(57)【要約】【課題】この発明は、歩行者の利便性を損なうことなく、歩行者の安定した正面の顔を撮影することができる。【解決手段】この発明は、歩行範囲限定部１０１，１０２は歩行者を幅Ｗの中に歩行範囲を制限し、画像入力部１０３は上記歩行範囲内を歩行する歩行者に対して正面の位置に設置された支持部１０４に取り付けられ，顔検出部４１１は上記画像入力部１０３で撮影した画像から顔画像を検出し、上記画像記録部４１２は検出できた画像を記憶装置４１２ａに記録するようにしたものである。【選択図】    図１
2004266660.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通行者を誘導する誘導手段と、
この誘導手段により誘導される通行者の進行方向正面あるいは進行方向に沿った位置に設置された支持手段と、
この支持手段に取り付けられ、前記誘導手段により誘導される通行者の少なくとも顔を含む画像を撮影する画像入力手段と、
この画像入力手段により撮影した画像から少なくとも顔を含む画像を検出する顔検出手段と、
この顔検出手段により少なくとも顔を含む画像として検出された画像を記録する記録手段と、
を有することを特徴とする顔画像撮影装置。
【請求項２】
２つの通行範囲限定部の間を通行者が通行するように通行範囲を限定する通行範囲限定手段と、
前記２つの通行範囲限定部の間を通行する通行者の進行方向正面あるいは進行方向に沿った位置に設置される支持手段と、
この支持手段に取り付けられ、前記２つの通行範囲限定部の間を通行する通行者の少なくとも顔を含む画像を撮影する画像入力手段と、
この画像入力手段により撮影した画像から少なくとも顔を含む画像を検出する顔検出手段と、
この顔検出手段により少なくとも顔を含む画像として検出された画像を記録する記録手段と、
を有することを特徴とする顔画像撮影装置。
【請求項３】
前記通行範囲限定手段は、少なくとも前記２つの通行範囲限定部の間が通行者の通行に支障の無い幅となるように設置され、
前記支持手段は、前記通行範囲限定手段により通行範囲が限定された通行者の通行に支障がないような位置に設置される、ことを特徴とする前記請求項２に記載の顔画像撮影装置。
【請求項４】
前記支持手段は、前記画像入力手段による撮影範囲の幅が少なくとも前記通行範囲限定手段により限定される通行範囲の画像を含む幅となる位置に設置される、ことを特徴とする前記請求項２に記載の顔画像撮影装置
【請求項５】
前記画像入力手段は、通行者の身体的な特徴に基づいて、前記２つの通行範囲限定部の間を通行する通行者の少なくとも顔を撮影するように前記支持手段に取り付けられる、ことを特徴とする前記請求項２に記載の顔画像撮影装置。
【請求項６】
２つの通行範囲限定部の間を通行者が通行するように通行者の通行範囲を限定する通行範囲限定手段と、
前記２つの通行範囲限定部の間を通過した通行者の進路を誘導する進路誘導手段と、
この進路誘導手段に取り付けられ、前記２つの通行範囲限定部の間を通行する通行者の少なくとも顔を含む画像を撮影する画像入力手段と、
この画像入力手段により撮影した画像から少なくとも顔を含む画像を検出する顔検出手段と、
この顔検出手段により少なくとも顔を含む画像として検出された画像を記録する記録手段と、
を有することを特徴とする顔画像撮影装置。
【請求項７】
前記画像入力手段は、前記通路誘導手段の複数箇所に取り付けられた複数の画像入力部を有する、ことを特徴とする前記請求項６に記載の顔画像撮影装置。
【請求項８】
通行者を誘導する誘導手段と、
この誘導手段により誘導される通行者の進行方向正面あるいは進行方向に沿った設置された支持手段と、
この支持手段に取り付けられ、前記誘導手段により誘導される通行者の少なくとも顔を含む画像を撮影する画像入力手段と、
この画像入力手段により撮影した画像から顔の特徴パターンを検出する顔検出手段と、
この顔検出手段により検出された顔の特徴パターンと予め記憶手段に記憶されている顔の特徴パターンとに基づいて、前記画像入力手段により撮影した通行者を認識する顔認識手段と、
を有することを特徴とする顔画像認識装置。
【請求項９】
２つの通行範囲限定部の間を通行者が通行するように通行範囲を限定する通行範囲限定手段と、
前記２つの通行範囲限定部の間を通行する通行者の進行方向正面あるいは進行方向に沿った位置に設置される支持手段と、
この支持手段に取り付けられ、前記２つの通行範囲限定部の間を通行する通行者の少なくとも顔を含む画像を撮影する画像入力手段と、
この画像入力手段により撮影した画像から少なくとも顔を含む画像を検出する顔検出手段と、
この顔検出手段により検出された顔の特徴パターンと予め記憶手段に記憶されている顔の特徴パターンとに基づいて、前記画像入力手段により撮影した通行者を認識する顔認識手段と、
を有することを特徴とする顔画像認識装置。
【請求項１０】
２つの通行範囲限定部の間を通行者が通行するように通行範囲を限定する通行範囲限定手段と、
