取得した顔画像を照合部１３３に伝達するように構成されている。
【００３１】
照合部１３３は、記憶部１２０から基準顔画像データ１２２と照合閾値１２３とを読み出し、基準顔画像データ１２２に含まれる基準顔画像と顔画像取得部１３２によって取得された顔画像との間の類似度を利用者ＩＤ毎に算出し、算出した利用者ＩＤ毎の類似度を照合閾値１２３と比較した結果に基づいて、照合対象の顔画像が基準顔画像データ１５２に含まれる何れの利用者ＩＤの基準顔画像と一致するか、或いは何れの基準顔画像とも一致しないかを判定するように構成されている。類似度の一例として、顔画像相互間の相互相関係数を用いることができる。その場合、両顔画像に同一人物の顔部分が含まれる場合に類似度が大きくなり、両顔画像に異なる人物の顔部分が含まれる場合に類似度が小さくなる。顔画像間の類似度としては、相互相関係数以外の公知の類似度算出技術を用いることができる。例えば、照合部１３３は、照合対象の顔画像から顔の特徴量を抽出し、基準顔画像データ１２２に含まれる基準顔の特徴量と照合対象の顔画像から抽出した顔の特徴量とを照合して、基準顔画像と照合対象の顔画像との類似度を算出するように構成されていてよい。
【００３２】
また照合部１３３は、顔画像取得部１３２によって取得された照合対象の顔画像との間の類似度が照合閾値１２３以上になる利用者ＩＤの基準顔画像が１つも存在しない場合、顔認証失敗の認証結果を生成するように構成されている。また照合部１３３は、顔画像取得部１３２によって取得された照合対象の顔画像との間の類似度が照合閾値１２３以上になる基準顔画像が１以上存在する場合、類似度が最大の利用者ＩＤを含む顔認証成功の認証結果を生成するように構成されている。さらに照合部１３３は、認証結果を出力部１３６に伝達するように構成されている。
【００３３】
時間計測部１３４は、顔認証装置１００の運用開始からの経過時間を計測し、経過時間１２４として記憶部１２０に記憶するように構成されている。例えば、時間計測部１３４は、操作入力部１１４から運用開始を指示するコマンドが投入された時点からの経過時間を顔認証装置１００の運用開始からの経過時間として計測するように構成されている。或いは時間計測部１３４は、上記経過時間からゲート装置１４２が閉鎖あるいは開放されている時間を差し引いた時間を顔認証装置１００の運用開始からの経過時間として計測するように構成してよい。ここで、閉鎖とは、ゲート装置１４２を利用者が通過できないように物理的に遮断している状態を意味する。また、開放とは、ゲート装置１４２を利用者が顔認証無しで自由に通過できるようになっている状態を意味する。また、経過時間の最小単位は、分、時、日の何れであってもよい。なお、ゲート装置１４２が移動可能な可搬型の場合、別の場所に移設されたときは、その場所での運用が初めてであれば、以前の場所での運用時間をキャンセルするようにしてよい。
【００３４】
閾値変更部１３５は、記憶部１２０から経過時間１２４および閾値変更スケジュール１２５を読み出し、それらに基づいて、照合閾値１２３の設定および変更を行うように構成されている。具体的には、閾値変更部１３５は、顔認証装置１００の運用開始時、目標値に比較して小さな値を照合閾値１２３に設定する。また閾値変更部１３５は、顔認証装置１００の運用開始後、目標値に達するまで照合閾値１２３を徐々に大きな値に自動的に変更する。さらに閾値変更部１３５は、利用者からの要求に従って照合閾値１２３の値を変更する。その際、閾値変更部１３５は、利用者からの要求に従って照合閾値１２３の値を変更する前に、変更後の照合閾値の値が顔認証装置１００の運用開始からの経過時間に依存して定まる値より大きいか否かを調べ、大きければ上記要求を拒否する。
【００３５】
出力部１３６は、照合部１３３の認証結果を、インタフェース部１１２を通じてゲート装置１４２へ送信するように構成されている。また出力部１３６は、照合部１３３の認証結果を画面表示部１１５に表示し、または／および、通信インタフェース部１１３を通じて外部の装置へ送信するように構成されていてよい。
