JP2001222716A - 人物認証方法および同装置 - Google Patents

人物認証方法および同装置

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JP2001222716A
JP2001222716A JP2000030482A JP2000030482A JP2001222716A JP 2001222716 A JP2001222716 A JP 2001222716A JP 2000030482 A JP2000030482 A JP 2000030482A JP 2000030482 A JP2000030482 A JP 2000030482A JP 2001222716 A JP2001222716 A JP 2001222716A
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dimensional
authentication
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image
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JP2000030482A
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Shigeaki Imai
重晃 今井
Akira Yahashi
暁 矢橋
Yasushi Yamada
康 山田
Yoshitaka Isogai
嘉孝 磯貝
Akira Murakawa
彰 村川
Kenji Tsuji
賢司 辻
Takashi Kondo
尊司 近藤
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Minolta Co Ltd
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Minolta Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単かつ正確に人物を認証することができる
人物認証方法および人物認証装置を提供することを目的
とする。 【解決手段】 人物の顔の3次元データを辞書データと
してデータ記憶手段2にあらかじめ記憶したあと、認証
時に3次元データ入力手段1に入力された3次元データ
の位置姿勢を検出して、該検出結果に基づいて辞書デー
タと3次元データから互いに同一位置姿勢の認証用2次
元画像と被認証用2次元画像をそれぞれ生成し、それら
認証用2次元画像と被認証用2次元画像を比較して人物
を認証する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、人物を認証する
人物認証方法およびその人物認証方法を用いた人物認証
装置に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
セキュリティーシステム等において、人物の一部または
全体についての画像データをあらかじめ記憶しておい
て、その記憶された画像データと、認証時にデータ入力
手段により入力された画像データとを用いて人物を認証
する方法が知られている。
【0003】このうち2次元データを用いた人物認証方
法、すなわちあらかじめ記憶された2次元データと、認
証時にTVカメラ等の2次元データ入力装置により入力
された2次元データとを比較して人物を認証する人物認
証方法の研究は数多くなされている。
【0004】しかしながら、この2次元データを用いた
人物認証方法では以下の問題がある。すなわち、人物の
顔や体は3次元物体であり、2次元データ入力装置によ
り入力された2次元データは、あらかじめ記憶されてい
る2次元データと顔の向き、画像上の顔の大きさあるい
は照明条件において一致しない場合が多いという問題が
ある。
【0005】この問題を解消する方法として、顔の向き
の不一致を是正すべく、あらかじめ様々な顔の向きの2
次元データを記憶しておくことが考えられるが、この場
合は大量の2次元データを記憶しなければならないとい
う問題が生じる。また、画像上の顔の大きさの不一致を
是正すべく、記憶された2次元データおよび入力された
2次元データの画像上の顔の大きさを合わせる補正(正
規化)を行うことが考えられるが、これでは実際の顔の
大きさという情報が欠落するという問題が生じる。さら
に、照明条件の不一致を是正すべく、照明条件をコント
ロールすることが考えられるが、これでは人物を認証で
きる場所が限定されるという問題が生じる。
【0006】一方、3次元データを直接用いた人物認証
