JP2004226729A - 認証対象画像撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】被認証者の認証対象画像を撮像して個人認証を行うに際し、認証処理全体に要する時間を短縮して被認証者の拘束時間を短縮する。
【解決手段】被写体１の認証対象画像を撮像する撮像手段３と、被写体１までの距離を計測する位置検出手段７と、位置検出手段７の計測値に基づいて定めた目標焦点位置に撮像手段３の焦点位置を合わせる第１焦点位置制御方法及びオートフォーカス処理により撮像手段３の焦点位置を被写体１に合焦させる第２焦点位置制御方法のいずれかを選択し実行する制御手段４とを備える。この構成により、合焦度が低くて良い認証対象画像を撮像するときは合焦位置の探索に時間がかかる第２焦点位置制御方法の代わりに第１焦点位置制御方法を実行して高速に画像を撮像することが可能となる。
【選択図】 図１
【解決手段】被写体１の認証対象画像を撮像する撮像手段３と、被写体１までの距離を計測する位置検出手段７と、位置検出手段７の計測値に基づいて定めた目標焦点位置に撮像手段３の焦点位置を合わせる第１焦点位置制御方法及びオートフォーカス処理により撮像手段３の焦点位置を被写体１に合焦させる第２焦点位置制御方法のいずれかを選択し実行する制御手段４とを備える。この構成により、合焦度が低くて良い認証対象画像を撮像するときは合焦位置の探索に時間がかかる第２焦点位置制御方法の代わりに第１焦点位置制御方法を実行して高速に画像を撮像することが可能となる。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はセキュリティシステムの個人認証等で使用する顔画像や虹彩画像、網膜画像等を撮像する認証対象画像撮像装置に係り、特に、画像撮像と認証処理を高速且つ効率的に行うのに好適な認証対象画像撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
顔画像や虹彩画像、網膜画像を撮像して認証処理を行う場合、焦点の合った顔画像や虹彩画像、網膜画像等を撮像する必要がある。このため、例えば従来の虹彩撮像装置では、下記の特許文献１に記載されている様に、フォーカスレンズを駆動するステッピングモータを１ステップづつ移動させながら虹彩画像を取得し、各虹彩画像中に含まれる高周波成分が最も高くなるフォーカスレンズ位置を合焦位置として探索し、この合焦位置で得られた虹彩画像を用いて認証処理を行う様にしている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２―１２２８９９号公報（段落番号〔００５４〕）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来技術に係る虹彩撮像装置は、オートフォーカス技術を用いて高精度に合焦した虹彩画像を撮像する様にしているため、合焦位置の探索に時間がかかり、認証用の虹彩画像を撮像するまで拘束する被認証者の待機時間が長くなってしまうという問題がある。
【０００５】
また、この待機時間中に被認証者が動いてしまうと更に撮像手段の合焦に時間がかかって待機時間が長くなり、認証に使用できない不適格な虹彩画像の撮像と無駄な認証処理を繰り返してしまうという問題もある。
【０００６】
本発明の目的は、個人認証処理の処理時間中に占める認証対象画像の撮像時間を短縮して被認証者の待機時間を短くすることができる認証対象画像撮像装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の認証対象画像撮像装置は、被写体の認証対象画像を撮像する撮像手段と、前記認証対象画像の使用目的に応じて複数種類の焦点位置制御方法の中から選択した焦点位置制御方法で前記撮像手段を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
この構成により、高い品質の鮮明な認証対象画像が要求される場合には品質重視の焦点位置制御方法を実行し、多少焦点がずれている画像でも許容される場合には高速重視の焦点位置制御方法を実行でき、認証処理全体に要する時間を短縮し、被写体の拘束時間を短縮することが可能となる。
【０００９】
本発明の認証対象画像撮像装置は、更に、前記撮像手段から前記被写体までの距離を計測する位置検出手段を備え、前記制御手段は、前記複数種類の焦点位置制御方法の中の１つの焦点位置制御方法として前記位置検出手段の計測値から求めた目標焦点位置に前記撮像手段の焦点位置を合わせる焦点位置制御方法を実行するモードを有することを特徴とする。
【００１０】
この構成により、多少焦点がずれている認証対象画像でも許容される場合には、位置検出手段の測定した位置に撮像手段の焦点位置を高速に位置合わせして撮像することができ、合焦位置を探索するためのレンズ駆動時間を削減可能となる。 本発明の認証対象画像撮像装置の前記制御手段は、更に、前記位置検出手段の計測値に応じて前記撮像手段の焦点位置制御方法を切り替えることを特徴とする。
【００１１】
この構成により、位置検出手段の測定誤差が小さい範囲では高速重視の焦点位置制御方法を実行でき、測定誤差の大きい範囲では品質重視の焦点位置制御方法を実行することができ、どの範囲においても焦点が大きくずれた認証対象画像の撮像を避けることが可能となる。
【００１２】
本発明の認証対象画像撮像装置の前記制御手段は、更に、前記位置検出手段の計測値から求めた目標焦点位置に前記撮像手段の焦点位置を合わせる焦点位置制御方法を実行するとき、前記目標焦点位置の他に前記目標焦点位置を所定距離だけシフトした別の目標焦点位置にも前記撮像手段の焦点位置を合わせる焦点位置制御方法を実行することを特徴とする。
【００１３】
この構成により、仮に位置検出手段により求めた目標焦点位置での認証対象画像の合焦レベルが基準レベルを満たしていないときでも、そこから所定距離だけ焦点位置をシフトしたときに得られる認証対象画像の合焦レベルが基準レベルを満たす確率が高くなる。
【００１４】
本発明の認証対象画像撮像装置は、更に、前記焦点位置制御方法を実行して前記撮像手段から取り込んだ画像データの合焦度を評価する合焦評価手段と、前記撮像手段から取り込んだ複数の画像データのうち合焦評価結果の高い順に画像データの認証処理を行う認証手段とを備えることを特徴とする。
【００１５】
この構成により、撮像した複数の認証対象画像のうち合焦評価結果の優良なものから順に認証処理を行うことで、合焦度の低い画像を認証処理することによる時間の無駄を省くことができ、認証処理を行う一枚目の画像にて個人認証が確定する確率が高くなり、認証処理全体に要する時間を短縮することができる。
【００１６】
本発明の認証対象画像撮像装置は、更に、前記合焦評価手段の評価結果及び対応する焦点位置情報を記憶する記憶手段を備え、前記制御手段は、前記評価結果間の優劣情報及び前記評価結果に対応する焦点位置情報とに基づいて合焦度が高くなる目標焦点位置を求め次回以降の前記撮像手段の焦点位置を合わせる焦点位置制御方法を実行することを特徴とする。
【００１７】