前記２つの通行範囲限定部の間を通過した通行者の進路を誘導する進路誘導手段と、
この進路誘導手段に取り付けられ、前記２つの通行範囲限定部の間を通行する通行者の少なくとも顔を含む画像を撮影する画像入力手段と、
この画像入力手段により撮影した画像から少なくとも顔を含む画像を検出する顔検出手段と、
この顔検出手段により検出された顔の特徴パターンと予め記憶手段に記憶されている顔の特徴パターンとに基づいて、前記画像入力手段により撮影した通行者を認識する顔認識手段と、
を有することを特徴とする顔画像認識装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、たとえば，施設内のセキュリティ管理などに用いられ、顔画像により通行者を監視する顔画像撮影装置と顔画像認識装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近、人物の少なくとも顔を含む領域の画像（以下、顔画像）を撮影してセキュリティ管理などに応用する方法が提案されている。たとえば、特開２００１−１６５７３号公報には、通路の外側、もしくはその近辺に設置した柱状型のカメラによって人物の顔画像を撮影する顔画像撮影装置の技術が開示されている。
【０００３】
また、特開平５−２３３７８３公報には、テレビカメラで顔画像を捉え、あらかじめ登録してある基準パターンと照合することにより、顔画像を認識する顔画像認識装置の技術が開示されている。
【０００４】
しかしながら、従来の技術では、カメラなどの撮影装置を通路外に設置するために歩行者が撮影装置の方を向いた顔、すなわち、撮影装置から見たときの歩行者が正面の顔（正面顔）の画像を捉えにくい。つまり、従来の技術では、歩行者の顔画像を撮影すると、撮影装置に対する歩行者の顔の向きの変動により、正面顔などの安定した状態の顔画像を撮影しにくいという問題点がある。
【０００５】
また、従来の顔画像を撮影して人物を認識する技術では，正面顔など安定した顔画像の利用を前提としている。しかしながら、上述のように、従来の技術では、歩行者の顔の向きの変動により顔画像から検出される顔の特徴パターンが大きく変動してしまう。このような場合、顔の認識処理では、誤認識が多くなり、認識精度が低下するという問題点がある。さらに、顔認識処理の認識精度を向上させるためには歩行者の顔が撮影装置に対して正面になるようにする必要がある。このため、従来の技術では、歩行者の正面顔の撮影を歩行者に強要させる必要が生じる。これは、例えば、歩行中の歩行者に対して歩行をいったん中止させて顔を撮影装置に対して正面を向けさせるにさせることになるため、利便性が著しく低下するという問題点がある。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−１６５７３号公報
【特許文献２】
特開平５−２３３７８３公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、この発明は、通行者の正面顔を確実に撮影するために通行者に対する利便性が低下してしまうことがあるという問題点を解決するもので、通行者の利便性を損なうことなく、通行者の正面顔を確実に撮影することができる顔画像撮影装置を提供することを目的とする。
【０００８】
また、通行者の正面顔が確実に撮影できない場合には通行者に対する顔認識の精度が低下してしまうという問題点を解決するもので、確実に撮影された通行者の正面顔を用いて顔認識を実行でき、通行者に対する精度の高い顔の認識処理を実現できる顔画像認識装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明の顔画像撮影装置は、通行者を誘導する誘導手段と、この誘導手段により誘導される通行者の進行方向正面あるいは進行方向に沿った位置に設置された支持手段と、この支持手段に取り付けられ、前記誘導手段により誘導される通行者の少なくとも顔を含む画像を撮影する画像入力手段と、この画像入力手段により撮影した画像から少なくとも顔を含む画像を検出する顔検出手段と、この顔検出手段により少なくとも顔を含む画像として検出された画像を記録する記録手段とを有する。
【００１０】
この発明の顔画像撮影装置は、２つの通行範囲限定部の間を通行者が通行するように通行範囲を限定する通行範囲限定手段と、前記２つの通行範囲限定部の間を通行する通行者の進行方向正面あるいは進行方向に沿った位置に設置される支持手段と、この支持手段に取り付けられ、前記２つの通行範囲限定部の間を通行する通行者の少なくとも顔を含む画像を撮影する画像入力手段と、この画像入力手段により撮影した画像から少なくとも顔を含む画像を検出する顔検出手段と、この顔検出手段により少なくとも顔を含む画像として検出された画像を記録する記録手段とを有する。
【００１１】
