JP6896467B2 - Identity verification system - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、本人照合システムに関する。 Embodiments of the present invention relate to a personal verification system.
人物の入退出を管理するゲート等の所定位置を通過する照合対象人物の経年変化に対応する特徴量を用いて、照合対象人物の顔を認識する技術が開発されている。 A technique for recognizing the face of a person to be collated has been developed by using a feature amount corresponding to the secular change of the person to be collated passing through a predetermined position such as a gate for managing the entry and exit of the person.
しかしながら、上記の技術では、照合対象人物の顔の特徴量に加えて、当該照合対象人物の経年変化に対応する特徴量を用いて、照合対象人物の顔の認識を行うため、当該認識における処理内容が増大し、人物の入退出の管理の効率性に欠ける。 However, in the above technique, in addition to the feature amount of the face of the collation target person, the face of the collation target person is recognized by using the feature amount corresponding to the secular change of the collation target person. The content increases, and the efficiency of managing the entry and exit of people is lacking.
実施形態の本人照合システムは、撮像部と、取得部と、類似度算出部と、照合部と、補正部と、を備える。撮像部は、所定位置を通過する照合対象人物の顔を撮像可能に設けられる。取得部は、記憶媒体から、所定位置を通過する照合対象人物の第1顔画像と、照合対象人物の属性を示す第1属性情報と、第1顔画像から抽出した第1特徴量と、を取得する。類似度算出部は、第1特徴量と、撮像部によって照合対象人物の顔を撮像して得られる第2顔画像の第2特徴量とに基づいて、第1顔画像と第2顔画像の類似度を算出する。照合部は、類似度が所定閾値以上であるか否かに基づいて、第1顔画像と第2顔画像とを照合する照合処理を実行する。補正部は、第1属性情報、または第2顔画像に基づく照合対象人物の属性を示す第2属性情報が、所定条件を満たす場合、第1顔画像と第2顔画像の照合率が高くなるように、第1顔画像と第2顔画像の類似度を予め設定された値だけシフトする。 The personal verification system of the embodiment includes an imaging unit, an acquisition unit, a similarity calculation unit, a collation unit, and a correction unit. The imaging unit is provided so as to be able to image the face of a person to be collated that passes through a predetermined position. The acquisition unit obtains the first face image of the collation target person passing through the predetermined position, the first attribute information indicating the attribute of the collation target person, and the first feature amount extracted from the first face image from the storage medium. get. The similarity calculation unit of the first face image and the second face image is based on the first feature amount and the second feature amount of the second face image obtained by imaging the face of the person to be collated by the imaging unit. Calculate the similarity. The collation unit executes a collation process for collating the first face image and the second face image based on whether or not the similarity is equal to or higher than a predetermined threshold value. When the first attribute information or the second attribute information indicating the attribute of the collation target person based on the second face image satisfies a predetermined condition, the correction unit increases the collation rate between the first face image and the second face image. As described above, the similarity between the first face image and the second face image is shifted by a preset value.
以下、添付の図面を用いて、本実施形態にかかる本人照合システムについて説明する。 Hereinafter, the personal verification system according to the present embodiment will be described with reference to the attached drawings.
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態にかかる本人照合システムの構成の一例を示す図である。図1に示すように、本実施形態にかかる本人照合システムは、ID画像登録部101、撮像画像登録部102、類似度算出部103、正規化部104、補正部105、照合部106、および出力部107を有する。
(First Embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of the personal verification system according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the personal verification system according to the present embodiment includes an ID
ID画像登録部101(取得物の一例)は、IDカード(記憶媒体の一例)から、建物等への入退出を管理するゲート等の所定位置を通過する照合対象人物の第1顔画像と、照合対象人物の属性(例えば、年齢、性別)を示す第1属性情報と、照合対象人物の第1顔画像から抽出する第1特徴量とを取得する。そして、ID画像登録部101は、取得した顔画像と、第1属性情報と、第1特徴量とを対応付けて記憶部に保存する。
