特許 7400987 顔認証装置、顔認証方法、及び、プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-11

(45)【発行日】2023-12-19

(54)【発明の名称】顔認証装置、顔認証方法、及び、プログラム

(51)【国際特許分類】

   G06V 40/16 20220101AFI20231212BHJP

   G06T 7/00 20170101ALI20231212BHJP

   G06F 21/32 20130101ALI20231212BHJP

【ＦＩ】

G06V40/16 A

G06T7/00 510F

G06F21/32

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2022553315

(86)(22)【出願日】2020-09-30

(86)【国際出願番号】 JP2020037191

(87)【国際公開番号】W WO2022070321

(87)【国際公開日】2022-04-07

【審査請求日】2023-03-15

(73)【特許権者】

【識別番号】000004237

【氏名又は名称】日本電気株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107331

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 聡延

(74)【代理人】

【識別番号】100104765

【弁理士】

【氏名又は名称】江上 達夫

(74)【代理人】

【識別番号】100131015

【弁理士】

【氏名又は名称】三輪 浩誉

(72)【発明者】

【氏名】小澤 健太郎

【審査官】小太刀 慶明

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０２０／１５８０７８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１８／１１６９１８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１９／０２８６７９８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】早坂 昭裕 ほか，位相限定相関法を用いた顔認証アルゴリズムの検討，電子情報通信学会技術研究報告，日本，社団法人電子情報通信学会，2008年09月18日，Vol.108, No.213，pp.47-52

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０６Ｔ ７／００

Ｇ０６Ｔ １／００

Ｇ０６Ｖ ４０／１６

Ｇ０６Ｆ ２１／３２

Ｇ０６Ｆ １６／５５

Ｇ０６Ｆ １６／９０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の顔に対応する複数の顔特徴量をシャードキーの値に基づいてそれぞれ振り分けて記憶した複数の照合手段と、
入力顔画像を取得する取得手段と、
前記入力顔画像から、各々が顔の特徴点により規定される複数の線分を抽出し、当該複数の線分の比をシャードキーとして算出するシャードキー算出手段と、
算出されたシャードキーの値に対応する照合手段を用いて、前記入力顔画像の認証を行う認証手段と、
を備える顔認証装置。

【請求項2】

前記シャードキーは、顔画像における両目を結ぶ線分の長さと、上唇から前記線分に下した垂線の長さとの比である請求項１に記載の顔認証装置。

【請求項3】

前記線分は、左右のいずれかの耳の穴と瞳孔中心とを結ぶ線分、両目を結ぶ線分、上唇から両目を結ぶ線分に下した垂線、鼻先から両目を結ぶ線分に下した垂線、顎先から両目を結ぶ線分に下した垂線、鼻先と顎先を結ぶ線分、下唇と顎先を結ぶ線分、左右のいずれかの耳の穴と鼻先を結ぶ線分、目から、左右のいずれかの耳の穴と鼻先を結ぶ線分に下した垂線、のいずれかである請求項１に記載の顔認証装置。

【請求項4】

顔画像のパン、ロール及びチルトの量に対応して、シャードキーの算出に使用すべき線分の長さを規定した第１のテーブルを備え、
前記シャードキー算出手段は、前記入力顔画像のパン、ロール及びチルトの量を算出し、前記第１のテーブルを参照して使用すべき線分を決定してシャードキーを算出する請求項１乃至３のいずれか一項に記載の顔認証装置。

【請求項5】

顔画像がマスク及びサングラスの少なくとも一方を含む場合にシャードキーとして使用すべき線分の長さを規定した第２のテーブルを備え、
前記シャードキー算出手段は、前記入力顔画像がマスク及びサングラスを含むか否かを検出し、前記第２のテーブルを参照して使用すべき線分を決定してシャードキーを算出する請求項１乃至３のいずれか一項に記載の顔認証装置。

【請求項6】

顔の特徴点により規定される複数の線分の優先順位を示す第３のテーブルを備え、
前記シャードキー算出手段は、前記入力顔画像に含まれる特徴点により規定される複数の線分から、前記優先順位の高い複数の線分を選択してシャードキーを算出する請求項１乃至３のいずれか一項に記載の顔認証装置。

