JP2002119477A - 虹彩円検出装置とこれを用いた虹彩パターン符号化装置 - Google Patents
虹彩円検出装置とこれを用いた虹彩パターン符号化装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 照明反射や充血等に影響されず、正常な虹彩
コードを生成することができる虹彩パターン符号化装置
を提供する。 【解決手段】 デジタルカメラ１１から出力された画像
データは、眼画像切出部１３で眼の部分の眼画像が抽出
され、瞳孔円検出部１４に与えられる。瞳孔円検出部１
４で瞳孔の中心位置と半径の情報が検出され、瞳孔円補
正部１５でその情報が元の眼画像に基づいて検査され
る。これにより、照明反射の写り込み等で誤検出された
瞳孔円は、正しい瞳孔円に補正される。また、眼画像は
瞼補正部１６で白眼部分の輝度が補正されて瞼検出部１
７に与えられ、上下の瞼の位置が検出される。これによ
り、充血等による白眼部分の輝度の変化が補正され、瞼
の位置が正しく検出される。更に、補正された瞳孔円と
瞼の位置に基づいて虹彩が検出され、コード化される。
コードを生成することができる虹彩パターン符号化装置
を提供する。 【解決手段】 デジタルカメラ１１から出力された画像
データは、眼画像切出部１３で眼の部分の眼画像が抽出
され、瞳孔円検出部１４に与えられる。瞳孔円検出部１
４で瞳孔の中心位置と半径の情報が検出され、瞳孔円補
正部１５でその情報が元の眼画像に基づいて検査され
る。これにより、照明反射の写り込み等で誤検出された
瞳孔円は、正しい瞳孔円に補正される。また、眼画像は
瞼補正部１６で白眼部分の輝度が補正されて瞼検出部１
７に与えられ、上下の瞼の位置が検出される。これによ
り、充血等による白眼部分の輝度の変化が補正され、瞼
の位置が正しく検出される。更に、補正された瞳孔円と
瞼の位置に基づいて虹彩が検出され、コード化される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、虹彩（アイリス）
の画像を読み取って符号化する虹彩パターン符号化装置
と、目にレーザを照射して視力を矯正する医療装置等に
用いる虹彩円検出装置に関するものである。
の画像を読み取って符号化する虹彩パターン符号化装置
と、目にレーザを照射して視力を矯正する医療装置等に
用いる虹彩円検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図２は、従来の虹彩パターン符号化装置
の一例を示す構成図である。この虹彩パターン符号化装
置は、照合者の顔を撮影するデジタルカメラ１を有して
いる。デジタルカメラ１には、撮影した画像データ中に
含まれる黒点や白点の雑音を除去する画像処理部２が接
続されている。画像処理部２の出力側には、画像データ
から顔の輪郭を検出し、眼が存在すると想定される位置
の画像（眼画像）を切り出す眼画像切出部３が接続され
ている。眼画像切出部３の出力側には、瞳孔円検出部
４、瞼検出部５及び虹彩円検出部６を備えた虹彩検出処
理部が接続されている。
の一例を示す構成図である。この虹彩パターン符号化装
置は、照合者の顔を撮影するデジタルカメラ１を有して
いる。デジタルカメラ１には、撮影した画像データ中に
含まれる黒点や白点の雑音を除去する画像処理部２が接
続されている。画像処理部２の出力側には、画像データ
から顔の輪郭を検出し、眼が存在すると想定される位置
の画像（眼画像）を切り出す眼画像切出部３が接続され
ている。眼画像切出部３の出力側には、瞳孔円検出部
４、瞼検出部５及び虹彩円検出部６を備えた虹彩検出処
理部が接続されている。
【０００３】瞳孔円検出部４は、眼画像の中で輝度の低
い（黒い）画素の集合箇所を抽出し、その形状・寸法に
よって瞳孔と見なされる円（瞳孔円）を検出するもので
ある。瞼検出部５は、瞳孔円検出部４で検出された瞳孔
円の外側の画素を検索し、輝度の変化から瞼と見なされ
る位置を検出するものである。また、虹彩円検出部６
は、瞳孔円と瞼との間で、虹彩と見なされる円を検出す
るものである。虹彩円検出部６の出力側には、コード生
成部７が接続されている。コード生成部７は、虹彩円検
出部６で検出された虹彩円の画像データを複数の同心円
で分割し、この同心円の円周に沿って画像データを符号
化するものである。
い（黒い）画素の集合箇所を抽出し、その形状・寸法に
よって瞳孔と見なされる円（瞳孔円）を検出するもので
ある。瞼検出部５は、瞳孔円検出部４で検出された瞳孔
円の外側の画素を検索し、輝度の変化から瞼と見なされ
る位置を検出するものである。また、虹彩円検出部６
は、瞳孔円と瞼との間で、虹彩と見なされる円を検出す
るものである。虹彩円検出部６の出力側には、コード生
成部７が接続されている。コード生成部７は、虹彩円検
出部６で検出された虹彩円の画像データを複数の同心円
で分割し、この同心円の円周に沿って画像データを符号
化するものである。
【０００４】このような虹彩パターン符号化装置では、
デジタルカメラ１で撮影された照合者の顔の画像データ
は、画像処理部２のフィルタリング処理によって雑音が
除去され、眼画像切出部３へ与えられる。眼画像切出部
３において、顔の画像データから眼の部分の眼画像が切
り出され、更に瞳孔円検出部４によって瞳孔と見なされ
る瞳孔円が検出される。また、瞼検出部５によって瞼の
部分か検出され、虹彩円検出部６によって瞳孔と瞼の間
の虹彩と見なされる虹彩円が検出される。虹彩円検出部
６で検出された虹彩円の画像データはコード生成部７に
与えられ、このコード生成部７から、照合者の虹彩の特
徴が符号化された虹彩コードＣＯＤが出力される。
