JP2006132195A - 入場管理システム - Google Patents

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Abstract

【課題】利用者に意識させることなく、入場時のすり替わりや共連れを自動的に検知できるとともに、共連れ入場を未然に防止できる入場管理システムを提供する。
【解決手段】人物の顔画像を用いてセキュリティを必要とする部屋や施設等のエリアに対する人物の入場を管理する入場管理システムにおいて、入場時の本人確認時に利用者の顔画像を一時登録しておき、ドア通過のタイミングで再度顔画像を取得して一時登録しておいた顔画像と照合することで利用者のすり替わりを検知する。
【選択図】 図1

Description

本発明は、たとえば、人物の顔画像などの生体情報を用いてセキュリティを必要とする部屋や施設等のエリアに対する人物の入場を管理する入場管理システムに関する。
一般に、たとえば、顔認証を用いた入場管理システムは、ビデオカメラなどのカメラを有していて、入場対象エリア(部屋や施設等)に入場しようとする人物がカメラの前に立ち止まり、カメラのレンズに顔を向けることで、人物の顔画像をカメラが撮像して入力し、この入力した顔画像をあらかじめ辞書情報として登録されている顔画像と照合することにより当該人物は本人であるかを判定し、当該人物が本人である場合、入場対象エリアの入場用のドア(ゲート装置)を解錠する(たとえば、特許文献1参照)。
このような入場管理システムでは、以下のような不正使用が発生し、無権限者の入場、有権限者であるとしても入場履歴記録が欠落する可能性がある。
(1)入場権限者が検定を行なった際、本人にすり替わって未検定者が入場するケース
(2)入場権限者が検定を行なって入場する際、それと同時に未検定者が入場する共連
れのケース
現状では、上記(1)のケースを検知できる方法はなく、厳密に入場管理を行なう場合には、別にカメラなどを設置して監視係員による監視が行なわれる。また、上記(2)のケースの場合は、たとえば、カプセルドアや二重扉を設置するなどして、1人ずつしか通行できないような構造にすることにより共連れ入場を防止している。
特開2000−331207号公報
しかし、従来の方法では、利用者が検定後にすり替わったことを検知できず、無権限者が入場してしまうケースが存在する。
また、無権限者のすり替わりや共連れ入場を厳密に排除しようとする場合、監視係員の配備や大掛かりな設備が必要となり、設置スペースやコストの負担が大きいという問題がある。
そこで、本発明は、利用者に意識させることなく、入場時のすり替わりや共連れを自動的に検知できるとともに、共連れ入場を未然に防止できる入場管理システムを提供することを目的とする。
本発明の入場管理システムは、入場対象エリアに設けられた入場用のゲート装置の近傍において当該入場対象エリアに入場しようとする人物の生体情報を取得する第1の生体情報取得手段と、この第1の生体情報取得手段により取得された生体情報とあらかじめ登録された生体情報とを照合することにより当該人物は本人であるか否かを判定する照合手段と、この照合手段により当該人物は本人であると判定された場合、前記ゲート装置を解錠する第1のゲート制御手段と、前記照合手段により当該人物は本人であると判定された場合、当該人物が前記ゲート装置を通行する際に当該人物の生体情報を取得する第2の生体情報取得手段と、この第2の生体情報取得手段により取得された生体情報と前記第1の生体情報取得手段により取得された当該人物の生体情報とを照合することにより人物がすり替わったか否かを検知する人物すり替わり検知手段と、この人物すり替わり検知手段により人物のすり替わりが検知されなかった場合、前記ゲート装置を施錠する第2のゲート制御手段とを具備している。
また、本発明の入場管理システムは、入場対象エリアに設けられた入場用のゲート装置の近傍において当該入場対象エリアに入場しようとする人物から認証用情報を取得する認証用情報取得手段と、この認証用情報取得手段により取得された認証用情報を用いて当該人物は本人であるか否かを判定する判定手段と、少なくとも前記ゲート装置付近の画像を取得する画像取得手段と、この画像取得手段により取得された画像内に存在する人物の人数を計数するとともに、前記判定手段により当該人物は本人であると判定された判定済み人数を計数し、これら両計数値を比較する情報処理手段と、この情報処理手段による両計数値の比較の結果、両計数値が一致した場合は前記ゲート装置を解錠するゲート制御手段とを具備している。