【請求項7】

前記入力顔画像から特徴量を抽出する特徴量抽出手段を備え、
前記認証手段は、前記入力顔画像から抽出された特徴量と、前記照合手段に記憶されている特徴量とを照合する請求項１乃至６のいずれか一項に記載の顔認証装置。

【請求項8】

記憶手段に記憶されている前記複数の顔の特徴量を、前記シャードキーに基づき前記複数の照合手段に振り分けて記憶させる記憶制御手段をさらに備える請求項１乃至７のいずれか一項に記載の顔認証装置。

【請求項9】

入力顔画像を取得し、
前記入力顔画像から、各々が顔の特徴点により規定される複数の線分を抽出し、当該複数の線分の比をシャードキーとして算出し、
複数の顔に対応する複数の顔特徴量をシャードキーの値に基づいてそれぞれ振り分けて記憶した複数の照合手段のうち、算出されたシャードキーの値に対応する照合手段を用いて、前記入力顔画像の認証を行う顔認証方法。

【請求項10】

入力顔画像を取得し、
前記入力顔画像から、各々が顔の特徴点により規定される複数の線分を抽出し、当該複数の線分の比をシャードキーとして算出し、
複数の顔に対応する複数の顔特徴量をシャードキーの値に基づいてそれぞれ振り分けて記憶した複数の照合手段のうち、算出されたシャードキーの値に対応する照合手段を用いて、前記入力顔画像の認証を行う処理をコンピュータに実行させるプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、顔認証技術に関する。

【背景技術】

【0002】

大量のデータに対して効率的な検索を行う手法として、シャーディングにより検索対象を分割する技術が知られている。例えば、特許文献１は、生体認証において、照合元と照合先の組み合わせごとに照合の度合いを示す重み付け値を算出し、これを用いて照合先の特徴ベクトルを複数のグループに分類する手法を記載している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】国際公開ＷＯ２０１８／１１６９１８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

顔認証においても、照合対象が膨大になる場合にシャーディングによる認証処理の高速化が期待できるが、顔認証のような非構造データの分散解析においては、照合の前段での振り分けに使える適切なキーが無いことが課題となっている。

【0005】

本発明の１つの目的は、適切なキーを用いて、大量の照合対象との照合を分散処理により高速に行うことが可能な顔認証装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一つの観点では、顔認証装置は、
複数の顔に対応する複数の顔特徴量をシャードキーの値に基づいてそれぞれ振り分けて記憶した複数の照合手段と、
入力顔画像を取得する取得手段と、
前記入力顔画像から、各々が顔の特徴点により規定される複数の線分を抽出し、当該複数の線分の比をシャードキーとして算出するシャードキー算出手段と、
算出されたシャードキーの値に対応する照合手段を用いて、前記入力顔画像の認証を行う認証手段と、を備える。

【0007】

本発明の他の観点では、顔認証方法は、
入力顔画像を取得し、
前記入力顔画像から、各々が顔の特徴点により規定される複数の線分を抽出し、当該複数の線分の比をシャードキーとして算出し、
複数の顔に対応する複数の顔特徴量をシャードキーの値に基づいてそれぞれ振り分けて記憶した複数の照合手段のうち、算出されたシャードキーの値に対応する照合手段を用いて、前記入力顔画像の認証を行う。

【0008】

本発明のさらに他の観点では、プログラムは、
入力顔画像を取得し、
前記入力顔画像から、各々が顔の特徴点により規定される複数の線分を抽出し、当該複数の線分の比をシャードキーとして算出し、
複数の顔に対応する複数の顔特徴量をシャードキーの値に基づいてそれぞれ振り分けて記憶した複数の照合手段のうち、算出されたシャードキーの値に対応する照合手段を用いて、前記入力顔画像の認証を行う処理をコンピュータに実行させる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】第１実施形態に係る顔認証システムの概略を示す。

