(57)【要約】【課題】周囲光レベルに応答して光源の照明レベルを制御するために構成された光源コントローラを含む物体認識システムが提供する。【解決手段】本システム１００は、光源１１４により照明される物体１１２の画像を捕捉するために構成されたカメラ１０２を含む。コンピュータ１０６は画像を表すデータを記憶された画像データと比較する。周囲光レベルに応答して物体に向かって指向された光源の照度レベルを制御する動作を含む。また本方法は、周囲光レベルを決定するステップ、周囲光レベルに応答して物体に対する照明レベルを設定するステップ、照明レベルで物体を照明するステップ、物体の少なくとも一部の画像を捕捉するためにカメラを操作するステップ、画像を表すデータと記憶された画像データを比較するステップ、および画像と記憶画像データの比較に応答して安全エリアへ物体のアクセスを許容するステップを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
周囲光に応答して光源の照明レベルを制御するように構成された光源コントローラと、
前記光源により照明される物体の画像を捕捉するように構成されたカメラと、
前記画像を表すデータを記憶された画像データと比較するように構成されたコンピュータと、
を含む物体認識システム。
【請求項２】
前記光源コントローラは、前記周囲光が第１の周囲光レベルにある時に前記光源のための第１の照明レベルを確立し、前記周囲光が第２の周囲光レベルにある時に前記光源のための第２の照明レベルを確立するように構成され、前記第１の照明レベルは前記第２の照明レベルよりも高く、前記第１の周囲光レベルは前記第２の周囲光レベルよりも高い、請求項１に記載の物体認識システム。
【請求項３】
前記光源コントローラは光センサを含み、前記光源コントローラは、前記光センサに伝達された前記周囲光のレベルに応答して前記光源の照明レベルを制御するように構成されている、請求項１に記載の物体認識システム。
【請求項４】
前記光源コントローラはスイッチを含み、そして前記光センサ上に伝達された前記周囲光のレベルが前記スイッチの状態を制御して前記光源の前記照明レベルを制御する、請求項３に記載の物体認識システム。
【請求項５】
前記光源コントローラはさらに少なくともひとつのリレーを含み、前記スイッチの状態は前記少なくともひとつのリレーの状態を制御して前記光源の前記照明レベルを制御する、請求項４に記載の物体認識システム。
【請求項６】
前記光源コントローラはさらに調光器を含み、前記スイッチの前記状態は前記調光器の抵抗を制御して前記光源の前記照明レベルを制御する、請求項４に記載の物体認識システム。
【請求項７】
前記スイッチはトランジスタを含む、請求項４に記載の物体認識システム。
【請求項８】
前記物体は人の顔を含む、請求項４に記載の物体認識システム。
【請求項９】
周囲光レベルに応答して物体に向かって指向された光源の照明レベルを制御するステップを含む、物体認識システムにおいて物体を照明する方法。
【請求項１０】
前記光源の前記照明レベルは、前記周囲光レベルが所定の光レベルよりも大きい時に第１のレベルを達成するために制御される、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記光源の前記照明レベルは、前記周囲光レベルが前記所定の光レベルよりも小さい時に第２のレベルを達成するために制御される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記第１のレベルは前記第２のレベルより大きい、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記物体は人の顔を含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
周囲光レベルを検出するステップと、
前記周囲光レベルに応答して物体に対して周囲光レベルを設定するステップと、
前記物体を前記周囲光レベルに照明するステップと、
前記物体の少なくとも一部の画像を捕捉するためにカメラを操作するステップと、
前記画像を表すデータと記憶された画像データとを比較するステップと、
前記画像と記憶された画像データとの前記比較に応答して安全エリアへの前記物体のアクセスを許容するステップと、
を含む、安全エリアへの物体のアクセス制御する方法。
【請求項１５】
前記周囲光レベルが所定の光レベルよりも大きい時に前記照明レベルが第１のレベルに設定される、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記周囲光レベルが所定の光レベルよりも小さい時に前記照明レベルが第２のレベルに設定される、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記第１のレベルは前記第２のレベルより大きい、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記物体は人の顔を含む、請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体認識システムに関し、特に、改良されたフューチャー認識を達成するための適応光源を備えた物体認識システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