【００３６】
図４は顔認証装置１００の動作の概要を示すフローチャートである。図４を参照すると、まず顔認証装置１００の入力部１３１は、外部から基準顔画像データ１２２を入力し、記憶部１２０に記憶する（ステップＳ１）。次に入力部１３１は、外部から閾値変更スケジュール１２５を入力し、記憶部１２０に記憶する（ステップＳ２）。次に顔認証装置１００の時間計測部１３４は、操作入力部１１４を通じてオペレータから運用開始を指示するコマンドが入力されるのを待ち合わせる（ステップＳ３）。そして、運用開始を指示するコマンドが入力されると、時間計測部１３４は、値を０とした経過時間１２４を記憶部１２０に記憶し、経過時間の計測を開始する（ステップＳ４）。次に時間計測部１３４は、初期値の値とした照合閾値１２３を記憶部１２０に記憶する（ステップＳ５）。即ち、時間計測部１３４は、経過時間１２４の値が０なので、図３に示す閾値変更スケジュール１２５におけるステージ番号１のステージの照合閾値の値ＴＨ１を照合閾値１２３に設定する。以上のステップＳ１〜Ｓ５の処理は、顔認証装置１００の運用を開始する際に一度だけ実施される。なお、顔認証装置１００の運用開始後に、記憶部１２０に記憶された基準顔画像データ１２２に新たな基準顔画像データ１２２を追加し、或いは記憶された一部の基準顔画像データ１２２を削除することは可能である。
【００３７】
運用中は以下のような動作が行われる。まず顔認証装置１００の顔画像取得部１３２は、カメラ部１４１から照合対象を撮像して得られた画像データを入力し、その画像データから照合対象の顔画像を取得する（ステップＳ６）。次に顔認証装置１００の照合部１３３は、基準顔画像データ１２２に含まれる各基準顔画像と顔画像取得部１３２によって取得された照合対象の顔画像との間の類似度を算出して照合閾値１２３と比較することにより、顔認証を行う（ステップＳ７）。
【００３８】
次に顔認証装置１００の出力部１３６は、顔認証の結果を、インタフェース部１１２を通じてゲート装置１４２に出力する（ステップＳ８）。そして、顔認証装置１００は、ステップＳ６に戻って上述した処理と同様の処理を繰り返す。
【００３９】
また、顔認証装置１００は、図４に示す処理と並行して図５に示す処理を実行するように構成されている。図５を参照すると、顔認証装置１００の閾値変更部１３５は、注目するステージ番号ｉを１に初期化し（ステップＳ１１）、記憶部１２０に記憶されている経過時間１２４がステージ番号ｉの終期、即ちステージ番号１の終期Ｔ１を超過するのを監視する（ステップＳ１２）。そして、閾値変更部１３５は、経過時間１２４がＴ１を超過すると、記憶部１２０に記憶されている照合閾値１２３をステージ番号ｉ＋１のステージで使用する照合閾値の値、即ち、ＴＨ２に変更する。次に閾値変更部１３５は、ステージ番号ｉをインクリメントして２とし、ステージ番号ｉが最大値（図３の閾値変更スケジュールの場合は４）以上であるか否かを判定する（ステップＳ１５）。そして、閾値変更部１３５は、ステージ番号ｉが最大値を超えていなければ、ステップＳ１２に戻って上述した処理と同様の処理を繰り返す。これにより、経過時間１２４がステージ番号２の終期Ｔ２を超えているか否かが監視され、超えた時点で照合閾値１２３がＴＨ３に変更される。以下同様にして、経過時間１２４がステージ番号３の終期Ｔ３を超えると、照合閾値１２３がＴＨ４に変更される。そして、閾値変更部１３５は、内部変数ｉが最大値以上となると、図５の処理を終了する。
【００４０】
このように閾値変更部１３５が図５に示した処理を実行することにより、記憶部１２０に値ＴＨ１に初期設定された照合閾値１２３は、運用開始からの経過時間がＴ１を超えるとＴＨ１からＴＨ２に自動的に変更される。また、運用開始からの経過時間がＴ２を超えるとＴＨ２からＴＨ３に自動的に変更される。そして、運用開始からの経過時間がＴ３を超えるとＴＨ３から目標値であるＴＨ４に自動的に変更される。こうして、閾値変更部１３５は、目標値に達するまで照合閾値１２３の値を徐々に大きな値に変更していく。
