JP2003331265A - 目画像撮像装置及び虹彩認証装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 個人認証等で使用する虹彩画像を取得する目
画像撮像装置で、環境の明るさを補正して高速に目画像
の合焦判定を行う。 【解決手段】 目を撮像する撮像部２０と、撮像部２０
で撮像した目画像から特定の周波数成分を抽出するフィ
ルタ手段３１と、フィルタ手段３１で抽出された周波数
成分を合焦度判定エリア内で積分する積分手段３２と、
目画像の平均輝度に応じて周波数積分値を正規化する除
数値を記憶した記憶手段３６と、目画像の平均輝度を求
める平均輝度算出手段３３と、平均輝度算出手段３３の
算出した平均輝度に応じて記憶手段３６から読み出され
た除数値で積分手段３２の周波数積分値を除算して周波
数積分値の正規化値を求める正規化手段３４と、正規化
値と予め設定されている合焦閾値とを比較し合焦してい
ると判定した目画像を出力させる合焦度判定手段３７と
を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は被認証者の目の虹彩
情報を用いて個体識別を行う虹彩認証システムの目画像
撮影装置および虹彩認証装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】人間の虹彩情報を用いて個体認識を行う
虹彩認証装置は、近赤外照明を被認証者の目に当て、望
遠レンズを用いた１つのビデオカメラにより目画像を撮
影し、得られた目画像から虹彩情報を抽出して、すでに
登録されている虹彩情報データベースのデータと比較照
合することにより、個人認証を行う。

【０００３】この個人認証において、被認証者の虹彩情
報を正確に抽出するには、いかに目画像を精度良く撮像
するかが大きな要因となり、撮影画面内に目を所望の大
きさで撮影する必要がある。このため、顔全体の撮像画
像から目の位置を検出し、その目のみをズームレンズな
どによりズームアップして目画像を所望の大きさに撮影
している。

【０００４】また、特開平１０−４０３８６号公報など
で紹介されている２カメラ方式では、顔全体を撮像する
広角カメラと、目の部分のみを撮像する移動式望遠カメ
ラを有し、広角カメラで撮影した顔画像あるいは上半身
画像の中で目の位置を検出し、広角画像内の目の位置を
座標情報として移動式望遠カメラの移動制御部分に伝
え、この座標情報を基に移動式望遠カメラを被認証者の
目に向けることによって、目画像を所望の大きさに撮影
し、詳細な虹彩情報を得る様にしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
虹彩認証装置は、屋内使用を前提としており、屋内や屋
外等の様々な環境下で用いられることを前提としていな
い。従って、虹彩認証装置を携帯電話機等の小型端末に
搭載した場合、撮影環境の変化、とりわけ明るさの大き
な変化に対応できないという問題がある。

【０００６】また、従来の虹彩認証装置は、ズームレン
ズにより目画像を所望の大きさに撮像することができ、
ＡＦレンズを用い山登り方式によって合焦位置を探索し
フォーカスの合った目画像を得ることができるが、小型
の携帯端末に搭載するには装置が大きくなりすぎるとい
う問題もある。ズームレンズに代えて小型、低価格の固
定焦点レンズを採用すれば小型化を図ることができる
が、山登り方式によって合焦位置を探索できないため、
山登り方式に代わる合焦判定の技術開発が必要となる。

【０００７】本発明の目的は、山登り方式によらずにフ
ォーカスの合った目画像を固定焦点レンズで撮像でき、
しかも撮影環境の明るさが変化した場合でもフォーカス
の合った目画像を撮像できる目画像撮像装置及び虹彩認
証装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の目画像撮像装置
は、目を撮像する撮像手段と、前記撮像手段で撮像した
目画像から特定の周波数成分を抽出するフィルタ手段
と、前記フィルタ手段で抽出された周波数成分を合焦度
判定エリア内で積分する積分手段と、前記目画像の平均
輝度に応じて周波数積分値を正規化する除数値を記憶し
た記憶手段と、前記目画像の平均輝度を求める平均輝度
算出手段と、前記平均輝度算出手段の算出した平均輝度
に応じて前記記憶手段から読み出された除数値で前記積
分手段により積分された周波数積分値を除算して前記周
波数積分値の正規化値を求める正規化手段と、前記正規
化値と予め設定されている合焦閾値とを比較し前記目画
像の合焦の有無を判定する合焦度判定手段とを備えたこ
とを特徴とする。

