CN100420421C - 活体判别装置和使用该装置的认证装置以及活体判别方法 - Google Patents

Abstract

一种判别被摄体是否为活体的眼睛的活体判别装置，具备：拍摄被摄体的图像的摄影部，以与摄影部对被摄体进行拍摄的角度不同的角度对物体照射光线的光源部，从摄影部所拍摄的图像检测被摄体的部分光斑的部分光斑检测部，其中，根据是否由部分光斑检测部检测到部分光斑，来判别被摄体是否为活体的眼睛。

Description

活体判别装置和使用该装置的认证装置以及活体判别方法

技术领域

本发明涉及判别物体是否为活体的活体判别装置和使用该装置的认证装置以及活体判别方法。

背景技术

近年来，利用指纹、容貌、血管和眼睛的虹膜图案等活体信息(所谓的生物信息)对于每一个人来说是所特有的这一情况，而把这些活体信息用做认证信息进行本人认证的认证装置已经实用化。

特别是通过对包括被认证者的眼睛的图像(以下，称作眼睛图像)进行拍摄、用规定的方法使该眼睛图像的虹膜区域代码化而形成认证信息、用该认证信息进行与已预先登记的认证信息(以下，记作登记认证信息)进行比较对照而进行本人认证的方法，所谓的虹膜认证方法，由于其本人拒绝率低、他人接受率低等高可靠性，故主要作为金融机关、机场等要求高安全性的场所中的认证方法而广为实用化(例如，参见日本专利第3307936号公报)。

上述那样的虹膜认证方法中，存在着要进行不正当行为的人(以下，简称为不正当者)通过对预先登记者的虹膜图形进行拍摄而制作成印刷物或照片等(以下，把这些物品称作伪造物)并使用该伪造物冒充该登记者接受认证，而使不正当者被判别成预先登记者、所谓的冒充的发生这样的问题。

为了解决这样的问题，一直以来提出有各种各样的技术，例如，为了判别活体的眼睛与伪造物，提出有从与照相机对被摄体进行拍摄的光轴方向相同的方向对被摄体进行光线照射而测定来自被摄体的反射光的亮度，并利用该亮度值进行活体判别的技术。在这样的技术中，在被摄体是活体的眼睛的情况下，利用可从其视网膜得到高亮度的反射光的现象(所谓的红眼现象)，在所检测到的光的亮度值高于规定的阈值的情况下，就判别为被摄体是人体的眼睛(例如，参见国际公开第01/01329号小册子(2001))。

但是，在上述那样的技术中，必须从与照相机对被摄体进行拍摄的光轴的角度相同的方向照射光线，为此，由于必须改变来自光源的光线的方向，故必须附加半反射镜等光学部件来使用，从而存在着向小型的认证装置配备困难的问题。

发明内容

本发明正是鉴于这些问题而完成的，目的在于提供无需附加半反射镜等光学部件而可向小型的认证装置配备的活体判别装置和使用该装置的认证装置以及活体判别方法。

为了解决这样的问题，本发明的活体判别装置，是判别物体是否为活体的眼睛的活体判别装置，其特征在于，具备：拍摄物体的摄影部；以与拍摄部相对于物体的拍摄角度不同的角度对物体照射光线的光线照射部；从由拍摄部所拍摄的图像检测物体的部分光斑的部分光斑检测部；根据在部分光斑检测部中是否从物体检测到部分光斑，而输出指示物体是否为活体的眼睛的信息的信息输出部。

如果采用这样的结构，通过对作为判别对象的物体照射光线并拍摄其图像，来判别该图像中的部分光斑的有无这样的简单结构，可以提供无需附加半反射镜等光学部件而可向小型的认证装置配备的活体判别装置。

此外，也可以是特征如下的结构：在部分光斑检测部检测到物体的部分光斑的情况下，信息输出部输出指示物体是活体的眼睛的信息。

如果采用这样的结构，进一步地，由于在检测到部分光斑的情况下可以判别为物体是活体的眼睛，故可以实现在认证等后处理中可以安心地使用所拍摄的图像、安全性高的结构。

进一步地，也可以是这样的结构：摄影部拍摄在由光线照射部照射物体时的第1图像和不进行照射时的第2图像，以及部分光斑检测部，通过对第1图像和第2图像进行比较，而从图像检测物体的部分光斑。

如果采用这样的结构，进一步地，可以用将对物体照射光线而拍摄的图像与不进行照射而拍摄的图像进行比较这样的简单结构来进行活体判别。

此外，也可以是这样的结构：光线照射部具有以与摄影部相对于物体的摄影角度分别不同的角度对物体照射光线的多个照射部，该活体判别装置还具备：对多个照射部每一者的点亮熄灭进行控制的点亮熄灭控制部，以及检测由部分光斑检测部所检测到的物体的部分光斑的位置的光斑位置检测部，其中，点亮熄灭控制部选择性地使多个照射部每一者点亮熄灭，摄影部拍摄多个图像，信息输出部根据由光斑位置检测部检测到的多个图像每一者中部分光斑的位置而输出指示物体是否为活体的眼睛的信息。