【図2】顔認証サーバのハードウェア構成を示すブロック図である。

【図3】顔認証サーバの機能構成を示すブロック図である。

【図4】第１実施形態におけるシャードキーの算出方法を示す。

【図5】全特徴量データを複数の顔照合ノードに割り当てる方法を示す。

【図6】顔認証処理のフローチャートである。

【図7】入力顔画像のパン、ロール、チルトの範囲と、シャードキーとして使用すべき距離との対応を示す。

【図8】マスク及びサングラスの有無と、シャードキーとして使用すべき距離との対応を示す。

【図9】顔画像に含まれるパーツにより規定される複数の線分の優先順位を示す。

【図10】第６実施形態に係る顔認証装置の機能構成を示すブロック図である。

【図11】第６実施形態による顔認証処理のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照して、この開示の好適な実施形態について説明する。
＜第１実施形態＞
［顔認証システム］
図１は、第１実施形態に係る顔認証システムの概略を示す。顔認証システム１は、端末装置５と、顔認証サーバ１００とを備える。端末装置５は、顔認証を行う利用者が使用するクライアント端末であり、例えば、利用者のＰＣ、タブレット、スマートフォンなどが挙げられる。利用者は、カメラなどにより撮影した顔画像を端末装置５から顔認証サーバ１００へ送信する。

【0011】

顔認証サーバ１００は、登録済人物について顔画像や顔画像の特徴量を予め記憶しており、端末装置５から送信された、認証の対象となる顔画像（以下、「入力顔画像」とも呼ぶ。）と登録済の顔画像とを照合して顔認証を行う。具体的には、顔認証サーバ１０は、入力顔画像から特徴量を抽出し、顔認証サーバ１０に登録されている複数の特徴量と照合して顔認証を行う。

【0012】

［ハードウェア構成］
図２は、顔認証サーバ１００のハードウェア構成を示すブロック図である。図示のように、顔認証サーバ１００は、通信部１１と、プロセッサ１２と、メモリ１３と、記録媒体１４と、データベース（ＤＢ）１５とを備える。

【0013】

通信部１１は、外部装置との間でデータの入出力を行う。具体的に、通信部１１は、端末装置５から、認証の対象となる入力顔画像を受信する。また、通信部１１は、顔認証サーバ１００による認証結果を端末装置５へ送信する。

【0014】

プロセッサ１２は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などのコンピュータであり、予め用意されたプログラムを実行することにより、顔認証サーバ１００の全体を制御する。なお、プロセッサ１２は、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）またはＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）であってもよい。具体的に、プロセッサ１２は、後述する顔認証処理を実行する。

【0015】

メモリ１３は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などにより構成される。メモリ１３は、プロセッサ１２による各種の処理の実行中に作業メモリとしても使用される。

【0016】

記録媒体１４は、ディスク状記録媒体、半導体メモリなどの不揮発性で非一時的な記録媒体であり、顔認証サーバ１００に対して着脱可能に構成される。記録媒体１４は、プロセッサ１２が実行する各種のプログラムを記録している。顔認証サーバ１００が顔認証処理を実行する際には、記録媒体１４に記録されているプログラムがメモリ１３にロードされ、プロセッサ１２により実行される。

【0017】

データベース（ＤＢ）１５は、登録済人物について、顔画像及び顔画像から抽出した特徴量（以下、「登録済特徴量」とも呼ぶ。）を記憶している。また、ＤＢ１５は、通信部１１を通じて受信した入力顔画像や、その入力顔画像の認証結果などを一時的に保存する。このほか、顔認証サーバ１００は、管理者が必要な操作などを行うための表示部や入力部などを備えていてもよい。

【0018】

［機能構成］
図３は、顔認証サーバ１００の機能構成を示すブロック図である。顔認証サーバ１００は、機能的には、データ取得部２０と、演算部２１と、判定部２２と、顔照合ノード２３ａ～２３ｄと、全特徴量ＤＢ２５と、認証結果出力部２６とを備える。

【0019】

データ取得部２０は、利用者の端末装置５から、認証の対象となる入力顔画像を取得し、演算部２１へ出力する。演算部２１は、入力顔画像から、登録済顔画像との照合のための特徴量（以下、「照合用特徴量」とも呼ぶ。）を抽出するとともに、入力顔画像における所定の特徴量をシャードキーとして判定部２２へ出力する。

【0020】

演算部２１は、顔画像から得られる情報のうち、比較的簡単に取得でき、かつ、安定した値となる特徴量をシャードキーとして使用する。顔画像から得られる情報は、曖昧なものが多い。例えば、顔画像から推定される年齢や性別は、化粧やかつらや服装などで判定精度が大きく低下する。このため、これらをシャードキーとして使用すると、誤判定が増加することが考えられる。そこで、本実施形態では、両目と上唇のＴ字のアスペクト比をシャードキーとして用いる。