この構成により、撮像順序を変更することで撮像した１枚目の認証対象画像にて個人認証が確定する確率が高くなり、認証処理全体に要する時間を短縮することができる。
【００１８】
本発明の認証対象画像撮像装置は、更に、前記合焦評価手段による合焦度の評価を、前記撮像手段から出力される映像信号に基づいて行い、前記映像信号による合焦度の評価が必要条件を満たさない場合には前記撮像手段による撮像を停止することを特徴とする。
【００１９】
この構成により、認証対象画像を一々撮像しなくても合焦評価ができ、合焦度が低く認証に不適格な画像を撮像する時間を省くことが可能となる。また認証処理全体に要する時間を短縮することができる。
【００２０】
本発明の認証対象画像撮像装置の前記制御手段は、更に、前記複数種類の焦点位置制御方法のうちの１つの焦点位置制御方法を所定回数実行して前記撮像手段により所定枚数の画像を撮像した後、前記撮像手段の焦点位置制御方法を別の焦点位置制御方法に切り替えることを特徴とする。
【００２１】
この構成により、前半は認証対象画像の高速撮像に重点を置いた焦点位置制御方法を実行し、後半は確実に認証を行うための認証対象画像の撮像に重点を置いた焦点位置制御方法を実行でき、仮に前半で有効な画像が撮像されなかったときでも最終的に後半で確実に認証対象画像を撮像可能となる。
【００２２】
本発明の認証対象画像撮像装置は、被写体の認証対象画像を撮像する撮像手段と、前記被写体までの距離を計測する位置検出手段と、前記位置検出手段の計測値に基づいて定めた目標焦点位置に前記撮像手段の焦点位置を合わせる第１焦点位置制御方法及びオートフォーカス処理により前記撮像手段の焦点位置を前記被写体に合焦させる第２焦点位置制御方法のいずれかを選択し実行する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００２３】
この構成により、高い品質の鮮明な認証対象画像が要求される場合には品質重視の焦点位置制御方法を実行し、多少焦点がずれている画像でも許容される場合には高速重視の焦点位置制御方法を実行でき、認証処理全体に要する時間を短縮し、被写体の拘束時間を短縮することが可能となる。
【００２４】
本発明の認証対象画像撮像装置の前記制御手段は、前記第１焦点位置制御方法で前記撮像手段の焦点位置制御を行うとき、前記計測値及び前記位置検出手段の検出誤差から求めた第１の目標焦点位置と前記第１の目標焦点位置を所定距離だけシフトさせた第２の目標焦点位置とに前記撮像手段の焦点位置を順次合わせて前記被写体の画像データを前記撮像手段から出力させることを特徴とする。
【００２５】
この構成により、仮に位置検出手段により求めた目標焦点位置での認証対象画像の合焦レベルが基準レベルを満たしていないときでも、そこから所定距離だけ焦点位置をシフトしたときに得られる認証対象画像の合焦レベルが基準レベルを満たす確率が高くなる。
【００２６】
本発明の認証対象画像撮像装置の前記制御手段は、前記撮像手段から出力される前記被写体の画像データの合焦度評価結果に応じて前記検出誤差の値または前記シフトさせる前記所定距離の値を補正することを特徴とする。
【００２７】
この構成により、合焦度の高い画像を撮像できる確率が高くなり、認証処理全体に要する時間を短縮することができる。
【００２８】
本発明の認証対象画像撮像装置の前記制御手段は、前記計測値が所定値以上のとき前記第２焦点位置制御方法を実行し前記計測値が前記所定値に達しないとき前記第１焦点位置制御方法を実行し、前記撮像手段から出力される前記被写体の画像データの合焦度評価結果に応じて前記所定値を補正することを特徴とする。
【００２９】
この構成により、位置検出手段の測定誤差が小さい範囲では高速重視の焦点位置制御方法を実行でき、測定誤差の大きい範囲では品質重視の焦点位置制御方法を実行することができ、どの範囲においても焦点が大きくずれた認証対象画像の撮像を避けることが可能となる。更に、合焦度の高い画像を撮像できる確率が高くなり、認証処理全体に要する時間を短縮することができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。尚、以下の実施の形態では、虹彩撮像装置について述べるが、顔画像や網膜画像等の他の認証対象画像を撮像する認証対象画像撮像装置に本発明を適用可能である。
【００３１】
（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認証対象画像撮像装置の一例である虹彩撮像装置のブロック構成図である。本実施の形態に係る虹彩撮像装置２は、被認証者すなわち被写体１の虹彩画像を撮像するための望遠カメラ（撮像手段）３と、望遠カメラ３の焦点位置を制御する制御部４と、望遠カメラ３によって撮像した虹彩画像の虹彩認証を行う認証部５と、後述する各種情報を格納する記憶部６と、虹彩撮像装置２から被写体１までの距離を計測する位置検出手段７と、望遠カメラ３で撮像した虹彩画像データや映像信号から合焦程度を評価する合焦評価部８とを備える。
【００３２】
望遠カメラ３には、ＣＣＤやＣＭＯＳイメージセンサ等の固体撮像素子が搭載されており、この固体撮像素子からは入射光に応じた映像信号が常時、例えば１秒間に３０フレームの映像信号が出力されている。虹彩画像の合焦程度を評価する場合、例えばメカニカルシャッタ搭載型の望遠カメラであればメカニカルシャッタを閉じたときに固体撮像素子から出力された虹彩画像データで評価することでもよいが、固体撮像素子から常時出力される映像信号を用いて合焦程度を評価することで、虹彩画像の撮像動作を省くことができ、虹彩認証処理全体の処理時間を短縮可能となる。
【００３３】
この虹彩撮像装置２は、認証対象画像の使用目的に応じた撮影モードを有し、「登録」モードと「認証」モードの２つの撮影モードを備える。「登録」モードで動作するときは、望遠カメラ３で撮像した被写体１の虹彩画像から「０」「１」の２値符号でなる認証コードを生成して被写体１の虹彩データとして図１の記憶部６あるいは図示しない虹彩データベースに登録する。
【００３４】
「認証」モードとして動作するときは、望遠カメラ３で撮像した被写体１の虹彩画像から認証コードを生成しこの認証コードを登録者の認証コード（虹彩データ）と比較照合することで、被写体１が登録者であるか否かを認証部５が認証する様になっている。撮影モードを「登録」モードとするか「認証」モードとするかは、オペレータまたは被認証者が入力する図示しない指示スイッチから指示に基づく。
【００３５】
図２は、記憶部６に格納されている各種情報を示す説明図である。この記憶部６には、虹彩撮像の目的に応じた撮像モードを記憶した撮像モード情報１０と、撮像モード情報に応じた焦点制御を行うための焦点制御方法１１と、位置検出手段７により測定された距離に基づき望遠カメラ３の焦点位置を補正するための位置補正情報１２と、合焦評価の優劣情報を示す合焦優劣位置評価情報１３とが格納される。
【００３６】
撮影モード１０とは、この虹彩撮像装置が持っている撮影モードの種類を示す情報であり、この例では「登録」モードと「認証」モードの２種類のモードが用意されている。
【００３７】
焦点制御方法１１とは、制御部４で実行される望遠カメラ３の焦点制御プログラムであり、この例では、高速重視焦点制御用のプログラムと、品質重視焦点制御用のプログラムの２種類のプログラムが焦点制御方法１１として格納されている。
