JP2009187375A - 生体認証方法、生体認証装置、虹彩認証方法、及び虹彩認証装置 - Google Patents

Abstract

【課題】生体部位（例えば、目の虹彩等）の画像を撮影する際に装置に入射する外光の影響による誤認識を低減し、認識を高精度に行えるようにする。
【解決手段】生体認証装置（例えば、虹彩認証装置）において、光源３３により、目に光を照射する。カメラ３２により、光で照射された目を撮影して第１の画像を取得すると共に、光で照射されない目を撮影して第２の画像を取得する。画像判定部４６により、第１の画像の第１の輝度特徴量を算出すると共に、第２の画像の第２の輝度特徴量を算出した後、第１及び第２の輝度特徴量を比較して認証の適合／不適合を判定する。虹彩認識部４４及び判定制御部４７により、判定結果が適合の場合には、取得された第１の画像から虹彩データを抽出し、予め登録された虹彩データと照合して個人を認識し、判定結果が不適合の場合には、個人を認識する処理を中止する。
【選択図】図１

Description

本発明は、個体（例えば、人や動物等）の生体的特徴（例えば、顔、目の虹彩等）を利用して個体を認識する生体認証方法、生体認証装置、虹彩認証方法、及び虹彩認証装置であって、例えば、携帯電話機、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）等の携帯端末装置に搭載され、個体の生体部位（例えば、人の目の虹彩等）により個体（例えば、個人等）の認証を行う生体認証（例えば、虹彩認証等）において、生体部位の画像を撮影する際に装置に入射する外光の影響による誤認識を低減し、認識を高精度に行えるように制御する技術に関するものである。

従来、生体認証方法あるいは生体認証装置の１つである、例えば、人の目の虹彩部分の画像を用いた虹彩認証装置が、下記の文献等に開示されている。

特開２００５−３２７１６１号公報 特開２００８−１５８８４号公報

従来の一般的な虹彩認証装置は、使用者の生体における目の画像をカメラで取得し、この取得した目画像の中から虹彩部分を切り出して虹彩データを抽出し、予め登録された使用者の虹彩データと照合して一致した場合に、その使用者を本人と識別する。

特許文献１、２等に記載されているように、虹彩認証装置の機能を携帯電話機等の携帯端末装置の内部に組み込み、使用者が常時携帯して自身の目を撮影して虹彩認証を行うことで、当該携帯端末装置のセキュリティを保持できるようにし、決済を目的とした個人認証に利用する携帯端末型虹彩認証装置が提案されている。

携帯端末装置に内蔵するタイプの虹彩認証装置は、使用者が携帯して使用するので、屋内や屋外を問わずさまざまな状況で虹彩の認証が可能になるという点で、据え置き型の虹彩認証装置とは大きく異なる利点を有している。

図６は、特許文献１、２等に記載された従来の携帯端末型虹彩認証装置の構成例を示す外観図である。

この携帯端末型虹彩認証装置１０では、携帯端末本体１１の背面に、カメラ１２と、照明用光源１３と、表示部１４等とが搭載されている。照明用光源１３は、カメラ１２により目を撮影し、この目の画像を取得する際、発光させて光を目に照射するものであり、その発光に同期してカメラ１２のシャッタを動作させ目を撮影するようになっている。

通常の据え置き型の虹彩認証装置では、照明用光源に赤外光源を用いるものが存在するが、携帯端末本体１１に内蔵する虹彩認証装置の場合には、構造の簡単化と低コスト化の面から、携帯端末本体１１に標準的に搭載されている可視光源をそのまま光源１３として用いるのが一般的である。

図７は、図６の携帯端末本体１１に内蔵された虹彩認証装置本体の一例を示す概略の構成図である。

携帯端末本体１１に内蔵された虹彩認証装置本体２０は、カメラ１２に接続された撮影部２１、光源１３に接続された照明部２２、この照明部２２に接続された照明切り替え部２３、撮影部２１に接続された虹彩認識部２４、及びこの虹彩認識部２４に接続された虹彩認識辞書２５等により構成されている。

撮影部２１では、カメラ１２を動作させて、このカメラ１２の前方に配置された被写体を撮影する。照明部２２は、撮影部２１により被写体を撮影するタイミングに同期して、光源１３を発光させる。照明切り替え部２３においては、光源１３の明るさを数段階に切り替えて発光させるように、明るさの切り替え制御を行う。虹彩認識部２４では、撮影した目の画像から虹彩データを抽出し、虹彩認識辞書２５に予め格納され登録されている虹彩データと比較することで、利用者が本人かどうかを認識する。

しかしながら、従来の虹彩認証装置では、次のような課題があった。
使用者が携帯端末型虹彩認証装置１０を使用する状況によっては、例えば、夏場の海岸やプール、コンサート会場の大規模照明といった著しく外光の強い場所になることがある。このような状況では、使用者の立つ位置により、太陽光や会場の照明の光がカメラ１２に入射することがある。なお、この場合の外光とは、虹彩認証装置１０の周囲の置かれた環境に存在する光の意であり、太陽光等の自然光、人工的な光源の光の双方を含むものである。又、これら自然光と人工光源の組み合わせによる光でもよい。