The ID image registration unit 101 (an example of an acquired object) is a first face image of a person to be collated that passes through a predetermined position such as a gate that manages entry / exit to / from a building or the like from an ID card (an example of a storage medium). The first attribute information indicating the attribute (for example, age, gender) of the collation target person and the first feature amount extracted from the first face image of the collation target person are acquired. Then, the ID
撮像画像登録部102(撮像部の一例)は、所定位置を通過する照合対象人物の顔を撮像可能に設けられる。また、撮像画像登録部102は、所定位置を通過する照合対象人物の顔を撮像して得られる第2顔画像と、当該第2顔画像に基づく照合対象人物の属性を示す第2属性情報と、当該第2顔画像から抽出する第2特徴量とを取得する。そして、撮像画像登録部102は、取得した第2顔画像と、第2属性情報と、第2特徴量とを対応付けて記憶部に保存する。
The captured image registration unit 102 (an example of the imaging unit) is provided so that the face of a collation target person passing through a predetermined position can be imaged. Further, the captured
類似度算出部103は、第1特徴量と第2特徴量とに基づいて、第1顔画像と第2顔画像との類似度を算出する。照合部106は、類似度算出部103により算出される類似度が予め設定された閾値R(所定閾値の一例)以上であるか否かに基づいて、第1顔画像と第2顔画像とを照合する照合処理を実行する。
The
正規化部104は、照合対象人物の属性(第1属性情報または第2属性情報が示す属性)を有する過去の照合対象人物の類似度の分布が、当該照合対象人物の属性について予め設定された分布(以下、所定分布と言う。例えば、正規分布)に近づく規則(修正量)を求める。言い換えると、正規化部104は、照合対象人物の属性を有する過去の照合対象人物の類似度の分布を、所定分布に沿うように変形する規則を求める。ここで、過去の照合対象人物とは、ID画像登録部101によって、最後に、IDカードから、第1顔画像と第1属性情報と第1特徴量とを取得した人物よりも前に所定位置を通過した人物である。
In the
そして、正規化部104は、求めた規則に従って、類似度算出部103により算出される類似度を正規化する。これにより、照合処理の照合率を上げるために、照合対象人物の属性に応じた照合方法を事前に登録しておくことを必要としないので、本人照合システムの記憶容量を抑えたまま、照合対象人物の照合処理の照合率を上げることができる。また、第1特徴量および第2特徴量に加えて、照合対象人物の属性に応じた特徴量を増やす必要が無く、類似度を正規化するだけなので、照合処理に要する処理時間の増加を抑えることができ、人物の入退出の管理を効率的に行うことができる。
Then, the
補正部105は、第1属性情報または第2属性情報が、類似度を補正すべき所定条件を満たす場合、照合処理の照合率が高くなるように、類似度算出部103により算出される類似度、または閾値Rをシフト(本実施形態では、予め設定された値だけシフト)する。これにより、照合処理の照合率を上げるために、照合対象人物の属性に応じた照合方法を事前に登録しておくことを必要としないので、本人照合システムの記憶容量を抑えたまま、照合対象人物の照合処理の照合率を上げることができる。また、第1特徴量および第2特徴量に加えて、照合対象人物の属性に応じた特徴量を増やす必要が無く、類似度を補正するだけなので、照合処理に要する処理時間の増加を抑えることができ、人物の入退出の管理を効率的に行うことができる。
When the first attribute information or the second attribute information satisfies a predetermined condition for correcting the similarity, the
次に、図1を用いて、本実施形態かかる本人照合システムの各部の詳細について説明する。ID画像登録部101は、IDカードから、第1顔画像と第1属性情報と第1特徴量とを読み取る読取部を有する。当該読取部は、照合対象人物が所定位置を通過する際に手の届く範囲に設置され、当該照合対象人物がかざしたIDカードから、第1顔画像と第1属性情報と第1特徴量とを読み取る。
Next, with reference to FIG. 1, the details of each part of the personal identification system according to the present embodiment will be described. The ID
ここで、IDカードは、旅券、運転免許証、マイナンバーカードなど、照合対象人物を識別可能とする識別情報を記憶可能な記憶媒体であれば良い。また、ID画像登録部101は、IDカードが第1顔画像を記憶していない場合、本人照合システムが通信可能なデータサーバから、IDカードに記憶された識別情報により特定される人物の顔画像を取得し、当該顔画像を第1顔画像としても良い。
Here, the ID card may be any storage medium that can store identification information such as a passport, a driver's license, and an Individual Number card that can identify the person to be collated. Further, when the ID card does not store the first face image, the ID
第1特徴量は、IDカードに予め記憶されていても良いし、第1顔画像から抽出した特徴量であっても良い。第1顔画像から第1特徴量を抽出する場合、ID画像登録部101は、複数の顔画像の矩形領域の平均的な画像を、顔画像のテンプレート(以下、顔テンプレートと言う)として予め作成しておくものとする。ID画像登録部101は、IDカードから取得した第1顔画像上において、顔テンプレートを平行移動、回転、拡大縮小等する。次いで、ID画像登録部101は、第1顔画像上において、顔テンプレートとの輝度値の差分が最も小さい位置を、照合対象人物の顔に対応する検出領域として検出する。
The first feature amount may be stored in advance in the ID card, or may be a feature amount extracted from the first face image. When extracting the first feature amount from the first face image, the ID
そして、ID画像登録部101は、検出した検出領域の特徴量を、第1特徴量として抽出する。例えば、ID画像登録部101は、検出した検出領域を、m×nピクセルの矩形領域に拡大または縮小し、当該拡大または縮小した矩形領域の輝度値を、m×n次元の特徴ベクトルに変換し、当該特徴ベクトルを第1特徴量とする。また、ID画像登録部101は、本人照合システムが通信可能なデータサーバから、IDカードに記憶された識別情報により特定される人物の顔画像の特徴量を取得し、当該取得した特徴量を第1特徴量としても良い。
Then, the ID
