JP2005004781A - 個人認証方法および個人認証装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 被認証者について、撮影装置によって、外光映り込み位置が異なる複数の虹彩画像を撮影するA1。撮影した複数の虹彩画像から、認証用の特徴量である虹彩コードをそれぞれ抽出しA2、抽出した複数の虹彩コードと登録虹彩コードとをそれぞれ照合して、複数の照合結果を作成しA3、複数の照合結果を統合して最終的な照合スコアを得てA4、この最終的な照合スコアを用いて認証を行うA5。
【選択図】 図1
Description
2.虹彩画像を解析して虹彩コードを抽出
3.抽出された虹彩コードと予め登録されている虹彩コードとの比較を行い、両コードの差異(距離)が閾値以下の場合は本人と判断
図1は本発明の第1の実施形態に係る虹彩認識を用いた個人認証方法を示すフローチャートである。また図2は本実施形態に係る個人認証方法を実施する際に利用する撮影装置の一例としての認証機能付携帯電話の外観を示す図、図3は図2の認証機能付携帯電話の内部構成を示す図である。本実施形態では、被認証者は、図2のような認証機能付携帯電話を用いて、外光下で虹彩認証を行うものとする。
外光の映り込み位置は、光源(反射物も含む)、カメラおよび眼球の位置関係で決まるので、映り込み位置を変化させるためには、そのうちのどれかを動かせばよい。このうち光源は動かしにくいので、カメラもしくは眼球、またはその両方を動かせばよい。
(1) 虹彩外縁(虹彩と強膜との間の境界)および瞳孔外縁(瞳孔と虹彩との間の境界)を決定することによって、虹彩領域を切り出す
(2) 切り出された虹彩領域をxy直交座標系からrθ極座標系へと変換する
(3) 解析帯域を決定する(半径方向をリング状に8分割)
(4) マルチスケールの2−d Gaborフィルタを適用し、Gaborフィルタ出力後の信号を二値化したものを虹彩コードとする
(5) 予め登録されていた登録虹彩コードと、認証時の虹彩コードとを比較(排他的OR)し、2つのコード間のハミング距離を計算する
(6) ハミング距離が閾値以下の場合は、本人として受け入れ、そうでなければ他人として棄却する
図7は(1)の虹彩外縁および瞳孔外縁の位置を表す図、図8は虹彩外縁と瞳孔外縁に囲まれる領域を虹彩領域として切り出し、xy座標系で表現した図である。この時点で、虹彩領域の平行移動の影響は吸収される。また図9は虹彩領域を、瞳孔中心を中心としてrθ極座標系で表現した図である((2)の変換)。実際の瞳孔外縁と虹彩外縁は正確には真円ではない。両者を敢えて円で近似した場合、瞳孔の中心と虹彩の中心は同心ではない(偏心)が、r方向の値を瞳孔外縁で0、虹彩外縁で1に設定することにより、偏心、瞳孔の開き具合の差、および拡大縮小の影響を吸収することができる。
図14はビット単位で合成する場合の処理A4の詳細を示すフローチャートである。図14において、まず、N個の照合結果のうち、ハミング距離が所定の閾値TH3(>TH1)以下の照合結果を選択する(A401)。次に、i番目のビット位置に着目し(A402)、選択後の照合結果のうち、着目したビット位置でどれか1つでも登録虹彩コードとの一致を示すビットがあれば、そのビット位置の最終的な判定結果は一致と判定する(A403)。そして、ステップA402,A403を全てのビット位置について実行する(A404)。最終的な不一致ビット数を全ビット数で正規化し、ハミング距離を最終的な照合スコアとして算出する(A405)。
図15はブロック単位で合成する場合の処理A4の詳細を示すフローチャートである。図15において、まず、N個の照合結果のうち、ハミング距離が所定の閾値TH3(>TH1)以下の照合結果を選択する(A411)。次に、選択した各照合結果に係る認証用虹彩コードを、M個のブロックにそれぞれ分割する(A412)。ブロック分割は、次のように行う。すなわち、予め虹彩画像を分割し、虹彩コード上のビットに対応する画素が虹彩画像上で同一ブロックに属しているとき、虹彩コード上のビットも同一ブロックに属するものとする。虹彩画像の分割方法としては、例えば、図16(a)のように同心円状かつ放射状に分割する方法や、図16(b)のように矩形状に分割する方法もある。
・虹彩画像に、輝度が所定の第1の閾値以上である画素が、所定の第2の閾値以上あった場合
または、
・虹彩画像の平均輝度を元にある第1の閾値を算出し、虹彩画像中に輝度が前記閾値以上である画素が、所定の第2の閾値以上あった場合
としてもよい。これは、虹彩画像に映り込みが生じているか否かを、画像レベルで、当該虹彩画像を基にして判断していることに相当する。
同様に、本実施形態の処理を行うための条件として、
・装置の照明がオフにされた場合
または、
・装置に近赤外光強度センサを設け、照明オフ時の外光中の近赤外強度が所定の閾値を超える場合
