(57)【要約】【課題】取得画像の安定を図り、認証成功率の向上と誤認証の低減が図れる顔認証装置を提供する。【解決手段】被認証者の顔画像をカメラで撮影し、得られた顔画像を辞書情報と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顔認証装置において、被認証者がいないときの照明環境を自己診断により解析し、この自己診断結果が基準値以外のとき自己診断結果が基準値以内となるように照明環境を制御する。【選択図】      図１
2005092700.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被認証者と対向するよう設置され、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、
この画像入力手段により入力された顔画像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、
前記画像入力手段の撮像視野内に被認証者が存在しないとき、所定時間ごとに少なくとも当該撮影視野内における周囲環境を自己診断により解析する環境自己診断手段と、
この環境自己診断手段の自己診断結果が基準値以外のとき、その自己診断結果に基づき当該自己診断結果が基準値以内となるように前記周囲環境を制御する環境制御手段と、
を具備したことを特徴とする顔認証装置。
【請求項２】
被認証者と対向するよう設置され、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、
この画像入力手段により入力された顔画像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、
前記画像入力手段の撮像視野内に被認証者が存在しないとき、所定時間ごとに少なくとも当該撮影視野内における周囲環境を自己診断により解析する環境自己診断手段と、
この環境自己診断手段の自己診断結果に基づき照合画像補正用パラメータを設定するパラメータ設定手段と、
前記認証手段における認証処理時、前記画像入力手段により入力される顔画像に対し前記パラメータ設定手段により設定されたパラメータに基づき輝度補正を施す画像補正手段と、
を具備したことを特徴とする顔認証装置。
【請求項３】
被認証者と対向するよう設置され、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、
この画像入力手段により入力された顔画像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、
前記画像入力手段の撮像視野内に被認証者が存在しないとき、所定時間ごとに少なくとも当該撮影視野内における周囲環境を自己診断により解析する環境自己診断手段と、
この環境自己診断手段の自己診断結果に基づき、当該環境自己診断手段により自己診断を行なった日および自己診断を行なった時間ごとに環境補正用パラメータを設定してなる環境データベースを作成するデータベース作成手段と、
前記認証手段における認証処理時、前記データベース作成手段により作成された環境データベースの現在の日付および時間と対応するパラメータを参照することにより、前記画像入力手段から最適な顔画像が得られるように前記周囲環境を制御する環境制御手段と、
を具備したことを特徴とする顔認証装置。
【請求項４】
前記画像入力手段による被認証者の顔の撮影時に当該被認証者の少なくとも顔部分を照明する照明手段をさらに具備し、
前記環境制御手段は、前記データベース作成手段により作成された環境データベースの現在の日付および時間と対応するパラメータを参照することにより、適正な照明環境が得られるように前記照明手段を制御することを特徴とする請求項３記載の顔認証装置。
【請求項５】
被認証者と対向するよう設置され、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、
この画像入力手段により入力された顔画像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、
前記画像入力手段の撮像視野内に被認証者が存在しないとき、所定時間ごとに少なくとも当該撮影視野内における周囲環境を自己診断により解析する環境自己診断手段と、
この環境自己診断手段の自己診断結果に基づき、当該自己診断結果の一定期間における統計的分布データを作成する統計的分布データ作成手段と、
前記認証手段における認証処理時、前記統計的分布データ作成手段により作成された統計的分布データを参照することにより前記画像入力手段により入力される顔画像に対し輝度補正を施す画像補正手段と、
を具備したことを特徴とする顔認証装置。
【請求項６】