【００４１】
さらに、顔認証装置１００は、図４および図５に示す処理と並行して図６に示す処理を実行するように構成されている。顔認証装置１００は、例えば、操作入力部１１４を通じてオペレータから照合閾値の変更を要求するコマンドが入力されると、図６に示す処理を開始する。
【００４２】
図６を参照すると、顔認証装置１００の閾値変更部１３５は、先ず画面表示部１１５に照合閾値設定画面を表示する（ステップＳ２１）。図７は照合閾値設定画面の例を示す。この例の照合閾値設定画面は、照合閾値の値を指定するスライドバー、ＯＫボタン、および、キャンセルボタンを有している。
【００４３】
次に閾値変更部１３５は、記憶部１２０に記憶されている経過時間１２４と閾値変更スケジュール１２５とに基づいて許容可能な照合閾値の最大値ＴＨｍａｘを算出する（ステップＳ２２）。即ち、運用開始からの経過時間がＴ１を超えていないステージ（ステージ番号１）にいるときは許容可能な照合閾値の最大値ＴＨｍａｘをＴＨ１とする。また運用開始からの経過時間がＴ２を超えていないステージ（ステージ番号２）にいるときは最大値ＴＨｍａｘをＴＨ２とする。また運用開始からの経過時間がＴ３を超えていないステージ（ステージ番号３）にいるときは最大値ＴＨｍａｘをＴＨ３とする。また運用開始からの経過時間がＴ３を超えているステージ（ステージ番号４）にいるときは最大値ＴＨｍａｘをＴＨ４或いはＴＨ４＋αとする。ここで、αは予め定められた値である。
【００４４】
次に閾値変更部１３５は、利用者から照合閾値を入力する（ステップＳ２３）。図７の照合閾値設定画面では、利用者は、スライドバーのつまみの位置を左右に移動させて照合閾値を指定する。次に閾値変更部１３５は、ＯＫボタンがクリックされると、図６のステップＳ２４以降の処理を実行する。キャンセルボタンがクリックされたら図６の処理を終了する。
【００４５】
ステップＳ２４では、閾値変更部１３５は、入力された照合閾値の値がステップＳ２２で算出した最大値ＴＨｍａｘより大きいか否かを判定する。次に閾値変更部１３５は、入力された照合閾値の値が最大値ＴＨｍａｘより大きくなければ、記憶部１２０に記憶されている照合閾値１２３を入力された照合閾値の値に変更する（ステップＳ２５）。そして、閾値変更部１３５は図６の処理を終了する。
【００４６】
他方、閾値変更部１３５は、入力された照合閾値の値が最大値ＴＨｍａｘより大きければ、変更を拒否し、ＴＨｍａｘ以下の照合閾値を入力するように促すメッセージを画面表示部１１５に表示する（ステップＳ２６）。そして、閾値変更部１３５は、ステップＳ２３に戻って、照合閾値の再入力を受け付ける。
【００４７】
閾値変更部１３５が図６に示したような処理を行うことにより、運用開始当初に利用者が照合閾値１２３を安易に大きな値に変更してしまって顔認証の失敗を多発させる事態を回避することができる。
【００４８】
このように本実施形態によれば、閾値変更部１３５は、顔認証装置１００の運用開始時に照合閾値１２３を目標値に比較して小さく設定し、運用開始からの経過時間に依存して定まる値より大きな値に照合閾値を変更することを禁止するように構成されている。そのため、運用開始当初の顔認証装置１００の利便性が低下するのを防止することができる。
【００４９】
また本実施形態によれば、閾値変更部１３５は、顔認証装置１００の運用開始からの経過時間に応じて照合閾値１２３を徐々に大きな値に自動的に変更するように構成されている。そのため、顔認証装置１００の利便性を損なわず且つ管理者に負担をかけずに、最終的に照合閾値を目標値に設定することができる。
【００５０】
[第２の実施形態]
