JP2009522683A - Iris recognition system and iris recognition method using mobile terminal equipped with stereo camera - Google Patents

Iris recognition system and iris recognition method using mobile terminal equipped with stereo camera Download PDF

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Abstract

本発明は二台以上のカメラを使うとかそれに相応する方法を利用して顔のステレオ画像を得て、画像の大きさが距離によって変わってもこれを補完できるようにステレオカメラを装着した移動端末機を利用した顔認識及び/又は虹彩認識システム及び虹彩認識方法に関する。従来の多くのシステムで具現された虹彩認識方法では自動ズーム調節及び自動焦点調節機能を持つカメラを利用して虹彩画像を撮影して使っているが、ボリュ―ム及び価格的な要因を考慮すれば移動端末機に設置して使うには現実的に無理である。従って、本発明ではステレオカメラが装着された移動端末機に焦点深度が大きい短焦点レンズを設置して虹彩画像の焦点が合った合焦画像を得るようにして、使用者が虹彩画像を得るのに適切な位置ではない場合、使用者にメッセージを送って、手軽く虹彩画像を得るようにする。また、距離による画像補正作業を実施して虹彩画像の大きさが変更されても認識率が落ちないように構成した発明である。
【選択図】図1
The present invention obtains a stereo image of a face using two or more cameras or a corresponding method, and a mobile terminal equipped with a stereo camera so that it can be complemented even if the size of the image changes with distance The present invention relates to a face recognition and / or iris recognition system and an iris recognition method using a machine. In the conventional iris recognition methods implemented in many systems, an iris image is captured and used using a camera with automatic zoom adjustment and auto focus adjustment functions. However, considering the volume and price factors. It is practically impossible to install and use it on a mobile terminal. Therefore, in the present invention, a user obtains an iris image by installing a short-focus lens having a large depth of focus in a mobile terminal equipped with a stereo camera to obtain a focused image in which the iris image is in focus. If the position is not appropriate, a message is sent to the user so that an iris image can be easily obtained. In addition, the present invention is configured such that the recognition rate does not decrease even when the image correction operation based on the distance is performed and the size of the iris image is changed.
[Selection] Figure 1

Description

本発明はカメラが装着されている携帯電話、携帯端末機或いはノートブックコンピューターなどのようなカメラ装着移動端末機で顔認識及び/又は虹彩認識を実行する方法及びシステムに関することで、もっと詳しくはステレオカメラを利用しながらもボリュ―ムを減らすことができるし、また認識率を高めるようにするステレオカメラを装着した移動端末機を利用した虹彩認識システム及び虹彩認識方法に関する。   The present invention relates to a method and system for performing face recognition and / or iris recognition on a camera-equipped mobile terminal such as a mobile phone, a portable terminal or a notebook computer equipped with a camera. The present invention relates to an iris recognition system and an iris recognition method using a mobile terminal equipped with a stereo camera that can reduce a volume while using a camera and increase a recognition rate.

一般的に、既存の鍵、出入カードなどの場合盗用、紛失、複製などの余地が多くて相対的に保安性が低く、必ず携帯をしなければならないしパスワードを覚えるなどの手数が必要だと言う短所がある。そこで、するためでより保安性と便利性が高い個人識別技術に対する研究が行われている。   Generally, in the case of existing keys, access cards, etc., there is a lot of room for theft, loss, duplication, etc., and the security is relatively low, and it is necessary to carry a cellphone and remember a password. There are disadvantages to say. Therefore, research on personal identification technology that is more secure and convenient for this purpose is being conducted.

この中の1つとして生体認識システムが徐々に常用化されている。趨勢において、生体認識と言うのは人によって違う生体情報(指紋、顔、虹彩、角膜、手の模様、手の甲静脈、音声など)を抽出して判別できるようにすることとして、カメラを利用して該当の生体を撮影して認識のための情報を抽出することで、比較的に虹彩認識を通じる個人識別システムが広く利用されている。   As one of them, the biometric recognition system is gradually becoming commonly used. In the trend, biometric recognition means that biometric information (fingerprint, face, iris, cornea, hand pattern, instep vein, voice, etc.) that differs from person to person can be extracted and discriminated using a camera. A personal identification system that relatively uses iris recognition is widely used by photographing a corresponding living body and extracting information for recognition.

虹彩を撮影するためには専用のカメラシステムを利用する。次のように、認識のために顔及び/又は虹彩画像を撮影するには大きく二つの方法がある。   A dedicated camera system is used to photograph the iris. There are two main methods for capturing a face and / or iris image for recognition as follows.

一番目の方法は、韓国特許出願10−2003−0002822(“ステレオ顔認識を利用した虹彩認識システム及び虹彩認識方法”)で開示されているように、顔認識用ステレオカメラを使って位置調整機能を実行した後、虹彩の正確な位置を把握して焦点が合っている虹彩画像を撮影する方法がある。   The first method is a position adjustment function using a stereo camera for face recognition, as disclosed in Korean Patent Application No. 10-2003-0002822 (“Iris Recognition System and Iris Recognition Method Using Stereo Face Recognition”). After executing the above, there is a method of capturing an in-focus iris image by grasping the exact position of the iris.