としてもよい。これは、外光下で虹彩認証を行っているか否かを、照明のスイッチ設定または近赤外強度に基づいて判断していることに相当する。例えば図26に示すように、まず、撮影環境の近赤外光の強度を測定し(E1)、測定した強度が所定の閾値以上であるときは(E2でYes)、本実施形態の処理を行う(E3)。一方、測定した強度が所定の閾値よりも低いときは(E2でNo)、虹彩画像は1枚だけ撮影して(E4)、従来と同様の認証処理を行う(E5)。
第1の実施形態では、複数の虹彩コードと登録虹彩コードとをそれぞれ照合して複数の照合結果を作成し、これら複数の照合結果を統合して最終的な照合スコアを得て、認証を行った。これに対して本実施形態では、複数の虹彩コードを統合して統合虹彩コードを作成し、この統合虹彩コードと登録虹彩コードとを照合して、認証を行うものとする。
上で説明した方法は、図11(c)に示すような二値化後の虹彩コードを統合するものであった。これに対して、図11(b)に示すようなGaborフィルタ適用後の信号を統合し、その後、二値化を行うようにしてもかまわない。以下に、本実施形態の変形例として、その方法について説明する。
そして、統合中間虹彩コードを二値化して、統合虹彩コードを作成する(B314)。二値化の方法は、通常の中間虹彩コード(図11(b))から虹彩コード(図11(c))を作成するのと同様の方法を用いればよい。
第1の実施形態では、複数の照合結果を統合し、また第2の実施形態では複数の虹彩コードまたは中間虹彩コードを統合した。これに対して本実施形態では、複数の虹彩画像を統合して、統合虹彩画像を作成し、統合虹彩画像から虹彩コードを抽出し、前記虹彩コードと登録虹彩コードとを照合して、認証を行うものとする。
11,11a,11b カメラ
13 モニタ
15 スピーカ
30 認証機能付ドアホン(撮影装置)
31 カメラ
36a〜36h 視線誘導灯
Claims (4)
- 被認証者について、虹彩画像を撮影する撮影処理と、
撮影した虹彩画像に太陽光による映り込みが生じているか否かを判断する判断処理と、
前記判断処理において、太陽光による映り込みが生じていると判断したとき、前記被認証者について、太陽光による映り込み位置が異なる複数の虹彩画像を撮影し、撮影した複数の虹彩画像を用いて、認証を行う第1の認証処理と、
前記判断処理において、太陽光による映り込みが生じていないと判断したとき、前記撮影した虹彩画像を用いて、認証を行う第2の認証処理とを備え、
前記判断処理は、
前記虹彩画像と、登録虹彩データとを照合して、照合結果を得るステップと、
前記照合結果を、複数のブロックに分割し、各ブロック毎の照合スコアを計算するステップと、
照合スコアが第1の閾値以上であるブロック数が、第2の閾値以下であるとき、太陽光による映り込みが生じていると判断するステップとを備えた
ことを特徴とする個人認証方法。 - 撮影環境の近赤外光の強度を測定する測定処理と、
前記強度が所定の閾値以上であるとき、被認証者について、太陽光による虹彩への映り込み位置が異なる複数の虹彩画像を撮影し、撮影した複数の虹彩画像を用いて、認証を行う第1の認証処理と、
前記強度が所定の閾値未満であるとき、被認証者について、虹彩画像を撮影し、撮影した虹彩画像を用いて、認証を行う第2の認証処理とを備えた
ことを特徴とする個人認証方法。 - 被認証者について、虹彩画像を撮影する撮影手段と、
撮影した虹彩画像に太陽光による映り込みが生じているか否かを判断する判断手段と、
前記判断手段において、太陽光による映り込みが生じていると判断したとき、前記被認証者について、太陽光による映り込み位置が異なる複数の虹彩画像を撮影し、撮影した複数の虹彩画像を用いて、認証を行う第1の認証手段と、
前記判断手段において、太陽光による映り込みが生じていないと判断したとき、前記撮影した虹彩画像を用いて、認証を行う第2の認証手段とを備え、
前記判断手段は、
前記虹彩画像と、登録虹彩データとを照合して、照合結果を得る手段と、
前記照合結果を、複数のブロックに分割し、各ブロック毎の照合スコアを計算する手段と、
照合スコアが第1の閾値以上であるブロック数が、第2の閾値以下であるとき、太陽光による映り込みが生じていると判断する手段とを備えた
ことを特徴とする個人認証装置。 - 撮影環境の近赤外光の強度を測定する測定手段と、
前記強度が所定の閾値以上であるとき、被認証者について、太陽光による虹彩への映り込み位置が異なる複数の虹彩画像を撮影し、撮影した複数の虹彩画像を用いて、認証を行う第1の認証手段と、
前記強度が所定の閾値未満であるとき、被認証者について、虹彩画像を撮影し、撮影した虹彩画像を用いて、認証を行う第2の認証手段とを備えた
ことを特徴とする個人認証装置。
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