米国特許情報 | 欧州特許情報 | 国際公開(PCT)情報 | Google の米国特許検索
 
     特許分類
A 農業
B 衣類
C 家具
D 医学
E スポ−ツ;娯楽
F 加工処理操作
G 机上付属具
H 装飾
I 車両
J 包装;運搬
L 化学;冶金
M 繊維;紙;印刷
N 固定構造物
O 機械工学
P 武器
Q 照明
R 測定; 光学
S 写真;映画
T 計算機;電気通信
U 核技術
V 電気素子
W 発電
X 楽器;音響


  ホーム -> 計算機;電気通信 -> オムロン株式会社

発明の名称 個人認証装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2003−242490(P2003−242490A)
公開日 平成15年8月29日(2003.8.29)
出願番号 特願2002−37089(P2002−37089)
出願日 平成14年2月14日(2002.2.14)
代理人 【識別番号】100084548
【弁理士】
【氏名又は名称】小森 久夫
【テーマコード(参考)】
5B047
5B057
5C054
5L096
【Fターム(参考)】
5B047 AA23 BB04 BC16 CA23 CB22 
5B057 AA19 DA08 DA11 DB02 DC03 DC16 DC36
5C054 CD03 FC12 FC14 FE28 FF07 GB12 HA18
5L096 BA02 CA02 EA03 EA35 FA64 GA51 HA09 JA03 JA11
発明者 森本 勝 / 安達 澄昭
要約 課題
認証対象者に対して適正な撮影位置を指示することができ、且つ運用管理における手間を削減した個人認証装置を提供する。