従来の携帯端末型虹彩認証装置１０では、照明部２２の光源１３の光と比べ、極度に光量の多い外光がカメラ１２を通して撮影部２１に入射した場合、光源１３の光の光量がこれに負けてしまい、取得した目画像のほぼ全域に光の映り込みが生じ、撮影された目画像の輝度が全体として高い画像となる。このため、目の画像、特に認識に必要な虹彩部分の微細な文様が光の映り込みにより消されてしまい、虹彩データが認識に耐えうる程度の明瞭さで取得できないことがある。その結果、強度の外光の映り込みがある状態で取得された目の画像は、そのまま虹彩認識部２４へ送られて処理されるので、虹彩データが抽出できない、あるいは抽出できても欠損を含むデータとなってしまい、照合処理の結果、誤認識又は認識不能となってしまっていた。

このような課題を解決するために、例えば、据え置き型の虹彩認証装置のように、赤外光源を使用してカメラ側に可視光成分カットフィルタを装備することが考えられる。この場合は、虹彩部位の画像が外光の映り込みの影響を受け難く、誤認識又は認識不能が比較的生じ難くなるが、虹彩認証装置を携帯端末装置に内蔵する場合においては、装置の小型化、コスト維持の点から赤外光源を採用するのは難しく、携帯端末装置一般に搭載される可視光源の照明をそのまま使用せざるを得ない。

よって、特に可視光源を利用した携帯端末型虹彩認証装置では、上記の理由により、認識性能を維持するために、目画像の撮影時に外光による映り込みの影響を確実に排除する必要があった。加えて、従来の虹彩認証装置では、外光の映り込みによる誤認識又は認識不能になると、使用者は何が原因で認証ができないのか理解できず、繰り返し認証動作を無意味に繰り返してしまい、時間を浪費してしまっていた。又、装置の故障と誤って判断してしまうこともあり、装置の利便性を著しく低下させていた。

このような課題の全部あるいは１部は、携帯端末型虹彩認証装置に限らず、据え置き型の虹彩認証装置や、他の生体認証技術についても生じることが考えられる。

本発明の生体認証方法は、画像取得処理と、輝度特徴量算出処理と、適否判定処理と、認識制御処理とを有している。

前記画像取得処理では、個体の生体部位に光を照射して前記生体部位を撮影手段で撮影することにより前記生体部位の第１の画像を取得すると共に、前記光を前記生体部位に照射せずに前記生体部位を前記撮影手段で撮影して前記生体部位の第２の画像を取得する。前記輝度特徴量算出処理では、前記第１の画像における輝度の特性を表す第１の輝度特徴量を算出すると共に、前記第２の画像における輝度の特性を表す第２の輝度特徴量を算出する。前記適否判定処理では、前記第１及び第２の輝度特徴量を比較して生体認証の適合／不適合を判定する。更に、前記認識制御処理では、前記適否判定結果が適合の場合には、前記取得された第１の画像から生体データを抽出してこの抽出された生体データと予め登録された生体データとを照合して前記個体を認識し、前記適否判定結果が不適合の場合には、前記個体を認識する処理を中止する。

本発明の虹彩認証方法は、画像取得処理と、輝度特徴量算出処理と、適否判定処理と、認識制御処理とを有している。

前記画像取得処理では、個人の目に光を照射して前記目を撮影手段で撮影することにより前記目の第１の画像を取得すると共に、前記光を前記目に照射せずに前記目を前記撮影手段で撮影して前記目の第２の画像を取得する。前記輝度特徴量算出処理では、前記第１の画像における輝度の特性を表す第１の輝度特徴量を算出すると共に、前記第２の画像における輝度の特性を表す第２の輝度特徴量を算出する。前記適否判定処理では、前記第１及び第２の輝度特徴量を比較して虹彩認証の適合／不適合を判定する。更に、前記認識制御処理では、前記適否判定結果が適合の場合には、前記取得された第１の画像から虹彩データを抽出してこの抽出された虹彩データと予め登録された虹彩データとを照合して前記個人を認識し、前記適否判定結果が不適合の場合には、前記個人を認識する処理を中止する。

本発明の生体認証装置では、個体の生体部位に光を照射する照明手段と、前記光で照射された前記生体部位を撮影して第１の画像を取得すると共に、前記光で照射されない前記生体部位を撮影して第２の画像を取得する撮影手段と、前記第１の画像における輝度の特性を表す第１の輝度特徴量を算出すると共に、前記第２の画像における輝度の特性を表す第２の輝度特徴量を算出する輝度特徴量算出手段と、前記第１及び第２の輝度特徴量を比較して生体認証の適合／不適合を判定する適否判定手段と、前記適合／不適合の判定結果が適合の場合には、前記取得された第１の画像から生体データを抽出してこの抽出された生体データと予め登録された生体データとを照合して前記個体を認識し、前記適合／不適合の判定結果が不適合の場合には、前記個体を認識する処理を中止する認識制御手段とを有している。

