JPH02311962A - 顔画像による個人識別方法と装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、特定領域の人出管理等に利用する個人識別方
法及び装置に関し、特に顔画像の等濃度線を利用した個
人識別方法と装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、正面顔画像を用いた個人識別を行う方法は各種の
ものが提案されている。例えば、目、鼻、口等の各部分
構造の画像を抽出し、その特徴点あるいは輪郭線等の一
次元または二次元的特徴量を用いて識別する方法が提案
されている。

〔発明が解決すべき課題〕

然しなから、この方法では顔の部分的特徴に基づく識別
のため、特徴抽出時の誤差が個人の全顔貌の識別結果に
大きなエラー要因となって影響を及ぼしたり、或いは多
数の個人の識別を部分的特徴で識別するには特徴量にお
ける個人差が小さく、故に識別率が必然的に低くなり、
実用化が困難な現状にある。他方、顔画像に依る識別は
、各人が特別の操作を必要とせず、単に識別装置の前方
に立って顔を装置方向に向ければ良いと言う簡便性から
、顔画像を用いた真に実用的な個人識別方法と装置の提
供が強く要望されている。

このような従来技術の課題と要望に鑑みて、本発明は、
顔画像を用いながら識別度の高い顔画像利用型の個人識
別方法と装置とを提供せんとするものである。

〔解決手段〕

本発明は、各個人の顔に光を照射し、その反射光を入力
情報にした顔画像を作成し、その画像の濃度変化を分析
して顔の三次元的な特徴を抽出して人の識別を行うもの
である。

即ち、本発明によれば、識別すべき個人の顔を光学的に
走査して顔の立体画像データを発生させる画像入力段階
と、 該画像入力段階にて得られた各個人の顔の立体画像デー
タから、１ないし複数段の濃度値の等濃度線を作成する
等濃度線作成段階と、 予め識別すべき複数の個人の顔立体画像の１ないし複数
の濃度値の等濃度線を上記画像入力段階と等濃度線作成
段階とを経て登録する等濃度線登録段階と、 個人の識別時に、該個人の顔の立体画像を再び前記の画
像入力段階と等濃度線作成段階とで作成した現在の等濃
度線と該個人に関し、前記等濃度線登録段階で予め登録
された登録等濃度線とを比較照合して識別する判定段階
との諸段階のプロセスを備えた顔画像による個人識別方
法が提供される。又、このような方法の実施に用いるこ
とができる個人識別装置として、識別する複数の個人の
光学的走査によって得た各面の立体画像の１ないし複数
の濃度値の等濃度線を予め記憶する等濃度線登録手段と
、 識別すべき個人の顔の光学的走査データから立体画像デ
ータを発生させる画像入力手段と、該画像入力手段で得
た立体画像データから、１ないし複数段階の濃度値の等
濃度線を作成する等１度線作成手段と、 該等濃度線作成手段で作成した個人の立体画像の現在の
等濃度線と該個人に関し、前記等濃度線登録手段に予め
登録した登録等濃度線とを比較照合して個人の判定を行
う判定手段との諸手段を具備した顔画像による個人識別
装置が提供されるのである。以下、本発明を添付図面に
よる実施例に基づいて更に詳細に説明する。

〔実施例〕

第１図は、本発明による顔画像による個人識別方法と装
置の実施例におけるシステムの諸機能部間の接続、構成
を示したブロック図、第２図は、第１図のシステムをマ
イクロコンピュータを用いて構成した場２の同構成のブ
ロック図、第３Ａ図は、第１図、第２図のシステムによ
る顔画像を用いた個人識別の登録作用過程を示すフロー
チャート、第３Ｂ図は同照合作用過程を示すフローチャ
ート、第４図は、顔画像入力部におけるカメラと個人と
の対向関係を示した斜視図、第５図は顔画像における種
々のレベルの等濃度線図を示した説明図、第６図は成る
レベルの等濃度線図のＸ％Ｖ方向の面積ヒストグラムを
示した平面図である。