この発明の顔画像撮影装置は、２つの通行範囲限定部の間を通行者が通行するように通行範囲を限定する通行範囲限定手段と、前記２つの通行範囲限定部の間を通過した通行者の進路を誘導する進路誘導手段と、この進路誘導手段に取り付けられ、前記２つの通行範囲限定部の間を通行する通行者の少なくとも顔を含む画像を撮影する画像入力手段と、この画像入力手段により撮影した画像から少なくとも顔を含む画像を検出する顔検出手段と、この顔検出手段により少なくとも顔を含む画像として検出された画像を記録する記録手段とを有する。
【００１２】
この発明の顔画像認識装置は、通行者を誘導する誘導手段と、この誘導手段により誘導される通行者の進行方向正面あるいは進行方向に沿った設置された支持手段と、この支持手段に取り付けられ、前記誘導手段により誘導される通行者の少なくとも顔を含む画像を撮影する画像入力手段と、この画像入力手段により撮影した画像から顔の特徴パターンを検出する顔検出手段と、この顔検出手段により検出された顔の特徴パターンと予め記憶手段に記憶されている顔の特徴パターンとに基づいて、前記画像入力手段により撮影した通行者を認識する顔認識手段とを有する。
【００１３】
この発明の顔画像認識装置は、２つの通行範囲限定部の間を通行者が通行するように通行者の通行範囲を限定する通行範囲限定手段と、前記２つの通行範囲限定部の間を通行する通行者の進行方向正面あるいは進行方向に沿った位置に設置される支持手段と、この支持手段に取り付けられ、前記２つの通行範囲限定部の間を通行する通行者の少なくとも顔を含む画像を撮影する画像入力手段と、この画像入力手段により撮影した画像から少なくとも顔を含む画像を検出する顔検出手段と、この顔検出手段により検出された顔の特徴パターンと予め記憶手段に記憶されている顔の特徴パターンとに基づいて、前記画像入力手段により撮影した通行者を認識する顔認識手段とを有する。
【００１４】
この発明の顔画像認識装置は、２つの通行範囲限定部の間を通行者が通行するように通行範囲を限定する通行範囲限定手段と、前記２つの通行範囲限定部の間を通過した通行者の進路を誘導する進路誘導手段と、この進路誘導手段に取り付けられ、前記２つの通行範囲限定部の間を通行する通行者の少なくとも顔を含む画像を撮影する画像入力手段と、この画像入力手段により撮影した画像から少なくとも顔を含む画像を検出する顔検出手段と、この顔検出手段により検出された顔の特徴パターンと予め記憶手段に記憶されている顔の特徴パターンとに基づいて、前記画像入力手段により撮影した通行者を認識する顔認識手段とを有する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の第１、第２、第３の実施の形態について図面を参照して説明する。
まず，第１の実施の形態について説明する．
図１、図２および図３は，第１の実施の形態に係る顔画像撮影装置の外観構成を概略的に示すものである。図１は、上記顔画像撮影装置の斜視図である。図２は、上記顔画像撮影装置を上方から見た場合の外観図である。図３は、上記顔画像撮影装置を側面から見た場合の外観図である。
【００１６】
図１に示すように、第１の実施の形態に係る顔画像撮影装置は、２つの歩行範囲限定部（誘導手段、通行範囲限定手段）１０１、１０２と画像入力部（画像入力手段）１０３が取り付けられた支持部（支持手段）１０４とを有する。また、上記歩行範囲限定部１０１、１０２及び支持部１０４は、例えば、図１に示すように、壁１０６及び壁１０７により形成される通路内に設置されている。また、図１、図２及び図３では、上記画像入力部１０３により撮影する通行者の顔を照明する照明手段を図示していないが、上記画像入力部１０３の近傍などに上記歩行範囲限定部１０１及び１０２の間を通行する通行者の顔を照明する照明手段を設けるようにしても良い。
【００１７】
上記歩行範囲限定部１０１、１０２は、通路を通行する歩行者の歩行範囲を限定させるものである。上記歩行範囲限定部１０１、１０２は、通路内における通行者の進行方向に対して交差する方向に互いに所定距離Ｗの間隔を離して設置されている。例えば、上記歩行範囲限定部（通行範囲限定部）１０１と上記歩行範囲限定部（通行範囲限定部）１０２とは、図１および図２に示すように、幅Ｗの間隔で設置される。上記歩行範囲限定部１０１と上記歩行範囲限定部１０２との幅Ｗは、上記通路を形成する壁１０６及び１０７の間隔（通路の幅）Ｗ´よりも小さく設定され、例えば、１ｍ程度の幅であり、少なくとも１人の歩行者（人物）Ｐが支障なく通過できる幅を想定して設定される。
【００１８】
上記画像入力部１０３は、上記歩行範囲限定部１０１と上記歩行範囲限定部１０２との間を通過する歩行者Ｐの少なくとも顔を含む領域の画像（顔画像）を撮影するものである。上記画像入力部１０３は、所定の撮影範囲を有している。例えば、図１および図２に示すように、床面に対して水平方向における上記画像入力部１０３の撮影範囲を示す画角をθｗとすると、上記画像入力部１０３による撮影範囲の幅は、その設置位置から距離Ｌだけ離れた位置で幅Ｗ以上になるように設定されている。
【００１９】
