(57)【要約】  人感センサが認証対象者を検出した際に、照明ユニットが照度センサによって測定された環境光照度を取得し、環境光照度に応じた照明照度をあらわす情報である照度変換情報を用いることによって、環境光照度が低い場合には低い照明照度となるように、また、環境光照度が高い場合には高い照明照度となるように照明照度を決定し、決定した照明照度を発するように光源の照度制御をおこなう。そして、照明ユニットによる照明がおこなわれた状態で顔認証端末が認証対象者の認証をおこなう。
2007135735.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
認証対象者の顔を入力画像として撮像し、前記入力画像と登録画像とを照合することによって本人認証をおこなう顔認証装置であって、
環境光による照度を検出する環境光照度検出手段と、
前記認証対象者の顔に対して光を照射する照明手段と、
前記環境光照度検出手段が検出した環境光による照度が低い場合には前記照明手段による照射光が弱くなるように制御するとともに、前記環境光による照度が高い場合には前記照明手段による照射光が強くなるように制御する照明制御手段と
を備えたことを特徴とする顔認証装置。
【請求項２】
前記照明制御手段は、前記照明手段による照射光を少なくとも１０００ルクスから１００００ルクスの範囲内において変化させるように制御することを特徴とする請求項１に記載の顔認証装置。
【請求項３】
前記照明制御手段は、前記環境光照度検出手段が検出した環境光による照度が少なくとも２０００ルクスから２００００ルクスの範囲内において、前記照明手段による前記照射光を段階的または連続的に変化させるように制御することを特徴とする請求項１または２に記載の顔認証装置。
【請求項４】
前記環境光照度検出手段は、人感センサが前記認証対象者を検出したならば前記環境光による照度を検出することを特徴とする請求項１、２または３に記載の顔認証装置。
【請求項５】
前記照明手段は、電圧または電流の変化によって照射光の強さを変化させる単一種類の光源からなることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の顔認証装置。
【請求項６】
前記照明手段は、照射光の強さが異なる複数種類の光源からなり、
前記照明制御手段は、前記複数種類の光源を切り替えることによって前記照射光の強さを制御することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の顔認証装置。
【請求項７】
前記照明制御手段は、前記光源に対する電圧または電流を変化させることによって前記照射光の強さを制御することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の顔認証装置。
【請求項８】
前記照明手段は、前記認証対象者の顔を上方から照射する位置に取り付けられたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の顔認証装置。
【請求項９】
前記環境光照度検出手段は照度センサであって、前記照明手段の下部に下向きに設けられたことを特徴とする請求項８に記載の顔認証装置。
【請求項１０】
前記環境光照度検出手段は、前記入力画像の輝度に基づいて前記環境光による照度を検出することを特徴とする請求項１〜９のいずれか一つに記載の顔認証装置。
【請求項１１】
前記照明手段によって照射された前記認証者の顔を撮像し、撮像した画像を前記登録画像として登録する登録手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一つに記載の顔認証装置。
【請求項１２】
認証対象者の顔を入力画像として撮像し、前記入力画像と登録画像とを照合することによって本人認証をおこなう顔認証方法であって、
環境光による照度を検出する環境光照度検出工程と、
前記環境光照度検出工程によって検出された前記環境光による照度が低い場合には前記認証対象者の顔に対して光を照射する照明装置の照射光が弱くなるように制御するとともに、前記環境光による照度が高い場合には前記照明装置の照射光が強くなるように制御する照明制御工程と
を含んだことを特徴とする顔認証方法。
【請求項１３】
認証対象者の顔を入力画像として撮像し、前記入力画像と登録画像とを照合することによって本人認証をおこなう顔認証プログラムであって、
環境光による照度を検出する環境光照度検出手順と、
前記環境光照度検出手順によって検出された前記環境光による照度が低い場合には前記認証対象者の顔に対して光を照射する照明装置の照射光が弱くなるように制御するとともに、前記環境光による照度が高い場合には前記照明装置の照射光が強くなるように制御する照明制御手順と
をコンピュータに実行させることを特徴とする顔認証プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、認証対象者の顔を入力画像として撮像し、撮像した入力画像と登録画像とを照合することによって本人認証をおこなう顔認証装置、顔認証方法および顔認証プログラムに関し、特に、認証対象者に不快感を与えることなく様々な環境光のもとで精度良い認証をおこなうことができる顔認証装置、顔認証方法および顔認証プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、認証対象者の顔をＣＣＤ（Charge  Coupled  Device）カメラ等で撮像した入力画像とあらかじめ登録されている登録画像とを照合し、本人であることを認証する顔認証装置が知られている。【０００３】
