伪装检测装置及伪装检测方法

专利名称：伪装检测装置及伪装检测方法
技术领域：
本发明涉及到一种伪装检测装置，用于判定人物认证中的对象物是否是特定的人物，检测出该对象物是伪装成特定人物的非特定人物，特别涉及到一种通过包括脸的一部分或者全部的头部来进行人物认证时检测出伪装的伪装检测装置、及伪装检测方法。
背景技术：
以往，具有检测出认证对象物是伪装成特定人物的物体的功能的伪装检测装置，在发生利用拍摄了特定人物的脸部照片来伪装成特定人物的行为、及利用模仿特定人物的头部立体模型来伪装成特定人物的行为的情况下，检测出该脸部照片及立体模型是伪装成特定人物的物体。
具体而言，如特开2002-236666号公报中所述的个人认证装置，从作为认证对象物的拍摄对象人物的横方向进行照明，测量侧脸的轮廓的凹凸，根据轮廓是否是垂直线来判断其是否是伪装的。
并且，如特开平4-242106号公报所述的脸部认证装置所示，用照相机拍摄投射了条纹图样的光的拍摄对象物的脸部，根据拍摄所得的图像数据测量拍摄对象物的脸部的三维形状，根据该测量结果判断是否是伪装的。
进一步，如特开2002-117377号公报所述的个人认证系统所示，根据认证装置的位置信息和认证对象物的位置信息判断是否是伪装的。
但是上述现有的伪装检测装置包括如下所述的多个问题中的至少一个。
首先，在上述现有技术中，存在难于高精度且稳定地进行伪装检测的问题。例如在上述个人认证装置中，可以在LCD(液晶显示装置)等图像显示装置中人为地显示具有轮廓的其他人的脸部，可以通过将显示在该图像形成装置中的图像拍摄到个人认证装置中回避伪装检测。因此伪装检测的精度下降，难于进行稳定的伪装检测。
并且，在上述现有技术中，存在需增加被拍摄者负担的问题。例如在上述个人认证装置中，是一种通过测量侧脸的轮廓的凹凸并根据轮廓是否是垂直线来进行判断的方法，由于需要从被拍摄者的横方向以使图像获得充足的边缘的强度的照明进行照射，因此对被拍摄者而言是十分眩晕的。即，对被拍摄者的眼睛造成很大负担。特别是在自然照明下进行认证时，需要更强的光照射，被拍摄者的负担变得更加明显。
并且，在上述现有技术中，存在为了进行高精度的伪装检测而需要复杂的处理、从而使用于伪装检测的控制负担变大的问题。例如在上述脸部认证装置中，由于用于测量拍摄对象物的脸部的三维形状的处理是复杂的，因此处理负担变大。
进一步，在上述现有的技术中，存在为了进行高精度的伪装检测而需要高价装置的问题。例如在上述个人认证系统中，需要进行位置测定的GPS接收机等，成本变大。并且，在上述脸部的认证装置中，由于需要具有测量拍摄对象物脸部的三维形状的功能的装置，所以成本很高。
本发明的目的在于解决上述问题，以进行稳定、高精度的伪装检测。并且，本发明的目的还在于不使被拍摄者增加负担地进行伪装检测。进一步，本发明的目的在于减轻用于伪装检测的控制负担，进行廉价的、高精度的伪装检测。

发明内容
为了解决上述问题，本发明中的伪装检测装置，为了用于判定对象物是否是特定人物，检测出该对象物是伪装成上述特定人物的非特定人物，其特征在于，具有对象物信息取得单元(例如人物测量部2)，包括发光体(例如带过滤器的照明22所具有的灯)，向上述对象物照射光，并且向该对象物投影预定的图样；过滤器(例如带过滤器的照明22所具有的过滤器)，被配置在上述发光体的光源的附近，透过由该发光体照射的光；和对象物图像取得单元(例如图像输入部23)，对由上述发光体的发光而投影预定的图样的对象物进行拍摄，并取得表示对象物的对象物图像数据；存储单元(例如存储装置4)，具有存储上述对象物图像数据的图像存储单元(例如图像存储部41)；数据处理单元(例如数据处理装置3)，具有伪装判定单元(例如伪装判定部31)，判定上述对象物是否是上述非特定人物，其中，上述伪装判定单元通过比较上述对象物图像数据所示的对象物图像的脸部区域中出现的图样与上述预定的图样，判断上述对象物是否是平面形状(例如步骤S33)，如果是平面形状则判定为非特定人物(例如步骤S35)。
如上所述，由于通过比较投影到对象物上的图样和出现在对象物上的图样，确认对象物是平面形状的还是立体形状的，根据该确认结果进行伪装判定，因此当利用了照片、图像显示装置这样的显示伪装脸部的平面形状的物体时，可以判定其为伪装。
优选的是，数据处理单元具有脸部检测单元(例如脸部检测部32)，检测对象物图像数据所表示的对象物图像的脸部区域，伪装判定单元，利用在脸部检测单元检测出的脸部区域中出现的图样，判定对象物是否是平面形状。
如上所述，如果是设有脸部检测单元的结构，可容易地检测出对象物的脸部区域，并可切实地执行伪装检测。
优选的是，过滤器上描绘有条纹图样，该条纹图样将遮断光的透过的多条直线平行排列，伪装判定单元，通过比较在对象物图像数据所示的对象物图像的脸部区域中出现的图样、与将直线平行排列的条纹图样(例如步骤S33)，判定对象物是否是平面形状(例如步骤S34)。
如上所述，如果是使用描绘有将多条直线平行排列的条纹图样的过滤器的结构，则可通过投射的图样更为正确地判断对象物有无凹凸。
优选的是，对象物信息取得单元具有过滤器旋转控制单元(例如照明控制部22a)，为了使投影到对象物的图样发生变化而使过滤器旋转，过滤器旋转控制单元随机地选择上述过滤器的旋转角度并使之旋转(例如步骤S71)，伪装判定单元，判定在脸部检测单元检测出的脸部区域中出现的图样的旋转角度是否正确(例如步骤S86)，如果不正确则判定为非特定人物(例如步骤S85)。
如上所述，如果是使过滤器仅以随机选择的旋转角度进行旋转的结构，则可增加伪装图像生成的难度，并提高伪装检测的精度。
优选的是，对象物信息取得单元具有描绘有不同图样的多个过滤器(例如多个附带过滤器的照明22b所具有的过滤器)；和过滤器切换控制单元(例如照明控制部21b)，执行用于向对象物投影图样的过滤器的切换处理，过滤器切换控制单元随机选择多个过滤器中的任意一个并执行切换处理(例如步骤S121)，伪装判定单元，判定出现在对象物的脸部区域的图样是否是在由过滤器切换控制单元选择并切换的过滤器上描绘的图样(例如步骤S123)，当不是在该过滤器上描绘的图样时判定为非特定人物。
如上所述，如果是通过随机选择过滤器来随机地选择投影的图样的结构，则可增加伪装图像生成的难度，并提高伪装检测的精度。
优选的是，对象物信息取得单元具有以不同颜色描绘了图样的多个过滤器(例如附带颜色过滤器的照明22c所具有的过滤器)；和过滤器切换控制单元(例如照明控制部22c)，执行用于向对象物投影图样的过滤器的切换处理，过滤器切换控制单元随机选择多个过滤器中的任意一个并执行切换处理(例如步骤S141)，伪装判定单元，判定出现在对象物的脸部区域的图样是否是在由过滤器切换控制单元选择并切换的过滤器上描绘的图样颜色(例如步骤S154)，当不是该过滤器上描绘的图样颜色时判定为非特定人物(例如步骤S155)。
如上所述，如果是通过随机选择过滤器来随机地选择投影的图样颜色的结构，则可增加伪装图像生成的难度，并提高伪装检测的精度。
优选的是，对象物信息取得单元具有与对象物图像取得单元相邻配置的距离传感器(例如距离传感器24)，存储单元具有特征存储单元(例如特征存在部42)，预先存储表示对象物图像取得单元和特定人物的适当的距离的距离信息，距离传感器测量对象物图像取得单元和对象物的距离(例如步骤S181)，伪装判定单元，通过比较由距离传感器测量的距离和上述距离信息所表示的距离，判定对象物图像取得单元和对象物之间的距离是否处于适当的范围内(例如步骤S192)，如果在适当范围以外，则判定为非特定人物(例如步骤S193)。
如上所述，如果是当对象物图像取得单元和对象物的距离不处于正确范围时判断为伪装的结构，则可不进行图像处理而高效地进行伪装判断。
优选的是，对适当范围预先确定下限距离(例如在步骤S192中被比较的阈值所示的距离)，伪装判定单元，在对象物图像取得单元和对象物之间的距离低于上述下限距离时，判定为非特定人物。
如上所述，如果是对适当范围确定下限距离的结构，则可在存在距离对象物图像取得单元过近的位置上的对象物时，判断为伪装。
优选的是，对适当范围预先确定上限距离，伪装判定单元，在对象物图像取得单元和对象物之间的距离高于上述上限距离时，判定为非特定人物。
如上所述，如果是对适当范围确定上限距离的结构，则可在存在距离对象物图像取得单元过远的位置上的对象物时，判断为伪装。
优选的是，对象物信息取得单元具有与对象物图像取得单元相邻配置的物体检测传感器(例如物体检测存储器25)，物体检测传感器检测比对象物图像取得单元和特定人物之间的适当距离还近的对象物，存储单元具有特征存储单元(例如特征存储部42)，存储物体检测传感器的检测结果，伪装判定单元(例如伪装判定部31e)，判定是否由物体检测传感器检测到了对象物，当检测到时判定为非特定人物。
如上所述，如果是利用物体检测传感器检测位于比适当距离近的位置上的对象物的结构，则在距对象物图像取得单元过近的位置上存在对象物时可判断为伪装。
优选的是，对象物信息取得单元具有重量测量器(例如体重计26)，其被设置在进行对象物是否是特定人物的判定时该对象物所处的预先确定的预定位置上，存储单元具有特征存储单元(例如特征存储部42)，其为了判定是否是特定人物而存储预先注册的人物各自的体重信息，重量测量器测量位于预定位置的对象物的重量(例如步骤S221)，伪装判定单元，通过比较由重量测量器所测量的对象物的重量和存储在特征存储单元中的上述体重信息(例如步骤S222)，判定对象物的重量是否处于允许重量范围以内(例如步骤S223)，如果在允许重量范围以外则判定为非特定人物(例如步骤S224)。
如上所述，如果是在对象物的重量为允许重量范围以外时判断为伪装的结构，则可不进行图像处理而高效地进行伪装判断。
优选的是，伪装判定单元，在确定了存储在特征存储单元中的体重信息中包括从最高重量到最低重量的范围的允许重量范围后，判定对象物的重量是否处于允许重量范围以内。
如上所述，如果是事先决定允许重量范围的结构，则可在体重信息发生变更时进行迅速的对应，可高精度地进行伪装判断。
优选的是，对象物信息取得单元具有从后方向对象物照射光的后方发光体(例如后方照明27)，对象物图像取得单元，对由后方发光体的发光而从后方被光照射的对象物进行拍摄，并取得表示逆光状态的对象物的逆光图像数据(例如步骤S262)，伪装判定单元，通过提取由对象物图像取得单元取得的逆光图像数据所表示的逆光图像中亮度值为预定值以下的区域，将该逆光图像中的对象物区域从背景区域分离(例如步骤S272)，判定对象物区域和背景区域的分界线的形状是否是人类的头部形状(例如步骤S275)，如果不是人类的头部形状，则判定为非特定人物(例如步骤S276)。
如上所述，如果是利用逆光图像数据进行伪装判断的结构，则在对象物为特定人物时不向该特定人物视野内照射强光而进行伪装检测，因此可不向人增加较大负担地进行伪装判断。
优选的是，伪装判定单元，根据对象物区域和背景区域的分界线的形状是否为近似椭圆的形状，判定是否是人类的头部形状(例如步骤S275)。
如上所述，如果是在近似椭圆形状时判断为头部形状，则可对利用非椭圆状的、例如长方形状照片、图像显示装置等的伪装行为高精度地进行检测。
优选的是，伪装判定单元，求得对象物区域的宽度(例如步骤S273)，根据该对象物区域和背景区域的分界线的形状是否是近似于以上述对象物区域的宽度为短径的椭圆的形状，来判定是否是人类的头部形状。
如上所述，如果是与以对象物区域的宽度为短径的椭圆近似的形状则判定为头部形状的结构，则可高精度地判定是否是人类的头部形状，并可高精度地检测出伪装行为。
优选的是，对象物信息取得单元具有二个对象物图像取得单元(例如图像输入部25A、25B)，伪装判定单元，利用二个对象物图像取得单元的视差做成对象物的距离图像(例如步骤S323)，判定距离图像中的已知脸部区域的形状是否是平面形状(例如步骤S324)，当是平面形状时，判定为非特定人物(例如步骤S326)。
如上所述，如果是利用距离图像进行伪装判定的结构，则可切实地检测出利用了平面形状物体的伪装行为。
优选的是，对象物信息取得单元具有二个对象物图像取得单元(例如图像输入部25A、25B)，数据处理单元具有脸部检测单元(例如脸部检测部32)，检测由伪装判定单元做成的距离图像的脸部区域，伪装判定单元，利用二个对象物图像取得单元的视差做成对象物的距离图像(例如步骤S323)，判定脸部检测单元检测出的上述距离图像中脸部区域的形状是否是平面形状(例如步骤S324)，如果是平面形状则判定为非特定人物(例如步骤S326)。
如上所述，如果是利用距离图像进行伪装判定的结构，则可切实地检测出利用了平面形状的物体的伪装行为。
优选的是，二个对象物图像取得单元分别水平设置，二个对象物图像取得单元中的一个被配置在对象物的正面。
如上所述，如果是将一个对象物图像取得单元配置在对象物的正面的结构，则可将该一个对象物图像取得单元同时兼用于认证处理所用的图像取得单元，从而可以低成本地构成脸部认证装置。
对象物信息取得单元具有三个或三个以上的对象物图像取得单元，伪装判定单元，从三个或三个以上的对象物图像取得单元中选择二个对象物图像取得单元，利用该选择的二个对象物图像取得单元的视差做成对象物的距离图像，判定距离图像中的已知脸部区域的形状是否是平面形状，如果是平面形状则判定为非特定人物。
如上所述，如果是从多个对象物图像取得单元中选择二个对象物图像取得单元的结构，则可切实地做成距离图像，并切实地检测出利用了平面形状物体的伪装行为。
