(57)【要約】【課題】この発明は、登録者本人を特定する際、入力された顔画像と、ある登録者の顔画像の一つとが近似していても、その一つの顔画像で特定するのではなく、登録者一人につき複数の顔画像を用いて登録者毎に照合度合い平均値を求めることにより、他人受付けエラーを発生させなくすることができる。【解決手段】この発明は、登録者の全ての人に対応付けて取得した複数の顔画像を記憶してなる記憶情報と、顔画像取得手段で取得した登録者本人の顔画像とを比較して照合度合い値を算出し、さらに登録者各人毎の複数の顔画像から算出した照合度合い平均値とを比較することに基づいて本人を特定する。【選択図】　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
顔画像を取得する顔画像取得手段と、
登録者の全ての人に対応付けて、顔画像取得時に異なる条件下のもと、取得された複数の顔画像を記憶する記憶手段と、
前記顔画像取得手段で取得した顔画像と前記記憶手段に記憶された顔画像とを比較して照合度合い値を算出する算出手段と、
前記登録者各人毎に複数ある顔画像との前記算出した照合度合い値から、前記各人毎の照合度合い平均値を算出し、前記平均値に基づいて本人を特定する特定手段と、
を備えた顔照合装置。
【請求項２】
顔画像を取込むステップと、
前記取込んだ顔画像と、登録者の全ての人に対応付けて予め記憶された、異なる条件下のもと、取得された複数の顔画像とを比較して照合度合い値を算出するステップと、
前記登録者各人毎に複数ある顔画像との前記算出した照合度合い値から、前記各人毎の照合度合い平均値を算出し、前記平均値に基づいて本人を特定するステップと、
を備えた顔照合方法。
【請求項３】
生体情報を取得する生体情報取得手段と、
登録者の全ての人に対応付けて、顔画像取得時に異なる条件下のもと、取得された複数の顔画像を記憶する記憶手段と、
前記生体情報取得手段で取得した生体情報と前記記憶手段に記憶された生体情報とを比較して照合度合い値を算出する算出手段と、
前記登録者各人毎に複数ある生体情報との前記算出した照合度合い値から、前記各人毎の照合度合い平均値を算出し、前記平均値に基づいて本人を特定する特定手段と、
を備えた生体情報照合装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、顔画像を用いて登録者本人を特定する顔照合装置に関し、さらに詳しくは登録者一人に対して異なる条件下のもと、取得して記憶された複数の顔画像と入力画像とを比較照合して登録者本人を特定する顔照合装置、顔照合方法および生体情報照合装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、顔画像を用いて登録者本人を特定する場合、照合時取得した顔画像と既登録の顔画像とを比較照合して算出した照合度合い値が、閾値以上であるとき、登録者本人であると特定している。
【０００３】
ところが、照合時に取得した顔画像の状態が、眼鏡の有無、表情の変化、顔の向き、照明環境の変化等の、多種多様な条件の変化により影響を受けて、登録者が登録画像を撮影したときの条件と大きく異なる場合がある。その場合は、登録者を登録者でないと判定する誤判定が生じてしまう問題があった。
【０００４】
上記の問題点を解決する方法として、特許文献１に示されるような画像照合システムが開示されている。具体的には、先ず照合時に入力された画像に対して、撮影時の照明状態を示す照明パラメータ、対象物の撮影方向と撮影ポジションを示すポジションパラメータ、対象物に付随物が付いているかどうかを示す付随物パラメータのそれぞれのパラメータ値を求める。次に、登録画像に記憶されている各パラメータ値を取出し、入力画像の各パラメータ値を調整して、登録画像から取出した各パラメータ値と近似する照合用画像を生成する。この照合用画像と登録画像を比較・照合して一致度を求め、予め設定した閾値以内であれば、一致と認証する。画像一致候補が複数ある場合は、最も一致度の高いものを認証結果として出力している。また、精度の高い画像照合処理を行うために、予め様々なパラメータ、例えば様々な顔の向きで撮影した顔画像を登録しておくことが望ましいことが記載されている。