二番目の方法は、LG、Panasonic、OKIなどの各社で使っている方法のように、自動ズーム調節(Auto Zooming)及び自動焦点調整(Auto Focusing)機能を持つカメラを使って焦点が合った虹彩画像を撮影する方法がある。   The second method is an iris that is focused using a camera with Auto Zooming and Auto Focusing functions, such as those used by LG, Panasonic, OKI and others. There is a way to take an image.

後者の方法はカメラのボリュームが大きくなるので生産費用が上昇する短所があるから移動端末機に適用するには困難な技術として評価されている。   The latter method is evaluated as a difficult technique to be applied to a mobile terminal because the volume of the camera increases and the production cost increases.

一方、最近ではカメラが装着された移動端末機が広く普及され始めており、このような移動端末機上で顔認識及び/又は虹彩認識を実行するシステムの開発及び方法に対する研究はいま手始めの段階である。   On the other hand, recently, mobile terminals equipped with a camera have begun to be widely used, and research on a system and a method for performing face recognition and / or iris recognition on such mobile terminals is at the beginning. is there.

本発明は前記のような事情を勘案して発明したもので、本発明の一番目の目的は、移動端末機上にステレオカメラを装着して顔認識及び/又は虹彩認識に適合した画像を撮影するようにしてカメラと顔の間の距離計算を通じて距離による画像の大きさの偏差を補正できるようにしたステレオカメラを装着した移動端末機を利用した虹彩認識システム及び虹彩認識方法を提供することにある。   The present invention was invented in view of the above circumstances. The first object of the present invention is to shoot an image suitable for face recognition and / or iris recognition by mounting a stereo camera on a mobile terminal. To provide an iris recognition system and an iris recognition method using a mobile terminal equipped with a stereo camera capable of correcting a deviation in image size due to distance through distance calculation between the camera and the face. is there.

本発明の二番目の目的は、使用者の顔の位置が顔及び/又は虹彩画像を撮影するのに適合していない場合、ステレオ画像から使用者の位置を計算した後、使用者に音声やその他文字又は画像で知らせて、顔認識及び/又は虹彩認識に適合した位置にカメラを手軽く動かして調整できるようにしたステレオカメラを装着した移動端末機を利用した虹彩認識システム及び虹彩認識方法を提供することである。   The second object of the present invention is to calculate the user's position from the stereo image and then to the user's voice or voice if the user's face position is not suitable for taking a face and / or iris image. An iris recognition system and iris recognition method using a mobile terminal equipped with a stereo camera that can be adjusted by easily moving the camera to a position suitable for face recognition and / or iris recognition by informing with other characters or images Is to provide.

本発明の三番目の目的は、特殊赤外線フィルタを機械的又は電子的に利用して虹彩認識の時にカメラの感度(Sensitivity)を高めるようにしたステレオカメラを装着した移動端末機を利用した虹彩認識システム及び虹彩認識方法を提供することである。   A third object of the present invention is to perform iris recognition using a mobile terminal equipped with a stereo camera that uses a special infrared filter mechanically or electronically to increase the sensitivity of the camera during iris recognition. A system and an iris recognition method are provided.

これを実現するための本発明は、移動端末機に装着されて虹彩画像を撮影するためのステレオカメラ、前記ステレオカメラで撮影されたアナログ画像をデジタル画像に変換するデジタルカメラチップ、前記デジタルカメラチップで出力されるデジタル画像を、ビデオ入力を制御するビデオ入力ユニットを通じて受信して虹彩認識、顔認識又は虹彩認識と顔認識をするコントローラを含んで成り立っている。   To achieve this, the present invention provides a stereo camera that is mounted on a mobile terminal and captures an iris image, a digital camera chip that converts an analog image captured by the stereo camera into a digital image, and the digital camera chip And a controller for receiving iris recognition, face recognition, or iris recognition and face recognition by receiving the digital image output through the video input unit for controlling the video input.

前記において、前記ステレオカメラは二つ以上のカメラを使うか、又は一つの画像センサに二つ以上の光学レンズを利用して二つ以上の画像を一つの画像センサを通じて取得するように行われたことを特徴とする。   In the above, the stereo camera may be configured to use two or more cameras or to acquire two or more images through one image sensor using two or more optical lenses in one image sensor. It is characterized by that.