デジタルカメラ１で撮影された照合者の顔の画像データ
は、画像処理部２のフィルタリング処理によって雑音が
除去され、眼画像切出部３へ与えられる。眼画像切出部
３において、顔の画像データから眼の部分の眼画像が切
り出され、更に瞳孔円検出部４によって瞳孔と見なされ
る瞳孔円が検出される。また、瞼検出部５によって瞼の
部分か検出され、虹彩円検出部６によって瞳孔と瞼の間
の虹彩と見なされる虹彩円が検出される。虹彩円検出部
６で検出された虹彩円の画像データはコード生成部７に
与えられ、このコード生成部７から、照合者の虹彩の特
徴が符号化された虹彩コードＣＯＤが出力される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
虹彩パターン符号化装置では、次のような課題があっ
た。眼画像の瞳孔部分に照明反射の写り込みがあると、
瞳孔円の検出誤りが生じる。また、強膜部（白眼部分）
に照明反射の写り込みや充血があると、瞼の検出誤りが
生じる。これらの瞳孔円や瞼の検出誤りにより、虹彩円
を正しく検出することができず、正常な虹彩コードが生
成できなくなるという課題があった。
虹彩パターン符号化装置では、次のような課題があっ
た。眼画像の瞳孔部分に照明反射の写り込みがあると、
瞳孔円の検出誤りが生じる。また、強膜部（白眼部分）
に照明反射の写り込みや充血があると、瞼の検出誤りが
生じる。これらの瞳孔円や瞼の検出誤りにより、虹彩円
を正しく検出することができず、正常な虹彩コードが生
成できなくなるという課題があった。
【０００６】本発明は、前記従来技術が持っていた課題
を解決し、照明反射や充血等に影響されず、正常な虹彩
円を検出することができる虹彩円検出装置と、検出した
虹彩円から虹彩コードを生成する虹彩パターン符号化装
置を提供するものである。
を解決し、照明反射や充血等に影響されず、正常な虹彩
円を検出することができる虹彩円検出装置と、検出した
虹彩円から虹彩コードを生成する虹彩パターン符号化装
置を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の内の第１の発明は、虹彩円検出装置におい
て、識別対象の眼の画像データを入力する入力手段と、
前記入力手段で入力された画像データから瞳孔に対応す
る瞳孔円の中心及び半径を検出する瞳孔円検出手段と、
前記瞳孔円検出手段で検出された瞳孔円の情報を前記画
像データと対照して該瞳孔円の情報を補正する瞳孔円補
正手段と、前記入力手段で入力された画像データから瞼
の位置を検出する瞼検出手段と、前記瞳孔円補正手段で
補正された瞳孔円の情報と前記瞼検出手段で検出された
瞼の位置に基づいて虹彩に対応する虹彩円を検出する虹
彩円検出手段とを備えている。
に、本発明の内の第１の発明は、虹彩円検出装置におい
て、識別対象の眼の画像データを入力する入力手段と、
前記入力手段で入力された画像データから瞳孔に対応す
る瞳孔円の中心及び半径を検出する瞳孔円検出手段と、
前記瞳孔円検出手段で検出された瞳孔円の情報を前記画
像データと対照して該瞳孔円の情報を補正する瞳孔円補
正手段と、前記入力手段で入力された画像データから瞼
の位置を検出する瞼検出手段と、前記瞳孔円補正手段で
補正された瞳孔円の情報と前記瞼検出手段で検出された
瞼の位置に基づいて虹彩に対応する虹彩円を検出する虹
彩円検出手段とを備えている。
【０００８】第１の発明によれば、以上のように虹彩円
検出装置を構成したので、次のような作用が行われる。
入力手段によって眼の画像データが入力され、瞳孔円検
出手段で瞳孔に対応する瞳孔円の中心と半径が検出さ
れ、更に瞳孔円の情報は瞳孔円補正手段によって補正さ
れる。また、画像データは瞼検出手段に与えられて瞼の
位置が検出される。補正された瞳孔円の情報と検出され
た瞼の位置は、虹彩円検出手段に与えられて虹彩に対応
する虹彩円が検出される。
検出装置を構成したので、次のような作用が行われる。
入力手段によって眼の画像データが入力され、瞳孔円検
出手段で瞳孔に対応する瞳孔円の中心と半径が検出さ
れ、更に瞳孔円の情報は瞳孔円補正手段によって補正さ
れる。また、画像データは瞼検出手段に与えられて瞼の
位置が検出される。補正された瞳孔円の情報と検出され
た瞼の位置は、虹彩円検出手段に与えられて虹彩に対応
する虹彩円が検出される。
【０００９】第２の発明は、第１の発明における瞳孔円
補正手段を、瞳孔円の外側の輝度を検査し、該検査で得
られた輝度値に基づいて該瞳孔円の中心及び半径を補正
するように構成している。
補正手段を、瞳孔円の外側の輝度を検査し、該検査で得
られた輝度値に基づいて該瞳孔円の中心及び半径を補正
するように構成している。
【００１０】第３の発明は、第１の発明における瞳孔円
補正手段を、瞳孔円の外側の輝度を外周円に沿って検査
し、該検査で検出された輝度の不連続箇所を該瞳孔円の
内側の平均輝度値に補正するように構成している。
補正手段を、瞳孔円の外側の輝度を外周円に沿って検査
し、該検査で検出された輝度の不連続箇所を該瞳孔円の
内側の平均輝度値に補正するように構成している。
【００１１】第４の発明は、第１〜第３の発明における
瞼検出手段を、虹彩円の左右に隣接する一定範囲の強膜
部の輝度を画像データの強膜部の平均輝度値で置き換
え、上下の瞼の位置を検出するように構成している。
瞼検出手段を、虹彩円の左右に隣接する一定範囲の強膜
部の輝度を画像データの強膜部の平均輝度値で置き換
え、上下の瞼の位置を検出するように構成している。
【００１２】第５の発明は、虹彩パターン符号化装置
を、第１〜第４の発明の虹彩円検出装置と、この虹彩円
検出装置の虹彩円検出手段で検出された虹彩円の輝度分
