(57)【要約】【課題】顔認証方式をベースとしつつ過大な処理能力、リソース等を要することなく成りすましを排除して、本人認証の確度を向上させる。【解決手段】被認証者１５０をカメラ１２１で撮影する際には顔画像とともに背景表示モニタ１１１に表示させた特定の背景画像も撮影し、その画像データから顔画像データを抽出してデータベース１３１の顔画像データに一致するかの顔画像認証処理を行うとともに、特定の背景画像に関しては被認証者１５０が認証時にカメラ１２１の前に実際に居るかを判定する背景条件として利用し、取得された画像データから撮影時の背景条件の特徴を示す背景関連画像データ部分を抽出し、背景関連画像データが認証時の特有の背景条件の特徴に適合しているかの背景条件認証処理を行い、両方の認証処理結果が肯定的な場合のみ被認証者１５０が現実にカメラ１２１の前に居る既登録者本人であると認証する。【選択図】        図１
2007026330.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
登録者の顔画像データを登録したデータベースと、
特定の背景画像を認証場所で表示する背景画像表示部と、
認証時に前記背景画像表示部に表示された背景画像を背景に被認証者の顔画像を撮影して画像データを取得するカメラ部と、
取得された画像データから顔画像データ部分を抽出する顔画像抽出部と、
取得された画像データから撮影時の背景条件の特徴を示す背景関連画像データ部分を抽出する背景関連画像抽出部と、
抽出された顔画像データが前記データベースに登録されている顔画像データのいずれか一つに一致しているかを判定する顔画像認証部と、
抽出された背景関連画像データが認証時の特有の背景条件の特徴に適合しているかを判定する背景条件認証部と、
を備え、前記顔画像認証部により一致している判定結果が得られ、かつ、前記背景条件認証部により適合している判定結果が得られた場合に該被認証者が既登録者本人であることを認証するようにしたことを特徴とする本人認証装置。
【請求項２】
前記背景画像表示部は、特定の背景画像として明るさの異なる２つの背景画像を認証場所で順次表示し、
前記カメラ部は、認証時に背景画像表示部に順次表示される明るさの異なる２つの背景画像をそれぞれ背景に被認証者の顔画像を撮影して２つの画像データを取得し、
前記顔画像抽出部は、暗い方の背景画像を背景に取得された画像データから顔画像データ部分を抽出し、
前記背景関連画像抽出部は、明るい方の背景画像を背景に取得された画像データから撮影時の背景条件の特徴を示す背景関連画像データ部分として顔画像データ部分を抽出し、
前記顔画像認証部は、前記顔画像抽出部により抽出された顔画像データが前記データベースに登録されている顔画像データのいずれか一つに一致しているかを判定し、
前記背景画像認証部は、前記背景関連画像抽出部により抽出された背景関連画像データである顔画像データが前記顔画像抽出部により抽出された顔画像データに対して所定の閾値より大きな輝度差を有しているかの判定により認証時の特有の背景条件の特徴に適合しているかを判定することを特徴とする請求項１に記載の本人認証装置。
【請求項３】
前記背景画像表示部は、輝度を変化させることにより明るさの異なる２つの背景画像を順次表示させる表示制御部を備えることを特徴とする請求項２に記載の本人認証装置。
【請求項４】
前記背景画像表示部は、特定の背景画像として背景画像用データベースに登録されている複数の背景画像中から動的に選択したいずれか一つを認証場所で表示し、
前記背景関連画像抽出部は、取得された画像データから撮影時の背景条件の特徴を示す背景関連画像データ部分として背景画像データ部分を抽出し、
前記背景画像認証部は、抽出された背景関連画像データである背景画像データが前記背景画像用データベースから選択された特定の背景画像の背景画像データに一致しているかの判定により認証時の特有の背景条件の特徴に適合しているかを判定することを特徴とする請求項１に記載の本人認証装置。
【請求項５】
前記表示部は、前記背景画像用データベースに登録されている複数の背景画像のうちから選択して表示すべき背景画像を所定の周期で定期的に変更する表示制御部を備えることを特徴とする請求項４に記載の本人認証装置。
【請求項６】
前記表示部は、前記背景画像用データベースに登録されている複数の背景画像のうちから選択して表示すべき背景画像をランダムな周期で変更する表示制御部を備えることを特徴とする請求項４に記載の本人認証装置。
【請求項７】
前記カメラ部は、認証時に被認証者に露出を合わせた露出条件と前記背景画像表示部に表示された背景画像に露出を合わせた露出条件とでそれぞれ撮影して２つの画像データを取得し、
前記顔画像抽出部は、被認証者に露出を合わせた露出条件で撮影されて取得された画像データから顔画像データ部分を抽出し、
前記背景関連画像抽出部は、背景画像に露出を合わせた露出条件で撮影されて取得された画像データから撮影時の背景画像の特徴を示す背景関連画像データ部分として背景画像データ部分を抽出することを特徴とする請求項４〜６のいずれか一つに記載の本人認証装置。
【請求項８】
前記カメラ部は、前記背景画像表示部に表示させる背景画像が変更された場合に該背景画像表示部に表示された背景画像を単独で撮影して前記背景画像用データベースから選択された特定の背景画像の背景画像データとして記憶部に記憶させ、
前記背景画像認証部は、前記記憶部に記憶された前記背景画像データから前記顔画像データ対応部分を除去して比較用背景画像データを作成して背景関連画像データである背景画像データとの一致を判定することを特徴とする請求項４〜７のいずれか一つに記載の本人認証装置。
【請求項９】
特定の背景画像を認証場所で表示モニタに表示させる背景画像表示工程と、
認証時に前記表示モニタに表示させた背景画像を背景に被認証者の顔画像をカメラにより撮影して画像データを取得する撮影工程と、
取得された画像データから顔画像データ部分を抽出する顔画像抽出工程と、
取得された画像データから撮影時の背景条件の特徴を示す背景関連画像データ部分を抽出する背景関連画像抽出工程と、
抽出された顔画像データがデータベースに登録されている顔画像データのいずれか一つに一致しているかを判定する顔画像認証工程と、
抽出された背景関連画像データが認証時の特有の背景条件の特徴に適合しているかを判定する背景条件認証工程と、
を備え、前記顔画像認証工程により一致している判定結果が得られ、かつ、前記背景条件認証工程により適合している判定結果が得られた場合に該被認証者が既登録者本人であることを認証するようにしたことを特徴とする本人認証方法。
【請求項１０】
前記背景画像表示工程は、特定の背景画像として明るさの異なる２つの背景画像を認証場所で前記表示モニタに順次表示し、
前記撮影工程は、認証時に前記表示モニタに順次表示される明るさの異なる２つの背景画像をそれぞれ背景に被認証者の顔画像を撮影して２つの画像データを取得し、
前記顔画像抽出工程は、暗い方の背景画像を背景に取得された画像データから顔画像データ部分を抽出し、
前記背景関連画像抽出工程は、明るい方の背景画像を背景に取得された画像データから撮影時の背景条件の特徴を示す背景関連画像データ部分として顔画像データ部分を抽出し、
前記顔画像認証工程は、前記顔画像抽出部により抽出された顔画像データが前記データベースに登録されている顔画像データのいずれか一つに一致しているかを判定し、
前記背景画像認証工程は、前記背景関連画像抽出部により抽出された背景関連画像データである顔画像データが前記顔画像抽出部により抽出された顔画像データに対して所定の閾値より大きな輝度差を有しているかの判定により認証時の特有の背景条件の特徴に適合しているかを判定することを特徴とする請求項９に記載の本人認証方法。
【請求項１１】
