JP2007236668A - Photographic device, authentication device and photographic method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被写体の眼の画像を用いて個人認証を行う認証装置に関し、さらに詳しくは、被写体の眼を適切な位置に誘導して撮影する撮影装置およびそれを用いた認証装置ならびに撮影方法に関する。 The present invention relates to an authentication device that performs personal authentication using an image of a subject's eye, and more particularly to an imaging device that guides and captures the subject's eye to an appropriate position, an authentication device using the same, and an imaging method. .
近年、入退出管理装置や個人情報等の重要な情報が記憶された情報装置等、高いセキュリティ性が求められる装置におけるアクセス時の本人認証の方法として、人体の指紋、虹彩、眼底血管、顔の特徴、手や腕の血管パターン等、その被認証者固有の情報、いわゆるバイオメトリクス情報を用いた様々な認証方法が実用化されてきている。 In recent years, as a method of personal authentication at the time of access in devices requiring high security such as entry / exit management devices and information devices storing important information such as personal information, human fingerprints, irises, fundus blood vessels, facial Various authentication methods using information unique to the person to be authenticated, such as features, blood vessel patterns of hands and arms, so-called biometric information, have been put into practical use.
その中でも、本人認証率の高さや、他人受入率の低さ等の信頼性の高さから、眼の虹彩部分の皺の模様の違いを利用した認証方法(以下、このような方法を虹彩認証方法と記す)が提案され、特に高いセキュリティ性を必要とする機器において実用化されている(例えば、特許文献1を参照。)。
Among them, an authentication method that uses the difference in the eyelid pattern of the iris part of the eye (hereinafter referred to as “Iris Authentication”) due to its high reliability such as the high identity authentication rate and low acceptance rate of others. (Referred to as
このような虹彩認証方法は、被認証者の眼の部分の画像(以下、この画像を眼画像と記す)から虹彩の部分を選択的にコード化し、得られた情報を認証情報として、あらかじめ登録された情報(以下、登録認証情報と記す)との不一致度を算出し、この不一致度と所定の閾値とを比較することによって、互いに一致すると判定された場合には、被認証者があらかじめ登録された者であると認証する方法である。 In such an iris authentication method, an iris part is selectively encoded from an image of an eye part of the person to be authenticated (hereinafter, this image is referred to as an eye image), and the obtained information is registered in advance as authentication information. The degree of inconsistency with the registered information (hereinafter referred to as registration authentication information) is calculated, and if it is determined that they match each other by comparing the degree of inconsistency with a predetermined threshold, the person to be authenticated registers in advance. It is a method of authenticating that the person has been approved.
虹彩認証方法においては、認証情報を作成する画像処理を行うために、解像度の高い鮮明な被写体の眼(特に虹彩)の画像を撮影する必要があり、多くの場合には、眼の撮影には比較的狭角の(望遠の)レンズが用いられてきた。その一方で、装置の低コスト化を図るために、光学系として、固定焦点のレンズ系を用いることがあった。このような、光学系として固定焦点のレンズ系を用いた場合には、被写体に対して、簡易かつ迅速に眼をレンズ系の合焦範囲内に配置させるための誘導方法の実現が課題になっていた。 In the iris authentication method, in order to perform image processing for creating authentication information, it is necessary to capture a clear image of the eye (particularly the iris) of a high-resolution subject. Relatively narrow-angle (telephoto) lenses have been used. On the other hand, in order to reduce the cost of the apparatus, a fixed focus lens system may be used as the optical system. When such a fixed-focus lens system is used as an optical system, it is necessary to realize a guidance method for easily and quickly placing the eye within the focusing range of the lens system with respect to the subject. It was.
このような、被写体に眼位置をレンズ系の合焦範囲内に誘導させるための技術として、様々な技術が提案されてきている。例えば、被写体までの距離を測定するとともに、複数のLEDを用いて、距離の変化にともなって、点灯させるLEDの数を変化させることにより、被写体に自らの位置を合焦範囲内に誘導させることのできる技術が提案されている(例えば、特許文献2を参照。)。
しかしながら、前述のような技術においては、被写体をその距離方向(装置に向かって前後方向、以下、Z方向とも記す)には誘導することができるものの、装置に向かって上下左右方向(以下、XY方向とも記す)について被写体を誘導するためには、また別の構成や方法を用いる必要があるという課題があった。 However, in the above-described technique, the subject can be guided in the distance direction (front-rear direction toward the apparatus, hereinafter also referred to as Z direction), but up, down, left-right direction (hereinafter, XY) toward the apparatus. In order to guide the subject with respect to the direction), another configuration or method has to be used.
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、被写体を装置からの距離方向および上下左右方向のいずれの方向についても誘導することのできる撮影装置および認証装置ならびに撮影方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a problem, and provides an imaging device, an authentication device, and an imaging method capable of guiding a subject in any of the distance direction from the device and the vertical and horizontal directions. With the goal.
このような課題を解決するために、本発明の撮影装置は、被写体の少なくとも眼を撮影する撮影部と、被写体までの距離を繰り返し測定する距離測定部と、距離測定部によって測定された被写体までの距離にもとづいて、被写体が撮影部の合焦範囲にあるか否かを判定する判定部と、被写体の誘導画像を作成する誘導画像作成部と、判定部において、被写体が合焦範囲にあると判定されたときに、被写体の画像を表示し、判定部において、被写体が合焦範囲にないと判定されたときに、誘導画像作成部で作成された誘導画像を表示する表示部とを備えたことを特徴としている。 In order to solve such a problem, the imaging apparatus of the present invention includes an imaging unit that captures at least an eye of a subject, a distance measuring unit that repeatedly measures the distance to the subject, and the subject measured by the distance measuring unit. A determination unit that determines whether or not the subject is in the focus range of the photographing unit, a guide image creation unit that generates a guide image of the subject, and a determination unit based on the distance of the subject, the subject is in the focus range A display unit that displays an image of a subject when the determination unit determines that the subject is not in the focusing range, and displays a guide image created by the guide image creation unit. It is characterized by that.