撮像画像登録部102は、照合対象人物が所定位置を通過する際に、当該照合対象人物の顔を撮像可能に設けられるカメラを有する。当該カメラは、平均的な身長の高さの照合対象人物の顔を撮像可能に設けられている。または、当該カメラは、照合対象人物がIDカードを、ID画像登録部101が有する読取部にかざした際に、当該照合対象人物の顔を撮像可能に設けられていても良い。また、撮像画像登録部102は、カメラによって照合対象人物の顔を撮像して得られる第2顔画像から、第2特徴量を抽出する。具体的には、撮像画像登録部102は、第2顔画像上において、顔テンプレートを平行移動、回転、拡大縮小等する。そして、ID画像登録部101は、第1顔画像上において、顔テンプレートとの輝度値の差分が最も小さい位置を、照合対象人物の顔に対応する検出領域として検出する。
The captured
次いで、ID画像登録部101は、検出した検出領域の特徴量を、第1特徴量として抽出する。例えば、ID画像登録部101は、検出した検出領域を、m×nピクセルの矩形領域に拡大または縮小し、当該拡大または縮小した矩形領域の輝度値を、m×n次元の特徴ベクトルに変換し、当該特徴ベクトルを第1特徴量とする。また、撮像画像登録部102は、第2顔画像に基づいて、第2属性情報を取得する。本実施形態では、撮像画像登録部102は、線形回帰等の回帰分析によって、第2顔画像から検出した検出領域の輝度値または第2顔画像における目や鼻等の位置関係から、照合対象人物の第2属性情報を推定する。
Next, the ID
類似度算出部103は、第1特徴量と第2特徴量とを用いて、第1顔画像と第2顔画像との類似度を算出する。本実施形態では、類似度算出部103は、第1特徴量と第2特徴量の内積を、類似度として算出する。
The
正規化部104は、照合対象人物の属性または撮像画像登録部102が有するカメラの撮像条件に基づいて、算出した類似度を正規化する。本実施形態では、正規化部104は、本システムにおいて過去の照合対象人物について算出した類似度の平均値や標準偏差等に基づいて、照合対象人物の属性を有する過去の照合対象人物の類似度の分布を算出する。
The
そして、正規化部104は、算出した類似度の分布が、照合対象人物の属性の所定分布に沿うように変形させる規則(修正量)を求め、当該規則に従って、算出した類似度を正規化する。これにより、照合処理の照合率を上げるために、照合対象人物の属性に応じた照合方法を事前に登録しておくことを必要としないので、本人照合システムの記憶容量を抑えたまま、照合対象人物の照合処理の照合率を上げることができる。また、第1特徴量および第2特徴量に加えて、照合対象人物の属性に応じた特徴量を増やす必要が無く、類似度を正規化するだけなので、照合処理に要する処理時間の増加を抑えることができ、人物の入退出の管理を効率的に行うことができる。
Then, the
また、正規化部104は、過去の照合対象人物について算出される類似度をデータサーバに保存しておき、照合対象人物の類似度を正規化する際に、データサーバに記憶される類似度の平均値および標準偏差を求める。または、正規化部104は、照合対象人物について類似度が算出される度に、過去の照合対象人物の属性の類似度の平均値および標準偏差を更新しても良い。正規化部104は、過去の照合対象人物の延べ人数を属性毎に求めておき、当該属性毎の過去の照合対象人物の延べ人数を用いて、過去の照合対象人物の属性毎の類似度の平均値および標準偏差を求める。
Further, the
補正部105は、第1属性情報または第2属性情報が、所定条件を満たすか否かを判断し、第1属性情報または第2属性情報が所定条件を満たす場合に、照合処理による第1顔画像と第2顔画像との照合率が高くなるように、類似度算出部103により算出される類似度および閾値Rの少なくとも一方を、予め設定された値、シフト(補正)する。これにより、照合処理の照合率を上げるために、照合対象人物の属性に応じた照合方法を事前に登録しておくことを必要としないので、本人照合システムの記憶容量を抑えたまま、照合対象人物の照合処理の照合率を上げることができる。また、第1特徴量および第2特徴量に加えて、照合対象人物の属性に応じた特徴量を増やす必要が無く、類似度を補正するだけなので、照合処理に要する処理時間の増加を抑えることができ、人物の入退出の管理を効率的に行うことができる。
The
ここで、閾値Rは、照合部106の照合処理のベンチマークデータセット等を用いて、照合対象人物の属性毎の照合対象人物本人に受入率(所定位置の通過を許可する割合)または排除率(所定位置の通過を禁止する割合)を求め、当該受入率または排除率になるように予め設定される。
Here, the threshold R is the acceptance rate (ratio of permitting passage of a predetermined position) or the exclusion rate (ratio of allowing the collation target person to pass through a predetermined position) or exclusion rate (ratio) for each collation target person attribute for each attribute of the collation target person using the benchmark data set of the collation process of the
ここで、所定条件は、類似度算出部103により算出される類似度を補正すべきと判断する属性情報の条件である。例えば、所定条件は、第1属性情報または第2属性情報が示す年齢と第1顔画像に基づく照合対象人物の年齢との差が所定値以上であること、第1属性情報または第2属性情報が示す性別と第1顔画像に基づく照合対象人物の性別とが異なること、第1属性情報が示す年齢と第2属性情報が示す年齢との差が所定値以上であること、第1属性情報が示す性別と第2属性情報が示す性別とが異なること等である。本実施形態では、補正部105は、照合対象人物の属性の違いによる類似度の平均値や標準偏差等を蓄積したベンチマークデータセットを用いて、所定条件を設定する。
Here, the predetermined condition is a condition of attribute information for determining that the similarity calculated by the
照合部106は、補正部105によりシフト(補正)された類似度が閾値R以上であるか否かに基づいて、第1顔画像と第2顔画像とを照合する照合処理を実行する。本実施形態では、照合部106は、補正部105により補正された類似度を、浮動小数点数で表されたスコアに変換し、当該スコアが閾値R以上であるか否かに基づいて、第1顔画像と第2顔画像とを照合する照合処理を実行する。
The
出力部107は、照合部106による照合処理の結果を出力する。本実施形態では、出力部107は、照合部106により照合処理の結果を表すテキスト、照合処理の結果を表す記号(例えば、〇、×、矢印)や絵、または照合処理の結果を表すアニメーション等を、液晶ディスプレイ等の表示部に表示させる。
The
次に、図2を用いて、本実施形態にかかる本人照合システムによる照合対象人物の照合処理の流れの一例について説明する。図2は、第1の実施形態にかかる本人照合システムによる照合対象人物の照合処理の流れの一例を示すフローチャートである。 Next, with reference to FIG. 2, an example of the flow of the collation processing of the collation target person by the principal collation system according to the present embodiment will be described. FIG. 2 is a flowchart showing an example of a flow of collation processing of a collation target person by the principal verification system according to the first embodiment.
