JP3596996B2 - 生体の特徴を用いた個人認識装置およびこの個人認識装置を用いた自動取引システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、人間の虹彩（以下、アイリスと言う。）パターンや、顔の目，鼻，口，あご，耳などの形または位置情報などのユニークな特徴を利用して個人認識を行う生体の特徴を用いた個人認識装置と、利用者として認識した人にＡＴＭ（以下、自動取引装置と言う。）や計算機等を利用する権利を与える自動取引システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１２は、従来のアイリスを用いた個人認識装置のブロック図である。
このアイリスを用いた個人認識装置５００は、固定広角カメラ５１０と、眼位置特定部５１２と、可動ミラー５２０と、可動ミラー制御部５２１と、望遠カメラ５３０と、アイリス切出部５３１と、アイリス特徴抽出部５３２と、アイリスマッチング部５３３と、アイリスデータベース５３４と、個人認識結果出力部５３５と制御部５４０とを具備して構成される。
【０００３】
前記可動ミラー５２０は、図１３に示すように、Ｘ軸方向に移動可能にかつＹ軸およびＺ軸の周りに回転可能に設置されている。
図１４に示すように、固定広角カメラ５１０は、距離Ｄ１に立っている対象者Ｐを撮影し、図１５に示すように、対象者の画像Ｇを取得する。
眼位置特定部５１２は、対象者Ｐの前記画像Ｇから頭部および眼の位置を特定する。
【０００４】
可動ミラー制御部５２１は、可動ミラー５２０の角度および位置を調整することにより望遠カメラ５３０を対象者Ｐの眼の位置にフォーカスし、対象者Ｐの眼の画像を得る。
アイリス切出部５３１は、前記眼の画像からアイリスを切り出す。
アイリス特徴抽出部５３２は、切り出した前記アイリスの特徴を抽出する。
【０００５】
アイリスマッチング部５３３は、アイリスの前記特徴がアイリスデータベース５３４に予め登録されている特徴と一致するか否かを判定する。
個人認識結果出力部５３５は、前記アイリスマッチング部５３３が、対象者Ｐのアイリスの特徴がアイリスデータベース５３４に予め登録されている特徴と一致すると判定した場合は、前記対象者Ｐを利用者とし、その利用者に銀行の自動取引装置や、計算機などの利用の権利を認める。
【０００６】
制御部５４０は、各部の動作を制御する。
前記眼位置特定部５１２は、前記可動ミラー制御部５２１に、前記眼の位置を固定広角カメラ５１０の画界におけるマトリクスの座標として与え、前記望遠カメラ５２０は、このすべての座標を照準できるように設置されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のアイリスを用いた個人認識装置では、固定した広角カメラ５１０で得た画像Ｇに基づいて対象者の眼の位置を特定する。
しかし、固定広角カメラ５１０には、レンズに依存した画界の制限がある。このため、例えば、図１６の（ａ）に示すように、上記と同じ距離Ｄ１に立っている背の高い対象者ＰＴの場合や、図１６の（ｂ）に示すように、固定広角カメラ５１０に著しく近い距離Ｄ５に立っている対象者ＰＮの場合は、対象者の眼が固定広角カメラ５１０の画界から外れてしまい、図１７に示すように、対象者の眼の位置を特定することができなくなる。これを解決するため、従来は、広角カメラの視線を背の高い対象者に合わせるように高めに設定しておき、背の低い対象者の場合に、高さの異なる踏み台を用いていた。また、対象者の立ち位置が著しく遠いまたは著しく近い場合や、左右に寄っている場合は、管理者が対象者に立ち位置を指示して操作をやり直していた。
【０００８】
なお、図１６の（ａ）のような場合は固定広角カメラ５１０を上方に移動し、図１６の（ｂ）のような場合は固定広角カメラ５１０を後方に移動することにより対象者の眼を固定広角カメラ５１０の画界に入れることは考えられるが、固定広角カメラ５１０を移動するスペースを確保するために装置規模が大きくなり、スペースが限られている箇所への本装置の設置が困難である。
【０００９】
また、広い画界の広角カメラを用いて、カメラを移動することなく対象者の眼をその広角カメラの画界に入れることは考えられるが、広い画界の広角カメラは高価なので、装置コストが高くなってしまう。
そこで、本発明の目的は、装置規模およびコストを抑えながらより広い画界の画像を得ることができるようにした生体の特徴を用いた個人認識装置およびこの個人認識装置を用いた自動取引システムを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、設置位置を固定としかつ回転することにより画界を変更可能な可動カメラと、前記可動カメラを制御して画界を所定の標準画界に設定する可動カメラ制御手段と、前記可動カメラに向かってくる対象者の所定の部位が前記可動カメラの画像に映ったときにその画像から前記部位の位置情報を取得する部位位置情報取得手段と、前記位置情報に基づいて前記部位の画像中の軌跡を求める軌跡算出手段と、前記部位が可動カメラの画像に映らなくなったときに前記軌跡に基づいて前記部位の画像中の移動方向を推定するとともに前記可動カメラ制御手段により前記可動カメラの画界を部位の前記移動方向に基づいて変更する移動方向推定手段と、前記対象者までの距離を求める距離センサと、前記部位の位置情報および対象者までの前記距離に基づいて前記部位を追尾しその部位の望遠画像を取得するカメラと、前記望遠画像中の前記部位の大きさを求める大きさ算出手段と、部位の画像中の前記大きさが所定の大きさに達したときに前記望遠画像から部位の生体特徴を抽出する特徴抽出手段と、部位の前記生体特徴を予め登録した生体特徴と照合し，部位の前記生体特徴が予め登録した生体特徴と一致する場合に前記対象者を利用者とする特徴照合手段とを具備したことを特徴とする生体の特徴を用いた個人認識装置を提供する。