如果采用这样的结构，通过从不同的角度对作为判别对象的物体照射光线而拍摄在各个条件下的图像，并比较各个图像中的部分光斑的位置这样的简单结构，可以提供无需附加半反射镜等光学部件而可向小型的认证装置配备的活体判别装置。

此外，也可以是这样的结构：点亮熄灭控制部选择性地使多个照射部每一者点亮熄灭而拍摄多个图像，在多个图像每一者在彼此不同的位置具有部分光斑的情况下，信息输出部输出指示物体是活体的眼睛的信息。

如果采用这样的结构，进一步地，由于在部分光斑的位置不同的情况下就可以判别为物体是活体的眼睛，故可以实现在认证等后处理中可以安心地使用所拍摄的图像、安全性高的结构。

进一步地，也可以是这样的结构：具备从图像检测瞳孔的区域的瞳孔区域检测部，其中，在由瞳孔区域检测部检测到的瞳孔的区域实质上不是圆形的情况下，部分光斑检测部判别为在图像中存在部分光斑。

如果采用这样的结构，进一步地，由于可根据作为瞳孔而被检测出的区域实质上是否为圆形来判别部分光斑的有无，故可以实现简单的结构。

此外，也可以是这样的结构：部分光斑检测部通过比较图像的亮度直方图，来进行部分光斑的检测。

如果采用这样的结构，进一步地，由于可以通过比较图像的亮度直方图来判别部分光斑的有无，故可以实现简单的结构。

其次，本发明的认证装置，其特征在于，是具备本发明的活体判别装置的结构。

如果采用这样的结构，由于可以在认证处理前、后或中途，对被认证者的眼睛进行拍摄来判别被摄体是否为活体的眼睛，故可以提供安全性高的认证装置。

此外，也可以是这样的结构：具备：在由活体判别装置判别为物体是活体的眼睛的情况下，根据摄影部所拍摄的图像形成规定的认证信息的认证信息形成部；存储预先登记的登记认证信息的存储部；以及将由认证信息形成部所形成的认证信息与存储在存储部的登记认证信息进行比较对照的比较对照部。

如果采用这样的结构，进一步地，由于能够在由活体判别装置判别为物体是活体的眼睛的情况下进行认证处理，故可以实现安全性高的结构。

其次，本发明的活体判别方法，其特征在于，包括：对物体照射光线的第1步骤；拍摄物体的图像的第2步骤；从图像检测物体的部分光斑的第3步骤；以及在检测到部分光斑的情况下判别为物体是活体的眼睛的第4步骤。

如果采用这样的方法，通过对作为判别对象的物体照射光线而拍摄其图像，并判别该图像中的部分光斑的有无这样的简单方法，可以提供无需附加半反射镜等光学部件而可向小型的认证装置配备的活体判别方法。

此外，本发明的活体判别方法，其特征在于，包括：从第1方向对物体照射光线的第1步骤；拍摄物体的第1图像的第2步骤；从第1图像检测第1部分光斑的位置的第3步骤；从与第1方向不同的第2方向对物体照射光线的第4步骤；拍摄物体的第2图像的第5步骤；从第2图像检测第2部分光斑的位置的第6步骤；将第1部分光斑的位置与第2部分光斑的位置进行比较的第7步骤；以及在第1部分光斑的位置与第2部分光斑的位置不同的情况下，判别为物体是活体的眼睛的第8步骤。

如果采用这样的方法，通过从不同的角度对作为判别对象的物体照射光线而拍摄各个条件下的图像，并比较各个图像中的部分光斑的位置这样的简单结构，可以实现无需附加半反射镜等光学部件而可向小型的认证装置配备的活体判别方法。

此外，本发明的活体判别方法，其特征在于，根据在以规定的角度从斜向照射被摄体时产生的部分光斑现象，来判别被摄体是否为活体。

如果采用这样的方法，通过使用在对作为判别对象的物体照射光线时所产生的部分光斑现象这样的简单方法，可以提供无需附加半反射镜等光学部件而可向小型的认证装置配备的活体判别方法。