このような顔認証装置は、建物への入館チェックに用いるために直射日光が射し込む屋外に設置されたり、建物内部にある部屋への入室チェックに用いるために暗い屋内に設置されたりというように、様々な環境光のもとでの利用ニーズが多い。【０００４】
しかし、様々な環境光のもとで入力画像を撮像すると、直射日光のもとでは顔に影ができてしまったり、暗い屋内では顔自体が不鮮明になってしまったりするので、入力画像に顔の特徴があらわれにくくなる。したがって、入力画像と登録画像との照合精度が低下してしまうという問題が発生する。【０００５】
このため、様々な環境光のなかで精度良い顔照合を実現することを目的として、顔認証装置と連動する照明装置を設けることとし、この照明装置が照射する光の強度を制御する手法が提案されている。たとえば、特許文献１および特許文献２には、環境光が明るい場所では照明の照度を低くするとともに、環境光が暗い場所では照明の照度を高くすることによって撮像対象の照度を所定の基準値付近に安定化させる照明制御手法が開示されている。【０００６】
【特許文献１】特開２００５−９２７００号公報
【特許文献２】特開２００５−１６５９４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１および特許文献２の手法は、屋内での実用を目指した手法であり、この手法を適用した屋内装置を屋外に設置すると、周囲が暗い場合には屋内の暗い状態と同じ条件であるため、照明を明るくする制御がおこなわれ、この際にはさほど強い光は必要とされない。しかしながら、周囲が明るい場合には、屋内で想定される最高照度を超えることとなり、照明をＯＦＦにせざるをえない。したがって、顔にできる影を打ち消したり軽減したりすることはできず、良好な顔認証をおこなうことは困難となる。【０００８】
また、特許文献１および特許文献２の手法を屋外装置に適用すると、直射日光下でも顔画像を良好に撮像するために、上記した所定の基準値を屋内に比べて明るく設定する必要がある。このため、周囲が暗い場合には、認証対象者に対して不快感を伴う強い光を照射してしまうことになる。【０００９】
これらのことから、認証対象者に不快感を与えることなく様々な環境光のもとで精度良い認証をおこなうことができる顔認証装置をいかにして実現するかが大きな課題となっている。なお、かかる課題は、入力画像を取得する際における課題であるとともに、登録画像を取得する際における課題でもある。【００１０】
本発明は、上述した従来技術の課題を解決するためになされたものであり、認証対象者に不快感を与えることなく様々な環境光のもとで精度良い認証をおこなうことができる顔認証装置、顔認証方法および顔認証プログラム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】
【００１１】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、認証対象者の顔を入力画像として撮像し、前記入力画像と登録画像とを照合することによって本人認証をおこなう顔認証装置であって、環境光による照度を検出する環境光照度検出手段と、前記認証対象者の顔に対して光を照射する照明手段と、前記環境光照度検出手段が検出した環境光による照度が低い場合には前記照明手段による照射光が弱くなるように制御するとともに、前記環境光による照度が高い場合には前記照明手段による照射光が強くなるように制御する照明制御手段とを備えたことを特徴とする。【００１２】
また、本発明は、上記の発明において、前記照明制御手段は、前記照明手段による照射光を少なくとも１０００ルクスから１００００ルクスの範囲内において変化させるように制御することを特徴とする。【００１３】
また、本発明は、上記の発明において、前記照明制御手段は、前記環境光照度検出手段が検出した環境光による照度が少なくとも２０００ルクスから２００００ルクスの範囲内において、前記照明手段による前記照射光を段階的または連続的に変化させるように制御することを特徴とする。【００１４】
また、本発明は、上記の発明において、前記環境光照度検出手段は、人感センサが前記認証対象者を検出したならば前記環境光による照度を検出することを特徴とする。【００１５】
また、本発明は、上記の発明において、前記照明手段は、電圧または電流の変化によって照射光の強さを変化させる単一種類の光源からなることを特徴とする。【００１６】
また、本発明は、上記の発明において、前記照明手段は、照射光の強さが異なる複数種類の光源からなり、前記照明制御手段は、前記複数種類の光源を切り替えることによって前記照射光の強さを制御することを特徴とする。【００１７】
また、本発明は、上記の発明において、前記照明制御手段は、前記光源に対する電圧または電流を変化させることによって前記照射光の強さを制御することを特徴とする。【００１８】
また、本発明は、上記の発明において、前記照明手段は、前記認証対象者の顔を上方から照射する位置に取り付けられたことを特徴とする。【００１９】