【０００９】この構成によれば、平均輝度を用いて周波
数積分値を正規化することで、撮影環境の明るさの違い
を補正することができ、明るさに依存せずに目画像の合
焦を山登り方式を採用することなく精度良く判定可能と
なる。また、平均輝度に対応した除数値を記憶手段とし
て持つことで、計算量が減り合焦判定処理を高速化する
ことができる。更に、記憶手段を変更するだけで平均輝
度に対する補正量が調整できるので、最適化が簡単とな
る。

【００１０】更に本発明の目画像撮像装置は、前記記憶
手段が、前記目画像の平均輝度に対し、その平均輝度に
対応して平均輝度の定数倍の値を前記除数値として持つ
ことを特徴とする。この構成により、画面の明るさが変
化し画面の周波数成分のレベルが変化する場合において
も、一定の判断基準にて合焦判定を行うことができる。

【００１１】更に本発明の目画像撮像装置は、前記記憶
手段が、前記目画像の平均輝度に対し、その平均輝度に
対応して平均輝度の平方根値を前記除数値として持つこ
とを特徴とする。この構成により、画面の明るさが変化
し画面の周波数成分のレベルが変化する場合において
も、一定の判断基準にて合焦判定を行うことができる。

【００１２】更に本発明の目画像撮像装置は、前記記憶
手段が、前記目画像の平均輝度に対し、その平均輝度に
対応して平均輝度の対数値を前記除数値として持つこと
を特徴とする。この構成により、画面の明るさが変化し
画面の周波数成分のレベルが変化する場合においても、
一定の判断基準にて合焦判定を行うことができる。

【００１３】更に本発明の目画像撮像装置は、前記記憶
手段が、目画像の平均輝度に対し、その平均輝度に対応
して平均輝度の定数倍の値、もしくは平均輝度の平方根
値またはその定数倍、もしくは平均輝度の対数値または
その定数倍、もしくはこれらの組合せを前記除数値とし
て持つことを特徴とする。この構成により、画面の明る
さが変化し画面の周波数成分のレベルが変化する場合に
おいても、一定の判断基準にて合焦判定を行うことがで
きる。

【００１４】更に本発明の目画像撮像装置は、前記記憶
手段は、前記目画像の平均輝度が第１所定輝度よりも低
く若しくは第１所定輝度よりも高い第２所定輝度より高
くて虹彩認証に適正ではないとき前記正規化値を前記合
焦閾値より低くして前記目画像を合焦不可と判定させる
除数値を持つこと特徴とする。この構成により、暗すぎ
る目画像もしくは明るすぎる目画像に対しては正規化す
る除数値を大きく取って合焦判定閾値を超えないような
正規化値とすることができる。これにより、輝度の不適
切な目画像を誤って虹彩認証処理用の画像とし、情報抽
出などの次に続く処理へと進めて処理時間を無駄にする
ことを防ぐことができる。

【００１５】本発明の目画像撮像装置は、目を撮像する
撮像手段と、前記撮像手段で撮像した目画像から特定の
周波数成分を抽出するフィルタ手段と、前記フィルタ手
段で抽出された周波数成分を合焦度判定エリア内で積分
する積分手段と、前記目画像の平均輝度に応じて周波数
積分値を正規化する除数値を記憶した複数の記憶手段
と、前記複数の記憶手段のいずれかを選択する記憶手段
選択手段と、前記目画像の平均輝度を求める平均輝度算
出手段と、前記積分手段により積分された周波数積分値
を前記記憶手段選択手段の選択した前記記憶手段から前
記平均輝度算出手段の算出した平均輝度に応じて読み出
した除数値で除算して前記周波数積分値の正規化値を求
める正規化手段と、前記正規化値と予め設定されている
合焦閾値とを比較し前記目画像の合焦の有無を判定する
合焦度判定手段とを備えたことを特徴とする。この構成
により、設定された合焦度判定エリアに最も適した除数
値を選択することができる。

【００１６】本発明の目画像撮像装置は更に、前記記憶
手段選択手段が、前記合焦度判定エリアの大きさと形状
に応じて記憶手段を選択することを特徴とする。合焦判
定エリアの大きさと形状に対応した複数の記憶手段を保
持し、合焦判定エリアに対応して記憶手段を選択するこ
とで、合焦判定に最も適した除数値が選択可能となる。

