(57)【要約】【課題】被認証者の顔に当たる外光の影響と被認証者の背景に映りこむ照明の影響を排除し、常に安定した照合環境を整えることができる顔認証装置を提供する。【解決手段】被認証者の顔画像を入力するカメラ２を備えた操作部１に３つの照度計８ａ，８ｂ，８ｃを設置して、操作部１の近傍の照度を測定し、その各測定結果に基づき、最大開放時に少なくとも操作部１および当該操作部１と相対向する被認証者の顔部分を含む領域を覆うように設置された開閉自在な遮光用のジャバラ装置２２を２段階に開閉制御する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被認証者と相対向するよう壁面に設置され、少なくとも被認証者の顔画像を撮影して入力する画像入力手段を備えた操作部と、
この操作部および当該操作部と相対向する被認証者の顔部分に当たる外光を遮断するもので、最大開放時に少なくとも前記操作部および当該操作部と相対向する被認証者の顔部分を含む領域を覆うように構成された開閉可能な遮光装置と、
前記操作部の近傍の照度を測定する照度測定手段と、
この照度測定手段により測定された照度に基づき前記遮光装置を開閉制御する制御手段と、
前記操作部の画像入力手段により入力された顔画像に基づく情報とあらかじめ登録された辞書情報とを照合することにより当該被認証者が本人であるか否かを認証する認証手段と、
を具備したことを特徴とする顔認証装置。
【請求項２】
前記遮光装置は、少なくとも前記操作部および当該操作部と相対向する被認証者の顔部分を含む領域の少なくとも左右にそれぞれ開閉自在に設けられた遮光用ジャバラ体を有して構成されていて、これら２つの遮光用ジャバラ体は前記制御手段によりそれぞれ別々に開閉制御されること特徴とする請求項１記載の顔認証装置。
【請求項３】
前記遮光装置は、少なくとも前記操作部および当該操作部と相対向する被認証者の顔部分を含む領域の少なくとも左右および上部にそれぞれ開閉自在に設けられた遮光用ジャバラ体を有して構成されていて、これら３つの遮光用ジャバラ体は前記制御手段によりそれぞれ別々に開閉制御されること特徴とする請求項１記載の顔認証装置。
【請求項４】
前記照度測定手段は、前記操作部の周囲に配設された複数の照度計を有して構成され、前記制御手段は、これら複数の照度計の各測定値に基づき前記各遮光用ジャバラ体をそれぞれ別々に開閉制御すること特徴とする請求項２または請求項３記載の顔認証装置。
【請求項５】
通行者と相対向するよう壁面に設置され、少なくとも通行者の顔画像を撮影して入力する画像入力手段を備えた操作部と、
この操作部および当該操作部と相対向する通行者の顔部分に当たる外光を遮断するもので、最大開放時に少なくとも前記操作部および当該操作部と相対向する通行者の顔部分を含む領域を覆うように構成された開閉可能な遮光装置と、
前記操作部の近傍の照度を測定する照度測定手段と、
この照度測定手段により測定された照度に基づき前記遮光装置を開閉制御する制御手段と、
前記操作部の画像入力手段により入力された顔画像に基づく情報とあらかじめ登録された辞書情報とを照合することにより当該通行者が本人であるか否かを認証する認証手段と、
この認証手段の認証結果に応じて当該通行者の通行を制御する通行制御手段と、
を具備したことを特徴とする通行制御装置。
【請求項６】
前記遮光装置は、少なくとも前記操作部および当該操作部と相対向する通行者の顔部分を含む領域の少なくとも左右にそれぞれ開閉自在に設けられた遮光用ジャバラ体を有して構成されていて、これら２つの遮光用ジャバラ体は前記制御手段によりそれぞれ別々に開閉制御されること特徴とする請求項５記載の通行制御装置。
【請求項７】
