JP2005135271A - 顔照合装置および通行制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 カメラ部１０１にて撮影した顔画像が写真等を用いたなりすましであるか否かを判別することが可能となり、他人によるなりすましを簡単な構成で防止することができる顔照合装置および通行制御装置を提供できる。
【解決手段】 距離測定用センサ部１０５によりカメラ部１０１と照合対象者との距離を測定し、上記距離測定用センサ部１０５により測定したカメラ部１０１と照合対象者との距離と上記カメラ部１０１にて撮影した画像における複数の顔の特徴点間の距離とに基づいて上記カメラ部１０１にて撮影した顔の大きさを類推し、その顔の大きさが妥当であるか否かを判定し、この判定により顔の大きさ妥当でないと判定した場合には当該画像による照合処理を不可とし、上記判定により顔の大きさが妥当であると判定した場合にのみ当該顔画像による照合処理を行うようにしたものである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、たとえば、カメラなどにより撮影した照合対象者の少なくとも顔を含む画像（顔画像）と予め記憶装置に登録されている顔画像との照合処理を行う顔照合装置および通行制御装置がある。

従来、カメラにより撮影した照合対象者の少なくとも顔を含む画像（顔画像）と予め記憶装置に登録されている顔画像との照合処理を行う顔照合装置がある。このような顔照合装置では、高精度な照合処理を実現するために、写真などを用いた他人のなりすましを防止する必要がある。例えば、特開２００１−３３８２９６号公報に開示されている顔照合装置は、カメラにて撮影する照合対象者の顔をカメラの右上方あるいは左上方から照射する第１の照明部と、カメラにて撮影する照合対象者の顔をカメラの下方から照明する第２の照明部とを具備している。すなわち、特開２００１−３３８２９６号公報に開示されている顔照合装置では、前記第１、第２の照明部により照明された照合対象者の顔をカメラにより撮影し、前記カメラにより撮影した顔画像から照合対象者の顔の特徴量を抽出し、この抽出した特徴量とあらかじめ登録されている顔画像に対する基準の特徴量と照合することにより他人のなりすましの防止を実現しようとしている。

しかしながら、上記のような複数の照明を有する従来の顔照合装置では、装置全体が複雑化して装置自体が高価になり、安価な装置を提供することが難しくなったり、複数の照明を点灯させて撮影した顔画像と登録されている顔画像とを照合するため、処理が複雑になったり、照合処理に時間がかかってしまうという問題点がある。
特開２００１−３３８２９６号公報

上記のように、従来の顔照合装置では写真などを用いた他人によるなりすましを防止するため、処理が複雑で時間がかかるものになってしまうという問題点がある。このため、本発明では、照合処理に時間をかけることなく、簡単な装置構成で他人のなりすましを高精度に防止することが可能となる顔照合装置及び通行制御装置を提供することを目的とする。

この発明の顔照合装置は、予め登録者の顔画像が登録されている記憶手段と、この記憶手段に登録されている顔画像との照合処理を行うものにおいて、照合対象者の顔画像を撮影する撮影手段と、前記撮影手段から前記撮影手段により顔画像を撮影した照合対象者までの距離を検出する検出手段と、この検出手段により検出した前記撮影手段から照合対象者までの距離と前記撮影手段により撮影した顔画像における複数の顔の特徴点間の距離とに基づいて、前記撮影手段により撮影した顔の大きさを判断する判断手段と、この判断手段により判断した前記撮影手段にて撮影した顔画像における顔の大きさが妥当であるか否かを判定する判定手段と、この判定手段により前記撮影手段にて撮影した顔画像における顔の大きさが妥当であると判定した場合、前記撮影手段により撮影した顔画像と前記記憶手段に登録されている登録者の顔画像との照合処理を実行する実行手段と、前記判定手段により前記撮影手段にて撮影した顔画像における顔の大きさが妥当でないと判定した場合、前記撮影手段により撮影した顔画像と前記記憶手段に登録されている登録者の顔画像との照合処理を不可とする処理手段とを有する。

この発明の顔照合装置は、予め登録者の顔画像が登録されている記憶手段と、この記憶手段に登録されている顔画像との照合処理を行うものにおいて、照合対象者の顔画像を撮影する撮影手段と、前記撮影手段から前記撮影手段により顔画像を撮影した照合対象者までの距離を検出する検出手段と、この検出手段により検出した前記撮影手段から照合対象者までの距離と前記撮影手段により撮影した顔画像における複数の顔の特徴点間の距離とに基づいて、前記撮影手段により撮影した顔の大きさを判断する判断手段と、この判断手段により判断した前記撮影手段にて撮影した顔画像における顔の大きさが妥当であるか否かを判定する第１の判定手段と、この第１の判定手段により前記撮影手段にて撮影した顔画像における顔の大きさが妥当であると判定した場合、当該照合対象者に対して前記撮影手段の左側および右側から順次光を照射する照明手段と、この照明手段により前記撮影手段の左側から光を照射した場合に照合対象者の顔に現れる影と前記照明手段により前記撮影手段の右側から光を照射した場合に照合対象者の顔に現れる影とが正常であるか否かを判定する第２の判定手段と、この第２の判定手段により照合対象者の顔に現れる影が正常であると判定した場合、前記撮影手段にて撮影した顔画像と前記記憶手段に登録されている登録者の顔画像との照合処理を実行する実行手段と、前記第１の判定手段により前記撮影手段にて撮影した顔画像における顔の大きさが妥当でないと判定した場合、あるいは、前記第２の判定手段により照合対象者の顔に現れる影が正常でないと判定した場合、前記撮影手段により撮影した顔画像と前記記憶手段に登録されている登録者の顔画像との照合処理を不可とする処理手段とを有する。