前記において、前記ステレオカメラには特殊赤外線フィルタを機械的又は電子的に制御するように設置されることと同時に、必要な時に赤外線照明をつけて、赤外線領域でカメラ感度を高めて鮮明な虹彩撮影が成り立つようになったことを特徴とする。   In the above, the stereo camera is installed so as to mechanically or electronically control the special infrared filter, and at the same time, infrared illumination is provided when necessary, and the camera sensitivity is enhanced in the infrared region to obtain a clear iris image. Is characterized by the fact that

また、本発明によるステレオカメラを装着した移動端末機を利用した虹彩認識方法は、焦点深度が大きい短焦点レンズ(single-focus lens)を利用したステレオカメラを利用して顔や虹彩、又は顔と虹彩を撮影してステレオ画像を生成する段階、前記ステレオ画像が個人識別に適合しているか否かを判断する段階、前記判断段階の結果前記ステレオ画像が虹彩認識に適合した画像だと判断される場合に前記ステレオ画像からカメラと顔間の距離を計算する段階、前記距離情報を利用して画像の大きさを補正する標準化(Normalization)を実施する段階を実行して、虹彩撮影の時にカメラと顔間の距離による画像の大きさの偏差を補完して虹彩認識の正確度を高めるように成り立っている。   In addition, the iris recognition method using a mobile terminal equipped with a stereo camera according to the present invention uses a stereo camera using a short-focus lens with a large depth of focus to use a face, iris, or face. A step of generating a stereo image by photographing an iris, a step of determining whether or not the stereo image is suitable for personal identification, and a result of the determination step are determined that the stereo image is an image suitable for iris recognition. A step of calculating a distance between the camera and the face from the stereo image, a step of performing normalization for correcting the size of the image using the distance information, It complements the deviation of the image size due to the distance between the faces to improve the accuracy of iris recognition.

前記において、前記ステレオ画像が個人識別に適合していないと判断される場合前記ステレオ画像から使用者の位置を計算した後、使用者に音声や文字又は画像で位置移動を知らせてくれる段階を実行して、顔認識及び/又は虹彩認識するのに適合した位置でカメラを使用者が手軽く動いて調整するようにすることを特徴とする。   In the above, when it is determined that the stereo image is not suitable for personal identification, after the position of the user is calculated from the stereo image, a step of notifying the user of the position movement by voice, text, or image is executed. Then, the camera is adjusted by moving the camera lightly at a position suitable for face recognition and / or iris recognition.

また、前記において、前記ステレオ画像が個人識別に適合しているか否かを判断する段階は瞳孔と虹彩が成す境界線を円で抽出して、抽出された円が切られる場合個人識別に適合していないことと判断するようにすることを特徴とする。   Further, in the above, the step of determining whether or not the stereo image is suitable for personal identification is performed by extracting a boundary line formed by the pupil and the iris with a circle, and conforming to personal identification when the extracted circle is cut. It is characterized by judging that it is not.

前記のような本発明はステレオカメラが装着された移動端末機を利用して使用者にメッセージを送って手軽く虹彩画像を得ることができ、補正された虹彩画像を得ることができるから高い認識率を持つ顔認識及び/又は虹彩認識を実行することができるようになって、既存の方法のようにボリュ―ムが大きくて高い自動ズーム調節及び自動焦点調節機能を持つカメラを利用した虹彩認識システムなしで、高い認識率を持つ顔認識及び/又は虹彩認識を小型移動端末機で実行することができると言う長所を持つ。   Since the present invention as described above can easily obtain an iris image by sending a message to a user using a mobile terminal equipped with a stereo camera and can obtain a corrected iris image, it is highly recognized. Rate recognition and / or iris recognition can be performed, and iris recognition using a camera with a large volume and high auto-zoom and auto-focus functions like existing methods It has the advantage that face recognition and / or iris recognition with a high recognition rate can be performed on a small mobile terminal without a system.

以下、本発明の望ましい一実施例に対する構成及び作用を例示図面に基づいて詳しく説明する。   Hereinafter, the configuration and operation of a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図1は本発明による虹彩認識システムの要部構成図である。ステレオカメラ(10)は左側と右側の目玉特に瞳孔を含む虹彩領域を撮影して、前記ステレオカメラ(10)で撮影されたアナログ画像はデジタルカメラチップ(20)によってデジタル画像に変換される。前記デジタルカメラチップ(20)で出力されるデジタル画像はビデオ入力ユニット(30)を通じてコントローラ(40)に入力される。   FIG. 1 is a block diagram of the essential parts of an iris recognition system according to the present invention. The stereo camera (10) images the left and right eyeballs, particularly the iris region including the pupil, and the analog image captured by the stereo camera (10) is converted into a digital image by the digital camera chip (20). The digital image output from the digital camera chip (20) is input to the controller (40) through the video input unit (30).

コントローラ(40)は移動端末機の全般的な動作を制御する手段として、本発明では前記デジタル画像から虹彩領域を抽出して、それから虹彩情報を生成して保存手段(50)に保存する一方、既登録された基準虹彩情報と比べて同一人なの否かを確認する作用をする。同一人なのか否かを外部の他のシステムで確認する場合は虹彩認識用テンプレート(template)のみ計算して出力する。   As a means for controlling the overall operation of the mobile terminal, the controller (40) extracts iris regions from the digital image in the present invention, generates iris information therefrom, and stores them in the storage means (50). Compared with the already registered reference iris information, it acts to confirm whether or not they are the same person. When confirming whether or not they are the same person using another external system, only the iris recognition template is calculated and output.