优选的是，对象物信息取得单元具有三个或三个以上的对象物图像取得单元，数据处理单元具有脸部检测单元，检测由伪装判定单元做成的距离图像的脸部区域，伪装判定单元，从上述三个或三个以上的对象物图像取得单元中选择二个对象物图像取得单元，利用该选择的二个对象物图像取得单元的视差做成对象物的距离图像，判定脸部检测单元检测出的距离图像中脸部区域的形状是否是平面形状，如果是平面形状则判定为非特定人物。
如上所述，如果是从多个对象物图像取得单元中选择二个对象物图像取得单元的结构，则可切实地做成距离图像，并切实地检测出利用了平面形状物体的伪装行为。
优选的是，对于对象物图像取得单元，使用拍摄近红外区域波长的图像输入单元(例如近红外图像输入部23i)，发光体(例如过滤器附近的红外照明22i所具有的发光体)的光源照射近红外区域波长的光。
如上所述，如果是照射近红外区域波长的光的结构，由于是人类看不到的图样，因此可使伪装检测的方法无法获知。
并且，本发明的伪装检测装置，为了用于判定对象物是否是特定人物，检测出该对象物是伪装成上述特定人物的非特定人物，其特征在于，具有对象物信息取得单元(例如人物测量部2d)，包括对象物图像取得单元(例如图像输入部23)，拍摄对象物并取得表示对象物的对象物图像数据；和距离传感器(例如距离传感器24)，与上述对象物图像取得单元相邻配置；存储单元(例如存储装置4d)，包括图像存储单元(例如图像存储部41)，存储上述对象物图像数据；和特征存储单元(例如特征存储部42)，预先存储表示对象物图像取得单元和特定人物之间的适当距离的距离信息；以及数据处理单元(例如数据处理装置3d)，具有伪装判定单元(例如伪装判定部31d)，判定对象物是否是上述非特定人物，其中，距离传感器测量对象物图像取得单元和对象物的距离(例如步骤S181)，伪装判定单元，通过比较由距离传感器测量的距离和距离信息所示的距离，判定对象物图像取得单元和对象物之间的距离是否处于适当的范围内(例如步骤S192)，当处于适当的范围以外时判定为非特定人物(例如步骤S193)。
如上所述，如果是对象物图像取得单元和对象物的距离不处于适当范围时判断为伪装的结构，则可不进行图像处理而高效地进行伪装判断。
并且，本发明的伪装检测装置，为了用于判定对象物是否是特定人物，检测出该对象物是伪装成上述特定人物的非特定人物，其特征在于，具有对象物信息取得单元(例如人物测量部2e)，包括对象物图像取得单元(例如图像输入部23)，拍摄对象物并取得表示对象物的对象物图像数据；和物体检测传感器(例如物体检测传感器25)，与对象物图像取得单元相邻配置；存储单元(例如存储装置4e)，具有图像存储单元(例如图像存储部41)，存储对象物图像数据；特征存储单元(例如特征存在部42)，存储物体检测传感器的检测结果；以及数据处理单元(例如数据处理装置4e)，具有伪装判定单元(例如伪装判定部31e)，判定对象物是否是非特定人物，其中，物体检测传感器，检测比对象物图像取得单元和特定人物的适当距离还近的对象物，伪装判定单元，判定是否由物体检测传感器检测出对象物，当检测出时判定为非特定人物。
如上所述，如果是利用物体检测传感器检测位于比适当距离还近的位置的对象物的结构，则可在存在位于对象物图像取得单元过近的位置的对象物时判断为伪装。
并且，本发明的伪装检测装置，为了用于判定对象物是否是特定人物，检测出该对象物是伪装成特定人物的非特定人物，其特征在于，具有对象物信息取得单元(例如人物测量部2g)，包括后方发光体(例如后方照明27)，从后方向对象物照射光；和对象物图像取得单元(例如图像输入部23)，对由后方发光体的发光而从后方被光照射的对象物进行拍摄，并取得表示逆光状态的对象物的逆光图像数据；存储单元(例如存储装置4)，具有图像存储单元(例如图像存储部41)，存储逆光图像数据；和数据处理单元(例如数据处理装置3g)，具有伪装判定单元(例如伪装判定部31g)，判定对象物是否是非特定人物，其中，伪装判定单元，通过提取由对象物图像取得单元取得的逆光图像数据所表示的逆光图像中亮度值为预定值以下的区域，将该逆光图像中的对象物区域从背景区域分离(例如步骤S272)，判定对象物区域和背景区域的分界线的形状是否是人类的头部形状(例如步骤S275)，如果不是人类的头部形状，则判定为非特定人物(例如步骤S276)。
如上所述，如果是利用逆光图像数据进行伪装判定的结构，在对象物为特定人物时，可以不向该特定人物的视野照射强光地进行伪装检测，因此可不对人物造成负担地进行伪装判定。
并且，本发明的伪装检测装置，为了用于判定对象物是否是特定人物，检测出该对象物是伪装成特定人物的非特定人物，其特征在于，具有对象物信息取得单元(例如人物测量部2h)，具有二个拍摄对象物并取得表示对象物的对象物图像数据的对象物图像数据取得单元(例如图像输入部23A、23B)；存储装置(例如存储装置4)，具有图像存储单元(例如图像存储部41)，存储对象物图像数据；和数据处理单元(例如数据处理装置3h)，具有伪装判定单元(伪装判定部31h)，判定对象物是否是上述非特定人物，其中，伪装判定单元，利用上述二个对象物图像取得单元的视差做成对象物的距离图像(例如步骤S323)，判定距离图像中的已知脸部区域的形状是否是平面形状(例如步骤S325)，当是平面形状时，判定为非特定人物(例如步骤S326)。
如上所述，如果是利用距离图像进行伪装判定的结构，则可切实地检测出利用了平面形状的物体的伪装行为。
并且，本发明的伪装检测方法，为了用于判定对象物是否是特定人物，检测出该对象物是伪装成特定人物的非特定人物，其特征在于，具有以下步骤向对象物照射透过了描绘有预定图样的过滤器(例如附带过滤器的照明所具有的过滤器)的光，并向该对象物投影图样的步骤(例如步骤S21)；拍摄投影了预定图样的对象物并取得表示对象物的对象物图像数据的步骤(例如步骤S21)；和通过比较在对象物图像数据所表示的对象物图像的脸部区域中出现的图样、与预定的图样，判定对象物是否是平面形状，当是平面形状时判定为非特定人物的步骤(例如步骤S31～步骤S35)。
如上所述，通过比较投影到对象物的图样和对象物中所出现的图样，确认对象物是平面形状物体还是立体形状的物体，根据该确认结果进行伪装判定，因此当使用了照片、图像显示装置等显示了伪装脸部的平面形状的物体时，可判定为伪装。
并且，本发明的伪装检测方法，为了用于判定对象物是否是特定人物，检测出该对象物是伪装成特定人物的非特定人物，其特征在于，具有以下步骤执行测量处理的步骤(例如步骤S181)，测量用于对象物的拍摄的对象物图像取得单元和对象物的距离；和执行伪装判定处理的步骤(例如步骤S182)，判定对象物是否是非特定人物，其中，伪装判定处理，通过比较由测量处理所测量的距离与预先设定的对象物图像取得单元和特定人物的适当的距离，判定对象物图像取得单元和对象物的距离是否处于适当范围内(例如步骤S192)，如果在适当范围以外则判定为非特定人物(例如步骤S193)。
如上所述，如果是对象物图像取得单元和对象物的距离不处于适当范围时判定为伪装的结构，可不进行图像处理而高效地进行伪装判定。
并且，本发明的伪装检测方法，为了用于判定对象物是否是特定人物，检测出该对象物是伪装成特定人物的非特定人物，其特征在于，具有以下步骤执行检测处理的步骤(例如通过物体检测传感器25来执行)，检测比用于对象物的拍摄的对象物图像取得单元和特定人物之间的适当距离还近的对象物；和执行伪装判定处理的步骤(例如由伪装判定部31e执行)，判定对象物是否是上述非特定人物，其中，伪装判定处理判定是否由检测处理检测出对象物，当检测出时判定为非特定人物。
如上所述，如果是检测位于比适当位置还近的位置的对象物的结构，则当在位于离对象物图像取得单元过近的位置上存在对象物时，可判定为伪装。
并且，本发明的伪装检测方法，为了用于判定对象物是否是特定人物，检测出该对象物是伪装成特定人物的非特定人物，其特征在于，具有以下步骤执行对象物图像取得处理的步骤(例如步骤S262)，对由从后方向对象物照射光的后方发光体的发光而从后方被光照射的对象物进行拍摄，并取得表示逆光状态的对象物的逆光图像数据；和执行伪装判定处理的步骤(例如步骤S263)，判定对象物是否是非特定人物，其中，伪装判定处理，通过提取由对象物图像取得单元取得的逆光图像数据所表示的逆光图像中亮度值为预定值以下的区域，将该逆光图像中的对象物区域从背景区域分离(例如步骤S272)，判定对象物区域和背景区域的分界线的形状是否是人类的头部形状(例如步骤S275)，如果不是人类的头部形状，则判定为非特定人物(例如步骤S276)。
如上所述，如果是利用逆光图像数据进行伪装判定的结构，则在对象物为特定人物时，可不向该特定人物的视野内照射强光而检测出伪装，因此可不对人体造成负担地进行伪装判定。
进一步，本发明的伪装检测方法，为了用于判定对象物是否是特定人物，检测出该对象物是伪装成特定人物的非特定人物，其特征在于，具有执行对象物图像取得处理的步骤(例如步骤S311)，从不同的二个方向拍摄对象物，并取得表示对象物的二个对象物图像数据；和执行伪装判定处理的步骤(例如步骤S312)，判定对象物是否是非特定人物，其中，伪装判定处理，利用执行对象物图像取得处理的二个对象物图像取得单元的视差做成对象物的距离图像(例如步骤S323)，判定距离图像中的已知脸部区域的形状是否是平面形状(例如步骤S324)，当是平面形状时，判定为非特定人物(例如步骤S326)。
如上所述，如果是利用距离图像进行伪装判断的结构，则可切实地检测出利用了平面形状的物体的伪装行为。


图1是表示本发明的第一实施例中脸部认证装置的结构的例子的框图。
图2是表示本发明的第一实施例中脸部认证处理的例子的流程图。
图3是表示本发明中的第一实施例中伪装判定处理的例子的流程图。
图4是表示在本发明的第一实施例的伪装判定处理中所提取的条纹图样的例子的说明图。
图5是表示在本发明的第一实施例的伪装判定处理中所提取的条纹图样的例子的说明图。
图6是表示本发明的第一实施例中伪装判定处理的具体示例的流程图。
图7是表示本发明的第二实施例中脸部认证装置的结构的例子的框图。
图8是表示本发明的第二实施例中脸部认证处理的例子的流程图。
图9是表示本发明的第二实施例中伪装判定处理的例子的流程图。
图10是表示在本发明的第二实施例的伪装判定处理中所提取的条纹图样的例子的说明图。
图11是表示在本发明的第二实施例的伪装判定处理中所提取的条纹图样的例子的说明图。
图12是表示在本发明的第二实施例的伪装判定处理中所提取的条纹图样的例子的说明图。
图13是表示本发明的第二实施例中伪装判定处理的具体示例的流程图。
图14是表示本发明的第三实施例中脸部认证装置的结构的例子的框图。
图15是表示本发明的第三实施例中脸部认证处理的例子的流程图。
图16是表示本发明的第四实施例中脸部认证装置的结构的例子的框图。
图17是表示本发明的第四实施例中脸部认证处理的例子的流程图。
图18是表示本发明第四实施例中伪装判定处理的例子的流程图。
图19是表示本发明的第四实施例中伪装判定处理的具体例子的流程图。
图20是表示本发明的第五实施例中脸部认证装置的结构的例子的框图。
图21是表示本发明的第五实施例中脸部认证处理的例子的流程图。
图22是表示本发明的第五实施例中伪装判定处理的例子的流程图。
图23是表示本发明的第六实施例中脸部认证装置的结构的例子的框图。
图24是表示本发明的第七实施例中脸部认证装置的结构的例子的框图。
图25是表示本发明的第七实施例中脸部认证处理的例子的流程图。
图26是表示本发明的第七实施例中伪装判定处理的例子的流程图。
图27是表示本发明的第八实施例中脸部认证装置的结构的例子的框图。
图28是表示本发明的第八实施例中后方照明的设置位置的例子的说明图。
图29是表示本发明的第八实施例中脸部认证处理的例子的流程图。
图30是表示本发明的第八实施例中伪装判定处理的例子的流程图。
图31是表示本发明的第八实施例中伪装判定处理的具体例子的流程图。
图32是用于说明本发明的第八实施例中在伪装判定处理中求区域宽度的处理的说明图。
图33是表示本发明的第九实施例中脸部认证装置的结构的例子的框图。
图34是表示本发明的第九实施例中脸部认证处理的例子的流程图。
图35是表示本发明的第九实施例中伪装判定处理的例子的流程图。
图36是表示本发明的第九实施例中伪装判定处理的具体例子的流程图。
图37是表示本发明的第十实施例中脸部认证装置的结构的例子的框图。
具体实施例方式
以下，参照附图对本发明的实施例进行说明。
(实施例1)图1是表示含有本发明的伪装检测装置的第一实施方式的脸部认证装置1的结构例的框图。脸部认证装置1具有人物测量部2、数据处理装置3、和存储装置4。脸部认证装置1是具有以下功能的装置将表示认证对象物(拍摄对象物)脸部区域(是指眼、鼻、口等人物脸部的部分区域、人物脸部的全部区域、或者包括人物的脸部及其周边的区域)的图像，与表示特定人物脸部区域的图像进行比较，当判定表示相互的脸部区域的图像近似为可判断为同一人物的程度时，认证认证对象物为特定人物。
人物测量部2具有对拍摄对象物进行测量的功能(拍摄功能)、及将测量所获得的测量值(例如通过拍摄得到的图像数据)输出到存储装置4的功能。人物测量部2具有照明控制部21、附带过滤器的照明22、和图像输入部23。
照明控制部21具有控制附带过滤器的照明22使灯点亮/熄灭的功能。附带过滤器的照明22具有作为照明的光源；和过滤器，描绘有将直线并列的条纹图样。对于附带过滤器的照明22的光源，例如使用安装有过滤器的卤素灯。安装在附带过滤器的照明22上的过滤器，被安装在通过点亮照明向拍摄对象物投影图样的位置上。该过滤器上，通过不会透过卤素灯的灯光的墨水、描绘有将直线平行排列的条纹图样。