ID画像登録部101は、IDカードから、第1顔画像および第1属性情報を取得する(ステップS201、ステップS202)。また、ID画像登録部101は、取得した第1顔画像から第1特徴量を抽出する(ステップS203)。
The ID
撮像画像登録部102は、所定位置を通過する照合対象人物の顔を撮像して、第2顔画像を取得する(ステップS204)。また、撮像画像登録部102は、取得した第2顔画像に基づいて、第2属性情報を取得する(ステップS205)。さらに、撮像画像登録部102は、取得した第2顔画像から、第2特徴量を抽出する(ステップS206)。
The captured
次に、類似度算出部103は、第1特徴量と第2特徴量とを用いて、第1顔画像と第2顔画像との類似度を算出する(ステップS207)。正規化部104は、照合対象人物の属性を有する過去の照合対象人物の類似度の分布が、照合対象人物の属性の所定分布に近づく規則に従って、類似度算出部103により算出された類似度を正規化する(ステップS208)。
Next, the
次いで、補正部105は、第1属性情報が所定条件を満たすか否か、すなわち、算出した類似度を補正する必要があるか否かを判断する(ステップS209)。ここで、第1属性情報が所定条件を満たすか否かを判断する例について説明するが、第2属性情報が所定条件を満たすか否かを判断しても良い。第1属性情報が所定条件を満たさない場合(ステップS209:No)、照合部106は、補正部105によって補正されていない類似度(すなわち、類似度算出部103により算出されたそのままの類似度)が閾値R以上であるか否かに基づいて、第1顔画像と第2顔画像の照合処理を実行する(ステップS210)。類似度算出部103により算出された類似度が閾値R以上である場合(ステップS211:Yes)、照合部106は、第1顔画像と第2顔画像との照合が成功したと判断する。そして、出力部107は、第1顔画像と第2顔画像との照合が成功したことを、表示部に表示する(ステップS212)。
Next, the
一方、第1属性情報が所定条件を満たす場合(ステップS209:Yes)、補正部105は、照合処理による第1顔画像と第2顔画像との照合率が高くなるように、予め設定された値、類似度算出部103により算出される類似度をシフトする(ステップS213)。その後、照合部106は、補正した類似度が閾値R以上であるか否かに基づいて、第1顔画像と第2顔画像の照合処理を実行する(ステップS210)。
On the other hand, when the first attribute information satisfies a predetermined condition (step S209: Yes), the
補正した類似度が閾値R以上である場合(ステップS211:Yes)、照合部106は、第1顔画像と第2顔画像との照合が成功したと判断する。そして、出力部107は、第1顔画像と第2顔画像との照合が成功したことを、表示部に表示する(ステップS212)。一方、補正した類似度が閾値Rより低い場合(ステップS211:No)、照合部106は、同一の第1顔画像と第2顔画像について照合処理を行った回数が予め設定された上限回数を超えたか否かを判断する(ステップS214)。ここで、上限回数は、所定位置以外の有人ゲートや他の所定位置における照合対象人物の照合の進行状況に応じて変更しても良い。
When the corrected similarity is equal to or higher than the threshold value R (step S211: Yes), the collating
同一の第1顔画像と第2顔画像について照合処理を行った回数が上限回数を超えた場合(ステップS214:Yes)、出力部107は、有人ゲートへの移動を促すメッセージを表示部に表示させる(ステップS215)。または、本人照合システムは、同一の第1顔画像と第2顔画像について照合処理を行った回数が上限回数を超えた場合、照合対象人物の所定位置の通過を禁止しても良い。一方、同一の第1顔画像と第2顔画像について照合処理を行った回数が上限回数以下である場合(ステップS214:No)、ステップS213に戻り、補正部105は、類似度算出部103による算出される類似度を補正し直す。
When the number of times the same first face image and the second face image are collated exceeds the upper limit (step S214: Yes), the
次に、図3を用いて、本実施形態にかかる本人照合システムにおいて第2顔画像を取得する処理の流れの一例について説明する。図3は、第1の実施形態にかかる本人照合システムにおいて第2顔画像を取得する処理の流れの一例を示すフローチャートである。 Next, with reference to FIG. 3, an example of the flow of the process of acquiring the second face image in the person verification system according to the present embodiment will be described. FIG. 3 is a flowchart showing an example of a flow of processing for acquiring a second face image in the person verification system according to the first embodiment.
撮像画像登録部102は、ID画像登録部101が有する読取部に対してIDカードがかざされるまでの間に、予め設定された周期で、当該照合対象人物の顔を撮像して、当該照合対象人物の顔画像を取得する(ステップS301)。すなわち、撮像画像登録部102は、所定位置を通過する同一の照合対象人物の顔を複数回撮像する。次いで、撮像画像登録部102は、取得した顔画像に対して、当該顔画像が照合処理に適する度合いである顔スコアを算出する(ステップS302)。本実施形態では、撮像画像登録部102は、複数の顔画像それぞれの輝度値、当該顔画像における各器官の位置情報等に基づいて、照合対象人物の表情や顔の向きを求め、求めた照合対象人物の表情や顔の向きに基づいて、顔スコアを算出するものとする。
The captured
その後、撮像画像登録部102は、照合対象人物の顔の撮像を終了するか否かを判断する(ステップS303)。本実施形態では、撮像画像登録部102は、ID画像登録部101が有する読取部に対して、照合対象人物がIDカードをかざした場合、照合対象人物の撮像を終了すると判断する。照合対象人物の顔の撮像を終了しないと判断した場合(ステップS303:No)、ステップS301に戻り、撮像画像登録部102は、照合対象人物の顔の撮像を継続する。
After that, the captured
一方、照合対象人物の顔の撮像を終了すると判断した場合(ステップS303:Yes)、撮像画像登録部102は、取得した顔画像のうち、顔スコアが最も高い顔画像を、第2顔画像として取得する(ステップS304)。以上の処理によって、撮像画像登録部102は、同一の照合対象人物の顔を複数回撮像して得られる複数の顔画像の中から、ベストショット画像を、第2顔画像として取得する。これにより、照合処理に適した第2顔画像を取得できるので、第1顔画像と第2顔画像の照合処理の精度を向上させることができる。
On the other hand, when it is determined that the imaging of the face of the person to be collated is finished (step S303: Yes), the captured
このように、第1の実施形態にかかる本人照合システムによれば、第1属性情報または第2属性情報が、類似度を補正すべき所定条件を満たす場合、照合処理の照合率が高くなるように、類似度算出部103により算出される類似度を補正することにより、照合処理の照合率を上げるために、照合対象人物の属性に応じた照合方法を事前に登録しておくことを必要としないので、本人照合システムの記憶容量を抑えたまま、照合対象人物の照合処理の照合率を上げることができる。
As described above, according to the person collation system according to the first embodiment, when the first attribute information or the second attribute information satisfies a predetermined condition for correcting the similarity, the collation rate of the collation process is increased. In addition, in order to increase the collation rate of the collation process by correcting the similarity calculated by the
(第2の実施形態)
本実施形態は、第1顔画像および第2顔画像の一方が、照合対象人物の顔に対する装着物の画像を含む場合、第1顔画像および第2顔画像のうち、装着物の画像が検出されなかった顔画像に対して、装着物の画像を合成する例である。以下の説明では、第1の実施形態と同様の構成については説明を省略する。
(Second embodiment)
In the present embodiment, when one of the first face image and the second face image includes an image of an attachment to the face of the person to be collated, the image of the attachment is detected among the first face image and the second face image. This is an example of synthesizing an image of an attached object with a face image that has not been formed. In the following description, description of the same configuration as that of the first embodiment will be omitted.