本発明の虹彩認証装置では、個人の目に光を照射する照明手段と、前記光で照射された前記目を撮影して第１の画像を取得すると共に、前記光で照射されない前記目を撮影して第２の画像を取得する撮影手段と、前記第１の画像における輝度の特性を表す第１の輝度特徴量を算出すると共に、前記第２の画像における輝度の特性を表す第２の輝度特徴量を算出する輝度特徴量算出手段と、前記第１及び第２の輝度特徴量を比較して虹彩認証の適合／不適合を判定する適否判定手段と、前記適合／不適合の判定結果が適合の場合には、前記取得された第１の画像から虹彩データを抽出してこの抽出された虹彩データと予め登録された虹彩データとを照合して前記個人を認識し、前記適合／不適合の判定結果が不適合の場合には、前記個人を認識する処理を中止する認識制御手段とを有している。

前記虹彩認証装置において、例えば、前記照明手段の光は、可視光であり、前記照明手段、前記撮影手段、前記輝度特徴量算出手段、前記適否判定手段、及び前記認識制御手段は、携帯端末装置に搭載されている。

本発明の生体認証方法、生体認証装置、虹彩認証方法、及び虹彩認証装置によれば、個体の生体部位（例えば、虹彩等）の認証に先立って、個体の生体部位（例えば、個人の目等）に光源の光（例えば、可視光等）を照射した場合の第１の画像と、光を照射しない場合の第２の画像の双方を撮影することにより、これら第１、第２の画像の輝度を比較することにより、当該輝度の差が小さい場合は外光の影響が大きいものとして認証の処理を中止するようにしている。そのため、誤認識又は認識不能となるのを予め防ぐことができ、使用者は何が原因で認証ができないのか理解できずに認証動作を無意味に繰り返して時間を浪費することが無くなる。又、装置の故障と誤って判断してしまうこともなくなる。

例えば、本発明に通知処理あるいは通知手段を設けた場合には、生体部位（例えば、虹彩等）の認証に適さない状況で生体認証装置（例えば、虹彩認証装置等）を使用している旨、使用する環境を変える必要がある旨のガイダンスが画面表示又は音声出力されるので、ガイダンスを確認することで、認証ができない状況にあることを容易に理解できると共に、認証に必要な措置を速やかに採ることが可能となる。そのため、使用者は何が原因で認証ができないのか理解できずに認証動作を無意味に繰り返して時間を浪費することが無くなり、確実に認証を行うことができる。

本発明を実施するための最良の形態は、以下の好ましい実施例の説明を添付図面と照らし合わせて読むと、明らかになるであろう。但し、図面はもっぱら解説のためのものであって、本発明の範囲を限定するものではない。

本発明の実施例１は、生体認証装置の１つである携帯端末型虹彩認証装置であり、虹彩の認証に先立って、使用者の目に照明用光源の光を照射した場合の画像と、照射しない場合の画像の双方を撮影し、これら画像の輝度を比較することにより、撮影した画像が認証に適するか否かを判定する機能を備えたことを特徴としている。以下、その構成、虹彩認証方法、及び効果を説明する。

（実施例１の携帯端末型虹彩認証装置の構成）
図１（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の実施例１を示す携帯端末型虹彩認証装置の概略の構成図であり、同図（Ａ）は携帯端末型虹彩認証装置の外観図、及び、同図（Ｂ）は同図（Ａ）中の虹彩認証装置本体の構成図である。

図１（Ａ）に示す携帯端末型虹彩認証装置３０では、携帯端末本体３１の背面に、レンズ、シャッタ等からなるカメラ３２と、可視光を発生する照明からなる照明用光源３３と、液晶表示器等の表示部１４等とが搭載され、更に、携帯端末本体３１の正面に、スピーカ３５等が設けられている。照明用光源３３は、カメラ３２により目を撮影し、この目の画像を取得する際、可視光を発生させて目を照射するものであり、その可視光の発生に同期してカメラ３２のシャッタを動作させて目を撮影するようになっている。

図１（Ｂ）に示す虹彩認証装置本体４０は、携帯端末本体３１に内蔵されており、従来とほぼ同様に、カメラ３２に接続された撮影部４１、光源３３に接続された照明部４２、この照明部４２に接続された照明切り替え部４３、虹彩認識部４４、及びこの虹彩認識部４４に接続された虹彩認識辞書４５等を有する他に、新たに、画像記憶部４６ａを有する画像判定部４６、及び判定制御部４７が追加されている。なお、画像記憶部４６ａは、画像判定部４６の外に設けてもよい。この画像判定部４６は、撮影部４１の出力側及び虹彩認識部４４の入力側に接続され、この画像判定部４６の出力側に判定制御部４７が接続され、更に、この判定制御部４７の出力側に、撮影部４１及び照明切り替え部４３が接続されている。