布の特徴を符号化する符号化手段とで構成している。
を、第１〜第４の発明の虹彩円検出装置と、この虹彩円
検出装置の虹彩円検出手段で検出された虹彩円の輝度分
布の特徴を符号化する符号化手段とで構成している。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明に係る虹彩円検出装置は、
虹彩パターン符号化装置や医療装置等に用いることがで
きる。以下、虹彩パターン符号化装置を例にして、本発
明を説明する。
虹彩パターン符号化装置や医療装置等に用いることがで
きる。以下、虹彩パターン符号化装置を例にして、本発
明を説明する。
【００１４】（第１の実施形態）図１は、本発明の第１
の実施形態を示す虹彩パターン符号化装置の構成図であ
る。この虹彩パターン符号化装置は、識別対象者の顔を
撮影するデジタルカメラ１１を有している。デジタルカ
メラ１１は、顔の画像を画素に分解して読み取るもの
で、各画素の輝度が画像データとして出力されるように
なっている。デジタルカメラ１１から出力される画像デ
ータは、画像処理部１２へ与えられるようになってい
る。画像処理部１２は、画像データ中に含まれる黒点や
白点の雑音を除去するフィルタリングを行うものであ
る。画像処理部１２の出力側には、眼画像切出部１３が
接続されている。眼画像切出部１３は、画像データから
顔の輪郭を検出し、目が存在すると想定される位置の画
像データを眼画像として切り出すものである。
の実施形態を示す虹彩パターン符号化装置の構成図であ
る。この虹彩パターン符号化装置は、識別対象者の顔を
撮影するデジタルカメラ１１を有している。デジタルカ
メラ１１は、顔の画像を画素に分解して読み取るもの
で、各画素の輝度が画像データとして出力されるように
なっている。デジタルカメラ１１から出力される画像デ
ータは、画像処理部１２へ与えられるようになってい
る。画像処理部１２は、画像データ中に含まれる黒点や
白点の雑音を除去するフィルタリングを行うものであ
る。画像処理部１２の出力側には、眼画像切出部１３が
接続されている。眼画像切出部１３は、画像データから
顔の輪郭を検出し、目が存在すると想定される位置の画
像データを眼画像として切り出すものである。
【００１５】眼画像切出部１３の出力側には、瞳孔円検
出部１４と瞳孔円補正部１５による瞳孔検出処理部が接
続されている。瞳孔円検出部１４は、眼画像の中で輝度
の低い（黒い）画素の集合箇所を抽出し、その形状・寸
法によって瞳孔と見なされる円（瞳孔円）を検出するも
のである。瞳孔円検出部１４からは、検出した瞳孔円の
中心座標と半径の情報が出力されるようになっている。
出部１４と瞳孔円補正部１５による瞳孔検出処理部が接
続されている。瞳孔円検出部１４は、眼画像の中で輝度
の低い（黒い）画素の集合箇所を抽出し、その形状・寸
法によって瞳孔と見なされる円（瞳孔円）を検出するも
のである。瞳孔円検出部１４からは、検出した瞳孔円の
中心座標と半径の情報が出力されるようになっている。
【００１６】瞳孔円補正部１５は、瞳孔円検出部１４で
検出された瞳孔円の内側と外側の画素の輝度を比較し、
この瞳孔円が瞳孔と虹彩の境界線となっているか否かを
判定すると共に、誤っている場合にはこの瞳孔円を補正
して正しい瞳孔円の中心座標と半径の情報を出力するも
のである。
検出された瞳孔円の内側と外側の画素の輝度を比較し、
この瞳孔円が瞳孔と虹彩の境界線となっているか否かを
判定すると共に、誤っている場合にはこの瞳孔円を補正
して正しい瞳孔円の中心座標と半径の情報を出力するも
のである。
【００１７】瞳孔円補正部１５の出力側には、瞼補正部
１６と瞼検出部１７による瞼検出処理部が接続されてい
る。瞼補正部１６は、瞼の位置を正確に検出するため
に、眼画像における強膜部の輝度を補正するものであ
る。即ち、瞼補正部１６では、虹彩部分の外側の強膜部
の輝度を上下に検査して瞼との境界を検出し、強膜部の
範囲を決定してその平均輝度値を算出する。更に、瞼補
正部１６は、所定の領域の画素の輝度を、算出した平均
輝度値で置き換えるようになっている。
１６と瞼検出部１７による瞼検出処理部が接続されてい
る。瞼補正部１６は、瞼の位置を正確に検出するため
に、眼画像における強膜部の輝度を補正するものであ
る。即ち、瞼補正部１６では、虹彩部分の外側の強膜部
の輝度を上下に検査して瞼との境界を検出し、強膜部の
範囲を決定してその平均輝度値を算出する。更に、瞼補
正部１６は、所定の領域の画素の輝度を、算出した平均
輝度値で置き換えるようになっている。
【００１８】瞼検出部１７は、瞼補正部１６で補正され
た強膜部の輝度を上下に検査して、瞼の境界線を検出す
るものである。瞼検出部１７の出力側には、虹彩円検出
部１８が接続されている。虹彩円検出部１８は、瞳孔円
と瞼との間で、虹彩と見なされる円（虹彩円）を検出す
るものである。虹彩円検出部１８の出力側には、コード
生成部１９が接続されている。
た強膜部の輝度を上下に検査して、瞼の境界線を検出す
るものである。瞼検出部１７の出力側には、虹彩円検出
部１８が接続されている。虹彩円検出部１８は、瞳孔円
と瞼との間で、虹彩と見なされる円（虹彩円）を検出す
るものである。虹彩円検出部１８の出力側には、コード
生成部１９が接続されている。
【００１９】コード生成部１９は、虹彩円検出部１８で
検出された虹彩円の画像データを複数の同心円で分割
し、この同心円の円周に沿って画像データの輝度分布を
符号化するものである。そして、コード生成部１９によ
って識別対象者の虹彩の特徴が符号化され、虹彩コード
ＣＯＤが出力されるようになっている。
検出された虹彩円の画像データを複数の同心円で分割
し、この同心円の円周に沿って画像データの輝度分布を