図4は、第2の実施形態にかかる本人照合システムの構成の一例を示す図である。図4に示すように、本実施形態にかかる本人照合システムは、ID画像登録部101、撮像画像登録部102、類似度算出部103、正規化部104、補正部105、照合部106、および出力部107に加えて、ID画像判定部401、ID画像合成部402、撮像画像判定部403、撮像画像合成部404、テクスチャデータベース405、ID画像特徴抽出部406、および撮像画像特徴抽出部407を有する。
FIG. 4 is a diagram showing an example of the configuration of the personal verification system according to the second embodiment. As shown in FIG. 4, the personal verification system according to the present embodiment includes an ID
ID画像判定部401は、第1顔画像が、照合対象人物の顔に装着された装着物の画像(以下、装着物画像と言う)を含むか否かを判定する。撮像画像判定部403は、第2顔画像が、装着物画像を含むか否かを判定する。テクスチャデータベース405は、装着物画像のモデル画像(以下、テクスチャ画像と言う)を記憶する。
The ID
ID画像合成部402は、第1顔画像に装着物画像が含まれずかつ第2顔画像に装着物画像が含まれる場合、第1顔画像に対して、装着物の画像(本実施形態では、テクスチャ画像)を合成する。撮像画像合成部404は、第1顔画像に装着物画像が含まれかつ第2顔画像に装着物画像が含まれない場合、第2顔画像に対して、装着物の画像(本実施形態では、テクスチャ画像)を合成する。
When the first face image does not include the attachment image and the second face image includes the attachment image, the ID
すなわち、ID画像合成部402および撮像画像合成部404は、第1顔画像および第2顔画像の一方が、照合対象人物の顔に対する装着物の画像を含む場合、第1顔画像および第2顔画像のうち、装着物の画像が検出されなかった顔画像に対して、装着物の画像を合成する合成部の一例として機能する。これにより、第1顔画像と第2顔画像との照合率を上げることができるので、人物の入退出の管理を効率的に行うことができる。
That is, in the ID
ID画像特徴抽出部406は、ID画像合成部402によって第1顔画像に対してテクスチャ画像が合成された場合に、テクスチャ画像が合成された第1顔画像から、第1特徴量を抽出する。撮像画像特徴抽出部407は、撮像画像合成部404によって第2顔画像に対してテクスチャ画像が合成された場合に、テクスチャ画像が合成された第2顔画像から、第2特徴量を抽出する。
The ID image
次に、図4を用いて、本実施形態にかかる本人照合システムの各部の詳細について説明する。ID画像判定部401は、第1顔画像に含まれる各器官の輝度値を求め、当該各器官の輝度値と人物の肌の輝度値との差分が予め設定された差分より大きい場合に、第1顔画像に装着物画像が含まれると判定する。撮像画像判定部403は、第2顔画像に含まれる各器官の輝度値を求め、当該各器官の輝度値と人物の肌の輝度値との差分が予め設定された差分より大きい場合に、第2顔画像に装着物画像が含まれると判定する。
Next, with reference to FIG. 4, the details of each part of the personal identification system according to the present embodiment will be described. The ID
テクスチャデータベース405は、人物の顔の一部を隠蔽可能な装着物(例えば、眼鏡、マスク、ターバン)のモデル画像であるテクスチャ画像を記憶する。本実施形態では、テクスチャデータベース405は、本人照合システムが設置された環境において、照合対象人物が装着する可能性が高い装着物のテクスチャ画像を記憶する。また、本実施形態では、テクスチャデータベース405は、装着物の名称と、当該器官を隠蔽する装着部のテクスチャ画像とを対応付けて記憶する。
The
ID画像合成部402は、第1顔画像に装着物画像が含まれずかつ第2顔画像に装着物画像が含まれる場合、テクスチャデータベース405に記憶されるテクスチャ画像のうち、第2顔画像に含まれる装着物画像と一致または類似するテクスチャ画像を第1顔画像に対して合成する。ID画像合成部402は、第1顔画像に対してテクスチャ画像を合成する際、第1顔画像上の第1座標と第2顔画像上の第2座標とを対応付けておく。そして、ID画像合成部402は、第2顔画像における装着物画像の第2座標に対応する、第1顔画像における第1座標に対して、テクスチャ画像を合成する。さらに、ID画像合成部402は、第1顔画像の第1座標に存在する器官が隠蔽されるように、テクスチャ画像に対して拡大や縮小等の変形を加えた上で、第1顔画像に対してテクスチャ画像を合成する。
When the first face image does not include the attachment image and the second face image includes the attachment image, the ID
撮像画像合成部404は、第1顔画像に装着物画像が含まれかつ第2顔画像に装着物画像が含まれない場合、テクスチャデータベース405に記憶されるテクスチャ画像のうち、第1顔画像に含まれる装着物画像と一致または類似するテクスチャ画像を第2顔画像に対して合成する。撮像画像合成部404は、第2顔画像に対してテクスチャ画像を合成する際、第1顔画像上の第1座標と第2顔画像上の第2座標とを対応付けておく。そして、撮像画像合成部404は、第1顔画像における装着物画像の第1座標に対応する、第2顔画像における第2座標に対して、テクスチャ画像を合成する。さらに、撮像画像合成部404は、第2顔画像の第2座標に存在する器官が隠蔽されるように、テクスチャ画像に対して拡大や縮小等の変形を加えた上で、第2顔画像に対してテクスチャ画像を合成する。
When the first face image includes the attachment image and the second face image does not include the attachment image, the captured
ID画像特徴抽出部406は、第1の実施形態のID画像登録部101による第1特徴量の抽出と同様の方法によって、テクスチャ画像が合成された第1顔画像から第1特徴量を抽出する。撮像画像抽出部407は、第1の実施形態の撮像画像登録部102による第2特徴量の抽出と同様の方法によって、テクスチャ画像が合成された第2顔画像から第2特徴量を抽出する。
The ID image
次に、図5を用いて、本実施形態にかかる本人照合システムによる照合対象人物の照合処理の流れの一例について説明する。図5は、第2の実施形態にかかる本人照合システムによる照合対象人物の照合処理の流れの一例を示すフローチャートである。 Next, with reference to FIG. 5, an example of the flow of the collation processing of the collation target person by the principal collation system according to the present embodiment will be described. FIG. 5 is a flowchart showing an example of the flow of the collation process of the collation target person by the principal collation system according to the second embodiment.