次に本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態に係る顔認証装置２００は、閾値変更スケジュール１２５を複数種類備えている点で、第１の実施形態と相違する。
【００５１】
図８は複数種類の閾値変更スケジュール１２５の例を示す。それぞれの閾値変更スケジュールは、スケジュール番号を記載した行、選択条件を記載した行、ステージ番号と期間と照合閾値の値との組を記載した行から構成される。図８に示す３つの閾値変更スケジュールは、照合閾値の初期値と目標値は同一であるが、照合閾値の中間値とその数が互いに相違している。即ち、スケジュール番号１の閾値変更スケジュール１２５−１は、図３に示した閾値変更スケジュール１２５と同一であり、照合閾値をその初期値ＴＨ１から２つの中間値ＴＨ２、ＴＨ３を経由して目標値ＴＨ４に変更しており、目標値ＴＨ４に至るまでの経過時間はＴ３である。またスケジュール番号２の閾値変更スケジュール１２５−２は、照合閾値をその初期値ＴＨ１から１つの中間値（ＴＨ２＋ＴＨ３）／２を経由して目標値ＴＨ４に変更しており、目標値ＴＨ４に至るまでの経過時間はＴ３より短いＴ２である。またスケジュール番号３の閾値変更スケジュール１２５−３は、照合閾値をその初期値ＴＨ１から５つの中間値（ＴＨ１＋ＴＨ２）／２、ＴＨ２、（ＴＨ２＋ＴＨ３）／２、ＴＨ３、（ＴＨ３＋ＴＨ４）／２を経由して目標値ＴＨ４に変更しており、目標値ＴＨ４に至るまでの経過時間はＴ３より長いＴ４である。要するに、閾値変更スケジュール１２５−２は、照合閾値が短い期間で目標値に到達し、１変更当たりの変更幅も大きくなっている。これに対して閾値変更スケジュール１２５−３は、照合閾値が長い期間をかけて目標値に到達し、１変更当たりの変更幅も小さくなっている。閾値変更スケジュール１２５−１は、閾値変更スケジュール１２５−２と閾値変更スケジュール１２５−３の中間的な特性になっている。
【００５２】
本実施形態では、閾値変更部１３５は、顔認証成功時の類似度の履歴に基づいて、複数種類の閾値変更スケジュール１２５から使用する閾値変更スケジュールを選択するように構成されている。具体的には、閾値変更部１３５は、閾値変更スケジュールを選択する指標値として、運用開始時点から時間Ｔ１が経過するまでの期間中における照合部１３３で認証成功した際の類似度の平均値を使用する。そして、閾値変更部１３５は、顔認証成功時の類似度の平均値がより大きいほど、より短時間で目標値ＴＨ４に達するようにスケジュールされた閾値変更スケジュールを選択するように構成されている。例えば、閾値変更部１３５は、顔認証成功時の類似度の平均値が予め設定された値Ａ以下のとき、閾値変更スケジュール１２５−３を選択する。また閾値変更部１３５は、顔認証成功時の類似度の平均値が値Ａより大きく、予め定められた値Ｂ以下のとき、閾値変更スケジュール１２５−１を選択する。ここで、Ｂ＞Ａである。また閾値変更部１３５は、顔認証成功時の類似度の平均値が値Ｂより大きいとき、閾値変更スケジュール１２５−２を選択する。但し、閾値変更スケジュールを選択する指標値は、上記に限定されない。例えば、運用開始時点から時間Ｔ１が経過するまでの期間中における顔認証成功時の類似度の最小値、あるいは最大値、あるいは中央値であってもよい。或いは、運用開始時点から時間Ｔ１が経過するまでの期間を複数の区間に分割し、各区間における顔認証成功時の類似度の平均値を結ぶ線分の傾きを指標値としてもよい。
【００５３】
次に本実施形態に係る顔認証装置２００の動作を、第１の実施形態に係る顔認証装置１００との相違点を中心に説明する。
【００５４】
まず図４のステップＳ５では、閾値変更部１３５は、図８に示す３つの閾値変更スケジュール１２５の中から閾値変更スケジュール１２５−３を実際に使用する閾値変更スケジュールとして選択する。その理由は、３つの閾値変更スケジュールの中で閾値変更スケジュール１２５−３が照合閾値を初期値ＴＨ１から最も長い時間をかけて穏やかに増大させていくため、利便性が損なわれる危険性が最も少ないためである。