符号化するものである。そして、コード生成部１９によ
って識別対象者の虹彩の特徴が符号化され、虹彩コード
ＣＯＤが出力されるようになっている。
【００２０】図３は、図１の動作を示すフローチャート
である。また、図４（ａ），（ｂ）は、それぞれ図３中
の瞳孔円補正処理及び瞼補正処理の説明図である。
である。また、図４（ａ），（ｂ）は、それぞれ図３中
の瞳孔円補正処理及び瞼補正処理の説明図である。
【００２１】次に、これらの図３及び図４（ａ），
（ｂ）を参照しつつ、図１の動作を説明する。識別対象
者が、デジタルカメラ１１の撮影範囲に入ると、図３の
ステップＳ１１による画像入力が開始される。ステップ
Ｓ１１では、デジタルカメラ１１によって識別対象者の
顔の画像が画素に分解して読み取られ、各画素の輝度が
画像データとして画像処理部１２へ与えられる。ステッ
プＳ１１の後、ステップＳ１２へ進む。
（ｂ）を参照しつつ、図１の動作を説明する。識別対象
者が、デジタルカメラ１１の撮影範囲に入ると、図３の
ステップＳ１１による画像入力が開始される。ステップ
Ｓ１１では、デジタルカメラ１１によって識別対象者の
顔の画像が画素に分解して読み取られ、各画素の輝度が
画像データとして画像処理部１２へ与えられる。ステッ
プＳ１１の後、ステップＳ１２へ進む。
【００２２】ステップＳ１２では、画像処理部１２が起
動され、入力された画像データ中に含まれる黒点や白点
の雑音を除去するフィルタリング処理が行われる。フィ
ルタリング処理が行われた画像データは、眼画像切出部
１３に与えられ、ステップＳ１３へ進む。
動され、入力された画像データ中に含まれる黒点や白点
の雑音を除去するフィルタリング処理が行われる。フィ
ルタリング処理が行われた画像データは、眼画像切出部
１３に与えられ、ステップＳ１３へ進む。
【００２３】ステップＳ１３では、眼画像切出部１３が
起動され、まず、画像データから顔の輪郭が検出され
る。次に、眼が存在すると想定される位置の画像データ
が眼画像として切り出される。切り出された眼画像は、
瞳孔円検出部１４へ与えられ、ステップＳ１４へ進む。
起動され、まず、画像データから顔の輪郭が検出され
る。次に、眼が存在すると想定される位置の画像データ
が眼画像として切り出される。切り出された眼画像は、
瞳孔円検出部１４へ与えられ、ステップＳ１４へ進む。
【００２４】ステップＳ１４では、瞳孔円検出部１４が
起動され、眼画像の中で輝度の低い、黒い画素の集合箇
所が抽出され、その形状・寸法を解析することによって
瞳孔と見なされる円（瞳孔円）が検出される。瞳孔円検
出部１４で検出された瞳孔円の中心座標Ｃ（ｃｘ，ｃ
ｙ）と半径Ｒの情報は、瞳孔円補正部１５へ与えられ、
ステップＳ１５〜Ｓ１９の瞳孔円補正処理へ進む。
起動され、眼画像の中で輝度の低い、黒い画素の集合箇
所が抽出され、その形状・寸法を解析することによって
瞳孔と見なされる円（瞳孔円）が検出される。瞳孔円検
出部１４で検出された瞳孔円の中心座標Ｃ（ｃｘ，ｃ
ｙ）と半径Ｒの情報は、瞳孔円補正部１５へ与えられ、
ステップＳ１５〜Ｓ１９の瞳孔円補正処理へ進む。
【００２５】ステップＳ１５において、瞳孔円補正部１
５が起動され、図４（ａ）に示すように、瞳孔円検出部
１４で検出された瞳孔円の中心Ｃと円周上の点Ｐａ１を
結ぶ直線Ｌ１に沿って、瞳孔円の外側の輝度が検査され
る。そして、瞳孔円の内側と同じ輝度の領域の距離ｒａ
１が検出される。同様に、点Ｐａ１の中心Ｃに対する反
対側の点Ｐｂ１の外側の輝度が検査され、瞳孔円の内側
と同じ輝度の領域の距離ｒｂ１が検出される。瞳孔円検
出部１４で正確に瞳孔円が検出されていれば、この瞳孔
円の外側は虹彩となっているので、その輝度は内側の輝
度よりも大きくなる。即ち、ｒａ１＝ｒｂ１＝０となる
はずである。瞳孔円検出部１４で検出された瞳孔円が正
確でないと、距離ｒａ１，ｒｂ１は０とはならない。
５が起動され、図４（ａ）に示すように、瞳孔円検出部
１４で検出された瞳孔円の中心Ｃと円周上の点Ｐａ１を
結ぶ直線Ｌ１に沿って、瞳孔円の外側の輝度が検査され
る。そして、瞳孔円の内側と同じ輝度の領域の距離ｒａ
１が検出される。同様に、点Ｐａ１の中心Ｃに対する反
対側の点Ｐｂ１の外側の輝度が検査され、瞳孔円の内側
と同じ輝度の領域の距離ｒｂ１が検出される。瞳孔円検
出部１４で正確に瞳孔円が検出されていれば、この瞳孔
円の外側は虹彩となっているので、その輝度は内側の輝
度よりも大きくなる。即ち、ｒａ１＝ｒｂ１＝０となる
はずである。瞳孔円検出部１４で検出された瞳孔円が正
確でないと、距離ｒａ１，ｒｂ１は０とはならない。
【００２６】更に、瞳孔円の中心Ｃから等角度Θで放射
状に引かれた複数の直線Ｌ２，Ｌ３，…，Ｌｎに沿っ
て、この瞳孔円の外側の輝度の検査が行われ、距離（ｒ
ａ２，ｒｂ２），（ｒａ３，ｒｂ３），…，（ｒａｎ，
ｒｂｎ）が検出される。このように、ステップ１５にお
いて、瞳孔円検出部１４で検出された瞳孔円の半径Ｒと
元の画像データ上の瞳孔の半径の誤差が検出され、ステ
ップＳ１６へ進む。
状に引かれた複数の直線Ｌ２，Ｌ３，…，Ｌｎに沿っ
て、この瞳孔円の外側の輝度の検査が行われ、距離（ｒ
ａ２，ｒｂ２），（ｒａ３，ｒｂ３），…，（ｒａｎ，
ｒｂｎ）が検出される。このように、ステップ１５にお
いて、瞳孔円検出部１４で検出された瞳孔円の半径Ｒと
元の画像データ上の瞳孔の半径の誤差が検出され、ステ
ップＳ１６へ進む。
【００２７】ステップＳ１６において、ステップＳ１５
で検出された距離（ｒａｉ，ｒｂｉ）（但し、ｉ＝１〜
ｎ）に基づいて、次式により、誤差の距離Ｄの算出が行
われる。ステップＳ１６の後、ステップＳ１７へ進む。 Ｄ＝Σ（ｒａｉ−ｒｂｉ）２（ｉ＝１，２，…，ｎ）