图像输入部23执行以下处理，在附带过滤器的照明22点亮时对拍摄对象物进行拍摄，将获得的图像数据输出到存储装置4并存储在图像存储部41中。对于图像输入部23，例如使用CCD照相机。此外，作为图像输入部23，也可使用数码照相机、数码摄像机等图像拍摄装置。
存储装置4，具有存储保持由人物测量部2测量的测量值的功能。存储装置4包含由RAM等存储介质构成的图像存储部4。图像存储部41例如由磁盘存储装置构成。
数据处理装置3，具有读入由存储装置4存储保持的数据、并判定是否利用认证对象物伪装成特定人物的功能(伪装判定功能)。数据处理装置3具有伪装判定部31、及脸部检测部32。对于数据处理装置3，例如使用个人计算机。该个人计算机具有作为伪装判定部31及脸部检测部32发挥作用的CPU(中央运算装置)。
脸部检测部32，具有读入存储在图像存储部41的图像数据、并确定图像数据所表示的图像中的脸部区域的功能。伪装判定部31具有以下功能读入存储在图像存储部41中的图像数据，根据由脸部检测部32确定的脸部区域的图像，判定是利用认证对象物伪装成特定人物、还是存在不是伪装的可能性。
并且，由脸部检测部32确定图像中的脸部位置的方法可以是任意的。例如，可以是以下方法预先由图像输入部23拍摄在拍摄位置上没有认证对象物时的图像(仅有背景的图像)并存储到图像存储部41，在拍摄完拍摄对象物后从图像存储部41读入仅有背景的图像和拍摄的图像，通过获取仅有背景的图像和拍摄的图像的差分，提取拍摄对象物的区域，将所提取的区域的上部区域(假设脸部所处位置的预先确定的上部的预定范围的区域)确定为脸部区域。或者也可以是以下方法从图像存储部41读入图像，通过提取图像中的肤色区域(肤色检测)检测出脸部区域。
图2是表示第一实施例中的脸部认证装置1所执行的脸部认证处理的例子的流程图。在脸部认证处理中，人物测量部2点亮附带过滤器的照明22并将条纹图样投影到拍摄对象物，由图像输入部23拍摄投影了条纹图样的拍摄对象物，将拍摄所得的图像数据输出到存储装置4并存储在图像存储部41(步骤S21)。
具体而言，在步骤S21中执行以下处理点亮设有过滤器的卤素灯(附带过滤器的照明22)并将图样投影到拍摄对象物，用CCD照相机(图像输入部23)拍摄投影有图样的拍摄对象物，将拍摄所得的图像数据存储到图像存储部41。
接着，脸部检测部32，从图像存储部41读入图像数据，检测出图像数据所示的图像的脸部区域，并将检测结果输出到伪装判定部31。伪装判定部31，从图像存储部41读入图像数据，利用脸部检测部32的检测结果确定图像数据所表示的图像中的脸部区域，判定认证对象物是否是伪装行为中所使用的物体(步骤S22)。即，在步骤S22中，利用由图像输入部23所拍摄的图像执行伪装判定处理。
并且，脸部认证装置1执行用于脸部认证的其他处理(步骤S23)。在步骤S23中，在伪装判定处理中判定是利用了认证对象物的伪装行为时，判定认证对象物不是特定人物，决定不将认证对象物认证为特定人物。另一方面，在伪装判定处理中判定存在不是利用了认证对象物的伪装行为的可能性时(无法否定可能是特定人物时)，对于认证对象物是否是特定人物进一步进行各种判定处理，决定是否将认证对象物认证为特定人物。并且由于上述各种判定处理和本发明没有直接关系，因此在此省略其详细说明。
图3是表示第一实施例中伪装判定处理(步骤S22)的例子的流程图。在伪装判定处理中，伪装判定部31，从图像存储部41读入表示投影有条纹图样的认证对象物的图像的图像数据(步骤S31)，提取读入的图像数据所表示的图像的脸部区域中出现的条纹图样(步骤S32)。
图4是表示认证对象物为拍摄了人物的照片或显示了人物的图像显示装置等平面状物体时所提取的条纹图样的例子的说明图。图5是表示认证对象物为人物自身等立体状时所提取的条纹图样的例子的说明图。即，当平面形状的物体上投影有将直线平行排列的条纹图样时，如图4所示，与投影的条纹图样同样的图样出现在认证对象物的脸部区域。此外，当立体形状的物体上投影有平行排列的条纹图样时，如图5所示，由于其立体形状的凹凸(例如鼻子等脸部中存在的凹凸)、直线被变形后的曲线进行排列的状态下的条纹图样，出现在认证对象物的脸部区域。在步骤S32中，根据认证对象物是平面形状还是立体形状，提取如图4所示的条纹图样或者如图5所示的条纹图样中的任意一种。
当提取出现在脸部区域中的条纹图样时，伪装判定部31判定位于图像中脸部区域的条纹是否是直线(步骤S33)。如果条纹是直线(步骤S34的否)，则可判定认证对象物是照片、图像显示装置这样的平面形状的物体，其至少不是人物自身，因此判定是伪装(步骤S35)。另一方面，当条纹不是直线时(步骤S34中为是)，则认证对象物是具有三维的凹凸形状的立体形状，有可能是人物自身，因此判定为存在不是伪装的可能(步骤S36)图6是表示第一实施例中伪装判定处理(步骤S22、图3的处理)中的判定条纹是否是直线的部分的处理(步骤S32～步骤S34)的具体例子的流程图。如图6所示，伪装判定部31，在步骤S31中，将从图像存储部41读入的图像数据所表示的图像，根据亮度值进行二值化(步骤S32a)。即，通过将图像二值化，提取出现在该图像的脸部区域中的条纹图样。
当提取出脸部区域中出现的条纹图样时，伪装判定部31，为了判定位于图像中脸部区域的条纹是否是直线，计算脸部区域中出现的条纹的曲率的平均C(步骤S33a)。
如果平均C低于预先设定的阈值(步骤S34a中为否)，则可判断认证对象物为照片、图像显示装置这样的平面状的物体，至少不是人物自身这样的立体形状，因此判定为伪装(步骤S35)。即，在该例中，当条纹曲率的平均C低于阈值时，判定该条纹为直线。
在步骤S34a中比较的阈值在本例子中作用在于，当曲率的平均C是可视为直线的程度的较小的值时判定为伪装。
另一方面，如果平均C高于预先设定的阈值(步骤S34a中为是)时，认证对象物为具有三维凹凸状的立体形状，有可能是人物自身，因此判定存在不是伪装的可能性(步骤S36)。即，在该例中，当条纹的曲率的平均C高于阈值时，判定该条纹不是直线(是曲线)(参照步骤S34的是)。
这样一来，在上述第一实施例中，根据投影到认证对象物的图样的变化程度来确认认证对象物是平面形状物体还是立体形状，根据该确认结果进行伪装判定，因此当照片、图像显示装置这样的平面形状的物体被用作认证对象物时，可判定为伪装。
并且，在上述第一实施例中，由于脸部认证装置1利用附带过滤器的照明22向认证对象物能动地投影图样，因此不易于受到图像输入部23的拍摄环境变化的影响。即，由于通过附带过滤器的照明22能动地照射图样，因此不会受到设置在图像输入部23的周边的其他照明(例如室内照明等附带过滤器的照明22之外的照明)的光的影响，可切实地向认证对象物投影图样。
此外，在上述第一实施例中，为了获得图像中的脸部区域，由脸部检测部32检测脸部并求得脸部区域，但当可向被拍摄者指明向图像中的特定位置拍摄脸部时，也可将所述特定的位置作为脸部区域进行处理。这种情况下，不需要脸部检测部32，可由伪装判定部31执行伪装判定处理。
(实施例2)图7是表示含有本发明的伪装判定检测装置的第二实施例的脸部认证装置1a的结构示例的框图。在以下说明中，对于与第一实施例中的脸部认证装置1相同的结构及进行相同处理的部分，标以相同的标号并省略其说明。
如图7所示，脸部认证装置1a具有人物测量部2a、数据处理装置3a、和存储装置4。人物测量部2a具有照明控制部21a、附带过滤器的照明22a、和图像输入部23。数据处理装置3a具有伪装判定部31a和脸部检测部32。
照明控制部21a，控制附带过滤器的照明22a，具有以下功能使灯点亮/熄灭的功能、控制安装在附带过滤器的照明22a上的过滤器的旋转角度的功能、将表示设定的过滤器的旋转角度的角度信息发送到伪装判定部31a的功能。角度信息，例如，是表示从预先设定的基准位置(例如构成图样的直线在水平方向上描绘的状态下的位置)开始的旋转角度的信息。
附带过滤器的照明22a，具有作为照明的光源、和描绘有排列直线的条纹图样的过滤器。安装在附带过滤器的照明22上的过滤器，可旋转地安装在通过点亮照明将图样投影到拍摄对象物的位置上。该过滤器，通过不会透过作为光源的卤素灯的光的墨水，描绘将直线平行排列的条纹图样。因此，附带过滤器的照明22a，例如由图像输入部23进行拍摄时，通过照明控制部21a的控制旋转过滤器，从而可将不同角度的条纹图样投影到认证对象物(被拍摄物)上。
伪装判定部31a，具有以下功能读入存储在图像存储部41中的图像数据，并且取得来自照明控制部21a的角度信息。并且，伪装判定部31a，还具有以下功能根据脸部检测部32所确定的脸部区域的图像、及所取得的角度信息所表示的旋转角度，判定是利用认证对象物伪装、还是存在不是伪装的可能性。
图8是表示第二实施例中脸部认证装置1a所执行的脸部认证处理的例子的流程图。在脸部认证处理中，照明控制部21a，随机地决定附带过滤器的照明22a的过滤器的旋转角度，以使接受认证的人员无法预测，并使过滤器旋转且调整过滤器的旋转角度，以使过滤器处于从基准位置仅旋转了决定的角度的状态(步骤S71)。
此外，在该实施例中，照明控制部21a，具有以30度步进调节过滤器的旋转角度的功能。在步骤S71中，照明控制部21a，在0度(基准位置状态)到180度范围内随机决定过滤器的旋转角度。例如，旋转角度可以选择30度、60度、90度、120度四种。此外，如果更精细地调节过滤器的旋转角度可提高伪装检测的精度，因此也可选择更多种类的角度。并且，也可以是三种或三种以下。
调整过滤器的旋转角度时，人物测量部2a，点亮附带过滤器的照明22a并向认证对象物投影条纹图样，用图像输入部23拍摄投影有条纹图样的认证对象物，将由拍摄所获得的图像数据输出到存储装置4并存储在图像存储部41(步骤S72)。此外，由于拍摄时过滤器的旋转角度是随机设定的，因此投影的条纹图样的角度也是随机设定的状态。
具体而言，在步骤S72中，执行以下处理点亮附有过滤器的卤素灯(附带过滤器的照明22a)，向认证对象物投影随机设定的角度的图样，对投影了该图样的认证对象物用CCD照相机(图像输入部23)进行拍摄，将拍摄所得的图像数据存储到图像存储部41。
接着，脸部检测部32，从图像存储部41读入图像数据，检测图像数据所表示的图像的脸部区域，并将检测结果输出到伪装判定部31a。伪装判定部31a，从图像存储部41读入图像数据，利用脸部检测部32的检测结果，判定是否是利用认证对象物进行伪装(步骤S73)。即，在步骤S73中，利用由图像输入部23拍摄的图像执行伪装判定处理。
并且，脸部认证装置1a执行用于脸部认证的其他处理(步骤S74)。在步骤S74中，进行和上述步骤S23一样的处理。
图9是表示第二实施例中伪装判定处理(步骤S73)的例子的流程图。在伪装判定处理中，伪装判定部31a，将表示投影有条纹图样的认证对象物的图像的图像数据从图像存储部41读入(步骤S81)，并提取在读入的图像数据所表示的图像的脸部区域中出现的条纹图样(步骤S82)。
图10是表示当认证对象物是拍摄了人物的照片、及显示了人物的图像显示装置等平面状的物体时、所提取的条纹图样的例子的说明图。图11是表示认证对象物是在投影有图样的状态下所拍摄的照片(伪装图像的例子)、及显示在投影有图样的状态下拍摄的图像(伪装图像的例子)的图像显示装置时所提取的条纹图样(仅显示伪装图像拍摄时所投影的图样，但实际上也显示图10所示的图样。但是遮断来自附带过滤器的照明22a的光的处理(例如在附带过滤器的照明22a和认证对象物之间放置布等遮断物的处理)由伪装行为的执行者进行时，显示图11所示的条纹)的例子的说明图。图12是表示认证对象物是人物自身等立体状的物体时所提取的条纹图样的例子的说明图。
即，当平面状的物体上投影有将直线平行排列的条纹图样时，如图10所示，与投影的条纹图样相同的图样，以根据投影的角度所计算出的预定角度显示在认证对象物的脸部区域。并且，显示了伪装图像的照片、图像显示装置被用于认证对象物时，由于如图11所示的立体状的凹凸直线被变形的曲线排列的状态下的条纹图样，出现在认证对象物的脸部区域，其角度是做成伪装图像时所投影的图样的角度。进一步，立体形状的物体上投影有平行排列的条纹图样时，如图12所示，根据投影的角度所计算的预定角度的直线由于立体形状的凹凸而变形形成曲线，排列了该曲线的条纹图样显示在认证对象物的脸部区域。在步骤S82中，当认证对象物为平面形状时提取如图10或图11所示的条纹图样，当认证对象物为立体形状时，提取如图12所示的条纹图样。
提取出脸部区域出现的条纹图样时，伪装判定部31a判定位于图像中脸部区域的条纹是否是直线(步骤S83)。如果条纹是直线(步骤S84中为否)，则可判断认证对象物是照片、图像显示装置这样的平面形状的物体，至少不是人物自身，因此判定为伪装(步骤S85)。即，当提取出如图10所示的条纹图样时，判定为伪装。
当条纹不是直线(步骤S84中为是)时，伪装判定部31a，导出显示在脸部区域中的条纹图样的旋转角度，判断根据照明控制部21a的控制而设定的过滤器的旋转角度与投影的条纹图样的旋转角度是否匹配(步骤S86)。当不匹配时(步骤S87中为否)，判断其利用在作为认证对象物的照片、图像显示装置中显示投影了图样的人物这样的伪装图像进行了伪装行为，判定为伪装(步骤S85)。即，当提取出如图11所示的条纹图样时，判定为伪装。如果具有匹配性(步骤S87中为是)，则作为认证对象物的人物自身是具有三维凹凸形状的立体形状，有可能是人物自身，因此判定为存在不是伪装的可能(步骤S88)。即，当提取出如图12所示的条纹图样时，判定存在不是伪装的可能。