このような構成によれば、判定部が、被写体が合焦範囲にあるか否かを判定し、その結果にもとづいて、表示部は被写体が合焦範囲になるときとそうでないときとで異なる表示を行うので、被写体を装置からの距離方向および上下左右方向のいずれの方向についても誘導することのできる撮影装置を提供できる。 According to such a configuration, the determination unit determines whether or not the subject is in the in-focus range, and based on the result, the display unit is different depending on whether or not the subject is in the in-focus range. Since the display is performed, it is possible to provide an imaging apparatus that can guide the subject in either the distance direction from the apparatus or in the vertical and horizontal directions.
また、判定部は、被写体が撮影部の合焦範囲よりも近くにいるのかまたは遠くにいるのかをさらに判定し、誘導画像作成部は、被写体の眼の、拡大され、かつ、ぼけた拡大誘導画像を作成し、表示部は、判定部において被写体が合焦範囲よりも近くにいると判定された場合には、拡大誘導画像を表示する構成であってもよい。 The determination unit further determines whether the subject is closer or farther than the in-focus range of the photographing unit, and the guide image creation unit is an enlarged and blurred enlargement guide of the subject's eyes The image may be created, and the display unit may be configured to display an enlarged guide image when the determination unit determines that the subject is closer to the in-focus range.
このような構成によれば、さらに、被写体が合焦範囲よりも近くにいる場合には、拡大された拡大誘導画像が表示されるので、被写体が、直感的に自らが装置に対して近すぎる位置にあることを気づきやすい構成を実現できる。 According to such a configuration, when the subject is closer to the in-focus range, an enlarged enlarged guide image is displayed, so that the subject is intuitively too close to the apparatus. It is possible to realize a configuration in which it is easy to notice that it is in a position.
また、判定部は、被写体が撮影部の合焦範囲よりも近くにいるのかまたは遠くにいるのかをさらに判定し、誘導画像作成部は、被写体の眼の、縮小され、かつ、ぼけた縮小誘導画像を作成し、表示部は、判定部において被写体が合焦範囲よりも遠くにいると判定された場合には、縮小誘導画像を表示する構成であってもよい。 The determination unit further determines whether the subject is closer or farther than the in-focus range of the photographing unit, and the guidance image creation unit reduces the blurred and blurred guidance of the subject's eyes. An image may be created, and the display unit may be configured to display a reduced guidance image when the determination unit determines that the subject is far from the focusing range.
このような構成によれば、さらに、被写体が合焦範囲よりも遠くにいる場合には、縮小された縮小誘導画像が表示されるので、被写体が、直感的に自らが装置に対して遠すぎる位置にあることを気づきやすい構成を実現できる。 According to such a configuration, when the subject is further away from the in-focus range, a reduced reduced guidance image is displayed, so that the subject is intuitively too far from the apparatus. It is possible to realize a configuration in which it is easy to notice that it is in a position.
さらに、拡大誘導画像が白黒画像であり、被写体の画像がカラー画像である構成であってもよい。 Further, the enlarged guide image may be a black and white image and the subject image may be a color image.
このような構成によれば、さらに、被写体が合焦範囲にあるときの誘導画像がカラー表示される一方で、拡大誘導画像が白黒表示されることから、被写体が、自らが合焦範囲にあるか否かをより直感的に気づきやすい構成を実現することができる。 According to such a configuration, the guide image when the subject is in the focus range is displayed in color, while the enlarged guide image is displayed in black and white, so that the subject is in the focus range. It is possible to realize a configuration in which it can be more intuitively noticed whether or not.
さらに、縮小誘導画像が白黒画像であり、被写体の画像がカラー画像である構成であってもよい。 Furthermore, the reduction induction image may be a black and white image, and the subject image may be a color image.
このような構成によれば、さらに、被写体が合焦範囲にあるときの誘導画像がカラー表示される一方で、縮小誘導画像が白黒表示されることから、被写体が、自らが合焦範囲にあるか否かをより直感的に気づきやすい構成を実現することができる。 According to such a configuration, the guide image when the subject is in the focus range is displayed in color, while the reduced guide image is displayed in black and white, so that the subject is in the focus range. It is possible to realize a configuration in which it can be more intuitively noticed whether or not.
また、誘導画像作成部は、距離測定部によって測定された被写体までの距離にもとづいて、拡大誘導画像の拡大率を決定する構成であってもよい。 Further, the guide image creating unit may be configured to determine the enlargement ratio of the enlarged guide image based on the distance to the subject measured by the distance measuring unit.
このような構成によれば、さらに、被写体から装置までの距離にもとづいて、拡大誘導画像の拡大率を決定するので、被写体が、直感的に、自らがどの程度合焦範囲からずれた位置にいるのかを知ることのできる構成を実現することができる。 According to such a configuration, the enlargement ratio of the enlargement guide image is further determined based on the distance from the subject to the device, so that the subject is intuitively positioned at a position that is out of focus range. It is possible to realize a configuration that can know whether or not
さらに、誘導画像作成部は、被写体までの距離が近いほど拡大誘導画像の拡大率を大きくする構成であってもよい。 Further, the guide image creating unit may be configured to increase the enlargement ratio of the enlarged guide image as the distance to the subject is shorter.
このような構成によれば、さらに、被写体までの距離が近いほど拡大率が大きくなるので、より直感的に自らがどの程度合焦範囲からずれた位置にいるのかを知ることのできる構成を実現できる。 According to such a configuration, the closer the distance to the subject is, the larger the enlargement ratio is. Therefore, it is possible to more intuitively know how far the subject is out of focus range. it can.
また、誘導画像作成部は、距離測定部によって測定された被写体までの距離にもとづいて、縮小誘導画像の縮小率を決定する構成であってもよい。 Further, the guide image creating unit may be configured to determine a reduction rate of the reduced guide image based on the distance to the subject measured by the distance measuring unit.