で検出された距離（ｒａｉ，ｒｂｉ）（但し、ｉ＝１〜
ｎ）に基づいて、次式により、誤差の距離Ｄの算出が行
われる。ステップＳ１６の後、ステップＳ１７へ進む。 Ｄ＝Σ（ｒａｉ−ｒｂｉ）２（ｉ＝１，２，…，ｎ）
【００２８】ステップＳ１７において、ステップＳ１６
で算出された誤差の距離Ｄが、予め定められた許容範囲
の閾値Ｔｈｒ以内であるか否かが判定される。距離Ｄが
閾値Ｔｈｒ以上であればステップＳ１８へ進み、閾値Ｔ
ｈｒより小さければステップＳ１９へ進む。
で算出された誤差の距離Ｄが、予め定められた許容範囲
の閾値Ｔｈｒ以内であるか否かが判定される。距離Ｄが
閾値Ｔｈｒ以上であればステップＳ１８へ進み、閾値Ｔ
ｈｒより小さければステップＳ１９へ進む。
【００２９】ステップＳ１８において、誤差の距離Ｄが
最小となるように、瞳孔円の中心座標Ｃ（ｃｘ，ｃｙ）
と半径Ｒが変更される。即ち、各直線Ｌｉ上の距離ｒａ
ｉ，ｒｂｉを元に、次式が成立するように、各直線Ｌｉ
の中心が計算される。 Ｒｉ＝Ｒ＋ｒａｉ＝Ｒ＋ｒｂｉ ｒａｉ−ｒｂｉ＝０
最小となるように、瞳孔円の中心座標Ｃ（ｃｘ，ｃｙ）
と半径Ｒが変更される。即ち、各直線Ｌｉ上の距離ｒａ
ｉ，ｒｂｉを元に、次式が成立するように、各直線Ｌｉ
の中心が計算される。 Ｒｉ＝Ｒ＋ｒａｉ＝Ｒ＋ｒｂｉ ｒａｉ−ｒｂｉ＝０
【００３０】各直線Ｌｉの中心はほぼ円形状に並ぶの
で、これらの分布に基づいて、中心Ｃｉが求められる。
これらの直線Ｌｉ毎に求めたｎ個の中心Ｃｉと半径Ｒｉ
をもとに、補正された瞳孔円の中心座標Ｃ´（ｃｘ，ｃ
ｙ）と半径Ｒ´が求められる。即ち、新たな瞳孔円の中
心座標Ｃ´（ｃｘ，ｃｙ）は、直線Ｌｉ（ｉ＝１〜ｎ）
の中心に基づいて決定される。また半径Ｒ´は、半径Ｒ
ｉ（ｉ＝１〜ｎ）の最大値に基づいて決定される。ステ
ップＳ１８の後、ステップＳ１５へ戻り、補正された瞳
孔円の中心座標Ｃ´と半径Ｒ´の情報に基づいて、同様
の処理が繰り返される。
で、これらの分布に基づいて、中心Ｃｉが求められる。
これらの直線Ｌｉ毎に求めたｎ個の中心Ｃｉと半径Ｒｉ
をもとに、補正された瞳孔円の中心座標Ｃ´（ｃｘ，ｃ
ｙ）と半径Ｒ´が求められる。即ち、新たな瞳孔円の中
心座標Ｃ´（ｃｘ，ｃｙ）は、直線Ｌｉ（ｉ＝１〜ｎ）
の中心に基づいて決定される。また半径Ｒ´は、半径Ｒ
ｉ（ｉ＝１〜ｎ）の最大値に基づいて決定される。ステ
ップＳ１８の後、ステップＳ１５へ戻り、補正された瞳
孔円の中心座標Ｃ´と半径Ｒ´の情報に基づいて、同様
の処理が繰り返される。
【００３１】一方、ステップＳ１７において、距離Ｄが
許容範囲内であると判定されると、ステップＳ１９へ進
み、ステップＳ１５の処理で使用された中心座標と半径
が、瞳孔円の正確な中心座標と半径として決定される。
ステップＳ１９の後、ステップＳ２０〜Ｓ２３の瞼補正
処理へ進む。
許容範囲内であると判定されると、ステップＳ１９へ進
み、ステップＳ１５の処理で使用された中心座標と半径
が、瞳孔円の正確な中心座標と半径として決定される。
ステップＳ１９の後、ステップＳ２０〜Ｓ２３の瞼補正
処理へ進む。
【００３２】ステップＳ２０において、瞼補正部１６が
起動され、次のように虹彩円の半径と瞼の位置が取得さ
れる。即ち、虹彩円の半径は、ステップＳ１９で決定さ
れた瞳孔円の外側の輝度を検索し、虹彩部分の領域を求
めることによって、この虹彩の半径Ｒが取得される。ま
た、瞼の位置は、虹彩の外側の輝度を上下方向に検索し
て、上瞼と下瞼の位置が取得される。ステップＳ２０の
後、ステップＳ２１へ進む。
起動され、次のように虹彩円の半径と瞼の位置が取得さ
れる。即ち、虹彩円の半径は、ステップＳ１９で決定さ
れた瞳孔円の外側の輝度を検索し、虹彩部分の領域を求
めることによって、この虹彩の半径Ｒが取得される。ま
た、瞼の位置は、虹彩の外側の輝度を上下方向に検索し
て、上瞼と下瞼の位置が取得される。ステップＳ２０の
後、ステップＳ２１へ進む。
【００３３】ステップＳ２１において、強膜部の平均輝
度値が算出される。平均輝度値を算出する区間は、図４
（ｂ）に示すように、虹彩の外側の強膜部であり、高さ
は上瞼検出位置から下瞼検出位置までの区間Ｈ、幅は予
め設定された区間Ｗで示される矩形領域である。虹彩の
右側と左側の矩形領域の平均輝度値は個別に算出され、
右側の矩形領域の輝度が右側輝度値ｒｐ、左側の矩形領
域の輝度が左側輝度値ｌｐとされる。ステップＳ２１の
後、ステップＳ２２へ進む。
度値が算出される。平均輝度値を算出する区間は、図４
（ｂ）に示すように、虹彩の外側の強膜部であり、高さ
は上瞼検出位置から下瞼検出位置までの区間Ｈ、幅は予
め設定された区間Ｗで示される矩形領域である。虹彩の
右側と左側の矩形領域の平均輝度値は個別に算出され、
右側の矩形領域の輝度が右側輝度値ｒｐ、左側の矩形領
域の輝度が左側輝度値ｌｐとされる。ステップＳ２１の
後、ステップＳ２２へ進む。
【００３４】ステップＳ２２において、輝度を補正する
領域の設定が行われる。即ち、輝度が補正される領域
は、虹彩の外側の右側と左側の部分であり、領域の高さ
は虹彩の大きさを推定して２Ｒとし、幅は予め設定され
た区間Ｗとする矩形領域である。ステップＳ２２の後、
ステップＳ２３へ進む。
領域の設定が行われる。即ち、輝度が補正される領域
は、虹彩の外側の右側と左側の部分であり、領域の高さ
は虹彩の大きさを推定して２Ｒとし、幅は予め設定され
た区間Ｗとする矩形領域である。ステップＳ２２の後、
ステップＳ２３へ進む。
【００３５】ステップＳ２３において、ステップＳ２２
で設定された補正領域の画素の輝度が、ステップＳ２１
で算出された輝度値で置き換えられる。即ち、虹彩の右