如上所述，如果采用本发明，可以提供无需附加半反射镜等光学部件而可向小型的认证装置配备的活体判别装置和使用该装置的认证装置以及活体判别方法。

附图说明

图1是用来说明本发明第1实施方式的部分光斑现象的图示；

图2A是示出本发明第1实施方式的具有部分光斑的眼睛图像的一个例子的图示；

图2B是示出本发明第1实施方式的具有部分光斑的眼睛图像的一个例子的图示；

图3是示出本发明第1实施方式的活体判别装置的结构的框图；

图4是示出本发明第1实施方式的活体判别装置的动作步骤的流程图；

图5A是用来对本发明第1实施方式的活体判别装置的部分光斑检测部的功能进行说明的图示；

图5B是用来对本发明第1实施方式的活体判别装置的部分光斑检测部的功能进行说明的图示；

图5C是用来对本发明第1实施方式的活体判别装置的部分光斑检测部的功能进行说明的图示；

图5D是用来对本发明第1实施方式的活体判别装置的部分光斑检测部的功能进行说明的图示；

图6A是用来对本发明的第1实施方式的活体判别装置的部分光斑检测部的另一判别处理方法进行说明的图示；

图6B是用来对本发明第1实施方式的活体判别装置的部分光斑检测部的另一判别处理方法进行说明的图示；

图6C是用来对本发明第1实施方式的活体判别装置的部分光斑检测部的另一判别处理方法进行说明的图示；

图6D是用来对本发明第1实施方式的活体判别装置的部分光斑检测部的另一判别处理方法进行说明的图示；

图7是示出在本发明第1实施方式的活体判别装置中利用具有2个光源部的结构拍摄的眼睛图像的一个例子的图示；

图8是示出本发明第2实施方式的活体判别装置的动作步骤的流程图；

图9A是示出本发明第3实施方式的活体判别装置的结构的框图；

图9B是用来示出假定为从正面看本发明第3实施方式的活体判别装置的情况下的光源部与摄影部的位置关系的图示；

图10是示出本发明第3实施方式的活体判别装置的动作步骤的流程图；

图11A是示出在本发明第3实施方式的活体判别装置中所拍摄的第1图像的一个例子的图示；

图11B是示出在本发明第3实施方式的活体判别装置中拍摄活体的眼睛的情况下的第2图像的一个例子的图示；

图12A是示出从在本发明第3实施方式的活体判别装置中所拍摄的第1图像检测出瞳孔部分的图像的图示；

图12B是示出从在本发明第3实施方式的活体判别装置中所拍摄的第2图像检测出瞳孔部分的图像的图示；

图13A是示出本发明第3实施方式的伪造物的一个例子的图示；

图13B是示出利用本发明第3实施方式的活体判别装置拍摄伪造物的图像的一个例子的图示；以及

图14是示出本发明第4实施方式的认证装置的结构的框图。

符号说明

1：摄影部，2、50：光源部，3：(活体的)眼睛，4：虹膜，7：瞳孔，8：部分光斑，10：眼睛图像，15：控制部，16：存储部，17：瞳孔检测部，18：部分光斑检测部，19：光斑位置比较部，20、30：活体判别装置，22：第1光源部，23：第2光源部，31：第1图像，32：第2图像，40：认证装置，41：切出部，42：代码化部，43：对照部，44：认证信息存储部，45：输出部，51：伪造物，60：被摄体，70、71：轮廓，72：(作为瞳孔而被检测出的)部分。

具体实施方式

以下，利用附图详细地对本发明的实施方式进行说明。

(第1实施方式)

首先，对本发明的第1实施方式的活体判别装置和活体判别方法进行说明。

在本发明的第1实施方式的活体判别装置和活体判别方法中，利用称作部分光斑现象的活体特有的现象进行活体判别。对于部分光斑现象，虽然将在稍后进行详述，但是例如在对眼睛的瞳孔部分进行拍摄的情况下，指的是从相对于拍摄方向的倾斜方向入射到眼球内的光线照射到视网膜的一部分，该部分与瞳孔内的其他部分相比被明亮地拍摄的现象。

图1是用来对本发明的第1实施方式的部分光斑现象进行说明的图示。如图1所示，以相对于活体的眼睛3正面地定位摄影部1的方式配置活体判别装置20，将作为光线照射部的光源部2配置在距摄影部1的光轴中心的距离为H而且从被摄体看为正上方的位置，以使连接摄影部1的光轴中心和眼睛3的眼球中心的摄影轴L1与连接光源部2和眼睛3的眼球中心的直线L2成为产生部分光斑现象那样的规定角度θ的方式使光源部2对眼睛3进行照射。另外，该规定角度θ的值，虽然因摄影时所使用的光学系统、光源的种类等而不同，但是，作为一个例子，通过将其绝对值设为约大于等于1°小于等于2.5°，就易于产生部分光斑现象。但是，本发明并不限于规定的角度θ的绝对值，而是，实行作为结果产生部分光斑现象那样的光源部2的配置的活体判别装置和活体判别方法全部都包括在本发明的范围内。

在这样的条件下，在从光源部2对活体的眼睛3进行照射的情况下，摄影部1拍摄眼睛3后的眼睛图像10就包括部分光斑。图2是示出了本发明的第1实施方式的具有部分光斑的眼睛图像的一个例子的图示。在用上述的图1所示的光源部2进行照射的结构中，如图2A所示，眼睛图像10的瞳孔7的区域内朝向图面的下部的区域被部分地明亮地拍摄。这是因为来自光源部2的光线照射到视网膜的一部分而使得该部分被明亮地拍摄的缘故，后面，将像这样在瞳孔7的图像内部分地亮度高的区域称作部分光斑8。为了产生部分光斑8，只要以使上述角度θ处于规定范围内的方式配置光源部2即可，例如，可以将其放置在距图1中的摄影部1的光轴中心的距离为H的圆周上的任意位置，也可以如图1中的光源部50那样位于从被摄体看相对于摄影部的光轴中心的正下方的位置。