撮影部４１は、判定制御部４７により制御され、カメラ３２のレンズ、シャッタ等を動作させて、カメラ３２の前方に配置された被写体を撮影する機能を有している。照明部４２は、撮影部４１により被写体を撮影するタイミングに同期して、光源３３を発光させる機能を有している。照明切り替え部４３は、判定制御部４７により制御され、光源３３の明るさを数段階に切り替えて発光させるように、明るさの切り替え制御を行う機能を有している。虹彩認識部４４は、画像判定部４６から与えられる目の画像から虹彩データを抽出し、虹彩認識辞書４５に予め格納され登録されている虹彩データと比較することで、利用者が本人かどうかを認識する機能を有している。

画像判定部４６は、撮影部４１により撮影された目の画像のデータを一時記憶する画像記憶部４６ａを有し、この画像記憶部４６ａに記憶された目の画像データから、認証に適するか否かを判定する機能を有している。判定制御部４７は、画像判定部４６、撮影部４１における撮影時間間隔、及び照明部４２における照明の発光度、及び画像判定部４６での目画像の認証適否の判定処理各動作を制御する機能を有している。

ここで、例えば、光源３３及び照明部３３により、個人の虹彩に光を照射する照明手段が構成されている。カメラ３２及び撮影部４１により、画像取得処理を行う撮影手段が構成されている。撮影手段は、光源３３の可視光で照射された個人の虹彩を撮影して第１の画像を取得すると共に、可視光で照射されない個人の虹彩を撮影して第２の画像を取得する機能を有している。

画像判定部４６により、輝度量算出処理を行う輝度特徴量算出手段、及び適否判定処理を行う適否判定手段が構成されている。輝度特徴量算出手段は、第１の画像における輝度の特性を表す第１の輝度特徴量を算出すると共に、第２の画像における輝度の特性を表す第２の輝度特徴量を算出する機能を有している。適否判定手段は、第１及び第２の輝度特徴量を比較して生体認証の適合／不適合を判定する機能を有している。更に、虹彩認識部４４及び判定制御部４７により、認識制御処理を行う認識制御手段が構成されている。認識制御手段は、適合／不適合の判定結果が適合の場合には、取得された第１の画像から虹彩データを抽出してこの抽出された虹彩データと予め登録された虹彩データとを照合して個人を認識し、適合／不適合の判定結果が不適合の場合には、個人を認識する処理を中止する機能を有している。

このような虹彩認証機能に必要な各構成は、主に携帯端末本体３１の内部に組み込むソフトウェア、あるいは個別回路で構成されている。

（実施例１の虹彩認証方法）
本実施例１における虹彩認証方法を、以下、（Ｉ）使用者が携帯端末型虹彩認証装置３０を使用する環境が通常の場合と、（ＩＩ）使用している周囲の環境に強度の外光が存在する場合とに分けて説明する。

（Ｉ） 外光が通常の環境下（弱い外光環境下）で使用する場合
図２（Ａ）、（Ｂ）は、図１の携帯端末型虹彩認証装置３０において外光の映り込みがない（少ない）場合の２つの目画像を示す模式図であり、同図（Ａ）は照明有りでの目画像を示す図、及び同図（Ｂ）は照明無しでの目画像を示す図である。

携帯端末型虹彩認証装置３０の使用に際し、使用者はこの携帯端末型虹彩認証装置３０を把持し、目５０における白目５１と瞳孔５３との間の虹彩５２の認証処理を行うために、撮影部４１のカメラ３２を自身の一方の目５０の前に近づける。そして、図示しない認証開始ボタン（例えば、携帯端末本体３１の正面に設けられたテンキー等のボタン）を押下する。

これにより、判定制御部４７は、照明部４２の光源３３を発光させて使用者の目５０に可視光を照射し、撮影部４１のカメラ３２で目の第１の画像を撮影する。この時、撮影された目５０の画像は、図２（Ａ）のようになる。図２（Ａ）の目５０の画像では、目５０に光源３３の光が当たっているので、画像の白目５１、瞳孔５３及び虹彩５２の各部位の輪郭及び文様が明確に撮影されている。この画像のデータは、画記憶部４６ａに一時的に格納される。

次に、判定制御部４７は、照明部４２の光源３３を発光させず使用者の目５０に光を照射せずに、撮影部４１のカメラ３２で目５０の第２の画像を撮影する。この時、撮影された目５０の画像は、図２（Ｂ）のようになる。図２（Ｂ）の目５０の画像では、目５０に光源３３の光が当たらず外光によってのみ撮影されているので、画像５０の白目５１、瞳孔５３及び虹彩５２の各部位の輪郭及び文様を含む画像全体が暗く撮影されている。この画像のデータは、画像記憶部４６ａに一時的に格納される。