前記遮光装置は、少なくとも前記操作部および当該操作部と相対向する通行者の顔部分を含む領域の少なくとも左右および上部にそれぞれ開閉自在に設けられた遮光用ジャバラ体を有して構成されていて、これら３つの遮光用ジャバラ体は前記制御手段によりそれぞれ別々に開閉制御されること特徴とする請求項５記載の通行制御装置。
【請求項８】
前記照度測定手段は、前記操作部の周囲に配設された複数の照度計を有して構成され、前記制御手段は、これら複数の照度計の各測定値に基づき前記各遮光用ジャバラ体をそれぞれ別々に開閉制御すること特徴とする請求項６または請求項７記載の通行制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば、被認証者の顔画像を基に被認証者が本人であるか否かを認証する顔認証装置、および、この顔認証装置を用いて通行者の通行（たとえば、重要施設の入退室など）を制御する通行制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、たとえば、セキュリティ管理などにおいて、被認証者の顔画像を基に被認証者が本人であるか否かを認証する顔認証装置が開発されている。  
一般に、この種の顔認証装置は、顔画像を入力するためのカメラやカラー液晶表示部などを備えた操作部と、認証処理などを行なうための認証エンジンやカメラ制御部などを備えた制御部とによって構成されていて、操作部のカメラからの入力画像を液晶表示部に表示しながら、被認証者の顔画像を取得して、顔の特徴点を抽出し、この抽出した特徴点を辞書情報として登録する。
【０００３】
その後は、カメラからの入力画像を液晶表示部に表示しながら、被認証者の顔画像を取得する度に、顔の特徴点を抽出して、この抽出した特徴点をあらかじめ登録された辞書情報と照合することにより、被認証者が本人であるか否かを認証するようになっている。
【特許文献１】特開平７−１８１５７９号公報
【特許文献２】特開平１０−３１４１５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
１．被認証者の顔部分に当たる外光の影響
被認証者の顔部分に外光が当たる場合がある。この場合、顔の左右照度変化が約２００ルクス（Ｌｘ）以上発生すると認証（照合）性能が大きく低下する。また、１５００Ｌｘ以上の光が顔に当たる場合、カメラから取得した顔画像に白飛びが発生し、照合ができない状態となることがある。
【０００５】
２．背景照明の影響
照合画像の人物の背景に天井照明や部屋の窓部が映り込んだ場合、その照明の明るさの変化により通常、カメラが自動的に調整を行なうが、顔画像を登録したときと認識（照合）するときで明るさの変化が大きい場合、認識（照合）精度の低下を招く恐れがある。
【０００６】
３．パスワードの流出
パスワード入力を必要とする顔認証装置において、パスワードの入力を行なった場合、被認証者の背後から覗き見され、パスワードが流出することがある。これにより、パスワードを盗んだなりすまし通行をされる可能性がある。
【０００７】
そこで、本発明は、被認証者の顔に当たる外光の影響と被認証者の背景に映りこむ照明の影響を排除し、常に安定した照合環境を整えることができる顔認証装置および通行制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の顔認証装置は、被認証者と相対向するよう壁面に設置され、少なくとも被認証者の顔画像を撮影して入力する画像入力手段を備えた操作部と、この操作部および当該操作部と相対向する被認証者の顔部分に当たる外光を遮断するもので、最大開放時に少なくとも前記操作部および当該操作部と相対向する被認証者の顔部分を含む領域を覆うように構成された開閉可能な遮光装置と、前記操作部の近傍の照度を測定する照度測定手段と、この照度測定手段により測定された照度に基づき前記遮光装置を開閉制御する制御手段と、前記操作部の画像入力手段により入力された顔画像に基づく情報とあらかじめ登録された辞書情報とを照合することにより当該被認証者が本人であるか否かを認証する認証手段とを具備している。