しかしながら、このような画像照合システムとした場合、一人当たりの登録画像を複数枚用意していたり、入力画像の各パラメータを調整して登録画像の各パラメータ値と近似する照合用画像を生成したりして照合しているにもかかわらず、最も一致度の高い画像だけを認証結果として利用しているため、眼鏡、表情、顔の向き、照明環境などが近似するある別の登録者の顔画像の一致度の方が、登録者本人の顔画像との一致度より上回ってしまう顔画像が一つでも存在すると、その別の登録者であるとして受入れてしまう、他人受付けエラーが発生することがある。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−３０６０９５号公報。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
例えば、ある利用者が眼鏡を掛けて、このシステムを利用する場合に、取得した顔画像と同じような眼鏡を掛けている他人の登録顔画像の一つとの一致度が、利用者本人の登録画像との一致度より高く算出されてしまうと、他人受付エラーが発生してしまう。
【０００７】
その具体例を図５を参照して次に説明する。
照合時にＡさん（本人）の顔画像（入力画像）を取得した場合、そのＡさんの入力画像と、予め登録されている顔画像とを比較照合して判定する。この照合判定結果として、登録Ａ１〜登録Ａ４の顔画像が全て閾値以上の高い照合度合い値となっており、最も照合度合い値の高い顔画像からＡさんを本人として判定する。
【０００８】
ところが、同じような眼鏡を掛けたＢさんの入力画像を取得した場合、Ｂさんの入力画像と、予め登録されている顔画像とを照合した結果、眼鏡を掛けていない登録Ａ３と登録Ａ４は閾値よりかなり低い照合度合い値と判定されるのに対し、眼鏡の種類が似ているというだけで登録Ａ１と登録Ａ２は閾値より高く判定されてしまう。もし、登録Ａ１と登録Ａ２がＢさんの登録顔画像との照合度合い値より上回って最も照合度合い値の高い登録顔画像になってしまうと、ＢさんをＡさんと誤判定する他人受付エラーの発生となる。
【０００９】
そこでこの発明は、登録者本人を特定する際、入力された顔画像とある登録者の顔画像の一つとが近似していても、その一つの顔画像で特定するのではなく、登録者一人につき複数の顔画像を用いて登録者毎に照合度合い平均値を求めることにより、他人受付けエラーを発生させることのない顔照合装置、顔照合方法および生体情報照合装置の提供を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明は、顔画像を取得する顔画像取得手段と、登録者の全ての人に対応付けて、顔画像取得時に異なる条件下のもと、取得された複数の顔画像を記憶する記憶手段と、前記顔画像取得手段で取得した顔画像と前記記憶手段に記憶された顔画像とを比較して照合度合い値を算出する算出手段と、前記登録者各人毎に複数ある顔画像との前記算出した照合度合い値から、前記各人毎の照合度合い平均値を算出し、前記平均値に基づいて本人を特定する特定手段とを備えた顔照合装置であることを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、登録者本人を特定する際に、入力された顔画像とある登録者の顔画像の一つとが、画像取得時の条件が近似していることにより、算出された照合度合い値が高くなる場合にも、それだけで判断せず、登録者各人毎の複数の顔画像のそれぞれと照合して求めた照合度合い値からその登録者の照合度合い平均値を算出して、登録者本人を特定する。登録者本人であれば、登録者毎の全ての顔画像が高い照合度合い値を示し、他の登録者であれば、画像取得時の条件が近似している顔画像の照合度合い値が高くても、他の多くの顔画像が低い照合度合い値を示すことから、登録者毎の照合度合い平均値を算出して、登録者本人を特定すれば、登録者本人を他の登録者と誤判定する他人受付けエラーを減らすことができる。
【００１２】
ここで、平均値は、相加平均や相乗平均、調和平均などのような、いくつかの値を代表するために算出される値である。また、顔画像取得時の条件とは、眼鏡の有無、表情の変化、顔の向き、照明環境の変化等の条件である。