【００３８】
位置補正情報１２とは、望遠カメラ３のレンズ特性等や位置検出手段７の測定誤差等に基づく情報であり、位置検出手段７の検出した被写体１までの距離に望遠レンズ３の焦点位置を合わせる様にレンズを駆動制御したとき、実際の焦点位置がどれだけずれるかを示す情報であり、そのずれを補正する情報が位置補正情報１２として格納される。位置補正情報１２を設定し望遠カメラ３の焦点位置制御を補正することで、位置検出手段７の測定誤差が大きい範囲においても、焦点が大きくずれた虹彩画像の撮像を避けることが可能となる。
【００３９】
合焦優劣位置評価情報１３とは、高速重視焦点制御用の焦点制御プログラムによつて虹彩画像を撮像したときに合焦評価部８によって得られる学習値情報であり、この学習値情報が合焦優劣位置評価情報１３として記憶部６に蓄積され、後述する様に、認証に使用可能な虹彩画像を高速に取得するときに用いられる。
【００４０】
図３は、本実施の形態に係る虹彩撮像装置の動作手順を示すフローチャートである。撮影モードとして「登録」モードと「認証」モードを有する本実施の形態に係る虹彩撮像装置では、「認証」モード時に必要とされる虹彩画像の品質レベルは、「登録」モード時に必要とされる虹彩画像の品質レベルまでは要求されない。即ち、「認証」モード時には、多少焦点がずれている虹彩画像でも許容されるため、制御部４は、高速に虹彩画像を撮像するための高速重視の焦点制御を行い、虹彩認証処理の全体時間に占める撮像時間を短縮し、被写体の拘束時間を短縮することができるようにする。
【００４１】
そこで本実施の形態に係る虹彩撮像装置では、先ず、撮影モードが「登録」モードであるか「認証」モードであるかを判定する（ステップＳ１）。この判定結果が「登録」モードである場合には、図１の制御部４は記憶部６から品質重視焦点制御用のプログラムを読み出して実行し（ステップＳ４）、望遠カメラ３のフォーカスレンズを１ステップづつ移動させながら虹彩画像中の高周波成分が最高値となる合焦位置を探索する。
【００４２】
次に、この合焦位置における虹彩画像を撮像し（ステップＳ５）、得られた虹彩画像から認証コードを生成し（ステップＳ６）、生成した認証コードを虹彩データベース等に登録し（ステップＳ８）、登録処理を終了する。
【００４３】
撮影モードの判定（ステップＳ１）結果が「認証」モードである場合には、次に、高速重視の焦点制御回数が指定回数に達したか否かを判定する（ステップＳ２）。高速重視の焦点制御と指定回数については図４、図５を用いて後述する。この判定ステップで高速重視の焦点制御回数が指定回数に達していないと判定された場合には、図１の制御部４は記憶部６から高速重視の焦点制御プログラムを読み出して実行し（ステップＳ３）、虹彩画像を撮像する（ステップＳ５）。
【００４４】
そして、得られた虹彩画像から認証コードを生成し（ステップＳ６）、この認証コードを用いて虹彩認証処理を実行し、虹彩画像のピントが認証に必要な品質レベルであったため認証処理が良好に済んでＯＫとなったか否かを判定し（ステップＳ７）、認証処理がＯＫの場合にはこの虹彩認証処理を終了する。
【００４５】
虹彩認証処理がＯＫとならない場合には認証に用いた虹彩画像のピントが必要レベルに達していないと判断できるため、上記の判定ステップ（ステップＳ２）に戻って再び高速重視の焦点制御回数が指定回数に達したか否かを判定し、達していない場合には上述した処理を繰り返す。
【００４６】
高速重視の焦点制御回数が指定回数に達しても虹彩認証処理が終了しない場合には、制御部４は品質重視の焦点制御プログラムを読み出して実行し（ステップＳ４）、得られた合焦位置で虹彩画像を撮像し（ステップＳ５）、この虹彩画像を用いて認証処理（ステップＳ６、Ｓ７）を実行する。
【００４７】
この様に、高速重視の焦点制御回数が指定回数に達したとき焦点制御の方法を切り替えることで、前半は虹彩画像の高速撮像に重点を置いた焦点制御を行い、この高速撮像で認証処理に必要な品質レベルの虹彩画像が得られなかった場合に、今度は確実に認証処理を行うため品質に重点を置いた焦点制御を行うことができ、虹彩認証処理を最終的に確実に処理できるという保証が得られる。
【００４８】
図４は、高速重視の焦点制御による撮像方法の説明図である。認証用の虹彩画像を撮像する場合、本実施の形態では、オートフォーカス技術を用いて合焦位置を高精度に求めることはせずに、位置検出手段７を用いて被写体１までの距離を計測し、この計測値に基づいて望遠カメラ３の焦点位置を合わせ、虹彩画像を撮像する。
【００４９】
そこで先ず、位置検出手段７を用いて、虹彩撮像装置２から被写体１の虹彩までの距離ｄを計測する。そして、この距離ｄに対して、記憶部６に位置補正情報１２として記憶されている距離ｄに応じた位置補正量ｔを加算した距離ｄ＋ｔに望遠カメラ３の焦点位置を合わせ、被写体１の虹彩画像を撮像する。
【００５０】
虹彩撮像装置２から距離ｄ＋ｔの位置を示す線として図４では線Ａを表示しているが、先ず、この線Ａで示す距離に望遠カメラ３の焦点位置を合わせて虹彩画像を撮像し、得られた虹彩画像を用いて認証処理を行う。この認証処理がＯＫとならない場合には、次に、この線Ａに対して予め設定された距離Δｄだけ手前側にシフトさせた位置、例えば図４の線Ｂに望遠カメラ３の焦点位置を合わせて撮像し、得られた虹彩画像に対して認証処理を行う。この認証処理がＯＫとならない場合には、今度は図４の線Ａに対して距離Δｄだけ向こう側にシフトさせた線Ｃに望遠カメラ３の焦点位置を合わせて虹彩画像を撮像し、この虹彩画像を用いて認証処理を行う。
【００５１】
図５は、被写体までの距離（横軸）に対し虹彩画像中に含まれる高周波成分量すなわち合焦度を縦軸にとったグラフである。この図５に示されるフォーカス特性線Ｉは、焦点が合うほど虹彩画像中の輪郭線が鮮明となって高周波成分量が上昇する曲線となる。
【００５２】
品質重視の焦点制御では、このフォーカス特性線Ｉのピーク位置Ｐを、フォーカスレンズ位置をステッピングモータで１ステップずつ移動させながら探索するが、高精度な合焦位置が求められる代わりに、探索に時間がかかってしまう。「登録」モードで虹彩画像を撮像する場合には、このピーク位置Ｐに望遠カメラ３の焦点位置を合わせる必要があるが、「認証」モードでは、合焦度が所定値ｋ以上あれば、ピーク位置Ｐに焦点を合焦させる必要はない。
【００５３】
そこで、本実施の形態に係る高速重視の焦点制御では、位置検出手段７が計測した被写体１の虹彩までの距離ｄに基づいて合焦度が予め設定された所定値ｋ以上となる虹彩画像が撮像される蓋然性の高い距離Ａ、Ｂ、Ｃの３位置を計測値ｄに基づいて算出する。そして、望遠カメラ３の焦点位置を、距離Ａ、Ｂ、Ｃの順に合わせて撮像し、認証処理に必要な品質レベルの虹彩画像を撮像する様にしている。
【００５４】
この例では、図３のステップＳ２における指定回数を、距離Ａ、Ｂ、Ｃに対応して“３”回としているが、シフト量であるΔｄの値をきめ細かくとって更に４回、５回、６回、…と指定回数を増加させることで、認証に適した虹彩画像の取得確率を高くすることができる。
【００５５】