【００１１】
なお、前記部位として人間の頭部や眼を用いるのが好ましい。また、前記生体特徴として目，鼻，口，あご，耳などの形または位置情報やアイリスパターンを用いるのが好ましい。
上記生体の特徴を用いた個人認識装置では、可動カメラを標準画界に設定しておき、その可動カメラの画像から対象者の頭部や眼の位置を特定するとともにその頭部や眼の動きの軌跡を求め、対象者の頭部や眼が標準画界から外れて画像に映らなくなった場合に前記軌跡から対象者の頭部や眼がどの方向に外れたかを推定し、その頭部や眼の外れた方向に可動カメラの画界を変更する。これにより、対象者の頭部や眼を可動カメラの画界に入れることができるようになり、可動カメラを移動することなく広い画界を得ることができるから、カメラを移動するためのスペースを確保する必要がなくなり、装置規模を小さくすることができることとなる。また、狭い画界の安価なカメラを用いて広い画界を得ることができるから、装置コストを抑えることができることとなる。
【００１２】
また、前記部位を常に追尾してその大きさを求め、部位の画像中の前記大きさが所定の大きさに達したときに前記生体特徴を抽出することができるから、対象者が一カ所に立ち止まるまで待つ必要がなくなり、個人認識作業の時間短縮が可能となる。
また、上記目的を達成するため、本発明は、上記構成の生体の特徴を用いた個人認識装置と、自動取引装置と、前記利用者に前記自動取引装置を利用する権利を与えるインターフェースと、前記利用者により前記自動取引装置の利用操作を終了したか否かを判定する判定手段とを具備し、前記利用者により前記自動取引装置の利用操作を終了した場合に前記可動カメラ制御手段により前記可動カメラを制御してその画界を前記標準画界に切り替えることを特徴とする自動取引システムを提供する。
【００１３】
上記自動取引システムでは、装置規模およびコストを抑えながら広い画界を得ることができ、個人認識操作をやり直す必要なく確実に行うことができるようになるから、利用者にかかる負担を軽減できることとなる。また、前記利用者により前記自動取引装置の利用操作を終了した後、可動カメラの画界を標準画界に切り替えることにより次の対象者に素早く対応できるようになる。
【００１４】
なお、広角カメラの標準画界とは、銀行などの自動取引装置を操作するときの立ち位置において、身長の低い人の胸部から身長が平均くらいの人の頭部までをカバーできる画界である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図に示す実施の形態により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
図１は、本発明の一実施の形態の生体の特徴を用いた個人認識装置を含む自動取引システムのブロック図である。
【００１６】
この自動取引システム１００は、生体の特徴を用いた個人認識装置５０と、銀行などの自動取引装置７０とを具備して構成される。
上記生体の特徴を用いた個人認識装置５０は、可動広角カメラ１０と、広角カメラ制御部１１と、部位位置特定部１２と、可動ミラー２０と、可動ミラー制御部２１と、距離センサ２３と、望遠カメラ３０と、部位切出部３１と、部位特徴抽出部３２と、特徴マッチング部３３と、特徴データベース３４と、個人認識結果出力部３５と、制御部４０とを具備して構成される。
【００１７】
可動広角カメラ１０は、モータや磁力により回転させることによりその画界を、図２の（ａ）に示すようにローポジションや、図２の（ｂ）に示すようにハイポジションに変更可能に設置されている。ローポジションでは、可動広角カメラ１０ａは、上記自動取引装置７０を利用するための立ち位置Ｄ１において背の低い対象者ＰＳの頭部が画界に入るように設置されている。一方、ハイポジションでは、可動広角カメラ１０ｂは、上記自動取引装置７０を利用するための立ち位置Ｄ１において背の高い対象者ＰＴの頭部が画界に入るように設置されている。
【００１８】
図３に示すように、ローポジションでの画像Ｇ１と、ハイポジションでの画像Ｇ２とでは、人間の頭部に等しいオーバーラップ部分がある。このため、ローポジションやハイポジションのどちらかのポジションで対象者の頭部を必ず捉えることができる。例えば、図４に示すように、ローポジションでの画像Ｇ１と、ハイポジションでの画像Ｇ２とがオーバーラップしない場合は、両画像をまたぐ位置に対象者の頭部が位置するとき、対象者の頭部や眼が両画像から欠けることになり、頭部や眼の位置を特定できなくなる。なお、対象部位を眼に限定する場合は、図５に示すように、ローポジションでの画像Ｇ１と、ハイポジションでの画像Ｇ２とで眼の幅だけのオーバーラップ部分が生じるようにすれば、ローポジションやハイポジションのどちらかのポジションで対象者の眼を必ず捉えることができ、図４の状態より広い画界が得られる。
【００１９】
次に、上記自動取引システム１００の動作について説明する。
広角カメラ制御部１１は、上記説明したように、可動広角カメラ１０を標準のローポジションに設定する。
可動広角カメラ１０ａは、図６に示すように、例えば背の高い対象者ＰＴが画界に進入して来たとき、図７に示すように、その対象者ＰＴの画像Ｇ１を取得する。
【００２０】
次に、部位位置特定部１２は、前記画像Ｇ１から対象者ＰＴの頭部および眼の画像中の位置Ｍ０（Ｘｔ０，Ｙｔ０）を特定する。なお、Ｘｔ０およびＹｔ０はＸおよびＹ座標であり、Ｍ０は時刻ｔ０における位置である。
距離センサ２３（図示省略）は、対象者ＰＴから可動広角カメラ１０ａまでの距離Ｄ３を検出する。なお、距離センサ２３としては、２台の広角カメラを用い、それらの広角カメラで得た対象者の画像のずれから対象者までの距離を求める。また、距離センサ２３としては、赤外線センサを用い、赤外線の反射時間から対象者までの距離を求める。
【００２１】