图13是表示第二实施例中伪装判定处理(步骤S73、图9的处理)中判定条纹是否是直线的部分的处理(步骤S82～步骤S84)、及判定条纹的旋转角度是否匹配的处理(步骤S86、步骤S87)的具体例子的流程图。此外，图13中的步骤S82a～步骤S84a是和上述图6中的步骤S32a～步骤S34a相同的处理，因此省略其详细说明。
在步骤S84a中判定平均C高于预先设定的阈值时(为曲线时)，伪装判定部31a，对投影的条纹图样的所有线从脸部区域的右端扫描到左端，计算连接左端点和右端点的直线所呈角度的平均(步骤S86a)。接着，伪装判定部31a，从根据照明控制部21a的控制设定的过滤器的旋转角度求得投影的线的角度T，对在步骤S86a中算出的平均角度和角度T进行比较。并且，当未进入以角度T为中心的预定角度(例如30度)以内时(步骤S87a中为否)，则认为是意图伪装而人为制作的条纹，判定为伪装行为(步骤S85)，当进入到以角度T为中心的预定角度以内时(步骤S87a中为是)，则判定存在不是伪装的可能性(步骤S88)。
并且，角度T，根据例如到投影的线的基准位置的角度、照明(附带过滤器的照明22a)的位置(也包括过滤器的位置)、图像输入部23的位置、及认证对象物的位置，进行计算。
这样一来，在上述第二实施例中，根据投影到认证对象物的图样的变化程度，确认认证对象物是平面形状的物体还是立体形状的物体，根据该确认结果进行伪装判定，因此当照片、图像显示装置这样的平面形状的物体被用作认证对象物时，可判定为伪装。
并且在上述第二实施例中，根据投影到认证对象物上的图样的角度与拍摄的图像中出现的图样的角度是否匹配，确认认证对象物是否是伪装图像，根据该认证结果进行伪装判定，因此即使在由利用了图像显示装置等的伪装图像接受脸部认证的情况下，也可判定其为伪装。
并且，由于随机决定投影到认证对象物的图样的角度，因此可以使投影到认证对象物的图样的角度无法被预测。因此即使要伪装的人知道认证装置1a的伪装检测操作，也难于做成可逃脱伪装检测的伪装图像，不可能做成可切实地避免伪装检测的伪装图像。即，例如，即使想要伪装的人，遮住附带过滤器的照明22a以遮断来自附带过滤器的照明22a的光，使用利用了图像显示装置等的伪装图像，以进行要逃避伪装检测的行为，也可高精度地检测出伪装行为。
并且，在上述第二实施例中，由于脸部认证装置1a利用附带过滤器的照明22a能动地对认证对象物投影图样，因此不易受到图像输入部23的拍摄环境变化造成的影响。即，由于通过附带过滤器的照明22a而能动地照射图样，因此不会受到设置在图像输入部23的周边的其他照明(例如室内照明等附带过滤器照明22a以外的照明)的光的影响，可切实地向认证对象物投影图样。
此外，在上述第二实施例中，为了获得图像中的脸部区域，而由脸部检测部32检测脸部并求得脸部区域，但可向被拍摄者指明在图像中的特定位置拍摄脸部时，也可将所述特定的位置作为脸部区域进行处理。这种情况下，不需要脸部检测部32，可由伪装判定部31a执行伪装判定处理。
此外，虽然未在上述第二实施例中特别说明，但也可在将条纹图样投影到认证对象物之前(步骤S72前)，通过图像输入部23拍摄认证对象物，如果拍摄所得的图像中的脸部区域中出现条纹图样，则判定为伪装。即，认证装置1a在投影条纹图样前已经存在条纹图样时，可以视为伪装图像的条纹图样，判定为伪装。
(实施例3)图14是表示包括本发明的伪装检测装置的第三实施例的脸部认证装置1b的结构例子的框图。在以下说明中，对于与上述各实施例中的脸部认证装置相同的结构及进行相同处理的部分，标以相同的标号并省略其说明。
如图14所示，脸部认证装置1b具有人物测量部2b、数据处理装置3b、和存储装置4。人物测量部2b具有照明控制部21b、多个附带过滤器的照明22b、和图像输入部23。数据处理装置3b具有伪装判定部31b和脸部检测部32。
照明控制部21b，控制多个附带过滤器的照明22b，具有以下功能使灯点亮/熄灭的功能、控制多个附带过滤器的照明22b的过滤器的切换的功能、将表示设定的过滤器中所描绘的条纹图样的角度的角度信息发送到伪装判定部31b的功能。多个附带过滤器的照明22b具有作为照明的光源、和分别以不同的角度对排列了直线的条纹图样进行描绘的多个过滤器。安装在多个附带过滤器的照明22b的各过滤器中用于图样投影的过滤器，通过照明控制部21b的控制，被配置在通过点亮照明而将图样投影到拍摄对象物的位置。对于各个过滤器，通过不会透过作为光源的卤素灯的光的墨水，分别以不同的角度按照各过滤器对将直线平行排列的条纹图样进行描绘。因此，多个附带过滤器的照明22b，每当由图像输入部23进行拍摄时，通过照明控制部21b的控制而被配置在将图样投影到拍摄对象物的位置上，从而可将不同角度的条纹图样投影到认证对象者(被拍摄者)上。
即，在上述第二实施例中，旋转附带过滤器的照明22a的过滤器并随机地决定投影的图样，而在本实施例中，通过切换多个附带过滤器的照明22b所具有的多个过滤器来随机地决定投影的图样。
伪装判定部31b具有以下功能读入存储在图像存储部41中的图像数据，并且取得来自照明控制部21b的角度信息。并且，伪装判定部31b还具有以下功能根据由脸部检测部32所确定的脸部区域的图像、及取得的角度信息所表示的角度，判定认证对象物是被用于伪装、还是存在不是被用于伪装的可能性。
图15是表示第三实施例中脸部认证装置1b执行的脸部认证处理的例子的流程图。在脸部认证处理中，照明控制部21b，随机地决定使用多个附带过滤器的照明22b所具有的多个过滤器中的哪一个，以使要接受认证的人员无法预测，并切换为决定了配置在将图样投影到拍摄对象物的位置上的过滤器的过滤器(步骤S121)。
此外，在该实施例中，照明控制部21b具有以下功能从描绘有以30度步进的角度不同的条纹图样的多个过滤器中选择一个过滤器，并切换为选择了配置在投影有图样的位置上的过滤器的过滤器。在本例中，具有将条纹图样从基准位置(构成条纹图样的直线在水平方向上被描绘的状态)以30度、60度、90度、120度的角度旋转的四种模式的过滤器。此外，如果过滤器的个数越多，则可判定更精细的角度不同，从而可进行更高精度的伪装判定，因此也可使用五种或五种模式以上的过滤器。并且为了简化多个附带过滤器的照明22b的结构，也可使用三种或三种模式以下的过滤器。
切换过滤器时，人物测量部2b，点亮附带过滤器的照明22b并向认证对象物(拍摄对象物)投影条纹图样，用图像输入部23拍摄投影有条纹图样的认证对象物，将通过拍摄所获得的图像数据输出到存储装置4并存储在图像存储部41(步骤S122)。此外，由于拍摄时过滤器是随机设定的，设定的过滤器中所描绘的被投影的条纹图样的角度也是随机设定的状态。
具体而言，在步骤S122中，执行以下处理点亮附有过滤器的卤素灯(附带过滤器的照明22b)，向拍摄对象物投影随机设定的角度的图样，对投影了该图样的认证对象物用CCD照相机(图像输入部23)进行拍摄，将拍摄所得的图像数据存储到图像存储部41。
接着，脸部检测部32，从图像存储部41读入图像数据，检测图像数据所表示的图像的脸部区域，并将检测结果输出到伪装判定部31b。伪装判定部31b，从图像存储部41读入图像数据，利用脸部检测部32的检测结果，判定是否是利用认证对象物进行伪装(步骤S123)。即，在步骤S123中，与上述步骤S73一样，执行伪装判定处理。
并且，脸部认证装置1b，执行用于脸部认证的其他处理(步骤S124)。在步骤S124中，进行和上述步骤S23一样的处理。
如上述第三实施例所示，通过切换多个附带过滤器的照明22b的过滤器，即使是切换投影的条纹图样的角度的结构，也可获得和上述第二实施例一样的效果。即，在上述第三实施例中，根据投影到认证对象物上的图样的角度与拍摄的图像中出现的图样的角度是否匹配，确认认证对象物是否是伪装图像，根据该认证结果进行伪装判定，因此即使要由利用了图像显示装置等的伪装图像接受脸部认证时，也可判定其为伪装。
并且，在上述第三实施例中，由于随机决定投影到认证对象物的图样的角度，因此可以使投影到认证对象物的图样的角度无法被预测。因此，即使要伪装的人知道认证装置1b的伪装检测操作，也难于做成可逃脱伪装检测的伪装图像，从而不可能做成可切实地避免伪装检测的伪装图像。即，例如即使想要伪装的人，遮住多个附带过滤器的照明22b，以遮断来自多个附带过滤器的照明22b的光，使用利用了图像显示装置等的伪装图像，以进行要逃避伪装检测的行为，也可高精度地检测出伪装行为。
并且，在上述第三实施例中，由于脸部认证装置1b利用多个附带过滤器的照明22b并能动地向认证对象物投影图样，因此不易受到图像输入部23的拍摄环境变化造成的影响。即，由于通过附带过滤器的照明22b能动地照射图样，因此不会受到设置在图像输入部23的周边的其他照明(例如室内照明等多个附带过滤器照明22b以外的照明)的光的影响，可切实地向认证对象物投影图样。
此外，在上述第三实施例中，为了获得图像中的脸部区域，由脸部检测部32检测脸部并求得脸部区域，但当可向被拍摄者指明在图像中的特定位置拍摄脸部时，也可将所述特定的位置作为脸部区域进行处理。这种情况下，不需要脸部检测部32，可由伪装判定部31b执行伪装判定处理。
并且，在上述第三实施例中，照明控制部21b将表示所选择的过滤器上描绘的条纹图样的角度的角度信息发送到伪装判定部31b，但角度信息，只要是可确定所选择的过滤器上描绘的条纹图样的角度的信息就可以是任意的信息，例如，作为角度信息，可以使用表示所选择的过滤器的种类的信息。这种情况下，伪装判定部31b，具有表示与各过滤器对应的条纹图样的角度的数据表，只要从数据表中提取与所选择的过滤器的种类建立对应关系的条纹图样的角度即可。
(实施例4)图16是表示包括本发明的伪装检测装置的第四实施例的脸部认证装置1c的结构例子的框图。在以下说明中，对于与上述各实施例中的脸部认证装置相同的结构及进行相同处理的部分，标以相同的标号并省略其说明。
如图16所示，脸部认证装置1c具有人物测量部2c、数据处理装置3c、和存储装置4。人物测量部2c具有照明控制部21c、附带颜色过滤器的照明22c、和图像输入部23。数据处理装置3c具有伪装判定部31c和脸部检测部32。
照明控制部21c，控制附带颜色过滤器的照明22c，具有以下功能使灯点亮/熄灭的功能、控制附带颜色过滤器的照明22c的过滤器的切换的功能、将表示作为使用的过滤器而设定的过滤器中所描绘的图样颜色的颜色信息发送到伪装判定部31c的功能。附带颜色过滤器的照明22c具有作为照明的光源、和将排列了直线的条纹图样按照各个过滤器分别以不同颜色进行描绘的多个过滤器。安装在附带颜色过滤器的照明22c的各过滤器中用于图样投影的过滤器，通过照明控制部21c的控制，被配置在通过点亮照明而将图样投影到拍摄对象物的位置。对于该各个过滤器，通过使作为光源的卤素灯的光按照各个过滤器仅有互不相同的预定颜色透过的墨水，描绘将直线平行排列的条纹图样。因此，附带颜色过滤器的照明22c，在由图像输入部23进行拍摄时，可以通过由于照明控制部21c的控制而被配置在将图样投影到拍摄对象物的位置上过滤器，将不同颜色的条纹图样投影到认证对象者(被拍摄者)上。
即，在上述第三实施例中，通过切换多个附带过滤器的照明22b所具有的多个过滤器来随机地决定投影的图样的角度，而在本实施例中，通过切换附带颜色过滤器的照明22c所具有的多个过滤器随机地决定投影的图样的颜色。
伪装判定部31c具有以下功能读入存储在图像存储部41中的图像数据，并且取得来自照明控制部21c的颜色信息。并且，伪装判定部31c还具有以下功能根据脸部检测部32所确定的脸部区域的图像、及取得的颜色信息所表示的颜色，判定认证对象物是被用于伪装、还是存在不是被用于伪装的可能性。
图17是表示第四实施例中脸部认证装置1c所执行的脸部认证处理的例子的流程图。在脸部认证处理中，照明控制部21c，随机地决定使用附带颜色过滤器的照明22c所具有的多个过滤器中的哪一个，以使接受认证的人员无法预测，并切换为决定了配置在向拍摄对象物投影图样的位置上的过滤器的过滤器(步骤S141)。即，通过照明控制部21c的控制，变换附带颜色过滤器的照明22c的过滤器，变换过滤器的图样的颜色。
此外，在该实施例中，照明控制部21c具有以下功能从图样颜色不同的多个过滤器中选择一个过滤器，切换为选择了配置在投影有图样的位置上的过滤器的过滤器。并且，各过滤器的图样中所使用的颜色，例如，为了在图像处理中易于判别使用彩度较高的颜色即可。具体而言，例如可以使用红、蓝、绿三种颜色。此外描绘在各过滤器上的条纹图样中的直线的角度是任意的。
切换过滤器时，人物测量部2c，点亮附带颜色过滤器的照明22c，并向认证对象物(拍摄对象物)投影附有描绘在过滤器上的颜色的图样，用例如由CCD照相机构成的图像输入部23对投影有附有颜色的图样的拍摄对象物进行拍摄，将通过拍摄所获得的图像数据输出到存储装置4，并存储在图像存储部41(步骤S142)。此外，由于拍摄时过滤器是随机设定的，因此设定的过滤器中所描绘的图样的颜色也是随机设定的状态。
具体而言，在步骤S142中，执行以下处理点亮附有过滤器的卤素灯(附带颜色过滤器的照明22c)，向拍摄对象物投影以随机设定的颜色描绘的图样，对投影了该附带颜色的图样的认证对象物用CCD照相机(图像输入部23)进行拍摄，将拍摄所得的图像数据存储到图像存储部41。