方法、すなわちあらかじめ辞書データとして記憶された
3次元データと、3次元データ入力装置により入力され
た3次元データとを比較する人物認証方法によれば、上
述のような顔の向きに関する問題は解消する。この3次
元データを用いた人物認証方法には、例えば辞書データ
と入力された3次元データの位置合わせを行い、両3次
元データ間の距離を判定パラメータとする方法や、両3
次元データから鼻や口などのパーツを抽出して、それら
パーツ同士を比較する方法や、両3次元データを曲率な
どの形状を表すパラメータとして表現して、そのパラメ
ータを比較する方法がある。
【0007】しかしながら、3次元データを直接用いた
いずれの人物認証方法も、ノイズに弱く、また特徴的な
パラメータを抽出するのが難しいという問題がある。
【0008】この発明は上述の問題に鑑みてなされたも
のであって、簡単かつ正確に人物を認証することができ
る人物認証方法および同装置を提供することを目的とす
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、この発明に係る人物認証方法は、人物の一部また
は全体についての3次元データを辞書データとしてあら
かじめ記憶しておき、該辞書データと、認証時に3次元
データ入力手段により入力された3次元データとを用い
て人物を認証する人物認証方法であって、前記3次元デ
ータ入力手段により入力された3次元データの位置姿勢
を検出し、該検出結果に基づいて前記辞書データと入力
された3次元データから互いに同一位置姿勢の認証用2
次元画像と被認証用2次元画像をそれぞれ生成し、それ
ら認証用2次元画像と被認証用2次元画像を比較して人
物を認証することを特徴とする。
【0010】この方法によれば、比較する認証用2次元
画像および被認証用2次元画像は、いずれも3次元デー
タから同一位置姿勢で生成されるものなので、顔の向
き、画像上の顔の大きさおよび照明条件をそれぞれ一致
させることができる。また、実際に比較に用いるのは、
認証用2次元画像および被認証用2次元画像といういず
れも2次元画像であるので、3次元データを直接用いた
場合に生じていたようなノイズを低減できるとともに、
特徴的なパラメータを抽出する必要がなく、簡単かつ正
確に人物を認証することができる。
【0011】また、前記認証用2次元画像および被認証
用2次元画像として、シェーディング画像またはテクス
チャマッピング画像が用いられるのが望ましい。これに
よれば、通常のコンピュータグラフィックスの技法によ
り3次元データから2次元画像を簡単に生成することが
でき、より簡単かつ正確に人物を認証することができ
る。
【0012】一方、この発明に係る人物認証装置は、人
物の一部または全体についての3次元データを入力する
3次元データ入力手段と、人物の一部または全体につい
ての3次元データを辞書データとしてあらかじめ記憶す
る記憶手段と、前記3次元データ入力手段により入力さ
れた3次元データの位置姿勢を検出する位置姿勢検出手
段と、該位置姿勢検出手段の検出結果に基づいて、前記
辞書データと前に入力された3次元データから互いに同
一位置姿勢の認証用2次元画像と被認証用2次元画像を
それぞれ生成する2次元画像生成手段と、前記認証用2
次元画像と被認証用2次元画像を互いに比較して人物を
認証する画像比較手段とを備えてなることを特徴とす
る。
【0013】この装置によれば、上述の人物認証方法を
簡単かつ確実に実施することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態を図面
に基づいて説明する。
【0015】図1は、この発明の実施形態に係る人物認
証装置のブロック図を示すものである。
【0016】図1において、3次元データ入力手段1
は、人物の顔の認証に必要な精度と解像度を備えた3次
元データを入力することができるものである。この3次
元データ入力手段1としては、例えば、異なる場所に設
置した2台以上のカメラで撮影することにより人物の顔
を立体認識するステレオ法、人物の顔に対し約45度の
角度で細いスリット像を投影し、その像を正反射方向か
ら観察したり、あるいは細いスリット状の光線束で人物
の顔の表面を切断するように照射し、その表面に生じる
切断線の形状を側方から観察することによって人物の顔
を立体認識する光切断法や、2枚の格子を重ね、この格
子の間隔の差や相互の回転によって生じる干渉の縞模様
を観察して、人物の顔を立体認識するモアレ法等を利用
した各種のものが挙げられる。なお、3次元データ入力
手段1に入力される3次元データは、3次元の形状デー
タのほか、必要とあらば形状データに対応付けられる2
次元データを含むものであってもよい。