【0021】

図４は、本実施形態におけるシャードキーの算出方法を示す。図示のように、顔の両目と上唇で作られるＴ字のアスペクト比をシャードキーとして用いる。具体的には、演算部２１は、入力顔画像における両目を結ぶ第１の線分を決定し、さらに上唇から第１の線分に下した垂線を第２の線分とし、第１の線分の長さ（Ｗ）と第２の線分の長さ（Ｈ）の比（Ｗ／Ｈ）をシャードキーとする。なお、演算部２１は、入力顔画像に対して、パン、ロール、チルト方向において必要な補正を行ってからシャードキーを算出する。上記の比（Ｗ／Ｈ）、即ち、両目と上唇のＴ字のアスペクト比は、顔画像から容易に測定でき、化粧などに依存せずに安定して計測できるため、誤判定の可能性を低減でき、顔認証の安定的な分散処理が可能となる。

【0022】

全特徴量ＤＢ２５は、登録済人物についての全ての登録済特徴量を記憶したＤＢであり、図２のＤＢ１５により実現される。全特徴量ＤＢ２５に記憶された全特徴量データは、シャーディングにより複数のノードに分散されている。図３の例では、全特徴量データは、シャードキーに基づいて４つの顔照合ノード２３ａ～２３ｄに分散して記憶される。顔照合ノード２３ａ～２３ｄは、特徴量データを記憶するためのキャッシュメモリ２４ａ～２４ｄを備える。なお、以下の説明では、４つの顔照合ノードやキャッシュメモリのうちのいずれかを指す場合は「顔照合ノード２３ａ」などと添え字を付し、いずれかに限定しない場合には添え字を省略して「顔照合ノード２３」などと呼ぶ。

【0023】

図５は、全特徴量データを、シャードキーを用いて４つの顔照合ノード２３に割り当てる方法を示す。この処理は、演算部２１及び判定部２２により実行される。まず、登録済みの全ての顔画像について、両目と上唇のＴ字のアスペクト比がシャードキーとして算出される。これにより、全特徴量データに対応するシャードキーの値が得られる。次に、図５に示すように、全特徴量データをシャードキーの値でソートする。そして、全特徴量データを、シャードキーの値で４つのグループＧ１～Ｇ４に分類し、顔照合ノード２３ａ～２３ｄに割り当てる。

【0024】

具体的に、シャードキーの値が最も大きい特徴量データのグループＧ１は顔照合ノード２３ａのキャッシュメモリ２４ａに保存され、シャードキーの値が２番目に大きい特徴量データのグループＧ２は顔照合ノード２３ｂのキャッシュメモリ２４ｂに保存される。同様に、シャードキーの値が３番目に大きい特徴量データのグループＧ３は顔照合ノード２３ｃのキャッシュメモリ２４ｃに保存され、シャードキーの値が最も小さい特徴量データのグループＧ４は顔照合ノード２３ｄのキャッシュメモリ２４ｄに保存される。こうして、各キャッシュメモリ２４ａ～２４ｄには、シャードキーの値で４つにグループ化された各グループの特徴量データが保存される。これにより、後述する照合の度に全ての顔特徴量が記憶されている全特徴量ＤＢ２５に問い合わせを行う必要がないため、処理の高速化が可能となる。

【0025】

なお、全特徴量データを４つの顔照合ノード２３ａ～２３ｄに割り当てる際には、顔画像から算出されるシャードキーの値に多少の誤差が含まれる可能性があることを考慮し、図５に示すように隣接するグループの境界を多少重複させることが好ましい。図５の例では、領域Ｘ１に含まれる特徴量データは顔照合ノード２３ａと２３ｂの両方に記憶され、領域Ｘ２に含まれる特徴量データは顔照合ノード２３ｂと２３ｃの両方に記憶され、領域Ｘ３に含まれる特徴量データは顔照合ノード２３ｃと２３ｄの両方に記憶される。なお、図３は単なる一例であり、顔照合ノード２３の数は、全特徴量データの数に応じて決定することができる。

【0026】

以上のように、全特徴量データを４つの顔照合ノード２３に割り当てる処理は、入力顔画像に対する顔認証処理を開始する前に行われる。そして、割り当てが終了すると、各顔照合ノード２３ａ～２３ｄに割り当てられた特徴量データのグループに対応するシャードキーの値域が判定部２２に記憶される。