接着，脸部检测部32，从图像存储部41读入图像数据，检测图像数据所表示的图像的脸部区域，并将检测结果输出到伪装判定部31c。伪装判定部31c，从图像存储部41读入图像数据，利用脸部检测部32的检测结果，判定是否是将认证对象物用于伪装行为(步骤S143)。即，在步骤S143中，利用由图像输入部23拍摄的图像进行伪装判定处理。
并且，脸部认证装置1c，执行用于脸部认证的其他处理(步骤S144)。在步骤S144中，进行和上述步骤S23一样的处理。
图18是表示第四实施例中伪装判定处理(步骤S143)的例子的流程图。在伪装判定处理中，伪装判定部31c从图像存储部41读入表示投影了附带颜色的图样的认证对象物的图像的图像数据(步骤S151)，并提取在读入的图像数据所表示的图像的脸部区域中出现的条纹图样(步骤S152)。
提取出脸部区域中出现的条纹图样时，伪装判定部31c，比较位于图像中的脸部区域的图样的颜色、与用于图样投影的过滤器中所描绘的图样的颜色，判定位于图像中的脸部区域的图样颜色是否与用于图样投影的过滤器中所描绘的图样的颜色成份接近(步骤S153)。位于图像中的脸部区域的图样颜色，例如通过求得图像中的图样区域中较多的颜色成份来确定。
当颜色成份不接近时(步骤S154中为否)，则存在其他颜色的条纹图样，因此可以视作意图伪装而人为制作的伪装图像，至少可判断为不是人物自身，因此判定是伪装(步骤S155)。
当颜色成份接近时(步骤S154中为是)，伪装判定部31c，判定位于图像中脸部区域的条纹是否是直线(步骤S156)。条纹是直线时(步骤S157中为否)，可判断认证对象物是照片、图像显示装置这样的平面形状的物体，至少不是人物自身，因此判定为伪装(步骤S155)。
当条纹不是直线时(步骤S157中为是)，伪装判定部31c，判断认证对象物是具有三维凹凸形状的立体形状，有可能是人物自身，因此判定存在不是伪装的可能性(步骤S158)。
图19是表示第四实施例中的伪装判定处理(步骤S143、图18的处理)中判定投影的图样颜色和过滤器的颜色的颜色成份是否接近部分的处理(步骤S152～步骤S154)的具体例子的流程图。并且图19中的步骤S156a～步骤S157a，是与上述图6中的步骤S33a～步骤S34a相同的处理，因此省略其详细说明。
伪装判定部31c，从图像存储部41读入表示投影有附带颜色的图样的认证对象物的图像数据(步骤S151)，通过将图像数据所表示的图像根据亮度值进行二值化，提取投影的条纹图样的区域(步骤S152a)。接着伪装判定部31c，对条纹图样区域的颜色和非该区域的颜色以RGB颜色空间(由红、绿、蓝成份进行的颜色描述方法)进行比较，求得图像中的条纹图样区域中较多的颜色成份，比较位于图像中的脸部区域的图样颜色与图样投影所使用的过滤器中描绘的图样颜色，判断是否接近在使用的过滤器中描绘的图样的颜色成份(步骤S153a)。当不是接近于在过滤器中描绘的图样的颜色成份时(步骤S154a中为否)，由于存在其他颜色的条纹图样，因此可以视作意图伪装而人为制作的伪装图像，至少可判断为不是人物自身，因此判定是伪装(步骤S155)。
如上述第四实施例所示，通过切换附带颜色过滤器的照明22c，即使是切换投影的条纹图样的颜色的结构，也可获得和上述第三实施例一样的效果。即，在上述第四实施例中，根据投影到认证对象物上的图样颜色与拍摄的图像中出现的图样颜色的颜色成分是否接近，确认认证对象物是否是伪装图像，根据该认证结果进行伪装判定，因此即使由利用了图像显示装置等的伪装图像接受脸部认证时，也可判定其为伪装。
并且，在上述第四实施例中，由于随机决定投影到认证对象物的图样颜色，因此可以使投影到认证对象物的图样颜色无法预测。因此，即使要伪装的人知道认证装置1c的伪装检测操作，也难于做成可逃脱伪装检测的伪装图像，从而不可能做成可切实地避免伪装检测的伪装图像。即，例如即使想要伪装的人遮住附带颜色过滤器的照明22c遮断来自附带颜色过滤器的照明22c的光，使用利用了图像显示装置等的伪装图像，以进行要逃避伪装检测的行为时，也可高精度地检测出伪装行为。
并且，在上述第四实施例中，由于脸部认证装置1c利用附带颜色过滤器的照明22c而能动地向认证对象物投影图样，因此不易受到图像输入部23的拍摄环境变化造成的影响。即，由于通过附带颜色过滤器的照明22c来能动地照射图样，因此不会受到设置在图像输入部23的周边的其他照明(例如室内照明等附带颜色过滤器照明22c以外的照明)的光的影响，可切实地向认证对象物投影图样。
此外，在上述第四实施例中，为了获得图像中的脸部区域，而由脸部检测部32检测脸部并求得脸部区域，但当可向被拍摄者指明在图像中的特定位置拍摄脸部时，也可将所述特定的位置作为脸部区域进行处理。这种情况下，不需要脸部检测部32，可由伪装判定部31c执行伪装判定处理。
并且，在上述第四实施例中，附带颜色过滤器的照明22c具有多个描绘了分别不同颜色图样的过滤器，但也可以具有以分别不同的颜色为基础的多个过滤器。即，在上述第四实施例中，透明色的过滤器上描绘有半透明的附带颜色的图样，但也可以向半透明的附带颜色的过滤器通过不透光的黑色墨水描绘图样。这种情况下，不是将附带颜色的图样投影到认证对象物上，而是对投影了图样的部分之外的部分投影颜色。并且，在上述步骤S153中，也可比较表示认证对象物的图像中投影了图样的部分之外的部分的颜色、与过滤器的颜色。
并且，在上述第四实施例中，照明控制部21c将表示选择的过滤器上所描绘的条纹图样的颜色的颜色信息发送到伪装判定部31c，而颜色信息，只要是可确定所选择的过滤器上描绘的条纹图样的颜色的信息就可以是任意的信息，例如，作为颜色信息可以使用表示所选择的过滤器的种类的信息。这种情况下，伪装判定部31c具有表示与各过滤器对应的条纹图样的颜色的数据表，只要从数据表中提取与所选择的过滤器的种类建立对应关系的条纹图样的颜色即可。
(实施例5)图20是表示包括本发明的伪装检测装置的第五实施方式的脸部认证装置1d的结构例子的框图。在以下说明中，对于与上述各实施例中的脸部认证装置相同的结构及进行相同处理的部分，标以相同的标号并省略其说明。
如图20所示，脸部认证装置1d具有人物测量部2d、数据处理装置3d、和存储装置4d。人物测量部2d具有图像输入部23和距离传感器24。数据处理装置3d具有伪装判定部31d。存储装置4d具有图像存储部41和特征存储部42。
存储装置4d包括由RAM等存储介质构成的图像存储部41和特征存储部42。图像存储部41及特征存储部42，例如由磁盘存储装置构成。对于数据处理装置3d，例如使用个人计算机。该个人计算机，具有作为伪装判定部31d而发挥作用的CPU(中央运算装置)。
距离传感器24是测定传感器和对象物体之间的距离的装置，例如使用超音波距离测量传感器。距离传感器24，将表示测量的距离的实测距离数据发送到存储装置4d。距离传感器24，被配置在可测量图像输入部23和拍摄对象物体之间距离的位置上，例如被配置在与作为图像输入部23的照相机相邻的位置上。
特征存储部42，存储表示由距离传感器24所测量的距离的实测距离数据、及表示预先假设的图像输入部23和认证对象物者之间的适当距离的适当距离数据。
伪装判定部31d具有以下功能读入存储在特征存储部42的实测距离数据和适当距离数据，根据各距离数据，判断认证对象物是被用于伪装还是有可能不是被用于伪装。
图21是表示第五实施例中的脸部认证装置1d执行的脸部认证处理的例子的流程图。这里将图像输入部23和认证对象者之间的适当距离预先设定为L毫米，表示该距离的适当距离数据预先存储在特征存储部42中。
在脸部认证处理中，人物测量部2d，将拍摄对象物用图像输入部23进行拍摄，并且用距离传感器24测量拍摄对象物和图像输入部23的距离，将测量所得的实测距离数据输出到存储装置4d，并存储在特征存储部42中(步骤S181)。
伪装判定部31d，从特征存储部42读入实测距离数据和适当距离数据，判定是否是伪装(步骤S182)。即，在步骤S182中，利用实测距离数据和适当距离数据进行伪装判定处理。
并且，脸部认证装置1d执行用于脸部认证的其他处理(步骤S183)。在步骤S183中，执行与上述步骤S23一样的处理。
图22是表示第五实施例中的伪装判定处理(步骤S182)的例子的流程图。在伪装判定处理中，伪装判定部31d，从特征存储部42读入表示由距离传感器24测量的距离的实测距离数据、及预先设定的适当距离数据(步骤S191)。
接着，伪装判定部31d比较读入的实测距离数据所表示的距离、及根据适当距离数据所表示的距离(L毫米)而预先设定的阈值(例如(L/2)毫米)，判定实测距离数据所表示的距离是否低于阈值(步骤S192)。阈值是表示从图像输入部23开始到预定位置为止的距离的值，上述预定位置是指拍摄对象物比本来的拍摄位置还过于靠近图像输入部23的位置。因此，阈值是表示比适当距离数据所表示的距离还足够短的距离的值。
在步骤S192中当低于阈值时，伪装判定部31d，判断在比适当距离极其近的位置上存在认证对象物，判定其以比作为特定人物的本人还小的伪装脸部进行伪装(例如将显示有拍摄了本人脸部的图像的显示装置在靠近图像输入部23的状态下由图像输入部23进行拍摄的伪装行为)(步骤S193)。另一方面，当高于阈值时，则判定为存在不是伪装的可能性(步骤S194)。
这样一来，在上述第五实施例中，当确认了认证对象物位于比本来的拍摄位置还靠近的位置时，判定为伪装，因此可检测出将比本人的脸部小的伪装脸部靠近图像输入部23而进行的伪装行为。此外，比本人的脸部小的伪装脸部是指，例如在脸部照片中所拍摄的比实际的脸小的脸部、在图像显示装置上显示的比实际的脸部小的脸部、用脸部形状的立体模型形成的比本人的脸部小的脸部等。在上述第五实施例中，可检测出将如上所述的伪装脸部靠近作为图像输入部23的照相机、而在认证时伪装成适当大小的脸部的伪装行为。
并且在上述第五实施例中，根据认证对象物和图像输入部23的实测距离进行伪装判定，从而可不进行图像处理而进行伪装检测，因此与上述第一实施例等中利用图像数据进行伪装判定的情况相比，可以用较少的计算量检测出使用了比如上所述的本人的脸部小的伪装脸部的伪装行为。因此，可减轻伪装检测装置的控制负担，并且可迅速地检测出伪装行为。
此外，在上述第五实施例中，当确认了认证对象物位于比本来的拍摄位置还近的位置时，判定为伪装，但与之相反，也可以在确认认证对象物位于比本来的拍摄位置远的位置时，判定为伪装。这种情况下，将根据适当距离数据所表示的距离(L毫米)而预先设定的阈值作为长距离(例如(3L/2)毫米)，在步骤S192中判定实测距离数据所表示的距离是否高于阈值即可。这里的阈值是表示从图像输入部23开始到预定位置为止的距离的值，上述预定位置是指拍摄对象物比本来的拍摄位置还过于远离图像输入部23的位置。因此本例中的阈值是表示比适当距离数据所表示的距离还足够长的距离的值。如上构成时，可检测出将比本人的脸部大的伪装脸部靠近图像输入部23的伪装行为。此外，比本人的脸部大的伪装脸部是指，脸部形状的立体模型所形成的比本人的脸部大的脸部等。在上述例子中，可检测出使如上所述的伪装脸部远离作为图像输入部23的照相机、而在认证时伪装成适当大小的脸部的伪装行为。
在步骤S192中如果低于阈值，伪装判定部31d，判断在比适当距离极其近的位置上存在认证对象物，判定其以比作为特定人物的本人还小的伪装脸部进行伪装(例如将显示有拍摄了本人脸部的图像的显示装置在靠近图像输入部23的状态下由图像输入部23进行拍摄的伪装行为)(步骤S193)。另一方面，当高于阈值时，则判定为存在不是伪装的可能性(步骤S194)。
(实施例6)图23是表示包括本发明的伪装检测装置的第六实施方式的脸部认证装置1e的结构例子的框图。在以下说明中，对于与上述各实施例中的脸部认证装置相同的结构及进行相同处理的部分，标以相同的标号并省略其说明。
如图23所示，脸部认证装置1e具有人物测量部2e、数据处理装置3e、存储装置4e。人物测量部2e具有图像输入部23、物体检测传感器25。数据处理装置3e具有伪装判定部31e。存储装置4e具有图像存储部41、特征存储部42。
存储装置4e包括由RAM等存储介质构成的图像存储部41和特征存储部42。图像存储部41及特征存储部42例如由磁盘存储装置构成。对于数据处理装置3e，例如使用个人计算机。该个人计算机具有作为伪装判定部31e而发挥作用的CPU(中央运算装置)。
物体检测传感器25，是用于检测从自身的设置地点开始到一定距离内物体的存在的装置，例如使用红外线物体检测传感器。红外线物体检测传感器，是发出红外线并通过接收其反射光检测位于某一定距离以内的物体的传感器。物体检测传感器25，执行用于检测物体的处理时，将表示其检测结果的检测结果数据发送到存储装置4e。特征存储部42存储由物体检测传感器25发送的检测结果数据。物体检测传感器25，例如被配置在与作为图像输入部23的照相机相邻的位置上，并朝向拍摄对象物方向。即，物体检测传感器25，用于检测从图像输入部23开始到一定距离内是否存在某些物体。此外，物体检测传感器25的灵敏度被设定为仅可检测比预先假设的图像输入部23和认证对象物的适当距离近的一定距离以内的物体。
伪装判定部31e具有以下功能读入存储在特征存储部42的检测结果数据，判断认证对象物是被用于伪装还是有可能不是被用于伪装。
接着，对本发明的第六实施例中的认证装置1e的操作进行说明。这里将被拍摄者和照相机之间的适当的距离(适当距离)预先设定为L毫米。并且，作为距图像输入部23的距离比适当距离极其靠近的距离(认证对象物在认证时所处的比本来的位置相比、可被视作是伪装行为程度的近距离)，被预先设定为L/2毫米。因此，物体检测传感器25的灵敏度被设定为可检测L/2毫米以内的物体。