【００１７】本発明の虹彩認証装置は、前述したいずれ
かの目画像撮像装置と、前記目画像撮像装置の前記合焦
度判定手段が合焦したと判定した目画像を取り込みこの
目画像から虹彩情報を抽出する虹彩情報抽出手段と、前
記虹彩情報抽出手段が抽出した虹彩情報を蓄積する虹彩
情報蓄積手段と、前記虹彩情報抽出手段の抽出した虹彩
情報と前記虹彩情報蓄積手段に蓄積されている過去の登
録虹彩情報とを照合する手段とを備えたことを特徴とす
る。この構成により、固定単焦点レンズを用いた目画像
撮像装置で焦点の合った目画像を取り込み、虹彩認証を
行うことができ、携帯端末装置に容易に組み込むことが
可能となる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て、図面を参照して説明する。

【００１９】（第１の実施の形態）図１は、本発明の第
１の実施の形態に係る虹彩認証装置の構成図である。本
実施の形態に係る虹彩認証装置は、照明部１０と、撮像
部２０と、前処理部３０と、認証処理部４０とから構成
されている。目画像撮像装置は、照明部１０と、撮像部
２０と、前処理部３０とで構成される。

【００２０】照明部１０は、被認証者の目を照明する赤
外線照明１１と、この赤外線照明１１の照明制御を行う
照明制御部１２から構成されており、目画像取得に適し
た光量の赤外光を被認証者の目１に向けて照射する構造
となっている。

【００２１】撮像部２０は、被認証者の目の反射光を集
光する固定焦点レンズ２１と、この固定焦点レンズ２１
で集光された光のうち所定範囲の波長を透過する光学的
バンドパスフィルタ２２と、この光学的バンドパスフィ
ルタ２２を透過した光を電気信号に変換する撮像素子２
３と、撮像素子２３から出力される電気信号を処理する
映像信号処理部２４から構成される。

【００２２】映像信号処理部２４では、撮像素子２３よ
り入力された電気信号から映像信号成分を取り出し、ゲ
イン調整など映像信号として必要な処理を行った上で、
被認証者の目１の目画像データとして出力する。

【００２３】前処理部３０は、映像信号処理部２４の出
力を取り込むフィルタ３１と、フィルタ３１の出力を取
り込み積分する積分手段３２と、映像信号処理部２４の
出力を取り込み平均輝度を計算する平均輝度計算手段３
３と、後述の正規化処理に使用する除数値を記憶した記
憶手段としてのルックアップテーブル（図１では「ＬＵ
Ｔ」と標記）３６と、平均輝度計算手段３３の計算値に
基づいてルックアップテーブル３６から読み出された除
数値により前記積分手段３２の出力値を除算して正規化
値を求める正規化手段３４と、正規化手段３４の出力を
予め設定されている合焦値と比較することで合焦判定を
行う合焦度判定部３７と、映像信号処理部２４からの映
像信号を取り込み合焦度判定部３７の判定結果によって
この映像信号を後段に出力する認証画像取得部３８から
構成されている。ルックアップテーブル３６には、平均
輝度値に対応して、平均輝度値、もしくはその定数倍、
平均輝度の対数値、もしくはその定数倍、平均輝度値の
平方根値、もしくはその定数倍、またはこれらの組合せ
など、後述する正規化処理を行う時に使用される除数値
が保存されている。

【００２４】映像信号処理部２４から出力された映像信
号はフィルタ３１に入力される。フィルタ３１は、映像
信号中の高周波成分を抽出し、積分手段３２は合焦度判
定エリア内で高周波成分を積分し、正規化手段３４に出
力する。また、平均輝度計算手段３３では合焦度判定エ
リア内の平均輝度を計算し、正規化手段３４に出力す
る。

【００２５】ルックアップテーブル蓄積部３５は、保存
されているルックアップテーブル３６から上記の平均輝
度に対応した除数値を抽出し、正規化手段３４は、積分
手段３２から出力される高周波積分値をこの徐数値で除
算して正規化値を求め、合焦度判定部３７に出力する。
合焦度判定部３７では、この正規化値を合焦閾値と比較
することで画面の合焦度を判定し、フォーカスがあって
いると判断した場合には合焦判定結果を認証画像取得部
３８に出力し、認証用の目画像を認証処理部４０に出力
させる。