可動ミラー制御部２１は、眼の画像中の上記位置Ｍ０（Ｘｔ０，Ｙｔ０）と上記距離Ｄ３とに基づいて、可動ミラー２０の角度および位置を調整することにより望遠カメラ３０を対象者ＰＴの眼の実際の位置にフォーカスし、対象者の眼の画像を得る。なお、可動ミラー制御部２１は、眼の画像中の上記位置Ｍ０（Ｘｔ０，Ｙｔ０）と上記距離Ｄ３に基づいて可動ミラー２０の角度および位置を求めるための変換テーブルを持ち、それに基づいて可動ミラー２０の回転および移動を行う。
【００２２】
対象者ＰＴが可動広角カメラ１０ａに向かって歩いてくると、眼の画像中の位置が変わり、部位位置特定部１２は、図８に示すように、眼の画像中の位置Ｍ１（Ｘｔ１，Ｙｔ１），位置Ｍ２（Ｘｔ２，Ｙｔ２）を求め、望遠カメラ３０は、それらの位置を追尾する。
図９に示すように、対象者ＰＴが距離Ｄ２にきたとき、その眼が可動広角カメラ１０ａの画界から外れ、部位位置特定部１２はその位置を特定できなくなる。このとき、部位位置特定部１２は、図８に示すように、現在まで求めた眼の画像中の位置Ｍ０（Ｘｔ０，Ｙｔ０），位置Ｍ１（Ｘｔ１，Ｙｔ１），位置Ｍ２（Ｘｔ２，Ｙｔ２）の時間変化に基づいて眼の動きの軌跡Ｋを求め、その軌跡Ｋに基づいて画像から眼が消えた方向を推定し、その方向を前記広角カメラ制御部１１に通知する。
【００２３】
前記広角カメラ制御部１１は、その眼が消えた方向に可動広角カメラ１０ａを回転させる。
なお、図８の例では対象者の眼がＸ方向に消えるので、前記広角カメラ制御部１１は、可動広角カメラ１０ｂを、図１０に示すように、ハイポジションに回転させる。この結果、対象者ＰＴの頭部および眼が画界に入れるから、部位位置特定部１２は、頭部および眼の位置を特定し、望遠カメラ３０は、その位置を追尾する。
【００２４】
次に、部位切出部３１は、前記眼の画像からアイリスを切り出し、そのアイリスの大きさを求める。
部位特徴抽出部３２は、アイリスの前記大きさが所定の大きさ以上ならそのアイリスの特徴を抽出する。前記アイリスの所定の大きさを、上記自動取引システム１００を操作するための立ち位置から可動広角カメラ１０までの距離Ｄ１（図１０参照）における人間のアイリスの平均的な大きさとする。なお、アイリスの前記大きさが所定の大きさ未満の場合は、図６や図９に示すように、対象者ＰＴが可動広角カメラから著しく離れていることとなり、アイリスの特徴を抽出することが困難なため、アイリスの特徴を抽出しない。
【００２５】
特徴マッチング部３３は、抽出したアイリスの前記特徴が特徴データベース３４に予め登録した特徴と一致するか否かを判定する。
個人認識結果出力部３５は、前記特徴マッチング部３３が、対象者のアイリスの特徴が特徴データベース３４に予め登録されている特徴と一致すると判定した場合は、前記対象者を利用者とし、その利用者に自動取引装置７０を利用できるようにする。一方、前記特徴マッチング部３３が、対象者のアイリスの特徴が特徴データベース３４に予め登録されている特徴と一致しないと判定した場合は、前記対象者に自動取引装置７０を利用できないようにする。
【００２６】
制御部４０は、各部の動作を制御する。
自動取引装置７０は、前記利用者により前記自動取引装置の利用操作を終了したとき、その操作の終了を前記制御部４０に通知する。
制御部４０は、広角カメラ制御部１１により、可動広角カメラ１０を現在のハイポジションから標準のローポジションに切り替えて、次の対象者に対応できるようにする。
【００２７】
なお、上記では、背の高い対象者ＰＴについて説明したが、背の低い対象者の場合は、ローポジションにおいて、背の低い対象者の頭部が画界に入るように設置されているため、ハイポジションに切り替えることなくアイリスを切り出すことができる。また、可動広角カメラに著しく近い対象者の場合は、その対象者が可動広角カメラに著しく近くなるまえにアイリスを切り出すことができる。
【００２８】
上記自動取引システム１００によれば、可動広角カメラ１０のローポジションの画界から対象者の眼が消えたとき、その眼の位置の軌跡から眼が消えた方向を推定し、可動広角カメラ１０をハイポジションに切り替える。このため、可動広角カメラ１０の本来の画界より広い画界が得られるから、対象者の眼を確実に捉えることができ、操作をやり直す必要がなくなり、個人認識にかかる時間を短縮できることと、信頼性を向上することとなる。また、可動広角カメラ１０を移動するためのスペースを確保する必要がないから、装置規模を小さくでき、スペースが限られている箇所への設置も可能となる。また、狭い画界の安価なカメラを用いても対象者の眼を捉えることができるから、装置コストを抑えることができることとなる。
【００２９】
上記自動取引システム１００では、可動ミラーと望遠カメラの組み合わせにより対象者の眼の画像を得るように説明したが、望遠カメラを回転可能とし、ミラーを用いずにその望遠カメラで直接に対象者の眼の画像を得るようにしてもよい。
また、上記自動取引システム１００では、眼を用いて対象者の個人認識を行うように説明したが、眼の代わりに対象者の顔の目，鼻，口，あご，耳などの形や位置情報を用いるようにしてもよい。
【００３０】
また、上記自動取引システム１００では、対象者が可動広角カメラに映ったときからその対象者の眼を望遠カメラで追尾するように説明したが、対象者が可動広角カメラにある程度近づいたときから眼を望遠カメラで追尾するようにしてもよい。これにより、対象者が可動広角カメラにある程度近づくまで、望遠カメラをパワーダウンモードとすることができるから、小電力化を実現できることとなる。
【００３１】
また、上記自動取引システム１００では、可動広角カメラがローポジションとハイポジションの２つの切り替えポジションを持つように説明したが、可動広角カメラが２つ以上の切り替えポジションを持つようにしてもよい。