【００１３】
例えば、ある利用者が眼鏡を掛けて装置を利用する場合、同じような眼鏡を掛けている他人の顔画像との照合度合い値は高くなるが、この一つの顔画像だけが高い照合度合い値を示すものであり、同じ他人の顔画像でも同じような眼鏡を掛けていない顔画像は照合度合い値が低くなくことから、登録者毎の照合度合い平均値を算出して、登録者本人を特定すれば、登録者本人を他の登録者と誤判定することなく、登録者本人を特定することができる。
【００１４】
この発明の他の形態として、顔画像を取込むステップと、前記取込んだ顔画像と、登録者の全ての人に対応付けて予め記憶された、異なる条件下のもと、取得された複数の顔画像とを比較して照合度合い値を算出するステップと、前記登録者各人毎に複数ある顔画像との前記算出した照合度合い値から、前記各人毎の照合度合い平均値を算出し、前記平均値に基づいて本人を特定するステップとを備えた顔照合方法であることを特徴とする。
【００１５】
この顔照合方法によれば、各人毎の複数の顔画像を照合して得られる豊富な照合結果から認識率の高い照合度合い平均値を求めることができ、この照合度合い平均値を求める方法だけで本人を高精度に特定できる。
【００１６】
この発明の他の形態として、生体情報を取得する生体情報取得手段と、登録者の全ての人に対応付けて、顔画像取得時に異なる条件下のもと、取得された複数の顔画像を記憶する記憶手段と、前記生体情報取得手段で取得した生体情報と前記記憶手段に記憶された生体情報とを比較して照合度合い値を算出する算出手段と、前記登録者各人毎に複数ある生体情報との前記算出した照合度合い値から、前記各人毎の照合度合い平均値を算出し、前記平均値に基づいて本人を特定する特定手段とを備えた生体情報照合装置を構成することができる。
【００１７】
ここで生体情報とは、登録者の顔情報のほか、指紋情報、声紋情報、虹彩情報などの本人を識別できる本人特有の情報である。
【００１８】
このような構成によれば、既述した顔画像を含めて任意の生体情報を適用することができ、この生体情報を用いても高精度に本人を特定することができる。また、照合時に他人の生体情報の１つが本人の生体情報に近似していたり、１つだけ照合値が上回っていても、それだけで判断せず、複数の生体情報のそれぞれを照合して求めた照合度合い平均値によって総合的に判断することにより、本人であれば全てが高い照合度合い値を示し、他人であれば多くが低い照合度合い値を示すため本人と他人とを明確に区別することができる。このため、照合時に本人が他人と誤判定されなくなり、照合信頼性が向上し、他人の生体情報による他人受付エラーを減らすことができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
この発明の一実施の形態を以下図面に基づいて説明する。
図面は人の顔を撮影して照合する顔照合装置を示し、図１において、この顔照合装置１１は、カメラ１２と、結果表示器１３とを接続ケーブル１４または無線を介して照合管理用の制御機器１５に接続しており、例えば入退室利用する登録者の認証手段として設置される。
【００２０】
上述のカメラ１２は、ＣＣＤカメラ等を用いて人の顔を撮影し、このカメラ１２の前面に人が近付いた時点で顔の画像を取得するように設定する。例えば、反射型赤外線センサ等の人検知センサ（図面省略）により、人が近付いたことを検知して撮影を開始する。このほかにも登録者自身が照合開始用の操作ボタンや操作キーを押下操作したとき、登録者の照合要請と判定してカメラ１２の撮影を開始するようにしてもよい。
【００２１】
このようにして取得した顔画像を制御機器１５で分析して照合を開始するが、このとき制御機器１５は全登録者の顔画像の特徴量を予め登録して記憶させており、この特徴量と照合時に実際に取得した顔画像の生データから抽出した特徴量とを比較照合して判定した顔画像の一致、不一致の照合結果を結果表示器１３に表示出力する。
【００２２】