【０００９】
また、本発明の通行制御装置は、通行者と相対向するよう壁面に設置され、少なくとも通行者の顔画像を撮影して入力する画像入力手段を備えた操作部と、この操作部および当該操作部と相対向する通行者の顔部分に当たる外光を遮断するもので、最大開放時に少なくとも前記操作部および当該操作部と相対向する通行者の顔部分を含む領域を覆うように構成された開閉可能な遮光装置と、前記操作部の近傍の照度を測定する照度測定手段と、この照度測定手段により測定された照度に基づき前記遮光装置を開閉制御する制御手段と、前記操作部の画像入力手段により入力された顔画像に基づく情報とあらかじめ登録された辞書情報とを照合することにより当該通行者が本人であるか否かを認証する認証手段と、この認証手段の認証結果に応じて当該通行者の通行を制御する通行制御手段とを具備している。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、被認証者の顔に当たる外光の影響と被認証者の背景に映りこむ照明の影響を排除し、常に安定した照合環境を整えることができる顔認証装置および通行制御装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。  
図１は、本実施の形態に係る顔認証装置を用いた通行制御装置の構成を概略的に示すものである。図１において、操作部１は、この例では、被認証者の顔画像（少なくとも顔を含んでいる画像）を撮影して入力する画像入力手段としてのビデオカメラ（以降、単にカメラと略称する）２、カメラ２による顔画像の撮影時に被認証者の顔部分を照明する照明灯３、カメラ２で入力された被認証者の顔画像や各種操作案内などを表示する表示手段としての表示部（たとえば、カラー液晶表示器）４、被認証者が自己固有の識別情報としてＩＤ番号などを入力する入力手段としてのキーボード５、被認証者に対して各種音声案内などを行なう音声案内手段としてのスピーカ６、および、操作部１の近傍の照度を測定する照度測定手段として複数（この例では３つ）の照度計８ａ，８ｂ，８ｃを備えていて、被認証者の顔部分と相対向する壁面に設置される。  
操作部１は制御部９に接続されている。すなわち、操作部１のカメラ２、照明灯３、表示部４、キーボード５、スピーカ６、照度計８ａ，８ｂ，８ｃは、それぞれカメラ制御部１０、照明制御部１１、表示制御部１２、キー入力制御部１３、音声制御部１４、照度計制御部１５を介して主制御部（制御手段）１６に接続されている。
【００１２】
主制御部１６には、顔画像による認証処理を行なう認証手段としての認証処理部１７、ゲート制御部１９、および、ジャバラ制御部２１がそれぞれ接続されている。
【００１３】
このような構成により、カメラ２で入力された被認証者の顔画像、および、キーボード５で入力された被認証者のＩＤ番号は、カメラ制御部１０、キー入力制御部１３、主制御部１６を介して認証処理部１７へ送られる。認証処理部１７は、あらかじめ被認証者のＩＤ番号に対応させて複数の顔画像データが辞書情報として登録されている辞書１８を備えていて、この辞書１８から入力されたＩＤ番号に対応する辞書情報を選択し、この選択した辞書情報と入力された顔画像データとを照合することにより被認証者が本人であるか否かを認証し、その認証結果を主制御部１６へ送るようになっている。
【００１４】
また、主制御部１６は、認証処理部１７からの認証結果に基づき、ゲート制御部１９を介して通行ゲート２０の開閉制御を行なうことにより、被認証者（通行者）の通行を制御する。通行ゲート２０は、たとえば、住宅の玄関に設置された入退出用ドア、あるいは、重要施設の入退出用ドアなどである。ここに、ゲート制御部１９および通行ゲート２０は通行制御手段を構成している。