また、本実施の形態では、図４、図５の距離Ａ→Ｂ→Ｃの順に望遠カメラ３の焦点位置を合わせて虹彩画像を撮像し認証処理を行う例について説明したが、虹彩撮像を行う度に取得された虹彩画像の合焦度を合焦評価部８で求めてこれを学習値として記憶部６に合焦優劣位置評価情報として蓄積しておけば、位置検出手段７の計測値に基づいて距離Ａ、Ｂ、Ｃの３位置を算出したとき、例えば図５の距離Ｃに最初に焦点位置を合わせて虹彩画像を撮像することが可能となり、一回の虹彩撮像で認証処理を終了させることが可能となる。
【００５６】
この様に、撮像する複数の虹彩画像のうち合焦評価が優良となるものから順に虹彩画像を撮像して認証処理を行うことで、合焦度の悪い画像を虹彩認証処理することによる時間の無駄を省くことができ、虹彩認証処理を行う一枚目の画像にて個人認証が確定する確率が高くなり、虹彩認証処理全体の処理時間を短縮することが可能となる。
【００５７】
また、合焦評価の優劣情報及びその焦点位置の情報である合焦優劣位置評価情報１３に基づいて次回以降の焦点位置制御の順序を変更することにより、合焦度の高い虹彩画像を優先して撮像することが可能となり、虹彩認証処理全体の処理時間を短縮可能となる。
【００５８】
更にまた、合焦評価の優劣情報及びその焦点位置の情報である合焦優劣位置評価情報１３に基づいて焦点位置制御の位置補正情報１２、焦点位置のズラシ量Δｄの値を補正して変化させることにより、合焦度の高い虹彩画像を撮像できる焦点位置制御が可能になり、虹彩認証処理全体の処理時間を短縮することが可能となる。
【００５９】
尚、上述した実施の形態に係る高速重視の焦点制御では、例えば距離Ａ、Ｂ、Ｃの順に虹彩画像を撮像する場合、距離Ａの焦点位置で虹彩画像を撮像して認証処理を行い、次に距離Ｂの焦点位置で虹彩画像を撮像して認証処理を行い、次に距離Ｃの焦点位置で虹彩画像を撮像して認証処理を行っている。
【００６０】
これに対し、距離Ａ、Ｂ、Ｃの夫々に焦点位置を合わせて先に虹彩画像を撮像し、各虹彩画像の合焦度を評価し、合焦度の高い虹彩画像の順に認証処理を行う構成でもよい。
【００６１】
以上述べた様に、本実施の形態による虹彩撮像装置は、高い品質の鮮明な虹彩画像が要求される登録時には品質重視の焦点制御を行い、登録時程の高品質な虹彩画像が要求されない認証時には高速化重視の焦点制御を行うため、虹彩認証全体の処理時間を短縮することができ、被認証者の待機時間を短縮することが可能となる。
【００６２】
（第２の実施の形態）
図６は、本発明の第２の実施の形態に係る虹彩撮像装置の動作手順を示すフローチャートである。この実施の形態では、図３に示す第１の実施の形態に係るフローチャートに比べて、ステップ１とステップＳ２との間にステップＳ９を設けた点のみが異なる。即ち、本実施の形態では、撮像モードが「認証」モードと判定（ステップＳ１）されたとき、位置検出手段７による被写体１までの計測値ｄが所定距離Ｄ以上であるか否かを判定する（ステップＳ９）。
【００６３】
この所定距離Ｄは、位置検出手段７が精度良く位置計測を行うことができると判断できる距離であり、ｄ≧Ｄとなって被写体１までの距離が遠すぎたときは、位置検出手段７の計測値ｄに基づく焦点位置制御では認証処理に十分な合焦度が得られないと判断して、「認証」モードであっても直ちに品質重視の焦点制御（ステップＳ４）を行う。ｄ＜Ｄとなって被写体１までの距離が近いときは第１の実施の形態と同様に高速重視の一連の焦点制御処理（ステップＳ２、ステップＳ３、…）に進む。
【００６４】
この様に、本実施の形態によれば、位置検出手段７の計測値の精度が劣化する距離によって直ちに品質重視の位置制御を行うため、無駄な虹彩撮像と認証処理を省くことができ、認証処理全体に要する時間を短縮可能となる。
【００６５】
尚、この所定距離Ｄは固定値とせずに、例えば、合焦評価部８によって評価された合焦の優劣情報や対応する焦点位置情報によって可変することで、より精度の高い所定距離Ｄを定めることが可能となる。
【００６６】
【発明の効果】
本発明によれば、被認証者の待機時間が短くて済み、高速且つ効率的に目画像の認証処理を行うことができる目画像撮像装置を提供することができる。
【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撮像装置の構成図
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る虹彩撮像装置の記憶部の構成図
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る虹彩撮像装置の動作手順を示すフローチャート
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る虹彩撮像装置における高速重視の焦点制御説明図
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る虹彩撮像装置における合焦評価説明図
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る虹彩撮像装置の動作手順を示すフローチャート
【符号の説明】
１ 被写体
２ 虹彩撮像装置
３ 望遠カメラ
４ 制御部
５ 認証部
６ 記憶部
７ 位置検出手段
８ 合焦評価部
１０ 撮像モード情報
１１ 焦点制御方法
１２ 位置補正情報
１３ 合焦優劣位置評価情報
Ａ、Ｂ、Ｃ 高速重視の焦点制御時における望遠カメラ焦点位置
Δｄ 焦点ズラシ量（シフト量）
ｄ 被写体と望遠カメラとの距離
ｔ 位置補正量
Ｉ フォーカス特性線
３３ 合焦度評価情報
【発明の属する技術分野】
本発明はセキュリティシステムの個人認証等で使用する顔画像や虹彩画像、網膜画像等を撮像する認証対象画像撮像装置に係り、特に、画像撮像と認証処理を高速且つ効率的に行うのに好適な認証対象画像撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
顔画像や虹彩画像、網膜画像を撮像して認証処理を行う場合、焦点の合った顔画像や虹彩画像、網膜画像等を撮像する必要がある。このため、例えば従来の虹彩撮像装置では、下記の特許文献１に記載されている様に、フォーカスレンズを駆動するステッピングモータを１ステップづつ移動させながら虹彩画像を取得し、各虹彩画像中に含まれる高周波成分が最も高くなるフォーカスレンズ位置を合焦位置として探索し、この合焦位置で得られた虹彩画像を用いて認証処理を行う様にしている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２―１２２８９９号公報（段落番号〔００５４〕）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来技術に係る虹彩撮像装置は、オートフォーカス技術を用いて高精度に合焦した虹彩画像を撮像する様にしているため、合焦位置の探索に時間がかかり、認証用の虹彩画像を撮像するまで拘束する被認証者の待機時間が長くなってしまうという問題がある。
【０００５】
また、この待機時間中に被認証者が動いてしまうと更に撮像手段の合焦に時間がかかって待機時間が長くなり、認証に使用できない不適格な虹彩画像の撮像と無駄な認証処理を繰り返してしまうという問題もある。