上記支持部１０４は、進行方向に歩行する歩行者Ｐに対して、上記歩行範囲限定部１０１、１０２よりも奥側に設置される。例えば、上記支持部１０４は、図１および図２に示すように、上記歩行範囲限定部１０１と上記歩行範囲限定部１０２との間の中央の位置から進行方向に距離Ｌだけ離れた位置、すなわち、歩行者Ｐの進行方向正面に設置される。上記距離Ｌは、例えば、１．５ｍ程度の距離である。上記支持部１０４は、いくつかの条件に基づいて設定される。例えば、上記支持部１０４の設置位置は、少なくとも歩行者Ｐが歩行範囲限定部１０１と１０２の間を通過した後に支持部１０４の左右いずれかの側方をすり抜けることが容易な間隔を想定して設定される。また、上記支持部１０４の設置位置は、上記画像入力部１０３による撮影範囲の幅が少なくとも歩行範囲限定部１０１と１０２の間の画像を撮影可能な幅となるように設定される。
【００２０】
また、上記画像入力部１０３は、上記歩行範囲限定部１０１と上記歩行範囲限定部１０２との間を通過する歩行者の顔が撮影できるような高さおよび角度で支持部１０４に設置される。例えば、図３に示すように、床面に対して垂直方向における上記画像入力部１０３の撮影範囲を示す画角をθｈとすると、上記画角θｈは、床面と水平な面に対してなすθ１とθ２とからなる。さらに、上記支持部１０４における画像入力部１０３（カメラのレンズ光軸中心の位置）の取り付け位置の高さを床面からＨｃとすると、上記画像入力部１０３は、高さＨｃの取り付け位置から下方向にθ２、上方向にθ１の範囲が撮影範囲となる。
【００２１】
従って、上記画像入力部１０３と上記歩行範囲限定部１０１、１０２との距離をＬとすると、上記画像入力部１０３は、上記歩行範囲限定部１０１、１０２の位置において、θ２と距離Ｌとから求められる高さＨ１からθ１と距離Ｌと画像入力部１０３の取り付け位置の高さＨｃとから求められる高さＨ２までの範囲の画像を撮影する。例えば、歩行者が身長１４５ｃｍから１８５ｃｍまでの成人である場合、上記Ｈ１およびＨ２は、身長１４５ｃｍから１８５ｃｍまでの人物の顔が撮影できるように設定すれば良い。
【００２２】
上述の各値の関係は、下記の数１と数２により与えられる。
（数１）…Ｌ×ｔａｎ（θｗ／２）＞Ｗ／２
（数２）…Ｌ×ｔａｎ（θ１）＞（Ｈｃ−Ｈ１）かつＬ×ｔａｎ（θ２）＞（Ｈ２−Ｈｃ）
但し、θ１＋θ２＝θｗとする。
【００２３】
また、上記歩行範囲限定部１０１または上記歩行範囲限定部１０２のそれぞれの高さは、歩行者に対して歩行範囲を限定させることが可能なものであれば良い。例えば、上記歩行範囲限定部１０１または上記歩行範囲限定部１０２の高さは、歩行者に無視されてしまうような高さでなければ良いが、高すぎると歩行者に対する圧迫感が強くなってしまう。このため、上記歩行範囲限定部１０１、１０２の高さは、歩行者に無視されることのない高さで、かつ、歩行者に対する圧迫感が少ない高さが好ましい。
また、上記支持部１０４は、通行者の正面向きの顔を安定して撮影できる上記画像入力部１０３の取り付け位置を確保できる高さがあれば良い。
【００２４】
また、図１、図２あるいは図３に示す歩行範囲限定部１０１，１０２は円筒状の形状を有しているため、通路を歩行する歩行者（歩行範囲が制限される歩行者）に対する圧迫感が少なく、既存の通路内に容易に設置できるというメリットがある。
【００２５】
次に、顔画像撮影装置の機能について説明する。
図４は、顔画像撮影装置における画像の処理機能を概略的に示すブロック図である。
図４に示すように、顔画像撮影装置は、上記画像入力部１０３にて入力した画像データを処理する処理ユニット４０１を有している。なお、上記処理ユニット４０１は、上記画像入力部１０３からの画像データを取り込むことが可能であれば良い。例えば、上記処理ユニット４０１は、支持部１０４内に設置して上記画像入力部１０３から画像データを取り込むようにしても良いし、無線ＬＡＮ、ブルートゥースなどの無線通信を含むネットワークなどを介して上記画像入力部１０３に接続して画像データを取り込むようにしても良い。
【００２６】
図４に示すように、上記処理ユニット４０１は、顔検出部（顔検出手段）４１１と画像記録部（画像記録手段）４１２とを有している。上記顔検出部４１１は、上記画像入力部１０３で入力した画像データから顔画像を検出するものである。上記画像記録部４１２は、上記顔検出部４１１により検出された顔画像を記憶装置４１２ａに記録するものである。
【００２７】
すなわち、上記画像入力部１０３は、上記歩行範囲限定部１０１と上記歩行範囲限定部１０２との間の画像を撮影（入力）し、撮影した画像を画像データとして上記処理ユニット４０１へ供給する。上記処理ユニット４０１では、まず、上記顔検出部４１１により上記画像入力部１０３から取得した画像データについて顔画像の検出処理（顔検出処理）を行う。この顔検出処理の結果として上記画像入力部１０３から取得した画像データから顔画像が検出できた場合、上記画像記録部４１２は、上記顔検出部４１１で顔が検出された画像データを記憶装置４１２ａに記録する。