解決手段
個人認証装置1は、カメラ25で撮影した認証対象者の撮影画像における顔画像の大きさから、撮影時の認証対象者の撮影位置が適正であったかどうかを判定する。この判定で、撮影位置が適正でなかったと判定すると、LD22を点灯させ、LD21から出力された光をシリンドリカルレンズ22で集光することで、床面の適正な撮影位置にラインを描く。したがって、認証対象者に適正な撮影位置を認識させ、速やかに移動させることができる。また、適正な撮影位置を指示するためのマークをペンキ等で床面に描くことなく、常に認証対象者に適正な撮影位置を指示することができるので、運用管理における手間を削減することができる。
特許請求の範囲
【請求項1】 認証対象者を撮影する撮影手段と、上記撮影手段が撮影した認証対象者の撮影画像を用いて、該認証対象者を認証する認証手段と、を備えた個人認証装置において、上記撮影手段が撮影した認証対象者の撮影画像を用いて、認証対象者の撮影位置が適正であったかどうかを判断する撮影位置判断手段と、上記撮影位置判断手段が認証対象者の撮影位置が適正でなかったと判断したとき、認証対象者に適正な撮影位置を指示する撮影位置指示手段と、を備えた個人認証装置。
【請求項2】 認証対象者を撮影する撮影手段と、上記撮影手段が撮影した認証対象者の撮影画像を用いて、該認証対象者を認証する認証手段と、を備えた個人認証装置において、上記認証対象者の存在を検出する認証対象者検出手段と、上記認証対象者検出手段が認証対象者の存在を検出したとき、該認証対象者に適正な撮影位置を指示する撮影位置指示手段と、を備えた個人認証装置。
【請求項3】 上記撮影位置判断手段は、前記撮影手段が撮影した認証対象者の顔画像の大きさから、撮影位置が適正であったかどうかを判断する手段である請求項1に記載の個人認証装置。
【請求項4】 上記撮影位置指示手段は、適正な撮影位置に光を照射し、適当なマークを描く手段である請求項1〜3のいずれかに記載の個人認証装置。
【請求項5】 上記認証対象者に対して、上記撮影位置指示手段が指示している適正な撮影位置への移動を促すメッセージを音声または表示により出力するメッセージ出力手段を備えた請求項1〜4のいずれかに記載の個人認証装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、顔、虹彩等、認証対象者の生体の一部または全部を撮影し、ここで撮影した撮影画像を用いて認証対象者を認証する個人認証装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、部屋への入室者を制限する入室管理システムに、部屋への入室を希望する者(以下、認証対象者と言う。)の顔をカメラで撮影し、ここで撮影した顔画像を用いて、認証対象者が部屋への入室を許可されている登録者であるかどうかを判定する個人認証装置を適用したものがあった。
【0003】従来の個人認証装置は、登録者毎に登録時に撮影した顔画像から抽出した目、鼻、口等の生体の特徴部分のデータ(以下、特徴量データと言う。)をデータベースに登録している。認証対象者が登録者であるかどうかの判定は、以下のようにして行っていた。
【0004】■認証対象者の顔を撮影し、■撮影した認証対象者の顔画像から目、鼻、口等の特徴部分を抽出し、■データベースに特徴量データが登録されている登録者毎に、上記■で抽出した特徴部分との類似度を算出し、■上記■で算出された類似度の最大値が、予め定められている閾値以上であれば登録者であると判定し、反対に閾値未満であれば登録者でないと判定する。
【0005】入室管理システムでは、上記個人認証装置が認証対象者を登録者であると判定すると、認証対象者が部屋へ入室するのを許可する。反対に、上記個人認証装置が認証対象者を登録者でないと判定すると、認証対象者が部屋へ入室するのを禁止する。
【0006】また、上記■では登録者毎に認証対象者の特徴部分の類似度を算出するとしたが、各登録者に識別番号を付与しておき、認証対象者に識別番号を入力させ、入力された識別番号で識別される登録者についてのみ特徴部分の類似度を算出する方式を採用している個人認証装置もある。例えば、登録者に発行した該登録者の識別番号を記録したIDカードを取り込んで、このIDカードに記録されている識別番号を読み取り、ここで読み取った識別番号に対応する登録者の特徴量データと、今回撮影した認証対象者の顔画像から抽出した特徴部分と、の類似度を算出し、ここで算出した類似度から認証対象者が登録者であるかどうかを判定している。
【0007】ところで、一般的な個人認証装置においては、装置本体のコストを抑えるために、焦点自動調整機能(オートフォーカス機能)を備えていないカメラが利用されている。このため、認証対象者の撮影位置(カメラの焦点に対する認証対象者の位置)が適正でないと、認証対象者の顔を鮮明に撮影することができず、登録者であるかどうかの認証精度を低下させるという問題がある。具体的には、撮影位置が遠すぎた場合、撮影画像における認証対象者の顔の領域が小さくなって解像度が低下するため、撮影画像から得られる情報量が減少する。また、認証対象者を照らす照明の不足によりダイナミックレンジが減少し、撮影画像におけるノイズ成分が増加する。さらに、適正な顔画像が撮影できないだけでなく、撮影画像に占める背景領域の増加により、撮影画像から認証対象者の顔画像を抽出する処理に要する時間が長くなる。反対に、撮影位置が近すぎた場合、撮影画像における画像のゆがみが大きくなり、顔の形状が変形したり、撮影時に認証対象者を照らす照明が強くなりすぎて顔の輝度分布が撮影画像に正しくあらわれない。