判定制御部４７は、画像記憶部４６ａに記録保存された図２（Ａ）、（Ｂ）の２つの目５０の第１、第２の画像の画素データを読み出し、第１、第２の目画像毎に画像の全領域の第１、第２の輝度特徴量をそれぞれ計算する。輝度特徴量とは、文字通り輝度の特性を表す特徴量であり、例えば、全領域の輝度値合計値、全領域の輝度値平均値、全額域の輝度値四分位偏差値等がある。この第１、第２の輝度特徴量から次式（１）により、画像が認証に適しているか否かの判定を行う。
［（発光有り目画像の第１の輝度特徴量）−（発光無し目画像の第２の輝度特徴量）］
＞ ＴＨ ・・・・（１）

外光がないか、若しくは認証に支障のない通常レベルの環境下で使用する場合は、第１、第２の輝度特徴量の差が大きくなる傾向にある。そのため、式（１）の条件が満たされる程度に所定の閾値ＴＨより大きい場合、撮影された目画像は認証に適していると判定する。この場合は、取得された照明有りの目画像のデータを虹彩認識部４４へ送る。

虹彩認識部４４では、撮影部４１から画像判定部４６を通して送られてきた照明有りの目画像から、虹彩データを算出する。この虹彩データと、虹彩認識辞書４５に格納されている虹彩データとの比較を行い、虹彩データの一致する率がある閾値以上の場合、使用者を本人と認識する。

（ＩＩ） 強度の外光が存在する環境下で使用する場合
図３（Ａ）、（Ｂ）は、図１の携帯端末型虹彩認証装置３０において外光の映り込みが多い場合の２つの目画像を示す模式図であり、同図（Ａ）は照明有りでの目画像を示す図、及び同図（Ｂ）は照明無しでの目画像を示す図である。

携帯端末型虹彩認証装置３０の使用に際し、使用者は、強度の外光が存在する環境下で携帯端末型虹彩認証装置３０を把持し、虹彩５２の認証処理を行うために、撮影部４１のカメラ３２を自身の一方の目５０の前に近づける。そして、図示しない認証開始ボタン（例えば、携帯端末本体３１の正面に設けられたテンキー等のボタン）を押下する。

これにより、判定制御部４７は、照明部４２を制御して光源３３を発光させて使用者の目５０に可視光を照射し、撮影部４１のカメラ３２で目５０の第１の画像を撮影する。この時、撮影された目５０の画像は図３（Ａ）のようになる。図３（Ａ）の目の画像では、目５０に光源３３の光に加えて、外光が当たっているので映り込みが生じ、画像は全体的に輝度が高い明るい画像になる。外光の映り込みのために白目５１、瞳孔５３及び虹彩５２の各部位の輪郭及び文様が明確に撮影されていない。この画像のデータは、画像記憶部４６ａに一時的に格納される。

次に、判定制御部４７は、照明部４２の光源３３を発光させず、そのままにしながら撮影部４１のカメラ３２を動作させ、使用者の目５０に光を照射しないで目５０の第２の画像を撮影する。この時、撮影された目５０の画像は図３（Ｂ）のようになる。図３（Ｂ）の目５０の画像では、目５０に光源３３の光は当たっていないが、外光は、図３（Ａ）即ち光源３３の点灯ありと同様に強く入射しているので、映り込みが生じ、画像は図３（Ａ）とほぼ同程度に全体的に輝度が高い明るい画像になる。これにより、白目５１、瞳孔５３及び虹彩５２の各部位の輪郭及び文様が明確に撮影されていない。この画像のデータは、画像記憶部４６ａに一時的に格納される。

判定制御部４７は、図３を用いて既に述べた方法により、画像記憶部４６ａに記録保存された図３（Ａ）、（Ｂ）の２つの目５０の第１、第２の画像の画素データを読み出し、各目画像毎に画像の全領域の輝度の分布を計数する。

通常時の処理と同様に、式（１）により、画像判定部４６で第１、第２の輝度特徴量の判定処理が行われる。２つの目画像の第１、第２の輝度特徴量の差が、所定の閾値ＴＨより小さい場合、撮影部４１のカメラ３２に強度の外光の入射があり、目画像の撮影に適さない状況に装置が置かれていると判定する。この場合は目の画像を撮影して取得しても、認証に適する画像とならないものとして、判定制御部４７は撮影を含めた虹彩認証処理の全動作を中止する。

外光の映り込みがあっても、認証に支障のないレベルの場合もある。そのような場合は、式（１）の条件が満たされる程度に所定の閾値ＴＨより大きい場合、撮影部４１のカメラ３２に外光があっても目画像の撮影に支障がない程度のものと判定され、取得された照明有りで撮影した目画像のデータを虹彩認識部４４へ送る。