このような構成によれば、さらに、被写体から装置までの距離にもとづいて、縮小誘導画像の縮小率を決定するので、被写体が、直感的に、自らがどの程度合焦範囲からずれた位置にいるのかを知ることのできる構成を実現することができる。 According to such a configuration, the reduction ratio of the reduced guidance image is further determined based on the distance from the subject to the apparatus, so that the subject is intuitively positioned at a position that is out of focus range. It is possible to realize a configuration that can know whether or not
さらに、誘導画像作成部は、被写体までの距離が遠いほど縮小誘導画像の縮小率を大きくする構成であってもよい。 Further, the guide image creating unit may be configured to increase the reduction ratio of the reduced guide image as the distance to the subject increases.
このような構成によれば、さらに、被写体までの距離が遠いほど縮小率が大きくなるので、より直感的に自らがどの程度合焦範囲からずれた位置にいるのかを知ることのできる構成を実現できる。 According to such a configuration, since the reduction ratio increases as the distance to the subject increases, it is possible to more intuitively know how far the subject is out of focus range. it can.
次に、本発明の認証装置は、本発明の撮影装置と、撮影装置の撮影部で撮影された被写体の眼画像を評価する眼画像評価部と、眼画像評価部で評価された結果にもとづいて、眼画像に対して認証処理を行う認証処理部とを備えたことを特徴としている。 Next, the authentication device of the present invention is based on the imaging device of the present invention, an eye image evaluation unit that evaluates an eye image of a subject imaged by the imaging unit of the imaging device, and a result evaluated by the eye image evaluation unit. And an authentication processing unit that performs an authentication process on the eye image.
このような構成によれば、さらに、撮影装置の判定部が、被写体が合焦範囲にあるか否かを判定し、その結果にもとづいて、表示部は被写体が合焦範囲になるときとそうでないときとで異なる表示を行うので、被写体を装置からの距離方向および上下左右方向のいずれの方向についても誘導することのできる撮影装置を搭載した認証装置を提供できる。 According to such a configuration, the determination unit of the photographing apparatus further determines whether or not the subject is in the in-focus range, and based on the result, the display unit determines when the subject is in the in-focus range. Since the display is different depending on whether the subject is not, an authentication device equipped with an imaging device capable of guiding the subject in either the distance direction from the device or in the vertical and horizontal directions can be provided.
また、認証処理部は、撮影部で撮影された画像の少なくとも虹彩を含む部分から認証情報を作成する認証情報作成部と、あらかじめ登録された者の登録認証情報を記憶する記憶部と、認証情報作成部で作成された認証情報と、記憶部に記憶された登録認証情報との不一致度を算出する不一致度算出部と、不一致度算出部において算出された不一致度と所定の閾値との比較によって被写体があらかじめ登録された者であると認証できるか否かを判定する認証結果判定部とを備えた構成であってもよい。 The authentication processing unit includes an authentication information creating unit that creates authentication information from a part including at least an iris of an image photographed by the photographing unit, a storage unit that stores registration authentication information of a person registered in advance, and authentication information By comparing the mismatch information calculated in the mismatch degree calculation unit with a predetermined threshold by calculating a mismatch degree between the authentication information created in the creation unit and the registration authentication information stored in the storage unit It may be configured to include an authentication result determination unit that determines whether or not the subject can be authenticated as a person registered in advance.
このような構成によれば、さらに、認証率の高い虹彩認証方法を用いた認証装置を実現することができる。 According to such a configuration, an authentication device using an iris authentication method with a high authentication rate can be realized.
また、眼画像評価部は、撮影部で撮影された被写体の眼画像の画質を判定する画質判定部、および、眼画像に眼が撮影されているか否かを判定する眼検出部を備え、認証処理部は、画質判定部で画質がよいと判定され、眼検出部で眼が撮影されていると判定された眼画像を用いて認証処理を行う構成であってもよい。 The eye image evaluation unit includes an image quality determination unit that determines the image quality of the eye image of the subject captured by the imaging unit, and an eye detection unit that determines whether or not the eye is captured in the eye image. The processing unit may be configured to perform authentication processing using an eye image that has been determined by the image quality determination unit to have good image quality and that has been determined by the eye detection unit to have taken an eye.
このような構成によれば、さらに、眼画像評価部で、画質がよく、眼が撮影されていると判定された画像によって認証処理を行うので、より認証率を高くすることができる。 According to such a configuration, the authentication process is further performed by the image that is determined that the image quality is good and the eye is photographed in the eye image evaluation unit, so that the authentication rate can be further increased.
次に、本発明の撮影方法は、被写体の少なくとも眼を撮影部で撮影する第1のステップと、被写体までの距離を繰り返し測定する第2のステップと、第2のステップにおいて測定された被写体までの距離にもとづいて、被写体が撮影部の合焦範囲にあるか否かを判定する第3のステップと、被写体の誘導画像を作成する第4のステップと、第3のステップにおいて、被写体が合焦範囲にあると判定されたときに、被写体の画像を表示し、判定部において、被写体が合焦範囲にないと判定されたときに、第4のステップで作成された誘導画像を表示する第5のステップとを備えたことを特徴としている。 Next, the photographing method of the present invention includes a first step of photographing at least an eye of a subject with a photographing unit, a second step of repeatedly measuring the distance to the subject, and the subject measured in the second step. In the third step for determining whether or not the subject is within the focusing range of the photographing unit, the fourth step for creating a guide image of the subject, and the third step, the subject is in focus. The image of the subject is displayed when it is determined that the subject is in the focus range, and the guide image created in the fourth step is displayed when the determination unit determines that the subject is not in the focus range. And 5 steps.
このような方法によれば、第3のステップにおいて、被写体が合焦範囲にあるか否かを判定し、その結果にもとづいて、第5のステップにおいて、被写体が合焦範囲になるときとそうでないときとで異なる表示を行うので、被写体を装置からの距離方向および上下左右方向のいずれの方向についても誘導することのできる撮影方法を提供できる。 According to such a method, in the third step, it is determined whether or not the subject is in the in-focus range, and based on the result, in the fifth step, when the subject is in the in-focus range and so on. Since a different display is performed depending on whether the subject is not, it is possible to provide a photographing method capable of guiding the subject in any of the distance direction from the apparatus and the vertical and horizontal directions.