前記環境自己診断手段は、前記画像入力手段の撮像視野内に被認証者が存在しないとき、所定時間ごとに前記画像入力手段から背景画像を取得し、この所定時間ごとに取得した背景画像の輝度分布を解析することを特徴とする請求項１，２，３，５のうちいずれかに記載の顔認証装置。
【請求項７】
前記環境自己診断手段は、前記画像入力手段の近傍に設置された照度計の出力に基づき、前記画像入力手段の撮像視野内に被認証者が存在しないとき、所定時間ごとに当該画像入力手段の近傍における照度分布を解析することを特徴とする請求項１，２，３，５のうちいずれかに記載の顔認証装置。
【請求項８】
前記画像入力手段による被認証者の顔の撮影時に当該被認証者の少なくとも顔部分を照明する照明手段をさらに具備し、
前記環境制御手段は、前記環境自己診断手段の自己診断結果が基準値以外のとき、当該自己診断結果に基づき適正な照明環境が得られるように前記照明手段を制御することを特徴とする請求項６または請求項７記載の顔認証装置。
【請求項９】
通行者と対向するよう設置され、少なくとも通行者の顔画像を撮像して入力する画像入力手段と、
この画像入力手段により入力された顔画像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、
前記画像入力手段の撮像視野内に通行者が存在しないとき、所定時間ごとに少なくとも当該撮影視野内における周囲環境を自己診断により解析する環境自己診断手段と、
この環境自己診断手段の自己診断結果が基準値以外のとき、その自己診断結果に基づき当該自己診断結果が基準値以内となるように前記周囲環境を制御する環境制御手段と、
を具備したことを特徴とする通行制御装置。
【請求項１０】
通行者と対向するよう設置され、少なくとも通行者の顔画像を撮像して入力する画像入力手段と、
この画像入力手段により入力された顔画像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、
前記画像入力手段の撮像視野内に通行者が存在しないとき、所定時間ごとに少なくとも当該撮影視野内における周囲環境を自己診断により解析する環境自己診断手段と、
この環境自己診断手段の自己診断結果に基づき照合画像補正用パラメータを設定するパラメータ設定手段と、
前記認証手段における認証処理時、前記画像入力手段により入力される顔画像に対し前記パラメータ設定手段により設定されたパラメータに基づき輝度補正を施す画像補正手段と、
を具備したことを特徴とする通行制御装置。
【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２００１−２３６４９９号公報
【特許文献２】特開２０００−６０８２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような顔認証装置は、その操作部の設置仕様において以下の条件を守る必要がある。  
１．外光の遮断  
２．昼夜／年間をとおし、被認証者の顔が一定の照度内、一定の変動範囲とする。  
しかしながら、設置環境には幅広いニーズがあり、照度を変動範囲内にすることが困難である。また、これらの要因が重なると、辞書登録時の特徴点抽出データと照合時（認証時）の特徴点抽出データの変動が大きくなる。その結果、被認証者を本人と認証する認証成功率の低下と、逆に被認証者を他人と間違えて認証する誤認証の発生が問題となる。
【０００５】
そこで、本発明は、取得画像の安定を図り、認証成功率の向上と誤認証の低減が図れ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】
【０００６】
本発明の顔認証装置は、被認証者と対向するよう設置され、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、この画像入力手段により入力された顔画像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、前記画像入力手段の撮像視野内に被認証者が存在しないとき、所定時間ごとに少なくとも当該撮影視野内における周囲環境を自己診断により解析する環境自己診断手段と、この環境自己診断手段の自己診断結果が基準値以外のとき、その自己診断結果に基づき当該自己診断結果が基準値以内となるように前記周囲環境を制御する環境制御手段とを具備している。
【０００７】