また、本発明は、上記の発明において、前記環境光照度検出手段は照度センサであって、前記照明手段の下部に下向きに設けられたことを特徴とする。【００２０】
また、本発明は、上記の発明において、前記環境光照度検出手段は、前記入力画像の輝度に基づいて前記環境光による照度を検出することを特徴とする。【００２１】
また、本発明は、上記の発明において、前記照明手段によって照射された前記認証者の顔を撮像し、撮像した画像を前記登録画像として登録する登録手段をさらに備えたことを特徴とする。【００２２】
また、本発明は、認証対象者の顔を入力画像として撮像し、前記入力画像と登録画像とを照合することによって本人認証をおこなう顔認証方法であって、環境光による照度を検出する環境光照度検出工程と、前記環境光照度検出工程によって検出された前記環境光による照度が低い場合には前記認証対象者の顔に対して光を照射する照明装置の照射光が弱くなるように制御するとともに、前記環境光による照度が高い場合には前記照明装置の照射光が強くなるように制御する照明制御工程とを含んだことを特徴とする。【００２３】
また、本発明は、認証対象者の顔を入力画像として撮像し、前記入力画像と登録画像とを照合することによって本人認証をおこなう顔認証プログラムであって、環境光による照度を検出する環境光照度検出手順と、前記環境光照度検出手順によって検出された前記環境光による照度が低い場合には前記認証対象者の顔に対して光を照射する照明装置の照射光が弱くなるように制御するとともに、前記環境光による照度が高い場合には前記照明装置の照射光が強くなるように制御する照明制御手順とをコンピュータに実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、環境光による照度を検出するとともに、認証対象者の顔に対して光を照射し、検出した環境光による照度が低い場合には照射光が弱くなるように制御するとともに、環境光による照度が高い場合には照射光が強くなるように制御することとしたので、顔認証装置のまわりが暗いときは弱い光を照射するとともに、明るいときには強い光を照射することによって環境光の影響を打ち消しまたは軽減しつつ、認証対象者に眩しさを感じさせることなく顔画像を取得することが可能である。したがって、認証対象者に不快感を与えることなく様々な環境光のもとで良好な顔画像を取得することができるという効果を奏する。【００２５】
また、本発明によれば、照射光を少なくとも１０００ルクスから１００００ルクスの範囲内において変化させるように制御することとしたので、夜間や屋内において必要となる認証のための最低照射光照度から、晴天時の屋外において必要となる最高照射高照度までの範囲内で環境光の影響を打ち消しまたは軽減するに足りる照射光を照射することによって認証対象者に不快感を与えることがないという効果を奏する。【００２６】
また、本発明によれば、環境光による照度が少なくとも２０００ルクスから２００００ルクスの範囲内において、照射光を段階的または連続的に変化させるように制御することとしたので、夜間や屋内における環境光の照度から、屋外における環境光の照度までの範囲内で認証に耐えうる精度の顔画像を取得することができるという効果を奏する。【００２７】
また、本発明によれば、人感センサが認証対象者を検出したならば環境光による照度を検出することとしたので、環境光が変化しやすい場所に設置された場合であっても、認証時における環境光の照度を精度良く取得することができるという効果を奏する。【００２８】
また、本発明によれば、電圧または電流の変化によって照射光の強さを変化させる単一種類の光源からなる照明装置を用いることとしたので、環境光の照度に応じて効率的に照射光を調整することができるという効果を奏する。【００２９】
また、本発明によれば、照射光の強さが異なる複数種類の光源からなる照明装置を用いるとともに、複数種類の光源を切り替えることによって照射光の強さを制御することとしたので、環境光の照度に応じた照明照度を容易に得ることができるという効果を奏する。【００３０】
また、本発明によれば、光源に対する電圧または電流を変化させることによって照射光の強さを制御することとしたので、単一種類の光源および複数種類の光源のいずれの場合であっても、きめ細かい照度調整をおこなうことができるという効果を奏する。【００３１】
また、本発明によれば、認証対象者の顔を上方から照射する位置に照明装置を取り付けることとしたので、照明装置が照射する光が認証対象者の目に直接入ることを防止することによって認証対象者に眩しさを感じさせないという効果を奏する。【００３２】
また、本発明によれば、照度センサによって環境光の照度を検出するとともに、この照度センサを照明装置の下部に下向きに設けることとしたので、照度センサが直射光を検出することを防止することによって、反射光に基づく環境光の照度を精度良く検出することができるという効果を奏する。【００３３】
また、本発明によれば、入力画像の輝度に基づいて環境光による照度を検出することとしたので、環境光による照度を精度良く検出することができるという効果を奏する。【００３４】