【0008】このような理由から、ラインや足型等のマークをペンキ等で床面に描いて、認証対象者に適正な撮影位置を指示していた。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ペンキ等で床面に描いたマークは、磨耗したり、剥がれたりして徐々に見えにくくなっていく。該マークが磨耗したり、剥がれたりして見えにくくなると、再度マークを床面に描いていた。このように、個人認証装置(入室管理システム)の運用管理において、床面に描いたマークが見えにくくなっていないかどうかの管理も行わなければならず、手間がかかるという問題があった。
【0010】この発明の目的は、認証対象者に対して適正な撮影位置を指示することができ、且つ運用管理における手間を削減した個人認証装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】この発明の個人認証装置は、上記課題を解決するために以下の構成を備えている。
【0012】(1)認証対象者を撮影する撮影手段と、上記撮影手段が撮影した認証対象者の撮影画像を用いて、該認証対象者を認証する認証手段と、を備えた個人認証装置において、上記撮影手段が撮影した認証対象者の撮影画像を用いて、認証対象者の撮影位置が適正であったかどうかを判断する撮影位置判断手段と、上記撮影位置判断手段が認証対象者の撮影位置が適正でなかったと判断したとき、認証対象者に適正な撮影位置を指示する撮影位置指示手段と、を備えている。
【0013】この構成では、撮影位置判断手段が認証対象者を撮影した撮影画像を用いて、認証対象者の撮影位置が適正であったかどうかを判断する。撮影位置が適正であったかどうかの判断は、撮影画像における認証対象者の顔画像の大きさに基づいて行ってもよいし、撮影画像における認証対象者と背景画像との面積比率に基づいて行ってもよいし、その他の方法で行ってもよい。撮影位置判断手段が認証対象者の撮影位置が適正でなかったと判断したとき、撮影位置指示手段が適正な撮影位置を認証対象者に対して指示する。この指示に従って、認証対象者が適正な撮影位置に移動する撮影位置指示手段が、認証対象者に適正な撮影位置を指示する方法としては、床面に光を照射して、ラインや足型等、適当なマークを描く方法であってもよいし、該認証対象者に対してもっと近づくように、または遠ざかるように等の指示を音声や表示で行う方法であってもよい。
【0014】この撮影位置指示手段を設けたことにより、従来のように適正な撮影位置を指示するためのマークを床面に描く必要がなく、運用管理における手間を削減することができる。
【0015】(2)認証対象者を撮影する撮影手段と、上記撮影手段が撮影した認証対象者の撮影画像を用いて、該認証対象者を認証する認証手段と、を備えた個人認証装置において、上記認証対象者の存在を検出する認証対象者検出手段と、上記認証対象者検出手段が認証対象者の存在を検出したとき、該認証対象者に適正な撮影位置を指示する撮影位置指示手段と、を備えている。
【0016】この構成では、認証対象者検出手段が認証対象者を検出したときに、撮影位置指示手段が適正な撮影位置を指示する。この撮影位置指示手段が認証対象者に適正な撮影位置を指示する方法としては、上記(1)で説明した方法を用いればよい。
【0017】これにより、上記(1)と同様の効果を得ることができる。また、撮影前に認証対象者に適正な撮影位置を指示するので、適正な撮影位置にいない認証対象者を撮影するのを防止でき、認証対象者の認証にかかる時間の短縮が図れる。
【0018】また、認証対象者に適正な撮影位置を指示する方法としては、上記(1)と同様に床面に光を照射して、ラインや足型等、適当なマークを描く方法であってもよいし、またセンサで検出した認証対象者の位置に基づいて、該認証対象者に対してもっと近づくように、または遠ざかるように等の指示を音声や表示で行う方法であってもよい。
【0019】
【発明の実施の形態】図1は、この発明の実施形態である個人認証装置を適用した入室管理システムの構成を示す図である。この入室管理システムは、室内への入室を希望する者(以下、認証対象者と言う。)が、室内への入室を許可されている登録者であるかどうかを判定する個人認証装置1と、個人認証装置1における認証結果に基づいてドア3の施錠/開錠を制御する入室制御装置2と、を備えている。個人認証装置1と入室管理装置2とは、データ通信ラインで接続されている。
【0020】なお、個人認証装置1と、入室制御装置2とは一体型の装置として構成することもできる。
【0021】図2はこの実施形態の個人認証装置の構成を示すブロック図であり、図3はこの実施形態の個人認証装置の設置例を示す図である。個人認証装置1は、本体の動作を制御する制御部11と、入力操作を行うキーが配置された操作部12と、認証対象者を撮影する撮影部13と、認証対象者に対するメッセージ等を表示する表示部14と、登録者毎に撮影した顔画像から抽出した目、鼻、口等、生体の特徴部分を示す特徴量データを記憶した登録者データベース15と、認証対象者に対して適正な撮影位置を指示するマークを床面に描くマーク部16とを備えている。撮影部13には、認証対象者を撮影する焦点自動調整機能(オートフォーカス機能)を備えていないカメラ25と、撮影時に認証対象者を照らす照明26と、が設けられている。照明26は、近赤外光を照射する光源を用いるのが好ましい。その理由は、撮影時に認証対象者に特定の周波数成分の光を当てることにより、自然光に含まれているその他の周波数成分の光による影響を抑えた撮影画像を得ることができるからである。