【００２８】
すなわち、上記歩行範囲限定部１０１と上記歩行範囲限定部１０２との間を歩行者Ｐが歩行した場合、上記画像入力部１０３は、当該歩行者Ｐの顔画像を撮影し、その撮影した顔画像を上記処理ユニット４０１に出力する。上記画像入力部１０３は、例えば、図５に示すように、横方向５１２画素、縦方向５１２画素、各画素８ビットの構造を持つ画像データとして撮影する。また、上記画像入力部１０３は、例えば、上記のような構造の画像データを上記処理ユニット４０１へ１秒間に３０枚出力するようになっている。
【００２９】
また、上記顔検出部４１１は、上記画像入力部１０３から入力された複数の画像データについてその１枚毎に顔検出処理を行う。この顔検出処理は、入力された画像データから顔としての特徴パターン（顔パターン）を検出する処理である。例えば、上記顔検出部４１１による顔検出処理は、図６に示すような処理手順で実行される。
【００３０】
以下、図６の処理手順について説明する。
まず、上記顔検出部４１１は、サイズｓ、および（ｙ，ｘ）座標などの初期化を行なう（ステップ６０１〜６０３）。次に、上記顔検出部４１１は、あらかじめ用意されたサイズの異なる複数の標準顔パターンｇｓ（ｉ，ｊ）を用いて、入力画像ｆ（ｘ，ｙ）内の局所領域との相関Ｍｓ（ｘ，ｙ）を、座標（ｘ，ｙ）をずらしながら、以下に示す数３にしたがって計算する（ステップ６０４）。ここで、サイズの異なる標準顔パターンｇｓ（ｉ，ｊ）は、決められたサイズであらかじめ収集した顔パターンを平均するなどして作成される。
（数３）…Ｍｓ（ｘ，ｙ）＝Σｆ（ｘ＋ｉ，ｙ＋ｊ）・ｇｓ（ｉ，ｊ）／｛Σｆ（ｘ＋ｉ，ｙ＋ｊ）・Σｇｓ（ｉ，ｊ）｝
次に，求めた相関Ｍｓ（ｘ，ｙ）が一定しきい値ＴＨＲ以上であれば（ステップ６０５）、顔パターンを検出したものとして、その結果を出力する（ステップ６０６）。この画像探索を、図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に模式的に示すように、標準顔パターンｇｓ（ｉ，ｊ）のサイズｓを変更しながら実施する。図６のステップ６０７〜６１２がその処理である。
なお、図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）において、符号７０１は画像入力部１０３が出力する画像全体を示し、符号７０２，７０３，７０４は標準顔パターンを示している。
【００３１】
上記のように、歩行範囲限定部１０１，１０２は歩行者Ｐを幅Ｗの中に歩行範囲を制限し、画像入力部１０３は上記歩行範囲内を歩行する歩行者Ｐに対して略正面の位置に設置された支持部１０４に取り付けられ，顔検出部４１１は上記画像入力部１０３で撮影した画像から顔画像を検出し、上記画像記録部４１２は検出できた顔画像を記憶装置４１２ａに記録するようにしたものである。これにより、歩行者の利便性を損なうことなく、歩行者の正面の顔を確実に撮影することができる。
【００３２】
なお、上述した第１の実施の形態では、図１に示すような円筒上の歩行範囲限定部１０１と１０２にて歩行者を所望の歩行範囲に導くようにしたが、歩行者を所望の歩行範囲に導くものであれば、図１に示すような円筒上の歩行範囲限定部でなくとも良い。以下に、第１の実施の形態の変形例について説明する。
【００３３】
図８、および図９は、第１の実施の形態の変形例を示す図である。
図８は、上記歩行範囲限定部１０１、１０２の代わりに、壁状の部材で形成された歩行範囲限定部８０１、８０２を設けたものである。上記歩行範囲限定部８０１および８０２は、通路を形成する壁（図示しない）に対して、上記歩行範囲限定部８０１、８０２の外側を通行できないように設置される。例えば、上記歩行範囲限定部８０１および８０２は、通路を形成する壁と接するように設置されたり、通路を形成する壁との間を人が通行できないように設置される。
【００３４】
従って、上記歩行範囲限定部８０１、８０２では、上記歩行範囲限定部１０１、１０２と同様に歩行者の歩行範囲を限定することができる。この場合も、歩行者の利便性を損なうことなく、歩行者の正面の顔を安定して撮影することができる。さらに、図８に示す上記歩行範囲限定部８０１、８０２によれば、上記歩行範囲限定部８０１、８０２と通路を形成する壁の間（上記歩行範囲限定部８０１の外側と上記歩行範囲限定部８０２の外側）を完全に通行不能することが容易であり、歩行者を所望の歩行範囲に確実に導くことができる。
なお、ここでは、８０１、８０２を壁に対して別に設置したが、壁自体を８０１、８０２の代わりの役目を持つように用いることにより、同様の効果を得ることができる。図８に示すような構成例の顔画像撮影装置を設置する場合、通路を形成する既存の壁を上記歩行範囲限定部８０２あるいは上記支持部８０４として用いるようにしても良い。
【００３５】