图2B是示出利用图1中的光源部50在眼睛图像10中所产生的部分光斑8的图示。如图2B所示，部分光斑8，在与图2A所示的例子相反的瞳孔7中朝向图面的上侧产生。

如图2A和图2B所示，通过使光源部2、50距摄影部1的光轴中心的距离、角度等发生变化，而使这样的部分光斑8其产生的位置发生变化。

如上所述，本发明利用这样的称作部分光斑现象的活体特有的现象，来判别被摄体是活体的眼睛还是伪造物。

接着，说明本发明的第1实施方式的活体判别装置20的构成。图3是示出本发明的第1实施方式的活体判别装置20的结构的框图。

在图3中，活体判别装置20，具备：相对于被摄体60以满足上述那样的规定的关系的方式配置的、对被摄体60进行拍摄的摄影部1和对被摄体60进行照明的光源部2；存储由摄影部1拍摄的眼睛图像10的存储部16；作为从存储在存储部16的眼睛图像10检测瞳孔7的图像的瞳孔区域检测部的瞳孔检测部17；作为利用由瞳孔检测部17检测到的瞳孔7的图像检测部分光斑8，并且输出被摄体60是活体的眼睛3还是伪造物的信号的信息输出部的部分光斑检测部18；以及，控制光源部2、摄影部1、存储部16、瞳孔检测部17和部分光斑检测部18的动作的控制部15。

作为光源部2，可以使用发光二极管等公知的器件，为了易于产生部分光斑，优选地尽量使用方向性高的光源。此外，可以任意地选择光源部2的波长，优选地选择以对于活体的眼睛3不会带来刺激的方式产生除去可见区域之外的非可见区域的光线的光源。此外，如后所述，在把活体判别装置20配备到虹膜认证装置内的情况下，如果使用产生近红外波长的光线(700～1000nm)的光源，则优选地可以与用来得到对比度良好的虹膜图像的照明用的光源兼用。此外，从价格方面考虑，虽然也可以使用像氙闪光灯那样可简单得到的、波长为可见光区域的光源，但是，在该情况下，对于以不会对识别对象者造成不快感的方式降低亮度等的考虑是必要的。

作为摄影部1，只要可对部分光斑8进行拍摄而输出图像即可，可以使用从公知的照相机装置中适宜选择的装置。就是说，在使用可见光线作为光源部2的情况下，可以使用可进行可见光区域的拍摄的照相机装置，在使用近红外光线作为光源部2的情况下，则可以使用可进行近红外区域的拍摄的照相机装置。

作为存储部16，只要是可暂时地存储图像的存储介质即可，可从RAM、EPROM等公知的存储介质中适宜选用。

瞳孔检测部17和部分光斑检测部18的功能，例如既可以用软件来实现，也可以通过构成专用电路而用硬件来实现。

下面，利用图4，对本发明的第1实施方式的活体判别装置20的动作进行说明。图4是示出本发明的第1实施方式的活体判别装置20的动作步骤的流程图。

首先，控制部15使光源部2开始对眼睛3的光线的照射(S11)。接着，控制部15，使摄影部1拍摄眼睛3的图像，即眼睛图像10(S12)。所拍摄的眼睛图像10被存储到存储部16。

接着，瞳孔检测部17，从存储在存储部16内的眼睛图像10中切出瞳孔7图像的部分(S13)。由瞳孔检测部17进行的从眼睛图像10切出瞳孔7的图像的处理，例如，可使用对眼睛图像10进行二值化，而提取出亮度最低的部分等公知的方法来进行。

接着，部分光斑检测部18，判别在由瞳孔检测部17所检测出的瞳孔7的图像内是否存在部分光斑8(S14)。在瞳孔7的图像内是否存在部分光斑8的判别，例如，可通过判别在瞳孔检测部17中作为瞳孔7而检测出的部分是否为圆形来进行。在该情况下，如果在瞳孔检测部17中作为瞳孔7而被检测出的部分是圆形，则可以推断为在瞳孔7内没有部分光斑8，另一方面，在作为瞳孔7而被检测出的部分不是圆形的情况下，则可以推断为在瞳孔7内存在部分光斑8。利用图5对在瞳孔检测部17中作为瞳孔7而被检测出的部分是否为圆形的部分光斑检测部18的判别方法的一个例子进行说明。

图5是用来对本发明的第1实施方式的活体判别装置20的部分光斑检测部18的功能进行说明的图示。在这里，假定图5A和图5B分别是作为瞳孔7而被检测出的部分。部分光斑检测部18提取出图5C或图5D所示那样的、作为瞳孔7而被检测出的部分的轮廓70、71。接着，部分光斑检测部18，根据指示作为该瞳孔7而被检测出的部分的轮廓70、71的坐标，判别作为瞳孔7而被检测出的轮廓70、71是否为圆形。例如，在图5C所示的例子中，由于其轮廓坐标不构成圆形，就是说并不位于1个圆周上，故判别为存在部分光斑8。