【００２６】認証処理部４０は、認証画像取得部３８か
ら出力された映像信号を取り込む虹彩画像判断部４１
と、虹彩画像判断部４１の出力信号を取り込む虹彩情報
抽出部４２と、虹彩情報抽出部４２で抽出された虹彩情
報を蓄積する虹彩情報蓄積部４３と、虹彩情報抽出部で
抽出された虹彩情報と予め虹彩情報蓄積部４３に蓄積さ
れている登録済み虹彩情報とを比較照合する虹彩照合処
理部４４とで構成されており、前処理部３０から出力さ
れるフォーカスの合った目画像に対し、虹彩画像判断部
４１で画像のコントラストなどを確認し、虹彩情報抽出
が可能と判断した場合には虹彩情報抽出部４２に目画像
を受け渡す。

【００２７】虹彩情報抽出部４２はこの目画像から虹彩
情報をコードデータとして抽出し、この図１に示す虹彩
認証装置が登録モードであれば、抽出したコードデータ
を虹彩情報蓄積部４３に登録データとして蓄積し、虹彩
認証装置が認証モードであれば、虹彩照合処理部４４に
抽出データを出力する。

【００２８】虹彩照合処理部４４は、虹彩情報抽出部４
２から得られたコードデータと、過去に登録された虹彩
情報蓄積部４３の登録データとを比較して、被認証者が
過去の登録者であるか否かの判断を行い、後段の図示し
ない認証結果処理部などに結果を伝える。

【００２９】図２は、撮像部２０の撮像画像の一例を示
す図である。撮像画面５０内には、被認証者の目画像が
撮影される。この図２に示す目画像には、瞳孔５１、眉
毛５２、虹彩部５３が含まれ、合焦度を判定する合焦度
判定エリア５４は、虹彩部５３を含むエリアに設定され
る。

【００３０】図３は、図１に示す撮像部２０のゲインを
調整して合焦度判定エリア５４（図２）内の平均輝度を
変化させた時の高周波成分積分値を示すグラフである。
このグラフは、被写体の目１に対してフォーカスが合う
位置に撮像部２０を固定して得たデータである。図３か
ら分かるように、撮像部２０と被写体との距離が固定で
あっても、輝度の明るさが変われば、積分値は大きく変
化してしまう。

【００３１】このため、積分値と比較する合焦閾値を輝
度に応じて変化させないと、精度の良い合焦判定は不可
能である。このため、本実施の形態では、合焦閾値を輝
度に応じて変化させる代わりに、積分値の方を明るさで
正規化し、合焦の判定を精度良く行う様にする。

【００３２】即ち、図３に示す曲線に近似した値で高周
波積分値を割ると、正規化値の曲線は直線に近くなるた
め、合焦判定部３７にこの正規化値を渡し、合焦閾値と
比較判定させる構成とする。正規化値を求める方法はこ
れに限るものではなく、例えば、図４は、平均輝度その
ままの値で積分値を除した正規化値を示すグラフであ
る。また、図５は、平均輝度の対数値で積分値を除した
正規化値を示すグラフである。更に、図６は、平均輝度
の平方根値で積分値を除した正規化値のグラフである。
いずれの正規化値を用いてもよい。このように、平均輝
度によって明るさを正規化することにより、合焦判定の
ための合焦閾値が設定しやすくなり、合焦判定も精度良
く行うことが可能となる。

【００３３】また、前処理部３０に取り込まれた画像の
平均輝度が暗すぎたり若しくは明るすぎる場合、この画
像は虹彩認証に不適切な画像といえる。認証処理に明ら
かに不適切な画像が認証処理部４０に渡されると、認証
処理部４０は無駄な認証処理を行うことになり、処理の
高速化が阻害されてしまう。そこで、平均輝度値に対す
る除数値を最大限に大きくし確実に合焦閾値より正規化
値が小さくなるようにマスクする。これにより、認証処
理に不適切な画像を認証処理部４０に渡さない様にする
ことができる。図７は、図６に示す正規化値のうち、不
適切な輝度をマスクした正規化値を示すグラフである。

【００３４】図８は、本実施の形態に係る虹彩認証装置
の動作手順を示すフローチャートである。目画像撮影ス
テップ（ステップＳ１）で撮像された目画像は、次に輝
度信号のみ抽出され（ステップＳ２）、そしてバンドパ
スフィルタ３１を通して高周波信号成分が抽出され（ス
テップＳ３）、この高周波信号成分が合焦度判定エリア
内の水平方向、垂直方向に積分される（ステップＳ
４）。これと並行して、輝度信号の合焦度判定エリア内
平均輝度が計算され（ステップＳ６）、その平均輝度に
対応した正規化除数値がルックアップテーブルから選択
される（ステップＳ７）。そして、ステップＳ４で求め
られた積分値が、ステップＳ７で求められた除数値で除
算され、正規化値が出力される（ステップＳ１０）。