前記背景画像表示工程は、特定の背景画像として背景画像用データベースに登録されている複数の背景画像中から動的に選択したいずれか一つを認証場所で前記表示モニタに表示し、
前記背景関連画像抽出工程は、取得された画像データから撮影時の背景条件の特徴を示す背景関連画像データ部分として背景画像データ部分を抽出し、
前記背景画像認証工程は、抽出された背景関連画像データである背景画像データが前記背景画像用データベースから選択された特定の背景画像の背景画像データに一致しているかの判定により認証時の特有の背景条件の特徴に適合しているかを判定することを特徴とする請求項９に記載の本人認証方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、顔画像の認証技術を用いて被認証者が既登録者本人であることを認証する本人認証装置及び本人認証方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、各種場所、場面での個人認証の重要性が増し、例えば、オフィスビルやマンションなどにおける建物、部屋等への入室時のセキュリティ性の向上が必要とされている。このような個人認証には各種の方法があるが、その一つとして顔画像の認証技術を用いる方法がある。顔認証方式は、概略的には、部屋などの入り口に設置されたカメラで被認証者の顔画像を撮影し、その顔画像をあらかじめ登録されている登録者の顔画像と比較照合し、一致していれば既登録者本人であると認証して、ドアを開錠して入室を許可するものである。
【０００３】
ところが、従来の顔認証方式の場合、写真や人形等の模造物による成りすましを排除することが困難であるという問題点が指摘されている。この問題点を改善するために、例えば、特許文献１によれば、あらかじめ登録された登録者の顔の時間的変化（顔の表情や向き）と、入り口で撮影した被認証者の顔の時間的変化との比較も行うことが提案されている。すなわち、本人認証において連続して撮影した顔の画像データから表情のデータを作成し、表情の時間的変化を利用して本人であるかを判定する。また、特許文献２によれば、被認証者を複数の角度から撮影する３次元情報を利用する技術が提案されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２３３８１６号公報
【特許文献２】特開２００４−３６２０７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のものは、顔の時間的変化が発生してから認証するため、入室者が入室できるまでにかなりの時間がかかってしまい、また、あらかじめ顔の時間的変化までもデータベースに登録する必要があり、入室者（登録者）の利便性を損なうだけでなく、リソースも多く必要とする。さらには、本人の認証を顔画像データのみで認証の確度を上げるために顔表情の時間的変化を判断する必要があり、認証の処理プロセスが複雑となり、判定に時間がかかるとともに、複雑な処理を高速に行うためには高機能なハードウェアやプロセッサを必要とするものである。特許文献２のものも、３次元情報を扱わなくてはならず、特許文献１の場合と同様の問題点がある。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、顔認証方式をベースとしつつ過大な処理能力、リソース等を要することなく成りすましを排除して、本人認証の確度を向上させることができる本人認証装置及び本人認証方法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】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１に係る本人認証装置は、登録者の顔画像データを登録したデータベースと、特定の背景画像を認証場所で表示する背景画像表示部と、認証時に前記背景画像表示部に表示された背景画像を背景に被認証者の顔画像を撮影して画像データを取得するカメラ部と、取得された画像データから顔画像データ部分を抽出する顔画像抽出部と、取得された画像データから撮影時の背景条件の特徴を示す背景関連画像データ部分を抽出する背景関連画像抽出部と、抽出された顔画像データが前記データベースに登録されている顔画像データのいずれか一つに一致しているかを判定する顔画像認証部と、抽出された背景関連画像データが認証時の特有の背景条件の特徴に適合しているかを判定する背景条件認証部と、を備え、前記顔画像認証部により一致している判定結果が得られ、かつ、前記背景条件認証部により適合している判定結果が得られた場合に該被認証者が既登録者本人であることを認証するようにしたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２に係る本人認証装置は、上記発明において、前記背景画像表示部は、特定の背景画像として明るさの異なる２つの背景画像を認証場所で順次表示し、前記カメラ部は、認証時に背景画像表示部に順次表示される明るさの異なる２つの背景画像をそれぞれ背景に被認証者の顔画像を撮影して２つの画像データを取得し、前記顔画像抽出部は、暗い方の背景画像を背景に取得された画像データから顔画像データ部分を抽出し、前記背景関連画像抽出部は、明るい方の背景画像を背景に取得された画像データから撮影時の背景条件の特徴を示す背景関連画像データ部分として顔画像データ部分を抽出し、前記顔画像認証部は、前記顔画像抽出部により抽出された顔画像データが前記データベースに登録されている顔画像データのいずれか一つに一致しているかを判定し、前記背景画像認証部は、前記背景関連画像抽出部により抽出された背景関連画像データである顔画像データが前記顔画像抽出部により抽出された顔画像データに対して所定の閾値より大きな輝度差を有しているかの判定により認証時の特有の背景条件の特徴に適合しているかを判定することを特徴とする。
【０００９】
すなわち、請求項２に係る本人認証装置は、登録者の顔画像データを登録したデータベースと、明るさの異なる２つの背景画像を認証場所で順次表示する背景画像表示部と、認証時に前記背景画像表示部に順次表示される明るさの異なる２つの背景画像をそれぞれ背景に被認証者の顔画像を撮影して２つの画像データを取得するカメラ部と、暗い方の背景画像を背景に取得された画像データから顔画像データ部分を抽出する顔画像抽出部と、明るい方の背景画像を背景に取得された画像データから撮影時の背景条件の特徴を示す背景関連画像データ部分として顔画像データ部分を抽出する背景関連画像抽出部と、前記顔画像抽出部により抽出された顔画像データが前記データベースに登録されている顔画像データのいずれか一つに一致しているかを判定する顔画像認証部と、前記背景関連画像抽出部により抽出された背景関連画像データである顔画像データが前記顔画像抽出部により抽出された顔画像データに対して所定の閾値より大きな輝度差を有しているかの判定により該認証の特有の背景条件の特徴に適合しているかを判定する背景画像認証部と、を備え、前記顔画像認証部により一致している判定結果が得られ、かつ、前記背景条件認証部により適合している判定結果が得られた場合に該被認証者が既登録者本人であることを認証するようにしたことを特徴とする。
【００１０】
請求項３に係る本人認証装置は、上記発明において、前記背景画像表示部は、輝度を変化させることにより明るさの異なる２つの背景画像を順次表示させる表示制御部を備えることを特徴とする。
【００１１】
請求項４に係る本人認証装置は、上記発明において、前記背景画像表示部は、特定の背景画像として背景画像用データベースに登録されている複数の背景画像中から動的に選択したいずれか一つを認証場所で表示し、前記背景関連画像抽出部は、取得された画像データから撮影時の背景条件の特徴を示す背景関連画像データ部分として背景画像データ部分を抽出し、前記背景画像認証部は、抽出された背景関連画像データである背景画像データが前記背景画像用データベースから選択された特定の背景画像の背景画像データに一致しているかの判定により認証時の特有の背景条件の特徴に適合しているかを判定することを特徴とする。