【００５５】
また図４のステップＳ７において顔認証に成功した場合、閾値変更部１３５は、照合部１３３から顔認証成功時の類似度を取得し、履歴として蓄積する。次に閾値変更部１３５は、運用開始から時間Ｔ１が経過する直前において、それまで蓄積した顔認証成功時の類似度の平均値を算出し、値Ａおよび値Ｂと比較する。そして、閾値変更部１３５は、顔認証成功時の類似度の平均値が値Ａ以下のとき、閾値変更スケジュール１２５−３を選択した状態を維持する。また閾値変更部１３５は、顔認証成功時の類似度の平均値が値Ａより大きく、値Ｂ以下のとき、閾値変更スケジュール１２５−３に代えて閾値変更スケジュール１２５−１を選択する。また閾値変更部１３５は、顔認証成功時の類似度の平均値が値Ｂより大きいとき、閾値変更スケジュール１２５−３に代えて閾値変更スケジュール１２５−２を選択する。そして、閾値変更部１３５は、選択した閾値変更スケジュールに基づいて、図５および図６に示した処理を実行する。
【００５６】
このように本実施形態によれば、閾値変更部は、顔認証成功時の類似度の履歴に基づいて複数種類の閾値変更スケジュールから実際の運用環境に適した閾値変更スケジュールを選択して使用する。このように実際の運用環境に適した閾値変更スケジュールを使用することによって、運用開始当初の顔認証装置の利便性の低下をより一層防止することができ、また照合閾値をより短時間で目標値に設定することができる。
【００５７】
[第３の実施形態]
次に本発明の第３の実施形態について説明する。図９は本実施形態に係る顔認証装置３００のブロック図である。図９を参照すると、顔認証装置３００は、顔画像取得部３０１と、照合部３０２と、時間計測部３０３と、閾値変更部３０４とを含んで構成される。
【００５８】
顔画像取得部３０１は、カメラ等を使用して認証対象の顔画像を取得するように構成されている。顔画像取得部３０１は、図１の顔画像取得部１３２と同様に構成することができるが、それに限定されない。照合部３０２は、認証対象の顔画像に対し閾値に基づいて顔認証を行うように構成されている。照合部３０２は、図１の照合部１３３と同様に構成することができるが、それに限定されない。時間計測部３０３は、顔認証装置３００の運用開始からの経過時間を計測するように構成されている。時間計測部３０３は、図１の時間計測部１３４と同様に構成することができるが、それに限定されない。閾値変更部３０４は、上記計測された経過時間に依存して定まる値より大きな値に上記閾値を変更することを制限するように構成されている。閾値変更部３０４は、図１の閾値変更部１３５と同様に構成することができるが、それに限定されない。
【００５９】
このように構成された本実施形態に係る顔認証装置３００は以下のように動作する。即ち、まず顔画像取得部３０１は、認証対象の顔画像を取得する。次に照合部３０２は、認証対象の顔画像に対し閾値に基づいて顔認証を行う。また時間計測部３０３は、顔認証装置３００の運用開始からの経過時間を計測する。そして閾値変更部３０４は、上記計測された経過時間に依存して定まる値より大きな値に上記閾値を変更することを制限する。
【００６０】
このように本実施形態によれば、運用開始当初の顔認証装置の利便性の低下を防止することができる。その理由は、閾値変更部が、計測された経過時間に依存して定まる値より大きな値に上記閾値を変更することを制限するためである。
【００６１】
以上、上記各実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明の範囲内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。
【００６２】