【0022】また、マーク部16には、光源として機能するLD21と、LD21から照射された光を床面の適正な撮影位置に集光するシリンドリカルレンズ22とが設けられている。床面においては、シリンドリカルレンズ22により集光された光によりラインが描かれる。シリンドリカルレンズ22は、本体の底面付近に設けられている。LD22を点灯させたとき、図3に示すように床面の適正な撮影位置にラインが描かれる。個人認証装置1は、部屋の入退室に使用するドア3の近傍の壁面に取り付けられる。
【0023】以下、この実施形態の個人認証装置の動作について説明する。図4は、この実施形態の個人認証装置の動作を示すフローチャートである。部屋への入室を希望する認証対象者が、個人認証装置本体表面に設けられている照合キーを押下する。このとき、認証対象者はカメラ25に対して自分自身が適正であると思う位置に立っている。
【0024】個人認証装置1は、操作部12に設けられている照合キーが押下されると(s1)、照明26をオンさせて認証対象者を照らし(s2)、カメラ25で認証対象者を撮影する(s3)。個人認証装置1は、s3で撮影した撮影画像から認証対象者の顔画像を検出し、切り出す(s4)。
【0025】s4にかかる処理は、図5(A)に示すような人間の顔型のマスクを用いて、図5(B)に示すように該マスクを拡大、縮小しながら、s3で撮影した撮影画像を走査し、該マスクが適合する箇所(図6(A)において破線で囲んだ箇所)を認証対象者の顔画像として検出し、ここで検出した顔画像を切り出す処理である。
【0026】次に、個人認証装置1は、s4で切り出した認証対象者の顔画像の大きさを算出する(s5)。s5では、s4で撮影画像から認証対象者の顔画像を検出したときに適合した上記マスクの下端(顎)から上端(頭頂部)までの画素数を、顔画像の大きさとして算出する(図6(B)参照)。
【0027】個人認証装置1には顔画像の大きさの下限値(画素数)と上限値(画素数)とが予め設定されている。個人認証装置1は、s5で算出した顔画像の大きさが予め設定されている下限値と上限値との範囲内である、適正な大きさであるかどうかを判定する(s6)。s6では、下限値<s5で算出した顔画像の大きさ<上限値を満足する場合適正な大きさであると判断し、その他の場合に適正な大きさでないと判定する。個人認証装置1は、s5で算出した顔画像の大きさが下限値以下であった場合、認証対象者の撮影位置が適正な撮影位置よりも遠いと判断し、反対にs5で算出した顔画像の大きさが上限値以上であった場合、認証対象者の撮影位置が適正な撮影位置よりも近いと判断する。
【0028】個人認証装置1は、s6で認証対象者の顔画像の大きさが適正な大きさであると判定すると、後述する認証処理を行い(s11)、本処理を終了する。反対に、s6で認証対象者の顔画像の大きさが適正な大きさでないと判定すると、表示部14に撮影位置が適正でなかったことを示すメッセージを表示する(s7)。s7では、認証対象者が適正な撮影位置よりも近かった場合、「カメラに近づきすぎです。足元の線まで離れて下さい。」というメッセージを表示部14に表示し(図7(A)参照)、反対に、認証対象者が適正な撮影位置よりも遠かった場合、「カメラから離れすぎです。足元の線まで近づいて下さい。」というメッセージを表示部14に表示する(図7(B)参照)。
【0029】個人認証装置1は、s7で上記メッセージを表示すると、LD21を点灯させる(s8)。LD21から発せられた光が、シリンドリカルレンズ22で集光され、適正な撮影位置を示すラインが床面に描かれる。この床面に描かれたラインにより、適正な撮影位置が認証対象者に指示される。
【0030】このように、個人認証装置1は認証対象の撮影位置が適正でなかったと判断した場合、認証対象者に対して撮影位置が適正でなかったことを知らせるだけでなく、撮影位置がカメラ25に対して近すぎたのか、遠すぎたのかも知らせるようにしたので、認証対象者を戸惑わせることなく、適正な撮影位置に速やかに移動させることができる。また、認証対象者は床面に描かれたラインにより適正な撮影位置を認識することができるので、確実に適正な撮影位置に移動することができる。さらに、撮影位置が不適切であった場合にLD21を点灯させて床面にラインを描くようにしたので、床面に描いたラインに認証対象者の注意を引きつけることができ、認証対象者が該ラインを見落とすこともない。
【0031】適正な撮影位置に移動した認証対象者は、再度照合ボタンを押下する。個人認証装置1は、再度照合ボタンが押下されると(s9)、LD21を消灯し(s10)、s2に戻って上記処理を繰り返す。
【0032】この2度目の撮影においては、認証対象者に対して適正な撮影位置を指示しているので、略確実にs6で適正な大きさであると判定され、s11の認証処理が行われる。
【0033】次に、s11の認証処理について説明する。図8は認証処理を示すフローチャートである。個人認証装置1は、s4で切り出した顔画像から目、鼻、口等、顔の特徴部分を抽出し(s21)、s21で抽出した特徴部分の特徴量を算出する(s22)。s21では、予め設定されている特徴部分を抽出する。また、s21で抽出される特徴部分については、登録者毎に特徴量がデータベース15に登録されている。