第１図に示すように、本発明の実施例による顔画像を用
いた個人識別装置のシステムにおける機能構成によれば
、指定された席に位置した人物の顔を含めた立体面の光
走査データをＣＣＤカメラ１１（第４図）で取り込んで
画像データとする画像入力部１、同画像入力部１からの
アナログ画像データをＡ／Ｄ変換によりデジタルデータ
化し、このデジタルデータから顔に関するデータのみを
抽出する等の諸処理を遂行する画像処理手段２、該画像
処理手段２で抽出した顔画像データから等濃度分布線図
を作成する等濃度線作成手段３、個人毎に割当てられた
個人コードを入力する個人コード入力部４、本システム
へ少なくとも登録または照合の何れかの作用モードを設
定するモード設定部５、前記モード設定Ｂ５にて設定さ
れた作用モードを判定するモード判定手段６、前記モー
ド判定手段６により登録モードであると判定されたとき
には、上記等濃度線作成手段３で作成した等濃度線を個
人コード入力Ｂ４から入力された個人コードと共に登録
記憶する等濃度線登録部７、前記モード判定手段６によ
り照合モードであると判定されたときには、前記等濃度
線登録部７に登録された等濃度線を後述の判定手段９へ
読み出す続出手段８、等濃度線で囲まれた閉塞領域の二
次元分布（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向の分布）、つまり周辺分
布を算出する周辺分布作成手段９１と、この周辺分布作
成手段９１で算出された周辺分布に基づいて、分布一致
度を算出して個人の識別を行う識別手段９２とを備えた
判定手段９、該判定手段９の判定結果に基づいて結果を
ビジュアル手段やアコースチック手段により表示する表
示！！’ＢＩＯを具備して構成されている。

本実施例にふいては、個人コード入力８４とモード設定
部５とが別体構成であるものとして説明したが、両者は
共通の機器手段、例えばテンキー等で構成するようにし
ても良い。

第２図を参照すると、上述した諸機能の内部の構造が示
されており、画像入力部ｌに具備されるＣＣＤカメラ１
１、識別結果を表示する表示部ｌＯ１例えばテンキーで
構成される個人コード入力部４、例えばカードリーダ又
はスイッチ等で構成されるモード設定部５等の諸機能部
がインターフェース１４０と接続される。同インターフ
ェース１４０を介して上記諸機能部と接続されたＣ　Ｐ
　［Ｊ　１１０が設けられ、同ＣＰ　Ｕ　１１０は、前
述した画像処理手段２、等濃度線作成手ｖ１ｔ３、モー
ド判定手段６、読出手段８、判定部９の諸機能部を構成
し、又、ＲへＭ　１３０の一部は、等濃度線登録ｇＢ７
を構成し、ＲＯＭ１２０は本システムの作用上の基本プ
ログラムを有しており、前記ＣＰＵＩＩＯ１ＲＯＭ１２
０゜ＲＡＭ　　１３０及びインターフェース（１／Ｆ）
１４０が図示の如く相互に接続されてマイクロコンピュ
ータとして形成されている。

次に各動作を説明する。

第４図に図示の如く、各個人は先ず個人コード入力部４
のテンキーリーダにて予め個人毎に割り当てられた個人
コードを入力する。次に、背景を白にして顔を正面に向
けた正面姿の画像を一定の姿勢位置で画像入力部ｌに備
えられたＣＣＤカメラ１１によって走査、撮像する。走
査光は光＃１２から照射される。そして、その光データ
としての人物像が装置への入力データとなる。

ここで個人コード入力部４と画像入力部ｌが別体で動作
するように説明したが、個人コード入力部４に入力され
た個人コードが正しいとき、光源１２を点灯して、ＣＣ
Ｄカメラ１１を起動するようにしもよい。

こうして撮像された人物像のデータは、光電変換され、
更に、Ａ／Ｄ変換されてデジタルデータとして画像処理
手段２へ送出される。画像処理手段２では受信したデジ
タルデータを一部バッファに格納する。例えば、本実施
例の場合、デジタルデータは一画面を５１２　Ｘ４８０
画素で構成し、−画素毎の明暗濃度を２５６階調として
格納する。