また、本発明によれば、照明装置によって照射された認証者の顔を撮像し、撮像した画像を登録画像として登録することとしたので、認証時のみならず、顔画像登録時にも環境光の影響を良好に打ち消しまたは軽減することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】図１は、照明照度と環境光照度との関係を示す図である。
【図２】図２は、直射日光のもとで撮像した入力画像の例を示す図である。
【図３】図３は、本発明に係る顔認証装置の配置例を示す図である。
【図４】図４は、実施例１に係る顔認証装置の構成を示すブロック図である。
【図５】図５は、実施例１に係る照度変換情報の一例を示す図である。
【図６】図６は、実施例１に係る顔認証装置における処理手順を示すフローチャートである。
【図７】図７は、実施例２に係る顔認証装置の構成を示すブロック図である。
【図８】図８は、実施例２に係る照度変換情報の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  顔認証装置
１０  照明ユニット
１１  照度変換情報
１２  照明制御部
１３  ハロゲンランプ
１３ａ  白熱灯
１４  照度センサ
２０  顔認証端末
２１  顔認証アルゴリズム
２２  カメラ
２３  人感センサ
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る照明手法を適用した顔認証装置、顔認証方法および顔認証プログラムの好適な実施例を詳細に説明する。なお、以下では、まず、本発明に係る照明手法の概要および特徴を説明し、単一種類の光源を用いる場合（実施例１）、複数種類の光源を用いる場合（実施例２）について、それぞれ説明することにする。【００３８】
まず、本発明に係る照明手法の概要および特徴について図１〜図３を用いて説明する。図１は、照明照度と環境光照度との関係を示す図である。同図に示すように、本発明に係る照明手法では、環境光照度が２０００ルクス以下においては照明照度を１０００ルクス程度、環境光照度が２００００ルクス以上においては照明照度を１００００ルクス程度とするとともに、環境光照度が２０００ルクス〜２００００ルクスの範囲においては、照明照度を１０００ルクス〜１００００ルクスの範囲で徐々に（連続的あるいは段階的に）変化させる点に主な特徴がある。【００３９】
従来、暗い屋内や夜間（０ルクス）から晴天時の屋外（１０万ルクス以上）までのあらゆる環境光の条件下において、良好な顔画像（環境光による影が許容値以下の顔画像）を取得するためには、物理的な手段（たとえば、カーテンや遮光板など）で太陽光を遮断することが通常であった。しかし、太陽は移動するため、物理的な手段ではあらゆる方向からの光を遮断できるわけではなく、たとえできたとしても非常に大がかりな装置にならざるをえない。【００４０】
また、環境光の照度に合わせて照射光の照度を変化させる手法も存在したが、この従来手法は、屋内での実用を目指した手法であり、環境光の照度が低い（まわりが暗い）場合には、照射光の照度を上げる（照射光を強くする）とともに、環境光の照度が高い（まわりが明るい）場合には、照射光の照度を下げる（照射光を弱くする）ものであった。つまり、この従来手法を用いた場合には、屋外の非常に明るい環境では照明をＯＦＦにする制御がおこなわれることになり、顔にできた影の影響によって良好な顔認証をおこなうことができない。【００４１】
さらに、この従来手法は、撮像対象の照度を所定の基準値付近に安定化させるものであるため、直射日光下でも顔画像を良好に撮像しようとすると、かかる所定の基準値を屋内に比べて明るく設定する必要がある。このため、周囲が暗い場合には、認証対象者に対して不快感を伴う強い光を照射してしまう。【００４２】
そこで、本発明に係る照明手法では、環境光の照度が低い（まわりが暗い）場合には、照射光の照度を下げる（照射光を弱くする）とともに、環境光の照度が高い（まわりが明るい）場合には、照射光の照度を上げる（照射光を強くする）こととした。このように、まわりが暗い場合に弱い照射光を用いるとともに、まわりが明るい場合に強い照射光を用いることができる理由は以下の通りである。【００４３】
すなわち、まわりが暗い場合には環境光による影が顔にできにくいので顔を撮像するために必要な最低限の光を照射すれば足りるからであり、逆に、まわりが明るい場合には環境光による影ができやすいので環境光による影を打ち消しまたは軽減するために必要な最低限の光を照射すれば足りるからである。【００４４】
なお、図１では、環境光照度が２０００ルクス〜２００００ルクスの範囲において照明制御をおこなう場合について示したが、かかる範囲外の明るさのときに照明制御をおこなうこととしてもよい。また、図１では、照明照度を１０００ルクス〜１００００ルクスの範囲内で制御する場合について示したが、かかる範囲外の照度となるように照明制御をおこなうこととしてもよい。【００４５】
図２は、直射日光のもとで撮像した入力画像の例を示す図である。なお、同図の１０２ａに示したのは、向かって右方向から直射日光（約１０万ルクス）を受けた場合の顔画像であり、同じく１０２ｂに示したのは１０１ａと同じ環境において、さらに、上方から約１万ルクスの照射光をあてた場合の顔画像である。【００４６】