また、上記自動取引システム１００では、可動広角カメラを上下に回転させてローポジションとハイポジションに切り替えるように説明したが、可動広角カメラを左右に回転させてライトポジションとレフトポジションに切り替えるようにしてもよい。これにより、左右に寄っている対象者に対応できるようになる。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、設置位置を固定としかつ回転することにより画界を変更可能な可動カメラと、前記可動カメラを制御して画界を所定の標準画界に設定する可動カメラ制御手段と、前記可動カメラに向かってくる対象者の所定の部位が前記可動カメラの画像に映ったときにその画像から前記部位の位置情報を取得する部位位置情報取得手段と、前記位置情報に基づいて前記部位の画像中の軌跡を求める軌跡算出手段と、前記部位が可動カメラの画像に映らなくなったときに前記軌跡に基づいて前記部位の画像中の移動方向を推定するとともに前記可動カメラ制御手段により前記可動カメラの画界を部位の前記移動方向に基づいて変更する移動方向推定手段と、前記対象者までの距離を求める距離センサと、前記部位の位置情報および対象者までの前記距離に基づいて前記部位を追尾しその部位の望遠画像を取得するカメラと、前記望遠画像中の前記部位の大きさを求める大きさ算出手段と、部位の画像中の前記大きさが所定の大きさに達したときに前記望遠画像から部位の生体特徴を抽出する特徴抽出手段と、部位の前記生体特徴を予め登録した生体特徴と照合し，部位の前記生体特徴が予め登録した生体特徴と一致する場合に前記対象者を利用者とする特徴照合手段とを具備して生体の特徴を用いた個人認識装置を構成する。このため、実質的に、広角カメラの本来の画界より広い画界を得ることが可能となるため、対象者の眼を確実に捉えることができ、操作をやり直す必要がなくなり、個人認識にかかる時間を短縮できることと、信頼性を向上することとなる。
【００３３】
また、広角カメラを移動するためのスペースを確保する必要がないから、装置規模を小さくでき、スペースが限られている箇所への設置も可能となる。
また、狭い画界の安価なカメラを用いても対象者の眼を捉えることができるから、装置コストを抑えることができることとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の生体の特徴を用いた個人認識装置を含む自動取引システムのブロック図である。
【図２】図１の可動広角カメラの画界の変更の説明図である。
【図３】図１の可動広角カメラの画界のオーバーラップの説明図である。
【図４】画界のオーバーラップがない場合の説明図である。
【図５】対象部位を眼とする場合の画界のオーバーラップの説明図である。
【図６】対象者が可動広角カメラから遠く離れている状態を示す概念図である。
【図７】眼の位置の特定の説明図である。
【図８】眼の位置の軌跡の説明図である。
【図９】対象者が可動広角カメラに近づいたときに眼が画界から外れる状態を示す概念図である。
【図１０】可動広角カメラの画界の切り替えの説明図である。
【図１１】眼画像取得の説明図である。
【図１２】従来のアイリスを用いた個人認識装置のブロック図である。
【図１３】可動ミラーの回転の説明図である。
【図１４】従来の固定広角カメラによる撮影の説明図である。
【図１５】対象者の画像の概念図である。
【図１６】固定広角カメラの画界から対象者の頭部の一部が外れる状態を示す概念図である。
【図１７】対象者の頭部の一部が消えた画像の概念図である。
【符号の説明】
１００ 自動取引システム
１０ 可動広角カメラ
１１ 広角カメラ制御部
１２ 部位位置特定部
２０ 可動ミラー
２１ 可動ミラー制御部
２３ 距離センサ
３０ 望遠カメラ
５０ 生体の特徴を用いた個人認識装置
７０ 自動取引装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、人間の虹彩（以下、アイリスと言う。）パターンや、顔の目，鼻，口，あご，耳などの形または位置情報などのユニークな特徴を利用して個人認識を行う生体の特徴を用いた個人認識装置と、利用者として認識した人にＡＴＭ（以下、自動取引装置と言う。）や計算機等を利用する権利を与える自動取引システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１２は、従来のアイリスを用いた個人認識装置のブロック図である。
このアイリスを用いた個人認識装置５００は、固定広角カメラ５１０と、眼位置特定部５１２と、可動ミラー５２０と、可動ミラー制御部５２１と、望遠カメラ５３０と、アイリス切出部５３１と、アイリス特徴抽出部５３２と、アイリスマッチング部５３３と、アイリスデータベース５３４と、個人認識結果出力部５３５と制御部５４０とを具備して構成される。
【０００３】
前記可動ミラー５２０は、図１３に示すように、Ｘ軸方向に移動可能にかつＹ軸およびＺ軸の周りに回転可能に設置されている。
図１４に示すように、固定広角カメラ５１０は、距離Ｄ１に立っている対象者Ｐを撮影し、図１５に示すように、対象者の画像Ｇを取得する。
眼位置特定部５１２は、対象者Ｐの前記画像Ｇから頭部および眼の位置を特定する。
【０００４】
可動ミラー制御部５２１は、可動ミラー５２０の角度および位置を調整することにより望遠カメラ５３０を対象者Ｐの眼の位置にフォーカスし、対象者Ｐの眼の画像を得る。
アイリス切出部５３１は、前記眼の画像からアイリスを切り出す。
アイリス特徴抽出部５３２は、切り出した前記アイリスの特徴を抽出する。
【０００５】
アイリスマッチング部５３３は、アイリスの前記特徴がアイリスデータベース５３４に予め登録されている特徴と一致するか否かを判定する。
個人認識結果出力部５３５は、前記アイリスマッチング部５３３が、対象者Ｐのアイリスの特徴がアイリスデータベース５３４に予め登録されている特徴と一致すると判定した場合は、前記対象者Ｐを利用者とし、その利用者に銀行の自動取引装置や、計算機などの利用の権利を認める。
【０００６】