また、図９は、上記歩行範囲限定部１０１、１０２の代わりに、壁状の部材で形成された歩行範囲限定部９０１、９０２を設け、さらに、支持部１０４の代わりに、壁状の部材で形成された支持部９０４を設けたものである。すなわち、上記歩行範囲限定部９０１は、進行方向に対して交差する方向に形成された壁となるように設置される。また、上記歩行範囲限定部９０２は、進行方向に対して平行方向（進行方向に沿う方向）に形成された壁となるように設置されている。これにより、上記歩行範囲限定部９０１および上記歩行範囲限定部９０２は、歩行者Ｐの歩行範囲を限定しつつ、上記支持部９０４に取り付けられている画像入力部１０３に対して正面顔を向けて歩行するように制限する。
【００３６】
また、上記支持部９０４は、歩行範囲限定部９０１、９０２の間を通行中の歩行者Ｐの進行方向正面に設置される。これにより、上記支持部９０４は、歩行範囲限定部９０１、９０２の間を通過した歩行者Ｐの進路を左側に変更させる。
【００３７】
従って、図９に示す構成例において、歩行者Ｐは、上記歩行範囲限定部９０１、９０２により歩行範囲が限定された状態で上記歩行範囲限定部９０１と上記歩行範囲限定部９０２の間を通行した後、上記支持部９０４で進路を左側に変更させられる。この場合、上記歩行範囲限定部９０１と上記歩行範囲限定部９０２の間を通過する際、歩行者Ｐは上記支持部９０４に取り付けられた上記画像入力部１０３に対して正面顔を向ける体勢となる。このため、上記画像入力部１０３は、歩行者Ｐが正面を向いた状態であるため、容易に正面顔画像を撮影できる。
【００３８】
図９に示すような構成例の顔画像撮影装置を設置する場合、通路を形成する既存の壁を上記歩行範囲限定部９０２あるいは上記支持部９０４として用いるようにしても良い。また、上記歩行範囲限定部９０２の形状は、歩行範囲を限定するものであれば良く、例えば、図１に示すような円筒形の形状で構成するようにしても良い。図９に示すような構成によれば、歩行者の利便性を損なうことなく、歩行者の進路を確実に限定することができ、歩行者の歩行範囲を限定する過程において歩行者の正面顔を安定して撮影することができる。
なお、図８及び図９に示す構成例においても、上記歩行範囲限定部８０１及び８０２の間あるいは上記歩行範囲限定部９０１及び９０２の間を通行する通行者の顔を照明する照明手段を設けるようにしても良い。
【００３９】
次に、第２の実施の形態について説明する。
この第２の実施の形態に係る顔画像撮影装置は、第１の実施の形態に係る顔画像撮影装置の構成に加えて、歩行範囲限定部により歩行範囲を限定した歩行者に対して、さらに、進路を誘導する手段を設けたものである。
【００４０】
図１０および図１１は、第２の実施の形態に係る顔画像撮影装置の構成を概略的に示すものである。なお、図１０および図１１に示すような第２の実施の形態に係る顔画像撮影装置は、上記第１の実施の形態で説明した処理ユニット４０１と同様な処理ユニット４０１を有するものとする。
【００４１】
図１０に示す構成例では、進路誘導部１００１，１００２，１００３，１００４，１００５，１００６，１００７を有し、さらに、進路誘導部１００４に画像入力部１０３が設置されている。上記進路誘導部（通行範囲限定手段）１００１及び１００２は、第１の実施の形態で説明した歩行範囲限定部１０１、１０２と同様な機能を有し、上記進路誘導部１００４は、上記第１の実施の形態で説明した支持部１０４と同様な機能を有する。つまり、図１０に示す構成は、上記図１と同様な構成に加えて、上記進路誘導部（進路誘導手段）１００４，１００５，１００６，１００７を設けたものである。また、図１０では、上記画像入力部１０３により撮影する通行者の顔を照明する照明手段を図示していないが、上記画像入力部１０３の近傍などに上記進路誘導部１００１及び１００２の間を通行する通行者の顔を照明する照明手段を設けるようにしても良い。
【００４２】
上記進路誘導部１００１，１００２，１００３，１００４，１００５，１００６，１００７は、歩行者に対して左方向に一定のカーブを描きくような進路を誘導するように進行方向に沿った位置に設けられるものである。図１０に示す例では、１００１と１００２、１００３と１００４，１００３と１００６、１００５と１００７がそれぞれ歩行者に対する誘導路を形成している。従って、歩行者は、１００１と１００２との間、１００３と１００４との間、１００３と１００６との間、１００５と１００７との間を順次通行することにより、左方向に一定のカーブを描くように通行する。
【００４３】
また、図１０に示す構成例では、進路誘導部１００４は、画像入力部１０３を支持する支持部として機能するとともに、歩行者の進路を誘導する機能を有している。すなわち、上記進路誘導部１００４は、上記進路誘導部１００１、１００２と相対的な位置関係が上記第１の実施の形態と同様な位置関係となるような位置に設置され、さらに、上記進路誘導部１００３との間に歩行者を誘導するような位置に設置される。
【００４４】