以上述べたように、本発明によれば、被写体を装置からの距離方向および上下左右方向のいずれの方向についても誘導することのできる撮影装置および認証装置ならびに撮影方法を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide an imaging device, an authentication device, and an imaging method capable of guiding a subject in any of the distance direction from the device and the vertical and horizontal directions.
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(実施の形態)
まず、本発明の実施の形態における認証装置1および撮影装置60について説明する。図1は、本発明の実施の形態における認証装置1を正面から見た正面図である。
(Embodiment)
First, the
図1に示したように、認証装置1は撮影装置60を搭載している。
As shown in FIG. 1, the
本発明の実施の形態における撮影装置60は、被写体30(図1には図示せず。図2を参照)の眼を撮影する撮影部4、被写体30を誘導するために後述する様々な表示を行う表示部50、被写体30の眼を照射する光源部7、被写体30までの距離を繰り返し測定する距離測定部2、距離測定部2の測定結果から被写体30が撮影部4の合焦範囲内にあるか否かを判定する判定部52、判定部52の判定結果にもとづいて、表示部50に表示するための誘導画像を作製する誘導画像作成部53、ならびに、撮影部4、光源部7、判定部52および誘導画像作成部53の制御を行う制御部31を備えている。
The photographing
光源部7としては、被写体30の眼のコントラストのよい、鮮明な虹彩画像を撮影するために、眼に対して近赤外領域の波長(約700nmから約1000nm程度の波長)を有する光線を照射することのできるLEDアレイ等の光源を用いることができる。
The
また、撮影部4の一例としては、撮像素子としてCCDまたはCMOS等を用いた白黒カメラまたはカラーカメラを用いることができる。撮影部4に装着されるレンズ系としては、被写体30の眼の領域を拡大して撮影することのできる望遠レンズを搭載することが望ましい。さらに、撮影部4は、固定焦点式のレンズ系を搭載しており、撮影装置60または認証装置1は被写体30を焦点の合う範囲内(以下、合焦範囲内とも記す)に誘導する必要がある。この誘導方法については後述する。
As an example of the photographing
距離測定部2としては、赤外線を用いた測距センサ等の、繰り返して被写体30までの距離の測定が可能な、公知の距離測定手段を用いることができる。
As the
判定部52は、距離測定部2からの出力にもとづいて、被写体30が撮影部4の合焦範囲内にあるか否か、さらには、被写体30が合焦範囲よりも近くに位置するのか遠くに位置するのかの判定を行う。具体的には、例えば、撮影部4の合焦範囲の幅の値をあらかじめ閾値範囲として判定部52に記憶しておき、判定部52は、距離測定部2からの出力から算出される距離の値が、前述の閾値範囲の最大値よりも大きいときには被写体30が合焦範囲よりも遠くにいると判定し、距離測定部2からの出力から算出される距離の値が、前述の閾値範囲の最小値よりも小さいときには被写体30が合焦範囲よりも近くにいると判定する。さらに、判定部52は、距離測定部2からの出力から算出される距離の値が、前述の閾値範囲内にあるときは、被写体30が合焦範囲内に存在すると判定することができる。
Based on the output from the
また、表示部50としては、LCD等の二次元画像表示が可能な、種々の公知の表示デバイスを用いることができる。
As the
誘導画像作成部53は、判定部52の判定結果にもとづいて、表示部50に表示させるべき、様々な誘導表示を作成する。
The guide
なお、本実施の形態における誘導画像作成部53および判定部52の機能は、専用回路等を設けることにより、ハードウェアによって実現されてもよいし、それぞれの機能がソフトウェアで記述され、コンピュータによって実行されてもよい。
Note that the functions of the guide
ここで、本発明の実施の形態における撮影装置60または認証装置1によって、被写体30に対して行うことのできる表示について説明する。図2は、本発明の実施の形態における撮影装置60または認証装置1と被写体30との位置関係について説明するための図であり、図3は、本発明の実施の形態における撮影装置60または認証装置1の被写体30に対する表示について説明するための図である。
Here, the display that can be performed on the subject 30 by the
ここで、図2に示すように、撮影装置60の撮影部4の合焦範囲を範囲Aとし、合焦範囲よりもより近い領域を範囲Cとし、合焦範囲よりもより遠い領域を範囲Bとする。
Here, as shown in FIG. 2, the focusing range of the
判定部52は、距離測定部2からの出力の値にもとづいて、被写体30が、前述の範囲A、範囲Bおよび範囲Cのいずれに存在するのかを判定する。誘導画像作成部53は、判定部52の判定結果にもとづいて、被写体30を誘導するのに用いるべき誘導画像を作成する。
The
具体的には、判定部52が、図2における範囲A、すなわち撮影部4の合焦範囲内に被写体30が存在すると判定したときには、誘導画像作成部53は撮影部4で撮影された画像を用いて、図3(a)に示したような、被写体30の眼を表示した誘導画像71を作成する。通常、被写体30が撮影部4の合焦範囲内にある場合には、ピントの合った画像が撮影されるので、この画像をそのまま用いることができる。なお、この誘導画像71における眼の位置を、被写体30が撮影装置60に対して上下左右方向に移動することによって、同じように、上下左右方向に移動させるような誘導画像とすれば、被写体30に対して、撮影装置60に対する上下左右方向(XY方向)の誘導を行うことができる。具体的には、被写体30は、自らの眼の位置が表示部50の中央部分に表示されるように、自ら移動すればよい。
Specifically, when the
また、判定部52が、図2における範囲B、すなわち撮影部4の合焦範囲よりも遠方に被写体30が存在すると判定したときには、誘導画像作成部53は、撮影部4で撮影された画像を用いて、図3(b)に示したような、被写体30の眼を前述の誘導画像71よりも、ぼかした上で、縮小した誘導画像72を作成する。このように、被写体30が合焦範囲よりも遠方に位置するときには、ぼけた、かつ、縮小された誘導画像72が表示部50に表示されるので、被写体30は、自らが合焦範囲内にないこと、および、撮影装置60に近づかなければならないことに気づきやすい。なお、範囲Bにおいて、撮影部4が撮影した画像は、必ずしも見た目にぼけた画像であるとは限らないので、より直感的に被写体30を誘導するためには、撮影部4で撮影された眼画像を、種々の画像処理法等の公知の方法によってぼけさせるとともに、ある程度強制的に縮小させることによって誘導画像72とする。
Further, when the
一方、判定部52が、図2における範囲C、すなわち撮影部4の合焦範囲よりも近傍に被写体30が存在すると判定したときには、誘導画像作成部53は、撮影部4で撮影された画像を用いて、図3(c)に示したような、被写体30の眼を前述の誘導画像71よりも、ぼかした上で、拡大した誘導画像73を作成する。このように、被写体30が合焦範囲よりも近傍に位置するときには、ぼけた、かつ、拡大された誘導画像73が表示部50に表示されるので、被写体30は、自らが合焦範囲内にないこと、および、撮影装置60から遠ざからなければならないことに気づきやすい。なお、範囲Cにおいて、撮影部4が撮影した画像は、必ずしも見た目にぼけた画像であるとは限らないので、より直感的に被写体30を誘導するためには、撮影部4で撮影された眼画像を、種々の画像処理法等の公知の方法によってぼけさせるとともに、ある程度強制的に拡大させることによって、誘導画像73とする。
On the other hand, when the