図２の１０２ａに示したように、直射日光を受けた顔には強い影ができており、１０２ａの顔画像では顔認証に用いることはできない。一方、１０２ｂに示したように、上方から照射光をあてた顔からは直射日光による強い影が消されており、１０２ｂの顔画像であれば顔認証に用いることができる。なお、１０２ｂのように上方から照射光をあてる理由は、照明装置が照射する光が認証対象者の目に直接入ることを防止することによって認証対象者に眩しさを感じさせないためである。【００４７】
次に、本発明に係る照明手法を適用した顔認証装置の配置例について図３を用いて説明する。図３は、本発明に係る顔認証装置の配置例を示す図である。なお、図３には、顔認証装置１を屋外に設置した場合の配置例を示している。【００４８】
同図に示すように、顔認証装置１は、照明ユニット１０と、顔認証端末２０とを備えており、照明ユニット１０の下部には照度センサが下向きに取り付けられている。また、照明ユニットの下方に取り付けられた顔認証端末２０は、カメラと、人感センサとを備えている。そして、照明ユニット１０と顔認証端末２０とは有線または無線によって接続されている。【００４９】
このような構成の顔認証装置１は、顔認証端末２０の人感センサが認証対象者を検知したタイミングで周囲の照度（環境光の照度）を測定し、測定した環境光の照度に応じた光量で照明ユニット１０を発光させる。そして、顔認証端末２０が、照明ユニット１０によって照射光を照射された認証対象者の顔画像を入力画像として取り込み、取り込んだ入力画像と、あらかじめ登録された登録画像を照合することによって認証対象者の認証をおこなう。【００５０】
なお、照明ユニット１０を顔認証端末２０の上方に取り付けるのは、認証対象者の上方から照射光を照射することによって、照射光が直接、認証対象者の目に入ることを防止するためである。また、照度センサを照明ユニット１０の下部に下向きにとりつけるのは、照度センサが直射光（たとえば、直射日光や屋内照明の直射光）を検出してしまうことを防止するためである。【００５１】
このように、本発明に係る照明手法は、あらゆる環境光の条件下において良好な顔画像を取得するために必要な照射光の強さを制御（調整）することによって、認証対象者に眩しさを感じさせることなく顔認証をおこなうことができる。以下では、本発明に係る照明手法を適用した顔認証装置についてさらに詳細に説明する。
【実施例１】
【００５２】
本実施例１では、図３に示した照明ユニット１０に、単一種類の光源を用いた顔認証装置１ａについて詳細に説明する。まず、この顔認証装置１ａの構成について図４を用いて説明する。図４は、実施例１に係る顔認証装置１ａの構成を示すブロック図である。【００５３】
図４に示すように、顔認証装置１ａは、照明ユニット１０と、顔認証端末２０とを備えており、照明ユニット１０は、照度変換情報１１を記憶するとともに、照明制御部１２と、ハロゲンランプ１３とを備えている。また、照明制御部１２には、照度センサ１４が接続されている。そして、顔認証端末２０は、顔認証アルゴリズム２１を記憶するとともに、この顔認証端末２０には、カメラ２２と、人感センサ２３とが接続されている。【００５４】
照明ユニット１０は、図３に示した照明ユニット１０に対応するものであり、照度センサ１４が計測した環境光の照度に基づき、最適な照明照度を照度変換情報１１を用いて決定したうえで、照明制御部１２がハロゲンランプ１３に対する印加電圧を調整することで認証対象者の顔に対して照明光を照射する処理をおこなうユニットである。なお、この照明ユニット１０は、人感センサ２３が認証対象者を検出したことを顔認証端末２０を介して受け取ったタイミングで、上記したハロゲンランプ１３の点灯処理を実行する。【００５５】
照度変換情報１１は、照度センサ１４が測定した環境光照度と、ハロゲンランプ１３が照射すべき照射光照度との関係をあらわす情報であり、「照度変換テーブル」または「照度変換式」の形式で不揮発性ＲＡＭ（Random  Access  Memory）などの記憶デバイスに記憶される。【００５６】
ここで、この照度変換情報１１の一例について図５を用いて説明する。図５は、実施例１に係る照度変換情報１１の一例を示す図である。なお、図５に示したのは、上記した「照度変換テーブル」の例である。また、図５では、環境光照度を４つの範囲に区切り、各範囲内では照明照度を一定とする例について示している。【００５７】
図５に示すように、たとえば、環境光照度が２０００ルクス以下では、照明ユニット１０の照明照度は１０００ルクスであり、環境光照度が２０００ルクス〜５０００ルクスでは、照明照度は２０００ルクスである。なお、図５では、環境光照度の各範囲内では、照明照度を一定とする場合について示したが、環境光照度の増加に伴って照明照度を連続的に増加させたり、段階的に増加させたりすることとしてもよい。【００５８】
照明制御部１２は、顔認証端末２０からの点灯指示を受けたならば、照度センサ１４が計測した環境光照度を取得するとともに、取得した環境光照度に基づき、最適な照明照度を照度変換情報１１を用いて決定したうえで、ハロゲンランプ１３に対する電圧を調整することによってハロゲンランプ１３の照明照度を制御する処理をおこなう処理部である。なお、本実施例１では、光源としてハロゲンランプ１３を用いる場合について示したが、光源としてＬＥＤ（Light  Emitting  Diode）を用いる場合には、ＬＥＤに対する電流を制御することでＬＥＤの照度を調整すればよい。【００５９】