この発明の通行制御装置は、予め通行が許可されている人物の顔画像が登録されている記憶手段と、通行者の顔画像と前記記憶手段に登録されている顔画像との照合結果に基づいて通行者に対する通行を制御するものにおいて、通行者の顔画像を撮影する撮影手段と、前記撮影手段から前記撮影手段により顔画像を撮影した通行者までの距離を検出する検出手段と、この検出手段により検出した前記撮影手段から通行者までの距離と前記撮影手段にて撮影した顔画像における複数の顔の特徴点間の距離とに基づいて、前記撮影手段にて撮影した顔画像における顔の大きさを判断する判断手段と、この判断手段により判断した前記撮影手段にて撮影した顔画像における顔の大きさが妥当であるか否かを判定する判定手段と、この判定手段により前記撮影手段にて撮影した顔画像における顔の大きさが妥当であると判定した場合、前記撮影手段にて撮影した顔画像と前記記憶手段に登録されている通行が許可されている人物の顔画像との照合処理を実行する実行手段と、この実行手段により実行された前記撮影手段にて撮影した顔画像と前記記憶手段に登録されている人物の顔画像との照合が成功した場合、当該通行者の通行を許可する通行許可手段と、前記実行手段により実行された前記撮影手段にて撮影した顔画像と前記記憶手段に登録されている人物の顔画像との照合が失敗した場合、あるいは前記判定手段により前記撮影手段にて撮影した顔画像における顔の大きさが妥当でないと判定した場合、当該通行者の通行を阻止する通行阻止手段とを有する。

この発明の通行制御装置は、予め通行が許可されている人物の顔画像が登録されている記憶手段と、通行者の顔画像と前記記憶手段に登録されている顔画像との照合結果に基づいて通行者に対する通行を制御するものにおいて、通行者の顔画像を撮影する撮影手段と、前記撮影手段から前記撮影手段により顔画像を撮影した通行者までの距離を検出する検出手段と、この検出手段により検出した前記撮影手段から通行者までの距離と前記撮影手段にて撮影した顔画像における複数の顔の特徴点間の距離とに基づいて、前記撮影手段により撮影した顔画像における顔の大きさを判断する判断手段と、この判断手段により判断した前記撮影手段にて撮影した顔画像における顔の大きさが妥当であるか否かを判定する第１の判定手段と、この第１の判定手段により前記撮影手段にて撮影した顔画像における顔の大きさが妥当であると判定した場合、当該照合対象者に対して前記撮影手段の左側および右側から順次光を照射する照明手段と、この照明手段により前記撮影手段の左側から光を照射した場合に照合対象者の顔に現れる影と前記照明手段により前記撮影手段の右側から光を照射した場合に照合対象者の顔に現れる影とが正常であるか否かを判定する第２の判定手段と、この第２の判定手段により照合対象者の顔に現れる影が正常であると判定した場合、前記撮影手段により撮影した顔画像と前記記憶手段に登録されている登録者の顔画像との照合処理を実行する実行手段と、この実行手段により実行された前記撮影手段にて撮影した顔画像と前記記憶手段に登録されている人物の顔画像との照合が成功した場合、当該通行者の通行を許可する通行許可手段と、前記実行手段により実行された前記撮影手段にて撮影した顔画像と前記記憶手段に登録されている人物の顔画像との照合が失敗した場合、前記第１の判定手段により前記撮影手段にて撮影した顔画像における顔の大きさが妥当でないと判定した場合、あるいは、前記第２の判定手段により通行者の顔に現れる影が正常でないと判定した場合、当該通行者の通行を阻止する通行阻止手段とを有する。

本発明によれば、照合処理に時間をかけることなく、簡単な装置構成で他人のなりすましを高精度に防止することが可能となる顔照合装置及び通行制御装置を提供できる。

以下、この発明を実施するための最良の形態について図面を参照して詳細に説明する。

まず、第１の実施の形態について説明する．
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る顔照合装置の外観構成を示す図である。

図１に示すように、顔照合装置１は、カメラ部１０１、制御部１０２、表示部１０３、操作部１０４、距離測定用センサ部１０５、スピーカ部１０６、照明部１０７、及び信号制御部１０８などを有している。また、本顔照合装置１には、ドア１０９を開閉させるドア開閉機構部１０９ａが接続されて通行制御装置を構成している。