在该例子中，在脸部认证处理中，人物测量部2d，在通过图像输入部23对拍摄对象物进行拍摄的同时，通过物体检测传感器25对检测范围内是否存在物体进行检测，当存在物体时判断其比适当距离极其靠近，视作使比本人小的伪装脸部由图像输入部23拍摄，判定为伪装。
这样一来，在上述第六实施例中，根据物体检测传感器25的检测结果确认认证对象物位于比本来的拍摄位置还近的位置时，判定为伪装，因此和上述第五实施例一样，可检测出将比本人的脸部小的伪装脸部靠近图像输入部23而进行的伪装行为。此外，比本人的脸部小的伪装脸部是指，在脸部照片中拍摄的比实际的脸小的脸部、显示在图像显示装置上的比实际的脸部小的脸部、用脸部形状的立体模型形成的比本人的脸部小的脸部等。在上述第六实施例中，可检测出将如上所述的伪装脸部靠近作为图像输入部23的照相机、在认证时伪装成适当大小的脸部的伪装行为。
并且在上述第六实施例中，确认距图像输入部23的预定距离范围内是否存在认证对象物，根据该确认结果进行伪装判定，可不进行图像处理而进行伪装判定，因此与上述第一实施例等中的利用图像数据进行伪装判定的情况相比，可以用较少的计算量检测出利用了比本人的脸部小的伪装脸部的伪装行为。因此，可减轻伪装检测装置的控制负担，并且可迅速地检测出伪装行为。
(实施例7)图24是表示包括本发明的伪装检测装置的第七实施方式的脸部认证装置1f的结构例子的框图。在以下说明中，对于与上述各实施例中的脸部认证装置相同的结构及进行相同处理的部分，标以相同的标号并省略其说明。
如图24所示，脸部认证装置1f具有人物测量部2f、数据处理装置3f、存储装置4f。人物测量部2f具有图像输入部23、体重计26。数据处理装置3f具有伪装判定部31f。存储装置4f具有图像存储部41、特征存储部42。
存储装置4f包括由RAM等存储介质构成的图像存储部41和特征存储部42。图像存储部41及特征存储部42例如由磁盘存储装置构成。对于数据处理装置3f，例如使用个人计算机。该个人计算机具有作为伪装判定部31f而发挥作用的CPU(中央运算装置)。
体重计26，例如使用落地式体重计传感器，被配置在预先确定的拍摄认证对象物时的适当配置场所的地面上。即，当认证时对象人物所应该处的场所是脸部认证装置1f的图像输入部23即照相机的前方M米附近时，在对应位置的地面上设置体重计26。因此，认证对象者由图像输入部23进行用于认证的拍摄时，变为站立在体重计26上的状态。体重计26，测量通过图像输入部23进行拍摄时拍摄对象物的重量，将表示其测量值的实测体重数据发送到存储装置4f。
特征存储部42存储来自体重计26的实测体重数据。并且，特征存储部42中预先存储表示注册到认证装置1f的所有人物体重的已测体重数据。
伪装判定部31f具有以下功能读入存储在特征存储部42中的实测体重数据和已测体重数据，判断认证对象物是被用于伪装还是有可能不是被用于伪装。
图25是表示第七实施例中脸部认证装置1f所执行的脸部认证处理的例子的流程图。这里，表示脸部认证装置1f中注册的所有人员体重的已测体重数据，被预先存储在特征存储部42中。
在脸部认证处理中，人物测量部2f，在通过图像输入部23拍摄拍摄对象物的同时，通过体重计26测量认证对象物的体重，将测量所得的实测体重数据输出到存储装置41，并存储到特征存储部42(步骤S221)。
伪装判定部31f，从特征存储部42读入实测体重数据和已测体重数据，判定是否是伪装(步骤S222)。即，在步骤S222中，利用实测体重数据和已测体重数据进行伪装判定处理。
并且，脸部认证装置1f执行用于脸部认证的其他处理(步骤S223)。在步骤S223中，执行与上述步骤S23相同的处理。
如上所述，由于在拍摄的同时测量体重，因此可进行在体重测量时与拍摄时替换认证对象物的处理。此外，体重计26进行的重量测量也可以不与由图像输入部23进行的拍摄同时进行，只要是在无法替换认证对象物的短时间内执行处理，即使有所偏差也是可以的。例如，在拍摄之前进行体重测量的结构也同样可得到上述效果。
图26是表示第七实施例中伪装判定处理(步骤S222)的例子的流程图。在伪装判定处理中，伪装判定处理部31f，从特征存储部42读入表示由体重计26测量的体重的实测体重数据、及预先注册的已测体重数据(步骤S231)。
接着，伪装判定部31f，以作为认证对象物注册到脸部认证装置1f的人物的体重的最大值和最小值的范围为基准，判定从该范围(基准范围)到一定的界限的范围(允许范围)内是否存在实测体重数据所表示的值(拍摄对象物的重量)(步骤S232)。
例如，注册到脸部认证装置1f的人物的体重的最大值为87.5kg、最小值为62.5kg。这种情况下，基准范围为62.5kg～87.5kg。并且，当界限值设定为5kg时，允许范围变为60kg～90kg。在该例子中，允许范围在步骤S232中被导出。即，在每次进行伪装判定时，导出此时的允许范围。
在步骤S232中，如果实测体重数据所示的体重的值不是允许范围内的值(步骤S233中为否)，判定为伪装(步骤S234)。另一方面，当是允许范围时(步骤S233中为是)，判定为存在不是伪装的可能性(步骤S235)。即使作为认证对象注册到脸部认证装置1f的人物出现增减，也可导出与该增减对应的适当的允许范围。
这样一来，在上述第七实施例中，当确认认证对象物的重量不处于根据脸部认证装置1f内注册的各人物各自的体重范围而确定的允许范围以内时，判定为伪装，因此可检测出以下伪装行为其他人拿着显示有伪装图像的较重的图像显示装置在认证时站立在拍摄场所，使图像输入部23拍摄伪装图像。并且，也可检测出利用脸部形状的较重的立体模型进行的伪装行为等使用较重的物体进行的其他伪装行为。
并且在上述第七实施例中，确认认证对象物的重量是否处于允许范围以内，根据该确认结果判定伪装，可不进行图像处理地进行伪装判断，因此与上述第一实施例等中利用图像数据进行伪装判定的情况相比，可以用较少的计算量检测出利用了较重的图像显示装置等的伪装行为。因此，可减轻伪装检测装置的控制负担，并且可迅速地检测出伪装行为。
(实施例8)图27是表示包括本发明的伪装检测装置的第八实施方式的脸部认证装置1g的结构的例子的框图。在以下说明中，对于与上述各实施例中的脸部认证装置相同的结构及进行相同处理的部分，标以相同的标号并省略其说明。
如图27所示，脸部认证装置1g具有人物测量部2g、数据处理装置3g、存储装置4。人物测量部2g具有照明控制部21、后方照明27、图像输入部23。数据处理装置3g具有伪装判定部31g。
后方照明27，如图28所示，被配置在从图像输入部23观察时的拍摄对象物的后方。通过点亮后方照明27所具有的照明，由图像输入部23拍摄的图像变为逆光状态。照明控制部21控制后方照明27的照明的点亮、熄灭。图像输入部23，在后方照明27点亮时对拍摄对象物进行拍摄，将拍摄所得的图像数据发送到存储装置4，并存储在图像存储部41。
伪装判定部31g具有以下功能读入存储在图像存储部41内的图像数据，对由例如图27中未图示的脸部检测部所检测出的脸部区域进行处理，判定认证对象物是被用于伪装还是存在不是被用于伪装的可能性。
图29是表示第八实施例者脸部认证装置1g进行的脸部认证处理的例子的流程图。在脸部认证处理中，人物测量部2g，点亮后方照明27(步骤S261)，在后方照明27点亮过程中用图像输入部23拍摄认证对象物(被拍摄者)(步骤S262)。由此获得认证对象物区域亮度较小的逆光图像。接着，人物测量部2g，将拍摄所得的图像数据输出到存储装置4，并存储在图像存储部41。
伪装判定部31g，从图像存储部41读入图像数据，判定是否是伪装(步骤S263)。即，在步骤S263中，利用表示在后方照明27点亮过程中拍摄的认证对象物的图像数据，进行伪装判定处理。
并且，脸部认证装置1g进行用于脸部认证的其他处理(步骤S264)。在步骤S264中，进行和上述步骤S23一样的处理。
图30是表示第八实施例中伪装判定处理(步骤S263)的例子的流程图。在伪装判定处理中，伪装判定部31g，从图像存储部41读入表示在后方照明27点亮过程中拍摄的图像的图像数据(步骤S271)。该图像数据所表示的图像是逆光的，因此拍摄对象的区域变得比背景暗。
接着，伪装判定部31g，通过亮度值的二值化提取图像中较暗的区域(步骤8272)。并且，根据提取的认证对象物的区域求得图像中的脸部宽度(步骤S273)。并且，对于认证对象物区域和背景的分界线，检测以脸部宽度为短径的椭圆形状的图形(在本例中，不仅是指完全的椭圆形，也包括接近椭圆形的图形)(步骤S274)。当未检测出椭圆形状的图形时(步骤S275中为否)，被拍摄者的轮廓不象脸部，而视作脸部以外的其他物体，判定为伪装(步骤S276中为是)。另一方面，当检测到椭圆时，判定存在不是伪装的可能性(步骤S277)。
在上述脸部认证装置1g中，具体而言，例如，作为图像输入部23使用CCD照相机，作为后方照明27使用配置为从后方照射认证对象物的卤素灯。特别是，从后方照射认证对象物的卤素灯被配置为使认证对象物以逆光状态由CCD照相机进行拍摄。
并且，在脸部认证装置1g中，首先点亮从后方照射认证对象物的卤素灯(后方照明27)，用CCD照相机(图像输入部23)拍摄逆光状态的认证对象物，通过该拍摄的图像进行伪装判定。在此判定为伪装时，熄灭从后方照射的卤素灯，用CCD照相机拍摄图像，进行脸部检测处理和脸部对照处理。
图31是表示第八实施例中伪装判定处理(步骤S263、图30的处理)中判定是否检测出椭圆状图形部分的处理(步骤S273～步骤S275)的具体例的流程图。如图31所示，伪装判定部31g，从图像存储部41读入图像数据(步骤S271)。读入的图像数据所表示的图像中的认证对象物的区域，由于逆光而比背景暗。
接着，伪装判定部31g，通过亮度值的二值化提取图像中的较暗的区域，从而提取拍摄对象(步骤S272)。对图像从上开始横向依次扫描求得提取的区域的宽度，将首个变为极大的值(图32所示的区域的宽度的极大值D)视作脸部宽度(步骤S273a)。在对图像进行边缘提取处理、增强拍摄对象物和背景的分界线后，通过半转换检测以脸部宽度为短径的椭圆(步骤S274a)。当该半转换的投票值低于阈值时，被拍摄者的轮廓不象椭圆，可视作不是脸部，因此判定为伪装(步骤S275a)。
这样一来，在上述第八实施例中，确认认证对象物的轮廓是否是椭圆状的图形，并根据该确认结果进行伪装判定，因此可检测出使用与人类的头部形状不同的其他物体的伪装。即，可以检测出由使用了轮廓的形状不象人类的头部形状的物体的伪装脸部进行的伪装，例如使用了长方形形状的照片、图像显示装置的伪装。
在上述第八实施例中，拍摄认证对象物时，从认证对象物的后方能动地进行照明，因此可切实地取得认证对象物的轮廓，从而可正确识别认证对象物的轮廓。并且，由于使照明从认证对象物的后方照射，因此可使照明不进入被拍摄者的视野。因此可以不使被拍摄者感到眩晕，从而不增加被拍摄者的负担。
(实施例9)图33是表示包括本发明的伪装检测装置的第九实施方式的脸部认证装置1h的结构例子的框图。在以下说明中，对于与上述各实施例中的脸部认证装置相同的结构及进行相同处理的部分，标以相同的标号并省略其说明。
如图33所示，脸部认证装置1h具有人物测量部2h、数据处理装置3h、存储装置4。人物测量部2h具有两个图像输入部23A、23B。数据处理装置3h具有伪装判定部31h、脸部检测部32。
图像输入部23A和图像输入部23B，例如，分别在相同高度水平排列进行配置。图像输入部23A和图像输入部23B，分别同时拍摄认证对象物，将表示拍摄所得图像的图像数据发送到图像存储装置4，并将图像数据存储在图像存储部41中。即，图像存储部41中存储有由图像输入部23A和图像输入部23B同时拍摄的二个图像数据。
伪装判定部31h具有以下功能读入存储在图像存储部41内的二个图像数据，对由脸部检测部32所检测出的脸部区域进行处理，判定认证对象物是被用于伪装还是存在不是被用于伪装的可能性。
图34是表示第九实施例的脸部认证装置1h进行的脸部认证处理的例子的流程图。在脸部认证处理中，人物测量部2h，用图像输入部23A和图像输入装置23B同时对拍摄对象物进行拍摄(步骤S311)。接着，人物测量部2h，将拍摄所得的二个图像数据输出到存储装置4，并将该二个图像数据存储到图像存储部41。
伪装判定部31h从图像存储部41读入由二个图像输入部23A、23B得到的二个图像数据，并利用二张图像判定是否是伪装(步骤S312)。
并且，脸部认证装置1h，进行用于脸部认证的其他处理(步骤S313)。在步骤S313中，进行和上述步骤S23一样的处理。
图35是表示第九实施例中伪装判定处理(步骤S312)的例子的流程图。在伪装判定处理中，伪装判定部31h，从图像存储部41读入表示由二个输入部23A、23B分别拍摄的二张图像的二个图像数据(步骤S321)，并且取得由脸部检测部32检测出的脸部区域(步骤S322)。
接着，伪装判定部31h，通过利用了二个图像输入部23A、23B的视差的立体视图的计算来取得距离信息(步骤S323)。这里的距离信息是表示分别从各图像输入部23A、23B开始到认证对象物的脸部区域中的多个预定地点为止的各距离的信息。根据距离信息判定在步骤S322中取得的拍摄对象物的脸部区域是平面形状还是曲面形状(步骤S324)。当判定为平面时(步骤S325中为否)，判断为伪装(步骤S326)。另一方面，当判定为曲面时(步骤S325中为是)，判定存在不是伪装的可能性(步骤S327)。