【００１２】
すなわち、請求項４に係る本人認証装置は、登録者の顔画像データを登録したデータベースと、背景画像用データベースに登録されている複数の背景画像中から動的に選択したいずれか一つによる特定の背景画像を認証場所で表示する背景画像表示部と、認証時に背景画像表示部に表示された背景画像を背景に被認証者の顔画像を撮影して画像データを取得するカメラ部と、取得された画像データから顔画像データ部分を抽出する顔画像抽出部と、取得された画像データから撮影時の背景条件の特徴を示す背景関連画像データ部分として背景画像データ部分を抽出する背景関連画像抽出部と、抽出された顔画像データが前記データベースに登録されている顔画像データのいずれか一つに一致しているかを判定する顔画像認証部と、抽出された背景関連画像データである背景画像データが前記背景画像用データベースから選択された特定の背景画像の背景画像データに一致しているかの判定により認証時の特有の背景条件の特徴に適合しているかを判定する背景画像認証部と、を備え、前記顔画像認証部により一致している判定結果が得られ、かつ、前記背景条件認証部により適合している判定結果が得られた場合に該被認証者が既登録者本人であることを認証するようにしたことを特徴とする。
【００１３】
請求項５に係る本人認証装置は、上記発明において、前記表示部は、前記背景画像用データベースに登録されている複数の背景画像のうちから選択して表示すべき背景画像を所定の周期で定期的に変更する表示制御部を備えることを特徴とする。
【００１４】
請求項６に係る本人認証装置は、上記発明において、前記表示部は、前記背景画像用データベースに登録されている複数の背景画像のうちから選択して表示すべき背景画像をランダムな周期で変更する表示制御部を備えることを特徴とする。
【００１５】
請求項７に係る本人認証装置は、上記発明において、前記カメラ部は、認証時に被認証者に露出を合わせた露出条件と前記背景画像表示部に表示された背景画像に露出を合わせた露出条件とでそれぞれ撮影して２つの画像データを取得し、前記顔画像抽出部は、被認証者に露出を合わせた露出条件で撮影されて取得された画像データから顔画像データ部分を抽出し、前記背景関連画像抽出部は、背景画像に露出を合わせた露出条件で撮影されて取得された画像データから撮影時の背景画像の特徴を示す背景関連画像データ部分として背景画像データ部分を抽出することを特徴とする。
【００１６】
請求項８に係る本人認証装置は、上記発明において、前記カメラ部は、前記背景画像表示部に表示させる背景画像が変更された場合に該背景画像表示部に表示された背景画像を単独で撮影して前記背景画像用データベースから選択された特定の背景画像の背景画像データとして記憶部に記憶させ、前記背景画像認証部は、前記記憶部に記憶された前記背景画像データから前記顔画像データ対応部分を除去して比較用背景画像データを作成して背景関連画像データである背景画像データとの一致を判定することを特徴とする。
【００１７】
請求項９に係る本人認証方法は、特定の背景画像を認証場所で表示モニタに表示させる背景画像表示工程と、認証時に前記表示モニタに表示させた背景画像を背景に被認証者の顔画像をカメラにより撮影して画像データを取得する撮影工程と、取得された画像データから顔画像データ部分を抽出する顔画像抽出工程と、取得された画像データから撮影時の背景条件の特徴を示す背景関連画像データ部分を抽出する背景関連画像抽出工程と、抽出された顔画像データがデータベースに登録されている顔画像データのいずれか一つに一致しているかを判定する顔画像認証工程と、抽出された背景関連画像データが認証時の特有の背景条件の特徴に適合しているかを判定する背景条件認証工程と、を備え、前記顔画像認証工程により一致している判定結果が得られ、かつ、前記背景条件認証工程により適合している判定結果が得られた場合に該被認証者が既登録者本人であることを認証するようにしたことを特徴とする。
【００１８】
請求項１０に係る本人認証方法は、上記発明において、前記背景画像表示工程は、特定の背景画像として明るさの異なる２つの背景画像を認証場所で前記表示モニタに順次表示し、前記撮影工程は、認証時に前記表示モニタに順次表示される明るさの異なる２つの背景画像をそれぞれ背景に被認証者の顔画像を撮影して２つの画像データを取得し、前記顔画像抽出工程は、暗い方の背景画像を背景に取得された画像データから顔画像データ部分を抽出し、前記背景関連画像抽出工程は、明るい方の背景画像を背景に取得された画像データから撮影時の背景条件の特徴を示す背景関連画像データ部分として顔画像データ部分を抽出し、前記顔画像認証工程は、前記顔画像抽出部により抽出された顔画像データが前記データベースに登録されている顔画像データのいずれか一つに一致しているかを判定し、前記背景画像認証工程は、前記背景関連画像抽出部により抽出された背景関連画像データである顔画像データが前記顔画像抽出部により抽出された顔画像データに対して所定の閾値より大きな輝度差を有しているかの判定により認証時の特有の背景条件の特徴に適合しているかを判定することを特徴とする。
【００１９】
請求項１１に係る本人認証方法は、上記発明において、前記背景画像表示工程は、特定の背景画像として背景画像用データベースに登録されている複数の背景画像中から動的に選択したいずれか一つを認証場所で前記表示モニタに表示し、前記背景関連画像抽出工程は、取得された画像データから撮影時の背景条件の特徴を示す背景関連画像データ部分として背景画像データ部分を抽出し、前記背景画像認証工程は、抽出された背景関連画像データである背景画像データが前記背景画像用データベースから選択された特定の背景画像の背景画像データに一致しているかの判定により認証時の特有の背景条件の特徴に適合しているかを判定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る本人認証装置及び本人認証方法によれば、被認証者をカメラ部により撮影する際には該被認証者の顔画像とともに背景画像表示部に表示された特定の背景画像も併せて撮影し、その画像データから顔画像データを抽出してデータベースに登録されている顔画像データに一致するかの顔画像認証処理を行うとともに、特定の背景画像に関しては当該被認証者が認証時にカメラ部の前に実際に居るかを判定するための成りすましが困難な背景条件として利用し、取得された画像データから撮影時の背景条件の特徴を示す背景関連画像データ部分を抽出し、抽出されたこの背景関連画像データが認証時の特有の背景条件の特徴に適合しているかの背景条件認証処理を行い、両方の認証処理結果が肯定的な場合のみ該被認証者が現実にカメラ部の前に居る既登録者本人であると認証するので、顔認証方式をベースとしつつ過大な処理能力、リソース等を要することなく写真等による成りすましを排除して、本人認証の確度を向上させることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に、本発明に係る本人認証装置である本人認証システム及び本人認証方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更実施の形態が可能である。
【００２２】
（実施の形態１）
図１は、本実施の形態１の本人認証システムの構成例を示す概略ブロック図である。本実施の形態１の本人認証システムは、一例として、既登録者本人のみを部屋への入室を許可するための本人認証システムへの適用例を示す。本実施の形態１の本人認証システムは、概略的には、システム制御部１００と背景画像表示部１１０とカメラ部１２０と認証部１３０とドア開閉部１４０とを備えている。