次に、格納された１画面に相当するデジタルデータを濃
度によって背景（最も明るい濃度）と顔面の部分とを分
離し顔画面のみが抽出され、顔画像の位置が傾いている
ときには補正し、顔面積を常に同面積とするように正規
化を行い、更に、画像ノイズを除去するための平滑化処
理が行われる等の各種データ処理を行う。ここでは背景
と顔面の部分との分離を濃度差によって行ったがＣＣＤ
カメラによる撮像がカラー画像の場合は、カラーの差異
によって分離することもできる。

上記画像処理手段２で前述の如く処理された画像情報は
、等濃度線作成手段３に送出される。等濃度線作成手段
３では受信された顔面の濃度分布作成を行う。即ち、顔
画像データから濃淡値（例えば、θ〜２５５階調）を横
軸とし、頻度を縦軸とした濃度ヒストグラムを作成する
。次にそれを分割したときの各エリアの面積が等しくな
るようにＮ分割 （例えばＮ＝８）Ｌ、その分割した各区分の境界濃淡値
ｔｌ−ｔ８を算出する。

等濃度線作成手段３で上記ｔｌ−ｔ８の各濃度値毎に、
等しい濃度値の画素を連結し、閉曲線状の「等濃度線」
を作成する。この等濃度線は、第５図に示すように最も
明るい量子化レベルを第ルベル等濃度線とし、順次、第
２レベル等濃度線、第３レベル等濃度線、・・・とじ、
最も暗い量子化レベルを第８レベルの等濃度線とする。

即ち、ここでは、顔の立体画像が二次元データとして取
得されている。

先ず、第３Ａ図のフローチャートを参照しながら登録モ
ードに就いて説明する。

登録しようとする個人は予めモード設定部５において登
録モードに設定する。次に、予め割り当てられた個人コ
ードを個人コード入力部４から入力する。次に、前述の
如く、画像入力部ｌにて顔画面を撮像して、等濃度線を
作成する。個人コードの等濃度線（第ルベル〜第８レベ
ル）を等濃度線登録部？へ登録する。

次に、第３Ｂ図のフローチャートを参照しながら照合モ
ードに就いて説明する。

先ず、モード設定部５にて照合モードに設定する。次に
、照合する個人の個人コードを個人コード入力部４から
入力する。前述の如く画像入力部ｌにおいて撮像された
人物像のデータを画像処理手段２、等濃度分作成手役３
を介して等濃度線（１ルベル〜第８レベル）ヲ作成する
。ここでモード判定手段６は、前述の如く、モード設定
部５で照合モード設定しているため、照合モードと判定
する。従って、前記作成された等濃度線は、判定手段９
に送出される。

次に、入力された等濃度線は判定手段９の周辺分布作成
手段９において上記の第ルベルから第８レベルまでの各
レベル毎に等濃度線に囲まれた閉領域に関して、二次元
的なｘ、ｙ方向の面積の周辺分布を算出する。例えば、
第２レベルの周辺分布は、第６図に図示の如く、ｘｓＶ
夫々の方向に面積ヒストグラムを作成するものである。

次に、入力された個人コードを手掛かりとして予め登録
した顔画像の等濃度線を続出手段８にて判定手段９へ送
出し、前述と同様に周辺分布を算出する。算出された各
周辺分布を識別手段９２に送出する。

次に、識別手段９２にて一致度を算出する。一致度の演
算は、下記の演算式に従って実行する。

比較する２つの分布のＮ地相 そして、演算結果として、各レベルとも各レベルの一致
度の値が予め定めた閾値以上であれば、同一人物の顔画
像と判断する。この場合のＸ値は実験的に求められる値
であり、１例としては、０．７以上とすると好結果が得
られる。

次に、表示部１０にふいて、同一人物か否かの結果をビ
ジュアル又はアコ−ステツタな表示データとして表示す
ると共に、成る一定領域、例えば建物人口等に装備され
た個人識別装置の場合には必要に応じて人口の電気錠等
の駆動制御装置に出力する。