顔面認識システムのような、物体認識システムは一般にカメラおよびコンピュータを含む。顔面認識システムにおいて、例えば、カメラは画像として物体（物体）のフューチャーを捕らえ、そしてコンピュータは画像の関連する処理を実行する。コンピュータは捕捉された顔面画像を表すデジタルコードを生成しても良い。デジタルコードは、各種の点、距離、人の顔面特徴の測定、例えば両目の距離、鼻の広さなどを使用して生成されて良い。コンピュータはそれから画像の顔面表示と記憶された顔面表示とを比較する。２つの顔面表示間受容可能な相関が得られるならば、そのときシステムは得られた顔面表示を認識し、そして適切なアクションがシステムにより取られる。
【０００３】
物体認識システムは各種のアプリケーションに使用できる。ひとつのこのようなアプリケーションは、安全エリアへのアクセスを制御することである。例えば、顔面認識システムにおいて、カメラにより取られた人の顔の画像が認識されそして権限のある部局の記憶されたデータと相関するか否かに基づいて安全エリアへのアクセスを許されるかまたは拒否される。
【０００４】
このそして別のアプリケーションにおいて、画像が捕らえられる時間の照明条件により正確な画像を得るために困難が生じ得る。顔面認識システムにおいて、例えば、物体面の光またはライトは、正確な画像を捕捉するために十分に一定に確立しなければならない。光が暗すぎるか明るすぎる場合、捕捉された画像はシステムにより正しく認識されない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
物体への適切な照明作用を確立する挑戦が、周囲光が自然光を含む時に促進される。自然光が存在する時に、周囲光レベルは、１日の時間、気候、季節などに基づいて大きく変わることがある。周囲光の広い変化は、既知のシステムにおいて捕捉された顔面画像を信頼良く識別するための能力に重大な効果を及ぼす。
【０００６】
従って、物体特徴の改良検出出力を与えるために周囲光レベルに適合する光源を備えた物体認識システムに対する要請がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一形態によれば、周囲光レベルに応答して光源の照明レベルを制御するために構成された光源コントローラを含む物体認識システムが提供される。本システムは、光源により照明される物体の画像を捕捉するために構成されたカメラを含む。コンピュータは画像を表すデータを記憶された画像データと比較する。
【０００８】
本発明の別の態様によると、周囲光レベルに応答して物体に向かって指向された光源の照度レベルを制御する動作を含む物体認識システムにおける物体を照明する方法を提供する。本発明の別の態様によると、安全エリアへの物体のアクセスを制御する方法が提供される。本方法は、周囲光レベルを決定するステップ、周囲光レベルに応答して物体に対する照明レベルを設定するステップ、照明レベルで物体を照明するステップ、物体の少なくとも一部の画像を捕捉するためにカメラを操作するステップ、画像を表すデータと記憶された画像データを比較するステップ、および画像と記憶画像データの比較に応答して安全エリアへ物体のアクセスを許容するステップを含む。
【０００９】
本発明のさらなる理解は、他の目的、特徴、利点と共に、図面と共に参照される次の詳細な記述によりなされるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
説明を簡略および平易にするため、本発明は顔面認識システムに関し、その例示の実施形態と共に記述されるであろう。しかし、当業者は本発明の特徴および利点は各種の物体認識システムにおける使用のための各種の構成において実現できることが理解されよう。そこで以下に記述される実施形態は、限定せずに例示の方法により実現されることが理解されよう。
【００１１】
図１は、本発明を構成する顔面認識システム（ＦＲＳ）１００の簡略ブロック図である。一般に、ＦＲＳ１００はレンズ１０４、コンピュータ１０６、光源コントローラ１１０、および光源１１４を備えたカメラ１０２を含むことができる。カメラ１０２は固定位置に設けられても良い。代わりに、カメラ位置コントローラが、カメラのパン、ティルト、ズームおよび／またはカメラ位置を各種の視角に調整して物体の高さおよび他の条件を変えることを考慮してカメラ１０２に結合しても良い。
【００１２】