另一方面，在瞳孔检测部17中作为瞳孔7而被检测出的部分是图5B所示的部分的情况下，当提取出作为该瞳孔7而被检测出的部分的轮廓71时，就变成为图5D所示那样的圆形。在该例子中，由于其轮廓坐标是圆形，故部分光斑检测部18就判别为在瞳孔7内部分光斑8已被拍摄。另外，一般来说，由于瞳孔7不是正圆，故优选地以作为圆形进行判别的方式来设定若干的扁平、椭圆等。

另外，本发明，对于在瞳孔检测部17中作为瞳孔7而被检测出的部分是否为圆形的部分光斑检测部18的判别处理方法并不限定于上述的方法。

图6是用来对本发明的第1实施方式的活体判别装置20的部分光斑检测部18的另一判别处理方法进行说明的图示。例如，如图6A或图6B所示，在与把从光源部2到摄影部1连接起来的方向A(图6A或图6B中的上下方向)正交的方向(水平方向)上，而且，假定作为瞳孔7而被检测出的部分72为圆形的情况下，也可以通过用在被推断为其中心的位置通过的直线B把作为瞳孔7而被检测出的部分72分割为2个部分，计算各自的亮度直方图，并对其进行比较，来检测部分光斑8。例如，如图6B所示，假定在作为瞳孔7而被检测出的部分72是圆形，并把其范围内线B的纸面上侧的半圆设为区域B1、把下侧的半圆设为区域B2的情况下，形成在区域B1和区域B2内的各自的亮度直方图。图6C示出了图6B所示的例子中的区域B1的亮度直方图，图6D示出了区域B2的亮度直方图。如图6C所示，区域B1，即假定作为瞳孔而被检测出的部分72的纸面上侧的部分低亮度的发生频率高，相反，区域B2，即作为瞳孔7而被检测出的部分72的纸面下侧的部分高亮度的发生频率高，而成为具有彼此不同的倾向的相对照的亮度直方图。另一方面，在作为瞳孔7而被检测出的部分不具有部分光斑8的情况下，即便是计算这样的亮度直方图，也可以利用在区域B1和区域B2中不存在大的差别这一事实，而判别为作为瞳孔7而被检测出的部分72不具有部分光斑8。在本例中，虽然示出的是对区域B1和区域B2的亮度直方图进行比较的例子，但是，也可以通过对区域B1和区域B2的各自的区域的平均亮度值进行比较，来判别部分光斑8的有无。

返回到图4，部分光斑检测部18，用上述那样的方法判别部分光斑8的有无，在判别为在眼睛图像10中存在部分光斑8的情况下，由于被摄体60是活体的眼睛的可能性较高，故输出指示被摄体60是活体的信号来结束该处理(S15)。另一方面，在部分光斑检测部18中判别为在眼睛图像10中不存在部分光斑8的情况下，由于被摄体60不是活体的眼睛3而是伪造物的可能性高，故部分光斑检测部18输出该指示而结束处理(S16)。

从部分光斑检测部18输出的被摄体60是否为活体(是否为伪造物)的信号，既可以是被传送到已连接到外部的认证装置等各种信息装置，且在输出被摄体60是伪造物这样的信号的情况下通过画面等提醒该信息装置的使用者注意这样的构成，也可以是被传送到同样已连接到外部的警报装置而产生警报的构成。

如上所述，如果采用本发明的第1实施方式的活体判别装置20，则通过相对于被摄体60把光源部2和摄影部1配置在具有规定的关系的位置的简单构成，可以确实地判别被摄体60是活体的眼睛3还是伪造物。

另外，在本发明的第1实施方式中，虽然以光源部2为1个的情况为例进行的说明，但是，本发明的活体判别装置和活体判别方法不限定光源部的个数。例如，也可以是图1所示那样的同时具备光源部2和光源部50的结构。图7示出了在本发明的第1实施方式的活体判别装置20中，利用具有2个光源部2、50的结构拍摄的眼睛图像10的一个例子。如果采用这样的结构，则在使光源部2和光源部50都打开时的眼睛图像10，如图7所示，朝向瞳孔7的纸面上下各有一个部分光斑8被检测出，部分光斑判别部18，可以利用2个部分光斑8的有无来判别被摄体60是否为活体的眼睛3。

(第2实施方式)

接着，对本发明的第2实施方式的活体判别装置和活体判别方法进行说明。该第2实施方式的活体判别装置，虽然与在第1实施方式中所说明的活体判别装置20是同样的结构，但是，如下所述，其动作却不同。

图8是示出本发明的第2实施方式的活体判别装置20的动作步骤的流程图。如图8所示，与第1实施方式中的图4所示的活体判别装置20的动作相比较，本发明的第2实施方式的活体判别装置20的动作，具有在来自光源部2的光线照射之前获得在没有照明的状态下或在由不产生部分光斑8的位置(例如，比图1中的距离H更远离的位置)的光源部2所进行的照明下的图像的步骤(S10)这一点，以及部分光斑检测部18检测部分光斑8的有无时的处理内容(S17)是不同的。