虹彩認識部４６では、撮影部４１から画像判定部４６を通して送られてきた目画像から、虹彩データを算出する。この虹彩データと、虹彩認識辞書４５に格納されている虹彩データとの比較を行い、虹彩データの一致する率がある閾値以上の場合、使用者を本人と認識する。

本実施例１においては、２回の第１、第２の画像の撮影に当たり、最初に照明部４２の光源３３を発光させて撮影し、続いて発光無しで撮影するようにしているが、撮影の順序はこれに限らず、最初に照明部４２の光源３３を発光無しで撮影し、続いて発光有りで撮影するようにしてもよい。又、撮影の時間間隔は任意に設定してよいが、判定の正確性及び利用者の利便性を考慮すると、利用者に不快感を与えない程度の短時間に設定するのが好ましい。

（実施例１の効果）
実施例１によれば、虹彩５２の認証に先立って、使用者の目５０に光源３３の可視光を照射した場合の第１の画像と、光を照射しない場合の第２の画像の双方を撮影することにより、これら第１、第２の画像の輝度を比較することにより、当該輝度の差が小さい場合は外光の影響が大きいものとして認証の処理を中止するようにしている。そのため、誤認識又は認識不能となるのを予め防ぐことができ、使用者は何が原因で認証ができないのか理解できずに認証動作を無意味に繰り返して時間を浪費することが無くなる。又、装置の故障と誤って判断してしまうこともなくなる。

本発明の実施例２では、実施例１の構成及び虹彩認証方法において、外光が強すぎて撮影に適さないと判定された場合に、使用者に外光の少ない場所に移動を促し、外光の入射を遮る措置を講じる旨のガイダンスを携帯端末本体３１の表示部３４に表示したり、あるいはスピーカ３５から音声出力をして通知するようにしたものである。

（実施例２の構成）
図４は、本発明の実施例２を示す虹彩認証装置本体の概略の構成図であり、実施例１の虹彩認証装置本体を示す図１（Ｂ）中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。

本実施例２の虹彩認証装置本体４０Ａは、図１（Ａ）の携帯端末型虹彩認証装置３０に内蔵されるものであり、実施例１の虹彩認証装置本体４０と同様の撮影部４１、照明部４２、照明切り替え部４３、虹彩認識部４４、虹彩認識辞書４５、画像判定部４６、及び判定制御部４７を有する他に、新たに設けられた通知処理を行う通知手段（例えば、ガイダンス部）４８が、画像判定部４６に接続されている。ガイダンス部４８は、画像判定部４６において適合／不適合の判定結果が不適合と判定された場合に、不適合の判定結果を表示部３４２に表示して通知すると共に、撮影部４１のカメラ３２への入射光を減光する措置を講じるよう促すためのガイダンスを表示して通知する機能を有している。

（実施例２の虹彩認証方法）
本実施例２の虹彩認証方法では、実施例１と同様に撮影を行い、第１、第２の画像から撮影の適否を判定する。式（１）の判定の結果、輝度特徴量の差が所定の閾値ＴＨより小さい場合、強度の外光の入射があり、目画像の撮影に適さない状況に装置が置かれていると判定する。この場合は、目の画像を撮影して取得しても認証に適する画像とならないものとして、ガイダンス部４８を動作させて、携帯端末本体３１の表示部３４に、使用者に外光の少ない場所に移動を促し外光の入射を遮る措置を講じる旨のガイダンスを表示する。

ガイダンスの内容としては、使用者自身が日陰のような外光の少ない場所に行くように指示する文言や絵を表示することや、帽子又はスカーフ等の持ち物により、白身の顔や頭と把持している携帯端末型虹彩認証装置３０の付近を適度に覆い隠し、外光を遮って日陰を作るように指示する文言や絵を表示すること等が考えられる。

ガイダンスの表示の後、虹彩認証を一時停止又は中断する旨を表示して装置の認証動作を停止する。使用者は、指示された通り、移動又は外光の入射を遮る動作を行った後、図示しない認証開始ボタンを押下して認証を再開する。

なお、携帯端末本体３１に外光の強度を検出するセンサを設けるようにして、使用者の前記動作により外光が遮られたことを検知して、自動的に一時停止していた虹彩認証の動作を再開するようにしてもよい。

第１、第２の輝度特徴量の差が所定の閾値ＴＨより大きい場合は、実施例１と同様に、虹彩認識部４４により虹彩認証を行う。なお、上記したガイダンスは、画面の表示する形式でなくともよく、スピーカ３５から音声合成等で発声するようにしてもよい。

（実施例２の効果）
本実施例２によれば、虹彩の認証に適さない状況で携帯端末型虹彩認証装置３０を使用している旨、使用する環境を変える必要がある旨のガイダンスが携帯端末本体３１における表示部３４の画面に表示され、又はスピーカ３５から音声出力されるので、ガイダンスを確認することで、虹彩認証ができない状況にあることを容易に理解できると共に、虹彩認証に必要な措置を速やかに採ることが可能となる。そのため、使用者は何が原因で認証ができないのか理解できずに認証動作を無意味に繰り返して時間を浪費することが無くなり、確実に虹彩認証を行うことができる。