本発明の通行制御装置は、通行者と対向するよう設置され、少なくとも通行者の顔画像を撮像して入力する画像入力手段と、この画像入力手段により入力された顔画像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、前記画像入力手段の撮像視野内に通行者が存在しないとき、所定時間ごとに少なくとも当該撮影視野内における周囲環境を自己診断により解析する環境自己診断手段と、この環境自己診断手段の自己診断結果が基準値以外のとき、その自己診断結果に基づき当該自己診断結果が基準値以内となるように前記周囲環境を制御する環境制御手段とを具備している。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、被認証者が存在しないときの周囲環境を自己診断により解析する環境自己診断機能を設け、この自己診断の結果を加味した認証処理を行なうことにより、取得画像の安定を図り、認証成功率の向上と誤認証の低減が図れ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】
【０００９】
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（たとえば、ＣＣＤ型ビデオカメラ、以降、単にカメラと略称する）２、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案内手段としての表示部（たとえば、カラー液晶表示器）３、被認証者が自己固有の識別情報としてのＩＤ番号やパスワードなどを入力する入力手段としてのキーボード４、および、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５を備えていて、被認証者の顔部分と相対向する部位に設置される。
【００１０】
操作部１は制御部６に接続されている。すなわち、操作部１のカメラ２、表示部３、キーボード４、スピーカ５は、それぞれカメラ制御部７、表示制御部８、キー入力制御部９、音声制御部１０を介して主制御部（制御手段）１１に接続されている。
【００１１】
照明手段としての照明装置１２は、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もので、たとえば、４つの照明灯１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄから構成されていて、照明制御部１３を介して主制御部１１に接続されている。
【００１２】
主制御部１１には、各種データを記憶するための記憶手段としてのメモリ１４、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１５、辞書記憶手段としての辞書記憶部１６、および、ゲート制御部１７がそれぞれ接続されている。辞書記憶部１６には、たとえば、あらかじめ被認証者のＩＤ番号に対応させて複数の辞書情報が記憶（登録）されている。
【００１３】
このような構成において、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４で入力された被認証者のＩＤ番号は、カメラ制御部７、キー入力制御部９、主制御部１１を介して認証処理部１５へ送られる。認証処理部１５は、たとえば、入力されたＩＤ番号に対応する辞書情報を辞書記憶部１６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し、その認証結果を主制御部１１へ送るようになっている。
【００１４】
主制御部１１は、認証処理部１５からの認証結果に基づき、ゲート制御部１７を介して通行ゲート１８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１８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１７および通行ゲート１８は通行制御手段を構成している。
【００１５】
図２は、操作部１の外観構成および操作部１に対する照明装置１２の配置例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３、キーボード４およびスピーカ５がそれぞれ設けられている。この場合、表示部３の下方にカメラ２が設けられ、カメラ２の側部にキーボード４が設けられ、表示部３の側部にスピーカ５が設けられている。そして、操作部１の上部に照明灯１２ａが、操作部１の下部に照明灯１２ｂが、操作部１の左側部に照明灯１２ｃが、操作部１の右側部に照明灯１２ｄが、それぞれ配設されている。
【００１６】
次に、上記のような構成において、顔認証処理の基本動作について簡単に説明する。  
まず、辞書登録処理について説明する。  
本装置の電源オン後、操作部１のキーボード４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４０cm離れた位置に立ち、カメラ２が取込んだ画像が表示部３に表示され、顔を検知していることを確認する。
【００１７】
次に、登録者は、操作部１のキーボード４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１５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記憶部１６に登録（記憶）する。これで登録処理が終了する。