前記コントローラ(40)の出力端子にはカメラの感度を高めるための赤外線照明部(60)が繋がれて、また使用者に案内メッセージを音声信号で出力するための音声出力部(70)と文字で知らせるための表示部(80)が繋がれおり、使用者が虹彩認識機能を操作するキーパッド(90)が繋がれている。   The output terminal of the controller (40) is connected to an infrared illumination unit (60) for increasing the sensitivity of the camera, and a voice output unit (70) for outputting a guidance message as a voice signal to the user and a character. Is connected to a display unit (80), and a keypad (90) for a user to operate the iris recognition function is connected.

前記ステレオカメラ(10)は図2(a)に図示されたようにCCDカメラ(10A)とCCDカメラ(10B)をステレオ方式で構成して、例えばCCDカメラ(10A)では左側の目を撮影してCCDカメラ(10B)では右側の目を撮影した後、後述されるところのような虹彩認識動作を実行するようにするとか、あるいは図2(b)に図示されたところのように一つのCCD(Charge Coupled Device)(12)の領域を二つに分けてそれぞれのCCD部分に別途のプリズムレンズ(13A)(13B)を設置して左右側の目がそれぞれのプリズムレンズ(13A)(13B)を通じてCCD(12)の該当の部分に映るようにすることでステレオ画像を抽出できるようにする。また、ステレオカメラ(10)には赤外線フィルタを機械的又は電子的に駆動できるように設置されることと同時に前記赤外線照明部(60)も電子的にターンオンできるように設置されて、使用者のキーパッド(90)操作によってコントローラ(40)がこれらの動作可否を制御するように設置される。   As shown in FIG. 2A, the stereo camera (10) comprises a CCD camera (10A) and a CCD camera (10B) in a stereo system. For example, the CCD camera (10A) takes an image of the left eye. In the CCD camera (10B), after the right eye is photographed, an iris recognition operation as described later is executed, or one CCD as shown in FIG. (Charge Coupled Device) (12) is divided into two regions, and separate prism lenses (13A) and (13B) are installed in the respective CCD portions, and the left and right eyes are respectively connected to the respective prism lenses (13A) and (13B). The stereo image can be extracted by making it appear in the corresponding part of the CCD (12). In addition, the stereo camera (10) is installed so that the infrared filter can be mechanically or electronically driven, and at the same time, the infrared illumination unit (60) is installed so that it can be turned on electronically. The controller (40) is installed so as to control the availability of these operations by operating the keypad (90).

前記のように成り立った本発明の動作を図3に図示されたフローチャートを通じて見れば、使用者が本移動端末機を利用して虹彩認識をしようとする時、キーパッド(90)に具備されている例えば〈スタート〉ボタンを押す等の行為を開始した後、目の位置をステレオカメラ(10)全面の適切な所に移動させる。この時、虹彩認識機能が進行されるためには二つの方法があるのに、一番目の方法は、キーパッド(90)で〈虹彩画像収集完了〉の意味を持つボタンを受動で押す方法があって、二番目の方法は、使用者の動きを感知することができるセンサを移動端末機に附着して自動で次の段階に移るようにする方法がある。   Referring to the operation of the present invention as described above through the flowchart shown in FIG. 3, when the user tries to recognize the iris using the mobile terminal, the keypad (90) is provided. After starting an action such as pressing the <Start> button, the eye position is moved to an appropriate position on the entire surface of the stereo camera (10). At this time, although there are two ways for the iris recognition function to proceed, the first method is to passively press the button with the meaning of <Iris image collection complete> on the keypad (90). As a second method, there is a method in which a sensor capable of detecting a user's movement is attached to the mobile terminal to automatically move to the next stage.

このように虹彩の撮影が完了すれば、入力された虹彩画像はビデオ入力ユニット(30)を通じてコントローラ(40)へ伝達される。前記コントローラ(40)は大きく区分して三種類以上の機能を持つ。一番目の機能は入力した虹彩画像が虹彩認識に適合しているのかを判断するプリプロセッサ(Preprocessor)機能であり、二番目の機能は入力した虹彩画像を虹彩認識用テンプレートで変換する機能であり、三番目の機能は入力されたテンプレートを既登録されているテンプレートと比べて結果値を出力する機能で構成されている。   When the imaging of the iris is completed in this way, the input iris image is transmitted to the controller (40) through the video input unit (30). The controller (40) is roughly divided into three or more functions. The first function is a preprocessor function that determines whether the input iris image is suitable for iris recognition, and the second function is a function that converts the input iris image with an iris recognition template. The third function is a function that compares the input template with a registered template and outputs a result value.