【０００６】
本発明の目的は、個人認証処理の処理時間中に占める認証対象画像の撮像時間を短縮して被認証者の待機時間を短くすることができる認証対象画像撮像装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の認証対象画像撮像装置は、被写体の認証対象画像を撮像する撮像手段と、前記認証対象画像の使用目的に応じて複数種類の焦点位置制御方法の中から選択した焦点位置制御方法で前記撮像手段を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
この構成により、高い品質の鮮明な認証対象画像が要求される場合には品質重視の焦点位置制御方法を実行し、多少焦点がずれている画像でも許容される場合には高速重視の焦点位置制御方法を実行でき、認証処理全体に要する時間を短縮し、被写体の拘束時間を短縮することが可能となる。
【０００９】
本発明の認証対象画像撮像装置は、更に、前記撮像手段から前記被写体までの距離を計測する位置検出手段を備え、前記制御手段は、前記複数種類の焦点位置制御方法の中の１つの焦点位置制御方法として前記位置検出手段の計測値から求めた目標焦点位置に前記撮像手段の焦点位置を合わせる焦点位置制御方法を実行するモードを有することを特徴とする。
【００１０】
この構成により、多少焦点がずれている認証対象画像でも許容される場合には、位置検出手段の測定した位置に撮像手段の焦点位置を高速に位置合わせして撮像することができ、合焦位置を探索するためのレンズ駆動時間を削減可能となる。 本発明の認証対象画像撮像装置の前記制御手段は、更に、前記位置検出手段の計測値に応じて前記撮像手段の焦点位置制御方法を切り替えることを特徴とする。
【００１１】
この構成により、位置検出手段の測定誤差が小さい範囲では高速重視の焦点位置制御方法を実行でき、測定誤差の大きい範囲では品質重視の焦点位置制御方法を実行することができ、どの範囲においても焦点が大きくずれた認証対象画像の撮像を避けることが可能となる。
【００１２】
本発明の認証対象画像撮像装置の前記制御手段は、更に、前記位置検出手段の計測値から求めた目標焦点位置に前記撮像手段の焦点位置を合わせる焦点位置制御方法を実行するとき、前記目標焦点位置の他に前記目標焦点位置を所定距離だけシフトした別の目標焦点位置にも前記撮像手段の焦点位置を合わせる焦点位置制御方法を実行することを特徴とする。
【００１３】
この構成により、仮に位置検出手段により求めた目標焦点位置での認証対象画像の合焦レベルが基準レベルを満たしていないときでも、そこから所定距離だけ焦点位置をシフトしたときに得られる認証対象画像の合焦レベルが基準レベルを満たす確率が高くなる。
【００１４】
本発明の認証対象画像撮像装置は、更に、前記焦点位置制御方法を実行して前記撮像手段から取り込んだ画像データの合焦度を評価する合焦評価手段と、前記撮像手段から取り込んだ複数の画像データのうち合焦評価結果の高い順に画像データの認証処理を行う認証手段とを備えることを特徴とする。
【００１５】
この構成により、撮像した複数の認証対象画像のうち合焦評価結果の優良なものから順に認証処理を行うことで、合焦度の低い画像を認証処理することによる時間の無駄を省くことができ、認証処理を行う一枚目の画像にて個人認証が確定する確率が高くなり、認証処理全体に要する時間を短縮することができる。
【００１６】
本発明の認証対象画像撮像装置は、更に、前記合焦評価手段の評価結果及び対応する焦点位置情報を記憶する記憶手段を備え、前記制御手段は、前記評価結果間の優劣情報及び前記評価結果に対応する焦点位置情報とに基づいて合焦度が高くなる目標焦点位置を求め次回以降の前記撮像手段の焦点位置を合わせる焦点位置制御方法を実行することを特徴とする。
【００１７】
この構成により、撮像順序を変更することで撮像した１枚目の認証対象画像にて個人認証が確定する確率が高くなり、認証処理全体に要する時間を短縮することができる。
【００１８】
本発明の認証対象画像撮像装置は、更に、前記合焦評価手段による合焦度の評価を、前記撮像手段から出力される映像信号に基づいて行い、前記映像信号による合焦度の評価が必要条件を満たさない場合には前記撮像手段による撮像を停止することを特徴とする。
【００１９】
この構成により、認証対象画像を一々撮像しなくても合焦評価ができ、合焦度が低く認証に不適格な画像を撮像する時間を省くことが可能となる。また認証処理全体に要する時間を短縮することができる。
【００２０】
本発明の認証対象画像撮像装置の前記制御手段は、更に、前記複数種類の焦点位置制御方法のうちの１つの焦点位置制御方法を所定回数実行して前記撮像手段により所定枚数の画像を撮像した後、前記撮像手段の焦点位置制御方法を別の焦点位置制御方法に切り替えることを特徴とする。
【００２１】
この構成により、前半は認証対象画像の高速撮像に重点を置いた焦点位置制御方法を実行し、後半は確実に認証を行うための認証対象画像の撮像に重点を置いた焦点位置制御方法を実行でき、仮に前半で有効な画像が撮像されなかったときでも最終的に後半で確実に認証対象画像を撮像可能となる。
【００２２】
本発明の認証対象画像撮像装置は、被写体の認証対象画像を撮像する撮像手段と、前記被写体までの距離を計測する位置検出手段と、前記位置検出手段の計測値に基づいて定めた目標焦点位置に前記撮像手段の焦点位置を合わせる第１焦点位置制御方法及びオートフォーカス処理により前記撮像手段の焦点位置を前記被写体に合焦させる第２焦点位置制御方法のいずれかを選択し実行する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００２３】
この構成により、高い品質の鮮明な認証対象画像が要求される場合には品質重視の焦点位置制御方法を実行し、多少焦点がずれている画像でも許容される場合には高速重視の焦点位置制御方法を実行でき、認証処理全体に要する時間を短縮し、被写体の拘束時間を短縮することが可能となる。
【００２４】
本発明の認証対象画像撮像装置の前記制御手段は、前記第１焦点位置制御方法で前記撮像手段の焦点位置制御を行うとき、前記計測値及び前記位置検出手段の検出誤差から求めた第１の目標焦点位置と前記第１の目標焦点位置を所定距離だけシフトさせた第２の目標焦点位置とに前記撮像手段の焦点位置を順次合わせて前記被写体の画像データを前記撮像手段から出力させることを特徴とする。
【００２５】
この構成により、仮に位置検出手段により求めた目標焦点位置での認証対象画像の合焦レベルが基準レベルを満たしていないときでも、そこから所定距離だけ焦点位置をシフトしたときに得られる認証対象画像の合焦レベルが基準レベルを満たす確率が高くなる。
【００２６】
本発明の認証対象画像撮像装置の前記制御手段は、前記撮像手段から出力される前記被写体の画像データの合焦度評価結果に応じて前記検出誤差の値または前記シフトさせる前記所定距離の値を補正することを特徴とする。
【００２７】
この構成により、合焦度の高い画像を撮像できる確率が高くなり、認証処理全体に要する時間を短縮することができる。
【００２８】