【００３５】次に、予め設定された合焦閾値と高周波成
分積分値の正規化値とが比較され（ステップＳ１１）、
合焦閾値より正規化値が小さければ目画像のフォーカス
が合っていないと判断されて目画像撮影ステップ（ステ
ップＳ１）に戻る。合焦閾値より正規化値の方が大きい
場合には、合焦条件をクリアしたものとして次の処理に
進み、撮像された目画像を虹彩認証用画像として図１の
認証画像取得部３８がキャプチャし（ステップＳ１
２）、認証処理部４０が虹彩認証処理（ステップＳ１
３）を行う。

【００３６】虹彩認証装置は、基本的に被認証者の目の
周辺画像を撮影対象とするため、図２に示す様に、画面
に存在する被写体はほぼ一定した構成となり、画面の合
焦度の特性は、任意の画面に比較してある程度予測され
たものとなる。このため、上記のようなステップＳ１１
の合焦閾値との比較により、画面の合焦度を簡易的に且
つ１フレーム内の画像だけで判断することができる。

【００３７】（第２の実施の形態）図９は、本発明の第
２の実施の形態に係る虹彩認証装置の構成図である。
尚、この図９では、第１の実施の形態（図１）と同じ構
成の照明部１０の図示は省略しており、同様に、撮像部
２０、認証処理部４０内の詳細構成も図示を省略してい
る。

【００３８】本実施の形態に係る前処理部３０は、第１
の実施の形態と同様に、フィルタ３１と、積分手段３２
と、平均輝度計算手段３３と、正規化手段３４と、ルッ
クアップテーブル蓄積部３５と、合焦度判定部３７と、
認証画像取得部３８とを備え、更に、本実施の形態で
は、ルックアップテーブル蓄積部３５が複数のルックア
ップテーブル３６ａ、３６ｂ、３６ｃを備え、これらの
ルックアップテーブル３６ａ、３６ｂ、３６ｃのいずれ
かを選択するために、ルックアップテーブル切替部３９
が設けられている。

【００３９】撮像部２０からは映像信号２９が出力さ
れ、フィルタ３１は、この映像信号２９から高周波成分
を抽出し、積分手段３２は、合焦度判定エリア内で高周
波成分を積分して正規化手段３４に出力する。また、平
均輝度計算手段３３は、合焦度判定エリア内の平均輝度
を計算し、正規化手段３４に出力する。

【００４０】ルックアップテーブル蓄積部３５には複数
のルックアップテーブル３６ａ（例えば、図４のデータ
で図７と同様にマスクしたデータのテーブル）、３６ｂ
（例えば、図５のデータで図７と同様にマスクしたデー
タのテーブル）、３６ｃ（例えば、図７のデータ）が蓄
積されており、ルックアップテーブル切替部３９により
いずれかのルックアップテーブル３６ａ、３６ｂ、３６
ｃが選択される。例えば、選択されたルックアップテー
ブル３６ｂを用いて、合焦度判定エリア内の平均輝度に
対応した除数値データを抽出し、正規化手段３４で正規
化値を出力する。合焦度判定部３７では、得られた正規
化値から画面の合焦度を判定し、フォーカスがあってい
ると判断した場合には合焦判定結果を認証画像取得部３
８に出力し、認証用の目画像を認証処理部４０に出力す
る。

【００４１】図１０は、上述した構成の虹彩認証装置の
動作手順を示すフローチャートである。目画像撮影ステ
ップ（ステップＳ１）で撮像された目画像は、次に輝度
信号のみが抽出され（ステップＳ２）、そしてバンドパ
スフィルタ３１を通して高周波信号成分が抽出され（ス
テップＳ３）、この高周波成分が画面の水平方向、垂直
方向で積分される（ステップＳ４）。これと並行して、
輝度信号の画面内平均輝度が計算される（ステップＳ
６）。

【００４２】本実施の形態では、予めルックアップテー
ブルが選択されており（ステップＳ８）、この選択され
たルックアップテーブルから、前述のステップＳ６で求
めた平均輝度値に対応した正規化除数値が選択される
（ステップＳ７）。そして、高周波成分積分値（ステッ
プＳ４）を除数値（ステップＳ７）で除算することによ
り正規化値が出力される（ステップＳ１０）。