側と左側の補正領域の画素の輝度は、それぞれ右側輝度
値ｒｐと左側輝度値ｌｐで置き換えられる。ステップＳ
２３の後、ステップＳ２４へ進む。
で設定された補正領域の画素の輝度が、ステップＳ２１
で算出された輝度値で置き換えられる。即ち、虹彩の右
側と左側の補正領域の画素の輝度は、それぞれ右側輝度
値ｒｐと左側輝度値ｌｐで置き換えられる。ステップＳ
２３の後、ステップＳ２４へ進む。
【００３６】ステップＳ２４において、瞼検出部１７が
起動され、ステップＳ２３で補正された眼画像が使用さ
れて、再び虹彩の外側の輝度が上下方向に検索されて、
上瞼と下瞼の位置が取得される。ステップＳ２４の後、
ステップＳ２５へ進む。
起動され、ステップＳ２３で補正された眼画像が使用さ
れて、再び虹彩の外側の輝度が上下方向に検索されて、
上瞼と下瞼の位置が取得される。ステップＳ２４の後、
ステップＳ２５へ進む。
【００３７】ステップＳ２５において、虹彩円検出部１
８が起動され、瞳孔円と瞼の間の虹彩と見なされる虹彩
円が検出される。虹彩円検出部１８で検出された虹彩円
のデータは、コード生成部１９に与えられ、ステップＳ
２６へ進む。
８が起動され、瞳孔円と瞼の間の虹彩と見なされる虹彩
円が検出される。虹彩円検出部１８で検出された虹彩円
のデータは、コード生成部１９に与えられ、ステップＳ
２６へ進む。
【００３８】ステップＳ２６において、コード生成部１
９が起動され、虹彩円検出部１８から与えられた虹彩円
のデータに基づいて、虹彩の画像データが複数の同心円
で分割され、この同心円の円周に沿って画像データが符
号化される。そして、コード生成部１９によって符号化
された識別対象者の虹彩の特徴が、虹彩コードＣＯＤと
して出力される。
９が起動され、虹彩円検出部１８から与えられた虹彩円
のデータに基づいて、虹彩の画像データが複数の同心円
で分割され、この同心円の円周に沿って画像データが符
号化される。そして、コード生成部１９によって符号化
された識別対象者の虹彩の特徴が、虹彩コードＣＯＤと
して出力される。
【００３９】以上のように、この第１の実施形態の虹彩
パターン符号化装置は、瞳孔円の情報に基づいて実際の
画像データを検査して、より正確な瞳孔円の情報を生成
する瞳孔円補正部１５と、瞼の位置を正確に検出できる
ように強膜部の輝度を補正する瞼補正部１６を有してい
る。これにより、照明反射や充血等の影響が排除され、
正確に虹彩円を検出することが可能になり、正常な虹彩
コードを生成することができる。
パターン符号化装置は、瞳孔円の情報に基づいて実際の
画像データを検査して、より正確な瞳孔円の情報を生成
する瞳孔円補正部１５と、瞼の位置を正確に検出できる
ように強膜部の輝度を補正する瞼補正部１６を有してい
る。これにより、照明反射や充血等の影響が排除され、
正確に虹彩円を検出することが可能になり、正常な虹彩
コードを生成することができる。
【００４０】（第２の実施形態）図５（ａ），（ｂ）
は、本発明の第２の実施形態の瞳孔円補正処理を示す図
であり、同図（ａ）はフローチャート、及び同図（ｂ）
は処理説明図である。図５（ａ）のフローチャートは、
図３中のステップＳ１５〜Ｓ１９の瞳孔円補正処理に代
えて用いられるものである。なお、虹彩パターン符号化
装置の構成は、図１と同様である。
は、本発明の第２の実施形態の瞳孔円補正処理を示す図
であり、同図（ａ）はフローチャート、及び同図（ｂ）
は処理説明図である。図５（ａ）のフローチャートは、
図３中のステップＳ１５〜Ｓ１９の瞳孔円補正処理に代
えて用いられるものである。なお、虹彩パターン符号化
装置の構成は、図１と同様である。
【００４１】この瞳孔円補正処理では、ステップＳ３１
において、図３のステップＳ１４で検出された瞳孔円の
中心Ｃと半径Ｒの情報に基づいて、この瞳孔円の内側の
輝度の平均が平均輝度値Ｔｍｅａｎとして計算される。
において、図３のステップＳ１４で検出された瞳孔円の
中心Ｃと半径Ｒの情報に基づいて、この瞳孔円の内側の
輝度の平均が平均輝度値Ｔｍｅａｎとして計算される。
【００４２】ステップＳ３２において、瞳孔円の外側の
半径Ｒ＋ｒの同心円に沿って、例えば時計回りに輝度値
の検査が行われる。この検査では、同心円上の画素の輝
度が、ステップＳ３１で算出した平均輝度値Ｔｍｅａｎ
にマージンαを加えた値以下（即ち、瞳孔に近い黒画
素）である場合に、その輝度変化をチェックし、輝度値
ｐが照明反射の閾値ＴＷ以上の輝度を持つ画素（照明反
射であることを示す白画素）が存在するかどうかを確認
する。
半径Ｒ＋ｒの同心円に沿って、例えば時計回りに輝度値
の検査が行われる。この検査では、同心円上の画素の輝
度が、ステップＳ３１で算出した平均輝度値Ｔｍｅａｎ
にマージンαを加えた値以下（即ち、瞳孔に近い黒画
素）である場合に、その輝度変化をチェックし、輝度値
ｐが照明反射の閾値ＴＷ以上の輝度を持つ画素（照明反
射であることを示す白画素）が存在するかどうかを確認
する。
【００４３】ステップＳ３３において、ステップＳ３２
の処理を受けて、照明反射の有無が判定される。輝度値
ｐが照明反射閾値ＴＷより大きい場合（照明反射を検出
した場合）は、その検出座標値（ｘｒ，ｙｒ）を保存し
て、ステップＳ３４へ進む。一方、輝度値ｐが照明反射
閾値ＴＷ以下の場合（照明反射が検出されない場合）
は、この瞳孔円補正処理は終了して、図３のステップＳ
２０へ進む。
の処理を受けて、照明反射の有無が判定される。輝度値
ｐが照明反射閾値ＴＷより大きい場合（照明反射を検出
した場合）は、その検出座標値（ｘｒ，ｙｒ）を保存し
て、ステップＳ３４へ進む。一方、輝度値ｐが照明反射
閾値ＴＷ以下の場合（照明反射が検出されない場合）