首先，由摄影部1，在无照明的状态下或在由不产生部分光斑8的位置的光源部2进行的照明下，拍摄被摄体60的图像(S10)。另外，步骤S11～步骤S13、步骤S15、步骤S16的各个步骤，由于与在第1实施方式中说明的情况相同，故在这里省略其说明。

在步骤S13结束之后，部分光斑判别部18，对在步骤S10中所拍摄的被摄体60的图像与在步骤S12中所拍摄的、在由光源部2进行的照明的状态下的被摄体60的图像进行比较(S17)。在被摄体60是活体的眼睛3的情况下，在步骤S10中所拍摄的图像中虽然不含有部分光斑8，但是，由于在步骤S12中所拍摄的图像中含有部分光斑8，故通过进行这些图像的亮度值的比较等，由于可以检测出亮度值之差较大的区域，故可以判别为在图像中存在部分光斑8。

另一方面，在被摄体60不是活体的眼睛3，而是伪造物的情况下，由于无论在步骤S10所拍摄的图像中还是在步骤S12所拍摄的图像中都不包括部分光斑8，故即便是进行这些图像的亮度值的比较等，也不能检测出亮度值之差较大的区域，而可以判别为在图像中不存在部分光斑8。

即便是采用这样的方法，也可以与第1实施方式所示那样的活体判别装置和活体判别方法同样，可以确实地判别被摄体60是否为活体的眼睛3。

另外，在本发明的第2实施方式中，通过尽可能地缩短步骤S10中的拍摄与步骤S12中的拍摄的间隔，例如将其设定为大约1秒以下，就不会向不正当者提供进行冒充的时间而能够更为确实地识别伪造物。此外，在本发明的第2实施方式中，通过重复进行在步骤S10和步骤S12中的图像的拍摄，重复的次数越多则越可以降低不正当者进行冒充的可能性。

(第3实施方式)

下面，对本发明的第3实施方式的活体判别装置和活体判别方法进行说明。

图9A是示出本发明的第3实施方式的活体判别装置30的结构的框图，图9B是用来示出在假定为从正面看本发明的第3实施方式的活体判别装置30的情况下的第1光源部22和第2光源部23与摄影部1之间的位置关系的图示。

如图9A所示，本发明的第3实施方式的活体判别装置30，具备2个光源部，即作为照射部的第1光源部22和第2光源部23。这些第1光源部22和第2光源部23，如图9B所示，以其各自的中心处于与摄影部1的光轴中心距离上述规定的距离H的位置的方式进行配置。

对本发明的第3实施方式的活体判别装置30的动作进行说明。

图10是示出本发明的第3实施方式的活体判别装置30的动作步骤的流程图。

首先，作为开关(点亮熄灭)控制部的控制部15，使第1光源部22打开(点亮)(S21)，使摄影部1拍摄这时的被摄体60的图像(以下，称作第1图像)(S22)。拍摄结束后，控制部15使第1光源部22关闭(熄灭)。在图11A中示出了拍摄活体的眼睛3的情况下的第1图像31的一个例子。图11A示出在本发明的第3实施方式的活体判别装置30中所拍摄的第1图像31的一个例子。如图11A所示，可知在瞳孔7的部分中，在纸面左侧拍摄到了部分光斑8。

接着，控制部15使第2光源部23打开(S23)。并且，使摄影部1拍摄这时的图像(以下，称作第2图像)(S24)。拍摄结束后，控制部15使第2光源部23关闭。图11B示出了在本发明的第3实施方式的活体判别装置30中拍摄活体的眼睛3的情况下的第2图像32的一个例子。如图11B所示，可知在瞳孔7的部分的纸面右侧拍摄到了部分光斑8。在步骤S22和步骤S24中所拍摄的第1图像31和第2图像32，分别被存储在存储部16。另外，由于可以通过缩短第1图像31与第2图像32的拍摄间隔，来降低向不正当者提供进行冒充的时间的可能性，故可以实现可靠性更高的结构。另外，即便是在本发明的第3实施方式中，通过重复进行步骤S22和步骤S24中的图像的拍摄，重复的次数越多，则越可以降低不正当者进行冒充的可能性。

接着，瞳孔检测部17，从这些第1图像31和第2图像32中，用第1实施方式所示的方法，分别检测瞳孔7的部分(S25)。

然后，作为光斑位置检测部的部分光斑检测部18，分别利用第1实施方式中所说明的方法从来自第1图像31的所检测出的瞳孔7的部分和来自第2图像32的所检测出的瞳孔7的部分检测部分光斑8，并向光斑位置比较部19输出在该瞳孔7的部分中的产生位置(S26)。图12A示出从在本发明的第3实施方式的活体判别装置30中所拍摄到的第1图像31中检测出瞳孔7的部分的图像，图12B示出了从在本发明的第3实施方式的活体判别装置30中所拍摄到的第2图像32中检测出瞳孔7的部分的图像。