上記カメラ部１０１は、デジタルビデオカメラ等により構成され、静止画像、動画像あるいは連続画像を撮影するものである。このカメラ部１０１は、上記表示部１０３の下方に設けられ、上記表示部１０３を目視している利用者（照合対象者）の少なくとも顔を含む領域の画像（以下、顔画像という）をやや顔の正面より下右側から撮影するようになっている。上記表示部１０３は、液晶表示装置などにより構成され、顔照合装置１の略中央に設置される。上記表示部１０３は、上記カメラ部１０１が撮影中の画像を表示したり、利用者に対する案内などを表示したりするものである。また、上記スピーカ部１０６は、利用者に対する案内などを音声で出力するものである。

上記操作部１０４は、テンキーなどで構成される。上記操作部１０４は、例えば、利用者が個人を特定するために各利用者に与えられている識別情報としてのＩＤ番号、あるいはパスワードなどを入力するものである。

上記照明部１０７は、上記カメラ部１０１にて利用者の顔画像を撮影する際に、上記カメラ部１０１の撮影範囲を照らす照明である。上記照明部１０７は、例えば、周囲の照度が足りない場合に点灯される。

上記距離測定用センサ部１０５、当該顔照合装置１の前面に設置され、当該顔照合装置１と照合対象者との距離を測定するものである。この距離測定用センサ部１０５は、たとえば、水平方向における当該顔照合装置１と照合対象者との距離を測定する。上記距離測定用センサ部１０５は、超音波などを用いた距離測定用のセンサが用いられる。超音波を用いた距離測定用センサ部１０５では、例えば、超音波を対象物（照合対象者）へ向けて発信し、その反射を受けることによりドップラー効果を利用して、当該距離測定用センサ部１０５から対象物までの距離を検出するようになっている。

上記制御部１０２は、顔照合装置１全体の動作を制御するものである。上記制御部１０２は、登録者についてのＩＤ番号やパスワード、顔画像、顔の大きさ、顔の特徴量などが辞書データとして予め登録されている記憶装置１０２ａを有している。

また、上記制御部１０２は、演算処理を行うプロセッサ部（図示しない）、上記プロセッサ部により実行される制御プログラムが記憶されているプログラムメモリ部（図示しない）、作業用のデータを一時的に記録するワークメモリ部（図示しない）、主に画像データを記録する画像メモリ部(図示しない)、上記各部を制御するための各種の駆動制御部（図示しない）、上記カメラ部１０１により撮影したデータを画像情報として取り込むキャプチャー部（図示しない）などを有している。

また、上記信号制御部１０８は、当該顔照合装置１が通行制御装置として用いられる場合に設けられるものである。すなわち、上記信号制御部１０８は、当該顔照合装置１による照合結果に基づいて、ドア１０９に設けられたドア開閉機構部１０９ａへの開閉信号を制御するものである。上記ドア開閉機構部１０９ａは、上記信号制御部１０８から供給される制御信号に基づいて上記ドア１０９の開閉を制御するものである。

次に、上記のように構成される顔照合装置１の動作について説明する。

図２は、上記顔照合装置１の動作を説明するためのフローチャートである。

ここで、上記距離測定用センサ部１０５は、当該顔照合装置１の正面に存在するものまでの距離を測定しているものとする（ステップＳ１１）。この状態において、照合対象者が当該顔照合装置１の正面に現れると、上記距離測定用センサ部１０５により計測される値が変動する（ステップＳ１２、ＹＥＳ）。

例えば、顔照合装置１の正面に壁が存在する場合、照合対象者がいない状態において、上記距離測定用センサ部１０５は、当該顔照合装置１の正面に存在している壁までの距離を測定している。この顔照合装置１の正面に照合対象者が現れると、上記距離測定用センサ部１０５は、当該照合対象者までの距離を測定することになる。このように、この顔照合装置１では、上記距離測定用センサ部１０５により測定する距離によって顔照合装置１の正面に照合対象者が現れたか否かを判定するようになっている。

上記距離測定用センサ部１０５により測定している距離が変動した場合（ステップＳ１２、ＹＥＳ）、上記距離測定用センサ部１０５は、上記制御部１０２へ照合対象者が現れたことを通知する。この通知を受けると、上記制御部１０２は、上記カメラ部１０１により画像の撮影（あるいは画像データの取り込み）を開始する（ステップＳ１３）。上記カメラ部１０１により撮影した画像は、上記制御部１０２内のキャプチャー部（図示しない）により画像データとして取り込まれる。

なお、上記操作部１０４にて照合対象者にＩＤ番号やパスワードなどを入力させるような仕様とする場合、上記操作部１０４にて照合対象者がＩＤ番号あるいはパスワードを入力した際に、上記カメラ部１０１による画像の撮影を開始し、上記制御部１０２に画像データとして取り込むようにしても良い。

上記カメラ部１０１にて撮影した画像を取り込むと、上記制御部１０２のプロセッサ（図示しない）は、取り込んだ画像データから人物の顔の領域（顔領域）を検出する顔検出処理を行う（ステップＳ１４）。この顔検出処理では、たとえば、上記カメラ部１０１から取り込んだ画像から両目の画像及び鼻の画像が検出できたか否かにより顔が検出できたか否かを判断するものとする。