本実施形態では、ID画像登録部101によって、第1属性情報が取得されると、ID画像判定部401は、第1顔画像が、装着物画像を含むか否かを判定する(ステップS501)。また、撮像画像登録部102によって、第2属性情報が取得されると、撮像画像判定部403は、第2顔画像が装着物画像を含むか否かを判定する(ステップS502)。その後、ID画像合成部402は、第1顔画像に装着物画像が含まれるか否かを判定する(ステップS503)。
In the present embodiment, when the first attribute information is acquired by the ID
第1顔画像に装着物画像が含まれない場合(ステップS503:No)、ID画像合成部402は、第2顔画像に装着物画像が含まれるか否かを判定する(ステップS504)。そして、第1顔画像の装着物画像が含まれずかつ第2顔画像に装着物画像が含まれる場合(ステップS504:Yes)、ID画像合成部402は、第1顔画像に対して、第2顔画像に含まれる装着物画像と一致または類似するテクスチャ画像を合成する(ステップS505)。そして、ID画像特徴抽出部406は、テクスチャ画像が合成された第1顔画像から第1特徴量を抽出する(ステップS506)。第1顔画像および第2顔画像が共に装着物画像を含まない場合、ID画像登録部101は、IDカードから、第1特徴量を取得する。また、第1顔画像および第2顔画像が共に装着物画像を含まない場合、撮像画像登録部102は、装着物画像が含まれない第2顔画像から第2特徴量を取得する。
When the first face image does not include the attachment image (step S503: No), the ID
一方、第1顔画像に装着物画像が含まれる場合(ステップS503:Yes)、撮像画像合成部404は、第2顔画像に装着物画像が含まれないか否かを判定する(ステップS507)。第1顔画像に装着物画像が含まれかつ第2顔画像に装着物画像が含まれない場合(ステップS507:No)、撮像画像合成部404は、第2顔画像に対して、第1顔画像に含まれる装着物画像と一致または類似するテクスチャ画像を合成する(ステップS508)。そして、撮像画像特徴抽出部407は、テクスチャ画像が合成された第2顔画像から第2特徴量を抽出する(ステップS509)。また、第1顔画像および第2顔画像が共に装着物画像を含む場合、ID画像登録部101は、IDカードから、第1特徴量を取得する。また、第1顔画像および第2顔画像が共に装着物画像を含む場合、撮像画像登録部102は、装着物画像を含む第2顔画像から第2特徴量を取得する。
On the other hand, when the first face image includes the attachment image (step S503: Yes), the captured
その後、類似度算出部103は、ID画像登録部101またはID画像特徴抽出部406により抽出された第1特徴量と、撮像画像登録部102または撮像画像特徴抽出部407により抽出された第2特徴量とを用いて、第1顔画像と第2顔画像との類似度を算出する(ステップS207)。
After that, the
このように、第2の実施形態にかかる本人照合システムによれば、第1顔画像および第2顔画像の一方が、照合対象人物の顔に対する装着物の画像を含む場合、第1顔画像および第2顔画像のうち、装着物の画像が検出されなかった顔画像に対して、装着物の画像を合成することにより、第1顔画像と第2顔画像との照合率を上げることができるので、人物の入退出の管理を効率的に行うことができる。 As described above, according to the person matching system according to the second embodiment, when one of the first face image and the second face image includes an image of an attachment to the face of the person to be matched, the first face image and the second face image and the second face image are included. By synthesizing the image of the attached object with the face image in which the image of the attached object is not detected among the second face images, the collation rate between the first face image and the second face image can be increased. Therefore, it is possible to efficiently manage the entry and exit of a person.
(第3の実施形態)
本実施形態は、第1顔画像から、照合対象人物の属性を示す第3属性情報を取得し、IDカードから取得した第1属性情報と、第1顔画像から取得した第3属性情報とが異なる場合、第1属性情報と第3属性情報のうち信頼度が高い属性情報が所定条件を満たすか否かを判断する例である。以下の説明では、上述の実施形態と同様の構成については説明を省略する。
(Third Embodiment)
In the present embodiment, the third attribute information indicating the attribute of the person to be collated is acquired from the first face image, the first attribute information acquired from the ID card, and the third attribute information acquired from the first face image are obtained. If they are different, this is an example of determining whether or not the attribute information having high reliability among the first attribute information and the third attribute information satisfies a predetermined condition. In the following description, description of the same configuration as that of the above-described embodiment will be omitted.