【００１５】
さらに、主制御部１６は、照度計８ａ，８ｂ，８ｃの各測定値に基づき、ジャバラ制御部２１を介してジャバラ装置２２を開閉制御することより、被認証者の顔に当たる外光の影響と被認証者の背景に映りこむ照明の影響を排除し、常に安定した照合環境を整えるようになっている。ここに、ジャバラ制御部２１およびジャバラ装置２２は遮光装置を構成しており、その詳細は後述する。
【００１６】
図２は、操作部１の外観構成の具体例を示すものである。すなわち、操作部１の前面には、カメラ２、表示部４、キーボード５およびスピーカ６が設けられているとともに、図面に対し右側の端部に照明灯３が設けられている。この場合、表示部４の下方にカメラ２が設けられ、表示部４と照明灯３との間にキーボード５およびスピーカ６が設けられている。
【００１７】
また、スピーカ６の上部には照度計８ａが配設されているとともに、操作部１の左右両側面にはそれぞれ照度計８ｂ，８ｃが配設されていて、これにより操作部１の上部および左右の照度をそれぞれ測定するようになっている。
【００１８】
図３〜図５は、ジャバラ装置２２の構成を模式的に示すものである。すなわち、操作部１は、たとえば、廊下や部屋の壁面２３に被認証者Ｍの顔部分と相対向するに取り付けられている。このように設置された操作部１の上部および左右には、それぞれ開閉自在な遮光用ジャバラ体３１ａ，３１ｂ，３１ｃが設けられている。
【００１９】
遮光用ジャバラ体３１ａ，３１ｂ，３１ｃは、最大開放時に少なくとも操作部１および当該操作部１と相対向する被認証者Ｍの顔部分を含む領域を扇状に覆うように、その上部および左右にそれぞれ設けられていて、ジャバラ開閉レール３２ａ，３２ｂに沿って図示矢印方向に扇状に開閉駆動されるようになっている。
【００２０】
これら３つの遮光用ジャバラ体３１ａ，３１ｂ，３１ｃは、それぞれステッピングモータ３３ａ，３３ｂ，３３ｃ（上部の遮光用ジャバラ体３１ａを駆動するステッピングモータ３３ａは図示せず）の回転軸に連結されていて、これらステッピングモータ３３ａ，３３ｂ，３３ｃによりそれぞれ別々に複数段階に開閉制御される。この場合、遮光用ジャバラ体３１ａ，３１ｂ，３１ｃは、それぞれステッピングモータ３３ａ，３３ｂ，３３ｃの回転軸を支点に扇状に開閉駆動されるようになっている。  
なお、図３および図４において、符号３４は操作部１の上部に設置された補助照明灯である。
【００２１】
次に、上記のような構成において、顔認証処理の動作について説明する。  
まず、登録処理について簡単に説明する。  
本装置の電源オン後、操作部１のキーボード５にて所定の操作を行なうことにより管理者メニューに入る。ここで、新規登録または登録更新メニューを選択し、登録者が操作部１のカメラ２の前に位置する。このとき、登録者は、カメラ２から約４０CM離れた位置に立ち、カメラ２が取込んだ画像が表示部４に表示され、顔を検知していることを確認する。
【００２２】
次に、登録者は、操作部１のキーボード５にて自己のＩＤ番号を入力した後、登録を実行する。登録が実行されると、認証処理部１７において、入力された顔画像から顔の特徴点を抽出し、その抽出した特徴点を辞書情報として、入力されたＩＤ番号と対応させて辞書１８に登録（記憶）する。これで登録処理が終了する。
【００２３】
次に、認証処理について図６に示すフローチャートを参照して説明する。  
なお、初期状態では、３つの遮光用ジャバラ体３１ａ，３１ｂ，３１ｃは、それぞれ壁面２３に対し閉じた状態に設定されているものとする。
【００２４】
被認証者（通行者）は、操作部１のキーボード５にて自己のＩＤ番号を入力した後、操作部１のカメラ２の前に位置する（ステップＳ１）。このとき、被認証者は、カメラ２から約４０CM離れた位置に立つ。カメラ２が取込んだ画像により顔を検知した時点で、自動的に認証処理を開始する。