上記顔検出処理で上記カメラ部１０１から取り込んだ画像から顔が検出できなった場合（ステップＳ１５、ＮＯ）、上記制御部１０２のプロセッサは、上記ステップＳ１１へ戻って、上記同様な処理を繰り返す。また、上記顔検出処理で顔が検出できなった場合、上記制御部１０２のプロセッサは、再度、上記カメラ部１０１から画像データを取り込んで、上記顔検出処理を再度実行するようにしても良い。

上記顔検出処理で上記カメラ部１０１から取り込んだ画像から顔が検出できた場合（ステップＳ１５、ＹＥＳ）、上記制御部１０２のプロセッサ部は、検出した顔の領域から顔の特徴点を抽出する処理を行う（ステップＳ１６）。ここでは、顔の特徴点として、両目及び鼻孔を検出するものとする。

上記顔の特徴点の抽出処理では、上記ステップＳ１４で検出した顔領域内において、ほぼ円形領域とみなせる瞳領域及び鼻孔領域を検出し、これらの検出した領域の中心位置をそれぞれ顔の特徴点として抽出する。なお、顔の特徴点の処理としては、両目及び鼻孔以外に、眉毛などの顔の他の部位を特徴点として検出するようにしても良い。

上記顔の特徴点の抽出処理により顔の特徴点を抽出すると（ステップＳ１６）、上記制御部１０２のプロセッサは、上記カメラ部１０１から顔の特徴点までの距離Ｘを算出する処理を行う（ステップＳ１７）。

上記カメラ部１０１にて撮影される画像上の略中央に位置する顔の特徴点までの距離Ｘは、図３に示すように、水平方向（距離測定用センサにより計測する方向）における顔照合装置１から照合対象者までの距離としての上記距離測定用センサ部１０５から照合対象者までの距離ｌと、水平方向（距離測定用センサにより計測する方向）に対するカメラ部１０１の光軸がなす角としてのカメラの仰角θとを用いて、以下の式（１）により算出される。

Ｘ＝ｌcosθ…（１）
なお、上記カメラ部１０１から顔の各特徴点までの距離は、上記距離測定用センサにより計測される距離ｌと、上記カメラ部１０１と顔の各特徴点とを結ぶ直線と水平方向とのなす角とに基づいて算出されるものである。このため、本実施の形態では、上記カメラ部１０１にて撮影される画像上の略中央に位置する顔の特徴点（例えば、鼻孔）までの距離をカメラ部１０１の光軸における上記カメラ部１０１から顔の特徴点までの距離（光軸距離）Ｘとしている。

上記のような式（１）によりカメラ部１０１と顔の特徴点までの距離Ｘを算出すると、上記制御部１０２のプロセッサは、上記カメラ部１０１にて撮影した画像における顔の大きさＹを算出する（ステップＳ１８）。

顔の大きさＹは、上記ステップＳ１７で算出したカメラ部１０１から顔の特徴点までの距離Ｘと当該顔画像における顔の各特徴点間の距離とに基づいて算出される。たとえば、上記ステップＳ１７においてカメラ部１０１から顔の特徴点としての鼻孔までの距離Ｘを算出したとすると、上記制御部のプロセッサ部は、鼻孔以外の他の顔の特徴点（たとえば、両目、眉毛など）との距離を上記カメラ部１０１から取得した画像データにより算出する。

つまり、上記カメラ部１０１から上記カメラ部１０１にて撮影した照合対象者の顔までの距離と、上記カメラ部１０１にて撮影した画像における複数の顔の特徴点間の距離とにより、上記カメラ部１０１にて撮影した顔の実際の大きさが算出される。このような処理により、上記カメラ部１０１にて撮影した照合対象者の実際の顔の大きさを類推することができ、この顔の大きさが妥当であるか否かを判断することできる。

すなわち、上記ステップＳ１８で上記カメラ部１０１にて撮影した照合対象者の実際の顔の大きさＹを算出すると、上記制御部１０２のプロセッサは、算出した顔の大きさＹが妥当であるか否かを判定する（ステップＳ１９）。この判定では、算出した顔の大きさＹと上記制御部１０２内の記憶装置１０２ａに予め登録されている登録者の顔の大きさとを比較し、例えば、算出した顔の大きさＹが記憶装置１０２ａに登録されている顔の大きさに対して所定の許容範囲内にあるか否かにより算出した顔の大きさが妥当であるか否かが判定される。

なお、上記記憶装置１０２ａに複数の登録者の辞書データが登録されている場合、上記判定においては、全ての登録者（辞書データ）について算出した顔の大きさＹが妥当であるか否かを判断するようにしても良いし、先に顔の照合処理を実行した後に照合が成功した登録者の顔の大きさと算出した顔の大きさＹとを比較して顔の大きさが妥当であるか否かを判定するようにしても良い。

また、先に照合対象者からのＩＤ番号あるいはパスワード等が入力されている場合には、照合対象者が入力したＩＤ番号あるいはパスワード等により登録者を絞りこんで、その登録者の顔の大きさと算出した顔の大きさＹとを比較して顔の大きさが妥当であるか否かを判断するようにすれば良い。