【００２３】
システム制御部１００は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等を備えるマイクロコンピュータ構成のもので、後述する処理制御を含めて当該システム全体の制御を行う。
【００２４】
背景画像表示部１１０は、特定の背景画像を認証場所である入り口ドア付近で表示するもので、背景表示モニタ１１１と表示制御部１１２と背景表示用画像記憶部１１３とを備えている。背景表示用画像記憶部１１３は、背景表示モニタ１１１に表示するための特定の背景画像をあらかじめ記憶する。背景表示モニタ１１１は、被認証者１５０の顔付近に対して背景となり得る大きさを有するとともに、認証場所である入り口ドア付近でカメラ部１２０に対向設置されて、表示制御部１１２によって背景表示用画像記憶部１１３から受け取った背景画像を表示する。表示制御部１１２は、背景表示用画像記憶部１１３から表示させる背景画像を読み出して背景表示モニタ１１１に送信するとともに、該背景画像モニタ１１１に表示している背景画像の輝度を調整することにより、被認証者１５０の認証用撮影時には明るさの異なる２つの背景画像を順次表示させて２回の撮影に供し、認証用撮影後には、元の輝度に戻す制御を行う。
【００２５】
カメラ部１２０は、被認証者１５０の認証時に背景表示モニタ１１１に表示された背景画像を背景に当該被認証者１５０の顔画像を撮影し、撮影により得られた画像データを記憶するもので、カメラ１２１と表示モニタ１２２とカメラ制御部１２３と撮影画像記憶部１２４とを備えている。カメラ１２１は、被認証者１５０の顔画像を撮影するためのＣＣＤ等の固体撮影素子を用いたカメラであって、対向配置された背景表示モニタ１１１上に表示されている背景画像も顔画像と同時に撮影する。表示モニタ１２２は、カメラ１２１が写している画像を表示するためのもので、モニタ画面上に後述するような所定サイズの撮影枠を併せて表示することで、認証用に撮影された被認証者１５０の顔画像が撮影枠内に収まるように被認証者１５０の位置を調整させる役割を持つ。カメラ制御部１２３は、カメラ１２１及び表示モニタ１２２を制御するとともに、撮影して得られた画像データを撮影画像記憶部１２４に格納させる機能を有する。撮影画像記憶部１２４は、カメラ１２１により撮影されて得られた画像データを一時的に保存するメモリである。
【００２６】
本実施の形態１では、或る一人の被認証者１５０の認証用撮影時には、背景表示モニタ１１１に表示している背景画像の輝度を２段階に変化させ、例えば背景画像の輝度を上げた状態（明るい状態）で被認証者１５０の顔画像を撮影して得られた“画像データ１”と背景画像の輝度を下げた状態（暗い状態）で被認証者１５０の顔画像を撮影して得られた“画像データ２”との２つの画像データを撮影画像記憶部１２４に記憶する。
【００２７】
認証部１３０は、２つの“画像データ１”，“画像データ２”からそれぞれ顔画像データ部分を抽出し、抽出した顔画像データ同士の輝度差を算出し、輝度差があらかじめ設定されている所定の閾値より大きい場合には認証時の背景条件を満たしているものとし、顔画像用のデータベースに登録されている顔画像データ中で“画像データ１”，“画像データ２”のいずれか一方、ここでは“画像データ２”から抽出された顔画像データに一致するものがあるかを検索比較することで認証し、一致するものかあれば、ドア開閉部１４０に対して開錠要求を出す処理を実行する。本実施の形態１の認証部１３０は、顔画像データベース１３１と画像抽出部１３２と輝度比較部１３３と顔画像比較部１３４とを備える。顔画像データベース１３１は、入室が許可された複数の登録者についての顔画像データをあらかじめ登録保存したもので、該顔画像データベース１３１を含む認証部１３０は、システムの規模によっては、ドア入り口付近等の認証場所に限らず、ビル内又はビル外の任意の箇所に設置されていてもよい。顔画像データベース１３１に保存される該顔画像データは、カメラ１２１により撮影されて得られる顔画像データとの照合比較が可能なものであれば、その取得方法等は任意であり、周知の技術を利用すればよい。
【００２８】
画像抽出部１３２は、撮影画像記憶部１２４に記憶された２つの“画像データ１”，“画像データ２”からそれぞれ顔画像データ部分を抽出する部分で、表示モニタ１２２上の撮影枠を参照することで背景画像を含む画像データ中から顔画像データ部分を抽出する。ここで、暗い方の背景画像を背景に取得された“画像データ２”から顔画像データを抽出する際には、該画像抽出部１３２は顔画像抽出部として機能する。一方、明るい方の背景画像を背景に取得された“背景画像１”から顔画像データを抽出する際には、撮影時の背景条件の特徴を示す背景関連画像データ部分として顔画像データを抽出するものであり、該画像抽出部１３２は背景関連画像データ抽出部として機能する。
【００２９】
輝度比較部１３３は、画像抽出部１３２により抽出された２つの顔画像データそれぞれの輝度値を算出して、両者間の輝度差を算出し、あらかじめ設定されている所定の閾値より大きな輝度差を有しているかの判定により認証時の特有の背景条件の特徴に適合しているかを判定する。顔画像比較部１３４は、画像抽出部１３２で抽出した顔画像データ中で顔画像データが明確な方の“顔画像データ２”が顔画像データベース１３１に登録されている顔画像データのいずれか一つに一致しているかを周知の顔画像認証技術を用いた各データ同士の比較照合により判定し、一致している判定結果が得られた場合にはドア開閉部１４０に対してドア開錠要求を出力する。
【００３０】
ドア開閉部１４０は、認証部１３０からドア開錠要求を受けることによりドアを開錠するもので、ドア開閉制御部１４１と部屋の入り口に設置されたドア１４２とを備える。
【００３１】
次に、図１に示すようなシステム構成においてシステム制御部１００による制御の下に実行される本人認証処理手順等の概要を図２〜図８を参照して説明する。まず、入室しようとする被認証者１５０は、図２に示すように、認証場所に設置されている背景表示モニタ１１１を背景にして、カメラ１２１及び表示モニタ１２２の前に立ち、顔認証用の撮影を受ける。この際、被認証者１５０は、図３に示すように、表示モニタ１２２上に表示されている所定形状、例えば略円形形状の撮影枠１２５内に顔画像１２６が収まるように位置合わせを行い、撮影が終わるまでその状態のままでいる。
【００３２】
ここで、表示モニタ１２２上には通常は図４（ａ）に示すように中間輝度の背景画像１２７ａが表示されているが、被認証者１５０の認証用撮影に際して、表示制御部１１２によって背景表示モニタ１１１の表示画像の輝度を変化（輝度の変化１）させることにより、図４（ｂ）に示すように輝度を上げた明るい背景画像１２７ｂを表示させる。このような明るい背景画像１２７ｂを背景として被認証者１５０の１枚目の顔画像をカメラ１２１で撮影することにより“画像データ１”を取得し、撮影画像記憶部１２４に一時保存する。この場合の“画像データ１”は図５−１中に示すように、背景は明るいが被認証者１５０なる人物画像部分は暗いものとなる。
【００３３】
引き続き、表示制御部１１２によって背景表示モニタ１１１の表示画像の輝度を変化（輝度の変化２）させることにより、図４（ｃ）に示すように輝度を下げた暗い背景画像１２７ｃを表示させる。このような暗い背景画像１２７ｃを背景として被認証者１５０の２枚目の顔画像をカメラ１２１で撮影することにより“画像データ２”を取得し、撮影画像記憶部１２４に一時保存する。この場合の“画像データ２”は図５−２中に示すように、背景は暗いが被認証者１５０なる人物画像部分は明るいものとなる。すなわち、背景画像の輝度を変化させたことにより、撮影に際してのカメラ１２１の露出時間が変化し、この露出時間の変化が顔画像部分の輝度差となって現れる。したがって、本実施の形態１の場合、認証時の特有の背景条件の特徴は、背景画像の輝度を変化させてこれらの背景画像を含む２枚の顔画像を撮影することにより、所定値以上の輝度差を持つ２つの顔画像データが得られる点であり、“画像データ１”から抽出される顔画像データは、“画像データ２”から抽出される通常の顔画像データに対して、所定値以上の輝度差を有しており当該背景条件の特徴を示す背景関連画像データ部分となる。