【0027】

判定部２２は、入力顔画像について算出されたシャードキーの値を演算部２１から取得すると、その値が属する顔照合ノード２３を選択し、選択した顔照合ノード２３に入力顔画像の照合用特徴量を出力する。例えば、ある入力顔画像について演算部２１から取得したシャードキーの値が顔照合ノード２３ｂに対応する値であるとすると、判定部２２は、その入力顔画像の照合用特徴量を顔照合ノード２３ｂに出力する。

【0028】

判定部２２から入力顔画像の照合用特徴量が入力された顔照合ノード２３は、入力された照合用特徴量と、キャッシュメモリ２４に記憶されている特徴量データとを照合し、顔認証を行う。例えば、シャードキーの値に基づいて判定部２２が入力顔画像の照合用特徴量を顔照合ノード２３ｂに出力したとすると、顔照合ノード２３ｂはその照合用特徴量を用いて顔認証を行うが、基本的に他の３つの顔照合ノード２３ａ、２３ｃ及び２３ｄは顔認証を行わない。なお、入力顔画像のシャードキーの値が図５に示す領域Ｘ１～Ｘ３のいずれかに属する場合には、その領域Ｘ１～Ｘ３のいずれかに隣接する２つの顔照合ノード２３が顔認証を行うことになるが、残りの２つの顔認証ノード２３は顔認証を行わない。こうして、入力顔画像の特徴量の照合を分散処理により高速化することができる。

【0029】

入力顔画像の照合用特徴量を用いて顔認証を行った顔照合ノード２３は、認証結果を認証結果出力部２６へ出力する。認証結果出力部２６は、認証結果を利用者の端末装置５へ送信する。こうして、利用者は認証結果を知ることができる。

【0030】

上記の構成において、データ取得部２０は取得手段の一例であり、演算部２１はシャードキー算出手段及び特徴量抽出手段の一例であり、判定部２２及び顔照合ノード２３は認証手段の一例である。また、演算部２１及び判定部２２は記憶制御手段の一例であり、全特徴量ＤＢ２５は記憶手段の一例である。

【0031】

［顔認証処理］
次に、顔認証サーバ１００で行われる顔認証処理について説明する。図６は、顔認証処理のフローチャートである。この処理は、図２に示すプロセッサ１２が予め用意されたプログラムを実行し、図３に示す要素として動作することにより実現される。なお、処理の前提として、前述のようにシャードキーの値に基づいて全特徴量データが顔照合ノード２３ａ～２３ｄに分散してキャッシュされているものとする。

【0032】

まず、データ取得部２０は、端末装置５から入力顔画像を取得する（ステップＳ１１）。次に、演算部２１は、入力顔画像から照合用特徴量を算出し（ステップＳ１２）、さらに入力顔画像からシャードキーを算出する（ステップＳ１３）。

【0033】

次に、判定部２２は、複数の顔照合ノード２３のうち、算出されたシャードキーに対応する顔照合ノード２３を選択し、その顔照合ノード２３に照合用特徴量を出力する（ステップＳ１４）。選択された顔照合ノード２３は、ステップＳ１２で算出された入力顔画像の照合用特徴量と、選択された顔照合ノード２３にキャッシュされている特徴量とを照合する（ステップＳ１５）。そして、結果出力部２６は、照合結果を端末装置５へ出力する（ステップＳ１６）。こうして、顔認証処理は終了する。

【0034】

以上のように、第１実施形態では、両目と上唇のＴ次のアスペクト比をシャードキーとして使用するので、シャードキーを顔画像から容易かつ安定的に算出でき、安定的に顔認証の分散処理を行うことができる。

【0035】

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態について説明する。第１実施形態では、両目と上唇のＴ字のアスペクト比、具体的には、顔画像における両目を結ぶ第１の線分の長さ（Ｗ）と、上唇から第１の線分に下した垂線である第２の線分の長さ（Ｈ）との比（Ｗ／Ｈ）をシャードキーとして用いている。これに対し、第２実施形態では、顔画像から安定的に取得可能な以下の線分の長さ（距離）を用いる。