ハロゲンランプ１３は、光源の一例であり、照明制御部１２の電圧制御によって照度を変化させる。なお、図４には、一つのハロゲンランプ１３を示したが、複数のハロゲンランプ１３を備えることとし、照明制御部１２は、ハロゲンランプ１３の点灯数を制御することによって照明照度を調整することにしてもよい。また、顔認証装置１ａの設置場所に応じてハロゲンランプ１３の種類を変更することとしてもよい。たとえば、設置場所が屋内であれば低出力ハロゲン灯を、屋外であれば高出力ハロゲン灯を、それぞれ用いることができる。【００６０】
ここで、光源選択のバリエーションについてさらに詳細に説明する。晴天時の屋外は直射光で１０万ルクス程度の照度があるが、このような強い光が顔につくる影を打ち消しまたは軽減して顔照合に適した顔画像を得るには、１万ルクス程度の照射光を発する必要がある。１万ルクス程度の照射光を発する光源として、たとえば、ハロゲン灯、フラッシュなどを用いることができる。【００６１】
一方、屋内や夜間には、環境光の影響が少ないので、晴天時の屋外で用いる光源のような照度は必要ない。このため、屋内や夜間には、たとえば、白熱灯、クリプトン灯、無電極放電管などを用いることができる。【００６２】
また、屋外用および屋内用光源の組合せとしては、たとえば、屋外用光源としてフラッシュを屋内用光源としてＬＥＤをそれぞれ用いたり、屋外用光源として高出力ハロゲン灯を屋内用光源として低出力ハロゲン灯をそれぞれ用いたりすることができる。特に、ＬＥＤなどのように光量の少ない光源については、搭載するＬＥＤの数や点灯させるＬＥＤの数を屋内と屋外とで変更するようにすることもできる。【００６３】
照度センサ１４は、照明ユニット１０の下部に下向きに取り付けられ（図３参照）、顔認証装置１ａが設置された場所における環境光の照度を計測するセンサである。また、この照度センサ１４が計測した環境光照度は照明制御部１２に渡される。【００６４】
顔認証端末２０は、あらかじめ登録された顔画像である登録画像と、カメラ２２で撮像した認証対象者の顔画像である入力画像とを顔認証アルゴリズム２１で照合することによって認証対象者の本人認証をおこなう装置である。また、この顔認証端末２１は、人感センサ２３が認証対象者を検出した旨を照明ユニット１０に対して通知する処理もあわせておこなう。【００６５】
顔認証アルゴリズム２１は、たとえば、入力画像および登録画像の特徴点を対比し、特徴点の一致度が所定値以上であれば照合成功、一致度が所定値未満であれば照合失敗とするアルゴリズムである。【００６６】
カメラ２２は、たとえば、ＣＣＤ（Charge  Coupled  Devices）カメラなどのカメラである。なお、照明ユニット１０が強い照射光を発することで顔画像が露出オーバーとなる場合があるが、このような場合には、カメラの絞りなどを自動的に調整し、適正な露出状態にあわせてから顔画像を撮像することになる。【００６７】
人感センサ２３は、顔認証装置１ａの前方における所定エリア内に認証対象者が接近したことを検出するセンサであり、この人感センサ２３の出力は、顔認証端末２０を介して照明ユニット１０に伝えられ、光源点灯のトリガとして用いられる。【００６８】
次に、本実施例１に係る顔認証装置１ａにおける処理手順について図６を用いて説明する。図６は、実施例１に係る顔認証装置１ａにおける処理手順を示すフローチャートである。なお、同図には、ドアの施錠機能と連動させた顔認証装置１ａにおける処理手順について示している。【００６９】
まず、人感センサ２３が認証対象者を検出した旨を顔認証端末２０から通知された照明ユニット１０の照明制御部１２は（ステップＳ１０１，Ｙｅｓ）、照度センサ１４から、環境光照度を取得する（ステップＳ１０２）。なお、人感センサ２３が認証対象者を検出しない場合には（ステップＳ１０１，Ｎｏ）、ステップＳ１０１の判定処理を繰り返す。【００７０】
次に、照明ユニット１０の照明制御部１２は、照度変換情報１１を参照し（ステップＳ１０３）、照度センサ１４が測定した環境光照度に応じた照明照度を決定する（ステップＳ１０４）。そして、照明制御部１２は、ハロゲンランプ１３に印加する電圧を調整することによって所定の照度でハロゲンランプ１３を点灯（照明ＯＮ）させる（ステップＳ１０５）。【００７１】
つづいて、顔認証端末２０は、カメラ２２を介して撮像した入力画像と、あらかじめ登録しておいた登録画像とを顔認証アルゴリズム２１を用いて照合することによって、顔照合処理を実行する（ステップＳ１０６）。そして、認証に成功したならば（ステップＳ１０７，Ｙｅｓ）、ドアの鍵を解錠するとともに（ステップＳ１０８）、照明を消灯（照明ＯＦＦ）して（ステップＳ１０９）処理を終了する。【００７２】
一方、ステップＳ１０７において、認証に失敗した場合には（ステップＳ１０７，Ｎｏ）、リトライ回数が所定の回数（Ｎ回）未満であるか否かを判定し（ステップＳ１１０）、リトライＮ回未満であれば（ステップＳ１１０，Ｙｅｓ）、照明照度を変更したうえで（ステップＳ１１１）ステップＳ１０６以降の処理を繰り返す。【００７３】
ここで、ステップＳ１１１における照明照度の変更は、照明照度を所定の値だけ増加（たとえば、５００ルクスずつ増加）させることによっておこなう。なお、図６には、リトライＮ回未満の場合に照明照度を変更する場合について示したが、照明照度を変更することなくステップ１０６以降の処理を繰り返すこととしてもよい。【００７４】