は、この瞳孔円補正処理は終了して、図３のステップＳ
２０へ進む。
【００４４】ステップＳ３４において、瞳孔円の外側の
半径Ｒ＋ｒの外周円に沿って、反時計回りに輝度値の検
査が行われる。この検査は、検査の方向がステップＳ３
２と逆回りである他は、このステップＳ３２と同じであ
る。そして、照明反射が検出された場合は、その検出座
標値（ｘｌ，ｙｌ）が保存される。
半径Ｒ＋ｒの外周円に沿って、反時計回りに輝度値の検
査が行われる。この検査は、検査の方向がステップＳ３
２と逆回りである他は、このステップＳ３２と同じであ
る。そして、照明反射が検出された場合は、その検出座
標値（ｘｌ，ｙｌ）が保存される。
【００４５】ステップＳ３５において、半径Ｒ＋ｒで表
される外周円上の画素のうち、ステップＳ３３で保存さ
れた検出座標値（ｘｒ，ｙｒ）と、ステップＳ３４で保
存された検出座標値（ｘｌ，ｙｌ）間の画素の輝度が、
ステップＳ３１で算出された平均輝度値Ｔｍｅａｎで置
き換えられる。ステップＳ３５によってこの瞳孔円補正
処理は終了し、その後、図３のステップＳ２０へ進む。
される外周円上の画素のうち、ステップＳ３３で保存さ
れた検出座標値（ｘｒ，ｙｒ）と、ステップＳ３４で保
存された検出座標値（ｘｌ，ｙｌ）間の画素の輝度が、
ステップＳ３１で算出された平均輝度値Ｔｍｅａｎで置
き換えられる。ステップＳ３５によってこの瞳孔円補正
処理は終了し、その後、図３のステップＳ２０へ進む。
【００４６】以上のように、この第２の実施形態の瞳孔
円補正処理では、瞳孔円の外側の画素の輝度を外周円に
沿って検査し、画像に照明反射が重なったような場合に
その部分の画素の輝度を平均輝度値に置き換えるように
している。これにより、瞳孔円の検出を正確に行うこと
ができる。
円補正処理では、瞳孔円の外側の画素の輝度を外周円に
沿って検査し、画像に照明反射が重なったような場合に
その部分の画素の輝度を平均輝度値に置き換えるように
している。これにより、瞳孔円の検出を正確に行うこと
ができる。
【００４７】なお、本発明は、上記実施形態に限定され
ず、種々の変形が可能である。この変形例としては、例
えば、次の（ａ）〜（ｃ）のようなものがある。
ず、種々の変形が可能である。この変形例としては、例
えば、次の（ａ）〜（ｃ）のようなものがある。
【００４８】（ａ） 人間の眼に限らず、馬等の動物の
眼の虹彩に対しても同様に適用可能である。但し、例え
ば馬の場合、虹彩は真円ではなく楕円となっているの
で、楕円処理をおこなう必要がある。
眼の虹彩に対しても同様に適用可能である。但し、例え
ば馬の場合、虹彩は真円ではなく楕円となっているの
で、楕円処理をおこなう必要がある。
【００４９】（ｂ） 強膜部の補正は、充血によるもの
に限定されず、照明の反射光等に対する補正としても同
様に効果がある。
に限定されず、照明の反射光等に対する補正としても同
様に効果がある。
【００５０】（ｃ） 虹彩パターン符号化装置について
説明したが、コード生成部１９を削除することにより、
目にレーザを照射して視力を矯正する医療装置等に用い
る虹彩円検出装置として使用することができる。
説明したが、コード生成部１９を削除することにより、
目にレーザを照射して視力を矯正する医療装置等に用い
る虹彩円検出装置として使用することができる。
【００５１】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、第１の発明
によれば、瞳孔円検出手段で検出された瞳孔円の情報を
入力された画像データと対照して該瞳孔円の情報を補正
する瞳孔円補正手段を有している。これにより、照明反
射の写り込み等によって、瞳孔円検出手段で誤った瞳孔
円が検出された場合、入力された画像データに基づいて
その瞳孔円の情報が補正される。従って、照明反射等に
影響されず正確に虹彩円を検出することが可能になる。
によれば、瞳孔円検出手段で検出された瞳孔円の情報を
入力された画像データと対照して該瞳孔円の情報を補正
する瞳孔円補正手段を有している。これにより、照明反
射の写り込み等によって、瞳孔円検出手段で誤った瞳孔
円が検出された場合、入力された画像データに基づいて
その瞳孔円の情報が補正される。従って、照明反射等に
影響されず正確に虹彩円を検出することが可能になる。
【００５２】第２の発明によれば、第１の発明における
瞳孔円補正手段を、瞳孔円の外側の輝度を検査し、該検
査で得られた輝度値に基づいて該瞳孔円の中心及び半径
を補正するように構成している。これにより、照明反射
等を確実に検出して正確な瞳孔円の情報を出力すること
ができる。
瞳孔円補正手段を、瞳孔円の外側の輝度を検査し、該検
査で得られた輝度値に基づいて該瞳孔円の中心及び半径
を補正するように構成している。これにより、照明反射
等を確実に検出して正確な瞳孔円の情報を出力すること
ができる。
【００５３】第３の発明によれば、第１の発明における
瞳孔円補正手段を、瞳孔円の外側の輝度を外周円に沿っ
て検査し、該検査で検出された輝度の不連続箇所を該瞳
孔円の内側の平均輝度値に補正するように構成してい
る。これにより、照明反射等を確実に検出して画像デー
タを補正することができる。
瞳孔円補正手段を、瞳孔円の外側の輝度を外周円に沿っ
て検査し、該検査で検出された輝度の不連続箇所を該瞳
孔円の内側の平均輝度値に補正するように構成してい
る。これにより、照明反射等を確実に検出して画像デー
タを補正することができる。
【００５４】第４の発明によれば、第１〜第３の発明に
おける瞼検出手段を、虹彩円の左右に隣接する一定範囲
の強膜部の輝度を画像データの強膜部の平均輝度値で置
き換えた後、上下の瞼の位置を検出するように構成して