制御部５４０は、各部の動作を制御する。
前記眼位置特定部５１２は、前記可動ミラー制御部５２１に、前記眼の位置を固定広角カメラ５１０の画界におけるマトリクスの座標として与え、前記望遠カメラ５２０は、このすべての座標を照準できるように設置されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のアイリスを用いた個人認識装置では、固定した広角カメラ５１０で得た画像Ｇに基づいて対象者の眼の位置を特定する。
しかし、固定広角カメラ５１０には、レンズに依存した画界の制限がある。このため、例えば、図１６の（ａ）に示すように、上記と同じ距離Ｄ１に立っている背の高い対象者ＰＴの場合や、図１６の（ｂ）に示すように、固定広角カメラ５１０に著しく近い距離Ｄ５に立っている対象者ＰＮの場合は、対象者の眼が固定広角カメラ５１０の画界から外れてしまい、図１７に示すように、対象者の眼の位置を特定することができなくなる。これを解決するため、従来は、広角カメラの視線を背の高い対象者に合わせるように高めに設定しておき、背の低い対象者の場合に、高さの異なる踏み台を用いていた。また、対象者の立ち位置が著しく遠いまたは著しく近い場合や、左右に寄っている場合は、管理者が対象者に立ち位置を指示して操作をやり直していた。
【０００８】
なお、図１６の（ａ）のような場合は固定広角カメラ５１０を上方に移動し、図１６の（ｂ）のような場合は固定広角カメラ５１０を後方に移動することにより対象者の眼を固定広角カメラ５１０の画界に入れることは考えられるが、固定広角カメラ５１０を移動するスペースを確保するために装置規模が大きくなり、スペースが限られている箇所への本装置の設置が困難である。
【０００９】
また、広い画界の広角カメラを用いて、カメラを移動することなく対象者の眼をその広角カメラの画界に入れることは考えられるが、広い画界の広角カメラは高価なので、装置コストが高くなってしまう。
そこで、本発明の目的は、装置規模およびコストを抑えながらより広い画界の画像を得ることができるようにした生体の特徴を用いた個人認識装置およびこの個人認識装置を用いた自動取引システムを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、設置位置を固定としかつ回転することにより画界を変更可能な可動カメラと、前記可動カメラを制御して画界を所定の標準画界に設定する可動カメラ制御手段と、前記可動カメラに向かってくる対象者の所定の部位が前記可動カメラの画像に映ったときにその画像から前記部位の位置情報を取得する部位位置情報取得手段と、前記位置情報に基づいて前記部位の画像中の軌跡を求める軌跡算出手段と、前記部位が可動カメラの画像に映らなくなったときに前記軌跡に基づいて前記部位の画像中の移動方向を推定するとともに前記可動カメラ制御手段により前記可動カメラの画界を部位の前記移動方向に基づいて変更する移動方向推定手段と、前記対象者までの距離を求める距離センサと、前記部位の位置情報および対象者までの前記距離に基づいて前記部位を追尾しその部位の望遠画像を取得するカメラと、前記望遠画像中の前記部位の大きさを求める大きさ算出手段と、部位の画像中の前記大きさが所定の大きさに達したときに前記望遠画像から部位の生体特徴を抽出する特徴抽出手段と、部位の前記生体特徴を予め登録した生体特徴と照合し，部位の前記生体特徴が予め登録した生体特徴と一致する場合に前記対象者を利用者とする特徴照合手段とを具備したことを特徴とする生体の特徴を用いた個人認識装置を提供する。
【００１１】
なお、前記部位として人間の頭部や眼を用いるのが好ましい。また、前記生体特徴として目，鼻，口，あご，耳などの形または位置情報やアイリスパターンを用いるのが好ましい。
上記生体の特徴を用いた個人認識装置では、可動カメラを標準画界に設定しておき、その可動カメラの画像から対象者の頭部や眼の位置を特定するとともにその頭部や眼の動きの軌跡を求め、対象者の頭部や眼が標準画界から外れて画像に映らなくなった場合に前記軌跡から対象者の頭部や眼がどの方向に外れたかを推定し、その頭部や眼の外れた方向に可動カメラの画界を変更する。これにより、対象者の頭部や眼を可動カメラの画界に入れることができるようになり、可動カメラを移動することなく広い画界を得ることができるから、カメラを移動するためのスペースを確保する必要がなくなり、装置規模を小さくすることができることとなる。また、狭い画界の安価なカメラを用いて広い画界を得ることができるから、装置コストを抑えることができることとなる。
【００１２】
また、前記部位を常に追尾してその大きさを求め、部位の画像中の前記大きさが所定の大きさに達したときに前記生体特徴を抽出することができるから、対象者が一カ所に立ち止まるまで待つ必要がなくなり、個人認識作業の時間短縮が可能となる。
また、上記目的を達成するため、本発明は、上記構成の生体の特徴を用いた個人認識装置と、自動取引装置と、前記利用者に前記自動取引装置を利用する権利を与えるインターフェースと、前記利用者により前記自動取引装置の利用操作を終了したか否かを判定する判定手段とを具備し、前記利用者により前記自動取引装置の利用操作を終了した場合に前記可動カメラ制御手段により前記可動カメラを制御してその画界を前記標準画界に切り替えることを特徴とする自動取引システムを提供する。
【００１３】
上記自動取引システムでは、装置規模およびコストを抑えながら広い画界を得ることができ、個人認識操作をやり直す必要なく確実に行うことができるようになるから、利用者にかかる負担を軽減できることとなる。また、前記利用者により前記自動取引装置の利用操作を終了した後、可動カメラの画界を標準画界に切り替えることにより次の対象者に素早く対応できるようになる。
【００１４】