上記判定により顔の大きさＹが妥当でないと判定した場合（ステップＳ１９、ＮＯ）、上記制御部１０２のプロセッサは、上記表示部１０３により上記カメラ部１０１にて撮影した顔画像の妥当性が確認できないため照合が不可である旨を表示し（ステップＳ２０）、上記信号制御部１０８によりドアを閉鎖したままとするドア閉鎖制御信号を上記ドア開閉機構部１０９ａへ出力する。このドア閉鎖制御信号を受けたドア開閉機構部１０９ａは、ドア１０９を閉鎖したままとし、当該照合対象者の通行を阻止する（ステップＳ２１）。

これにより、上記カメラ部１０１にて撮影した画像における顔の大きさが登録されている顔の大きさと著しく異なる場合、照合対象者が写真などを用いて他人に「なりすまし」している可能性があると判別して、当該人物に対する照合処理を不可としたり、ドアを閉鎖して当該人物の通行を阻止したりすることができる。

また、上記判定により顔の大きさＹが妥当であると判定すると、上記制御部１０２のプロセッサは、上記記憶装置１０２ａに登録されている登録者の顔画像と上記カメラ部１０１で撮影した顔画像との照合処理を実行する（ステップＳ２２）。

この照合処理は、上記記憶装置１０２ａに複数の登録者の辞書データが登録されている場合、上記カメラ部１０１にて撮影した顔画像に対して全ての登録者（辞書データ）との類似度を算出し、最も類似する登録者との類似度が所定値以上であればその登録者との照合が成功したものと判断する。また、照合対象者がＩＤ番号あるいはパスワード等を入力した場合には、照合対象者が入力したＩＤ番号あるいはパスワード等により登録者を絞りこんで、その登録者の顔画像と上記カメラ部１０１にて撮影した顔画像との類似度を算出し、その類似度が所定値以上であれば当該登録者との照合が成功したものと判断するものである。

上記照合処理により上記カメラ部１０１にて撮影した顔画像と登録者の顔画像との照合が成功した場合（ステップＳ２３、ＹＥＳ）、上記制御部１０２のプロセッサは、上記表示部１０３により照合が成功した旨を案内表示するとともに（ステップＳ２４）、上記信号制御部１０８によりドアを開放させるドア開放制御信号を上記ドア開閉機構部１０９ａへ出力する（ステップＳ２５）。このドア開放制御信号を受けたドア開閉機構部１０９ａは、ドア１０９を開放し、当該照合対象者の通行を許可する。

また、上記照合処理により上記カメラ部１０１にて撮影した顔画像と登録の顔画像との照合が失敗した場合（ステップＳ３、ＮＯ）、上記制御部１０２のプロセッサは、上記表示部１０３により照合が失敗した旨を表示するとともに（ステップＳ２６）、上記信号制御部１０８によりドアを閉鎖したままとするドア閉鎖制御信号を上記ドア開閉機構部１０９ａへ出力する（ステップＳ２１）。このドア閉鎖制御信号を受けたドア開閉機構部１０９ａは、ドア１０９を閉鎖したままとし、当該照合対象者の通行を阻止する。

上記のように、第１の実施の形態によれば、距離測定用センサによりカメラと照合対象者との距離を測定し、上記距離測定用センサにより測定したカメラと照合対象者との距離と上記カメラにて撮影した画像における複数の顔の特徴点間の距離とに基づいて上記カメラにて撮影した顔の大きさを類推し、その顔の大きさが妥当であるか否かを判定し、この判定により顔の大きさ妥当でないと判定した場合には当該画像による照合処理を不可とし、上記判定により顔の大きさが妥当であると判定した場合にのみ当該顔画像による照合処理を行うようにしたものである。

これにより、上記カメラにて撮影した顔画像が写真等を用いたなりすましであるか否かを判別することが可能となり、他人によるなりすましを簡単な構成で防止することができる顔照合装置を提供できる。

次に、第２の実施の形態について説明する。

図４は、本発明の第２の実施の形態に係る顔照合装置２の外観構成を示す図である。

図４に示すように、顔照合装置２は、カメラ部１０１、制御部１０２、表示部１０３、操作部１０４、距離測定用センサ部１０５、スピーカ部１０６、第１の照明部１０７、及び信号制御部１０８、第２の照明部２０１（２０１ａ、２０１ｂ）などを有している。また、本顔照合装置１には、ドア１０９を開閉させるドア開閉機構部１０９ａが接続されて通行制御装置を構成している。

図４に示す第２の実施の形態に係る顔照合装置２は、図１に示す第１の実施の形態に係る顔照合装置１に第２の照明部２０１ａ、２０１ｂを加えた構成となっている。このため、上記顔照合装置１と同様な構成については、同一箇所に同一符号を付して詳細な説明を省略する。

上記第２の照明部２０１ａ、２０１ｂは、上記制御部１０２のプロセッサにより点灯が制御されるようになっている。上記第２の照明部（左照明部）２０１ａは、カメラ部１０１の左側に設置され、上記カメラ部１０１にて撮影される照合対象者の顔に対してカメラ部１０１の左側から光を照射するものである。また、上記第２の照明部（右照明部）２０１ｂは、上記カメラ部１０１の右側に設置され、上記カメラ部１０１にて撮影される照合対象者の顔に対して上記カメラ部１０１の右側から光を照射するものである。