例えば、第２の実施形態では、顔認証成功時の類似度の履歴に基づいて複数種類の閾値変更スケジュールから実際の運用環境に適した閾値変更スケジュールを選択した。しかし、顔認証成功時の類似度の履歴に基づいて、閾値変更スケジュールの期間を変更するようにしてもよい。例えば、図３に示した閾値変更スケジュールを使用する場合、運用開始から時間Ｔ１が経過するまでの顔認証成功時の類似度の平均値が予め定められた値Ａ未満であれば、ステージの期間を延長する。即ち、例えば、Ｔ１をＴ１＋Δｔに、Ｔ２をＴ２＋２Δｔに、Ｔ３をＴ３＋３Δｔに変更する。ここで、Δｔは予め定められた長さの時間である。また、顔認証成功時の類似度の平均値が予め定められた値Ｂ（＞Ａ）以上であれば、ステージの期間を短縮する。即ち、例えば、Ｔ２をＴ２−Δｔ、Ｔ３をＴ３−２Δｔに変更する。
【００６３】
また、照合閾値は利用者ＩＤ別としてもよい。その場合、利用者ＩＤに共通な閾値変更スケジュールを使用して、各利用者ＩＤの照合閾値を同じように変更してよい。或いは、利用者ＩＤ別の閾値変更スケジュールを使用して、各利用者ＩＤの照合閾値を対応する閾値変更スケジュールに従って変更してよい。さらに、照合閾値を変更したことにより、ゲートの通過率が悪化してしまったときには、照合閾値を一時的に下げる、といった柔軟な運用を行ってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明は、入退室監視システムや勤怠管理システムなどに利用でき、特に利用者の負担を招くことなく、照合に使用する閾値を適切に自動修正して、利便性や安全性の向上を図る場合に適している。
【００６５】
上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載され得るが、以下には限られない。
［付記１］
顔認証装置であって、
認証対象の顔画像を取得する顔画像取得部と、
前記認証対象の顔画像に対し閾値に基づいて顔認証を行う照合部と、
前記顔認証装置の運用開始からの経過時間を計測する時間計測部と、
前記計測された経過時間に依存して定まる値より大きな値に前記閾値を変更することを制限する閾値変更部と、を含む
顔認証装置。
［付記１−１］
前記閾値変更部は、前記顔認証装置の運用開始時に前記閾値を目標値に比較して小さく設定する、
付記１に記載の顔認証装置。
［付記２］
前記閾値変更部は、利用者からの要求に従って前記閾値の値を変更する前に、変更後の前記閾値の値が前記計測された経過時間に依存して定まる値より大きいか否かを調べ、大きければ前記要求を拒否する、
付記１に記載の顔認証装置。
［付記３］
前記閾値変更部は、前記計測された経過時間に依存して定まる値に従って、前記目標値に達するまで前記閾値の値を徐々に大きくする、
付記１または２に記載の顔認証装置。
［付記４］
前記顔認証装置の運用開始後の前記閾値の変更スケジュールであって、運用開始からの経過時間がより長いほど前記閾値の変更後の値をより大きくした閾値変更スケジュールを備え、
前記閾値変更部は、前記閾値変更スケジュールと前記計測された経過時間とに基づいて、前記計測された経過時間に依存して定まる値を算出する、
付記１乃至３の何れかに記載の顔認証装置。
［付記５］
前記閾値変更スケジュールを複数種類備え、
前記閾値変更部は、顔認証成功時の前記類似度の履歴に基づいて、複数種類の前記閾値変更スケジュールから前記計測された経過時間に依存して定まる値を算出するために使用する前記閾値変更スケジュールを選択する、
付記４に記載の顔認証装置。
［付記６］
前記顔認証の結果を出力する出力部を、更に有する、
付記１乃至５の何れかに記載の顔認証装置。
［付記７］
前記顔画像取得部は、ゲート装置を通過する利用者の顔画像を前記認証対象の顔画像として取得し、
前記出力部は、前記ゲート装置の開閉動作を制御するために前記顔認証の結果を前記ゲート装置へ出力する、
付記６に記載の顔認証装置。
［付記８］
顔認証装置で実行する顔認証方法であって、
認証対象の顔画像を取得し、
前記認証対象の顔画像に対し閾値に基づいて顔認証を行い、
前記顔認証装置の運用開始からの経過時間を計測し、