なお、広角カメラの標準画界とは、銀行などの自動取引装置を操作するときの立ち位置において、身長の低い人の胸部から身長が平均くらいの人の頭部までをカバーできる画界である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図に示す実施の形態により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
図１は、本発明の一実施の形態の生体の特徴を用いた個人認識装置を含む自動取引システムのブロック図である。
【００１６】
この自動取引システム１００は、生体の特徴を用いた個人認識装置５０と、銀行などの自動取引装置７０とを具備して構成される。
上記生体の特徴を用いた個人認識装置５０は、可動広角カメラ１０と、広角カメラ制御部１１と、部位位置特定部１２と、可動ミラー２０と、可動ミラー制御部２１と、距離センサ２３と、望遠カメラ３０と、部位切出部３１と、部位特徴抽出部３２と、特徴マッチング部３３と、特徴データベース３４と、個人認識結果出力部３５と、制御部４０とを具備して構成される。
【００１７】
可動広角カメラ１０は、モータや磁力により回転させることによりその画界を、図２の（ａ）に示すようにローポジションや、図２の（ｂ）に示すようにハイポジションに変更可能に設置されている。ローポジションでは、可動広角カメラ１０ａは、上記自動取引装置７０を利用するための立ち位置Ｄ１において背の低い対象者ＰＳの頭部が画界に入るように設置されている。一方、ハイポジションでは、可動広角カメラ１０ｂは、上記自動取引装置７０を利用するための立ち位置Ｄ１において背の高い対象者ＰＴの頭部が画界に入るように設置されている。
【００１８】
図３に示すように、ローポジションでの画像Ｇ１と、ハイポジションでの画像Ｇ２とでは、人間の頭部に等しいオーバーラップ部分がある。このため、ローポジションやハイポジションのどちらかのポジションで対象者の頭部を必ず捉えることができる。例えば、図４に示すように、ローポジションでの画像Ｇ１と、ハイポジションでの画像Ｇ２とがオーバーラップしない場合は、両画像をまたぐ位置に対象者の頭部が位置するとき、対象者の頭部や眼が両画像から欠けることになり、頭部や眼の位置を特定できなくなる。なお、対象部位を眼に限定する場合は、図５に示すように、ローポジションでの画像Ｇ１と、ハイポジションでの画像Ｇ２とで眼の幅だけのオーバーラップ部分が生じるようにすれば、ローポジションやハイポジションのどちらかのポジションで対象者の眼を必ず捉えることができ、図４の状態より広い画界が得られる。
【００１９】
次に、上記自動取引システム１００の動作について説明する。
広角カメラ制御部１１は、上記説明したように、可動広角カメラ１０を標準のローポジションに設定する。
可動広角カメラ１０ａは、図６に示すように、例えば背の高い対象者ＰＴが画界に進入して来たとき、図７に示すように、その対象者ＰＴの画像Ｇ１を取得する。
【００２０】
次に、部位位置特定部１２は、前記画像Ｇ１から対象者ＰＴの頭部および眼の画像中の位置Ｍ０（Ｘｔ０，Ｙｔ０）を特定する。なお、Ｘｔ０およびＹｔ０はＸおよびＹ座標であり、Ｍ０は時刻ｔ０における位置である。
距離センサ２３（図示省略）は、対象者ＰＴから可動広角カメラ１０ａまでの距離Ｄ３を検出する。なお、距離センサ２３としては、２台の広角カメラを用い、それらの広角カメラで得た対象者の画像のずれから対象者までの距離を求める。また、距離センサ２３としては、赤外線センサを用い、赤外線の反射時間から対象者までの距離を求める。
【００２１】
可動ミラー制御部２１は、眼の画像中の上記位置Ｍ０（Ｘｔ０，Ｙｔ０）と上記距離Ｄ３とに基づいて、可動ミラー２０の角度および位置を調整することにより望遠カメラ３０を対象者ＰＴの眼の実際の位置にフォーカスし、対象者の眼の画像を得る。なお、可動ミラー制御部２１は、眼の画像中の上記位置Ｍ０（Ｘｔ０，Ｙｔ０）と上記距離Ｄ３に基づいて可動ミラー２０の角度および位置を求めるための変換テーブルを持ち、それに基づいて可動ミラー２０の回転および移動を行う。
【００２２】
対象者ＰＴが可動広角カメラ１０ａに向かって歩いてくると、眼の画像中の位置が変わり、部位位置特定部１２は、図８に示すように、眼の画像中の位置Ｍ１（Ｘｔ１，Ｙｔ１），位置Ｍ２（Ｘｔ２，Ｙｔ２）を求め、望遠カメラ３０は、それらの位置を追尾する。
図９に示すように、対象者ＰＴが距離Ｄ２にきたとき、その眼が可動広角カメラ１０ａの画界から外れ、部位位置特定部１２はその位置を特定できなくなる。このとき、部位位置特定部１２は、図８に示すように、現在まで求めた眼の画像中の位置Ｍ０（Ｘｔ０，Ｙｔ０），位置Ｍ１（Ｘｔ１，Ｙｔ１），位置Ｍ２（Ｘｔ２，Ｙｔ２）の時間変化に基づいて眼の動きの軌跡Ｋを求め、その軌跡Ｋに基づいて画像から眼が消えた方向を推定し、その方向を前記広角カメラ制御部１１に通知する。
【００２３】
前記広角カメラ制御部１１は、その眼が消えた方向に可動広角カメラ１０ａを回転させる。
なお、図８の例では対象者の眼がＸ方向に消えるので、前記広角カメラ制御部１１は、可動広角カメラ１０ｂを、図１０に示すように、ハイポジションに回転させる。この結果、対象者ＰＴの頭部および眼が画界に入れるから、部位位置特定部１２は、頭部および眼の位置を特定し、望遠カメラ３０は、その位置を追尾する。
【００２４】
次に、部位切出部３１は、前記眼の画像からアイリスを切り出し、そのアイリスの大きさを求める。
部位特徴抽出部３２は、アイリスの前記大きさが所定の大きさ以上ならそのアイリスの特徴を抽出する。前記アイリスの所定の大きさを、上記自動取引システム１００を操作するための立ち位置から可動広角カメラ１０までの距離Ｄ１（図１０参照）における人間のアイリスの平均的な大きさとする。なお、アイリスの前記大きさが所定の大きさ未満の場合は、図６や図９に示すように、対象者ＰＴが可動広角カメラから著しく離れていることとなり、アイリスの特徴を抽出することが困難なため、アイリスの特徴を抽出しない。