【0036】

（１）左右のいずれかの耳の穴と瞳孔中心とを結ぶ線分の長さ
（２）両目を結ぶ線分の長さ
（３）上唇から両目を結ぶ線分に下した垂線の長さ
（４）鼻先から両目を結ぶ線分に下した垂線の長さ
（５）顎先から両目を結ぶ線分に下した垂線の長さ
（６）鼻先と顎先を結ぶ線分の長さ
（７）下唇と顎先を結ぶ線分の長さ
（８）左右のいずれかの耳の穴と鼻先を結ぶ線分の長さ
（９）左右のいずれかの耳の穴と鼻先を結ぶ線分に対して目から下した垂線の長さ

【0037】

具体的に、第２実施形態では、上記の複数の長さのうちの２つ以上の比をシャードキーとして使用する。これにより、顔画像から比較的安定的に取得できる長さの比を用いて、シャードキーを生成することができる。なお、この点以外は、第２実施形態は第１実施形態と同様である。

【0038】

＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態について説明する。第３実施形態では、入力顔画像のパン、ロール、チルトの量に基づいて、顔のどのパーツを用いてシャードキーを算出するかを決定する。具体的には、演算部２１は、入力顔画像からパン、ロール及びチルトを算出し、図７に示す第１のテーブルを参照して、シャードキーとして用いる距離（線分の長さ）を決定する。図７は、入力顔画像のパン、ロール、チルトの範囲と、その範囲で使用すべき距離（線分の長さ）との対応を示す。なお、図７の第１のテーブルにおいて、パンは利用者の顔の正面方向を０度とし、左方向がマイナス、右方向がプラスの値としている。また、チルトは、利用者の顔の正面方向を０度とし、上方向をプラス、下方向をマイナスとしている。

【0039】

例えば、演算部２１が入力顔画像からパンとチルトを算出した結果、パンが「－２０°～２０°」に属し、チルトが「－３０°～３０°」の範囲に属する場合、距離（２）、即ち両目を結ぶ線分を使用することができる。また、同時に、パンが「－２０°～２０°」に属し、チルトが「－６０°～６０°」の範囲に属する場合、距離（３）、即ち上唇から両目を結ぶ線分に下した垂線を使用することができる。よって、演算部２１は、この２つの線分の長さの比をシャードキーとして使用することができる。なお、上記のように選択した距離を用いてシャードキーを生成する場合、必要に応じて顔照合ノード２３の数を増加させてもよい。

【0040】

第３実施形態によれば、入力顔画像からパンとチルトを算出した結果に基づき、その入力顔画像に写っている顔のパーツを用いてシャードキーを算出するので、シャードキーによる分散処理を安定化することができる。なお、この点以外は、第３実施形態は第１実施形態と同様である。

【0041】

＜第４実施形態＞
次に、第４実施形態について説明する。第４実施形態では、入力顔画像がマスクやサングラスを装着した画像であるか否かに基づき、顔のどのパーツを用いてシャードキーを算出するかを決定する。具体的には、演算部２１は、入力顔画像を分析してマスク及びサングラスを検出し、図８に示す第２のテーブルを参照して、シャードキーとして用いる距離（線分の長さ）を決定する。図８は、マスク及びサングラスの有無と、シャードキーとして使用すべき距離（線分の長さ）との対応を示す。

【0042】

例えば、演算部２１が入力顔画像からマスクを検出したが、サングラスを検出しなかった場合、距離（１）、（２）、（９）のうちの２つ以上の比をシャードキーとして使用することができる。なお、上記のように選択した距離を用いてシャードキーを生成する場合、必要に応じて顔照合ノード２３の数を増加させてもよい。

【0043】

第４実施形態によれば、入力顔画像からマスク及びサングラスを検出した結果に基づき、その入力顔画像に写っている顔のパーツを用いてシャードキーを算出するので、シャードキーによる分散処理を安定化することができる。なお、この点以外は、第４実施形態は第１実施形態と同様である。

【0044】

＜第５実施形態＞
次に、第５実施形態について説明する。第５実施形態では、顔画像に含まれるパーツにより規定される複数の線分を、予め決められた優先順位に従ってシャードキーの算出に使用する。図９は、顔画像に含まれるパーツにより規定される複数の線分について、優先順位を規定した第３のテーブルの例である。演算部２１は、入力顔画像に写っている顔のパーツを検出し、図９に示す優先順位に従って使用可能な線分の長さを用いてシャードキーを算出する。