【0034】個人認証装置1は、s22で算出した特徴部分の特徴量と、データベース15に登録されている各登録者の特徴量データと、の類似度を算出する(s23)。個人認証装置1は、s23で算出した類似度の最大値が予め定められている閾値を超えていれば、認証対象者を登録者であると判定し、表示部14に「OK」を表示するとともに(s24、s25)、入室制御装置2に対してドア3の開錠を指示する(s26)。反対に、s23で算出した類似度の最大値が予め定められている閾値を超えていなければ、認証対象者を登録者でないと判定し、表示部14に「NG」を表示する(s24、s27)。この場合、個人認証装置1は入室制御装置2に対してドア3の開錠指示を行わない。
【0035】上記のように、この実施形態の個人認証装置1は認証対象者を撮影した撮影画像を用いて、認証対象者の撮影位置が適正であったかどうかを判断し、適正でないとき認証対象者に適正な撮影位置を指示するようにしたので、認証対象者の撮影画像の大きさがばらついたり、焦点がぼやけるなどせず、適切な解像度、明るさで歪みのない撮影画像を得ることができ、この撮影画像を用いて認証対象者が登録者であるかどうかを判定するので、精度の高い認証が行える。また、撮影画像から認証対象者の顔画像の検出にかかる時間の短縮も図れ、処理の高速化を実現できる。さらに、LD21とシリンドリカルレンズ22を用いて床面の適正な撮影位置にラインを描くようにしたので、従来必要であったペンキ等で床面に描いていたマークを管理する必要がなくなり、運用管理における手間が削減される。
【0036】次に、この発明の別の実施形態について説明する。この実施形態の個人認証装置は、図2に示す構成に加えて、赤外線センサを利用して認証対象者の存在を検知する人体検知部17を備えている点で上記実施形態の装置と相違している(図9参照)。
【0037】図10は、この実施形態の個人認証装置の動作を示すフローチャートである。この実施形態の個人認証装置1は、人体検知部17でカメラ25の前に認証対象者がいるかどうかを検知している(s31)。認証対象者がカメラ25の前にいることを検知すると、表示部14に適正な撮影位置への移動を促すメッセージを表示するとともに(s32)、LD21を点灯させて床面の適正な撮影位置にラインを描き(s33)、照合ボタンが押下されるのを待つ(s34)。
【0038】認証対象者は、s32で表示部14に表示されたメッセージ、およびs33で床面の適正な撮影位置に描かれたラインを確認して、適正な撮影位置に移動し、照合ボタンを押下する。
【0039】個人認証装置1は、照合ボタンが押下されると、LD21を消灯し(s35)、その後図4に示したs2以降の処理を実行する。
【0040】このように、この実施形態の個人認証装置1は、カメラ25の前に認証対象者がいることを検知すると、表示部14にメッセージを表示するとともに、床面の適正な撮影位置にラインを描いて、撮影前に認証対象者を適正な撮影位置へ移動させるようにしたので、上記実施形態の装置と同様の効果を奏する。また、認証対象者が個人認証装置1に近づいたときに、LD21を点灯させる構成としたので、認証対象者の注意を引き付けることができる。さらに、適正な撮影位置にいない認証対象者を撮影するという、無駄な撮影を略確実に防止でき、認証処理に要する時間の短縮が図れる。
【0041】なお、上記実施形態では、床面にラインを描いて、認証対象者に適正な撮影位置を認識させるとしたが、床面に描くマークについては足型や、×印等他の形状のマークであってもよい。
【0042】また、個人認証装置1にカメラ25の前にいる認証対象の位置を検出するセンサを設け、該認証対象者に対して「もっとカメラに近づいてください」、「もっとカメラから離れてください」等の音声で、認証対象者を適正な撮影位置へ案内するようにしてもよい。
【0043】また、上記実施形態では、顔画像を撮影した認証対象者との類似度を登録者データベース15に登録されている登録者全員について算出するとしたが、登録者毎に識別番号を付与しておき、入力された識別番号で識別される登録者とのみ類似度を算出して、登録者であるかどうかを判定するようにしてもよい。
【0044】さらに、上記実施形態では個人認証装置1が登録者データベース15を有する構成としたが、登録者データベース15をセンタに設け、個人認証装置1が適正な撮影位置で撮影した認証対象者の顔画像をセンタに送信し、センタで認証対象者が登録者であるかどうかを判定し、その判定結果を個人認証装置1に通知するように構成してもよい。
【0045】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、適正な撮影位置を指示するためのマークをペンキ等で床面に描くことなく、常に認証対象者に適正な撮影位置を指示することができるので、運用管理における手間を削減することができる。また、適正な撮影位置で撮影した認証対象者の撮影画像を用いて認証処理を行うので、認証精度を低下させることもない。




 

 


     NEWS
会社検索順位 特許の出願数の順位が発表

URL変更
平成6年
平成7年
平成8年
平成9年
平成10年
平成11年
平成12年
平成13年


 
   お問い合わせ info@patentjp.com patentjp.com   Copyright 2007-2013