さらに、誘導画像作成部53は、誘導画像73を作成する際の画像の拡大率、および、誘導画像72を作成する際の画像の縮小率を、撮影装置60から被写体30までの距離に応じて変化させてもよい。図4は、本発明の実施の形態における撮影装置60または認証装置1の誘導画像作成部53における、拡大率および縮小率と、撮影装置60から被写体30までの距離との関係を示す図である。図4に示したように、横軸に撮影装置60から被写体30までの距離を示し、縦軸に、その距離における誘導画像を作成する際の拡大率または縮小率を示している。
Further, the guide
図4においては、被写体30が合焦範囲(範囲A)にある場合の画像の拡大率(縮小率)を簡単のために「1」として示している。図4に示したように、範囲Bにおいては、被写体30が撮影装置60から離れるほど、誘導画像73を作成するときの縮小率が大きくなり、逆に、範囲Cにおいては、被写体30が撮影装置60に近づくほど、誘導画像72を作成するときの拡大率が大きくなる。ただし、範囲Aにおける拡大率の値と範囲Bにおける拡大率の値、および、範囲Aにおける縮小率の値と範囲Cにおける縮小率の値は、それぞれ不連続となっている。このようにすることにより、被写体30は自らが撮影部4の合焦範囲に入ったことをより直感的に知ることができる。
In FIG. 4, the enlargement ratio (reduction ratio) of the image when the subject 30 is in the in-focus range (range A) is shown as “1” for simplicity. As shown in FIG. 4, in the range B, the further away the subject 30 is from the
さらに、誘導画像作成部53は、撮影部4としてカラーカメラを用いた場合には、被写体30が範囲Aにあるときの誘導画像71をカラー画像とする一方で、被写体30が範囲Bまたは範囲Cにあるときの誘導画像72,73を白黒画像とすることにより、さらに、被写体30は、自らが撮影部4の合焦範囲に入ったことをより直感的に知ることができる。
Further, when a color camera is used as the photographing
ここで、本発明の実施の形態における撮影装置60を備えた、認証装置1の構成について説明する。図5は、本発明の実施の形態における認証装置1の構成を説明するためのブロック図である。
Here, the configuration of the
図5に示したように、認証装置1は、前述の撮影装置60を含み、撮影部4で撮影された眼画像の画質判定等を行って、良好と判定された画像を認証処理部17に送る処理(以下、この処理をキャプチャ処理と記す)を行う眼画像評価部3、眼画像評価部3でキャプチャ処理された画像を用いて後述するような所定の方法で虹彩認証処理を行う認証処理部17および認証処理部17における認証結果を出力する出力部23を備え、制御部31は、ならびに、眼画像評価部3および認証処理部17それぞれの動作を制御する。
As illustrated in FIG. 5, the
出力部23としては、例えば、液晶やEL等を用いた公知の表示装置を用いることもできるし、音声で被写体30に認証結果等を報知することのできるスピーカ等の装置、または、外部に接続された装置に対して認証結果等の情報を送信することのできる通信装置等を各種使用することが可能である。また、出力部23を表示部50と共用させることも可能である。
As the
眼画像評価部3は、撮影部4から出力された画像からその画像の画質を判定する画質判定部9、および、撮影部4から出力された画像の中に眼とみなされる円形の物体が撮影されているか否かを判定する眼検出部10を有する。
The eye image evaluation unit 3 shoots a circular object that is regarded as an eye in the image output from the
画質判定部9における画質の判定は、例えば、画質のよい鮮鋭な画像には所定の高周波成分の情報量が多いことを利用して、画像を周波数解析し、その所定の高周波成分の情報量を積算して、その積算値が多いほど画質がよいと判定する方法を利用することができるが、本発明はこの方法に限定されるものではない。例えば、画像全体の平均輝度情報を用いて、その平均輝度情報が所定の閾値範囲内にある場合に画質がよいと判定する方法や、他の公知の画質評価方法、またはこれらを組み合わせた方法を用いることができる。
The image quality determination in the image
眼検出部10は、眼画像の中から、虹彩や瞳孔等の円形状の物体が撮影されているか否かを判定する。眼検出部10における判定方法としては、例えば撮影部4で撮影された眼画像中に、瞳孔や黒眼の部分と推定される丸い領域(例えば、丸くて周辺と比較して輝度の低下した領域)が存在するか否かを、眼画像と所定の大きさの輝度の低い領域を有する画像とのパターンマッチング処理を行うことで検知する方法や、眼画像の中から瞳孔候補の位置を検出する瞳孔候補検出部と、瞳孔候補の中心座標を中心とし所定の半径を持つ円の円周上における眼画像の輝度の最大値と最小値との差を求める輝度差算出部とを備え、輝度差算出部の出力が所定の閾値以内の場合にその瞳孔候補が瞳孔であると判定する方法等を用いることができる。
The
認証処理部17は、眼画像評価部3から出力された画像から、眼の虹彩の部分を検出する虹彩検出部11、虹彩検出部11で検出された虹彩の部分の画像から所定の方法を用いて認証情報を作成する認証情報作成部19、あらかじめ登録された者の両眼の登録認証情報が記憶されている記憶部21、記憶部21に記憶された登録認証情報と認証情報作成部19で作成された認証情報とを比較して不一致度を算出する不一致度算出部20、および、不一致度算出部20によって算出された不一致度の値(以下、この値をHD値またはハミング値とも記す)と所定の閾値(以下、HDthとも記す)とを比較することによって、被写体30があらかじめ登録された者であるか否かを判定する認証結果判定部22を有する。
The authentication processing unit 17 uses a predetermined method from the iris detection unit 11 that detects the iris part of the eye from the image output from the eye image evaluation unit 3 and the iris part image detected by the iris detection unit 11. An authentication
ここで、虹彩検出部11の処理について説明する。まず、虹彩検出部11は、眼画像の虹彩と白眼の部分との境界を虹彩輪郭として決定する。この虹彩輪郭の決定は、例えば、虹彩が円形状であることを利用して、中心座標を移動させながら半径を変化させて、輝度値の周回積分を行い、その値がもっとも大きく変化する位置を虹彩輪郭として決定する方法によって行うことができ、この方法によれば、虹彩の虹彩輪郭を円弧としたときの中心座標および半径が算出される。 Here, processing of the iris detection unit 11 will be described. First, the iris detection unit 11 determines the boundary between the iris of the eye image and the white eye portion as the iris contour. The determination of the iris contour is performed, for example, by making use of the fact that the iris is circular, changing the radius while moving the center coordinates, performing circular integration of the luminance value, and determining the position where the value changes most greatly. This can be done by a method for determining the iris contour. According to this method, the center coordinates and radius when the iris contour of the iris is an arc are calculated.