本発明によれば、利用者に意識させることなく、入場時のすり替わりや共連れを自動的に検知できるとともに、共連れ入場を未然に防止できる入場管理システムを提供できる。
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。
なお、以下の説明では、人物の生体情報として顔画像を用いた場合を例として述べるが、顔画像以外に、指紋画像、虹彩情報、掌形画像、指画像、静脈情報、音声情報などの他の生体情報を用いても同様に実施できる。
まず、第1の実施の形態について説明する。
図1は、第1の実施の形態に係る入場管理システムの構成を模式的に示すものである。図1において、11は入場対象エリア(部屋や施設等)で、入場用のドア(ゲート装置)12が設けられている。ドア12には電気錠13が設けられている。ドア12の近傍には、入場対象エリア11に入場しようとする人物(以降、検定者、利用者ともいう)が本人か否かを判定し、その判定結果に応じて電気錠13を制御する顔照合装置14が設置されている。顔照合装置14には、管理者などに対し警告を行なう警報装置15が接続されている。
入場対象エリア11内のドア12と対向する部位には、ドア12を開けて入場する人物の生体情報、この例の場合は少なくとも顔を含む画像を撮像する生体情報取得手段としての監視用カメラ16が設置されている。監視用カメラ16は、たとえば、CCDセンサなどの撮像素子を用いたテレビジョンカメラから構成されていて、顔照合装置14に接続されている。
なお、図1において、M1は顔照合(検定)を行なった人物(検定者)を示し、M2は顔照合(検定)を行なっていない人物(未検定者)を示している。
顔照合装置14は、たとえば、図2に示すように構成されている。すなわち、人物Mの生体情報、この例の場合は顔画像(少なくとも顔を含んでいる画像)を撮像して入力する生体情報取得手段としての照合用カメラ101、人物Mに対して入力された顔画像や各種案内などを表示する表示部102、人物を特定するID番号やパスワードなどの情報を入力する入力手段としての入力部103、照合用カメラ101から入力された顔画像から人物固有の入力特徴情報(顔特徴情報)を取得する顔特徴取得部104、あらかじめ登録されている人物の顔特徴情報を辞書情報として記憶(登録)しておく辞書記憶部105、顔特徴取得部104から得られた入力特徴情報と辞書記憶部105内の辞書情報とを照合することにより、入力特徴情報と辞書情報との類似度を求め、求めた類似度が閾値よりも高い場合には当該人物は本人であると判定し、求めた類似度が閾値よりも低い場合には本人ではないと判定する照合手段としての照合部106、照合部106の判定結果に応じて電気錠13の制御を行なうゲート制御手段としてのドア制御部107、表示部102および入力部103を制御する入出力制御部108、履歴画像などを記憶する画像メモリ109、全体的な制御を司る制御手段としての主制御部110を有して構成されている。主制御部110には、前記警報装置15および監視用カメラ16がそれぞれ接続されている。
照合用カメラ101は、人物Mの顔画像(少なくとも顔を含んでいる画像)を撮像して入力するものであり、たとえば、CCDセンサなどの撮像素子を用いたテレビジョンカメラから構成されている。
表示部102は、たとえば、液晶表示パネルなどで構成されていて、カメラ101で撮影されている人物Mの顔画像や各種ガイダンス、メッセージなどを表示する。同様に、音声出力が行なえる機器を接続して音声メッセージなどを出力してもよい。
入力部103は、人物を特定するID番号やパスワードなどを入力するもので、具体的には、たとえば、テンキーやタッチパネル、あるいは、ICカードや磁気カードあるいは無線カードを読取るカードリーダなどによって実現可能である。