次に、上記のように構成される顔照合装置２の動作について詳細に説明する。

図５は、上記顔照合装置２の動作を説明するためのフローチャートである。

図５に示す第２の実施の形態に係る顔照合装置２の動作は、図２に示す第１の実施の形態に係る顔照合装置１の動作に、複数の照明（左照明部及び右照明部）を点灯させた場合における照合対象者の顔に形成される影が正常であるか否かを判定する動作（ステップＳ３１〜Ｓ３３）を加えた動作となっている。このため、図５に示す顔照合装置２の動作説明において、上記顔照合装置１の動作と同様な動作については、同一ステップに同一符号を付して詳細な説明を省略する。

すなわち、上記顔照合装置２では、まず、上記第１の実施の形態で説明したステップＳ１１〜Ｓ１９の動作を実行する。上記ステップＳ１９で顔の大きさが妥当であると判断した場合、上記制御部１０２のプロセッサは、上記カメラ部１０１の左側に設置されている上記第２の照明部としての左照明部２０１ａを点灯させて、上記カメラ部１０１にて照合対象者の顔画像を撮影する（ステップＳ３１）。

この場合、上記カメラ部１０１にて撮影される照合対象者の顔は、当該顔照合装置２の左側（照合対象者の右側）から光が照射される。このため、上記カメラ部１０１では、照合対象者の顔が正常な状態であれば（つまり、写真等による「なりすまし」でなければ）、照合対象者の顔の左側に影が形成された状態の顔画像が撮影される。

上記左照明部２０１ａを点灯させた状態で撮影した顔画像をキャプチャー部により取り込むと、上記制御部１０２のプロセッサは、次に、上記第２の照明部としての右照明部２０１ｂを点灯させて、上記カメラ部１０１にて照合対象者の顔画像を撮影する（ステップＳ３２）。

この場合、上記カメラ部１０１にて撮影される照合対象者の顔は、当該顔照合装置２の右側（照合対象者の左側）から光が照射される。このため、上記カメラ部１０１では、照合対象者の顔が正常な状態であれば（つまり、写真等による「なりすまし」でなければ）、照合対象者の顔の右側に影が形成された状態の顔画像が撮影される。

上記右照明部２０１ｂを点灯させた状態で撮影した顔画像をキャプチャー部により取り込むと、上記制御部１０２のプロセッサは、上記左照明部２０１ａを点灯させて撮影した顔画像に現れている影と上記右照明部２０１ｂを点灯させて撮影した顔画像に現れている影とが正常な状態であるか否かを判定する（ステップＳ３３）。

この判定では、上記左照明部２０１ａを点灯した状態で撮影した顔画像において照合対象者の顔の左側に影が現れ、かつ、上記右照明部２０１ｂを点灯した状態で撮影した顔画像において照合対象者の顔の右側に影が現れているか否かにより、顔画像における影のでき方が正常であるか否かを判定する。

この判定により影のでき方が正常であると判定した場合（ステップＳ３３、ＹＥＳ）、上記制御部１０２のプロセッサは、上記ステップＳ２２へ進み照合処理を実行する。また、上記判定により影のでき方が正常でないと判定した場合（ステップＳ３３、ＮＯ）、上記制御部１０２のプロセッサは、上記ステップＳ２０へ進み、照合不可を表示してドアの開放を不可とする。

次に、上記ステップＳ３３の判定処理について具体例を参照して説明する。

図６の（ａ）、（ｂ）は、影のでき方が正常な場合の顔画像の例を示すものであり、図７の（ａ）、（ｂ）は、影のでき方が正常でない場合の顔画像の例を示すものである。

また、図６（ａ）及び図７（ａ）は、左照明部２０１ａを点灯した状態で顔画像を撮影した場合の顔画像の例を示すものであり、図６（ｂ）及び図７（ｂ）は、右照明部２０１ｂを点灯した状態で顔画像を撮影した場合の顔画像の例を示すものである。

すなわち、照合対象者の顔が正常な状態である場合、つまり、写真等を用いた「なりすまし」でない場合、左照明部２０１ａを点灯した状態で撮影した顔画像には、図６（ａ）に示すように、顔の左側に影が現れ、かつ、右照明部２０１ｂを点灯した状態で撮影した顔画像には、図６（ｂ）に示すように、顔の右側に影が現れる。

これに対して、照合対象者の顔が正常な状態でない場合、つまり、写真等を用いた「なりすまし」である場合、左照明部２０１ａを点灯した状態で撮影した顔画像にも右照明部２０１ａを点灯した状態で撮影した顔画像にも、同じ状態の影が現れる。図７（ａ）（ｂ）に示す例では、左照明部２０１ａを点灯した状態で撮影した顔画像には、図７（ａ）に示すように、顔の左側に影が現れているが、右照明部２０１ａを点灯した状態で撮影した顔画像にも、図７（ｂ）に示すように、図７（ａ）と同様に顔の左側に影が現れている。