本実施例では、顔画像の等濃度線として第ルベル〜第８
レベルの等濃度線の分布一致度を算出し、判定するよう
にしたが、この第ルベル〜第８レベルの等濃度線から１
或いは複数レベルの等濃度線を選択して照合するように
しても良い。

又、本実施例において、等濃度線を照合するのにその周
辺部を作成し、その一致度を算出するようにしたが、等
濃度線図の類似度を比較できるものであれば、これに限
らず他の方法であっても良い。更に、本実施例において
、等濃度線を等濃度線登録部７にて登録するようにした
が、判定手段９の周辺分布を登録するようにして、比較
照合のための登録用途にもちいても良い。

〔発明の効果〕

本発明によれば、個人の三次元立体画像を走査、撮像し
て得た光情報としての画像を処理して二次元の等濃度線
図を作成し、その等濃度線図の形状には個人特有のパタ
ーンが存在し、その個人差が大きく、また、顔画像の撮
影入力条件等による変化が小さいことを利用して各人が
本人であるか否かを識別するようにしたものであるが、
この等濃度線図作成の処理は比較的安定しており、従っ
て個人識別を行う上で、識別率が非常に高く、極めて信
頼性の高い自動識別装置を構成するのに最適であると言
う効果がある。

また、斯かる顔画像を利用した個人識別装置は上記のよ
うに信頼性が高いことから、登録記憶する分布度データ
を順次に増加させることで多数の個人識別も可能であり
、従って、個人的な住宅設備における防犯用途から多数
の人が出入りする公共的領域での個人識別用途にも利用
可能で、広い応用々途を備えている。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による顔画像による個人識別方法と装
置の実施例におけるシステムの諸機能部間の接続、構成
示したブロック図、第２図は、第１図のシステムにおけ
る制御部のブロック図、第３Ａ図は、第１図、第２図の
システムによる顔画像を用いた個人識別の登録作用過程
を示すフローチャート、第３Ｂ図は同照合作用過程を示
すフローチャート、第４図は、顔画像入力部におけるＣ
ＣＤカメラと個人との対向関係を示した斜視図、第５図
は顔画像における種々のレベルの等濃度線図を′示した
説明図、第６図は成るレベルの等濃度線図のｘ、ｙ方向
の面積ヒストグラムを示した平面図。 １・・・画像入力部、２・・・画像処理手段、３・・・
等濃度線図成手段、４・・・個人コード入力部、５・・
・モード。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、識別すべき個人の顔を光学的に走査して顔の立体画
   像データを発生させる画像入力段階と、該画像入力段階
   にて得られた各個人の顔の立体画像データから、１ない
   し複数段の濃度値の等濃度線を作成する等濃度線作成段
   階と、 予め識別すべき複数の個人の顔立体画像の１ないし複数
   の濃度値の等濃度線を上記画像入力段階と等濃度線作成
   段階とを経て登録する等濃度線登録段階と、 個人の識別時に、該個人の顔の立体画像を再び前記の画
   像入力段階と等濃度線作成段階とで作成した現在の等濃
   度線と該個人に関して前記等濃度線登録段階で予め登録
   された登録等濃度線とを比較照合して、識別する判定段
   階とを、 具備することを特徴とした顔画像による個人識別方法。 ２、光学的走査によって得た、複数の識別すべき個人の
   各顔の立体画像の１ないし複数の濃度値の等濃度線を予
   め記憶する等濃度線登録手段と、識別すべき個人の顔の
   光学的走査データから立体画像データを発生させる画像
   入力手段と、該画像入力手段で得た立体画像データから
   、１ないし複数段階の濃度値の等濃度線を作成する、等
   濃度線作成手段と、 該等濃度線作成手段で作成した個人の立体画像の現在の
   等濃度線と該個人に関し、前記等濃度線登録手段に予め
   登録した登録等濃度線とを比較照合して個人の判定を行
   う判定手段とを、 具備したことを特徴とした顔画像による個人識別装置。