顔特徴取得部104は、照合用カメラ101から入力された画像から人物の顔を検出して入力特徴情報を抽出(取得)する。顔の検出方法としては、たとえば、文献(福井和広、山口修:「形状抽出とパターン照合の組合せによる顔特徴点抽出」、電子情報通信学会論文誌(D),vol.J80−D−II,No.8,pp2170−2177(1997))などの方法を用いることで、精度の高い顔の検出が実現可能である。この場合、あらかじめ用意されたテンプレートを画像中を移動させながら相関値を求めることにより、最も高い相関値を持った場所を顔領域とする。
辞書記憶部105は、あらかじめシステム全体で利用を許可された人物の顔特徴情報を辞書情報として登録しておくものである。登録する辞書情報としては、入力された顔画像、抽出した特徴量、部分空間、部分空間を構成するための固有ベクトル、相関行列、登録の際の時刻、日時、場所などの状況情報、暗証番号、ID番号などの個人情報といったものがあげられ、必要に応じて記憶しておくことが可能とするが、本実施の形態においては、顔特徴取得部104で取得された顔切出し画像をKL展開によって固有空間に変換して得られたベクトル情報を保存するものとし、この情報を辞書情報として扱う。
照合部106は、顔特徴取得部104から得られた入力特徴情報と辞書記憶部105内の辞書情報とを照合することにより、入力特徴情報と辞書情報との類似度を求め、求めた類似度が閾値よりも高い場合には当該人物は登録者(本人)であると判定し、求めた類似度が閾値よりも低い場合には未登録者(本人ではない)と判定する。
照合部106は、たとえば、求めた類似度が閾値以上の場合、ドア制御部107に「解錠」の信号を出力し、求めた類似度が閾値よりも小さかった場合、ドア制御部107に「施錠」の信号を出力する。ドア制御部107は、照合部106から「解錠」の信号を受取ると、電気錠13を解錠してドア12を解放可能に制御して、人物Mの入場を許可し、「施錠」の信号を受取ると、電気錠13を施錠してドア12を閉状態に保持し、人物Mの入場を拒否するようになっている。
主制御部110は、全体的な制御を司るとともに、監視用カメラ16から入力された画像から、顔特徴取得部104と同様な処理により人物の顔を検出して入力特徴情報を抽出(取得)し、照合用カメラ101から得られた特徴情報と照合することで、共連れやすり替わりを検知するようになっている。
次に、このような構成において図3および図4に示すフローチャートを参照して動作を説明する。
図示しない人感センサあるいは照合用カメラ101からの入力画像により人物Mの到来を検知すると(ステップS1)、主制御部110は、照合用カメラ101を用いて当該人物Mの顔画像を取込み、この取込んだ顔画像から顔特徴取得部104で顔特徴情報を取得する(ステップS2)。ここに、ステップS2の処理が本発明における第1の生体情報取得手段に対応している。
次に、照合部106において、取得した顔特徴情報と先に辞書記憶部105に記憶された辞書情報とを照合する(ステップS3,S4)。すなわち、照合部106は、顔特徴取得部104により取得された入力特徴情報を辞書記憶部105に記憶されている辞書情報とを照合することにより、入力特徴情報と辞書情報との類似度を求め、求めた類似度が閾値よりも高い場合には当該人物Mは本人であると判定し、求めた類似度が閾値よりも低い場合には当該人物Mは本人でないと判定する。ここに、ステップS3,S4の処理が本発明における照合手段に対応している。
ステップS3,S4において、当該人物Mは本人でないと判定された場合、主制御部110は、入場不許可とし、その旨を表示部102に表示して当該人物Mに伝えるとともに、ステップS1に戻る。
ステップS3,S4において、当該人物Mは本人であると判定された場合、主制御部110は、このときの入力顔画像(顔特徴取得部104で取得された入力特徴情報)を検定済み顔画像として画像メモリ109に一時記憶し(ステップS5)、ドア制御部107に「解錠」の信号を送ることで、電気錠13を解錠する(ステップS6)。ここに、ステップS6の処理が本発明における第1のゲート制御手段に対応している。
次に、主制御部110は、監視用カメラ16からの入力画像があると(ステップS7)、入力画像があれば当該入力画像から人物の顔を検出して入力特徴情報を抽出し(ステップS8)、この抽出した入力特徴情報と画像メモリ109に検定済み顔画像として一時記憶されている照合用カメラ101から得られた入力特徴情報とを照合することにより人物がすり替わったか否かを判定する(ステップS9,S10)。ここに、ステップS8の処理が本発明における第2の生体情報取得手段に対応し、ステップS9,S10の処理が本発明における人物すり替わり検知手段に対応している。