【0017】データ記憶手段2は、前記3次元データ入
力手段1やあるいは他の3次元データ入力手段によりあ
らかじめ入力された認証人物の顔の3次元データを辞書
データとしてあらかじめ記憶しておくものである。これ
ら認証人物の辞書データは位置姿勢がそれぞれ同一であ
るのがよいので、辞書データは、認証人物の頭部を固定
する冶具を使用したり、あるいは入力した3次元データ
を後述の位置姿勢検出手段3等により位置姿勢がそれぞ
れ一定となるように補正して作成するのが望ましい。な
お、データ記憶手段としては、ハードディスクや光磁気
ディスクなどを用いればよい。
【0018】位置姿勢検出手段3は、前記データ記憶手
段2にあらかじめ記憶されている辞書データと、認証時
に3次元データ入力手段1により入力される3次元デー
タ(以下、計測データという)とから、計測データの位
置姿勢を検出するものである。例えば、3次元データの
みから位置姿勢を推定検出する方法として、「"UsingSp
in Images for Efficient Object Recognition in Clut
tered 3D Scenes",IEEE Trans.on PATTERN ANALYSIS AN
D MACHINE INTELLIGENCE,VOL.21,NO.5,1999」の文献に
示されるような方法が挙げられる。また、目、唇、眉毛
などの輪郭線の3次元モデルと2次元データから位置姿
勢を推定検出する方法として、「"HeadPose Determinat
ion from One Image Using a Generic Model",3rd.Int
l.conf.on Face&Gesture Recognition,1998」の文献に
示されるような方法が挙げられる。
【0019】認証用2次元画像生成手段4および被認証
用2次元画像生成手段5は、前記位置姿勢検出手段3の
検出結果に基づいて、辞書データと計測データから互い
に同一位置姿勢の認証用2次元画像と被認証用2次元画
像をそれぞれ生成するものである。この認証用2次元画
像と被認証用2次元画像の位置姿勢の生成については、
前記位置姿勢検出手段3の検出結果に基づいて、生成画
像の観測位置姿勢を辞書データもしくは計測データの撮
影位置姿勢に合わせても良いし、両者の中間位置に合わ
せても良い。
【0020】なお、前記認証用2次元画像および被認証
用2次元画像として、シェーディング画像またはテクス
チャマッピング画像を用いるのが望ましい。これによれ
ば、通常のコンピュータグラフィックスの技法により3
次元データから2次元画像を簡単に生成することができ
る。また、認証用2次元画像および被認証用2次元画像
としてテクスチャマッピング画像を用いる場合は、3次
元データ入力手段1により入力される3次元データの各
点と2次元画像の間の対応付けが可能であることが必要
である。例えば、ミノルタ製VIVI700のような3次元デ
ータと2次元データを同時に入力できる入力機を3次元
データ入力手段として使用すればよい。
【0021】画像比較手段6は、認証用2次元画像生成
手段4により生成された認証用2次元画像と、被認証用
2次元画像生成手段5により生成された被認証用2次元
画像とを互いに比較することにより人物を認証して、そ
の認証結果を図示略のモニタ等に出力するものである。
例えば、この認証には「『顔画像照合による解錠制御シ
ステム』、信学論Vol.80D-II,pp2203-2208,1997」など
の文献に示される方法を利用すればよい。
【0022】次に、図1に示した人物認証装置の動作に
ついて明する。
【0023】まず、あらかじめ辞書データを作成する。
すなわち、3次元データ入力手段1により認証人物の顔
の3次元データをあらかじめ入力し、辞書データとして
データ記憶手段2に記憶させ、この操作を必要な認証人
物の人数分だけ繰り返す。
【0024】次に認証時には、3次元データ入力手段1
により被認証人物の顔の3次元データを計測データとし
て入力したあと、位置姿勢検出手段3において、前記デ
ータ記憶手段2にあらかじめ記憶された辞書データと、
前記計測データとから計測データの位置姿勢を検出す
る。
【0025】そして、認証用2次元画像生成手段4およ
び被認証用2次元画像生成手段5において、前記位置姿
勢検出手段3の検出結果に基づいて、辞書データと計測
データから互いに同一位置姿勢の認証用2次元画像と被
認証用2次元画像をそれぞれ生成する。
【0026】そして、画像比較手段6において、認証用
2次元画像生成手段4により生成された認証用2次元画
像と、被認証用2次元画像生成手段5により生成された
被認証用2次元画像とを互いに比較することにより人物