これにより、図１０に示す構成例によれば、第１の実施の形態と同様に，歩行者の利便性を阻害することなく、歩行者の正面顔を確実に撮影できるとともに、歩行者に対して自然な進路誘導を行うことができる。さらに、進路誘導部１００４に画像入力部１０３を取り付けるようにしたため、歩行者の正面顔を撮影するための画像入力部の違和感が少ない。
【００４５】
また、図１１に示す構成例では、図１０に示す構成例に加えて、進路誘導部１００６に画像入力部１０３ｂを取り付けたものである。これにより、図１１に示す構成例では、上記進路誘導部１００４に取り付けた画像入力部１０３ａと上記進路誘導部１００６に取り付けた画像入力部１０３ａとにより歩行者の正面顔画像を撮影するようになっている。従って、図１１に示す構成例では、歩行者が曲線状の進路を進む間に、歩行者の正面顔を撮影する機会を複数回設けることができる。また、図１１に示す構成例においても、上記進路誘導部１００１及び１００２の間を通行する通行者あるいは上記進路誘導部１００３〜１００７により誘導される通行者の顔を照明する照明手段を設けるようにしても良い。
【００４６】
すなわち、図１１に示す構成例のように、進路誘導部に複数の画像入力部を複数箇所に取り付け、進路誘導部により誘導される進路を通行中の歩行者に対して、複数の地点で、正面顔画像を撮影する機会を設けるようにしても良い。この場合、上記処理ユニット４０１では、顔検出部４１１が複数の画像入力部で入力した１人の歩行者に対する複数の画像から顔を検出する処理を行うようにする。
【００４７】
上記のように、図１１に示す構成例のように進路誘導部に複数の画像入力部を複数箇所に取り付けるようにすれば、図１０に示す構成例と同様な効果を有するとともに、進路誘導されている歩行者の正面顔を確実に撮影できる。
【００４８】
以上説明したように、第２の実施の形態によれば、歩行者の利便性を損なうことなく、歩行者に対して自然な進路誘導を行うことができ、自然な状態で歩行者の正面の顔画像を確実に撮影できる顔画像撮影装置を実現することができる。
【００４９】
次に、第３の実施の形態について説明する。
この第３の実施の形態に係る顔画像認識装置は、上記第１あるいは第２の実施の形態で説明した顔画像撮影装置を用いて撮影した画像に対して顔画像の認識処理を行うものである。従って、この第３の実施の形態に係る顔画像認識装置は、処理ユニット１２０１内の構成以外は、上記第１あるいは第２の実施の形態で説明した顔画像撮影装置と同様に構成される。なお、この第３の実施の形態に係る顔画像認識装置に用いられる歩行範囲限定部（あるいは進路誘導部）および支持部の構成は、上記第１、第２の実施の形態で説明したものと同様であるため説明は省略する。
【００５０】
図１２は、第３の実施例の形態に係る顔画像認識装置の画像の処理機能を概略的に示すブロック図である。
この顔画像認識装置の処理ユニット１２０１は、顔検出部（顔検出手段）１２１０、顔認識部（顔認識手段）１２１１、データ記録部１２１２などを有している。上記処理ユニット１２０１には、上記画像入力部１０３から画像が入力される。上記画像入力部１０３は，上記第１の実施の形態あるいは上記第２の実施の形態で説明した画像入力部１０３（あるいは１０３ａと１０３ｂ）と同様な構成を有している。また、上記顔検出部１２１０については、上記顔検出部４１１と同様であるので説明を省略する。
【００５１】
上記顔認識部１２１１は、例えば、図１３に示すように、顔パターン記憶部１３０１、類似度計算部１３０２、および、閾値処理部１３０３などを有している。
上記顔パターン記憶部（辞書）１３０１は、予め登録者の顔の特徴パターンとしての標準顔パターン（基準パターン）が記憶されている。上記顔パターン記憶部１３０１には、例えば、図１４に示すように、各登録者のカテゴリごとに基準パターンとしての顔パターンデータが記憶されている。
【００５２】
上記類似度計算部１３０２は、上記顔検出部１２１０により入力された画像データから検出された顔の特徴パターン（入力パターン）を正規化し、正規化した入力パターンと上記顔パターン記憶部１３０１に記憶されている基準パターンとの類似度を算出する処理（照合処理）を行う。また、上記閾値処理部１３０３は、上記類似度計算部１３０２により算出された類似度と所定の閾値とを比較して認識結果を出力するものである。
【００５３】
すなわち、上記顔認識部１２１１は、上記顔検出部１２１０から出力される顔領域の画像データを正規化した後、顔パターン記憶部１３０１に記憶してある標準顔パターン（基準パターン）と照合して、最も近い標準顔パターンを選択し、所定の閾値を比較することにより入力された顔画像の認識を行うものである。
【００５４】
また、上記データ記録部１２１２は、上記顔認識部１２１１から出力された認識結果としての類似度Ｓｉｍｃ（ｘ，ｙ）の最も高いカテゴリ名を認識結果として記憶装置１２１２ａに記録する。また、上記顔認識部１２１１から出力された類似度が所定の閾値以下であった場合、上記データ記録部１２１２は、登録されていない人物が通行したことを外部へ通報するとともに、上記画像入力部１０３が入力した当該画像データを上記記憶装置１２１２ａに記録する。