ステップS9,S10における人物すり替わり検知は、たとえば、ステップS8で取得された顔画像(特徴情報)と画像メモリ109に一時記憶された顔画像(特徴情報)とを照合することにより両顔画像の類似度を算出し、この算出した類似度があらかじめ設定される閾値よりも大きい場合は人物がすり替わっていない(同一人物である)と判定し、算出した類似度があらかじめ設定される閾値よりも小さい場合は人物がすり替わった(同一人物でない)と判定する。
ステップS9,S10における人物すり替わり検知の結果、人物がすり替わっていない(同一人物である)場合、主制御部110は、監視用カメラ16からの入力画像があるか否かをチェックし(ステップS11)、入力画像がなければドア12が閉じていることを確認した後(ステップS12)、ドア制御部107に「施錠」の信号を送ることで、電気錠13を施錠する(ステップS13)。ここに、ステップS13の処理が本発明における第2のゲート制御手段に対応している。
次に、主制御部110は、画像メモリ109に検定済み顔画像として一時記憶されている照合用カメラ101から得られた入力特徴情報を消去し(ステップS14)、処理を終了する。
ステップS9,S10における人物すり替わり検知の結果、人物がすり替わった(同一人物でない)場合、あるいは、ステップS7におけるチェックの結果、監視用カメラ16からの入力画像がある場合、主制御部110は、所定の人物すり替わり検知時処理を行なう。すなわち、人物すり替わりを検知した場合、たとえば、警報装置15を鳴動させて不正通行者(未検定者)を威嚇するとともに、管理者などへの警告を行ない(ステップS15)、さらに電気錠13を施錠して、さらなる不正通行者の入場を防止する(ステップS16)。
このように、入場時の本人確認時に利用者の顔画像を一時登録しておき、ドア通過のタイミングで再度顔画像を取得して一時登録しておいた顔画像と照合することで利用者のすり替わりを検知することができる。したがって、有権限者のみの入場を可能とすることができる。また、共連れ、たとえば、図1のように、検定者M1と同時に入場しようとする未検定者M2を検知することができる。
次に、第2の実施の形態について説明する。
図5は、第2の実施の形態に係る入場管理システムの構成を模式的に示すものである。なお、前述した第1の実施の形態(図1)と同一部分には同一符号付して説明は省略し、異なる部分についたてだけ詳細に説明する。
監視用カメラ16は、ドア12および顔照合装置14付近の画像を撮像するように適切な位置に設置されてい手、画像取得手段として機能する。
また、入場対象エリア11内のドア12の近傍には、ドア12を通過して入場対象エリア11に入場する人物を光学的に検知する通過検知手段としての通過センサ17が設置されている。
図6は、第2の実施の形態に係る顔照合装置14の構成を示すものである。なお、前述した第1の実施の形態(図2)と同一部分には同一符号付して説明は省略し、異なる部分についたてだけ詳細に説明する。
主制御部110には、通過センサ17が接続されている。
主制御部110は、全体的な制御を司るとともに、監視用カメラ16から入力された画像(ドア12および顔照合装置14付近の画像)から、当該画像内に存在する人物を検知してその人数を計数するとともに、照合部106により当該人物は本人であると判定された判定済みの人数(照合数)を計数して、これら両計数値を比較し、その比較結果に応じて電気錠13を制御するようになっている。
次に、このような構成において図7および図8に示すフローチャートを参照して動作を説明する。
図示しない人感センサあるいは照合用カメラ101からの入力画像により人物Mの到来を検知すると(ステップS21)、主制御部110は、照合用カメラ101を用いて当該人物Mの顔画像を取込み、この取込んだ顔画像から顔特徴取得部104で顔特徴情報を取得する(ステップS22)。ここに、ステップS22の処理が本発明における認証用情報取得手段に対応している。