本発明の実施例３は、実施例１、２の画像の判定において、目画像を全面走査するのではなく、認証に必要な虹彩の存在する主要部分の特定領域のみを領域選択して、２つの目画像の一部の領域の輝度を基に判定を行うようにしたものである。

（実施例３の構成）
実施例１、２の携帯端末型虹彩認証装置３０と同様である。

（実施例３の虹彩認証方法）
図５は、本発明の実施例３における目画像の輝度計算領域を示す図である。
携帯端末型虹彩認証装置３０において、判定制御部４７は、画像記憶部４６ａに記録保存された２つの目の第１、第２の画像の画素データを読み出し、予め設定された特定領域５４について、この特定領域５４内の輝度特徴量を計算する。計算方法は実施例１と同様である。

実施例１と同様に、式（１）に基づいて、２つの各目画像の輝度特徴量の差が、所定の閾値ＴＨより小さい場合は、撮影部４１のカメラ３２に強度の外光の入射があり、目画像の撮影に適さない状況に装置が置かれていると判定し撮影の動作を中止する。

輝度特徴量の差が所定の閾値ＴＨより大きい場合は、撮影部４１のカメラ３２に強度の外光の入射がない、あるいは、あっても目画像の撮影に支障がないものと判定し、虹彩認証を行い、虹彩データが一致すれば使用者を本人と認識する。

（実施例３の効果）
本実施例３によれば、実施例１の目の画像の適否判定に必要な画像記憶部４６ａの必要な画像メモリの記憶領域を節約することができる。結果として携帯端末型虹彩認証装置３０の小型化、処理の高速化に寄与することとなる。

（変形例）
本発明は、上記実施例に限定されず、種々の利用形態や変形が可能である。この利用形態や変形例としては、例えば、次の（ａ）、（ｂ）のようなものがある。
（ａ） 図１（ａ）の携帯端末型虹彩認証装置３０は、図示以外の他の形態の外観構造に変更したり、あるいは、図１（Ｂ）及び図４の虹彩認証装置本体４０，４０Ａを、携帯電話機以外の他のＰＤＡ等の携帯端末装置に搭載してもよい。又、図１（ｂ）及び図４の虹彩認証装置本体４０，４０Ａは、精度の向上や用途の拡大等を図るために、図示以外の他の機能ブロックを追加する等してもよい。
（ｂ） 実施例では、虹彩認証装置及び虹彩認証方法について説明したが、本発明は、人の目の虹彩以外の顔等の他の生体部位の虹彩認証装置や虹彩認証方法、人以外の動物等の他の個体や生体部位に対する生体認証装置や生体認証方法、あるいは、携帯端末型装置に限らず、据え置き型装置にも適用できる。

本発明の実施例１を示す携帯端末型虹彩認証装置の概略の構成図である。 図１の携帯端末型虹彩認証装置３０において外光の映り込みがない（少ない）場合の２つの目画像を示す模式図である。 図１の携帯端末型虹彩認証装置３０において外光の映り込みが多い場合の２つの目画像を示す模式図である。 本発明の実施例２を示す彩認証装置本体の概略の構成図である。 本発明の実施例３における目画像の輝度計算領域を示す図である。 従来の携帯端末型虹彩認証装置の構成例を示す外観図である。 図６の携帯端末本体１１に内蔵された虹彩認証装置本体の一例を示す概略の構成図である。

符号の説明

３０ 携帯端末型虹彩認証装置
３１ 携帯端末本体
３２ カメラ
３３ 光源
３４ 表示部
３５ スピーカ
４０，４０Ａ 虹彩認証装置本体
４１ 撮影部
４２ 照明部
４４ 虹彩認識部
４５ 虹彩認識辞書
４６ 画像判定部
４７ 判定制御部
４８ ガイダンス部

Claims (10)