【００１８】
次に、認証処理（照合処理）について説明する。  
被認証者（通行者）は、操作部１のキーボード４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。このとき、被認証者は、カメラ２から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。
【００１９】
認証処理が開始されると、認証処理部１５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記憶部１６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１１へ送る。
【００２０】
主制御部１１は、認証処理部１５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５に認証成功の音声案内を出力するとともに、表示部３に認証終了の案内を表示して、ゲート制御部１７に開放命令を送る。ゲート制御部１７は、主制御部１１からの開放命令を受けると、通行ゲート１８を開放し、被認証者（通行者）の通行を許可する。
【００２１】
なお、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１１は、通行ゲート１８を閉じたままとし、操作部１のスピーカ５に認証不成功の音声案内を出力するとともに、表示部３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。
【００２２】
次に、本発明の特徴点でもある環境自己診断制御を中心とした認証動作について説明する。  
まず、第１の動作例について図３に示すフローチャートを参照して説明する。第１の動作例は、被認証者がいないときの周囲環境（背景画像の輝度分布）を自己診断により解析し、この自己診断結果が基準値以外のとき自己診断結果が基準値以内となるように周囲環境（たとえば、照明環境）を制御するものである。
【００２３】
カメラ２の前（撮影視野内）に被認証者が存在しない待機状態において（ステップＳ１，Ｓ２）、主制御部（環境自己診断手段）１１は、あらかじめ定められた所定時間（たとえば、３０分）ごとに周囲環境の自己診断を行なう（ステップＳ３）。  
すなわち、被認証者が存在しない待機状態時、カメラ２から背景画像を取得し、この取得した背景画像の輝度分布を解析する。ここに、輝度分布の解析とは、たとえば、カメラ２から取込んだ画像について、各画素の輝度（たとえば、０〜２５５の２５６段階の輝度レベル）をそれぞれ求めて、画像全体の平均輝度を計算することであり、この計算した平均輝度を自己診断結果とする。そして、この自己診断結果が基準値以内のとき（事前に行なっている辞書登録時の環境と差異がない）は診断ＯＫとし、自己診断結果が基準値以外（環境が明るすぎる、または暗すぎる）のとき（事前に行なっている辞書登録時の環境と差異が大きい）は診断ＮＧとする。
【００２４】
ステップＳ３の環境自己診断において診断ＯＫの場合はステップＳ１の待機状態に戻り、次の自己診断動作に備え、診断ＮＧの場合は照度安定化処理を行ない（ステップＳ４）、その後、ステップＳ１の待機状態に戻り、次の自己診断動作に備える。  
以上の動作を例えば３０分ごとに繰り返し行なう。これら一連の処理によって、認証処理以前に周囲環境を整えることが可能である。
【００２５】
ここに、照度安定化処理には以下のようなものが考えられる。  
１．照明、周囲照度変動要素の制御による周囲環境の安定化  
・操作部１の周囲に設置されている照明灯１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄと連動させ、輝度分布の解析結果が基準値以内となるように制御する。たとえば、照明環境が明るすぎると診断された場合は照明灯１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄを暗くし、照明環境が暗すぎると診断された場合は照明灯１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄを明るくする。  
・窓からの光入射は周囲環境の変動要因となるので、カーテンなどの遮光装置と連動させ、輝度分布の解析結果が基準値以内となるように制御する。  
・照明装置１２と遮光装置の双方を使用して、輝度分布の解析結果が基準値以内となるように制御する。  
２．ガイダンスによる被認証者への警告  
・輝度分布の解析結果と基準値との差異が小さいときは直接、被認証者へガイダンスを表示し、周囲環境基準化を促す。  