例如，当从图11所示的第1图像31中提取出瞳孔7的部分时，如图12A所示，在瞳孔7的纸面左侧检测出部分光斑8。另一方面，当在图11B所示的第2图像32中提取出瞳孔7的部分时，如图12B所示，结果就变成为在瞳孔7的纸面右侧检测出部分光斑8。

在光斑位置比较部19中，将从由部分光斑检测部18检测出的2个图像中检测出的部分光斑8进行比较，而判别其位置是否一致(S27)。

在图11A和图11B所示的例子中，由于部分光斑8的出现位置不同，故在这样的情况下，光斑位置比较部19输出表明被摄体60是活体的眼睛3的信号。

另一方面，在具有恶意的第3者预先制作了图13A所示那样的具有部分光斑8的眼睛的伪造物51的情况下，由于改变光源部而拍摄的第1图像31和第2图像32都如相同的图13B所示在同一位置上检测到部分光斑8，故光斑位置比较部19输出表明被摄体60不是活体的眼睛3(是伪造物51)的信号。图13A示出了本发明的第3实施方式的伪造物51的一个例子，图13B示出了利用本发明的第3实施方式的活体判别装置30来拍摄伪造物51的图像的一个例子。

从光斑位置比较部19输出的被摄体60是否为活体(是否为伪造物)的信号，既可以是被传送到已连接到外部的认证装置等的各种信息装置而通过画面等提醒信息装置的使用者注意的构成，也可以是同样地被传送到已连接到外部的警报装置而产生警报的构成。

如上所述，如果采用本发明的第3实施方式的活体判别装置30，通过把第1光源部22和第2光源部23这样的2个光源部和摄影部1配置在相对于被摄体60具有规定的关系的位置这样的简单结构，可以确实地判别被摄体60是活体的眼睛3还是伪造物51。

此外，如果采用本发明的第3实施方式的活体判别装置30，则能够提供即使在具有恶意的第三者预先制作了图12A所示的具有部分光斑8的眼睛图像的伪造物51的情况下也不能够进行冒充的高安全性的活体判别装置。

此外，在本发明的第3实施方式中，在光斑位置比较部19中，虽然通过对部分光斑8的位置进行比较来进行被摄体60是否为活体的眼睛3的判别，但是，本发明的活体判别装置并不限于此。例如，也可以是这样的结构：如在第1实施方式中所说明的那样的、计算第1图像31和第2图像32的各自的瞳孔7的部分的亮度直方图，如果亮度直方图彼此一致，则判别为被摄体60是伪造物51，如果彼此不同，则判别为被摄体60是活体的眼睛3。

另外，在本发明的第3实施方式中，虽然说明的是活体判别装置30具备2个光源部的结构，但是，本发明的活体判别装置并不限定光源部的个数。例如，也可以是在同心圆上具备4个光源部的结构。

此外，虽然是用第1光源部22和第2光源部23分别是单光源的情况进行的说明，但是，也可以是光源部分别由多个光源构成的结构。

(第4实施方式)

下面，作为本发明的第4实施方式，对本发明的认证装置进行说明。

图14是示出本发明的第4实施方式的认证装置40的结构的框图。

如图14所示，本发明的第4实施方式的认证装置40，具备有在从第1实施方式到第3实施方式的各实施方式中所说明的活体判别装置20或活体判别装置30。此外，本发明的第4实施方式的认证装置40，还具备：从由活体判别装置20或活体判别装置30被判别为是活体的眼睛3的、存储在存储部16的眼睛图像10提取并切出虹膜4的部分的切出部41；作为用规定的方法对所切出的图像进行代码化而形成认证信息的认证信息形成部的代码化部42；存储预先登记者的登记认证信息的认证信息存储部44；作为对由代码化部42形成的认证信息和存储在认证信息存储部44内的登记认证信息进行比较对照的比较对照部的对照部43；以及输出由对照部43对照后的结果的输出部45。

此外，对于切出部41的图像切出方法、代码化部42的图像的代码化方法、对照部43的认证信息的对照方法，可以使用例如在上述的专利文献1中所记载的方法等。

通过这样的结构，由于如果采用本发明的第4实施方式的认证装置40，则对于利用活体判别装置20或活体判别装置30被判别为是活体的眼睛3的被摄体60的图像，可以提取出虹膜图案而形成认证信息以进行本人认证，故可以实现不正当行为进行的可能性低、安全性高的认证装置40。

另外，在本发明的第4实施方式中，虽然是对使用通过对眼睛图像的虹膜区域进行代码化而得到的认证信息的认证装置的结构进行的说明，但是，本发明的认证装置，并不限于应用使用虹膜的认证信息的认证装置。例如，可以适用于把眼底的血管图案等与活体的眼睛有关的生物信息用作认证信息的认证装置。

如果采用本发明的活体判别装置和使用该装置的认证装置以及活体判别方法，由于具有无需附加半反射镜等光学部件而可向小型的认证装置配备的效果，故作为判别物体是否为活体的活体判别装置和使用该装置的认证装置以及活体判别方法等是有用的。