コントローラ(40)の一番目の機能で、虹彩画像が虹彩認識に適合していない場合、即ち焦点が合わなくて薄暗い場合及び虹彩の位置がカメラの範囲を脱して虹彩の一部だけ収集された場合には音声出力部(60)を通じる音声メッシュだ又は表示部(80)のようなその他有効な手段を使って使用者に再撮影を誘導する。   In the first function of the controller (40), if the iris image is not suitable for iris recognition, i.e. it is out of focus and dim, and the iris position is out of range of the camera and only part of the iris is collected In some cases, re-photographing is guided to the user using an audio mesh through the audio output unit (60) or other effective means such as a display unit (80).

これは虹彩画像はCCD(12)の決まった領域内に入って来なければならないし、領域を脱すれば虹彩領域の一部が切られる現象が発生するので、この場合切られた虹彩領域での情報損失が発生されて正確な虹彩認識ができないからである。   This is because the iris image must come into a predetermined area of the CCD (12), and if the area is removed, a part of the iris area will be cut off. This is because an accurate iris recognition cannot be performed due to the loss of information.

虹彩画像が領域を脱する場合を判断する方法は次のようである。図4に図示されたように虹彩及び瞳孔は境界を基準で二つの丸で表現することができる。図4(a)は虹彩認識に適合するように抽出された画像を表しており、図4(b)は虹彩認識に適合しない画像の場合として、図示されたように丸の一部が全体四角形領域を脱するから瞳孔及び虹彩領域を分析して虹彩認識に適合した画像か否かを判断することができる。   The method for determining when the iris image leaves the region is as follows. As shown in FIG. 4, the iris and the pupil can be expressed by two circles with the boundary as a reference. FIG. 4A shows an image extracted so as to be suitable for iris recognition, and FIG. 4B shows an image that is not suitable for iris recognition, as shown in FIG. Since the region is removed, the pupil and iris region can be analyzed to determine whether the image is suitable for iris recognition.

一方、このように決まった領域を脱する場合外にも虹彩の一部がまぶた等によって遮られる場合にも虹彩情報が損失されるので、この場合は物理的な方法で目を大きく開く方法で解決しなければならない。使用者がカメラにあまり身近にいるとか遠くいる場合にも決まった領域を脱する場合であり、ステレオカメラを使うからこのような場合にも容易く判断できる。   On the other hand, since the iris information is lost when the fixed area is removed as well as when a part of the iris is blocked by the eyelid etc., in this case, the method of opening the eyes by a physical method is used. Must be resolved. Even when the user is too close to the camera or far away from the camera, the determined area is removed. Since a stereo camera is used, it can be easily determined in such a case.

虹彩画像が領域を脱する場合には前記の方法などを使ってその状況を感知した後、くだんのように音声出力部(70)又は表示部(80)を通じて適切な音声メッセージや文字メッセージ等を出力して使用者の位置を移動させる方法を使うことができる。   When the iris image is out of the area, after detecting the situation using the above method, an appropriate voice message or text message is sent through the voice output unit (70) or the display unit (80) like The method of outputting and moving the position of the user can be used.

そして、三番目の機能で、既存に登録されたテンプレートは移動端末機の目的に従って移動端末機内部の保存手段に保存されたことかも知れなくて、或いは移動ネットワーク機能を通じて遠距離サーバーに接続して受信することかも知れない。このような遠距離サーバーに保存された登録テンプレートを利用する場合にはデータ送信量を減らすために虹彩認証のために撮影して生成したテンプレートをサーバー側に送ってその結果値を渡されることもできる。   In the third function, the registered template may have been stored in the storage means inside the mobile terminal according to the purpose of the mobile terminal, or connected to the long-distance server through the mobile network function. It may be received. When using a registered template stored in such a long-distance server, the template generated by shooting for iris authentication can be sent to the server side and the result value can be passed to reduce the data transmission amount. it can.

図5はステレオカメラから対象物の間の距離を計算する方法を説明するための図面である。ステレオカメラ(10)を構成するCCDカメラ(10A)(10B)を利用してステレオ顔画像を撮影してカメラと顔又は虹彩間の距離を計算する方法と、焦点深度が大きい短焦点レンズを使うことによって距離による虹彩画像の大きさ偏差を補正する方法が必要であり、これを図5に基づいて説明する。   FIG. 5 is a diagram for explaining a method of calculating a distance between a stereo camera and an object. Using a CCD camera (10A) (10B) constituting the stereo camera (10) to capture a stereo face image and calculating the distance between the camera and the face or iris, and using a short focus lens with a large depth of focus Therefore, a method for correcting the size deviation of the iris image due to the distance is necessary, and this will be described with reference to FIG.

ステレオ画像を通じて右目と左目の中心の間のX軸上の距離を測定することでカメラから対象物即ち、目までの距離を評価できるようになる。即ち、等しい物体に対してお互いに違う観点から見た二つの画像を通じて3次元的な位置を把握することができるのである。   By measuring the distance on the X axis between the center of the right eye and the left eye through the stereo image, the distance from the camera to the object, that is, the eye can be evaluated. That is, it is possible to grasp the three-dimensional position through two images viewed from different viewpoints with respect to the same object.