当業者は、カメラ１０２、レンズ１０４、コンピュータ１０６及びカメラ位置コントローラ１０８が人の顔または他の物体のデジタル画像を獲得し且つ分析するために各種の既知の構成において提供されても良い。一般に、人は指定領域に進み、カメラ１０２のレンズ１０４が人の顔１１２に焦点を合わせることを許容する。顔１１２の画像はカメラ１０２により得られ且つコンピュータ１０６に転送される。コンピュータ１０６はそれから顔面画像のデジタル表示を生成することにより画像データを分析する。デジタル表示は、両目間の距離、鼻の広さなどの人の顔面特徴の各種点および距離を分析することにより生成され得る。
【００１３】
コンピュータ１０６は捕捉された画像のデジタル表示を多様な人からの記憶デジタル顔面表示と比較できる。獲得顔面画像と記憶顔面画像間の受容可能な相関がコンピュータ１０６によりなされると、ＦＲＳ１００は、顔面画像を識別し且つ適切な動作がＦＲＳ１００により取られても良い。
【００１４】
本発明を構成するＦＲＳシステムは、各種のアプリケーションにおいて利用される。ひとつのこのようなアプリケーションはアクセス制御アプリケーションであり、図２に例示されるように、安全エリア２０７へのアクセスがＦＲＳにより制御される。カメラのレンズ１０４は安全エントランス２０８の近くに位置されても良い。光源１１４はレンズ１０４に隣接して置かれても良い。例示の実施形態において、光源１１４はレンズ１０４上に位置決めされる。しかし、光源１１４は、人が指定エリア２０２に立つ時に人の顔を照射するために各種の位置に置かれても良い。
【００１５】
カメラ１０２により取られる画像が権限のある人員と関連するＦＲＳにより識別されるならば、ＦＲＳはアクチュエータ２０９にトリガし、安全エントランス２０８をロック解除して権限ある人へのアクセスを許容できる。カメラにより取られる画像がＦＲＳにより識別されないか、あるいは権限のない人員と関連していると識別されるならば、ＦＲＳはアクチュエータ２０９をトリガしてロック位置に安全エントランス２０８を保持し、識別できないまたは権限のない人員へのアクセスを拒否しても良い。識別されない人員はこのような場合にアクセスを否定されるから、ＦＲＳは適切にカメラ１０２により取られた顔面画像を読みとることが重要である。
【００１６】
有効に、光源コントローラ１１０は、広い範囲の周囲照明レベルにわたり読み取り可能な顔面画像を得るためにＦＲＳを支援する。図１を参照すると、光源コントローラ１１０は光源１１４を制御し、周囲光レベルと関連する照明レベルを有する光線１０９により人の顔１１２を照明する。特に、光源コントローラ１１０は、光源１１４を制御し選択されたレベルで人の顔を照明し顔の上に適切なコントラストを達成してその画像を信頼性良く捕捉する。例えば、システムが自然光を受けるエリアに設置されるなら、光源１１４の照明レベルは、周囲光が所定レベルより下にある時に、顔を過剰に照明することを避けるために減少され、そして周囲光が所定レベルより上にある時に、顔の陰を避けるために増加されても良い。
【００１７】
図３を参照すると、本発明を構成する光源コントローラ１１０と光源１１４のブロック図が提供されている。一般に、光源コントローラ１１０は光源３０２と制御回路３０４を含む。光源３０２は、物体の顔１１２に近接したエリアにおいて周囲照明条件を検知する。制御回路３０４は光センサ３０２に応答して光源１１４の照明レベルを調整し、検知された周囲光の見地で本物体の顔の上に適切なコントラストを達成する。
【００１８】
光センサ３０２は、Ｃｄセルのような技術上周知な任意の各種の光源で良い。コントローラ３０４は各種の回路構成および素子を含み光源１１４の照明レベルを制御する。光源１１４は任意のソース、例えば技術上周知なランプで良い。ひとつの実施形態では、ソースはタングステンランプで良い。
【００１９】
図４は本発明を構成する一例の光源コントローラ１１０と光源１１４である。例示の実施形態において、制御回路３０４ａは、１以上のスイッチ４０３、１以上のリレー４０５、および調光器４０７を含む。調光器４０７は、例えば光源の電流を確立することにより光源１１４の照明レベルを確立する。各種の調光器構成は当業者により知られており、商業上有効である。
【００２０】
調光器４０７は、スイッチ４０３に応答するリレー４０５により制御される。スイッチ４０３は、光センサ３０２により検出される周囲光条件に応答しても良い。スイッチ４０３は、開放および閉成状態であり、リレー４０５はスイッチの位置に応答して２つの位置のひとつに調光器４０７を位置決めし、ランプ３０６から２つの照明レベルを与える。当業者は、調光器を複数の位置に位置付け、ランプ３０６から関連する複数の照明を与えるために、複数のリレー及び／または複数のスイッチが提供され得ることが理解されよう。
【００２１】
図５を参照すると、例示の光源コントローラ１１０ａの回路図が例示されている。一般に、光源コントローラ１１０ａは、調光器４０７ａ、光センサ３０２ａ、スイッチ４０３ａ（トランジスタＱ１）、およびリレー４０５ａを含む。リレー４０５ａおよび光源３０２ａに電力を供給する付加的な回路が提供されても良い。例えば、降圧変圧器５１２が、通常の１２０／２２０ボルトＡＣを、例えば約１２から１４ＤＣボルトのＤＣ電源電圧レベルに降圧するために提供されても良い。