1. 個体の生体部位に光を照射して前記生体部位を撮影手段で撮影することにより前記生体部位の第１の画像を取得すると共に、前記光を前記生体部位に照射せずに前記生体部位を前記撮影手段で撮影して前記生体部位の第２の画像を取得する画像取得処理と、
   前記第１の画像における輝度の特性を表す第１の輝度特徴量を算出すると共に、前記第２の画像における輝度の特性を表す第２の輝度特徴量を算出する輝度特徴量算出処理と、
   前記第１及び第２の輝度特徴量を比較して生体認証の適合／不適合を判定する適否判定処理と、
   前記適否判定結果が適合の場合には、前記取得された第１の画像から生体データを抽出してこの抽出された生体データと予め登録された生体データとを照合して前記個体を認識し、前記適否判定結果が不適合の場合には、前記個体を認識する処理を中止する認識制御処理と、
   を有することを特徴とする生体認証方法。
2. 個人の目に光を照射して前記目を撮影手段で撮影することにより前記目の第１の画像を取得すると共に、前記光を前記目に照射せずに前記目を前記撮影手段で撮影して前記目の第２の画像を取得する画像取得処理と、
   前記第１の画像における輝度の特性を表す第１の輝度特徴量を算出すると共に、前記第２の画像における輝度の特性を表す第２の輝度特徴量を算出する輝度特徴量算出処理と、
   前記第１及び第２の輝度特徴量を比較して虹彩認証の適合／不適合を判定する適否判定処理と、
   前記適否判定結果が適合の場合には、前記取得された第１の画像から虹彩データを抽出してこの抽出された虹彩データと予め登録された虹彩データとを照合して前記個人を認識し、前記適否判定結果が不適合の場合には、前記個人を認識する処理を中止する認識制御処理と、
   を有することを特徴とする虹彩認証方法。
3. 前記輝度特徴量は、前記画像の輝度値合計値、輝度値平均値、輝度値四部位偏差値といった輝度の特性を表す特徴量であることを特徴とする請求項２記載の虹彩認証方法。
4. 前記輝度特徴量算出処理では、前記第１の画像の全面又は主要部分を走査して前記第１の輝度特徴量を算出すると共に、前記第２の画像の全面又は主要部分を走査して前記第２の輝度特徴量を算出し、
   前記適否判定処理では、前記第１の輝度特徴量と前記第２の輝度特徴量との差が閾値より大きい場合は前記適否判定結果が適合と判定し、前記差が前記閾値より小さい場合は前記適否判定結果が不適合と判定することを特徴とする請求項２又は３記載の虹彩認証方法。
5. 前記適合判定結果が不適合と判定された場合には、前記不適合の判定結果を前記個人に対して通知すると共に、前記撮影手段への入射光を減光する措置を講じるよう促すためのガイダンスを前記個人に対して通知する通知処理を行うことを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の虹彩認証方法。
6. 個体の生体部位に光を照射する照明手段と、
   前記光で照射された前記生体部位を撮影して第１の画像を取得すると共に、前記光で照射されない前記生体部位を撮影して第２の画像を取得する撮影手段と、
   前記第１の画像における輝度の特性を表す第１の輝度特徴量を算出すると共に、前記第２の画像における輝度の特性を表す第２の輝度特徴量を算出する輝度特徴量算出手段と、
   前記第１及び第２の輝度特徴量を比較して生体認証の適合／不適合を判定する適否判定手段と、
   前記適合／不適合の判定結果が適合の場合には、前記取得された第１の画像から生体データを抽出してこの抽出された生体データと予め登録された生体データとを照合して前記個体を認識し、前記適合／不適合の判定結果が不適合の場合には、前記個体を認識する処理を中止する認識制御手段と、
   を有することを特徴とする生体認証装置。
7. 個人の目に光を照射する照明手段と、
   前記光で照射された前記目を撮影して第１の画像を取得すると共に、前記光で照射されない前記目を撮影して第２の画像を取得する撮影手段と、
   前記第１の画像における輝度の特性を表す第１の輝度特徴量を算出すると共に、前記第２の画像における輝度の特性を表す第２の輝度特徴量を算出する輝度特徴量算出手段と、
   前記第１及び第２の輝度特徴量を比較して虹彩認証の適合／不適合を判定する適否判定手段と、
   前記適合／不適合の判定結果が適合の場合には、前記取得された第１の画像から虹彩データを抽出してこの抽出された虹彩データと予め登録された虹彩データとを照合して前記個人を認識し、前記適合／不適合の判定結果が不適合の場合には、前記個人を認識する処理を中止する認識制御手段と、
   を有することを特徴とする虹彩認証装置。
8. 前記照明手段の光は、可視光であり、
   前記照明手段、前記撮影手段、前記輝度特徴量算出手段、前記適否判定手段、及び前記認識制御手段は、携帯端末装置に搭載されていることを特徴とする請求項７記載の虹彩認証装置。
9. 前記輝度特徴量算出手段は、前記第１の画像の全面又は主要部分を走査して前記第１の輝度特徴量を算出すると共に、前記第２の画像の全面又は主要部分を走査して前記第２の輝度特徴量を算出し、
   前記適否判定手段は、前記第１の輝度特徴量と前記第２の輝度特徴量との差が閾値より大きい場合は前記適合／不適合の判定結果が適合と判定し、前記差が前記閾値より小さい場合は前記適合／不適合の判定結果が不適合と判定することを特徴とする請求項７又は８記載の虹彩認証装置。
10. 請求項７〜９のいずれか１項に記載の虹彩認証装置は、更に、
    前記適合／不適合の判定結果が不適合と判定された場合には、前記不適合の判定結果を前記個人に対して表示又は音声により通知すると共に、前記撮影手段への入射光を減光する措置を講じるよう促すためのガイダンスを前記個人に対して表示又は音声により通知する通知手段を有することを特徴とする虹彩認証装置。