【００２５】
特徴マッチング部３３は、抽出したアイリスの前記特徴が特徴データベース３４に予め登録した特徴と一致するか否かを判定する。
個人認識結果出力部３５は、前記特徴マッチング部３３が、対象者のアイリスの特徴が特徴データベース３４に予め登録されている特徴と一致すると判定した場合は、前記対象者を利用者とし、その利用者に自動取引装置７０を利用できるようにする。一方、前記特徴マッチング部３３が、対象者のアイリスの特徴が特徴データベース３４に予め登録されている特徴と一致しないと判定した場合は、前記対象者に自動取引装置７０を利用できないようにする。
【００２６】
制御部４０は、各部の動作を制御する。
自動取引装置７０は、前記利用者により前記自動取引装置の利用操作を終了したとき、その操作の終了を前記制御部４０に通知する。
制御部４０は、広角カメラ制御部１１により、可動広角カメラ１０を現在のハイポジションから標準のローポジションに切り替えて、次の対象者に対応できるようにする。
【００２７】
なお、上記では、背の高い対象者ＰＴについて説明したが、背の低い対象者の場合は、ローポジションにおいて、背の低い対象者の頭部が画界に入るように設置されているため、ハイポジションに切り替えることなくアイリスを切り出すことができる。また、可動広角カメラに著しく近い対象者の場合は、その対象者が可動広角カメラに著しく近くなるまえにアイリスを切り出すことができる。
【００２８】
上記自動取引システム１００によれば、可動広角カメラ１０のローポジションの画界から対象者の眼が消えたとき、その眼の位置の軌跡から眼が消えた方向を推定し、可動広角カメラ１０をハイポジションに切り替える。このため、可動広角カメラ１０の本来の画界より広い画界が得られるから、対象者の眼を確実に捉えることができ、操作をやり直す必要がなくなり、個人認識にかかる時間を短縮できることと、信頼性を向上することとなる。また、可動広角カメラ１０を移動するためのスペースを確保する必要がないから、装置規模を小さくでき、スペースが限られている箇所への設置も可能となる。また、狭い画界の安価なカメラを用いても対象者の眼を捉えることができるから、装置コストを抑えることができることとなる。
【００２９】
上記自動取引システム１００では、可動ミラーと望遠カメラの組み合わせにより対象者の眼の画像を得るように説明したが、望遠カメラを回転可能とし、ミラーを用いずにその望遠カメラで直接に対象者の眼の画像を得るようにしてもよい。
また、上記自動取引システム１００では、眼を用いて対象者の個人認識を行うように説明したが、眼の代わりに対象者の顔の目，鼻，口，あご，耳などの形や位置情報を用いるようにしてもよい。
【００３０】
また、上記自動取引システム１００では、対象者が可動広角カメラに映ったときからその対象者の眼を望遠カメラで追尾するように説明したが、対象者が可動広角カメラにある程度近づいたときから眼を望遠カメラで追尾するようにしてもよい。これにより、対象者が可動広角カメラにある程度近づくまで、望遠カメラをパワーダウンモードとすることができるから、小電力化を実現できることとなる。
【００３１】
また、上記自動取引システム１００では、可動広角カメラがローポジションとハイポジションの２つの切り替えポジションを持つように説明したが、可動広角カメラが２つ以上の切り替えポジションを持つようにしてもよい。
また、上記自動取引システム１００では、可動広角カメラを上下に回転させてローポジションとハイポジションに切り替えるように説明したが、可動広角カメラを左右に回転させてライトポジションとレフトポジションに切り替えるようにしてもよい。これにより、左右に寄っている対象者に対応できるようになる。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、設置位置を固定としかつ回転することにより画界を変更可能な可動カメラと、前記可動カメラを制御して画界を所定の標準画界に設定する可動カメラ制御手段と、前記可動カメラに向かってくる対象者の所定の部位が前記可動カメラの画像に映ったときにその画像から前記部位の位置情報を取得する部位位置情報取得手段と、前記位置情報に基づいて前記部位の画像中の軌跡を求める軌跡算出手段と、前記部位が可動カメラの画像に映らなくなったときに前記軌跡に基づいて前記部位の画像中の移動方向を推定するとともに前記可動カメラ制御手段により前記可動カメラの画界を部位の前記移動方向に基づいて変更する移動方向推定手段と、前記対象者までの距離を求める距離センサと、前記部位の位置情報および対象者までの前記距離に基づいて前記部位を追尾しその部位の望遠画像を取得するカメラと、前記望遠画像中の前記部位の大きさを求める大きさ算出手段と、部位の画像中の前記大きさが所定の大きさに達したときに前記望遠画像から部位の生体特徴を抽出する特徴抽出手段と、部位の前記生体特徴を予め登録した生体特徴と照合し，部位の前記生体特徴が予め登録した生体特徴と一致する場合に前記対象者を利用者とする特徴照合手段とを具備して生体の特徴を用いた個人認識装置を構成する。このため、実質的に、広角カメラの本来の画界より広い画界を得ることが可能となるため、対象者の眼を確実に捉えることができ、操作をやり直す必要がなくなり、個人認識にかかる時間を短縮できることと、信頼性を向上することとなる。
【００３３】
また、広角カメラを移動するためのスペースを確保する必要がないから、装置規模を小さくでき、スペースが限られている箇所への設置も可能となる。
また、狭い画界の安価なカメラを用いても対象者の眼を捉えることができるから、装置コストを抑えることができることとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の生体の特徴を用いた個人認識装置を含む自動取引システムのブロック図である。
【図２】図１の可動広角カメラの画界の変更の説明図である。