を認証して、その認証結果を図示略のモニタ等に出力す
る。
【0027】このように、比較する認証用2次元画像お
よび被認証用2次元画像は、いずれも3次元データであ
る辞書データおよび計測データから同一位置姿勢で生成
されるので、顔の向き、画像上の顔の大きさおよび照明
条件をそれぞれ一致させることができる。また、実際の
比較に用いる認証用2次元画像および被認証用2次元画
像は、いずれも2次元データであるので、3次元データ
を直接用いた場合に生じていたようなノイズを低減でき
るとともに、特徴的なパラメータを抽出する必要がな
く、簡単かつ正確に人物を認証することができる。
【0028】
【発明の効果】請求項1に係る発明によれば、3次元デ
ータから生成された互いに同一位置姿勢の認証用2次元
画像と被認証用2次元画像を比較することによって人物
を認証するので、顔の向き、画像上の顔の大きさおよび
照明条件をそれぞれ一致させることができるとともに、
ノイズを低減でき、かつ特徴的なパラメータの抽出する
必要がなく、簡単かつ正確に人物を認証することができ
る。
【0029】請求項2に係る発明によれば、通常のコン
ピュータグラフィックスの技法により3次元データから
2次元画像を簡単に生成することができ、より簡単かつ
正確に人物を認証することができる。
【0030】請求項3に係る発明によれば、上述の人物
認証方法を簡単かつ確実に実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施形態に係る人物認証装置の構成
を示すブロック図である。
【符号の説明】
1・・・3次元データ入力手段 2・・・データ記憶手段 3・・・位置姿勢検出手段 4・・・認証用2次元画像生成手段 5・・・被認証用2次元画像生成手段 6・・・画像比較手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 康 大阪府大阪市中央区安土町二丁目3番13号 大阪国際ビル ミノルタ株式会社内 (72)発明者 磯貝 嘉孝 大阪府大阪市中央区安土町二丁目3番13号 大阪国際ビル ミノルタ株式会社内 (72)発明者 村川 彰 大阪府大阪市中央区安土町二丁目3番13号 大阪国際ビル ミノルタ株式会社内 (72)発明者 辻 賢司 大阪府大阪市中央区安土町二丁目3番13号 大阪国際ビル ミノルタ株式会社内 (72)発明者 近藤 尊司 大阪府大阪市中央区安土町二丁目3番13号 大阪国際ビル ミノルタ株式会社内 Fターム(参考) 5B043 AA09 BA01 BA04 DA05 EA08 FA07 FA09 5B057 AA20 BA02 DC08 DC33 5L096 BA18 CA05 FA67 FA69 HA08 JA11 9A001 HZ28 HZ29 LL03

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 人物の一部または全体についての3次元
    データを辞書データとしてあらかじめ記憶しておき、該
    辞書データと、認証時に3次元データ入力手段により入
    力された3次元データとを用いて人物を認証する人物認
    証方法であって、 前記3次元データ入力手段により入力された3次元デー
    タの位置姿勢を検出し、該検出結果に基づいて前記辞書
    データと入力された3次元データから互いに同一位置姿
    勢の認証用2次元画像と被認証用2次元画像をそれぞれ
    生成し、それら認証用2次元画像と被認証用2次元画像
    を比較して人物を認証することを特徴とする人物認証方
    法。
  2. 【請求項2】 前記認証用2次元画像および被認証用2
    次元画像として、シェーディング画像またはテクスチャ
    マッピング画像が用いられる請求項1に記載の人物認証
    方法。
  3. 【請求項3】 人物の一部または全体についての3次元
    データを入力する3次元データ入力手段と、 人物の一部または全体についての3次元データを辞書デ
    ータとしてあらかじめ記憶する記憶手段と、 前記3次元データ入力手段により入力された3次元デー
    タの位置姿勢を検出する位置姿勢検出手段と、 該位置姿勢検出手段の検出結果に基づいて、前記辞書デ
    ータと前に入力された3次元データから互いに同一位置
    姿勢の認証用2次元画像と被認証用2次元画像をそれぞ
    れ生成する2次元画像生成手段と、 前記認証用2次元画像と被認証用2次元画像を互いに比
    較して人物を認証する画像比較手段とを備えてなること
    を特徴とする人物認証装置。
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