・輝度分布の解析結果が基準値から外れたときは、システム管理者へガイダンスを発信し、事前に周囲環境基準化を促し、認証時のトラブル発生を防止する。
【００２６】
さて、待機状態において（ステップＳ１）、被認証者を検知すると（カメラ２から取込んだ画像に対して顔検知したとき、ステップＳ２）、認証処理部１５は認証処理（照合処理）を行なう（ステップＳ５）。この認証処理については既に説明しているので説明は省略する。
【００２７】
認証処理が終了すると、主制御部１１は、その認証結果に基づく処理を行ない（ステップＳ６）、ステップＳ１の待機状態に戻る。認証結果に基づく処理とは、たとえば、前述したように、認証結果が認証成功の場合は通行ゲート１８を開放し、認証結果が認証不成功の場合は通行ゲート１８を閉じたままとする。
【００２８】
次に、第２の動作例について図４に示すフローチャートを参照して説明する。第２の動作例は、被認証者がいないときの周囲環境（背景画像の輝度分布）を自己診断により解析し、この自己診断結果に基づき照合画像補正用パラメータを設定し、認証処理時、この設定されたパラメータに基づき入力顔画像に対し輝度補正を施すものである。
【００２９】
カメラ２の前（撮影視野内）に被認証者が存在しない待機状態において（ステップＳ１１，Ｓ１２）、主制御部１１は、あらかじめ定められた所定時間（たとえば、３０分）ごとに周囲環境の自己診断を行なう（ステップＳ１３）。  
すなわち、被認証者が存在しない待機状態時、カメラ２から背景画像を取得し、この取得した背景画像の輝度分布を解析する。ここに、輝度分布の解析とは、たとえば、カメラ２から取込んだ画像について、各画素の輝度（たとえば、０〜２５５の２５６段階の輝度レベル）をそれぞれ求めて、画像全体の平均輝度を計算することであり、この計算した平均輝度を自己診断結果とする。
【００３０】
次に、この自己診断結果に基づき照合画像補正用パラメータを設定する（ステップＳ１４）。たとえば、照合画像補正用パラメータを「０〜１０」の１１段階としておき、自己診断結果が基準値以内の標準の明るさであるとき（事前に行なっている辞書登録時の環境と差異がない）は照合画像補正用パラメータを「５」に設定し、自己診断結果が基準値以外（事前に行なっている辞書登録時の環境と差異が大きい）で環境が明るすぎる場合は照合画像補正用パラメータを当該自己診断結果に応じた「０〜４」の値に設定し、環境が暗すぎる場合は照合画像補正用パラメータを当該自己診断結果に応じた「６〜１０」の値に設定する。  
こうして、照合画像補正用パラメータを設定すると、ステップＳ１１の待機状態に戻り、次の自己診断動作に備える。
【００３１】
さて、待機状態において（ステップＳ１１）、被認証者を検知すると（カメラ２から取込んだ画像に対して顔検知したとき、ステップＳ１２）、認証処理部１５は認証処理（照合処理）を行なう（ステップＳ１５）。この場合、カメラ２が取込んだ顔画像に対し、ステップＳ１４において設定された照合画像補正用パラメータに基づき補正処理を施し、補正処理した後の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記憶部１６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する。
【００３２】
たとえば、照合画像補正用パラメータが「１０」に設定されていた場合、カメラ２のゲインを通常値よりもアップさせることで、全体を明るくした顔画像を取込み、辞書情報との照合を行なう。また、照合画像補正用パラメータが「１」に設定されていた場合、カメラ２のゲインを通常値よりもダウンさせることで、全体を暗くした顔画像を取込み、辞書情報との照合を行なう。なお、照合画像補正用パラメータが「５」に設定されていた場合、補正処理は行なわない。
【００３３】
認証処理が終了すると、主制御部１１は、その認証結果に基づく処理を行ない（ステップＳ１６）、ステップＳ１１の待機状態に戻る。認証結果に基づく処理とは、たとえば、前述したように、認証結果が認証成功の場合は通行ゲート１８を開放し、認証結果が認証不成功の場合は通行ゲート１８を閉じたままとする。
【００３４】
次に、第３の動作例について図４に示すフローチャートを参照して説明する。第３の動作例は、被認証者がいないときの周囲環境（背景画像の輝度分布）を自己診断により解析し、この自己診断結果の一定期間における統計的分布データを作成し、認証処理時、この統計的分布データを参照することにより周囲環境（たとえば、照明環境）を制御するものである。
【００３５】
カメラ２の前（撮影視野内）に被認証者が存在しない待機状態において（ステップＳ２１，Ｓ２２）、主制御部１１は、あらかじめ定められた所定時間（たとえば、３０分）ごとに周囲環境の自己診断を行なう（ステップＳ２３）。  