【００３４】
そこで、撮影画像記憶部１２４に一時記憶した“画像データ１”“画像データ２”から画像抽出部１３２によってそれぞれ図５−１、図５−２に示すように顔画像データ部分を抽出する。顔画像データ部分の抽出に際しては、表示モニタ１２２上の撮影枠１２５を利用する。そして、図６に示すように、抽出されたこれらの顔画像データ同士の輝度差を算出し、該輝度差があらかじめ設定されている所定の閾値より大きいかを判定する。所定の閾値より大きな輝度差があると判定されれば、順次明るさを異ならせた２つの背景画像の表示下で２つの“画像データ１”“画像データ２”が撮影取得されたこと、すなわち、撮影された被認証者自身が認証場所に居たことを意味し、認証時の特有の背景条件の特徴に適合している認証結果となる。逆に、写真等を用いて成りすまししようとする場合には、カメラ１２１による撮影画像中に特定の背景画像が反映されず、認証時の特有の背景条件の特徴に適合することは極めて困難となる。
【００３５】
背景条件の認証が得られた場合、通常通り、顔画像の認証を行う。すなわち、登録者の顔画像データは図７に示すように顔画像データベース１３１に登録されているので、顔画像比較部１３４は、“画像データ２”中から抽出した顔画像データと顔画像データベース１３１中に登録されている各顔画像データとを図８に示すように順次比較照合し、一致しているものがあるかを検索する。一致しているものがあれば（図８中の○印）、被認証者１５０が認証場所に現に存在する既登録者本人であり、写真等による成りすましではないと認証し、ドア開錠要求を出力する。これにより、ドア１４２が開錠され、既登録者本人と認証された被認証者１５０は入室することが可能となる。
【００３６】
図９〜図１１に、上記本人認証処理手順等の概要に準じて、システム制御部１００により実行される処理制御例を説明する。図９は、システム制御部１００により実行される処理制御例を示すフローチャートであり、図１０は、輝度比較処理例を示すサブルーチンのフローチャートであり、図１１は、顔画像比較処理例を示すサブルーチンのフローチャートである。
【００３７】
まず、ドア入り口等の認証場所において認証を受けようとする被認証者１５０が存在するか否かを判定する（ステップＳ１００）。この判定には、赤外線センサ等を用いることができる。被認証者１５０が存在する場合には（ステップＳ１００：Ｙｅｓ）、表示制御部１１２を制御して背景表示モニタ１１１上に表示している背景画像の輝度を上げるように輝度を変化させる（ステップＳ１０１）。この状態で、背景表示モニタ１１１の背景画像を背景に被認証者１５０の顔画像をカメラ１２１で撮影する（ステップＳ１０２）。この撮影により得られた画像データ（“画像データ１”）を撮影画像記憶部１２４に保存する（ステップＳ１０３）。
【００３８】
この状態で、引き続き、表示制御部１１２を制御して背景表示モニタ１１１上に表示している背景画像の輝度を下げるように輝度を変化させる（ステップＳ１０４）。そして、背景表示モニタ１１１の背景画像を背景に被認証者１５０の顔画像をカメラ１２１で撮影する（ステップＳ１０５）。この撮影により得られた画像データ（“画像データ２”）を撮影画像記憶部１２４に保存する（ステップＳ１０６）。撮影終了後、画像抽出部１３２で撮影画像記憶部１２４から“画像データ１”と“画像データ２”とを取得し、それぞれの顔画像データを抽出する（ステップＳ１０７）。
【００３９】
抽出されたこれらの顔画像データに対して、輝度比較部１３３で輝度比較を行う（ステップＳ１０８）。この輝度比較処理例を図１０に示す。まず、“顔画像データ１”から抽出した顔画像の輝度値を算出し（ステップＳ１２１）、同様に、“顔画像データ２”から抽出した顔画像の輝度値を算出する（ステップＳ１２２）。そして、算出されたこれらの顔画像の輝度値同士の輝度差を算出し（ステップＳ１２３）、算出された輝度差があらかじめ設定されている所定の閾値より大きいかを比較判定する（ステップＳ１２４）。判定の結果、輝度差が閾値よりも大きければ（ステップＳ１２４：Ｙｅｓ）、輝度差判定結果フラグＢＣＭＰ（Brightness Compare）を＃１にセットする（ステップＳ１２５）。一方、輝度差が閾値よりも大きければ（ステップＳ１２４：Ｎｏ）、輝度差判定結果フラグＢＣＭＰを＃０にセットする（ステップＳ１２６）
【００４０】
図９の処理に戻り、輝度比較処理（ステップＳ１０８）の後、その結果として、ＢＣＭＰ＝＃１であるか否かを判定する（ステップＳ１０９）。ここで、ＢＣＭＰ＝＃１でなければ（ステップＳ１０９：Ｎｏ）、背景条件の認証結果がＮＧであるので、そのままリターンする。すなわち、ドア開錠要求が出力されない。
【００４１】
一方、ＢＣＭＰ＝＃１であれば（ステップＳ１０９：Ｙｅｓ）、背景条件の認証結果がＯＫであるので、顔画像比較部１３４による顔画像比較処理に移行する（ステップＳ１１０）。この顔画像比較処理例を図１１に示す。まず、顔画像データベース１３１に登録されている顔画像データと比較するための変数ｘを１にセットし（ステップＳ１３１）、この変数ｘが顔画像データベース１３１に登録されている登録者数ｎ以下であるか否かを判定した上で（ステップＳ１３２）、“画像データ１”から抽出した顔画像データと顔画像データベース１３１にｘ番目に登録された顔画像データとを比較する（ステップＳ１３３）。そして、抽出した顔画像データとｘ番目の顔画像データとが一致するか否かを判定し（ステップＳ１３４）、一致していなければ（ステップＳ１３４：Ｎｏ）、変数ｘを＋１インクリメントし（ステップＳ１３５）、顔画像データベース１３１中の次の顔画像データとの比較を繰り返す。このような比較処理の結果、一致する判定結果が得られた場合には（ステップＳ１３４：Ｙｅｓ）、顔認証判定結果フラグフラグＦＣＭＰ（Face Compare）を＃１にセットする（ステップＳ１３６）。一方、ｎ人分の顔画像データの比較を行っても一致する判定結果が得られなかった場合には（ステップＳ１３４：Ｎｏ，Ｓ１３２：Ｎｏ）、輝度差判定結果フラグＦＣＭＰを＃０にセットする（ステップＳ１３７）。
【００４２】
図９の処理に戻り、顔画像比較処理（ステップＳ１１０）の後、その結果として、ＦＣＭＰ＝＃１であるか否かを判定する（ステップＳ１１１）。ここで、ＦＣＭＰ＝＃１でなければ（ステップＳ１１１：Ｎｏ）、顔認証結果がＮＧであるので、そのままリターンする。すなわち、ドア開錠要求が出力されない。一方、ＦＣＭＰ＝＃１であれば（ステップＳ１１１：Ｙｅｓ）、顔認証結果がＯＫであるので、ドア開錠要求を出力しドア１４２を開錠させる（ステップＳ１１２）。
【００４３】
上述したように、本実施の形態１によれば、被認証者１５０を認証するための顔画像の撮影時には背景画像モニタ１１１に表示させた特定の背景画像も併せて撮影させるものとし、かつ、背景画像モニタ１１１上の背景画像の輝度を変えて２回撮影することで認証時に特有の背景条件の特徴を持たせ、顔画像の認証に際して背景画像の輝度変化を考慮した背景条件の認証も行うようにしたので、本人以外の人間が写真等を利用して成りすまししようとしても輝度が変化する背景条件まで成りすますことは極めて困難であり、被認証者１５０が認証場所に現に存在する既登録者本人であることの認証を適正に行うことができる。
【００４４】