上述の制御機器１５は、例えばパーソナルコンピュータで構成することができ、この制御機器１５はカメラ１２を設置した顔画像取得位置の近くに設置して照合管理するようにしてもよく、遠隔位置のセンタ装置で管理してもよい。さらに、１つの制御系に複数のカメラを接続して照合管理することもできる。
【００２３】
図２は顔照合装置１１の制御回路ブロック図を示し、この顔照合装置１１の主制御部となる制御機器１５は、カメラ１２から顔画像を取得した生データをＩ／Ｆ（インターフェース）部２１を介して取込み、一旦画像メモリ２２に蓄積する。
【００２４】
蓄積された生データから目、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顔位置検出部２３により検出する。
【００２５】
顔の位置を検出して位置決めすると、次に顔領域抽出部２４により撮像した顔領域の抽出を行う。
【００２６】
この顔領域を抽出した後、特徴抽出部２５で顔画像から切出された特有な点の集合体として得られる顔の特徴量を抽出する。この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って抽出する。
【００２７】
この抽出された特徴量と、照合判定用に予め登録して記憶部２７に記憶されている特徴量とを照合度合い判定部２６で比較照合して照合度合い値を算出し、算出した照合度合い値から登録者毎の照合度合い平均値を求め、最も高い照合度合い平均値が閾値以上かどうかで判断して、本人を特定できたかどうかを判定する。その判定結果を結果表示器１３に表示する照合構成を有している。
【００２８】
ところで、予め登録して記憶部２７に記憶される顔画像の特徴量に関しては、登録者の全ての人に対応付けて、各人の様々な顔の表情、眼鏡の有無、顔の向き、髪型、照明環境などの異なる条件下で取得した顔画像から抽出した特徴量を記憶させておく。この記憶された登録者の複数の様々な顔画像から抽出した特徴量を照合判定に用いることにより照合精度を高めている。
【００２９】
この照合判定に際しては、実際にカメラ１２より取得した人物の顔画像から抽出した特徴量と、記憶部２７に記憶された特徴量とを照合度合い判定部２６で比較照合して個々の照合度合い値を算出する。ここで得られた照合度合い値から各登録者毎の照合度合い平均値を求め、求めた照合度合い平均値の最も高い値が予め定められた閾値を超えていれば、最も高い照合度合い平均値を示した登録者を本人として特定する。
【００３０】
具体的に図４に従って説明すると、Ａさんの入力画像に対してその入力画像から特徴量を抽出し、記憶部２７に記憶されたＡさんの４つの登録画像Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４から抽出された特徴量とを照合度合い判定部２６で比較照合して個々の照合度合い値ａ１、ａ２、ａ３、ａ４を算出する。ここで得られた照合度合い値から、登録者Ａさんの照合度合い平均値を求める。
【００３１】
Ａ平均値＝（ａ１＋ａ２＋ａ３＋ａ４）／４
これを全ての登録者毎に行ない、各登録者毎の照合度合い平均値Ｂ平均値、Ｃ平均値、Ｄ平均値、Ｅ平均値…を求める。この求めた照合度合い平均値のうちの最も高い照合度合い平均値が予め定められた閾値を超えていれば、最も高い照合度合い平均値を示した登録者を本人として特定する。ここで、照合度合い平均値を相加平均にて求める方法としたが、この方法に限らず、相乗平均や調和平均などいくつかの値を代表するために算出される値であればよい。
【００３２】
次に、顔照合装置１１の具体的な照合処理動作を、図３の照合説明図および図４のフローチャートを参照して説明する。
【００３３】
今、カメラ１２の前に人が来て、その人の顔を撮影すると、撮影した顔画像をＩ／Ｆ部２１を介して取込み、これを画像メモリ２２に記憶する（ステップｎ１１）。
【００３４】
この撮影した顔画像から顔領域の検索を行って顔領域を検出した後、目、鼻、口…などの特徴から顔の位置を検出して位置決めし（ステップｎ１２）、
この顔画像から顔の特徴量を抽出する（ステップｎ１３）。
【００３５】