いる。これにより、照明反射や白眼部分の充血等に影響
されず、正確に瞼の位置を検出すること可能になり、正
確に虹彩円を検出することができる。
おける瞼検出手段を、虹彩円の左右に隣接する一定範囲
の強膜部の輝度を画像データの強膜部の平均輝度値で置
き換えた後、上下の瞼の位置を検出するように構成して
いる。これにより、照明反射や白眼部分の充血等に影響
されず、正確に瞼の位置を検出すること可能になり、正
確に虹彩円を検出することができる。
【００５５】第５の発明によれば、第１〜第４の発明の
虹彩円検出装置で検出された虹彩円の特徴を符号化する
符号化手段を有している。これにより、正常な虹彩コー
ドを生成することができる。
虹彩円検出装置で検出された虹彩円の特徴を符号化する
符号化手段を有している。これにより、正常な虹彩コー
ドを生成することができる。
【図１】本発明の第１の実施形態を示す虹彩パターン符
号化装置の構成図である。
号化装置の構成図である。
【図２】従来の虹彩パターン符号化装置の一例を示す構
成図である。
成図である。
【図３】図１の動作を示すフローチャートである。
【図４】図３中の瞳孔円補正処理及び瞼補正処理の説明
図である。
図である。
【図５】本発明の第２の実施形態の瞳孔円補正処理を示
す図である。
す図である。
１１ デジタルカメラ １２ 画像処理部 １３ 眼画像切出部 １４ 瞳孔円検出部 １５ 瞳孔円補正部 １６ 瞼補正部 １７ 瞼検出部 １８ 虹彩円検出部 １９ コード生成部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 孝弘 東京都港区虎ノ門１丁目７番12号 沖電気 工業株式会社内 (72)発明者 頂 康宏 東京都港区虎ノ門１丁目７番12号 沖電気 工業株式会社内 (72)発明者 藤井 明宏 東京都港区虎ノ門１丁目７番12号 沖電気 工業株式会社内 Ｆターム(参考） 5B057 AA07 BA02 CA08 CA12 CA16 CC03 CE09 CE11 CG07 DA08 DA17 DB02 DB09 DC02 5L096 AA06 BA03 BA06 CA02 DA05 EA35 FA04 FA32 FA62 FA69
Claims (5)
- 【請求項１】 識別対象の眼の画像データを入力する入
力手段と、 前記入力手段で入力された画像データから瞳孔に対応す
る瞳孔円の中心及び半径を検出する瞳孔円検出手段と、 前記瞳孔円検出手段で検出された瞳孔円の情報を前記画
像データと対照して該瞳孔円の情報を補正する瞳孔円補
正手段と、 前記入力手段で入力された画像データから瞼の位置を検
出する瞼検出手段と、 前記瞳孔円補正手段で補正された瞳孔円の情報と前記瞼
検出手段で検出された瞼の位置に基づいて虹彩に対応す
る虹彩円を検出する虹彩円検出手段とを、 備えたことを特徴とする虹彩円検出装置。 - 【請求項２】 前記瞳孔円補正手段は、前記瞳孔円の外
側の輝度を検査し、該検査で得られた輝度値に基づいて
該瞳孔円の中心及び半径を補正するように構成したこと
を特徴とする請求項１記載の虹彩円検出装置。 - 【請求項３】 前記瞳孔円補正手段は、前記瞳孔円の外
側の輝度を外周円に沿って検査し、該検査で検出された
輝度の不連続箇所を該瞳孔円の内側の平均輝度値に補正
するように構成したことを特徴とする請求項１記載の虹
彩円検出装置。 - 【請求項４】 前記瞼検出手段は、前記虹彩円の左右に
隣接する一定範囲の強膜部の輝度を前記画像データの強
膜部の平均輝度値で置き換え、上下の瞼の位置を検出す
るように構成したことを特徴とする請求項１、２または
３記載の虹彩円検出装置。 - 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれかに記載した虹
彩円検出装置と、 前記前記虹彩円検出装置の虹彩円検出手段で検出された
虹彩円の輝度分布の特徴を符号化する符号化手段とを、 備えたことを特徴とする虹彩パターン符号化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000314704A JP4487405B2 (ja) | 2000-10-16 | 2000-10-16 | 虹彩円検出装置とこれを用いた虹彩パターン符号化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000314704A JP4487405B2 (ja) | 2000-10-16 | 2000-10-16 | 虹彩円検出装置とこれを用いた虹彩パターン符号化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002119477A true JP2002119477A (ja) | 2002-04-23 |
| JP4487405B2 JP4487405B2 (ja) | 2010-06-23 |
Family
ID=18793907
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000314704A Expired - Fee Related JP4487405B2 (ja) | 2000-10-16 | 2000-10-16 | 虹彩円検出装置とこれを用いた虹彩パターン符号化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4487405B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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