【図３】図１の可動広角カメラの画界のオーバーラップの説明図である。
【図４】画界のオーバーラップがない場合の説明図である。
【図５】対象部位を眼とする場合の画界のオーバーラップの説明図である。
【図６】対象者が可動広角カメラから遠く離れている状態を示す概念図である。
【図７】眼の位置の特定の説明図である。
【図８】眼の位置の軌跡の説明図である。
【図９】対象者が可動広角カメラに近づいたときに眼が画界から外れる状態を示す概念図である。
【図１０】可動広角カメラの画界の切り替えの説明図である。
【図１１】眼画像取得の説明図である。
【図１２】従来のアイリスを用いた個人認識装置のブロック図である。
【図１３】可動ミラーの回転の説明図である。
【図１４】従来の固定広角カメラによる撮影の説明図である。
【図１５】対象者の画像の概念図である。
【図１６】固定広角カメラの画界から対象者の頭部の一部が外れる状態を示す概念図である。
【図１７】対象者の頭部の一部が消えた画像の概念図である。
【符号の説明】
１００ 自動取引システム
１０ 可動広角カメラ
１１ 広角カメラ制御部
１２ 部位位置特定部
２０ 可動ミラー
２１ 可動ミラー制御部
２３ 距離センサ
３０ 望遠カメラ
５０ 生体の特徴を用いた個人認識装置
７０ 自動取引装置
Claims (7)
- 設置位置を固定としかつ回転することにより画界を変更可能な可動カメラと、前記可動カメラを制御して画界を所定の標準画界に設定する可動カメラ制御手段と、
前記可動カメラに向かってくる対象者の所定の部位が前記可動カメラの画像に映ったときにその画像から前記部位の位置情報を取得する部位位置情報取得手段と、
前記位置情報に基づいて前記部位の画像中の軌跡を求める軌跡算出手段と、
前記部位が可動カメラの画像に映らなくなったときに前記軌跡に基づいて前記部位の画像中の移動方向を推定するとともに前記可動カメラ制御手段により前記可動カメラの画界を部位の前記移動方向に基づいて変更する移動方向推定手段と、
前記対象者までの距離を求める距離センサと、
前記部位の位置情報および対象者までの前記距離に基づいて前記部位を追尾しその部位の望遠画像を取得するカメラと、
前記望遠画像中の前記部位の大きさを求める大きさ算出手段と、
部位の画像中の前記大きさが所定の大きさに達したときに前記望遠画像から部位の生体特徴を抽出する特徴抽出手段と、
部位の前記生体特徴を予め登録した生体特徴と照合し，部位の前記生体特徴が予め登録した生体特徴と一致する場合に前記対象者を利用者とする特徴照合手段とを具備したことを特徴とする生体の特徴を用いた個人認識装置。 - 設置位置を固定としかつ回転することにより画界を変更可能な可動カメラと、前記可動カメラを制御して画界を所定の標準画界に設定する可動カメラ制御手段と、
前記可動カメラに向かってくる対象者の所定の部位が前記可動カメラの画像に映ったときにその画像から前記部位の位置情報を取得する部位位置情報取得手段と、
前記位置情報に基づいて前記部位の画像中の軌跡を求める軌跡算出手段と、
前記部位が可動カメラの画像に映らなくなったときに前記軌跡に基づいて前記部位の画像中の移動方向を推定するとともに前記可動カメラ制御手段により前記可動カメラの画界を部位の前記移動方向に基づいて変更する移動方向推定手段と、
前記対象者までの距離を求める距離センサと、
前記対象者までの距離が所定の距離未満の場合に前記部位の位置情報および対象者までの前記距離に基づいて前記部位を追尾しその部位の望遠画像を取得するカメラと、
前記望遠画像中の前記部位の大きさを求める大きさ算出手段と、
部位の画像中の前記大きさが所定の大きさに達したときに前記望遠画像から前記部位の生体特徴を抽出する特徴抽出手段と、
部位の前記生体特徴を予め登録した生体特徴と照合し，部位の前記生体特徴が予め登録した生体特徴と一致する場合に前記対象者を利用者と判定する特徴照合手段とを具備したことを特徴とする生体の特徴を用いた個人認識装置。 - 請求項１または請求項２に記載の生体の特徴を用いた個人認識装置において、前記標準画界は、銀行などの自動取引装置を操作するときの立ち位置において、身長の低い人の胸部から身長が平均くらいの人の頭部までをカバーできる画界であることを特徴とする生体の特徴を用いた個人認識装置。
- 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の生体の特徴を用いた個人認識装置において、前記部位は人間の頭部や眼であり、前記生体特徴は目，鼻，口，あご，耳などの形または位置情報やアイリスパターンであることを特徴とする生体の特徴を用いた個人認識装置。
- 請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の生体の特徴を用いた個人認識装置において、前記可動カメラ制御手段は、画界を変更するとき、変更後の画界が現在の画界と重なる部分を持つように前記可動カメラを制御することを特徴とする生体の特徴を用いた個人認識装置。
- 請求項５に記載の生体の特徴を用いた個人認識装置において、前記重なる部分の幅は、前記所定の距離において前記部位の大きさに等しいことを特徴とする生体の特徴を用いた個人認識装置。
- 請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の生体の特徴を用いた個人認識装置と、自動取引装置と、前記利用者に前記自動取引装置を利用する権利を与えるインターフェースと、前記利用者により前記自動取引装置の利用操作を終了したか否かを判定する判定手段とを具備し、
前記利用者により前記自動取引装置の利用操作を終了した場合に前記可動カメラ制御手段により前記可動カメラを制御してその画界を前記標準画界に切り替えることを特徴とする自動取引システム。
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