この抽出された顔の特徴量と、予め記憶部２７に登録された、顔画像取得時に異なる条件下のもと、取得された複数の顔画像から抽出した特徴量とを照合して、照合度合い判定部２６により、個々の照合度合い値を算出する。ここで得られた照合度合い値から各登録者毎の照合度合い平均値を求める（ステップｎ１４）。
【００３６】
この求めた各登録者毎の照合度合い平均値のうち、最も高い照合度合い平均値が閾値以上であるか否かを判定する（ステップｎ１５）。
【００３７】
このとき、最も高い照合度合い平均値が閾値以上であれば、最も高い照合度合い平均値を示した登録者を本人として特定する（ステップｎ１６）。
【００３８】
この本人の特定に際しては、図４の上側にも示すように、照合時にＡさん（本人）の顔画像（入力画像）を取得すると、先ず、そのＡさんの入力画像と、予め登録されている顔画像とを照合判定し、その結果、Ａさんの照合度合い平均値が閾値より高く、最も高い照合度合い平均値となり、Ａさんを本人と特定できる。
【００３９】
本人を特定できた場合は、結果表示器１３に照合判定ＯＫである旨を表示出力して、一照合処理が終了する（ステップｎ１７〜ｎ１８）　。
【００４０】
一方、上述のステップｎ１５において、最も高い照合度合い平均値が閾値を越えているか否かを判定し、最も高い照合度合い平均値が閾値以下であれば、照合不可と判定して、その旨を結果表示器１３に表示出力する（ステップｎ１９）。
【００４１】
例えば、眼鏡が似ている別の登録者Ｂさんの入力画像と、予め登録されている顔画像とを照合した場合に、本人とは似ていない登録Ａ３と登録Ａ４との照合度合い値は閾値より低い照合度合い値と判定されるのに対し、眼鏡の種類が似ているというだけで登録Ａ１と登録Ａ２との照合度合い値は閾値より高く判定されてしまうが、登録者Ａさんの照合度合い平均値は閾値より低い値になる。
【００４２】
この結果、Ａさんの登録データ登録Ａ１、Ａ２との照合度合い値だけが高いことにより、ＢさんをＡさんとして受付けてしまうことなく他人受付エラーの発生を防止することができる。
【００４３】
上述のように、照合時に取得した本人の顔画像と、予め登録しておいた各人の異なる複数の顔画像とをそれぞれ比較照合し、このとき得られた個々の照合度合い値から各人毎の照合度合い平均値を求めることにより顔画像を一面でなく多方面から総合的に照合判定でき、登録者の認識率を高めて本人を高精度に特定できる。
【００４４】
この発明の構成と、上述の一実施の形態の構成との対応において、
この発明の顔画像取得手段および生体情報取得手段は、実施の形態のカメラ１２に対応し、
以下同様に、
記憶手段は、記憶部２７に対応し、
算出手段および特定手段は、照合度合い判定部２６に対応し、
生体情報は、顔画像に対応し、
生体情報照合装置は、顔照合装置１１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、上述の一実施の形態の構成のみに限定されるものではない。
【００４５】
例えば、上述の一実施の形態では生体情報の一例に顔の照合を例にとって説明したが、これに限らず、指紋情報、声紋情報、虹彩情報等の他の生体情報を用いても同様に構成することができる。
【００４６】
【発明の効果】
この発明によれば、本人の顔画像による照合度合い値は平均すると全て高い照合度合い値を示し、他人の顔画像による照合度合い値は平均すると低い照合度合い値を示すことから登録者毎の照合度合い平均値を算出して、登録者本人を特定すれば、登録者本人を他の登録者と誤判定する他人受付エラーを減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】顔照合装置を示す概略構成図。
【図２】顔照合装置の制御回路ブロック図。
【図３】顔照合装置の照合処理動作を示す照合説明図。
【図４】顔照合装置の照合処理動作を示すフローチャート。
【図５】従来の顔照合装置の照合処理動作を示す照合説明図。
【符号の説明】
１１…顔照合装置
１２…カメラ
１５…制御機器
２６…照合度合い判定部
２７…記憶部
【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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