本発明の認証対象画像撮像装置の前記制御手段は、前記計測値が所定値以上のとき前記第２焦点位置制御方法を実行し前記計測値が前記所定値に達しないとき前記第１焦点位置制御方法を実行し、前記撮像手段から出力される前記被写体の画像データの合焦度評価結果に応じて前記所定値を補正することを特徴とする。
【００２９】
この構成により、位置検出手段の測定誤差が小さい範囲では高速重視の焦点位置制御方法を実行でき、測定誤差の大きい範囲では品質重視の焦点位置制御方法を実行することができ、どの範囲においても焦点が大きくずれた認証対象画像の撮像を避けることが可能となる。更に、合焦度の高い画像を撮像できる確率が高くなり、認証処理全体に要する時間を短縮することができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。尚、以下の実施の形態では、虹彩撮像装置について述べるが、顔画像や網膜画像等の他の認証対象画像を撮像する認証対象画像撮像装置に本発明を適用可能である。
【００３１】
（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認証対象画像撮像装置の一例である虹彩撮像装置のブロック構成図である。本実施の形態に係る虹彩撮像装置２は、被認証者すなわち被写体１の虹彩画像を撮像するための望遠カメラ（撮像手段）３と、望遠カメラ３の焦点位置を制御する制御部４と、望遠カメラ３によって撮像した虹彩画像の虹彩認証を行う認証部５と、後述する各種情報を格納する記憶部６と、虹彩撮像装置２から被写体１までの距離を計測する位置検出手段７と、望遠カメラ３で撮像した虹彩画像データや映像信号から合焦程度を評価する合焦評価部８とを備える。
【００３２】
望遠カメラ３には、ＣＣＤやＣＭＯＳイメージセンサ等の固体撮像素子が搭載されており、この固体撮像素子からは入射光に応じた映像信号が常時、例えば１秒間に３０フレームの映像信号が出力されている。虹彩画像の合焦程度を評価する場合、例えばメカニカルシャッタ搭載型の望遠カメラであればメカニカルシャッタを閉じたときに固体撮像素子から出力された虹彩画像データで評価することでもよいが、固体撮像素子から常時出力される映像信号を用いて合焦程度を評価することで、虹彩画像の撮像動作を省くことができ、虹彩認証処理全体の処理時間を短縮可能となる。
【００３３】
この虹彩撮像装置２は、認証対象画像の使用目的に応じた撮影モードを有し、「登録」モードと「認証」モードの２つの撮影モードを備える。「登録」モードで動作するときは、望遠カメラ３で撮像した被写体１の虹彩画像から「０」「１」の２値符号でなる認証コードを生成して被写体１の虹彩データとして図１の記憶部６あるいは図示しない虹彩データベースに登録する。
【００３４】
「認証」モードとして動作するときは、望遠カメラ３で撮像した被写体１の虹彩画像から認証コードを生成しこの認証コードを登録者の認証コード（虹彩データ）と比較照合することで、被写体１が登録者であるか否かを認証部５が認証する様になっている。撮影モードを「登録」モードとするか「認証」モードとするかは、オペレータまたは被認証者が入力する図示しない指示スイッチから指示に基づく。
【００３５】
図２は、記憶部６に格納されている各種情報を示す説明図である。この記憶部６には、虹彩撮像の目的に応じた撮像モードを記憶した撮像モード情報１０と、撮像モード情報に応じた焦点制御を行うための焦点制御方法１１と、位置検出手段７により測定された距離に基づき望遠カメラ３の焦点位置を補正するための位置補正情報１２と、合焦評価の優劣情報を示す合焦優劣位置評価情報１３とが格納される。
【００３６】
撮影モード１０とは、この虹彩撮像装置が持っている撮影モードの種類を示す情報であり、この例では「登録」モードと「認証」モードの２種類のモードが用意されている。
【００３７】
焦点制御方法１１とは、制御部４で実行される望遠カメラ３の焦点制御プログラムであり、この例では、高速重視焦点制御用のプログラムと、品質重視焦点制御用のプログラムの２種類のプログラムが焦点制御方法１１として格納されている。
【００３８】
位置補正情報１２とは、望遠カメラ３のレンズ特性等や位置検出手段７の測定誤差等に基づく情報であり、位置検出手段７の検出した被写体１までの距離に望遠レンズ３の焦点位置を合わせる様にレンズを駆動制御したとき、実際の焦点位置がどれだけずれるかを示す情報であり、そのずれを補正する情報が位置補正情報１２として格納される。位置補正情報１２を設定し望遠カメラ３の焦点位置制御を補正することで、位置検出手段７の測定誤差が大きい範囲においても、焦点が大きくずれた虹彩画像の撮像を避けることが可能となる。
【００３９】
合焦優劣位置評価情報１３とは、高速重視焦点制御用の焦点制御プログラムによつて虹彩画像を撮像したときに合焦評価部８によって得られる学習値情報であり、この学習値情報が合焦優劣位置評価情報１３として記憶部６に蓄積され、後述する様に、認証に使用可能な虹彩画像を高速に取得するときに用いられる。
【００４０】
図３は、本実施の形態に係る虹彩撮像装置の動作手順を示すフローチャートである。撮影モードとして「登録」モードと「認証」モードを有する本実施の形態に係る虹彩撮像装置では、「認証」モード時に必要とされる虹彩画像の品質レベルは、「登録」モード時に必要とされる虹彩画像の品質レベルまでは要求されない。即ち、「認証」モード時には、多少焦点がずれている虹彩画像でも許容されるため、制御部４は、高速に虹彩画像を撮像するための高速重視の焦点制御を行い、虹彩認証処理の全体時間に占める撮像時間を短縮し、被写体の拘束時間を短縮することができるようにする。
【００４１】
そこで本実施の形態に係る虹彩撮像装置では、先ず、撮影モードが「登録」モードであるか「認証」モードであるかを判定する（ステップＳ１）。この判定結果が「登録」モードである場合には、図１の制御部４は記憶部６から品質重視焦点制御用のプログラムを読み出して実行し（ステップＳ４）、望遠カメラ３のフォーカスレンズを１ステップづつ移動させながら虹彩画像中の高周波成分が最高値となる合焦位置を探索する。
【００４２】
次に、この合焦位置における虹彩画像を撮像し（ステップＳ５）、得られた虹彩画像から認証コードを生成し（ステップＳ６）、生成した認証コードを虹彩データベース等に登録し（ステップＳ８）、登録処理を終了する。
【００４３】
撮影モードの判定（ステップＳ１）結果が「認証」モードである場合には、次に、高速重視の焦点制御回数が指定回数に達したか否かを判定する（ステップＳ２）。高速重視の焦点制御と指定回数については図４、図５を用いて後述する。この判定ステップで高速重視の焦点制御回数が指定回数に達していないと判定された場合には、図１の制御部４は記憶部６から高速重視の焦点制御プログラムを読み出して実行し（ステップＳ３）、虹彩画像を撮像する（ステップＳ５）。
【００４４】
そして、得られた虹彩画像から認証コードを生成し（ステップＳ６）、この認証コードを用いて虹彩認証処理を実行し、虹彩画像のピントが認証に必要な品質レベルであったため認証処理が良好に済んでＯＫとなったか否かを判定し（ステップＳ７）、認証処理がＯＫの場合にはこの虹彩認証処理を終了する。
【００４５】