これを数式化するためにいくつかの用語を定義すれば次のようである。左側の画像をL-image、右側の画像をR-imageにして、これを合してステレオ双(stereo-pair)と定義する。そしてL-imageとR-imageは物体表面の等しい地点を示しているのでこれを対応点(corresponding point)と表現する。例えば、図5のように、空間上に位置するA地点に対してR-imageではR点として、L-imageではL点として表示される。従ってLとRは対応点になる。同じく、A地点が移動した空間上のB支店からL´とR点を求めることができる。   In order to formulate this, several terms are defined as follows. The left image is an L-image and the right image is an R-image, and these are defined as a stereo-pair. Since L-image and R-image indicate the same point on the object surface, this is expressed as a corresponding point. For example, as shown in FIG. 5, the point A located in the space is displayed as an R point in the R-image and as an L point in the L-image. Therefore, L and R become corresponding points. Similarly, the L ′ and R points can be obtained from the B branch in the space where the A point has moved.

この時、事前にカメラキャリブレーション(calibration)過程を通じて距離測定に対する参照データを予め求めておいた場合、このようなL-imageの一点での不一致とR-image上の対応点を通じて距離を測定することができる。
一般的に表示すれば次のようである。
At this time, if reference data for distance measurement is obtained in advance through a camera calibration process, the distance is measured through the mismatch at one point of the L-image and the corresponding point on the R-image. be able to.
Generally, it is as follows.

ここで、DとDは投影された値であり、OXとOY軸上でR−imageに対するポイント(x,y)の不一致を表している。L(x,y)はR(x,y)はそれぞれL−image、R−imageを表しておりN(x,y)は光と影などの条件によって発生した雑音及び変化された状態などを表す関数である。 Here, D X and D Y are projected values, and represent a mismatch of the point (x, y) with respect to R-image on the OX and OY axes. L (x, y) represents R-image and R-image, respectively, and N (x, y) represents noise generated by conditions such as light and shadow and a changed state. It is a function to represent.

図5で目的平面(objective plane)OXYはカメラレンズに対して垂直であり、カメラから適切な距離において、lで表示することにする。z=ζ(x,y)は表面を評価するためのフィールドを表しており、zは目的表面(z=0)からの距離を表している。対象物の特定地点に対する距離の偏差はΔl=ζ(x,y) で表している。目的表面上の点は基礎的な不一致(basic disparity)dθで登録される。そういういくつかの点に対する不一致値の偏差はΔdを表している。目的表面はB地点を含む。この場合Bによって基礎的な不一致が発生する(dθ=L´-R)。 In FIG. 5, the objective plane OXY is perpendicular to the camera lens and is displayed at l at an appropriate distance from the camera. z = ζ (x, y) represents a field for evaluating the surface, and z represents a distance from the target surface (z = 0). The deviation of the distance from the specific point of the object is represented by Δl = ζ (x, y). Points on object surface are registered in fundamental mismatch (basic disparity) d θ. The deviation of the discrepancy value for some such points represents Δd. The target surface includes point B. In this case, B causes a basic mismatch (d θ = L′−R).

A地点は目的平面上に置かれていないし、実際にそれの不一致は他の値を持つ(dA=L−R)。普通、表面上の特徴点の間の距離は対象物とカメラの間の距離よりもっと小さい。従ってこのような関係は次のように表すことができる。
Point A is not placed on the destination plane, and in fact its mismatch has other values (d A = LR). Usually, the distance between feature points on the surface is much smaller than the distance between the object and the camera. Therefore, such a relationship can be expressed as follows.

これから距離を評価する公式は次のように誘導される。
From this, the formula for evaluating distance is derived as follows.

図6は本発明によって距離による虹彩画像の大きさの偏差を標準化する方法を説明するための図面である。虹彩画像の内部境界と外部境界の間のデータは極座標(polar coordinate)方法によって変換される。   FIG. 6 is a diagram for explaining a method of standardizing the deviation of the iris image size according to the distance according to the present invention. Data between the inner and outer boundaries of the iris image is transformed by a polar coordinate method.

図6のように、虹彩の内部境界と外部境界は中心が必ず一致する必要はないし、それぞれはm個の等しい間隔を持つ角度で分割される。またi番目内部境界セグメントからi番目外部境界セグメントで求められる画像セグメントはn個の放射状(radial)のサンプルで分けられる。このようなp(r,θ)で表示されるそれぞれのサンプルは双一次補完(bilinear interpolation)方法などによって計算される。   As shown in FIG. 6, the center of the inner boundary and the outer boundary of the iris do not necessarily coincide with each other, and each of them is divided at an angle having m equal intervals. The image segment obtained from the i-th inner boundary segment to the i-th outer boundary segment is divided into n radial samples. Each sample represented by p (r, θ) is calculated by a bilinear interpolation method or the like.