また、虹彩検出部11は、眼画像における虹彩とまぶたとの境界をまぶた輪郭として決定する。まぶた輪郭の形状の決定は、虹彩とまぶたとの間の輝度差の大きな部分の形状と、様々な形状を有するスプライン曲線とをマッチング処理することにより、もっともフィットするスプライン曲線の形状を、まぶた輪郭の形状として決定する。このようにして虹彩検出部11で切り出された虹彩の画像は、認証情報作成部19に送られる。認証情報作成部19では、虹彩の画像から所定の方法で認証情報が作成される。
Further, the iris detection unit 11 determines the boundary between the iris and the eyelid in the eye image as the eyelid contour. The shape of the eyelid contour is determined by matching the shape of the part where the brightness difference between the iris and the eyelid is large with the spline curve having various shapes, so that the shape of the best fit spline curve is determined. The shape is determined. The iris image cut out by the iris detection unit 11 in this way is sent to the authentication
記憶部21には、あらかじめ登録された者の両眼または片眼の登録認証情報が記憶されており、不一致度算出部20は、認証情報作成部19で作成された認証情報と、記憶部21に記憶された登録認証情報とを用いてそのハミング値を、不一致度を示す情報として算出し、認証結果判定部22に送る。
The
認証結果判定部22は、不一致度算出部20において算出された不一致度の値(HD値)と所定の閾値HDthとを用いて被写体30があらかじめ登録された者であるか否かを判定する。認証結果判定部22は、認証結果を示す情報、すなわち、被写体30があらかじめ登録された者である場合は「認証OK」を示す情報を出力部23に出力し、被写体30があらかじめ登録された者でない場合には、「認証NG」を示す情報を出力部23に出力する。
The authentication
なお、認証処理部17の各構成要素のうち、虹彩検出部11における虹彩の部分の検出方法、認証情報作成部19における認証情報の作成方法、不一致度算出部20における不一致度の算出方法、および、認証結果判定部22における、不一致度算出部20において算出された不一致度を用いた認証結果の判定方法としては、例えば特許文献1に記載した方法を用いることができる。
Among the components of the authentication processing unit 17, an iris detection method in the iris detection unit 11, an authentication information creation method in the authentication
なお、図5に示したように、認証装置1の構成要素のうち、表示部50、誘導画像作成部53、距離測定部2、判定部52、制御部31、光源部7および撮影部4を備えることにより、被写体30の眼画像を撮影する撮影装置60を構成することができる。
As shown in FIG. 5, among the components of the
次に、本発明の実施の形態における認証装置1の動作について説明する。図6は、本発明の実施の形態における認証装置1の動作について説明するための図である。
Next, operation | movement of the
図6に示したように、まず認証装置1は、制御部31が距離測定部2に対して認証装置1から被写体30までの距離の測定を開始させる(S1)。具体的には、制御部31は、判定部52に、距離測定部2からの出力から、被写体30までの距離の判定を開始させる。この後、距離測定部2は被写体30までの距離の測定を繰り返して行い、測定の結果を判定部52に出力する。
As shown in FIG. 6, first, in the
次に、判定部52は、距離測定部2からの出力によって、被写体30が距離測定部2の測定可能範囲内に入ったか否かを判定する。判定部52の判定結果は制御部31に送られる(S2)。
Next, the
ステップS2において、被写体30が距離測定部2の測定可能範囲内に入ったと判定された場合には、ステップS3に進み、被写体30が距離測定部2の測定可能範囲内に入っていないと判定された場合には、判定部52は、繰り返し、距離測定部2からの出力より被写体30が測定可能範囲内に入ったか否かを判定する。
If it is determined in step S2 that the subject 30 is within the measurable range of the
続いて、ステップS2において、被写体30が距離測定部2の測定可能範囲内に入ったと判定された場合には、制御部31は、光源部7に被写体30の眼の照射を開始させる(S3)。
Subsequently, when it is determined in step S2 that the subject 30 has entered the measurable range of the
続いて、制御部31は、判定部52に、距離測定部2の出力にもとづいて、被写体30が撮影部4の光学系の合焦範囲内に位置するか否かを判定させる(S4)。
Subsequently, the
ステップS4において、被写体30が撮影部4の合焦範囲よりも遠方(範囲B)に存在すると判定された場合(通常、被写体30は認証装置1に向かって移動してくることが多いので、撮影開始当初はこの場合が多いと考えられる)には、制御部31は、誘導画像作成部53に誘導画像72を作成させて、表示部50に誘導画像72を表示させる(S5)。
In step S4, when it is determined that the subject 30 exists farther (range B) than the in-focus range of the photographing unit 4 (usually, the subject 30 often moves toward the
また、ステップS4において、被写体30が撮影部4の合焦範囲内(範囲A)に位置すると判定された場合(被写体30が誘導画像72を見ることによってさらに近づいてきた場合等)には、制御部31は、誘導画像作成部53に誘導画像71を作成させて、表示部50に誘導画像71を表示させる(S6)。
Further, when it is determined in step S4 that the subject 30 is located within the focusing range (range A) of the photographing unit 4 (for example, when the subject 30 comes closer by looking at the guide image 72), the control is performed. The
さらに、ステップS4において、被写体30が撮影部4の合焦範囲よりも近傍(範囲C)に存在すると判定された場合(被写体30が近づきすぎた場合等)には、制御部31は、誘導画像作成部53に誘導画像73を作成させて、表示部50に誘導画像73を表示させる(S7)。