【0045】

いま、シャードキーとして２つの線分の長さの比を用いるものとする。例えば、入力顔画像に顔の全てのパーツが写っている場合、演算部２１は、図９に示す優先順位に従い、距離（２）と距離（３）の比をシャードキーとして算出する。一方、入力顔画像に目の付近が写っていない場合、演算部２１は、図９に示す優先順位に従い、目の位置を使用しない距離（６）と距離（７）の比をシャードキーとして算出する。なお、上記のように選択した距離を用いてシャードキーを生成する場合、必要に応じて顔照合ノード２３の数を増加させてもよい。

【0046】

第５実施形態によれば、入力顔画像に写っている複数の顔のパーツから優先順位に従って距離を選択してシャードキーを算出するので、シャードキーによる分散処理を安定化することができる。なお、この点以外は、第５実施形態は第１実施形態と同様である。

【0047】

＜第６実施形態＞
次に、第６実施形態について説明する。図１０は、第６実施形態に係る顔認証装置５０の機能構成を示すブロック図である。顔認証装置５０は、複数の照合手段５１と、取得手段５２と、シャードキー算出手段５３と、認証手段５４とを備える。複数の照合手段５１は、複数の顔に対応する複数の顔特徴量をシャードキーの値に基づいてそれぞれ振り分けて記憶している。取得手段５２は、入力顔画像を取得する。シャードキー算出手段５３は、入力顔画像から、各々が顔の特徴点により規定される複数の線分を抽出し、当該複数の線分の比をシャードキーとして算出する。認証手段５４は、算出されたシャードキーの値に対応する照合手段を用いて、入力顔画像の認証を行う。

【0048】

図１１は、第６実施形態による顔認証処理のフローチャートである。まず、取得手段５２は、入力顔画像を取得する（ステップＳ３１）。次に、シャードキー算出手段５３は、入力顔画像から、各々が顔の特徴点により規定される複数の線分を抽出し、当該複数の線分の比をシャードキーとして算出する（ステップＳ３２）。そして、認証手段５４は、複数の顔に対応する複数の顔特徴量をシャードキーの値に基づいてそれぞれ振り分けて記憶した複数の照合手段のうち、算出されたシャードキーの値に対応する照合手段を用いて、入力顔画像の認証を行う（ステップＳ３３）。

【0049】

第６実施形態によれば、入力顔画像から、各々が顔の特徴点により規定される複数の線分を抽出し、当該複数の線分の比をシャードキーとして使用するので、顔画像からシャードキーを安定して生成することができ、顔認証の分散処理を安定的に行うことが可能となる。

【0050】

＜第７実施形態＞
ある時点において、全特徴量ＤＢ２５に記憶されている登録済特徴量を複数の顔照合ノード２３に振り分けて記憶した後、登録済人物が増加した場合には、各顔照合ノード２３に記憶している登録済特徴量の数に偏りが生じることがある。その場合には、全特徴量ＤＢ２５に記憶されている登録済特徴量を複数の顔照合ノード２３に振り分けし直す処理、即ち更新処理を行ってもよい。

【0051】

また、登録済人物の増加に伴って、顔照合ノード２３の数を増加させてもよい。例えば、ある時点で図３に例示するように登録済特徴量を４つの顔照合ノード２３に振り分けて記憶していたとする。その後、登録済人物が増加し、全特徴量ＤＢ２５における登録済特徴量の総数が所定の基準数を超えたような場合、顔照合ノード２３を１つ増加し、そのときの全ての登録済特徴量を５つの顔照合ノード２３に振り分けし直してもよい。

【0052】

＜第８実施形態＞
上記の第１～第７実施形態は、この開示の手法を顔認証に適用しているが、例えば、指紋認証、手の静脈認証、掌紋認証など、手に関する生体認証にも適用することができる。なお、手の静脈認証及び掌紋認証については、手全体の撮影画像を取得できることが前提となる。この場合、例えば、５指それぞれの指の付け根から指先までの距離の比率や、特定の指の第１関節と第２関節の間の長さと指の長さとの比率、などをシャードキーとして用いることで、上記の実施形態と同様の処理を実行することができる。