この時基準になる0度は6時方向に表示して、瞳孔の中心からすぐ下側方向を示して、角度を半時計方向で徐々に増加させる。そして0渡である場合内部境界に一番近接したピクセルから下位住所で表示して、次に位置したピクセルは等しい半径を持つ円に対して角度を徐々に増加させながら求める。このような過程は一つの丸が終わるまで繰り返される。   At this time, 0 degrees as a reference is displayed in the 6 o'clock direction, indicating the direction immediately below the center of the pupil, and gradually increasing the angle counterclockwise. When the value is 0, the lower address is displayed from the pixel closest to the inner boundary, and the next pixel is obtained by gradually increasing the angle with respect to a circle having the same radius. This process is repeated until one circle is finished.

その次の過程は、次の大きさの半径を持つ円に対して等しい過程を繰り返すようになる。即ち、極座標方法によって求められたデータはすべてn×m個のサンプルとして表示することができるようになる。ベースサイズ(Base Size)を求める簡単な公式は次のようである。
B=K/(D−D
The next process repeats the same process for a circle with the next radius. That is, all the data obtained by the polar coordinate method can be displayed as n × m samples. A simple formula for determining the Base Size is as follows:
B = K / (D−D 0 )

ここでDは顔の位置調整過程で測定されたカメラから目までの距離であり、KとDはカメラのキャリブレーション(Calibration)過程で評価された定数値である。 Here, D is the distance from the camera to the eye measured in the face position adjustment process, and K and D 0 are constant values evaluated in the camera calibration process.

本発明による虹彩認識システムの要部構成図である。It is a principal part block diagram of the iris recognition system by this invention. 本発明によるステレオカメラの実施例を示した図面である。1 is a diagram illustrating an embodiment of a stereo camera according to the present invention. 本発明による虹彩認識方法を説明するためのフローチャートである。3 is a flowchart for explaining an iris recognition method according to the present invention. 本発明によって撮影された虹彩画像が個人識別に適切か否かを説明するための図面である。4 is a diagram for explaining whether an iris image photographed by the present invention is appropriate for personal identification; 本発明によってステレオカメラから対象物の間の距離を計算する方法を説明するための図面である。3 is a diagram illustrating a method for calculating a distance between a stereo camera and an object according to the present invention. 本発明によって距離による虹彩画像の大きさ偏差を標準化する方法を説明するための図面である。3 is a diagram for explaining a method for standardizing a size deviation of an iris image according to a distance according to the present invention;

符号の説明Explanation of symbols

10 ステレオカメラ、 10A、10B CCDカメラ、 12 CCD、 13A、13B プリズムレンズ、 14 赤外線フィルタ、 20 デジタルカメラチップ、 30 ビデオ入力ユニット、 40 コントローラ、 50 保存手段、 60 赤外線照明部、 70 音声出力部、 80 表示部、 90 キーパット 10 stereo camera, 10A, 10B CCD camera, 12 CCD, 13A, 13B prism lens, 14 infrared filter, 20 digital camera chip, 30 video input unit, 40 controller, 50 storage means, 60 infrared illumination unit, 70 audio output unit, 80 display, 90 keypad

Claims (6)