これは、写真などの平面画像をカメラ部１０１の前に提示していた場合には、どの方向から光を照射したとしても、上記カメラ部１０１にて撮影される顔画像における影のつきかたが常に写真等の平面画像に依存するためである。従って、複数の方向から光を照射した状態で撮影した複数の顔画像における影の状態を判定することにより、写真等の平面画像を用いた「なりすまし」であるか否かを判定することが可能となる。

また、上記ステップＳ３１〜Ｓ３３における処理では２つの照明を順次点灯させて撮影した２つの顔画像における影が正常か否かを判定するが、実際の判定処理としてはそれらの顔画像における影のでき方が正常か否かを判定するだけでよい。つまり、上記第２の実施の形態では、複数の照明を順次点灯させて撮影した顔画像に対する解析処理（影のでき方が正常か否かを判定する処理）が簡単に実現できる。

上記のように、第２の実施の形態によれば、上記第１の実施の形態と同様にカメラにて撮影した顔画像における顔の大きさが妥当であるか否かによりなりすましであるか否かを判定し、さらに、上記カメラの左右に配置された２つの照明部を交互に点灯させて撮影した顔画像における顔の影のでき方が正常であるか否かによりなりすましであるか否かを判定するようにしたものである。

これにより、写真等の平面画像を使用したなりすましを複数の手法で判別することが可能となり、他人が写真等の平面画像を使用したなりすましを高精度に防止することが可能な顔照合装置及び通行制御装置を提供することが可能となる。

この発明の第１の実施の形態に係る顔照合装置の外観および構成例を示す正面図。 第１の実施の形態に係る顔照合装置の動作を説明するためのフローチャートである。 カメラと、そのカメラにより撮影される照合対象者の顔との位置関係を示す図。 この発明の第２の実施の形態に係る顔照合装置の外観および構成例を示す正面図。 第２の実施の形態に係る顔照合装置の動作を説明するためのフローチャートである。 第２の照明部により照明された照合対象者の顔画像が正常な場合の例を示す図。 第２の照明部により照明された照合対象者の顔画像がなりすましの可能性がある場合の例を示す図。

符号の説明

Ｘ…距離、ｌ…距離、θ…仰角、１、２…顔照合装置（通行制御装置）、１０１…カメラ部（撮影手段）、１０２…制御部、１０２ａ…記憶装置（記憶手段）、１０３…表示部、１０４…操作部、１０５…距離測定用センサ部（検出手段）、１０７…照明部（第１の照明部）、１０８…信号制御部、１０９…ドア、１０９ａ…ドア開閉機構部（通行許可手段、通行阻止手段）、２０１…第２の照明部（照明手段）、２０１ａ…左照明部、２０１ｂ…右照明部

Claims (6)