一方、ステップＳ１１０においてリトライＮ回以上であれば（ステップＳ１１０，Ｎｏ）、図示しないディスプレイに認証がリジェクトされた旨を表示し（ステップＳ１１２）、照明を消灯（照明ＯＦＦ）して（ステップＳ１０９）処理を終了する。なお、ステップＳ１０６における顔画像撮像後に、このステップＳ１０９（照明ＯＦＦ）をおこなうこととしてもよい。【００７５】
上述したように、本実施例１では、人感センサが認証対象者を検出した際に、照明ユニットが照度センサによって測定された環境光照度を取得し、環境光照度に応じた照明照度をあらわす情報である照度変換情報を用いることによって、環境光照度が低い場合には低い照明照度となるように、また、環境光照度が高い場合には高い照明照度となるように照明照度を決定し、決定した照明照度を発するように光源の照度制御をおこなうこととした。そして、照明ユニットによる照明がおこなわれた状態で顔認証端末が認証対象者の認証をおこなうこととした。したがって、あらゆる環境光の条件下において良好な顔画像を取得するために必要な照明の強さを制御することによって、認証対象者に眩しさを感じさせることなく顔認証をおこなうことができる。【００７６】
なお、上記した実施例１では、照度センサによって環境光照度を測定する場合について示したが、カメラで撮像された顔画像の輝度に基づいて環境光照度を測定することとしてもよい。このようにすることで、たとえば、取得した顔画像にできた影を打ち消しまたは軽減するよう徐々に照明照度を変化させるといったフィードバック制御を容易におこなうことができる。【００７７】
また、上記した実施例１では、単一種類の光源を用いる場合について説明したが、照明性能が異なる複数種類の光源を用いることもできる。そこで、実施例２では、図３に示した照明ユニット１０に、複数種類の光源を用いた顔認証装置１ｂについて説明する。なお、以下の実施例２では、実施例１との相違点について主に説明し、共通点についての説明は省略するか、または、簡単なものにとどめることにする。
【実施例２】
【００７８】
図７は、実施例２に係る顔認証装置１ｂの構成を示すブロック図である。図７に示すように、顔認証装置１ｂは、ハロゲンランプ１３および白熱灯１３ａの２種類の光源が照明制御部１２に接続されている点で実施例１の顔認証装置１ａ（図４参照）と異なる。また、照度変換情報１１として記憶される情報も実施例１の場合と異なる。ここで、実施例２に係る照度変換情報１１の例について図８を用いて説明する。【００７９】
図８は、実施例２に係る照度変換情報の一例を示す図である。同図に示すように、実施例２に係る照度変換情報１１には、環境光照度が５０００未満であれば白熱灯１３ａを、環境光照度が５０００以上であればハロゲンランプ１３をそれぞれ点灯させる旨の情報が含まれている。【００８０】
なお、実施例１に示した電圧変化あるいは電流変化による光源の制御を組み合わせることによって、さらに、きめ細かい照明照度制御をおこなうこととしてもよい。つまり、周囲が暗ければ白熱灯１３ａなどの照度の低い光源に切り替え、逆に、周囲が明るければハロゲンランプ１３などの照度の高い照明に切り替えることに加え、中間的な照度を得るために、さらに、電圧制御あるいは電流制御を組み合わせた照度制御をおこなうこととしてもよい。【００８１】
このように、本実施例２によれば、複数種類の光源を切り替えることによって照射光の強さを制御することとしたので、環境光の照度に応じた照明照度を容易に得ることができる。また、電圧制御や電流制御といった照度制御と組み合わせることで、きめ細かい照度制御をおこなうことができる。【００８２】
なお、上述した各実施例においては、認証対象者を認証する際の照明手法について主に説明したが、認証対象者の登録画像を撮像する際にも、この照明手法を用いることができる。たとえば、この登録画像の撮像は、図示しない操作部によって通常モード（認証モード）から登録モードへ切り替えた後におこなわれる。【００８３】
かかる照明手法を登録モードにおいても用いることで、従来は制約が多かった顔登録時の環境光についても大幅に条件が緩和される。つまり、顔認証装置がどこに設置されていても、かかる照明手法によって照明ユニットを制御し、適切な照度の照明を顔にあてて登録画像を取得することで、あらゆる環境における登録／認証が可能となる。【００８４】
また、登録時と認証時に使用する光源の種類については、必要な照度を確保することができれば特に制限はない。しかし、より精度の高い認証をおこなうためには、同じ色温度の光源を使用することが望ましい。たとえば、屋内での登録時にはクリプトン灯（色温度は３０００Ｋ）、屋外での認証時にはハロゲン灯（色温度は３０００Ｋ）を使用することで、登録時および認証時における光源の色温度を同じにすることができる。【００８５】
また、上記した各実施例では、本発明を実現する顔認証装置を機能面から説明したが、顔認証装置の各機能はパーソナルコンピュータやワークステーションなどのコンピュータにプログラムを実行させることによって実現することもできる。【００８６】
すなわち、上述した各種の処理手順は、あらかじめ用意されたプログラムをコンピュータ上で実行することによって実現することができる。そして、これらのプログラムは、インターネットなどのネットワークを介して配布することができる。さらに、これらのプログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤなどのコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