Furthermore, when it is determined in step S4 that the subject 30 is in the vicinity (range C) of the in-focus range of the photographing unit 4 (such as when the subject 30 is too close), the
次に、制御部31は、撮影部4に被写体30の眼画像の撮影を開始させる(S8)。撮影部4による撮影は、継続的に行われる。
Next, the
そして、制御部31は、眼画像評価部3に眼画像の評価処理(キャプチャ処理)を行わせ(S9)、画質判定部9において画質がよいと判断され、かつ、眼検出部10において眼が撮影されていると判定される眼画像がキャプチャ処理された場合には、ステップS11に進み、そうでない場合には、ステップS4に戻る(S10)。
Then, the
ステップS9において、眼画像がキャプチャ処理された場合には、キャプチャされた眼画像が認証処理部17に送られる。認証処理部17の虹彩検出部11では、眼画像からまぶたおよび白眼の部分を除いた虹彩部分の画像が切り出されて、認証情報作成部19に送られる(S11)。 In step S <b> 9, when the eye image is captured, the captured eye image is sent to the authentication processing unit 17. In the iris detection unit 11 of the authentication processing unit 17, an image of the iris part excluding the eyelid and white-eye parts from the eye image is cut out and sent to the authentication information creation unit 19 (S11).
認証情報作成部19では、所定の方法で、虹彩部分の画像から認証情報が作成され、不一致度算出部20に送られる(S12)。
The authentication
不一致度算出部20においては、認証情報作成部19で作成された認証情報と、記憶部21にあらかじめ記憶された登録認証情報とが比較されて、その不一致度を表すHD値が算出され、認証結果判定部22に送られる(S13)。
The mismatch
認証結果判定部22では、不一致度算出部20において算出されたHD値と、あらかじめ定められた閾値HDthとを比較して、被写体30が、あらかじめ登録された者であると認証できるか否かを判定する(S14)。そして、その判定結果は、出力部23から出力され、処理を終了する(S15)。
The authentication
なお、本実施の形態における撮影装置60および認証装置1においては、表示部50と撮影部4との位置関係については特に言及しなかったが、なるべく近接させておくことが、被写体30が表示部50を見ながら装置に近づいた際にも、撮影部4によって被写体30の眼を画像の中心に撮影しやすくなるので、望ましい。しかしながら、表示部50と撮影部4とを別個に設けた場合には、被写体30が表示部50を見ながら近づいた場合には、どうしても眼が画像の中心からずれてしまう。これを避けたい場合には、図7に示したような構成をとすることも可能である。
In the
図7は、本発明の実施の形態における撮影装置または認証装置における表示部の別の構成を示す図である。図7に示した例においては、表示部150が、四つの表示デバイス151〜154を有し、それぞれの表示デバイス151〜154が、撮影部4を囲むように取り付けられている。このような構成を用いて、四つの表示デバイス151〜154の全体に誘導画像71〜73を表示させれば、被写体30が装置に近づいても、前述のようなずれが発生しない構成を実現することができる。
FIG. 7 is a diagram illustrating another configuration of the display unit in the imaging device or the authentication device according to the embodiment of the present invention. In the example illustrated in FIG. 7, the
なお、本発明の実施の形態における認証装置1においては、眼画像評価部3および認証処理部17それぞれの機能について、ハードウェアおよびソフトウェアのいずれによっても実現することができる。それぞれの機能をハードウェアで実現した場合には、より高速化を図ることができるし、ソフトウェアでそれぞれの機能を実現するような記述を行ってコンピュータで実行させることにより、修正の容易な、汎用性の高い構成を実現することができる。
In the
また、本発明の実施の形態における認証装置においては、認証処理に用いる方法として、虹彩認証方法を用いた例で説明を行ったが、本発明はこの方法に限定されない。被写体の眼を撮影した画像を用いた認証方法、例えば、網膜認証等にも適用することが可能であることはいうまでもない。 In the authentication apparatus according to the embodiment of the present invention, the example using the iris authentication method has been described as the method used for the authentication process, but the present invention is not limited to this method. Needless to say, the present invention can also be applied to an authentication method using an image obtained by photographing the subject's eyes, for example, retina authentication.
以上述べたように、本発明によれば、被写体を装置からの距離方向および上下左右方向のいずれの方向についても誘導することができるという優れた効果を有するので、被写体の眼の画像を用いて個人認証を行う認証装置、さらに詳しくは、被写体の眼を適切な位置に誘導して撮影する撮影装置およびそれを用いた認証装置ならびに撮影方法等として有用である。 As described above, according to the present invention, since the subject can be guided in both the distance direction from the apparatus and the vertical and horizontal directions, it is possible to use the eye image of the subject. The present invention is useful as an authentication apparatus for performing personal authentication, and more specifically, as an imaging apparatus that guides an eye of a subject to an appropriate position for imaging, an authentication apparatus using the imaging apparatus, and an imaging method.