なお、本実施の形態１では、輝度比較処理を先に行い、顔画像比較処理を後に行うようにしたが、逆の順序で行うようにしてもよい。また、先に行う比較処理結果がＯＫの場合に次の比較処理を行うようにしたが、それぞれの比較処理を並行して行い、いずれの比較処理の結果もＯＫの場合にのみドア開錠要求を出すようにしてもよい。なお、本実施の形態１のように、処理が比較的簡単な輝度比較処理を先に行い、その比較結果がＯＫの場合に顔画像比較処理を行うようにすれば、輝度比較結果がＮＧの場合には顔画像比較処理を行わなくて済み、プロセッサの負担を軽減させることができる。
【００４５】
（実施の形態２）
図１２は、本実施の形態２の本人認証システムの構成例を示す概略ブロック図である。本実施の形態２の本人認証システムは、一例として、既登録者本人のみを部屋への入室を許可するための本人認証システムへの適用例を示す。本実施の形態２の本人認証システムは、概略的には、システム制御部２００と背景画像表示部２１０とカメラ部２２０と認証部２３０とドア開閉部２４０とを備えている。
【００４６】
システム制御部２００は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等を備えるマイクロコンピュータ構成のもので、後述する処理制御を含めて当該システム全体の制御を行う。
【００４７】
背景画像表示部２１０は、特定の背景画像を認証場所である入り口ドア付近で表示するもので、背景表示モニタ２１１と表示制御部２１２と背景表示用画像データベース２１３とを備えている。背景表示用画像データベース２１３は、背景表示モニタ２１１に表示するための複数種類の特定の背景画像をあらかじめ記憶する。背景表示モニタ２１１は、被認証者２５０の顔付近に対して背景となり得る大きさを有するとともに、認証場所である入り口ドア付近でカメラ部２２０に対向設置されて、表示制御部２１２によって背景表示用画像データベース２１３から受け取った特定の背景画像を表示する。表示制御部２１２は、背景表示用画像データベース２１３に登録されている複数の背景画像中から動的に（所定の周期で定期的に、又は、ランダムな周期で）変更選択した一つの背景画像を読み出して背景表示モニタ２１１に送信する。
【００４８】
カメラ部２２０は、被認証者２５０の認証時に背景表示モニタ２１１に表示された特定の背景画像を背景に当該被認証者２５０の顔画像を撮影し、撮影により得られた画像データを記憶するもので、カメラ２２１と表示モニタ２２２とカメラ制御部２２３と撮影画像記憶部２２４とを備えている。カメラ２２１は、被認証者２５０の顔画像を撮影するためのＣＣＤ等の固体撮影素子を用いたカメラであって、対向配置された背景表示モニタ２１１上に表示されている特定の背景画像も顔画像と同時に撮影する。表示モニタ２２２は、カメラ２２１が写している画像を表示するためのもので、モニタ画面上に実施の形態１で説明したような所定サイズの撮影枠を併せて表示することで、認証用に撮影された被認証者２５０の顔画像が撮影枠内に収まるように被認証者２５０の位置を調整させる役割を持つ。カメラ制御部２２３は、カメラ２２１及び表示モニタ２２２を制御するとともに、撮影して得られた画像データを撮影画像記憶部２２４に格納させる機能を有する。撮影画像記憶部２２４は、カメラ２２１により撮影されて得られた画像データを一時的に保存するメモリである。
【００４９】
本実施の形態２では、或る一人の被認証者２５０の認証用撮影時には、被認証者２５０の顔に露出を合わせた露出条件と背景表示モニタ２１１に表示された背景画像に露出を合わせた露出条件とでそれぞれ撮影して２つの画像データを取得するものである。例えば、被認証者２５０の顔に露出を合わせた露出条件で撮影して得られた“画像データ１”と、背景表示モニタ２１１に表示された背景画像に露出を合わせた露出条件で撮影して得られた“画像データ２”とを撮影画像記憶部２２４に記憶する。また、背景表示モニタ２１１に表示された背景画像のみを所定タイミングでカメラ２２１によって単独で撮影して得られた“画像データ３”も撮影画像記憶部２２４に記憶する。
【００５０】
認証部２３０は、一方の“画像データ１”から顔画像データ部分を抽出し、他方の“画像データ２”から背景画像データ部分を抽出し、顔画像用のデータベースに登録されている顔画像データ中で“画像データ１”から抽出された顔画像データに一致するものがあるかを検索比較することで顔画像を認証するとともに、背景表示用画像データベース２１３中から選択されて背景表示モニタ２１１に表示されていた特定の背景画像の背景画像データに“画像データ２”から抽出された背景画像データが一致するかを比較することで背景条件の認証を行う。両方の認証結果がＯＫであれば、ドア開閉部２４０に対して開錠要求を出す処理を実行する。
【００５１】
本実施の形態２の認証部２３０は、顔画像データベース２３１と背景画像記憶部２３２と画像抽出部２３３と顔画像比較部２３４と背景画比較部２３５と本人判定部２３６とを備える。顔画像データベース２３１は、顔画像データベース１３１の場合と同じく、入室が許可された複数の登録者についての顔画像データをあらかじめ登録保存したもので、該顔画像データベース２３１を含む認証部２３０は、システムの規模によっては、ドア入り口付近等の認証場所に限らず、ビル内又はビル外の任意の箇所に設置されていてもよい。顔画像データベース２３１に保存される該顔画像データは、カメラ２２１により撮影されて得られる顔画像データとの照合比較が可能なものであれば、その取得方法等は任意であり、周知の技術を利用すればよい。
【００５２】
背景画像記憶部２３２は、カメラ２２１で撮影されて撮影画像記憶部２２４に一時保存された背景画像の“画像データ３”を記憶する。画像抽出部２３３は、撮影画像記憶部２２４に記憶された“画像データ１”から顔画像データ部分を抽出する顔画像抽出部として機能する部分で、表示モニタ２２２上の撮影枠を参照することで背景画像を含む画像データ中から顔画像データ部分を抽出する。また、本実施の形態２の画像抽出部２３３は、背景関連画像データ抽出部としても機能し、撮影画像記憶部２２４に記憶された“画像データ２”から顔画像部分を除去することにより背景画像データ部分を抽出する。
【００５３】
また、顔画像比較部２３４は、画像抽出部２３３で抽出した顔画像データが顔画像データベース２３１に登録されている顔画像データのいずれか一つに一致しているかを周知の顔画像認証技術を用いた各データ同士の比較照合により判定する。背景画像比較部２３５は、背景画像記憶部２３２に記憶されている“画像データ３”から画像抽出部２３３で抽出した顔画像データ部分を除去することで、比較用背景画像データを作成し、この比較用背景画像データと画像抽出部２３３で抽出した背景画像データとが一致しているかの比較判定により認証時の特有の背景条件の特徴に適合しているかを判定する。本人判定部２３６は、顔画像比較部２３４及び背景画像比較部２３５の比較結果がともに一致している場合にのみ、被認証者２５０が認証場所に現に存在する既登録者本人であることを認証し、ドア開閉部２４０に対してドア開錠要求を出力する。
【００５４】
ドア開閉部２４０は、認証部２３０からドア開錠要求を受けることによりドアを開錠するもので、ドア開閉制御部２４１と部屋の入り口に設置されたドア２４２とを備える。
【００５５】
次に、図１２に示すようなシステム構成においてシステム制御部２００による制御の下に実行される本人認証処理手順等の概要を図１３〜図１８を参照して説明する。まず、背景画像表示部２１０においては、認証場所に設置されている背景表示もモニタ２１１に表示させる背景画像を所定の周期で定期的に、或いは、ランダムな周期で不定期的に変更させる。すなわち、図１３に示すように、背景表示用画像データベース２１３に登録されている複数の背景画像中から定期／不定期的な時間が経過して変更時間になると、他の背景画像を動的に選択して背景表示モニタ２１１に表示させる。