虹彩認証処理がＯＫとならない場合には認証に用いた虹彩画像のピントが必要レベルに達していないと判断できるため、上記の判定ステップ（ステップＳ２）に戻って再び高速重視の焦点制御回数が指定回数に達したか否かを判定し、達していない場合には上述した処理を繰り返す。
【００４６】
高速重視の焦点制御回数が指定回数に達しても虹彩認証処理が終了しない場合には、制御部４は品質重視の焦点制御プログラムを読み出して実行し（ステップＳ４）、得られた合焦位置で虹彩画像を撮像し（ステップＳ５）、この虹彩画像を用いて認証処理（ステップＳ６、Ｓ７）を実行する。
【００４７】
この様に、高速重視の焦点制御回数が指定回数に達したとき焦点制御の方法を切り替えることで、前半は虹彩画像の高速撮像に重点を置いた焦点制御を行い、この高速撮像で認証処理に必要な品質レベルの虹彩画像が得られなかった場合に、今度は確実に認証処理を行うため品質に重点を置いた焦点制御を行うことができ、虹彩認証処理を最終的に確実に処理できるという保証が得られる。
【００４８】
図４は、高速重視の焦点制御による撮像方法の説明図である。認証用の虹彩画像を撮像する場合、本実施の形態では、オートフォーカス技術を用いて合焦位置を高精度に求めることはせずに、位置検出手段７を用いて被写体１までの距離を計測し、この計測値に基づいて望遠カメラ３の焦点位置を合わせ、虹彩画像を撮像する。
【００４９】
そこで先ず、位置検出手段７を用いて、虹彩撮像装置２から被写体１の虹彩までの距離ｄを計測する。そして、この距離ｄに対して、記憶部６に位置補正情報１２として記憶されている距離ｄに応じた位置補正量ｔを加算した距離ｄ＋ｔに望遠カメラ３の焦点位置を合わせ、被写体１の虹彩画像を撮像する。
【００５０】
虹彩撮像装置２から距離ｄ＋ｔの位置を示す線として図４では線Ａを表示しているが、先ず、この線Ａで示す距離に望遠カメラ３の焦点位置を合わせて虹彩画像を撮像し、得られた虹彩画像を用いて認証処理を行う。この認証処理がＯＫとならない場合には、次に、この線Ａに対して予め設定された距離Δｄだけ手前側にシフトさせた位置、例えば図４の線Ｂに望遠カメラ３の焦点位置を合わせて撮像し、得られた虹彩画像に対して認証処理を行う。この認証処理がＯＫとならない場合には、今度は図４の線Ａに対して距離Δｄだけ向こう側にシフトさせた線Ｃに望遠カメラ３の焦点位置を合わせて虹彩画像を撮像し、この虹彩画像を用いて認証処理を行う。
【００５１】
図５は、被写体までの距離（横軸）に対し虹彩画像中に含まれる高周波成分量すなわち合焦度を縦軸にとったグラフである。この図５に示されるフォーカス特性線Ｉは、焦点が合うほど虹彩画像中の輪郭線が鮮明となって高周波成分量が上昇する曲線となる。
【００５２】
品質重視の焦点制御では、このフォーカス特性線Ｉのピーク位置Ｐを、フォーカスレンズ位置をステッピングモータで１ステップずつ移動させながら探索するが、高精度な合焦位置が求められる代わりに、探索に時間がかかってしまう。「登録」モードで虹彩画像を撮像する場合には、このピーク位置Ｐに望遠カメラ３の焦点位置を合わせる必要があるが、「認証」モードでは、合焦度が所定値ｋ以上あれば、ピーク位置Ｐに焦点を合焦させる必要はない。
【００５３】
そこで、本実施の形態に係る高速重視の焦点制御では、位置検出手段７が計測した被写体１の虹彩までの距離ｄに基づいて合焦度が予め設定された所定値ｋ以上となる虹彩画像が撮像される蓋然性の高い距離Ａ、Ｂ、Ｃの３位置を計測値ｄに基づいて算出する。そして、望遠カメラ３の焦点位置を、距離Ａ、Ｂ、Ｃの順に合わせて撮像し、認証処理に必要な品質レベルの虹彩画像を撮像する様にしている。
【００５４】
この例では、図３のステップＳ２における指定回数を、距離Ａ、Ｂ、Ｃに対応して“３”回としているが、シフト量であるΔｄの値をきめ細かくとって更に４回、５回、６回、…と指定回数を増加させることで、認証に適した虹彩画像の取得確率を高くすることができる。
【００５５】
また、本実施の形態では、図４、図５の距離Ａ→Ｂ→Ｃの順に望遠カメラ３の焦点位置を合わせて虹彩画像を撮像し認証処理を行う例について説明したが、虹彩撮像を行う度に取得された虹彩画像の合焦度を合焦評価部８で求めてこれを学習値として記憶部６に合焦優劣位置評価情報として蓄積しておけば、位置検出手段７の計測値に基づいて距離Ａ、Ｂ、Ｃの３位置を算出したとき、例えば図５の距離Ｃに最初に焦点位置を合わせて虹彩画像を撮像することが可能となり、一回の虹彩撮像で認証処理を終了させることが可能となる。
【００５６】
この様に、撮像する複数の虹彩画像のうち合焦評価が優良となるものから順に虹彩画像を撮像して認証処理を行うことで、合焦度の悪い画像を虹彩認証処理することによる時間の無駄を省くことができ、虹彩認証処理を行う一枚目の画像にて個人認証が確定する確率が高くなり、虹彩認証処理全体の処理時間を短縮することが可能となる。
【００５７】
また、合焦評価の優劣情報及びその焦点位置の情報である合焦優劣位置評価情報１３に基づいて次回以降の焦点位置制御の順序を変更することにより、合焦度の高い虹彩画像を優先して撮像することが可能となり、虹彩認証処理全体の処理時間を短縮可能となる。
【００５８】
更にまた、合焦評価の優劣情報及びその焦点位置の情報である合焦優劣位置評価情報１３に基づいて焦点位置制御の位置補正情報１２、焦点位置のズラシ量Δｄの値を補正して変化させることにより、合焦度の高い虹彩画像を撮像できる焦点位置制御が可能になり、虹彩認証処理全体の処理時間を短縮することが可能となる。
【００５９】
尚、上述した実施の形態に係る高速重視の焦点制御では、例えば距離Ａ、Ｂ、Ｃの順に虹彩画像を撮像する場合、距離Ａの焦点位置で虹彩画像を撮像して認証処理を行い、次に距離Ｂの焦点位置で虹彩画像を撮像して認証処理を行い、次に距離Ｃの焦点位置で虹彩画像を撮像して認証処理を行っている。
【００６０】
これに対し、距離Ａ、Ｂ、Ｃの夫々に焦点位置を合わせて先に虹彩画像を撮像し、各虹彩画像の合焦度を評価し、合焦度の高い虹彩画像の順に認証処理を行う構成でもよい。
【００６１】
以上述べた様に、本実施の形態による虹彩撮像装置は、高い品質の鮮明な虹彩画像が要求される登録時には品質重視の焦点制御を行い、登録時程の高品質な虹彩画像が要求されない認証時には高速化重視の焦点制御を行うため、虹彩認証全体の処理時間を短縮することができ、被認証者の待機時間を短縮することが可能となる。
【００６２】
（第２の実施の形態）
図６は、本発明の第２の実施の形態に係る虹彩撮像装置の動作手順を示すフローチャートである。この実施の形態では、図３に示す第１の実施の形態に係るフローチャートに比べて、ステップ１とステップＳ２との間にステップＳ９を設けた点のみが異なる。即ち、本実施の形態では、撮像モードが「認証」モードと判定（ステップＳ１）されたとき、位置検出手段７による被写体１までの計測値ｄが所定距離Ｄ以上であるか否かを判定する（ステップＳ９）。
【００６３】
この所定距離Ｄは、位置検出手段７が精度良く位置計測を行うことができると判断できる距離であり、ｄ≧Ｄとなって被写体１までの距離が遠すぎたときは、位置検出手段７の計測値ｄに基づく焦点位置制御では認証処理に十分な合焦度が得られないと判断して、「認証」モードであっても直ちに品質重視の焦点制御（ステップＳ４）を行う。ｄ＜Ｄとなって被写体１までの距離が近いときは第１の実施の形態と同様に高速重視の一連の焦点制御処理（ステップＳ２、ステップＳ３、…）に進む。