1. 予め登録者の顔画像が登録されている記憶手段と、この記憶手段に登録されている顔画像との照合処理を行う顔照合装置において、
   照合対象者の顔画像を撮影する撮影手段と、
   前記撮影手段から前記撮影手段により顔画像を撮影した照合対象者までの距離を検出する検出手段と、
   この検出手段により検出した前記撮影手段から照合対象者までの距離と前記撮影手段により撮影した顔画像における複数の顔の特徴点間の距離とに基づいて、前記撮影手段により撮影した顔の大きさを判断する判断手段と、
   この判断手段により判断した前記撮影手段にて撮影した顔画像における顔の大きさが妥当であるか否かを判定する判定手段と、
   この判定手段により前記撮影手段にて撮影した顔画像における顔の大きさが妥当であると判定した場合、前記撮影手段により撮影した顔画像と前記記憶手段に登録されている登録者の顔画像との照合処理を実行する実行手段と、
   前記判定手段により前記撮影手段にて撮影した顔画像における顔の大きさが妥当でないと判定した場合、前記撮影手段により撮影した顔画像と前記記憶手段に登録されている登録者の顔画像との照合処理を不可とする処理手段と、
   を具備することを特徴とする顔照合装置。
2. さらに、前記検出手段により検出した前記撮影手段から前記撮影手段により撮影した顔画像における顔の特徴点までの距離を算出する算出手段と、
   この判定手段は、前記算出手段により算出した前記撮影手段から顔の特徴点までの距離と前記撮影手段により撮影した顔画像における複数の顔の特徴点間の距離とに基づいて、前記撮影手段により撮影した顔の大きさを判定する、ことを特徴とする前記請求項１に記載の顔照合装置。
3. 前記算出手段は、前記検出手段により検出した距離と前記検出手段により距離を検出した方向に対する前記撮影手段の光軸がなす角とに基づいて、前記撮影手段から前記撮影手段により撮影した顔画像における顔の特徴点までの距離を算出する、ことを特徴とする前記請求項２に記載の顔照合装置。
4. 予め登録者の顔画像が登録されている記憶手段と、この記憶手段に登録されている顔画像との照合処理を行う顔照合装置において、
   照合対象者の顔画像を撮影する撮影手段と、
   前記撮影手段から前記撮影手段により顔画像を撮影した照合対象者までの距離を検出する検出手段と、
   この検出手段により検出した前記撮影手段から照合対象者までの距離と前記撮影手段により撮影した顔画像における複数の顔の特徴点間の距離とに基づいて、前記撮影手段により撮影した顔の大きさを判断する判断手段と、
   この判断手段により判断した前記撮影手段にて撮影した顔画像における顔の大きさが妥当であるか否かを判定する第１の判定手段と、
   この第１の判定手段により前記撮影手段にて撮影した顔画像における顔の大きさが妥当であると判定した場合、当該照合対象者に対して前記撮影手段の左側および右側から順次光を照射する照明手段と、
   この照明手段により前記撮影手段の左側から光を照射した場合に照合対象者の顔に現れる影と前記照明手段により前記撮影手段の右側から光を照射した場合に照合対象者の顔に現れる影とが正常であるか否かを判定する第２の判定手段と、
   この第２の判定手段により照合対象者の顔に現れる影が正常であると判定した場合、前記撮影手段にて撮影した顔画像と前記記憶手段に登録されている登録者の顔画像との照合処理を実行する実行手段と、
   前記第１の判定手段により前記撮影手段にて撮影した顔画像における顔の大きさが妥当でないと判定した場合、あるいは、前記第２の判定手段により照合対象者の顔に現れる影が正常でないと判定した場合、前記撮影手段により撮影した顔画像と前記記憶手段に登録されている登録者の顔画像との照合処理を不可とする処理手段と、
   を具備することを特徴とする顔照合装置。
5. 予め通行が許可されている人物の顔画像が登録されている記憶手段と、通行者の顔画像と前記記憶手段に登録されている顔画像との照合結果に基づいて通行者に対する通行を制御する通行制御装置において、
   通行者の顔画像を撮影する撮影手段と、
   前記撮影手段から前記撮影手段により顔画像を撮影した通行者までの距離を検出する検出手段と、
   この検出手段により検出した前記撮影手段から通行者までの距離と前記撮影手段にて撮影した顔画像における複数の顔の特徴点間の距離とに基づいて、前記撮影手段にて撮影した顔画像における顔の大きさを判断する判断手段と、
   この判断手段により判断した前記撮影手段にて撮影した顔画像における顔の大きさが妥当であるか否かを判定する判定手段と、
   この判定手段により前記撮影手段にて撮影した顔画像における顔の大きさが妥当であると判定した場合、前記撮影手段にて撮影した顔画像と前記記憶手段に登録されている通行が許可されている人物の顔画像との照合処理を実行する実行手段と、
   この実行手段により実行された前記撮影手段にて撮影した顔画像と前記記憶手段に登録されている人物の顔画像との照合が成功した場合、当該通行者の通行を許可する通行許可手段と、
   前記実行手段により実行された前記撮影手段にて撮影した顔画像と前記記憶手段に登録されている人物の顔画像との照合が失敗した場合、あるいは前記判定手段により前記撮影手段にて撮影した顔画像における顔の大きさが妥当でないと判定した場合、当該通行者の通行を阻止する通行阻止手段と、
   を具備することを特徴とする通行制御装置。
6. 予め通行が許可されている人物の顔画像が登録されている記憶手段と、通行者の顔画像と前記記憶手段に登録されている顔画像との照合結果に基づいて通行者に対する通行を制御する通行制御装置において、
   通行者の顔画像を撮影する撮影手段と、
   前記撮影手段から前記撮影手段により顔画像を撮影した通行者までの距離を検出する検出手段と、
   この検出手段により検出した前記撮影手段から通行者までの距離と前記撮影手段にて撮影した顔画像における複数の顔の特徴点間の距離とに基づいて、前記撮影手段により撮影した顔画像における顔の大きさを判断する判断手段と、
   この判断手段により判断した前記撮影手段にて撮影した顔画像における顔の大きさが妥当であるか否かを判定する第１の判定手段と、
   この第１の判定手段により前記撮影手段にて撮影した顔画像における顔の大きさが妥当であると判定した場合、当該照合対象者に対して前記撮影手段の左側および右側から順次光を照射する照明手段と、
   この照明手段により前記撮影手段の左側から光を照射した場合に照合対象者の顔に現れる影と前記照明手段により前記撮影手段の右側から光を照射した場合に照合対象者の顔に現れる影とが正常であるか否かを判定する第２の判定手段と、
   この第２の判定手段により照合対象者の顔に現れる影が正常であると判定した場合、前記撮影手段により撮影した顔画像と前記記憶手段に登録されている登録者の顔画像との照合処理を実行する実行手段と、
   この実行手段により実行された前記撮影手段にて撮影した顔画像と前記記憶手段に登録されている人物の顔画像との照合が成功した場合、当該通行者の通行を許可する通行許可手段と、
   前記実行手段により実行された前記撮影手段にて撮影した顔画像と前記記憶手段に登録されている人物の顔画像との照合が失敗した場合、前記第１の判定手段により前記撮影手段にて撮影した顔画像における顔の大きさが妥当でないと判定した場合、あるいは、前記第２の判定手段により通行者の顔に現れる影が正常でないと判定した場合、当該通行者の通行を阻止する通行阻止手段と、
   を具備することを特徴とする通行制御装置。

Images