前記計測された経過時間に依存して定まる値より大きな値に前記閾値を変更することを制限する、
顔認証方法。
［付記８−１］
前記顔認証装置の運用開始時に前記閾値を目標値に比較して小さく設定する、
付記８に記載の顔認証方法。
［付記９］
前記閾値を変更する操作の制限では、利用者からの要求に従って前記閾値の値を変更する前に、変更後の前記閾値の値が前記計測された経過時間に依存して定まる値より大きいか否かを調べ、大きければ前記要求を拒否する、
付記８に記載の顔認証方法。
［付記１０］
さらに、前記計測された経過時間に依存して定まる値に従って、前記目標値に達するまで前記閾値の値を徐々に大きくする、
付記８または９に記載の顔認証方法。
［付記１１］
前記顔認証装置は、前記顔認証装置の運用開始後の前記閾値の変更スケジュールであって、運用開始からの経過時間がより長いほど前記閾値の変更後の値をより大きくした閾値変更スケジュールを備え、
前記閾値変更スケジュールと前記計測された経過時間とに基づいて、前記計測された経過時間に依存して定まる値を算出する、
付記８乃至１０の何れかに記載の顔認証方法。
［付記１２］
前記顔認証装置は、前記閾値変更スケジュールを複数種類備え、
顔認証成功時の前記類似度の履歴に基づいて、複数種類の前記閾値変更スケジュールから前記計測された経過時間に依存して定まる値を算出するために使用する前記閾値変更スケジュールを選択する、
付記１１に記載の顔認証方法。
［付記１３］
さらに、前記顔認証の結果を出力する、
付記８乃至１２の何れかに記載の顔認証方法。
［付記１４］
前記顔画像の取得では、ゲート装置を通過する利用者の顔画像を前記認証対象の顔画像として取得し、
前記顔認証の結果の出力では、前記ゲート装置の開閉動作を制御するために前記顔認証の結果を前記ゲート装置へ出力する、
付記１３に記載の顔認証方法。
［付記１５］
顔認証装置を構成するコンピュータを、
認証対象の顔画像を取得する顔画像取得部と、
前記認証対象の顔画像に対し閾値に基づいて顔認証を行う照合部と、
前記顔認証装置の運用開始からの経過時間を計測する時間計測部と、
前記計測された経過時間に依存して定まる値より大きな値に前記閾値を変更する操作をことする閾値変更部と、して機能させるためのプログラム。
［付記１６］
前記顔認証では、前記認証対象の顔画像から抽出した顔の特徴量と登録利用者毎の基準顔画像から抽出した顔の特徴量とを照合して認証対象の顔画像と基準顔画像との類似度を算出する、
付記１乃至１５の何れかに記載の顔認証装置、顔認証方法、およびプログラム。
［付記１７］
前記閾値変更部は、前記計測された経過時間と顔認証成功時の前記類似度の履歴に基づいて、前記目標値に達するまで前記閾値の値を徐々に大きくする、
付記１乃至１６の何れかに記載の顔認証装置、顔認証方法、およびプログラム。
［付記１８］
前記閾値変更部は、顔認証成功時の前記類似度の履歴に基づいて、前記閾値変更スケジュールの期間を変更する、
付記１乃至１７の何れかに記載の顔認証装置、顔認証方法、およびプログラム。
【符号の説明】
【００６６】
１００…顔認証装置
１１１…インタフェース部
１１２…インタフェース部
１１３…通信インタフェース部
１１４…操作入力部
１１５…画面表示部
１２０…記憶部
１２１…プログラム
１２２…基準顔画像データ
１２３…照合閾値
１２４…経過時間
１２５…閾値変更スケジュール
１３０…演算処理部
１３１…入力部
１３２…顔画像取得部
１３３…照合部
１３４…時間計測部
１３５…閾値変更部
１３６…出力部
１４１…カメラ部
１４２…ゲート装置
１４３…利用者
２００…顔認証装置
３００…顔認証装置
３０１…顔画像取得部
３０２…照合部
３０３…時間計測部
３０４…閾値変更部
【図１】
2019125003.tif 000003
【図２】
2019125003.tif 000004
【図３】
2019125003.tif 000005
【図４】