すなわち、被認証者が存在しない待機状態時、カメラ２から背景画像を取得し、この取得した背景画像の輝度分布を解析する。ここに、輝度分布の解析とは、たとえば、カメラ２から取込んだ画像について、各画素の輝度（たとえば、０〜２５５の２５６段階の輝度レベル）をそれぞれ求めて、画像全体の平均輝度を計算することであり、この計算した平均輝度を自己診断結果とする。
【００３６】
次に、この自己診断結果に基づき、一定期間における統計的分布データ（データベース）を作成（更新）する（ステップＳ２４）。たとえば、環境補正用パラメータを「０〜１０」の１１段階としておき、自己診断結果が基準値以内の標準の明るさであるとき（事前に行なっている辞書登録時の環境と差異がない）は環境補正用パラメータを「５」に設定し、自己診断結果が基準値以外（事前に行なっている辞書登録時の環境と差異が大きい）で環境が明るすぎる場合は環境補正用パラメータを当該自己診断結果に応じた「０〜４」の値に設定し、環境が暗すぎる場合は環境補正用パラメータを当該自己診断結果に応じた「６〜１０」の値に設定する。
【００３７】
このような環境補正用パラメータを基に図６に示すようなデータベースを作成する。図６の例では、１日が３時間ごとのデータとなっていて、３時間のデータは６個（３０分ごとに自己診断を行なうので、３×２＝６）のデータの平均値となっている。たとえば、現在、８月９日の１６時だった場合、自己診断結果に基づき図６の斜線部分ａが更新される（１５：００〜１６：００までのデータの平均値を上書きする）。
【００３８】
また、図６に示すデータベースの平均値の欄ｂは、３時間ごとのデータの全日分の平均値が格納されていて、この欄ｂのデータが認証処理時に参照される。このようなデータベースを作成することにより、１日の各時間帯における照明環境を知ることができる。  
こうして、一定期間における統計的分布データ（データベース）を作成（更新）すると、ステップＳ２１の待機状態に戻り、次の自己診断動作に備える。
【００３９】
さて、待機状態において（ステップＳ２１）、被認証者を検知すると（カメラ２から取込んだ画像に対して顔検知したとき、ステップＳ２２）、認証処理部１５は認証処理（照合処理）を行なう（ステップＳ２５）。この場合、まず、ステップＳ２４において作成されたデータベースの現在の時間と対応するパラメータを参照することにより照明環境を制御する。
【００４０】
すなわち、たとえば、現在、９月５日の９時だった場合、図６のデータベースにおいて、平均値欄ｂの９時が含まれる時間帯（６：００〜９：００）に対応する平均値ｃを参照する。参照した平均値ｃが「０〜４」であった場合は照明灯１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄを暗くし、参照した平均値ｃが「５」であった場合は照明灯１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄを標準の明るさにし、参照した平均値ｃが「６〜１０」であった場合は照明灯１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄを明るくする。
【００４１】
こうして、照明環境を制御した後、カメラ２から顔画像を取込み、この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記憶部１６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する。
【００４２】
認証処理が終了すると、主制御部１１は、その認証結果に基づく処理を行ない（ステップＳ２６）、ステップＳ２１の待機状態に戻る。認証結果に基づく処理とは、たとえば、前述したように、認証結果が認証成功の場合は通行ゲート１８を開放し、認証結果が認証不成功の場合は通行ゲート１８を閉じたままとする。
【００４３】
なお、上記第３の動作例では、周囲環境の制御として照明環境（照明灯１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄの明るさ）を制御する場合について説明したが、その他に以下のような制御も考えられる。
【００４４】
１．照明、周囲照度変動要素の制御による周囲環境の安定化  
・窓からの光入射は周囲環境の変動要因となるので、カーテンなどの遮光装置と連動させ、輝度分布の解析結果が基準値以内となるように制御する。  
・照明装置１２と遮光装置の双方を使用して、輝度分布の解析結果が基準値以内となるように制御する。  
２．ガイダンスによる被認証者への警告  
・データベースのパラメータが標準値に近いとき（たとえば、図６で示したような標準値を「５」としたときの「４」や「６」の状態）、直接、被認証者へガイダンスを発信し、周囲環境基準化を促す。  
・データベースのパラメータが標準値から大きく外れとき（たとえば、図６で示したような標準値を「５」としたときの「０」や「１０」の状態）、システム管理者へガイダンスを発信し、事前に周囲環境基準化を促し、認証時のトラブル発生を防止する。