在上述脸部认证装置1h中，具体而言，例如，作为图像输入部23A、23B使用二台CCD照相机。特别是，二台CCD照相机在相同的高度下水平排列进行配置。并且，在该例子中，CCD照相机中的一台(例如图像输入部23A)被配置在认证对象物的正面，以兼用作脸部认证装置1h进行的用于脸部认证的脸部拍摄。
并且，在脸部认证装置1h中，用二台CCD照相机(图像输入部23A、23B)同时拍摄认证对象物，利用拍摄的二张图像判定认证对象物是平面形状的物体还是立体形状的物体，并根据该判定结果进行伪装判定。
图36是表示第九实施例中伪装判定处理(步骤S312、图35的处理)的具体例子的流程图。如图36所示，伪装判定部31h，从图像存储部41读入分别表示同时拍摄的二张图像的二个图像数据(步骤S321)。并且，对于二张图像，分别取得表示由脸部检测部32所检测出的脸部区域的信息(步骤S322)。
接着，伪装判定部31h，根据利用了左右CCD照相机的视差的立体视图的计算，取得距离信息(步骤S323)。根据距离信息，对在步骤S322中所取得的信息所表示的拍摄对象物的脸部区域，通过最小二乘法进行拍摄对象物的平面近似处理(步骤S324a)。并且，通过平面近似处理所求得的近似平面和实际的距离信息的二乘误差低于预先设定的阈值时，意味着拍摄对象为近似平面的形状，因此判定为伪装(步骤S325a)。
此外，在本例中，通过在步骤S323中取得距离信息，做成距离图像(由距离信息所示的认证对象物上的各个点构成的图像)。即，通过取得的距离信息显示距离图像。
这样一来，在上述第九实施例中，利用由二个图像输入部23A、23B同时拍摄的二个图像确认认证对象物是平面形状还是立体形状，并根据该确认结果进行伪装判定，因此可以检测出使用了显示有其他人的脸部的照片、图像显示装置等平面形状物体的伪装。
此外，在上述第九实施例中，利用二个图像输入部23A、23B，但如下所示的结构也可以取得同样的效果具有三个或三个以上的图像输入部并水平地配置在相同的高度，使用其中任意的二个图像输入部的拍摄所得的图像数据。这种情况下，利用三个或三个以上的图像输入部进行拍摄，使用其中适于进行图像处理的图像数据即可。具体而言，例如在由各图像输入部拍摄所得的各图像数据中，可以使用被拍摄者的脸部朝向接近正面方向的二个图像数据。并且，替换步骤S322和步骤S323的处理顺序也可获得同样的效果。
(实施例10)图37是表示包括本发明的伪装检测装置的第十实施例的脸部认证装置1i的结构例子的框图。在以下说明中，对于与上述各实施例中的脸部认证装置相同的结构及进行相同处理的部分，标以相同的标号并省略其说明。
如图37所示，脸部认证装置1i具有人物测量部2i、数据处理装置3i、存储装置4。人物测量部2i具有照明控制部21i、附带过滤器的近红外照明22i、近红外图像输入部23i。数据处理装置3i具有伪装判定部31i、脸部检测部32。
附带过滤器的近红外照明22i具有近红外线光源和描绘有排列了直线的条纹图样的过滤器，通过点亮照明，可向拍摄对象物投影人眼看不到的近红外线波长的图样。此外，也可是近红外波长的光仅透过条纹图样部分，或者近红外波长的光仅透过条纹图样以外的部分。照明控制部21i控制附带过滤器的近红外照明22i的照明的亮灯、熄灯。近红外图像输入部23i，在附带过滤器的近红外照明22i点亮时对拍摄对象物进行拍摄，将拍摄所得的图像数据存储到存储装置4所具有的图像存储部41。
脸部认证装置1i的操作，与第一实施例中的脸部认证装置1的操作相同，在第一实施例中，将附带过滤器的照明22替换为附带过滤器的近红外照明22i，将图像输入部23替换为近红外图像输入部23i。
图37所示的脸部认证装置1i，具体而言，作为近红外图像输入部23i使用近红外CCD照相机，作为附带过滤器的近红外照明22i使用安装了过滤器的近红外线照明。近红外线照明例如由波长为880纳米的发光二极管方式的照明构成，近红外CCD照相机例如由可拍摄波长为880纳米的光(具体是近红外照明照射的波长的光)的照相机构成。
这样一来，在上述第十实施例中，通过以人眼看不到的近红外线照明投影图样，除了具有第一实施例的效果外，还具有如下效果即使在被拍摄者的视野可及的位置配置附带过滤器的照明(例如附带过滤器的近红外照明22i)，也可以不使被拍摄者感到眩晕，从而可不对被拍摄者造成负担地检测出伪装。进一步，由于投影的图样是人眼无法识别的，因此还具有无法识破脸部认证装置1i的伪装检测方法的效果。
如上所述，根据上述各实施例所示的伪装检测装置，可以高精度且稳定地检测出伪装行为。即，根据上述各实施例所示的伪装检测装置，作为伪装行为所使用的伪装脸部，无论认证时使用平面形状的伪装脸部、大小不同的伪装脸部、头部轮廓不象人类的伪装脸部、由重量较大的物体伪装的脸部等多种伪装脸部中的哪一种，均可判定为伪装，因此可高精度且稳定地检测出伪装。并且，根据上述各实施例所示的伪装检测装置，由人物测量部照射认证对象物，因此可能动地调整对认证对象物进行切实拍摄的环境，可取得用于进行稳定的图像处理的图像数据，因此可稳定地检测出伪装行为。
并且，根据上述各实施例所示的伪装检测装置，可以不向认证对象者强加很大的负担来进行伪装检测。即，由于可向认证对象者不照射过强的照明而进行伪装检测，因此可避免对认证对象者的眼睛造成大的负担。并且，根据上述各实施例所示的伪装检测装置，由于不向认证对象者进行特别的操作命令，因此可不向认证对象者增加负担地进行伪装检测。
并且，根据上述各实施例所示的伪装检测装置，无需较大的控制负担就可进行高精度的伪装检测。即，不用测量认证对象物的脸部的立体形状，而通过判断认证对象物是平面形状还是立体形状，从而检测出伪装行为，因此可减轻用于伪装检测的控制负担。
进一步，根据上述各实施例所示的伪装检测装置，脸部认证装置成本不会增加即可取得上述各效果。即，无需进行复杂控制的高价的装置及传感器，而是利用廉价的传感器构成伪装检测装置，并且，人物测量部所使用的装置(例如图像输入部、照明)可兼用作进行脸部认证装置中的认证处理的装置，因此能以低成本构成脸部认证装置。
并且，也可任意组合上述第一实施例～第十实施例的一部分或全部。这种情况下，可以依次执行组合的各实施例的操作。如果如上所述组合多个实施例来构成伪装检测装置，则可获得组合的各实施例中的各种效果，可进行高精度且稳定的伪装检测。
具体而言，例如可以将第一、第二、第三、第四、第九或者第十实施例与第五或第六实施例、第七实施例、第八实施例，至少二组或二组以上任意组合。例如将其中的第一实施例、第五实施例、第七实施例、第八实施例进行组合构成伪装检测装置时，根据照射到认证对象物的条纹图样是否是直线、认证对象物和图像输入部的距离是否过近、认证对象物的重量是否处于允许范围内、认证对象物的轮廓是否是头部形状、这些所有的判断结果，判定是否是伪装。因此，可获得由组合的各实施例所得到的多种效果，可高精度且稳定地进行伪装判断。
并且在上述各实施例中，投影到认证对象物的图样是将直线平行排列的条纹图样。这是因为当投影为立体形状时，可明确显示投影源的图样和投影地的图样的差异。因此，投影到认证对象物的图样，只要是可明确显示投影源和投影地的形状差异的图样，就可以是任意的图样。
并且，虽然在上述各实施例中没有特别提及，但在伪装检测装置中搭载有控制程序(伪装检测程序)，该控制程序，用于判定对象物是否是特定人物，用于为了检测出对应对象物是伪装成特定人物的非特定人物而进行的伪装检测。构成伪装检测装置的各个部分(例如数据处理装置)根据伪装检测程序进行各种控制。即，伪装检测程序是执行以下步骤的控制程序在伪装检测装置中，将透过描绘有预定图样的过滤器的光照射到对象物，向该对象物投影图样的步骤；拍摄投影了预定图样的对象物取得表示对象物的对象物图像数据的步骤；通过比较在对象物图像数据所表示的对象物图像的脸部区域中出现的图样与预定的图样，判定对象物是否是平面形状，如果是平面形状则判定其为非特定人物的步骤。
如上所述，根据本发明的伪装检测装置，其特征在于，具有对象物信息取得单元，包括发光体，用于向对象物照射光，并且向该对象物投影预定的图样；过滤器，配置在发光体的光源的附近，透过由该发光体照射的光；对象物图像取得单元，对由发光体的发光而投影预定的图样的对象物进行拍摄，并取得表示对象物的对象物图像数据；存储单元，具有存储对象物图像数据的图像存储单元；和数据处理单元，具有伪装判定单元，判定对象物是否是非特定人物，其中，伪装判定单元通过比较在对象物图像数据所示的对象物图像的脸部区域中出现的图样与预定的图样，判断对象物是否是平面形状，如果是平面形状则判定为非特定人物。因此，当使用显示有照片、图像显示装置这样的伪装脸部的平面形状的物体时，可以判定为伪装。
对象物信息取得单元具有过滤器旋转控制单元，为了使投影到对象物的图样发生变化而使过滤器旋转，过滤器旋转控制单元随机地选择过滤器的旋转角度并使之旋转，伪装判定单元在判定脸部检测单元检测出的脸部区域中出现的图样的旋转角度是否正确，如果不正确则判定为非特定人物，这种结构下，可以使伪装图像的生成变得困难，可提高伪装检测的精度。
对象物信息取得单元具有描绘有不同图样的多个过滤器；和过滤器切换控制单元，执行用于向对象物投影图样的过滤器的切换处理，过滤器切换控制单元随机选择多个过滤器中的任意一个并执行切换处理，伪装判定单元判定出现在对象物的脸部区域的图样是否是在由过滤器切换控制单元选择并切换的过滤器上描绘的图样，当不是在该过滤器上描绘的图样时判定为非特定人物，在这种结构下，可以使伪装图像的生成变得困难，可提高伪装检测的精度。
对象物信息取得单元具有以不同颜色描绘了图样的多个过滤器；和过滤器切换控制单元，执行用于向对象物投影图样的过滤器的切换处理，过滤器切换控制单元随机选择多个过滤器中的任意一个并执行切换处理，伪装判定单元判定出现在对象物的脸部区域的图样是否是在由过滤器切换控制单元选择并切换的过滤器上描绘的图样的颜色，当不是在该过滤器上描绘的图样的颜色时判定为非特定人物，这种结构下，可以使伪装图像的生成变得困难，可提高伪装检测的精度。
对象物信息取得单元具有与对象物图像取得单元相邻配置的距离传感器，存储单元具有特征存储单元，预先存储表示对象物图像取得单元和特定人物的适当的距离的距离信息，距离传感器测量对象物图像取得单元和对象物的距离，伪装判定单元通过比较由距离传感器测量的距离和距离信息所表示的距离，判定对象物图像取得单元和对象物之间的距离是否处于适当的范围内，如果在适当范围以外，则判定为非特定人物，这种结构下，可不进行图像处理而高效地进行伪装判定。
对象物信息取得单元具有与对象物图像取得单元相邻配置的物体检测传感器，物体检测传感器检测比对象物图像取得单元和特定人物之间的适当距离还近的对象物，存储单元具有存储物体检测传感器的检测结果的特征存储单元，伪装判定单元判定是否由物体检测传感器检测到了对象物，当检测到时判定为非特定人物，这种结构下，当在离对象物图像取得单元过近的位置上存在对象物时则可判定为伪装。
对象物信息取得单元具有重量测量器，被设置在进行对象物是否是特定人物的判定时该对象物所处的预先确定的预定位置上，存储单元具有特征存储单元，其为了判定是否是特定人物而存储预先注册的人物的各自的体重信息，重量测量器测量位于预定位置的对象物的重量，伪装判定单元通过比较由重量测量器所测量的对象物的重量和存储在特征存储单元中的体重信息，判定对象物的重量是否处于允许重量范围以内，如果在允许重量范围以外则判定为非特定人物，这种结构下，可不进行图像处理而高效地进行伪装判定。
对象物信息取得单元具有从后方向对象物照射光的后方发光体，对象物图像取得单元，对通过后方发光体的发光而从后方被光照射的对象物进行拍摄，并取得表示逆光状态的对象物的逆光图像数据，伪装判定单元通过提取由对象物图像取得单元取得的逆光图像数据所表示的逆光图像中的亮度值为预定值以下的区域，将该逆光图像中的对象物区域从背景区域分离，判定对象物区域和背景区域的分界线的形状是否是人类的头部形状，如果不是人类的头部形状，则判定为非特定人物，这种结构下，当对象物是特定人物时，可以不向该特定人物的视野照射强光而进行伪装检测，因此可不会对人造成负担地进行伪装判定。
对象物信息取得单元具有二个对象物图像取得单元，伪装判定单元，利用二个对象物图像取得单元的视差做成对象物的距离图像，判定距离图像中的已知脸部区域的形状是否是平面形状，如果是平面形状则判定为非特定人物，这种结构下，可以切实地检测出利用了平面形状物体的伪装行为。
对于对象物图像取得单元，使用拍摄近红外区域波长的图像输入单元，发光体的光源照射近红外区域波长的光，这种结构下，人眼看不到图样，因此无法获知伪装检测的方法。
权利要求
1.一种伪装检测装置，为了用于判定对象物是否是特定人物，检测出该对象物是伪装成上述特定人物的非特定人物，其特征在于，具有对象物信息取得单元，包括发光体，向上述对象物照射光，并且向该对象物投影预定的图样；过滤器，被配置在上述发光体的光源的附近，透过由该发光体照射的光；和对象物图像取得单元，对由上述发光体的发光而投影预定的图样的对象物进行拍摄，并取得表示对象物的对象物图像数据；图像存储单元，存储上述对象物图像数据；和数据处理单元，具有伪装判定单元，判定上述对象物是否是上述非特定人物，其中，上述伪装判定单元通过比较上述对象物图像数据所表示的对象物图像的脸部区域中出现的图样与上述预定的图样，判断上述对象物是否是平面形状，如果是平面形状则判定为非特定人物。