図6は、第3の実施形態にかかる本人照合システムの構成の一例を示す図である。図6に示すように、本実施形態にかかる本人照合システムは、ID画像登録部101、撮像画像登録部102、類似度算出部103、正規化部104、補正部105、照合部106、出力部107、ID画像判定部401、ID画像合成部402、撮像画像判定部403、撮像画像合成部404、テクスチャデータベース405、ID画像特徴抽出部406、および撮像画像特徴抽出部407に加えて、ID画像属性算出部601を有する。
FIG. 6 is a diagram showing an example of the configuration of the personal verification system according to the third embodiment. As shown in FIG. 6, the personal verification system according to the present embodiment includes an ID
ID画像属性算出部601は、第1顔画像から、照合対象人物の属性を示す第3属性情報を取得する。本実施形態では、ID画像属性算出部601は、線形回帰等の回帰分析によって、第1顔画像から検出した検出領域の輝度値または第1顔画像における目や鼻等の器官の位置関係に基づいて、照合対象人物の第3属性情報を推定する。
The ID image
補正部105は、第1属性情報と第3属性情報とが一致する場合、第1属性情報が所定条件を満たすか否かを判断し、第1属性情報が所定条件を満たす場合、類似度算出部103により算出される類似度をシフトする。
The
一方、補正部105は、第1属性情報と第3属性情報とが一致しない場合、第1属性情報と第3属性情報のうち信頼度が高い属性情報が所定条件を満たすか否かを判断し、当該属性情報が所定条件を満たす場合に、類似度算出部103により算出される類似度をシフトする。これにより、信頼度が高い属性情報が所定条件を満たした場合に、類似度が補正され、第1顔画像と第2顔画像との照合率を上げることができるので、人物の入退出の管理を効率的に行うことができる。ここで、第1属性情報の信頼度は、第1属性情報を、浮動小数点数で表されたスコアに変換し、当該スコアと第1属性情報が信頼できるか否かを判定する所定閾値との差分の大小に基づいて、決定するものとする。所定閾値は、第1属性情報の信頼度を表すスコアと第1属性情報のグランドトゥルースとに基づいて決定する。
On the other hand, when the first attribute information and the third attribute information do not match, the
また、正規化部104は、第1属性情報と第3属性情報とが一致しない場合、第1属性情報と第3属性情報のうち信頼度が高い属性情報が示す属性を有する過去の照合対象人物の類似度の分布が、当該信頼度が高い属性情報が示す属性について予め設定された所定分布に近づく規則(修正量)を求めるものとする。
Further, when the first attribute information and the third attribute information do not match, the
このように、第3の実施形態にかかる本人照合システムによれば、信頼度が高い属性情報が所定条件を満たした場合に、類似度が補正され、第1顔画像と第2顔画像との照合率を上げることができるので、人物の入退出の管理を効率的に行うことができる。 As described above, according to the personal verification system according to the third embodiment, when the highly reliable attribute information satisfies the predetermined condition, the similarity is corrected, and the first face image and the second face image are combined. Since the collation rate can be increased, it is possible to efficiently manage the entry and exit of a person.
以上説明したとおり、第1から第3の実施形態によれば、照合対象人物の属性に応じた照合方法を事前に登録しておくことを必要としないので、本人照合システムの記憶容量を抑えたまま、照合対象人物の照合処理の照合率を上げることができる。 As described above, according to the first to third embodiments, it is not necessary to register the collation method according to the attribute of the collation target person in advance, so that the storage capacity of the personal verification system is suppressed. As it is, the collation rate of the collation process of the collation target person can be increased.
なお、本実施形態の本人照合システムで実行されるプログラムは、ROM等に予め組み込まれて提供されるが、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでCD−ROM、フレキシブルディスク(FD)、CD−R、DVD(Digital Versatile Disk)等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成しても良い。 The program executed by the personal identification system of the present embodiment is provided by being incorporated in a ROM or the like in advance, but is provided as a file in an installable format or an executable format, such as a CD-ROM, a flexible disk (FD), or a flexible disk (FD). It may be configured to be recorded and provided on a computer-readable recording medium such as a CD-R or a DVD (Digital Versatile Disk).
さらに、本実施形態の本人照合システムで実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、本実施形態の本人照合システムで実行されるプログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。 Further, the program executed by the personal identification system of the present embodiment may be stored on a computer connected to a network such as the Internet and provided by downloading via the network. Further, the program executed by the personal identification system of the present embodiment may be configured to be provided or distributed via a network such as the Internet.
本実施形態の本人照合システムで実行されるプログラムは、上述した各部(類似度算出部103、正規化部104、補正部105、照合部106、出力部107、ID画像判定部401、ID画像合成部402、撮像画像判定部403、撮像画像合成部404、テクスチャデータベース405、ID画像特徴抽出部406、撮像画像特徴抽出部407、およびID画像属性算出部601)を含むモジュール構成となっており、実際のハードウェアとしてはCPU(Central Processing Unit)が上記ROMからプログラムを読み出して実行することにより上記各部が主記憶装置上にロードされ、類似度算出部103、正規化部104、補正部105、照合部106、出力部107、ID画像判定部401、ID画像合成部402、撮像画像判定部403、撮像画像合成部404、テクスチャデータベース405、ID画像特徴抽出部406、撮像画像特徴抽出部407、およびID画像属性算出部601が主記憶装置上に生成されるようになっている。
The program executed by the personal verification system of the present embodiment includes the above-mentioned units (
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although some embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other embodiments, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.