【００５６】
このようにして背景表示モニタ２１１に表示される背景画像が動的に変更される毎に、背景表示モニタ２１１に表示されている背景画像をカメラ２２１で図１４（ａ）〜（ｃ）に示すように単独画像として撮影し、現在表示されている背景画像を示す“画像データ３”として撮影画像記憶部２２４を経て背景画像記憶部２３２に更新登録する。
【００５７】
このような状況下で、入室しようとする被認証者２５０は、図２に示した場合と同様に、背景表示モニタ２１１を背景にしてカメラ２２１及び表示モニタ２２２の前に立ち、顔認証用の撮影を受ける。この際、被認証者２５０は、図３に示した場合と同様、表示モニタ２２２上に表示されている所定形状、例えば略円形形状の撮影枠内に顔画像が収まるように位置合わせを行い、撮影が終わるまでその状態のままでいる。
【００５８】
そして、背景表示モニタ２１１に表示されている背景画像を背景に被認証者２５０の顔画像をカメラ２２１によって撮影する。この際、図１５−１に示すように、被認証者２５０の顔部分を測光位置として露出を合わせた露出条件で撮影を行い“画像データ１”を取得するとともに、図１５−２に示すように、背景表示モニタ２１１に表示されている背景画像部分を測光位置として露出を合わせた露出条件で撮影を行い“画像データ２”を取得する撮影条件の異なる２回の撮影を行う。なお、露出を変えて撮影を行うのは、背景画像のみを単独で撮影して得られる“画像データ３”と、人物を含めて撮影した“画像データ２”とで背景画像を比較する際に、通常の露出では、輝度が一致せず、正確な比較ができないためである。取得された“画像データ１”“画像データ２”は撮影画像記憶部２２４に保存する。
【００５９】
次いで、図１６−１に示すように、撮影画像記憶部２２４に保存した“画像データ１”を用いて画像抽出部２３３で顔画像データ部分を抽出する。顔画像データ部分の抽出に際しては、表示モニタ２２２上の撮影枠を利用する。また、図１６−２に示すように、撮影画像記憶部２２４に保存した“画像データ２”をも用いて画像抽出部２３３で顔画像データ部分を差し引くことにより背景画像データ部分を抽出する。この際、顔画像データ部分の差し引きに代えて、表示モニタ２２２上の撮影枠部分のデータを差し引くようにしてもよい。
【００６０】
ここで、背景表示モニタ２１１に表示されている背景画像は固定のものではなく動的に選択されて随時変更されるものであり、本実施の形態２の場合、被認証者２５０の認証撮影時に現に背景表示モニタ２１１に表示されている特定の背景画像自身が、認証時の特有の背景条件の特徴を示すものとなる。したがって、“画像データ２”から抽出される背景画像データは、当該背景条件の特徴を示す背景関連画像データ部分となる。
【００６１】
次いで、通常通り、顔画像の認証を行う。すなわち、登録者の顔画像データは図７に示した場合と同じく顔画像データベース２３１に登録されているので、顔画像比較部２３４は、“画像データ１”中から抽出した顔画像データと顔画像データベース２３１中に登録されている各顔画像データとを図８に示した場合と同様に順次比較照合し、一致しているものがあるかを検索する。
【００６２】
一方、背景画像比較部２３５によって背景条件の認証を行う。すなわち、図１７に示すように、背景画像記憶部２３２に記憶されている現在の背景画像を示す“画像データ３”から前述の画像抽出部２３３によって抽出された顔画像データ部分を差し引くことで比較用背景画像データを作成する。なお、前述の処理で、表示モニタ２２２の撮影枠部分のデータを差し引いた場合には、比較用背景画像データの作成時にも当該表示モニタ２２２の撮影枠部分のデータを差し引く。そして、画像抽出部２３３によって“画像データ２”から抽出した背景画像データと背景表示用画像データベース２１３中に登録されて現在表示されている背景画像に基づき作成した比較用背景画像データとが一致しているか否かを図１８−１、図１８−２に示すように比較判定する。図１８−１は、背景表示モニタ２１１に表示されている背景画像がそのまま撮影された場合の比較判定例を示し、背景条件の認証結果はＯＫとなる。図１８−２は、写真等によるなりすましを想定したものであり、背景画像は写真そのものの背景画像であり背景表示モニタ２１１に表示されている背景画像ではないので、背景条件の認証結果はＮＧとなる。
【００６３】
本人判定部２３６では、顔画像比較部２３４の比較結果と背景画像比較部２３５の比較結果とがともにＯＫであるか否かを判定し、ともにＯＫである場合のみ、被認証者２５０が認証場所に現に存在する既登録者本人であり、写真等による成りすましではないと認証し、ドア開錠要求を出力する。これにより、入り口のドア２４２が開錠され、既登録者本人と認証された被認証者２５０は入室することが可能となる。
【００６４】
図１９〜図２０に、上記本人認証処理手順等の概要に準じて、システム制御部２００により実行される処理制御例を説明する。図１９は、システム制御部２００により実行される処理制御例を示すフローチャートであり、図２０は、背景画像比較処理例を示すサブルーチンのフローチャートである。
【００６５】
まず、現在時刻が、背景表示モニタ２１１に表示している背景画像を変更する時刻であるか否かを判定し（ステップＳ２００）、変更する時刻でなければ（ステップＳ２００：Ｎｏ）、入室しようとしている被認証者２５０が認証場所に居るか否かの判定処理（ステップＳ２０６）に移行する。変更する時刻である場合（ステップＳ２００：Ｙｅｓ）、表示制御部２１２によって背景表示用画像データベース２１３にアクセスし、現在の背景画像とは別の一つの背景画像を取得する（ステップＳ２０１）。そして、背景表示モニタ２１１に表示されている背景画像を、取得した別の背景画像に変更して表示させる（ステップＳ２０２）。次いで、背景表示モニタ２１１に変更表示された現在の背景画像をカメラ部２２０によって単独画像として撮影し（ステップＳ２０３）、撮影により取得した現在表示されている特定の背景画像を“画像データ３”として撮影画像記憶部２２４に保存する（ステップＳ２０４）。引き続き、撮影画像記憶部２２４に保存された“画像データ３”を背景画像記憶部２３２に格納し（ステップＳ２０５）、後述する比較用背景画像データの作成に供する。そして、入室しようとしている被認証者２５０が認証場所に居るか否かの判定処理（ステップＳ２０６）に移行する。
【００６６】
そして、入室しようとしている被認証者２５０が認証場所に居る場合には（ステップＳ２０６：Ｙｅｓ）、背景表示モニタ２１１に表示されている背景画像を背景に被認証者２５０の顔画像をカメラ２２１で撮影するが、この際、被認証者２５０の顔部分に露出を合わせた露出条件で撮影する（ステップＳ２０７）。この撮影により得られた画像データ（“画像データ１”）を撮影画像記憶部２２４に保存する（ステップＳ２０８）。引き続き、今度は背景表示モニタ２１１に表示されている背景画像部分に露出を合わせた露出条件で、背景表示モニタ２１１に表示されている背景画像を背景に被認証者２５０の顔画像をカメラ２２１で撮影する（ステップＳ２０９）。この撮影により得られた画像データ（“画像データ２”）を撮影画像記憶部２２４に保存する（ステップＳ２１０）。
【００６７】
この後、撮影画像記憶部２２４に保存されている“画像データ１”を取得し、画像抽出部２３３によって顔画像データ部分を抽出する（ステップＳ２１１）。同様に、撮影画像記憶部２２４に保存されている“画像データ２”を取得し、画像抽出部２３３によって背景画像データ部分を抽出する（ステップＳ２１２）。そして、顔画像比較部２３４による顔画像比較処理（ステップＳ２１３）、背景画像比較部２３５による背景画像比較処理（ステップＳ２１４）を順次又は並行して行う。
【００６８】