2.根据权利要求1所述的伪装检测装置，其中，数据处理单元具有脸部检测单元，检测对象物图像数据所表示的对象物图像的脸部区域，伪装判定单元，利用在上述脸部检测单元检测出的脸部区域中出现的图样，判定对象物是否是平面形状。
3.根据权利要求1或2所述的伪装检测装置，其中，过滤器上描绘有条纹图样，该条纹图样将遮断光的透过的多条直线平行排列，上述伪装判定单元，通过比较在对象物图像数据所表示的对象物图像的脸部区域中出现的图样、与上述将直线平行排列的条纹图样，判定上述对象物是否是平面形状。
4.根据权利要求1至3的任意一项所述的伪装检测装置，其中，对象物信息取得单元具有过滤器旋转控制单元，为了使投影到对象物的图样发生变化而使过滤器旋转，上述过滤器旋转控制单元随机地选择上述过滤器的旋转角度并使之旋转，伪装判定单元，判定在上述脸部检测单元检测出的脸部区域中出现的图样的旋转角度是否正确，如果不正确则判定为非特定人物。
5.根据权利要求1至3的任意一项所述的伪装检测装置，其中，对象物信息取得单元具有描绘有不同图样的多个过滤器；和过滤器切换控制单元，执行用于向对象物投影图样的过滤器的切换处理，上述过滤器切换控制单元随机选择多个过滤器中的任意一个并执行切换处理，伪装判定单元，判定出现在上述对象物的脸部区域的图样是否是在由上述过滤器切换控制单元选择并切换的过滤器上描绘的图样，当不是在该过滤器上描绘的图样时判定为非特定人物。
6.根据权利要求1至3的任意一项所述的伪装检测装置，其中，对象物信息取得单元具有以不同颜色描绘了图样的多个过滤器；和过滤器切换控制单元，执行用于向对象物投影图样的过滤器的切换处理，上述过滤器切换控制单元随机选择多个过滤器中的任意一个并执行切换处理，伪装判定单元判定，出现在上述对象物的脸部区域的图样是否是在由上述过滤器切换控制单元选择并切换的过滤器上描绘的图样颜色，当不是在该过滤器上描绘的图样颜色时判定为非特定人物。
7.根据权利要求1至6的任意一项所述的伪装检测装置，其中，对象物信息取得单元具有与对象物图像取得单元相邻配置的距离传感器，具有特征存储单元，预先存储表示上述对象物图像取得单元和特定人物的适当的距离的距离信息，上述距离传感器测量上述对象物图像取得单元和对象物的距离，伪装判定单元，通过比较由上述距离传感器测量的距离和上述距离信息所表示的距离，判定上述对象物图像取得单元和上述对象物之间的距离是否处于适当的范围内，如果在适当范围以外，则判定为非特定人物。
8.根据权利要求7所述的伪装检测装置，其中，对适当范围预先确定下限距离，伪装判定单元，在对象物图像取得单元和对象物之间的距离低于上述下限距离时，判定为非特定人物。
9.根据权利要求7或8所述的伪装检测装置，其中，对适当范围预先确定上限距离，伪装判定单元，在对象物图像取得单元和对象物之间的距离高于上述上限距离时，判定为非特定人物。
10.根据权利要求1至6的任意一项所述的伪装检测装置，其中，对象物信息取得单元具有与对象物图像取得单元相邻配置的物体检测传感器，上述物体检测传感器检测比上述对象物图像取得单元和特定人物之间的适当距离还近的对象物，具有特征存储单元，存储上述物体检测传感器的检测结果，伪装判定单元，判定是否由上述物体检测传感器检测到了对象物，当检测到时判定为非特定人物。
11.根据权利要求1至10的任意一项所述的伪装检测装置，其中，对象物信息取得单元具有重量测量器，其被设置在进行对象物是否是特定人物的判定时该对象物所处的预先确定的预定位置上，存储单元具有特征存储单元，其为了判定是否是特定人物而存储预先注册的人物各自的体重信息，上述重量测量器测量位于上述预定位置的对象物的重量，伪装判定单元，通过比较由上述重量测量器所测量的对象物的重量和存储在上述特征存储单元中的上述体重信息，判定上述对象物的重量是否处于允许重量范围以内，如果在允许重量范围以外则判定为非特定人物。
12.根据权利要求11所述的伪装检测装置，其中，伪装判定单元，在确定了存储在特征存储单元中的体重信息中包括从最高重量到最低重量的范围的允许重量范围后，判定对象物的重量是否处于允许重量范围以内。
13.根据权利要求1至12的任意一项所述的伪装检测装置，其中，对象物信息取得单元具有从后方向对象物照射光的后方发光体，对象物图像取得单元，对由上述后方发光体的发光而从后方被光照射的对象物进行拍摄，并取得表示逆光状态的对象物的逆光图像数据，伪装判定单元通过提取由上述对象物图像取得单元取得的逆光图像数据所表示的逆光图像中亮度值为预定值以下的区域，将该逆光图像中的对象物区域从背景区域分离，判定对象物区域和背景区域的分界线的形状是否是人类的头部形状，如果不是人类的头部形状，则判定为非特定人物。
14.根据权利要求13所述的伪装检测装置，其中，伪装判定单元，根据对象物区域和背景区域的分界线的形状是否为近似椭圆的形状，判定是否是人类的头部形状。
15.根据权利要求13所述的伪装检测装置，其中，伪装判定单元，求得对象物区域的宽度，根据该对象物区域和背景区域的分界线的形状是否是近似于以上述对象物区域的宽度为短径的椭圆的形状，来判定是否是人类的头部形状。
16.根据权利要求1至15的任意一项所述的伪装检测装置，其中，对象物信息取得单元具有二个对象物图像取得单元，伪装判定单元，利用上述二个对象物图像取得单元的视差做成对象物的距离图像，判定上述距离图像中的已知脸部区域的形状是否是平面形状，当是平面形状时，判定为非特定人物。
17.根据权利要求1至15的任意一项所述的伪装检测装置，其中，对象物信息取得单元具有二个对象物图像取得单元，数据处理单元具有脸部检测单元，检测由伪装判定单元做成的距离图像的脸部区域，上述伪装判定单元，利用上述二个对象物图像取得单元的视差做成对象物的距离图像，判定上述脸部检测单元检测出的上述距离图像中脸部区域的形状是否是平面形状，如果是平面形状则判定为非特定人物。
18.根据权利要求16或17所述的伪装检测装置，其中，二个对象物图像取得单元分别水平设置，二个对象物图像取得单元中的一个被配置在对象物的正面。
19.根据权利要求1至15的任意一项所述的伪装检测装置，其中，对象物信息取得单元具有三个或三个以上的对象物图像取得单元，伪装判定单元，从上述三个或三个以上的对象物图像取得单元中选择二个对象物图像取得单元，利用该选择的二个对象物图像取得单元的视差做成对象物的距离图像，判定上述距离图像中的已知脸部区域的形状是否是平面形状，如果是平面形状则判定为非特定人物。
20.根据权利要求1至15的任意一项所述的伪装检测装置，其中，对象物信息取得单元具有三个或三个以上的对象物图像取得单元，数据处理单元具有脸部检测单元，检测由伪装判定单元做成的距离图像的脸部区域，上述伪装判定单元，从上述三个或三个以上的对象物图像取得单元中选择二个对象物图像取得单元，利用该选择的二个对象物图像取得单元的视差做成对象物的距离图像，判定上述脸部检测单元检测出的上述距离图像中脸部区域的形状是否是平面形状，如果是平面形状则判定为非特定人物。
21.根据权利要求1至15的任意一项所述的伪装检测装置，其中，对于对象物图像取得单元，使用拍摄近红外区域波长的图像输入单元，发光体的光源照射近红外区域波长的光。
22.一种伪装检测装置，为了用于判定对象物是否是特定人物，检测出该对象物是伪装成上述特定人物的非特定人物，其特征在于，具有对象物信息取得单元，包括对象物图像取得单元，拍摄对象物并取得表示对象物的对象物图像数据；和距离传感器，与上述对象物图像取得单元相邻配置；图像存储单元，存储上述对象物图像数据；特征存储单元，预先存储表示上述对象物图像取得单元和特定人物之间的适当距离的距离信息；和数据处理单元，具有伪装判定单元，判定上述对象物是否是上述非特定人物，其中，上述距离传感器测量上述对象物图像取得单元和对象物的距离，上述伪装判定单元，通过比较由上述距离传感器测量的距离和上述距离信息所示的距离，判定上述对象物图像取得单元和上述对象物之间的距离是否处于适当的范围内，当处于适当的范围以外时判定为非特定人物。
23.一种伪装检测装置，为了用于判定对象物是否是特定人物，检测出该对象物是伪装成上述特定人物的非特定人物，其特征在于，具有对象物信息取得单元，包括对象物图像取得单元，拍摄对象物并取得表示对象物的对象物图像数据；和物体检测传感器，与上述对象物图像取得单元相邻配置；图像存储单元，存储上述对象物图像数据；特征存储单元，存储上述物体检测传感器的检测结果；和数据处理单元，具有伪装判定单元，判定上述对象物是否是上述非特定人物，其中，上述物体检测传感器，检测比上述对象物图像取得单元和特定人物的适当距离还近的对象物，上述伪装判定单元，判定是否由上述物体检测传感器检测出对象物，当检测出时判定为非特定人物。
24.一种伪装检测装置，为了用于判定对象物是否是特定人物，检测出该对象物是伪装成上述特定人物的非特定人物，其特征在于，具有对象物信息取得单元，包括后方发光体，从后方向对象物照射光；对象物图像取得单元，对由上述后方发光体的发光而从后方被光照射的对象物进行拍摄，并取得表示逆光状态的对象物的逆光图像数据；图像存储单元，存储上述逆光图像数据；和数据处理单元，具有伪装判定单元，判定上述对象物是否是上述非特定人物，其中，上述伪装判定单元，通过提取由上述对象物图像取得单元取得的逆光图像数据所表示的逆光图像中亮度值为预定值以下的区域，将该逆光图像中的对象物区域从背景区域分离，判定对象物区域和背景区域的分界线的形状是否是人类的头部形状，如果不是人类的头部形状，则判定为非特定人物。
25.一种伪装检测装置，为了用于判定对象物是否是特定人物，检测出该对象物是伪装成上述特定人物的非特定人物，其特征在于，具有对象物信息取得单元，具有二个拍摄对象物并取得表示对象物的对象物图像数据的对象物图像取得单元；图像存储单元，存储上述对象物图像数据；和数据处理单元，具有伪装判定单元，判定上述对象物是否是上述非特定人物，其中，上述伪装判定单元，利用上述二个对象物图像取得单元的视差做成对象物的距离图像，判定上述距离图像中的已知脸部区域的形状是否是平面形状，当是平面形状时，判定为非特定人物。
26.一种伪装检测方法，为了用于判定对象物是否是特定人物，检测出该对象物是伪装成上述特定人物的非特定人物，其特征在于，具有以下步骤向上述对象物照射透过了描绘有预定图样的过滤器的光，并向该对象物投影上述图样的步骤；拍摄投影了预定图样的对象物并取得表示对象物的对象物图像数据的步骤；和通过比较在上述对象物图像数据所表示的对象物图像的脸部区域中出现的图样、与上述预定的图样，判定上述对象物是否是平面形状，当是平面形状时判定为非特定人物的步骤。
27.一种伪装检测方法，为了用于判定对象物是否是特定人物，检测出该对象物是伪装成上述特定人物的非特定人物，其特征在于，具有以下步骤执行测量处理的步骤，测量用于对象物的拍摄的对象物图像取得单元和上述对象物的距离；和执行伪装判定处理的步骤，判定上述对象物是否是上述非特定人物，其中，上述伪装判定处理，通过比较由上述测量处理所测量的距离与预先设定的上述对象物图像取得单元和特定人物的适当的距离，判定上述对象物图像取得单元和上述对象物的距离是否处于适当范围内，如果在适当范围以外则判定为非特定人物。
28.一种伪装检测方法，为了用于判定对象物是否是特定人物，检测出该对象物是伪装成上述特定人物的非特定人物，其特征在于，具有以下步骤执行检测处理的步骤，检测比用于对象物的拍摄的对象物图像取得单元和特定人物之间的适当距离还近的对象物；和执行伪装判定处理的步骤，判定上述对象物是否是上述非特定人物，其中，上述伪装判定处理判定是否由上述检测处理检测出对象物，当检测出时判定为非特定人物。
29.一种伪装检测方法，为了用于判定对象物是否是特定人物，检测出该对象物是伪装成上述特定人物的非特定人物，其特征在于，具有以下步骤执行对象物图像取得处理的步骤，对由从后方向对象物照射光的后方发光体的发光而从后方被光照射的对象物进行拍摄，并取得表示逆光状态的对象物的逆光图像数据；和执行伪装判定处理的步骤，判定上述对象物是否是上述非特定人物，其中，上述伪装判定处理，通过提取由上述对象物图像取得单元取得的逆光图像数据所表示的逆光图像中的亮度值为预定值以下的区域，将该逆光图像中的对象物区域从背景区域分离，判定对象物区域和背景区域的分界线的形状是否是人类的头部形状，如果不是人类的头部形状，则判定为非特定人物。
30.一种伪装检测方法，为了用于判定对象物是否是特定人物，检测出该对象物是伪装成上述特定人物的非特定人物，其特征在于，具有以下步骤执行对象物图像取得处理的步骤，从不同的二个方向拍摄对象物，并取得表示对象物的二个对象物图像数据；和执行伪装判定处理的步骤，判定上述对象物是否是上述非特定人物，其中，上述伪装判定处理，利用执行上述对象物图像取得处理的二个对象物图像取得单元的视差做成对象物的距离图像，判定上述距离图像中的已知脸部区域的形状是否是平面形状，当是平面形状时，判定为非特定人物。
全文摘要
在伪装判定处理中，伪装判定部，从图像存储部读入表示投影了条纹图样的认证对象物的图像的图像数据，并提取在读入的图像数据所示的图像的脸部区域中出现的条纹图样；接着判定位于图像中的脸部区域的条纹是否是直线；条纹如果是直线，则可以判断认证对象物是照片、及图像显示装置之类的平面形状的物体，至少不是人物自身，因此判定是伪装；另一方面，当条纹不是直线时，则认证对象物是具有三维凹凸形状的立体形状，有可能是人物自身，因此判定存在不是伪装的可能性。
文档编号G06K9/00GK1748227SQ20048000407
公开日2006年3月15日 申请日期2004年2月12日 优先权日2003年2月13日
发明者细井利宪 申请人:日本电气株式会社