【００４３】次に、予め設定されている合焦閾値と正規
化値とが比較され（ステップＳ１１）、正規化値が合焦
閾値より小さければ目画像撮影ステップ（ステップＳ
１）に戻り、大きければ合焦条件をクリアしたものとし
て、虹彩用認証用画像として撮像画像がキャプチャされ
る（ステップＳ１２）。その後、キャプチャされた画像
が虹彩認証処理される（ステップＳ１３）。

【００４４】(第３の実施の形態)図１１は、本発明の第
３の実施の形態に係る虹彩認証装置の構成図である。こ
の図１１では、第１の実施の形態（図１）と同一構成の
照明部１０と撮像部２０の図示を省略しており、また同
様に、認証処理部４０内の詳細構成も図示を省略してい
る。

【００４５】本実施の形態に係る前処理部３０は、第２
の実施の形態に係る前処理部３０の構成に加え、前段の
撮像部２０から出力される映像信号を取り込む瞳孔虹彩
検出手段３１０と、この瞳孔虹彩検出手段３１０の検出
結果によって後述の様にエリア切り替えを判断し、積分
手段３２、平均輝度計算手段３３、ルックアップテーブ
ル切替部３９の夫々に切替信号を出力するエリア切替部
３１１とを備える。

【００４６】撮像部２０（図１参照）から出力された映
像信号２９はフィルタ３１に入力され、このフィルタ３
１により特定の高周波成分が抽出される。また、瞳孔虹
彩検出手段３１０は、瞳孔の中心位置とその径、場合に
より虹彩の中心位置とその径を抽出する。

【００４７】エリア切替部３１１は、瞳孔の中心位置の
座標を中心として虹彩径に対応した合焦度判定エリアを
設定し、積分手段３２は、この合焦度判定エリア内にお
ける特定の高周波成分を積分し、積分値を正規化手段３
４に出力する。平均輝度計算手段３３は、前記合焦度判
定エリア内の平均輝度を計算し、正規化手段３４に出力
する。

【００４８】ルックアップテーブル蓄積部３５には、第
２の実施の形態と同様に、複数のルックアップテーブル
３６ａ、３６ｂ、３６ｃが蓄積されており、エリア切替
部３１１で設定された合焦度判定エリアに対応したルッ
クアップテーブルがルックアップテーブル切替部３９に
より選択される。例えば、選択されたルックアップテー
ブル３６ｂから合焦度判定エリア内の平均輝度に対応し
た除数値データが抽出され、正規化手段３４は、合焦判
定エリア内の高周波成分積分値をこの除数値で割ること
により、正規化値を求め出力する。合焦度判定部３７
は、正規化手段３４から出力される正規化値を合焦閾値
と比較することで画面の合焦の有無を判定し、フォーカ
スが合っていると判断した場合には合焦判定結果を認証
画像取得部３８に出力し、虹彩認証用の目画像を認証処
理部４０に出力する。

【００４９】図１２は、本実施の形態に係る虹彩認証装
置の動作手順を示すフローチャートである。目画像撮影
ステップ（ステップＳ１）で撮像された目画像は、次に
輝度信号のみが抽出され（ステップＳ２）、そしてバン
ドパスフィルタ３１を通し高周波信号成分のみが抽出さ
れる（ステップＳ３）。これと同時に、目画像から瞳孔
中心位置や径、虹彩中心位置や径が抽出され（ステップ
Ｓ５）、それらを基に、合焦度判定エリアが設定される
（ステップＳ９）。

【００５０】ステップＳ３で高周波信号成分が抽出され
た後は、設定された合焦判定エリア内のみで高周波成分
が画面の水平方向、垂直方向に積分される（ステップＳ
４）。これと並行して、設定された合焦判定エリア内で
の輝度信号の平均輝度が計算される（ステップＳ６）。
また、前述のステップＳ９で設定された合焦判定エリア
に基づいてルックアップテーブルが選択され（ステップ
Ｓ８）、選択されたルックアップテーブルから、前述の
ステップＳ６で求めた平均輝度値に対応した正規化除数
値が選択される（ステップＳ７）。

【００５１】前述のステップＳ４で求められた高周波成
分積分値は、前述のステップＳ７で求められた除数値で
除算されることにより正規化値が求められ（ステップＳ
１０）、次に、予め設定されている合焦閾値と正規化値
とが比較される（ステップＳ１１）。そして、正規化値
が合焦閾値より小さければ取り込んだ目画像のフォーカ
スは合っていないと判定して目画像撮影ステップ（ステ
ップＳ１）に戻り、正規化値が合焦閾値より大きければ
合焦条件をクリアしたものとして、撮像画面を虹彩用認
証用画像としてキャプチャし（ステップＳ１２）、その
後、キャプチャされた画像を虹彩認証処理（ステップＳ
１３）する。