101 ID画像登録部
102 撮像画像登録部
103 類似度算出部
104 正規化部
105 補正部
106 照合部
107 出力部
401 ID画像判定部
402 ID画像合成部
403 撮像画像判定部
404 撮像画像合成部
405 テクスチャデータベース
406 ID画像特徴抽出部
407 撮像画像特徴抽出部
601 ID画像属性算出部
101 ID
Claims (3)
記憶媒体から、前記所定位置を通過する照合対象人物の第1顔画像と、前記照合対象人物の属性を示す第1属性情報と、前記第1顔画像から抽出した第1特徴量と、を取得する取得部と、
前記第1特徴量と、前記撮像部によって前記照合対象人物の顔を撮像して得られる第2顔画像の第2特徴量とに基づいて、前記第1顔画像と前記第2顔画像の類似度を算出する類似度算出部と、
前記類似度が所定閾値以上であるか否かに基づいて、前記第1顔画像と前記第2顔画像とを照合する照合処理を実行する照合部と、
前記第1属性情報、または前記第2顔画像に基づく前記照合対象人物の属性を示す第2属性情報が、所定条件を満たす場合、前記第1顔画像と前記第2顔画像の照合率が高くなるように、前記第1顔画像と前記第2顔画像の前記類似度を予め設定された値だけシフトする補正部と、
を備えた本人照合システム。 An imaging unit provided so as to be able to image the face of a person to be collated passing through a predetermined position,
From the storage medium, the first face image of the collation target person passing through the predetermined position, the first attribute information indicating the attributes of the collation target person, and the first feature amount extracted from the first face image are acquired. Acquisition department and
Similarity between the first face image and the second face image based on the first feature amount and the second feature amount of the second face image obtained by imaging the face of the collation target person by the imaging unit. Similarity calculation unit that calculates the degree and
A collation unit that executes a collation process for collating the first face image with the second face image based on whether or not the similarity is equal to or higher than a predetermined threshold value.
When the first attribute information or the second attribute information indicating the attribute of the collation target person based on the second face image satisfies a predetermined condition, the collation rate between the first face image and the second face image is high. A correction unit that shifts the similarity between the first face image and the second face image by a preset value, and
Personal verification system equipped with.
記憶媒体から、前記所定位置を通過する照合対象人物の第1顔画像と、前記照合対象人物の属性を示す第1属性情報と、前記第1顔画像から抽出した第1特徴量と、を取得する取得部と、
前記第1特徴量と、前記撮像部によって前記照合対象人物の顔を撮像して得られる第2顔画像の第2特徴量とに基づいて、前記第1顔画像と前記第2顔画像の類似度を算出する類似度算出部と、
前記類似度が所定閾値以上であるか否かに基づいて、前記第1顔画像と前記第2顔画像とを照合する照合処理を実行する照合部と、
前記第1属性情報、または前記第2顔画像に基づく前記照合対象人物の属性を示す第2属性情報が、所定条件を満たす場合、前記第1顔画像と前記第2顔画像の照合率が高くなるように、前記第1顔画像と前記第2顔画像の前記類似度を予め設定された値だけシフトする補正部と、
前記第1属性情報または前記第2属性情報が示す属性を有する過去の前記照合対象人物の前記類似度の分布が、前記第1属性情報または前記第2属性情報が示す属性について予め設定された分布に近づく規則を求め、当該規則に従って、前記類似度を正規化する正規化部と、
を備える、本人照合システム。 An imaging unit provided so as to be able to image the face of a person to be collated passing through a predetermined position,
From the storage medium, the first face image of the collation target person passing through the predetermined position, the first attribute information indicating the attributes of the collation target person, and the first feature amount extracted from the first face image are acquired. Acquisition department and
Similarity between the first face image and the second face image based on the first feature amount and the second feature amount of the second face image obtained by imaging the face of the collation target person by the imaging unit. Similarity calculation unit that calculates the degree and
A collation unit that executes a collation process for collating the first face image with the second face image based on whether or not the similarity is equal to or higher than a predetermined threshold value.
When the first attribute information or the second attribute information indicating the attribute of the collation target person based on the second face image satisfies a predetermined condition, the collation rate between the first face image and the second face image is high. A correction unit that shifts the similarity between the first face image and the second face image by a preset value, and
The distribution of the similarity of the past collation target person having the attribute indicated by the first attribute information or the second attribute information is a preset distribution for the attribute indicated by the first attribute information or the second attribute information. A normalization unit that finds a rule that approaches, and normalizes the similarity according to the rule ,
A personal verification system equipped with.
記憶媒体から、前記所定位置を通過する照合対象人物の第1顔画像と、前記照合対象人物の属性を示す第1属性情報と、前記第1顔画像から抽出した第1特徴量と、を取得する取得部と、
前記第1特徴量と、前記撮像部によって前記照合対象人物の顔を撮像して得られる第2顔画像の第2特徴量とに基づいて、前記第1顔画像と前記第2顔画像の類似度を算出する類似度算出部と、
前記類似度が所定閾値以上であるか否かに基づいて、前記第1顔画像と前記第2顔画像とを照合する照合処理を実行する照合部と、
前記第1属性情報、または前記第2顔画像に基づく前記照合対象人物の属性を示す第2属性情報が、所定条件を満たす場合、前記第1顔画像と前記第2顔画像の照合率が高くなるように、前記第1顔画像と前記第2顔画像の前記類似度を予め設定された値だけシフトする補正部と、を備え、
前記取得部は、前記第1顔画像から、前記照合対象人物の属性を示す第3属性情報を取得し、
前記補正部は、前記第1属性情報と前記第3属性情報とが異なる場合、前記第1属性情報および前記第2属性情報のうち信頼度が高い属性情報が前記所定条件を満たすか否かを判断する、本人照合システム。 An imaging unit provided so as to be able to image the face of a person to be collated passing through a predetermined position,
From the storage medium, the first face image of the collation target person passing through the predetermined position, the first attribute information indicating the attributes of the collation target person, and the first feature amount extracted from the first face image are acquired. Acquisition department and
Similarity between the first face image and the second face image based on the first feature amount and the second feature amount of the second face image obtained by imaging the face of the collation target person by the imaging unit. Similarity calculation unit that calculates the degree and
A collation unit that executes a collation process for collating the first face image with the second face image based on whether or not the similarity is equal to or higher than a predetermined threshold value.
When the first attribute information or the second attribute information indicating the attribute of the collation target person based on the second face image satisfies a predetermined condition, the collation rate between the first face image and the second face image is high. A correction unit that shifts the similarity between the first face image and the second face image by a preset value is provided.
The acquisition unit acquires the third attribute information indicating the attribute of the collation target person from the first face image, and obtains the third attribute information.
When the first attribute information and the third attribute information are different, the correction unit determines whether or not the highly reliable attribute information of the first attribute information and the second attribute information satisfies the predetermined condition. to determine, personal identification system.
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