次に、照合部106において、取得した顔特徴情報と先に辞書記憶部105に記憶された辞書情報とを照合する(ステップS23,S24)。すなわち、照合部106は、顔特徴取得部104により取得された入力特徴情報を辞書記憶部105に記憶されている辞書情報とを照合することにより、入力特徴情報と辞書情報との類似度を求め、求めた類似度が閾値よりも高い場合には当該人物Mは本人であると判定し、求めた類似度が閾値よりも低い場合には当該人物Mは本人でないと判定する。ここに、ステップS23,S24の処理が本発明における判定手段に対応している。
ステップS23,S24において、当該人物Mは本人でないと判定された場合、主制御部110は、入場不許可とし、その旨を表示部102に表示して当該人物Mに伝えるとともに、ステップS21に戻る。
ステップS23,S24において、当該人物Mは本人であると判定された場合、主制御部110は、判定数(検定数)を「+1」する(ステップS25)。
また、主制御部110は、ステップS22〜S25の処理と並行して、監視用カメラ16からの入力画像を取込み(ステップS26)、この取り込んだ画像から、当該画像内に存在する人物を検知してその人数を計数する(ステップS27)。ここに、ステップS26の処理が本発明における画像取得手段に対応している。
次に、主制御部110は、ステップS25で求めた判定数とステップS27で計数した人数とを比較し(ステップS28)、両数値が不一致の場合はステップS21に戻り、上記動作を繰り返す。ここに、ステップS25,S27,S28の処理が本発明における情報処理手段に対応している。
ステップS28における比較の結果、両数値が一致した場合、主制御部110は、ドア制御部107に「解錠」の信号を送ることで、電気錠13を解錠する(ステップS29)。ここに、ステップS29の処理が本発明におけるゲート制御手段に対応している。
次に、主制御部110は、通過センサ17からの信号により、当該人物(検定者)がドア12を通過したことを確認した後(ステップS30)、ドア12を通過した人物の通過数を「+1」する(ステップS31)。
次に、主制御部110は、テップS31で求めた通過数とステップS25で求めた判定数とを比較し(ステップS32)、両数値が不一致の場合はステップS30に戻り、上記動作を繰り返す。
ステップS32における比較の結果、両数値が一致した場合、主制御部110は、ドア12が閉じているか否かをチェックし(ステップS33)、ドア12が閉じている場合、ドア制御部107に「施錠」の信号を送ることで、電気錠13を施錠するとともに(ステップS34)、先に求めた判定数および通過数をそれぞれ「0」にクリアし(ステップS35)、処理を終了する。
ステップS33におけるチェックの結果、ドア12が閉じていない場合、主制御部110は、人物がドア12を通過したか否かをチェックし(ステップS36)、通過していない場合はステップS33に戻る。
ステップS36におけるチェックの結果、ドア12を通過した場合、主制御部110は、警報装置15を鳴動させて不正通行者(未検定者)を威嚇するとともに、管理者などへの警告を行なうとともに(ステップS37)、電気錠13を施錠して、さらなる不正通行者の入場を防止する(ステップS38)。
このように、本人確認が済んだ人数を計数するとともに、ドア12および顔照合装置14付近に存在する人物の人数を計数し、両計数値が一致したときだけドア12を解錠する。これにより、共連れ、たとえば、図1のように、検定者M1と同時に入場しようとする未検定者M2を検知することができる。
さらに、ドア12を通過した人数を計数し、顔照合装置14が実行した判定数を超えたら警告を行なうとともにドア12を施錠することで、さらなる不正通行者の入場を防止することができる。
なお、上記説明では、人物の本人確認を認証用情報として顔画像を用いて行なう場合について説明したが、たとえば、人物の指紋画像、掌形画像、指画像、音声情報、虹彩情報、静脈情報などの生体情報、さらには、人物がカードやキーボードの操作などにより入力するID番号や暗証番号など、顔画像以外の認証用情報を用いて本人確認を行なう場合にも同様に適用可能である。
また、顔照合装置14による顔照合時(本人確認時)、あるいは、ドア12の通行時などにおける人物の顔画像を取得し、これを履歴画像として画像メモリ109に記憶しておくことで、たとえば、事件や事故が発生した場合に、事後の確認を可能とすることができる。