【００４５】
次に、第４の動作例について説明する。第４の動作例は、被認証者がいないときの周囲環境（背景画像の輝度分布）を自己診断により解析し、この自己診断結果の一定期間における統計的分布データを作成し、認証処理時、この統計的分布データを参照することにより入力顔画像に対し輝度補正を施すものである。
【００４６】
すなわち、第４の動作例は、上述した第３の動作例とは図５におけるステップＳ２５の認証処理が異なるだけで、その他の動作は第３の動作例と同様であるので、異なる認証処理についてだけ以下に説明する。
【００４７】
この動作例の場合、まず、ステップＳ２４において作成されたデータベースの現在の時間と対応するパラメータを参照することにより入力顔画像に対し輝度補正を施す。すなわち、たとえば、現在、９月５日の９時だった場合、図６のデータベースにおいて、平均値欄ｂの９時が含まれる時間帯（６：００〜９：００）に対応する平均値ｃを参照する。参照した平均値ｃが「０〜４」であった場合はカメラ２のゲインを通常値よりもダウンさせることで、全体を暗くした顔画像を取込み、参照した平均値ｃが「５」であった場合はカメラ２のゲインを通常値にし、参照した平均値ｃが「６〜１０」であった場合はカメラ２のゲインを通常値よりもアップさせることで、全体を明るくした顔画像を取込む。
【００４８】
こうして、輝度補正を施した後、カメラ２から顔画像を取込み、この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記憶部１６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する。
【００４９】
なお、上記第１〜第４の動作例では、環境自己診断として画像全体の平均輝度を求めたが、この外に、たとえば、白飛び、黒つぶれの領域診断でもよい。すなわち、カメラ２から取込んだ画像について、各画素の輝度（たとえば、０〜２５５の２５６段階の輝度レベル）をそれぞれ求める。そして、黒つぶれ領域（たとえば、輝度レベルが「５」以下の画素を黒つぶれとする）と白飛び領域（たとえば、輝度レベルが「２５０」以上の画素を白飛びとする）を抽出し、それを自己診断結果とする。
【００５０】
この自己診断結果が基準値以内のとき（白飛び、黒つぶれ領域がない、または少ないとき）は診断ＯＫとし、上記自己診断結果が基準値以外のとき（白飛びがあるとき、または一定値以上の割合があるとき／黒つぶれがあるとき、または一定値以上の割合があるとき）は診断ＮＧとする。たとえば、画像全体に対して、白飛び（黒つぶれ）が５％以下のときは診断ＯＫとし、５％を超えるときは診断ＮＧとする。その理由は、全体的に環境が適当でない場合もあるだろうし、白飛びについて言えば、予期していない強いスポット光がカメラに入射したときなども診断ＮＧとなる。
【００５１】
また、前述した画像全体の平均輝度による診断と上述した白飛び、黒つぶれの領域診断とを組合わせた診断も実現可能である。  
さらに、画像全体の平均輝度による診断と上述した白飛び、黒つぶれの領域診断のいずれにおいても、画像全体ではなく、特定部分（たとえば、顔画像が存在するであろうと予想される画像の中心部付近の領域）についてだけ自己診断することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【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】操作部の外観構成および操作部に対する照明装置の配置例の具体例を示す正面図。
【図３】第１の動作例について説明するフローチャート。
【図４】第２の動作例について説明するフローチャート。
【図５】第３の動作例について説明するフローチャート。
【図６】自己診断結果の一定期間における統計的分布データ（データベース）の一例を示す図。
【符号の説明】
【００５３】
１…操作部、２…ビデオカメラ（画像入力手段）、３…表示部（案内手段）、４…キーボード（入力手段）、５…スピーカ（音声案内手段）、６…制御部、７…カメラ制御部、１１…主制御部（制御手段、環境自己診断手段）、１２…照明装置（照明手段）、１３…照明制御部、１４…メモリ（記憶手段）、１５…認証処理部（認証手段）、１６…辞書記憶部（辞書記憶手段）、１７…ゲート制御部（通行制御手段）、１８…通行ゲート（通行制御手段）。
【図１】
2005092700.tif 000003
【図２】
2005092700.tif 000004
【図３】
2005092700.tif 000005
【図４】
2005092700.tif 000006
【図５】
2005092700.tif 000007
【図６】
2005092700.tif 000008