【００２５】
すなわち、主制御部１６は、被認証者ありを検知すると（ステップＳ２）、まず上部の照度計８ａを用いて照度を測定する（ステップＳ３）。次に、主制御部１６は、照度計８ａで測定した照度が、たとえば１５００Ｌｘ以上か否かをチェックし（ステップＳ４）、１５００Ｌｘ以上なければステップＳ５に進む。
【００２６】
ステップＳ４でのチェックの結果、１５００Ｌｘ以上あれば、天井の照明等が照合に影響を与えるため、主制御部１６は、ジャバラ制御部２１を介してジャバラ装置２２に対し上部の遮光用ジャバラ体３１ａを例えば４５度開くよう指示を送る。これにより、上部の遮光用ジャバラ体３１ａは、図５に示すように４５度開いた状態に設定される（ステップＳ６）。これにより、天井の照明等による外光を遮蔽することができる。
【００２７】
次に、主制御部１６は、ステップＳ５において、左右の照度計８ｂ，８ｃを用いてそれぞれ照度を測定する。次に、主制御部１６は、左右の照度計８ｂ，８ｃで測定した各照度の差が、たとえば２００Ｌｘ以上か否か、またいずれか一方の測定値が１５００Ｌｘ以上か否かをチェックし（ステップＳ７）、照度差が２００Ｌｘ以上なく、かつ、いずれか一方の測定値が１５００Ｌｘ以上なければステップＳ８に進む。
【００２８】
ステップＳ７でのチェックの結果、照度差が２００Ｌｘ以上あるか、いずれか一方の測定値が１５００Ｌｘ以上あれば、左右方向からの外光等が照合に影響を与えるため、主制御部１６は、ジャバラ装置２２に対し照度値が高い方の遮光用ジャバラ体３１ｂまたは３１ｃを例えば９０度開くよう指示を送る。これにより、左側の照度値が高い場合は左側の遮光用ジャバラ体３１ｂが図３に示すように９０度開いた状態に設定され、右側の照度値が高い場合は右側の遮光用ジャバラ体３１ｃが図４に示すように９０度開いた状態に設定される（ステップＳ９）。これにより、左右方向からの外光等を遮蔽することができる。
【００２９】
次に、主制御部１６は、ステップＳ８において、照合処理を開始する。すなわち、照合処理が開始されると、認証処理部１７において、カメラ２が取込んだ顔画像から特徴点を抽出するとともに、入力されたＩＤ番号に対応する辞書情報を辞書１８から選択し、この選択した辞書情報と上記抽出した特徴点とを照合することにより、被認証者が本人であるか否かを認証し、その認証結果を主制御部１６へ送る。
【００３０】
主制御部１６は、認証処理部１７から認証結果を受けると、その認証結果を参照することにより認証成功か否かを判定し、認証成功の場合、すなわち、入力された顔画像と辞書情報とが一致した場合、操作部１のスピーカ６に認証成功の音声案内を出力するとともに、表示部４に認証終了の案内を表示して、ゲート制御部１９に開放命令を送る。ゲート制御部１９は、主制御部１６からの開放命令を受けると、通行ゲート２０を開放し、被認証者（通行者）の通行を許可する。
【００３１】
一方、認証不成功の場合、すなわち、入力された顔画像と辞書情報とが不一致の場合、主制御部１６は、操作部１のスピーカ６に認証不成功の音声案内を出力するとともに、表示部４に認証未終了の案内を表示して、当該認証処理を終了する。
【００３２】
なお、パスワードの入力を必要とする認証処理を行なう場合、たとえば、３つの遮光用ジャバラ体３１ａ，３１ｂ，３１ｃをそれぞれ９０度開いた状態に設定することにより、被認証者が入力するパスワードを背後から覗き見されることを防止できる。
【００３３】
このように、上記実施の形態によれば、被認証者の顔画像を入力するカメラ２を備えた操作部１に３つの照度計８ａ，８ｂ，８ｃを設置して、操作部１の近傍の照度を測定し、その各測定結果に基づき、最大開放時に少なくとも操作部１および当該操作部１と相対向する被認証者の顔部分を含む領域を覆うように設置された開閉自在な遮光用ジャバラ体３１ａ，３１ｂ，３１ｃを２段階に開閉制御することにより、被認証者の顔に当たる外光の影響と被認証者の背景に映りこむ照明の影響を排除し、常に安定した照合環境を整えることができる。