2019125003.tif 000006
【図５】
2019125003.tif 000007
【図６】
2019125003.tif 000008
【図７】
2019125003.tif 000009
【図８】
2019125003.tif 000010
【図９】
2019125003.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成31年2月28日(2019.2.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
顔認証装置であって、
認証対象の顔画像を取得する顔画像取得部と、
前記認証対象の顔画像に対し閾値に基づいて顔認証を行う照合部と、
前記顔認証装置の運用開始からの経過時間を計測する時間計測部と、
前記計測された経過時間に依存して定まる値より大きな値に前記閾値を変更することを制限する閾値変更部と、を含む
顔認証装置。
【請求項２】
前記閾値変更部は、前記顔認証装置の運用開始時に前記閾値を目標値に比較して小さく設定する、
請求項１に記載の顔認証装置。
【請求項３】
前記閾値変更部は、利用者からの要求に従って前記閾値の値を変更する前に、変更後の前記閾値の値が前記計測された経過時間に依存して定まる値より大きいか否かを調べ、大きければ前記要求を拒否する、
請求項１または２に記載の顔認証装置。
【請求項４】
前記閾値変更部は、前記計測された経過時間に依存して定まる値に従って、目標値に達するまで前記閾値の値を徐々に大きくする、
請求項１乃至３の何れかに記載の顔認証装置。
【請求項５】
前記顔認証装置の運用開始後の前記閾値の変更スケジュールであって、運用開始からの経過時間がより長いほど前記閾値の変更後の値をより大きくした閾値変更スケジュールを備え、
前記閾値変更部は、前記閾値変更スケジュールと前記計測された経過時間とに基づいて、前記計測された経過時間に依存して定まる値を算出する、
請求項１乃至４の何れかに記載の顔認証装置。
【請求項６】
前記閾値変更スケジュールを複数種類備え、
前記閾値変更部は、顔認証成功時の類似度の履歴に基づいて、複数種類の前記閾値変更スケジュールから前記計測された経過時間に依存して定まる値を算出するために使用する前記閾値変更スケジュールを選択する、
請求項５に記載の顔認証装置。
【請求項７】
顔認証装置が実行する顔認証方法であって、
認証対象の顔画像を取得し、
前記認証対象の顔画像に対し閾値に基づいて顔認証を行い、
前記顔認証装置の運用開始からの経過時間を計測し、
前記計測された経過時間に依存して定まる値より大きな値に前記閾値を変更することを制限する、
顔認証方法。
【請求項８】
前記制限では、利用者からの要求に従って前記閾値の値を変更する前に、変更後の前記閾値の値が前記計測された経過時間に依存して定まる値より大きいか否かを調べ、大きければ前記要求を拒否する、
請求項７に記載の顔認証方法。
【請求項９】
さらに、前記計測された経過時間に依存して定まる値に従って、目標値に達するまで前記閾値の値を徐々に大きくする、
請求項７または８に記載の顔認証方法。
【請求項１０】
前記顔認証装置は、前記顔認証装置の運用開始後の前記閾値の変更スケジュールであって、運用開始からの経過時間がより長いほど前記閾値の変更後の値をより大きくした閾値変更スケジュールを備え、
前記閾値変更スケジュールと前記計測された経過時間とに基づいて、前記計測された経過時間に依存して定まる値を算出する、
請求項７乃至９の何れかに記載の顔認証方法。
【請求項１１】
顔認証装置を構成するコンピュータを、
認証対象の顔画像を取得する顔画像取得部と、
前記認証対象の顔画像に対し閾値に基づいて顔認証を行う照合部と、
前記顔認証装置の運用開始からの経過時間を計測する時間計測部と、
前記計測された経過時間に依存して定まる値より大きな値に前記閾値を変更することを制限する閾値変更部と、して機能させるためのプログラム。