【0053】

上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。

【0054】

（付記１）
複数の顔に対応する複数の顔特徴量をシャードキーの値に基づいてそれぞれ振り分けて記憶した複数の照合手段と、
入力顔画像を取得する取得手段と、
前記入力顔画像から、各々が顔の特徴点により規定される複数の線分を抽出し、当該複数の線分の比をシャードキーとして算出するシャードキー算出手段と、
算出されたシャードキーの値に対応する照合手段を用いて、前記入力顔画像の認証を行う認証手段と、
を備える顔認証装置。

【0055】

（付記２）
前記シャードキーは、顔画像における両目を結ぶ線分の長さと、上唇から前記線分に下した垂線の長さとの比である付記１に記載の顔認証装置。

【0056】

（付記３）
前記線分は、左右のいずれかの耳の穴と瞳孔中心とを結ぶ線分、両目を結ぶ線分、上唇から両目を結ぶ線分に下した垂線、鼻先から両目を結ぶ線分に下した垂線、顎先から両目を結ぶ線分に下した垂線、鼻先と顎先を結ぶ線分、下唇と顎先を結ぶ線分、左右のいずれかの耳の穴と鼻先を結ぶ線分、目から、左右のいずれかの耳の穴と鼻先を結ぶ線分に下した垂線、のいずれかである付記１に記載の顔認証装置。

【0057】

（付記４）
顔画像のパン、ロール及びチルトの量に対応して、シャードキーの算出に使用すべき線分の長さを規定した第１のテーブルを備え、
前記シャードキー算出手段は、前記入力顔画像のパン、ロール及びチルトの量を算出し、前記第１のテーブルを参照して使用すべき線分を決定してシャードキーを算出する付記１乃至３のいずれか一項に記載の顔認証装置。

【0058】

（付記５）
顔画像がマスク及びサングラスの少なくとも一方を含む場合にシャードキーとして使用すべき線分の長さを規定した第２のテーブルを備え、
前記シャードキー算出手段は、前記入力顔画像がマスク及びサングラスを含むか否かを検出し、前記第２のテーブルを参照して使用すべき線分を決定してシャードキーを算出する付記１乃至３のいずれか一項に記載の顔認証装置。

【0059】

（付記６）
顔の特徴点により規定される複数の線分の優先順位を示す第３のテーブルを備え、
前記シャードキー算出手段は、前記入力顔画像に含まれる特徴点により規定される複数の線分から、前記優先順位の高い複数の線分を選択してシャードキーを算出する付記１乃至３のいずれか一項に記載の顔認証装置。

【0060】

（付記７）
前記入力顔画像から特徴量を抽出する特徴量抽出手段を備え、
前記認証手段は、前記入力顔画像から抽出された特徴量と、前記照合手段に記憶されている特徴量とを照合する付記１乃至６のいずれか一項に記載の顔認証装置。

【0061】

（付記８）
記憶手段に記憶されている前記複数の顔の特徴量を、前記シャードキーに基づき前記複数の照合手段に振り分けて記憶させる記憶制御手段をさらに備える付記１乃至７のいずれか一項に記載の顔認証装置。

【0062】

（付記９）
入力顔画像を取得し、
前記入力顔画像から、各々が顔の特徴点により規定される複数の線分を抽出し、当該複数の線分の比をシャードキーとして算出し、
複数の顔に対応する複数の顔特徴量をシャードキーの値に基づいてそれぞれ振り分けて記憶した複数の照合手段のうち、算出されたシャードキーの値に対応する照合手段を用いて、前記入力顔画像の認証を行う顔認証方法。

【0063】

（付記１０）
入力顔画像を取得し、
前記入力顔画像から、各々が顔の特徴点により規定される複数の線分を抽出し、当該複数の線分の比をシャードキーとして算出し、
複数の顔に対応する複数の顔特徴量をシャードキーの値に基づいてそれぞれ振り分けて記憶した複数の照合手段のうち、算出されたシャードキーの値に対応する照合手段を用いて、前記入力顔画像の認証を行う処理をコンピュータに実行させるプログラムを記録した記録媒体。

【0064】

以上、実施形態及び実施例を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態及び実施例に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

【符号の説明】

【0065】

５ 端末装置
１２ プロセッサ
２０ データ取得部
２１ 演算部
２２ 判定部
２３ 顔照合ノード
２４ キャッシュメモリ
２５ 全特徴量ＤＢ
２６ 結果出力部
１００ 顔認証サーバ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】