ステレオカメラ、デジタルカメラチップ及びビデオ入力ユニットを含む移動端末機を利用した虹彩認識装置であって、
前記移動端末機は、他の移動端末機、遠距離サーバー又は保安装置に登録及び保存された虹彩画像と協働して動作するものであり、
前記虹彩認識装置は、
顔及び虹彩を撮影してステレオ画像を獲得するための焦点深度が大きい短焦点レンズを具備したステレオカメラと、
前記ステレオカメラによって得られた前記ステレオ画像をデジタル信号に変換し、前記ステレオカメラと虹彩との間の距離を計算する手段と、
前記計算された距離情報を利用して焦点が合っているか否か及び虹彩の位置がカメラの撮影範囲を脱したか否かを判断して、前記ステレオ画像が個人識別に適合した虹彩画像か否かを判断する手段と、
前記ステレオ画像から虹彩領域を抽出し、さらに極座標変換法及び補完法を利用して標準化された大きさの虹彩画像を獲得する手段とを具備したステレオカメラを装着した移動端末機を利用した虹彩認識装置。
An iris recognition device using a mobile terminal including a stereo camera, a digital camera chip and a video input unit,
The mobile terminal operates in cooperation with an iris image registered and stored in another mobile terminal, a long-distance server or a security device,
The iris recognition device
A stereo camera having a short focus lens with a large depth of focus for capturing a stereo image by photographing a face and an iris;
Means for converting the stereo image obtained by the stereo camera into a digital signal and calculating a distance between the stereo camera and the iris;
Whether the stereo image is an iris image suitable for personal identification is determined by determining whether the calculated distance information is in focus and whether the position of the iris is out of the shooting range of the camera. A means of determining whether or not
Iris recognition using a mobile terminal equipped with a stereo camera having means for extracting an iris region from the stereo image and further acquiring a standardized iris image using a polar transformation method and a complement method apparatus.
前記ステレオカメラは、二つ以上のカメラを使って左側虹彩画像と右側虹彩画像を獲得するか又は一つの画像センサに二つ以上の光学レンズを利用して二つ以上の画像を一つの画像センサを通じて獲得するように構成されたことを特徴とする請求項1に記載のステレオカメラを装着した移動端末機を利用した虹彩認識装置。   The stereo camera acquires a left iris image and a right iris image using two or more cameras, or uses two or more optical lenses in one image sensor to obtain two or more images as one image sensor. The iris recognition apparatus using a mobile terminal equipped with the stereo camera according to claim 1, wherein the iris recognition apparatus is configured to acquire the image through the mobile terminal. 前記ステレオ画像を獲得する手段は、赤外線領域でカメラ感度を高めて鮮明な虹彩画像を獲得できるように特殊赤外線フィルタを機械的又は電子的に制御できるように設置して、赤外線照明を照射して虹彩の左側及び右側のステレオ画像を獲得することを特徴とする請求項1又は2に記載のステレオカメラを装着した移動端末機を利用した虹彩認識装置。   The means for acquiring the stereo image is provided with a special infrared filter so that it can be mechanically or electronically controlled to increase the camera sensitivity in the infrared region so that a clear iris image can be acquired. The iris recognition apparatus using a mobile terminal equipped with a stereo camera according to claim 1 or 2, wherein left and right stereo images of the iris are acquired. 虹彩認識精度を改善するためにステレオカメラを含む移動端末機を利用した虹彩認識方法において、
焦点深度が大きい短焦点レンズを具備したステレオカメラを利用して顔及び/又は虹彩のステレオ画像を獲得する段階と、
前記獲得したステレオ画像に基づいて焦点が合っているか否か及び虹彩の位置がカメラの撮影範囲を脱したか否かを判断して、前記ステレオ画像が個人識別に適合した画像か否かを判断する段階と、
獲得したステレオ画像が虹彩認識に適合した画像だと判断された場合に、前記ステレオ画像から前記ステレオカメラと虹彩との間の距離を計算する段階と、
前記距離情報を利用して虹彩画像の大きさの変化を補正するために、瞳孔の中心を基準とした同じ半径を持つ複数の円を形成し且つそれぞれの円を一定角度ごとに分割して極座標を形成する極座標変換及び補完法を利用し、標準化された大きさの虹彩画像を獲得する段階とを備えていることを特徴とするステレオカメラを装着した移動端末機を利用した虹彩認識方法。
In an iris recognition method using a mobile terminal including a stereo camera to improve iris recognition accuracy,
Acquiring a stereo image of the face and / or iris using a stereo camera with a short focus lens having a large depth of focus;
Based on the acquired stereo image, it is determined whether the image is in focus and whether the position of the iris has left the shooting range of the camera, thereby determining whether the stereo image is an image suitable for personal identification. And the stage of
Calculating the distance between the stereo camera and the iris from the stereo image when it is determined that the acquired stereo image is an image suitable for iris recognition;
In order to correct the change in the size of the iris image using the distance information, a plurality of circles having the same radius with respect to the center of the pupil are formed, and each circle is divided by a certain angle to polar coordinates. An iris recognition method using a mobile terminal equipped with a stereo camera, comprising: obtaining a standardized size iris image using a polar coordinate transformation and a complement method for forming
前記個人識別に適合した画像か否かを判断する段階において、獲得したステレオ画像が個人識別に適合していないと判断された場合に、獲得したステレオ画像に基づいて前記ステレオカメラを基準に使用者の虹彩の位置座標を計算した後、使用者に音声、文字又は画像で位置移動を知らせる段階をさらに含むことを特徴とする請求項4に記載のステレオカメラを装着した移動端末機を利用した虹彩認識方法。   In the step of determining whether or not the image is suitable for personal identification, if it is determined that the acquired stereo image is not suitable for personal identification, the user is based on the stereo camera based on the acquired stereo image. 5. The iris using a mobile terminal equipped with a stereo camera according to claim 4, further comprising a step of notifying the user of the movement of the position by voice, text or image after calculating the position coordinates of the iris. Recognition method. 前記獲得したステレオ画像が個人識別に適合しているか否かを判断する段階は、瞳孔と虹彩が成す境界線を楕円で抽出して、抽出された楕円が虹彩以外の領域で遮られる場合に個人識別に適合していないと判断する段階をさらに含むことを特徴とする請求項4又5に記載のステレオカメラを装着した移動端末機を利用した虹彩認識方法。   The step of determining whether or not the acquired stereo image is suitable for personal identification is performed by extracting a boundary line formed by the pupil and the iris with an ellipse, and when the extracted ellipse is blocked by a region other than the iris 6. The iris recognition method using a mobile terminal equipped with a stereo camera according to claim 4 or 5, further comprising a step of determining that the identification is not suitable.
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