顔認識のためのコンピューター技術とは

コンピューターによる顔認識技術は、近年のIT進化において注目される技術の一つです。世の中のセキュリティ分野に変化をもたらすかもしれません。顔認識技術が発展すれば、様々な施設や建物への入退室で利用できます。これまでは、セキュリティが厳重な建物への入室には、ICカードやパスワードが利用されていました。それを、顔認証に置き換えることが可能です。生体認証には、他にも様々な方法がありますが、自分の顔をカメラに向けるだけの顔認証であれば、利便性は更に向上するでしょう。

誰の顔かを判断する顔認識の技術

顔認識とは、デジタル画像の中から人間の顔領域を検出して特定する技術一般のことを指します。ここで言う顔認識は、画像や映像から顔を特定して認識するテクノロジーのことです。顔認識のプロセスでは、最初にデジタル画像の中から、背景などを除く顔領域を特定します。この画像や映像から人間の顔を検出する機能のことは顔検出と呼ばれます。そして、輪郭、目・鼻・口などの要素から、顔の特徴を検出し、個人を識別します。

さらに、検出した顔と、データベースに登録されている人物とを照合して識別する技術が、顔認証です。顔認識技術は、生体認証技術の一つとして利用されています。生体認証技術には、指紋認証、虹彩認証、静脈認証、声紋認証などがありますが、顔認証はその一つです。

顔認識システムは、広い範囲で利用されています。例えば、セキュリティ対策や犯罪者の捜索、防犯のほか、チケット転売防止のために、顔認証システムが導入された事例があります。

また、画像や映像から人間の顔を検出する顔検出の機能は、デジタルカメラなどにも応用されています。顔検出機能が搭載されたカメラは、撮影時に顔を自動検出し、ピントや露出を自動補正します。

2次元方式から3次元方式への進化により顔認識の精度が飛躍的に向上

顔認識の技術的な仕組みには、２次元方式と3次元方式があります。平面の2次元方式より、立体的に顔を認識できる3次元方式のほうが、高精度で安全性が高いことは言うまでもありません。スマートフォンを例にしても、2次元方式の機種と3次元方式の機種では、顔認識技術を利用したロック解除の精度と安全性に差が生じます。

3次元方式のスマホロック解除機能として、「iPhone X」に搭載された「Face ID」があります。３次元方式の「Face ID」は、2次元カメラを利用した顔認証に比べ、顔認識技術の水準を引き上げました。「Face ID」には、「TrueDepthカメラ」と機械学習の機能が用いられています。「TrueDepthカメラ」は、ドットプロジェクタや赤外線カメラ、投光イルミネータなどを組み合わせたカメラシステムです。

「TrueDepthカメラ」による顔認識技術を簡単に説明すると、ドットプロジェクタで3万以上のドットを顔に投射し、赤外線カメラがドットパターンを読み取り、撮影します。撮影された赤外線画像は「iPhone X」のA11 Bionicチップにデータとして保存され、認証の際に照合されます。

「iPhone X」は、iPhoneの高級機ですが、iPhoneのロック解除は、パスワード入力から、指紋認証センサーを用いる「Touch ID」、更に「Face ID」による顔認証と進化しました。「Face ID」搭載の「iPhone X」は、画面を見ている間だけロック解除されます。ついに、自分の顔がパスワードになる時代になりました。この顔認証システムは精度の向上とともに、様々な場面で利用されていくことが期待できます。

平面で認識する2次元方式では、顔の輪郭、目・鼻・口の形状や配置を、データ化していましたが、3次元方式では顔を立体的に認識しデータ化するために高精度な認証が可能です。顔認識技術の精度が高まれば、セキュリティ面での安全性が高まり、堅牢で利便性の高いパスワードとしての役割を果たしてくれるでしょう。

また、2次元方式では、明暗の影響が大きいなど、環境により認証精度が低くなりましたが、3次元方式では改善されました。「Face ID」のシステムでは、暗い場所でも投光イルミネータにより顔の特定がしやすくなります。

顔認証技術の開発は、アップルだけでなく、多くの企業が取り組んでおり、広い分野で利用され始めています。また、顔認証技術においても、近年、注目されているAI（人工知能）とディープラーニング（深層学習、機械学習手法の一つ）の技術が用いられています。小型3次元カメラの開発なども進めば、顔認識技術は更に高精度で便利なセキュリティ対策になるでしょう。