【００５５】
次に、上記類似度計算部１３０２による類似度計算処理（照合処理）について説明する。
図１５は、類似度計算部１３０２により実行される類似度計算処理の処理手順を説明するためのフローチャートである。
まず、上記顔検出部１２１０にて検出された顔パターンの範囲に対して、あらかじめ定められた縦および横画素の画像に大きさを正規化する（ステップ１５０１）。次に、カテゴリｃの初期設定を行なった後（ステップ１５０２）、顔パターン記憶部１３０１内にあらかじめ用意してあるカテゴリｃの顔パターン（辞書パターン）ｒｃ（ｉ，ｊ）と、正規化した顔パターン（入力画像）ｈ（ｘ，ｙ）との類似度Ｓｉｍｃ（ｘ，ｙ）を、下記に示す数４のように相関を求めることで計算する（ステップ１５０３）。
（数４）…Ｓｉｍｃ（ｘ，ｙ）＝Σｈ（ｘ＋ｉ，ｙ＋ｊ）・ｒｃ（ｉ，ｊ）／｛Σｈ（ｘ＋ｉ，ｙ＋ｊ）・Σｒｃ（ｉ，ｊ）｝
ここで顔パターン記憶部１１０１に記憶されている辞書パターンとなる基準の顔パターンｒｃ（ｉ，ｊ）は、たとえば、図１４に示すようなデータ構造をもっており、類似度計算部１３０２は、類似度Ｓｉｍｃ（ｘ，ｙ）の最も高いカテゴリ名を出力する（ステップ１５０４〜１５０８）。
【００５６】
カテゴリｃの顔パターンｒｃ（ｉ，ｊ）は、個人ごとにあらかじめ顔パターンを収集して，たとえば，複数収集した顔パターンの平均パターンとして求める。また、複数収集した顔パターンの変動成分を考慮して、混合類似度法や複合類似度法、局所相関法など他の手法で、顔パターンの認識を実施しても良い。
【００５７】
上記のように、第３の実施の形態では、上記第１、第２の実施の形態で説明した顔画像撮影装置により撮影した顔画像と予め登録されている基準パターン（登録データ）との認識処理を行うようにしたものである。これにより、第３の実施の形態によれば、歩行者の利便性を損なうことなく、顔を正面から確実に撮影した顔画像を用いて精度の高い顔認識処理を実現することができる。
【００５８】
なお、以上の説明では、通行者として歩行者を想定して説明したが、上記第１、第２、第３の実施の形態が適用される通行者は歩行者に限定されるものではない。例えば、上記第１、第２、第３の実施の形態は、車椅子等を利用する通行者に対しても適用可能である。
【００５９】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明によれば、歩行者の正面顔を確実に撮影するために歩行者に対する利便性が低下してしまうことがあるという問題点を解決するもので、歩行者の利便性を損なうことなく、正面顔を確実に撮影することができる顔画像撮影装置を提供できる。
【００６０】
また、歩行者の正面顔が確実に撮影できない場合には歩行者に対する顔認識の精度が低下してしまうという問題点を解決するもので、確実に撮影された歩行者の正面顔を用いて顔認識を実行でき、歩行者に対する精度の高い顔認識処理を実現できる顔認識装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施の形態に係る画像撮影装置の配置を示す図。
【図２】第１の実施の形態に係る画像撮影装置の配置を示す図。
【図３】第１の実施の形態に係る画像撮影装置の配置を示す図。
【図４】第１の実施の形態に係る画像撮影装置の構成を概略的に示すブロック図。
【図５】第１の実施の形態に係る画像入力部が出力する画像データの形態の一例を示す図。
【図６】第１の実施の形態に係る顔検出部が実行する処理手順を示すフローチャート。
【図７】第１の実施の形態に係る顔検出部の処理を模式的に示す図。
【図８】第１の実施の形態に係る画像撮影装置の配置における別の例を示す構成図。
【図９】第１の実施の形態に係る画像撮影装置の変形例を示す図。
【図１０】第２の実施の形態に係る通行誘導装置の配置を示す構成図。
【図１１】第２の実施の形態に係る通行誘導装置の変形例を示す図。
【図１２】第３の実施の形態に係る画像認識装置を示す図。
【図１３】第３の実施の形態に係る顔認識部の構成を概略的に示すブロック図。
【図１４】第３の実施の形態に係る類似度計算部が実行する処理手順を示すフローチャート。
【図１５】第３の実施の形態に係る顔パターン記憶部が記憶する辞書パターンの構造を示す図。
【符号の説明】
Ｐ…歩行者（通行者）、１０１，１０２，８０１，８０２，９０１，９０２…歩行範囲限定部（誘導手段、通行範囲限定手段）、１０３（１０３ａ、１０３ｂ）…画像入力部（画像入力手段）、１０４…支持部（支持手段）、４１１、１２１０…顔検出部（顔検出手段）、４１２…画像記録部（画像記録手段）、１００１，１００２，１００３，１００４，１００５，１００６，１００７…進路誘導部（進路誘導手段）、１２１１…顔認識部（顔認識手段）
【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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