本発明の第1の実施の形態に係る入場管理システムの構成を概略的に示す模式図。 第1の実施の形態に係る顔照合装置の構成を示すブロック図。 第1の実施の形態に係る動作を説明するフローチャート。 第1の実施の形態に係る動作を説明するフローチャート。 本発明の第2の実施の形態に係る入場管理システムの構成を概略的に示す模式図。 第2の実施の形態に係る顔照合装置の構成を示すブロック図。 第2の実施の形態に係る動作を説明するフローチャート。 第2の実施の形態に係る動作を説明するフローチャート。
符号の説明
11…入場対象エリア、12…ドア(ゲート装置)、13…電気錠、14…顔照合装置、15…警報装置、16…監視用カメラ(生体情報取得手段、画像取得手段)、17…通過センサ、M1…顔照合(検定)を行なった人物(検定者)、M2…顔照合(検定)を行なっていない人物(未検定者)、M…人物、101…照合用カメラ(生体情報取得手段)、102…表示部、103…入力部、104…顔特徴取得部、105…辞書記憶部、106…照合部(照合手段)、107…ドア制御部(ゲート制御手段)、108…入出力制御部、109…画像メモリ、110…主制御部(制御手段)。

Claims (6)

  1. 入場対象エリアに設けられた入場用のゲート装置の近傍において当該入場対象エリアに入場しようとする人物の生体情報を取得する第1の生体情報取得手段と、
    この第1の生体情報取得手段により取得された生体情報とあらかじめ登録された生体情報とを照合することにより当該人物は本人であるか否かを判定する照合手段と、
    この照合手段により当該人物は本人であると判定された場合、前記ゲート装置を解錠する第1のゲート制御手段と、
    前記照合手段により当該人物は本人であると判定された場合、当該人物が前記ゲート装置を通行する際に当該人物の生体情報を取得する第2の生体情報取得手段と、
    この第2の生体情報取得手段により取得された生体情報と前記第1の生体情報取得手段により取得された当該人物の生体情報とを照合することにより人物がすり替わったか否かを検知する人物すり替わり検知手段と、
    この人物すり替わり検知手段により人物のすり替わりが検知されなかった場合、前記ゲート装置を施錠する第2のゲート制御手段と、
    を具備したことを特徴とする入場管理システム。
  2. 前記人物すり替わり検知手段により人物のすり替わりが検知された場合、所定の人物すり替わり検知時処理を行なう人物すり替わり検知時処理手段をさらに具備したことを特徴とする請求項1記載の入場管理システム。
  3. 前記人物すり替わり検知手段は、前記第2の生体情報取得手段により取得された生体情報と前記第1の生体情報取得手段により取得された当該人物の生体情報とを照合することにより両生体情報の類似度を算出し、この算出した類似度があらかじめ設定される閾値よりも大きい場合は人物がすり替わっていないと判定し、算出した類似度があらかじめ設定される閾値よりも小さい場合は人物がすり替わったと判定することを特徴とする請求項1記載の入場管理システム。
  4. 前記人物の生体情報は人物の少なくとも顔を含む画像であることを特徴とする請求項1記載の入場管理システム。
  5. 入場対象エリアに設けられた入場用のゲート装置の近傍において当該入場対象エリアに入場しようとする人物から認証用情報を取得する認証用情報取得手段と、
    この認証用情報取得手段により取得された認証用情報を用いて当該人物は本人であるか否かを判定する判定手段と、
    少なくとも前記ゲート装置付近の画像を取得する画像取得手段と、
    この画像取得手段により取得された画像内に存在する人物の人数を計数するとともに、前記判定手段により当該人物は本人であると判定された判定済み人数を計数し、これら両計数値を比較する情報処理手段と、
    この情報処理手段による両計数値の比較の結果、両計数値が一致した場合は前記ゲート装置を解錠するゲート制御手段と、
    を具備したことを特徴とする入場管理システム。
  6. 前記画像取得手段は、前記ゲート装置付近の画像とともに更に前記認証用情報取得手段付近の画像をも取得することを特徴とする請求項5記載の入場管理システム。
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