以上のように、本発明に係る顔認証装置、顔認証方法および顔認証プログラムは、様々な環境光のもとで顔認証をおこないたい場合に有用であり、特に、認証対象者に不快感を与えることなく顔認証をおこないたい場合に適している。
【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１】
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【図２】
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【手続補正書】
【提出日】平成19年9月18日(2007.9.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（削除）
【請求項２】
認証対象者の顔を入力画像として撮像し、前記入力画像と登録画像とを照合することによって本人認証をおこなう顔認証装置であって、
環境光による照度を検出する環境光照度検出手段と、
前記認証対象者の顔に対して光を照射する照明手段と、
前記環境光照度検出手段が検出した環境光による照度が低い場合には前記照明手段による照射光が弱くなるように、前記環境光による照度が高い場合には前記照明手段による照射光が強くなるように、前記照明手段による照射光を少なくとも１０００ルクスから１００００ルクスの範囲内において変化させることによって制御する照明制御手段と
を備えたことを特徴とする顔認証装置。
【請求項３】
前記照明制御手段は、前記環境光照度検出手段が検出した環境光による照度が少なくとも２０００ルクスから２００００ルクスの範囲内において、前記照明手段による前記照射光を段階的または連続的に変化させるように制御することを特徴とする請求項２に記載の顔認証装置。
【請求項４】
前記環境光照度検出手段は、人感センサが前記認証対象者を検出したならば前記環境光による照度を検出することを特徴とする請求項２または３に記載の顔認証装置。
【請求項５】
前記照明手段は、電圧または電流の変化によって照射光の強さを変化させる単一種類の光源からなることを特徴とする請求項２〜４のいずれか一つに記載の顔認証装置。
【請求項６】
前記照明手段は、照射光の強さが異なる複数種類の光源からなり、
前記照明制御手段は、前記複数種類の光源を切り替えることによって前記照射光の強さを制御することを特徴とする請求項２〜５のいずれか一つに記載の顔認証装置。
【請求項７】
前記照明制御手段は、前記光源に対する電圧または電流を変化させることによって前記照射光の強さを制御することを特徴とする請求項２〜６のいずれか一つに記載の顔認証装置。
【請求項８】
前記照明手段は、前記認証対象者の顔を上方から照射する位置に取り付けられたことを特徴とする請求項２〜７のいずれか一つに記載の顔認証装置。
【請求項９】
前記環境光照度検出手段は照度センサであって、前記照明手段の下部に下向きに設けられたことを特徴とする請求項８に記載の顔認証装置。
【請求項１０】
前記環境光照度検出手段は、前記入力画像の輝度に基づいて前記環境光による照度を検出することを特徴とする請求項２〜９のいずれか一つに記載の顔認証装置。
【請求項１１】
前記照明手段によって照射された前記認証者の顔を撮像し、撮像した画像を前記登録画像として登録する登録手段をさらに備えたことを特徴とする請求項２〜１０のいずれか一つに記載の顔認証装置。
【請求項１２】
認証対象者の顔を入力画像として撮像し、前記入力画像と登録画像とを照合することによって本人認証をおこなう顔認証方法であって、
環境光による照度を検出する環境光照度検出工程と、
前記環境光照度検出工程によって検出された前記環境光による照度が低い場合には前記認証対象者の顔に対して光を照射する照明装置の照射光が弱くなるように、前記環境光による照度が高い場合には前記照明装置の照射光が強くなるように、前記照明手段による照射光を少なくとも１０００ルクスから１００００ルクスの範囲内において変化させることによって制御する照明制御工程と
を含んだことを特徴とする顔認証方法。
【請求項１３】
認証対象者の顔を入力画像として撮像し、前記入力画像と登録画像とを照合することによって本人認証をおこなう顔認証プログラムであって、
環境光による照度を検出する環境光照度検出手順と、
前記環境光照度検出手順によって検出された前記環境光による照度が低い場合には前記認証対象者の顔に対して光を照射する照明装置の照射光が弱くなるように、前記環境光による照度が高い場合には前記照明装置の照射光が強くなるように、前記照明手段による照射光を少なくとも１０００ルクスから１００００ルクスの範囲内において変化させることによって制御する照明制御手順と
をコンピュータに実行させることを特徴とする顔認証プログラム。
【国際調査報告】
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2007135735.tif 000012
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