ここで、ステップＳ２１３の顔画像比較処理は、実施の形態１中の図１０で説明した顔画像比較処理と同じである。また、ステップＳ２１４の背景画像比較処理の処理例を図２０に示す。背景画像記憶部２３２から現在背景表示モニタ２１１に表示されている特定の背景画像に相当する“画像データ３”を取得し（ステップＳ２２１）、この“画像データ３”からステップＳ２１１で抽出した顔画像データ部分を差し引くことにより、比較用背景画像データを作成する（ステップＳ２２２）。そして、ステップＳ２１２で抽出された背景画像データが、作成された比較用背景画像データに一致するか否かを比較判定する（ステップＳ２２３）。
【００６９】
このような比較判定の結果、一致する判定結果が得られた場合には（ステップＳ２２４：Ｙｅｓ）、背景認証判定結果フラグフラグＢＧＣＭＰ（Background Compare）を＃１にセットする（ステップＳ２２５）。一方、一致する判定結果が得られなかった場合には（ステップＳ２２４：Ｎｏ）、背景認証判定結果フラグフラグＢＧＣＭＰを＃０にセットする（ステップＳ２２６）。
【００７０】
図１９の処理に戻り、顔画像比較処理の認証結果がＯＫであり（ＦＣＭＰ＝＃１）、かつ、背景画像比較処理の認証結果がＯＫであれば（ＢＧＣＭＰ＝１）（ステップＳ２１５：Ｙｅｓ）、ドア開錠要求を出力しドア２４２を開錠させる（ステップＳ２１６）。
【００７１】
上述したように、本実施の形態２によれば、被認証者２５０を認証するための顔画像の撮影時には背景画像モニタ２１１に表示させた特定の背景画像も併せて撮影させるものとし、かつ、背景画像モニタ２１１上に表示させる背景画像も経時的に固定されたものでなく、適宜タイミングで他の背景画像に動的に変更させることで、認証時に特有の背景条件の特徴を持たせ、顔画像の認証に際して特定の背景画像が撮影されているか否かの背景条件の認証も行うようにしたので、本人以外の人間が写真等を利用して成りすまししようとしても適宜タイミングで変化する背景画像まで成りすますことは極めて困難であり、被認証者２５０が認証場所に現に存在する既登録者本人であることの認証を適正に行うことができる。加えて、本実施の形態２では、被認証者２５０と背景画像との輝度差が大きくなるように設定（露出条件を変えて２回撮影するように設定）しているので、仮に成りすましをしようとする人が何らかの方法で背景画像を取得したとしても、写真等の印刷による模造物での成りすましは困難となる。
【００７２】
なお、本実施の形態２では、顔画像比較処理と背景画像比較処理とを並行して行い、両方の比較処理結果がＯＫの場合にのみドア開錠要求を出すようにしたが、一方の比較処理を先に行って比較処理結果がＯＫの場合にのみ他方の比較処理を行ってその比較処理結果がＯＫの場合のみドア開錠要求を出すようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の実施の形態１の本人認証システムの構成例を示す概略ブロック図である。
【図２】認証撮影時の被認証者の様子を示す概略斜視図である。
【図３】表示モニタにおける撮影枠の様子を示す概略正面図である。
【図４】背景表示モニタ上の背景画像の輝度の変化の様子を示す説明図である。
【図５−１】明るい背景画像の下での撮影により得られた“画像データ１”及びこの“画像データ１”から抽出される顔画像の様子を示す模式図である。
【図５−２】暗い背景画像の下での撮影により得られた“画像データ２”及びこの“画像データ２”から抽出される顔画像の様子を示す模式図である。
【図６】抽出された顔画像データ同士の輝度差の関係を示す模式図である。
【図７】顔画像データベースに登録されている顔画像データ例を示す模式図である。
【図８】顔認証処理例を示す模式図である。
【図９】システム制御部により実行される処理制御例を示すフローチャートである。
【図１０】輝度比較処理例を示すサブルーチンのフローチャートである。
【図１１】顔画像比較処理例を示すサブルーチンのフローチャートである。
【図１２】本発明の実施の形態２の本人認証システムの構成例を示す概略ブロック図である。
【図１３】背景表示モニタに表示させる背景画像を変化させる様子を示す模式図である。
【図１４】変化する背景画像に応じてカメラにより撮影されて背景画像記憶部に格納される様子を時系列的に示す模式図である。
【図１５−１】人物に露出を合わせて撮影する様子を示す模式図である。
【図１５−２】背景画像に露出を合わせて撮影する様子を示す模式図である。
【図１６−１】顔画像データを抽出する様子を示す模式図である。
【図１６−２】背景画像データを抽出する様子を示す模式図である。
【図１７】比較用背景画像データの作成例を示す模式図である。
【図１８−１】背景画像が一致する場合の背景画像データの比較処理例を示す模式図である。
【図１８−２】背景画像が一致しない場合の背景画像データの比較処理例を示す模式図である。
【図１９】システム制御部により実行される処理制御例を示すフローチャートである。
【図２０】背景画像比較処理例を示すサブルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
【００７４】
１１０  背景画像表示部
１１１  背景表示モニタ
１１２  表示制御部
１２０  カメラ部
１３１  顔画像データベース
１３２  画像抽出部
１３３  輝度比較部
１３４  顔画像比較部
１５０  被認証者
２１０  背景画像表示部
２１１  背景表示モニタ
２１３  背景表示用画像データベース
２２０  カメラ部
２３１  顔画像データベース
２３２  背景画像記憶部
２３３  画像抽出部
２３４  顔画像比較部
２３５  背景画像比較部
【図１】
2007026330.tif 000003
【図２】
2007026330.tif 000004
【図３】
2007026330.tif 000005
【図４】
2007026330.tif 000006
【図５−１】
2007026330.tif 000007
【図５−２】
2007026330.tif 000008
【図６】
2007026330.tif 000009
【図７】
2007026330.tif 000010
【図８】
2007026330.tif 000011
【図９】
2007026330.tif 000012
【図１０】
2007026330.tif 000013
【図１１】
2007026330.tif 000014
【図１２】
2007026330.tif 000015
【図１３】
2007026330.tif 000016
【図１４】
2007026330.tif 000017
【図１５−１】
2007026330.tif 000018
【図１５−２】
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【図１６−１】
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【図１６−２】
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【図１７】
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【図１８−１】
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【図１８−２】
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【図１９】
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【図２０】
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