【００５２】以上述べたように、上記各実施の形態に係
る虹彩認証装置によれば、目画像の高周波成分積分値を
平均輝度に対応した値で正規化することで、明るさの違
う環境においても精度より画像の合焦判定が可能とな
る。また人間の目画像に特化した正規化処理や合焦処理
を行うため、高速な合焦判定と目画像のキャプチャが可
能となり、短時間での認証処理が可能となる。

【００５３】また、フォーカスのあった画像のみをフレ
ームメモリ等に取り込み、虹彩情報の抽出を行うことが
可能となり、固定焦点レンズなど廉価な光学系の利用が
可能となる。このため、目画像撮像装置を小型化、低価
格化することができ、これにより、使用可能環境の範囲
が拡大し、小型化、低価格化、短時間処理が望まれる携
帯端末機への虹彩認証機能の搭載が実現できる。

【００５４】

【発明の効果】本発明によれば、撮影環境の明るさが変
化した場合でも、山登り方式によらずにフォーカスの合
った目画像を固定焦点レンズで撮像できる目画像撮像装
置及び虹彩認証装置を提供することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る虹彩認証装置
のブロック構成図

【図２】本発明の第１の実施の形態に係る虹彩認証装置
で撮像される目付近画像の説明図

【図３】本発明の第１の実施の形態に係る虹彩認証装置
で撮像した目画像の平均輝度に対する高周波成分積分値
を示すグラフ

【図４】本発明の第１の実施の形態に係る虹彩認証装置
で撮像した目画像の平均輝度に対する高周波成分積分値
を平均輝度値で正規化したグラフ

【図５】本発明の第１の実施の形態に係る虹彩認証装置
で撮像した目画像の平均輝度に対する高周波成分積分値
を平均輝度の対数値で正規化したグラフ

【図６】本発明の第１の実施の形態に係る虹彩認証装置
で撮像した目画像の平均輝度に対する高周波成分積分値
を平均輝度の平方根値で正規化したグラフ

【図７】本発明の第１の実施の形態に係る虹彩認証装置
で撮像した目画像の平均輝度に対する高周波成分積分値
を平均輝度の平方根値で正規化し且つ高輝度部、低輝度
部を除去したグラフ

【図８】本発明の第１の実施の形態に係る虹彩認証装置
の動作手順を示すフローチャート

【図９】本発明の第２の実施の形態に係る虹彩認証装置
のブロック構成図

【図１０】本発明の第２の実施の形態に係る虹彩認証装
置の動作手順を示すフローチャート

【図１１】本発明の第３の実施の形態に係る虹彩認証装
置のブロック構成図

【図１２】本発明の第３の実施の形態に係る虹彩認証装
置の動作手順を示すフローチャート

【符号の説明】

１ 被認証者の目 １０ 照明部 １１ 赤外線照明 １２ 照明制御部 ２０ 撮像部 ２１ レンズ ２２ 光学的バンドパスフィルタ ２３ 撮像素子 ２４ 映像信号処理部 ２９ 映像信号 ３０ 前処理部 ３１ フィルタ ３２ 積分手段 ３３ 平均輝度計算手段 ３４ 合焦判定部 ３５ ルックアップテーブル蓄積部 ３６、３６a、３６ｂ、３６ｃ ルックアップテーブル ３７ 合焦度判定部 ３８ 認証画像取得部 ３９ ルックアップテーブル切替部 ４０ 認証処理部 ４１ 虹彩画像判断部 ４２ 虹彩情報抽出部 ４３ 虹彩情報蓄積部 ４４ 虹彩照合処理部 ５０ 撮影画面 ５１ 瞳孔 ５２ 眉毛 ５３ 虹彩部 ５４ 合焦度判定エリア ３１０ 瞳孔虹彩検出手段 ３１１ エリア切替部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 富坂 直昭 神奈川県横浜市港北区綱島東四丁目３番１ 号 松下通信工業株式会社内 Ｆターム(参考） 4C038 VA07 VB04 VC05 5B047 AA23 AB02 BA02 BB01 BC05 BC07 BC11 BC14 CB22 DC09 5B057 BA02 BA19 CE06 CH07 DA11 DB02 DB09 DC04 DC09 DC33 DC36 DC39 5L096 AA06 CA02 CA17 EA12 FA32 FA59 GA09 GA51 GA53 GA55 HA07 JA11 KA15