【００３４】
また、パスワードの入力を必要とする認証処理を行なう場合、３つの遮光用ジャバラ体３１ａ，３１ｂ，３１ｃをそれぞれ９０度開いた状態に設定することにより、被認証者が入力するパスワードを背後から覗き見され、他人のパスワードを使用したなりすまし通行を防ぐことができる。
【００３５】
なお、前記実施の形態では、操作部１の上部および左右にそれぞれ開閉自在な遮光用ジャバラ体３１ａ，３１ｂ，３１ｃを設けた場合について説明したが、たとえば、天井の照明等の影響がない場所に設置した場合、上部の遮光用ジャバラ体３１ａは省略してもよい。すなわち、少なくとも左右の遮光用ジャバラ体３１ｂ，３１ｃを設ければよい。
【００３６】
また、前記実施の形態では、遮光装置として遮光用ジャバラ体を用いた場合について説明したが、必ずしも遮光用ジャバラ体でなくともよく、開閉動作により遮光できるものであれば、どのようなものでもよい。
【００３７】
また、前記実施の形態では、操作部１に設けたキーボード５からＩＤ番号を入力させ、この入力されたＩＤ番号に対応する辞書情報を辞書１８から選択し、この選択した辞書情報と入力された顔画像とを照合することにより、被認証者が本人であるか否かを認証する場合について説明したが、ＩＤ番号の入力を省略してもよい。すなわち、入力された顔画像を辞書１８に登録されている全ての辞書情報と照合することにより被認証者が本人であるか否かを認証する。
【００３８】
また、前記実施の形態では、顔画像以外の情報としてＩＤ番号を併用する場合について説明したが、これに限定されるものでなく、たとえば、ＩＣカードや磁気カードからなるＩＤカードにより顔画像以外の情報を入力するようにしてもよい。その場合、操作部１にカードリーダを設ければよい。
【００３９】
さらに、前記実施の形態では、操作部１にカメラ２、主照明灯３、表示部４、キーボード５、スピーカ６、照度計８ａ，８ｂ，８ｃを設けた場合について説明したが、これらを全て設ける必要はなく、必要に応じて選択的に組合わせればよい。すなわち、操作部１は、少なくとも被認証者の顔画像を撮像して入力する画像入力手段としてのカメラを備えていればよい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施の形態に係る顔認証装置を用いた通行制御装置の構成を概略的に示すブロック図。
【図２】操作部の外観構成の具体例を示す正面図。
【図３】ジャバラ装置の構成を模式的に示す左側面図。
【図４】ジャバラ装置の構成を模式的に示す右側面図。
【図５】ジャバラ装置の構成を模式的に示す正面図。
【図６】認証処理の流れを説明するフローチャート。
【符号の説明】
【００４１】
１…操作部、２…カメラ（画像入力手段）、３…照明灯、４…表示部（表示手段）、５…キーボード（入力手段）、６…スピーカ（音声案内手段）、８ａ，８ｂ，８ｃ…照度計（照度測定手段）、９…制御部、１５…照度計制御部、１６…主制御部、１７…認証処理部（認証手段）、１８…辞書、１９…ゲート制御部（通行制御手段）、２０…通行ゲート（通行制御手段）、２１…ジャバラ制御部、２２…ジャバラ装置（遮光装置）、２３…壁面、３１ａ，３１ｂ，３１ｃ…遮光用ジャバラ体、３２ａ，３２ｂ…ジャバラ開閉レール、３３ａ，３３ｂ，３３ｃ…ステッピングモータ、Ｍ…被認証者。
【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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