Claims (11)

1. 一种活体判别装置，是判别物体是否为活体的眼睛的活体判别装置，其特征在于，具备：

从正面拍摄上述物体的摄影部；

以与上述摄影部相对于上述物体的拍摄角度不同的、使在活体的眼睛中产生部分光斑现象的角度对上述物体照射光线的光线照射部，其中该部分光斑现象是从斜方向入射到眼球内的光线照射到视网膜的一部分并且该部分与瞳孔内的其他部分相比较被明亮地拍摄为部分光斑的现象；

从由上述拍摄部所拍摄的图像检测上述物体的部分光斑的部分光斑检测部；以及

根据在上述部分光斑检测部中是否从上述物体检测到部分光斑，而输出指示上述物体是否为活体的眼睛的信息的信息输出部。

2. 根据权利要求1所述的活体判别装置，其特征在于，在上述部分光斑检测部检测到上述物体的部分光斑的情况下，上述信息输出部输出指示上述物体是活体的眼睛的信息。

3. 根据权利要求2所述的活体判别装置，其特征在于，

上述摄影部拍摄在由上述光线照射部照射上述物体时的第1图像和不进行照射时的第2图像；以及

上述部分光斑检测部，通过对上述第1图像和上述第2图像进行比较，而从上述图像检测上述物体的部分光斑。

4. 根据权利要求2所述的活体判别装置，其特征在于，上述光线照射部具有以与上述摄影部相对于上述物体的拍摄角度分别不同的角度对上述物体照射光线的多个照射部；

上述活体判别装置还具备：

对上述多个照射部每一者的点亮熄灭进行控制的点亮熄灭控制部；以及

检测由上述部分光斑检测部所检测到的上述物体的部分光斑的位置的光斑位置检测部；

其中，上述点亮熄灭控制部选择性地使上述多个照射部每一者点亮熄灭，上述摄影部拍摄多个图像，上述信息输出部根据由上述光斑位置检测部检测到的上述多个图像每一者中部分光斑的位置而输出指示上述物体是否为活体的眼睛的信息。

5. 根据权利要求4所述的活体判别装置，其特征在于，上述点亮熄灭控制部选择性地使上述多个照射部每一者点亮熄灭而拍摄上述多个图像，在上述多个图像每一者在彼此不同的位置具有部分光斑的情况下，上述信息输出部输出指示上述物体是活体的眼睛的信息。

6. 根据权利要求2所述的活体判别装置，其特征在于，具备从上述图像检测瞳孔的区域的瞳孔区域检测部；

其中，在由上述瞳孔区域检测部检测到的上述瞳孔的区域实质上不是圆形的情况下，上述部分光斑检测部判别为在上述图像中存在部分光斑。

7. 根据权利要求3所述的活体判别装置，其特征在于，上述部分光斑检测部通过比较上述图像的亮度直方图，来进行部分光斑的检测。

8. 一种认证装置，其特征在于，具备权利要求1所述的活体判别装置。

9. 根据权利要求8所述的认证装置，其特征在于，具备：

在由上述活体判别装置判别为上述物体是活体的眼睛的情况下，根据上述摄影部所拍摄的上述图像形成规定的认证信息的认证信息形成部；

存储预先登记的登记认证信息的存储部；以及

将由上述认证信息形成部所形成的认证信息与存储在上述存储部的登记认证信息进行比较对照的比较对照部。

10. 一种活体判别方法，其特征在于，包括：

从使在活体的眼睛中产生部分光斑现象的角度对物体照射光线的第1步骤，其中该部分光斑现象是从斜方向入射到眼球内的光线照射到视网膜的一部分并且该部分与瞳孔内的其他部分相比较被明亮地拍摄为部分光斑的现象；

从正面拍摄上述物体的图像的第2步骤；

从上述图像检测上述物体的部分光斑的第3步骤；以及

在检测到上述物体的部分光斑的情况下，判别为上述物体是活体的眼睛的第4步骤。

11. 一种活体判别方法，其特征在于，包括：

从第1方向对物体照射光线的第1步骤；

从正面拍摄上述物体的第1图像的第2步骤；

从上述第1图像检测第1部分光斑的位置的第3步骤；

从与上述第1方向不同的第2方向对上述物体照射光线的第4步骤；

从正面拍摄上述物体的第2图像的第5步骤；

从上述第2图像检测第2部分光斑的位置的第6步骤；

将上述第1部分光斑的位置与上述第2部分光斑的位置进行比较的第7步骤；以及

在上述第1部分光斑的位置与上述第2部分光斑的位置不同的情况下，判别为上述物体是活体的眼睛的第8步骤；

其中，在上述第1步骤和上述第4步骤中，对上述物体照射光线的角度，是使在活体的眼睛中产生部分光斑现象的角度，其中该部分光斑现象是从斜方向入射到眼球内的光线照射到视网膜的一部分并且该部分与瞳孔内的其他部分相比较被明亮地拍摄为部分光斑的现象。

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