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 目を撮像する撮像手段と、前記撮像手段
   で撮像した目画像から特定の周波数成分を抽出するフィ
   ルタ手段と、前記フィルタ手段で抽出された周波数成分
   を合焦度判定エリア内で積分する積分手段と、前記目画
   像の平均輝度に応じて周波数積分値を正規化する除数値
   を記憶した記憶手段と、前記目画像の平均輝度を求める
   平均輝度算出手段と、前記平均輝度算出手段の算出した
   平均輝度に応じて前記記憶手段から読み出された除数値
   で前記積分手段により積分された周波数積分値を除算し
   て前記周波数積分値の正規化値を求める正規化手段と、
   前記正規化値と予め設定されている合焦閾値とを比較し
   前記目画像の合焦の有無を判定する合焦度判定手段とを
   備えたことを特徴とする目画像撮像装置。
2. 【請求項２】 前記記憶手段は、前記目画像の平均輝度
   に対しその平均輝度に対応して平均輝度の定数倍の値を
   前記除数値として持つことを特徴とする請求項１記載の
   目画像撮像装置。
3. 【請求項３】 前記記憶手段は、前記目画像の平均輝度
   に対しその平均輝度に対応して平均輝度の平方根値を前
   記除数値として持つことを特徴とする請求項１記載の目
   画像撮像装置。
4. 【請求項４】 前記記憶手段は、前記目画像の平均輝度
   に対しその平均輝度に対応して平均輝度の対数値を前記
   除数値として持つことを特徴とする請求項１記載の目画
   像撮像装置。
5. 【請求項５】 前記記憶手段は、目画像の平均輝度に対
   し、平均輝度値もしくはその定数倍値、平均輝度の平方
   根値もしくはその定数培値、平均輝度の対数値もしくは
   その定数倍値の組合せを平均輝度に対応した前記除数値
   として持つことを特徴とする請求項１記載の目画像撮像
   装置。
6. 【請求項６】 前記記憶手段は、前記目画像の平均輝度
   が第１所定輝度よりも低く若しくは第１所定輝度よりも
   高い第２所定輝度より高くて虹彩認証に適正ではないと
   き前記正規化値を前記合焦閾値より低くして前記目画像
   を合焦不可と判定させる除数値を持つこと特徴とする請
   求項１記載の目画像撮像装置。
7. 【請求項７】 目を撮像する撮像手段と、前記撮像手段
   で撮像した目画像から特定の周波数成分を抽出するフィ
   ルタ手段と、前記フィルタ手段で抽出された周波数成分
   を合焦度判定エリア内で積分する積分手段と、前記目画
   像の平均輝度に応じて周波数積分値を正規化する除数値
   を記憶した複数の記憶手段と、前記複数の記憶手段のい
   ずれかを選択する記憶手段選択手段と、前記目画像の平
   均輝度を求める平均輝度算出手段と、前記積分手段によ
   り積分された周波数積分値を前記記憶手段選択手段の選
   択した前記記憶手段から前記平均輝度算出手段の算出し
   た平均輝度に応じて読み出した除数値で除算して前記周
   波数積分値の正規化値を求める正規化手段と、前記正規
   化値と予め設定されている合焦閾値とを比較し前記目画
   像の合焦の有無を判定する合焦度判定手段とを備えたこ
   とを特徴とする目画像撮像装置。
8. 【請求項８】 前記記憶手段選択手段は、前記合焦度判
   定エリアの大きさと形状に応じて記憶手段を選択するこ
   とを特徴とする請求項７に記載の目画像撮像装置。
9. 【請求項９】 請求項１乃至請求項８のいずれかに記載
   の目画像撮像装置と、前記目画像撮像装置の前記合焦度
   判定手段が合焦したと判定した目画像を取り込みこの目
   画像から虹彩情報を抽出する虹彩情報抽出手段と、前記
   虹彩情報抽出手段が抽出した虹彩情報を蓄積する虹彩情
   報蓄積手段と、前記虹彩情報抽出手段の抽出した虹彩情
   報と前記虹彩情報蓄積手段に蓄積されている過去の登録
   虹彩情報とを照合する手段とを備えたことを特徴とする
   虹彩認証装置。