【００２２】
ＤＣ電源電圧は、Ｃｄセル３０２ａおよび可変抵抗器Ｒ２を通り供給できる。例示の実施形態において、トランジスタＱ１は、バイポーラＮＰＮ型トランジスタであり、その制御端子またはベース端子は光センサ３０２ａとＲ２の間にノードＮで接続されている。トランジスタＱ１は、ノードＮで電圧に応答し、開成（コレクタ電流無し）または閉成（コレクタ電流）のいずれかであるスイッチのように作動する。当業者に理解されるように、Ｃｄセル３０２ａは、その上に伝達される光の輝度に応答して変化する抵抗を示す。この結果、光の所望の輝度がＣｄセル３０２ａ上に伝達される時に、ノードＮの電圧はトランジスタを導通状態（スイッチ閉成）または非導通状態（スイッチ開成）に置くのに十分であるように、Ｒ２の値は選択される。例示の実施形態において、トランジスタＱ１が導通状態（スイッチ閉成）と非導通状態（スイッチ開成）の間に移動する閾値光レベルの調整を可能にするために、抵抗器Ｒ２は可変抵抗器として構成される。このような閾値は予め決定されそしてＣｄセル３０２ａの抵抗特性はそのアプリケーションにおいて既知で且つ安定しているならば、抵抗器Ｒ２は、所定の閾値を確立するために設定値を備えた非可変抵抗器でも良い。
【００２３】
トランジスタスイッチの状態はリレー４０５ａを制御し、このリレーは電磁石５１１と１組の通常開（Ｎ．Ｏ）接点５０７、５０９を含む。トランジスタスイッチＱ１が開成している時に、電磁石５１１は印加されて無く、そこでリレー４０５ａの可動片は電磁石５１１により吸引されない。従って、通常開接点５０７、５０９は開成に維持される。トランジスタスイッチＱ１が閉成されると、コレクタ電流は電磁石５１１に流れそしてリレーの可動片は通常開接点５０７、５０９を閉成する。
【００２４】
リレー制御の位置は調光器４０７ａの抵抗値をセットし、この抵抗値は光源への電流を確立することにより例えばランプ１１４ａの照明レベルを制御する。調光器４０７ａは、標準可変抵抗器５１０と直列の抵抗器Ｒ１の追加により変更される標準商業用可変調光器で良い。リレーが印加されず且つ通常開接点が開成に保持されているときに、調光器はＲ１に関連する抵抗を与えて照明の関連する第１のレベルにランプ１１４ａを調整する。しかし、リレー４０５ａが印加されて通常開接点閉成されている時に、調光器４０７ａは可変抵抗器５１０と関連する抵抗を与えて照明の関連する第２のレベルにランプ１１４ａを調整する。
【００２５】
照明の第１および第２のレベルは、可変抵抗器５１０と抵抗器Ｒ１に対する値の選択により調整できる。抵抗器Ｒ１は幾つかの実施形態では０から２０ｋオームの間にでも良い。可変抵抗器の値は、環境条件に依存する照明の所望の第２のレベルを達成するために調整される。しかし、いくつかのアプリケーションにおいて、抵抗器５１０が所定の第２の照明レベルを達成するためにセットされた値を持つ非可変抵抗器であっても十分である。
【００２６】
当業者は、各種の能動および／または受動要素が本発明を構成する光源コントローラを達成するために使用されても良いことが理解されよう。例えばＣｄセルのような複数の光センサが関連するスイッチとリレーを制御するために与えられても良い。各リレーはその関連するスイッチとＣｄセルに応答し、光源に供給される電流の変更により関連する照明レベルを確立する。
【００２７】
このように、変化する周囲光レベルに応答して光源コントローラを備えた物体認識システムが提供される。しかし、記述された実施形態は本発明を使用する例示であり限定するものではない。多くの他の実施形態が請求の範囲に限定されたような本発明の趣旨および範囲から実質的に逸脱することなく実施できることは、当業者は容易に理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明を構成する例示の物体認識システムのブロック図である。
【図２】アクセス制御アプリケーションにおける使用のための物体認識システムの透視図である。
【図３】本発明を構成する物体認識システムにおいて有効な光源および光源コントローラのブロック図である。
【図４】本発明を構成する物体認識システムにおいて光源を制御する光源コントローラを示す詳細なブロック図である。
【図５】図４の光源コントローラと光源の一実施形態のブロック図である。
【符号の説明】
【００２９】
１００    顔面認識システム
１０４    カメラ
１０６    コンピュータ
１１０    光源コントローラ
１１２    顔
１１４    光源
３０２    光センサ
４０３    スイッチ
４０５    リレー
４０７    調光器
【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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