【００６４】
この様に、本実施の形態によれば、位置検出手段７の計測値の精度が劣化する距離によって直ちに品質重視の位置制御を行うため、無駄な虹彩撮像と認証処理を省くことができ、認証処理全体に要する時間を短縮可能となる。
【００６５】
尚、この所定距離Ｄは固定値とせずに、例えば、合焦評価部８によって評価された合焦の優劣情報や対応する焦点位置情報によって可変することで、より精度の高い所定距離Ｄを定めることが可能となる。
【００６６】
【発明の効果】
本発明によれば、被認証者の待機時間が短くて済み、高速且つ効率的に目画像の認証処理を行うことができる目画像撮像装置を提供することができる。
【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撮像装置の構成図
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る虹彩撮像装置の記憶部の構成図
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る虹彩撮像装置の動作手順を示すフローチャート
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る虹彩撮像装置における高速重視の焦点制御説明図
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る虹彩撮像装置における合焦評価説明図
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る虹彩撮像装置の動作手順を示すフローチャート
【符号の説明】
１ 被写体
２ 虹彩撮像装置
３ 望遠カメラ
４ 制御部
５ 認証部
６ 記憶部
７ 位置検出手段
８ 合焦評価部
１０ 撮像モード情報
１１ 焦点制御方法
１２ 位置補正情報
１３ 合焦優劣位置評価情報
Ａ、Ｂ、Ｃ 高速重視の焦点制御時における望遠カメラ焦点位置
Δｄ 焦点ズラシ量（シフト量）
ｄ 被写体と望遠カメラとの距離
ｔ 位置補正量
Ｉ フォーカス特性線
３３ 合焦度評価情報
Claims (12)
- 被写体の認証対象画像を撮像する撮像手段と、前記認証対象画像の使用目的に応じて複数種類の焦点位置制御方法の中から選択した焦点位置制御方法で前記撮像手段を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする認証対象画像撮像装置。
- 前記撮像手段から前記被写体までの距離を計測する位置検出手段を備え、前記制御手段は、前記複数種類の焦点位置制御方法の中の１つの焦点位置制御方法として前記位置検出手段の計測値から求めた目標焦点位置に前記撮像手段の焦点位置を合わせる焦点位置制御方法を実行するモードを有することを特徴とする請求項１に記載の認証対象画像撮像装置。
- 前記制御手段は、前記位置検出手段の計測値に応じて前記撮像手段の焦点位置制御方法を切り替えることを特徴とする請求項２に記載の認証対象画像撮像装置。
- 前記制御手段は、前記位置検出手段の計測値から求めた目標焦点位置に前記撮像手段の焦点位置を合わせる焦点位置制御方法を実行するとき、前記目標焦点位置の他に前記目標焦点位置を所定距離だけシフトした別の目標焦点位置にも前記撮像手段の焦点位置を合わせる焦点位置制御方法を実行することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の認証対象画像撮像装置。
- 前記焦点位置制御方法を実行して前記撮像手段から取り込んだ画像データの合焦度を評価する合焦評価手段と、前記撮像手段から取り込んだ複数の画像データのうち合焦評価結果の高い順に画像データの認証処理を行う認証手段とを備えることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の認証対象画像撮像装置。
- 前記合焦評価手段の評価結果及び対応する焦点位置情報を記憶する記憶手段を備え、前記制御手段は、前記評価結果間の優劣情報及び前記評価結果に対応する焦点位置情報に基づいて合焦度が高くなる目標焦点位置を求め次回以降の前記撮像手段の焦点位置を合わせる焦点位置制御方法を実行することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の認証対象画像撮像装置。
- 前記合焦評価手段による合焦度の評価は、前記撮像手段から出力される映像信号に基づいて行い、前記映像信号による合焦度の評価が必要条件を満たさない場合には前記撮像手段による撮像を停止することを特徴とする請求項６に記載の認証対象画像撮像装置。
- 前記制御手段は、前記複数種類の焦点位置制御方法のうちの１つの焦点位置制御方法を所定回数実行して前記撮像手段により所定枚数の画像を撮像した後、前記撮像手段の焦点位置制御方法を別の焦点位置制御方法に切り替えることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の認証対象画像撮像装置。
- 被写体の認証対象画像を撮像する撮像手段と、前記被写体までの距離を計測する位置検出手段と、前記位置検出手段の計測値に基づいて定めた目標焦点位置に前記撮像手段の焦点位置を合わせる第１焦点位置制御方法及びオートフォーカス処理により前記撮像手段の焦点位置を前記被写体に合焦させる第２焦点位置制御方法のいずれかを選択し実行する制御手段とを備えたことを特徴とする認証対象画像撮像装置。
- 前記制御手段は、前記第１焦点位置制御方法で前記撮像手段の焦点位置制御を行うとき、前記計測値及び前記位置検出手段の検出誤差から求めた第１の目標焦点位置と前記第１の目標焦点位置を所定距離だけシフトさせた第２の目標焦点位置とに前記撮像手段の焦点位置を順次合わせて前記被写体の画像データを前記撮像手段から出力させることを特徴とする請求項９に記載の認証対象画像撮像装置。
- 前記制御手段は、前記撮像手段から出力される前記被写体の画像データの合焦度評価結果に応じて前記検出誤差の値または前記シフトさせる前記所定距離の値を補正することを特徴とする請求項１０に記載の認証対象画像撮像装置。
- 前記制御手段は、前記計測値が所定値以上のとき前記第２焦点位置制御方法を実行し前記計測値が前記所定値に達しないとき前記第１焦点位置制御方法を実行し、前記撮像手段から出力される前記被写体の画像データの合焦度評価結果に応じて前記所定値を補正することを特徴とする請求項９乃至請求項１１のいずれかに記載の認証対象画像撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003014985A JP2004226729A (ja) | 2003-01-23 | 2003-01-23 | 認証対象画像撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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