1 認証装置
2 距離測定部
3 眼画像評価部
4 撮影部
7 光源部
9 画質判定部
10 眼検出部
11 虹彩検出部
17 認証処理部
19 認証情報作成部
20 不一致度算出部
21 記憶部
22 認証結果判定部
23 出力部
30 被写体
31 制御部
50,150 表示部
52 判定部
53 誘導画像作成部
60 撮影装置
71,72,73 誘導画像
151,152,153,154 表示デバイス
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記被写体までの距離を繰り返し測定する距離測定部と、
前記距離測定部によって測定された前記被写体までの距離にもとづいて、前記被写体が前記撮影部の合焦範囲にあるか否かを判定する判定部と、
前記被写体の誘導画像を作成する誘導画像作成部と、
前記判定部において、前記被写体が前記合焦範囲にあると判定されたときに、前記被写体の画像を表示し、前記判定部において、前記被写体が前記合焦範囲にないと判定されたときに、前記誘導画像作成部で作成された前記誘導画像を表示する表示部とを備えたことを特徴とする撮影装置。 A photographing unit for photographing at least eyes of a subject;
A distance measuring unit that repeatedly measures the distance to the subject;
A determination unit that determines whether or not the subject is in a focusing range of the photographing unit based on a distance to the subject measured by the distance measurement unit;
A guide image creating unit for creating a guide image of the subject;
When the determination unit determines that the subject is in the focus range, the image of the subject is displayed. When the determination unit determines that the subject is not in the focus range, An imaging apparatus comprising: a display unit that displays the guide image created by the guide image creation unit.
前記誘導画像作成部は、前記被写体の眼の、拡大され、かつ、ぼけた拡大誘導画像を作成し、
前記表示部は、前記判定部において前記被写体が前記合焦範囲よりも近くにいると判定された場合には、前記拡大誘導画像を表示することを特徴とする請求項1に記載の撮影装置。 The determination unit further determines whether the subject is closer or farther than the in-focus range of the photographing unit,
The guide image creation unit creates an enlarged and blurred enlarged guide image of the eye of the subject,
The imaging apparatus according to claim 1, wherein the display unit displays the enlarged guidance image when the determination unit determines that the subject is closer to the in-focus range.
前記誘導画像作成部は、前記被写体の眼の、縮小され、かつ、ぼけた縮小誘導画像を作成し、
前記表示部は、前記判定部において前記被写体が前記合焦範囲よりも遠くにいると判定された場合には、前記縮小誘導画像を表示することを特徴とする請求項1に記載の撮影装置。 The determination unit further determines whether the subject is closer or farther than the in-focus range of the photographing unit,
The guide image creating unit creates a reduced and blurred reduced guide image of the eye of the subject,
The imaging apparatus according to claim 1, wherein the display unit displays the reduced guidance image when the determination unit determines that the subject is far from the focus range.
前記撮影装置の前記撮影部で撮影された前記被写体の眼画像を評価する眼画像評価部と、
前記眼画像評価部で評価された結果にもとづいて、前記眼画像に対して認証処理を行う認証処理部とを備えたことを特徴とする認証装置。 The photographing apparatus according to any one of claims 1 to 9,
An eye image evaluation unit that evaluates an eye image of the subject imaged by the imaging unit of the imaging device;
An authentication apparatus comprising: an authentication processing unit that performs an authentication process on the eye image based on a result of the evaluation performed by the eye image evaluation unit.
前記撮影部で撮影された画像の少なくとも虹彩を含む部分から認証情報を作成する認証情報作成部と、
あらかじめ登録された者の登録認証情報を記憶する記憶部と、
前記認証情報作成部で作成された認証情報と、前記記憶部に記憶された登録認証情報との不一致度を算出する不一致度算出部と、
前記不一致度算出部において算出された不一致度と所定の閾値との比較によって前記被写体が前記あらかじめ登録された者であると認証できるか否かを判定する認証結果判定部とを備えたことを特徴とする請求項10に記載の認証装置。 The authentication processing unit
An authentication information creating unit that creates authentication information from a portion including at least an iris of an image photographed by the photographing unit;
A storage unit for storing registration authentication information of a person registered in advance;
A mismatch degree calculating section for calculating a mismatch degree between the authentication information created by the authentication information creating section and the registered authentication information stored in the storage section;
And an authentication result determination unit that determines whether or not the subject can be authenticated as the person registered in advance by comparing the mismatch calculated by the mismatch calculation unit with a predetermined threshold. The authentication device according to claim 10.
前記認証処理部は、前記画質判定部で画質がよいと判定され、前記眼検出部で眼が撮影されていると判定された眼画像を用いて認証処理を行うことを特徴とする請求項10または請求項11に記載の認証装置。 The eye image evaluation unit includes: an image quality determination unit that determines image quality of the eye image of the subject imaged by the imaging unit; and an eye detection unit that determines whether or not an eye is captured in the eye image Prepared,
11. The authentication processing unit performs authentication processing using an eye image that is determined by the image quality determination unit to be good in image quality, and that the eye detection unit determines that an eye is being photographed. Or the authentication apparatus of Claim 11.
前記被写体までの距離を繰り返し測定する第2のステップと、
前記第2のステップにおいて測定された前記被写体までの距離にもとづいて、前記被写体が前記撮影部の合焦範囲にあるか否かを判定する第3のステップと、
前記被写体の誘導画像を作成する第4のステップと、
前記第3のステップにおいて、前記被写体が前記合焦範囲にあると判定されたときに、前記被写体の画像を表示し、前記第3のステップにおいて、前記被写体が前記合焦範囲にないと判定されたときに、前記第4のステップで作成された前記誘導画像を表示する第5のステップとを備えたことを特徴とする撮影方法。 A first step of photographing at least eyes of a subject with a photographing unit;
A second step of repeatedly measuring the distance to the subject;
A third step of determining whether or not the subject is in a focusing range of the photographing unit based on the distance to the subject measured in the second step;
A fourth step of creating a guide image of the subject;
In the third step, when it is determined that the subject is in the focusing range, an image of the subject is displayed. In the third step, it is determined that the subject is not in the focusing range. And a fifth step of displaying the guide image created in the fourth step.
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