JP4154917B2 - Iris photography device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
【0002】
本発明は、個人識別のために虹彩(アイリス)を撮影する虹彩撮影装置に関するものである。
【0003】
【従来の技術】
【0004】
個人を識別する虹彩認識システムは、識別対象者の虹彩を撮影する撮影装置と、この撮影装置で得られた虹彩の画像データに基づいて認識処理を行う処理装置等で構成されている。撮影装置は、撮影対象の虹彩部分に光を照射する光源と、この光源で照明された目を撮影する撮像素子を有している。光源は、画像処理に適した虹彩の画像データを取得するために必要なものであるが、実装の仕方によっては、被撮影者の目の状態等によって良好な照明条件を実現することが困難な場合がある。また、処理装置で行う虹彩のコード化処理の良否は、撮影装置で得られる画像の品質によるところが大きく、撮影装置の性能が虹彩認識システムの性能に与える影響は大きい。
【0005】
図2(a)〜(d)は、従来の虹彩撮影装置とその問題点の説明図である。
【0006】
図2(a)は、撮影時における虹彩撮影装置の撮像素子及び光源と、被撮影者の目との位置関係を示している。この図2(a)に示すように、虹彩撮影装置は、固定焦点のレンズが組み込まれCCDやCMOSイメージセンサ等の撮像素子10を有しており、この撮像素子10と被撮影者の目の中心を結ぶ撮影光軸の左右の近傍に、近赤外光または近赤外光に近い可視光を発するLED等の光源La,Lbが配置されている。
【0007】
これらの位置関係の一例を具体的な数値で示すと、目と撮像素子10との距離は8cm、目と光源La,Lbとの距離はそれぞれ4cm、光源La,Lbと撮影光軸との距離はそれぞれ1.5cmである。このように、光学系をコンパクトにまとめることにより、照射効率を良くして照明の消費電力を低く抑えると共に、むらのない均一な照明ができるという利点が得られている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
しかしながら、従来の虹彩撮影装置では、次のような課題があった。
【0010】
被撮影者が眼鏡を着用していると、照明光がその眼鏡のレンズで反射して撮像素子10に入射し、図2(b)に示すように、撮影された虹彩の画像の一部に眼鏡反射を生ずることがあった。眼鏡反射が発生すると、撮影した画像からアイリスコードを生成するためのデータ量が減少し、正確なアイリスコードが生成されなかったり、アイリスコードそのものが生成できなくなり、認識処理の時間が増大すると共に、認識性能を低下させる原因となっていた。
【0011】
眼鏡反射を避ける方法の1つとして、図2(c)に示すように、撮影光軸の左右の近傍の光源La,Lbに代えて、この撮影光軸から十分離れた位置に光源Lx,Lyを配置する方法がある。これにより、光源Lx,Lyから照射されて、眼鏡のレンズ表面で反射される光の反射角が大きくなり、その反射光が撮像素子10に入射することを防ぐことができる。
【0012】
一般的に、眼鏡レンズの形状は、目頭側よりも目尻側の曲率が大きくなっている。これは、人間の目では目尻側の視野が広くなっているという特性を考慮して、その方向の視野を広くとるためである。なお、人間の視野特性として、水平よりもやや下方を見る傾向があるので、その方向の視野を広くとるために、眼鏡レンズは上側よりも下側の曲率が大きくなっている。
【0013】
このような眼鏡レンズの形状により、光源Lx,Lyと撮影光軸との距離は、図2(c)に示すように、目頭側の光源Lxよりも目尻側の光源Lyを更に離して配置する必要がある。
【0014】
虹彩撮影装置では、左右の目を同じ条件で撮影する必要があるので、左右の光源Lx,Lyを対称に配置しなければならず、これらの光源Lx,Ly間の距離は更に広くとる必要がある。このため、光学系の寸法が大きくなると共に、光量の大きな光源Lx,Lyが必要となるという課題があった。
【0015】
また、被撮影者がハード・コンタクトレンズを着用している場合、図2(d)に示すように、コンタクトレンズの外周部の影が虹彩の画像に重畳して撮影される。特に、左右の光源La,Lbによって、画像の左右にコンタクトレンズの影が入り込み、しかも、瞬きする度にその位置が変化するので、ハードコンタクトレンズ着用者の認識率を低下させる要因となっていた。
【0016】
本発明は、前記従来技術が持っていた課題を解決し、眼鏡等の影響を受けずに虹彩の画像を撮影できる小型の虹彩撮影装置を提供するものである。
【0017】
【課題を解決するための手段】
【0018】
前記課題を解決するために、本発明の内の第1の発明は、虹彩撮影装置において、裸眼または眼鏡を着用した被撮影者の目の右側及び左側の斜め前方からそれぞれ撮影対象の虹彩部分に光を照射する第1及び第2の光源と、前記被撮影者の目の右側及び左側の斜め上方からそれぞれ前記撮影対象の虹彩部分に光を照射する第3及び第4の光源と、第1の撮影期間には前記被撮影者の左目の撮影を想定して前記第1及び第4の光源を同時に点灯させ、第2の撮影期間には該被撮影者の右目の撮影を想定して前記第2及び第3の光源を同時に点灯させる点灯制御部と、前記点灯制御部で点灯された光源によって照明された前記被撮影者の虹彩を撮影する撮影部とを備えている。
【0019】
第1の発明によれば、裸眼または眼鏡を着用した被撮影者を対象として、第1の撮影期間には左目の眼鏡反射を考慮した照明が行われ、第2の撮影期間には右目の眼鏡反射を考慮した照明が行われる。
【0020】
第2の発明は、虹彩撮影装置において、ハードコンタクトレンズを着用した被撮影者の目の右側及び左側の斜め前方からそれぞれ撮影対象の虹彩部分に光を照射する第1及び第2の光源と、前記被撮影者の目の右側及び左側の斜め上方からそれぞれ前記撮影対象の虹彩部分に光を照射する第3及び第4の光源と、第1の撮影期間には前記被撮影者の左目の撮影を想定して前記第1及び第3の光源を同時に点灯させ、第2の撮影期間には被撮影者の右目の撮影を想定して前記第2及び第4の光源を同時に点灯させる点灯制御部と、前記点灯制御部で点灯された光源によって照明された前記被撮影者の虹彩を撮影する撮影部とを備えている。
【0021】
第2の発明によれば、第1の撮影期間には、左目のハードコンタクトレンズの影を考慮した照明が行われる。第2の撮影期間には右目のハードコンタクトレンズの影を考慮した照明が行われる。
【0022】
第3の発明は、通常の眼鏡の眼鏡反射と、ハードコンタクトレンズの影を考慮した照明を順次切り替えて行う点灯制御部を有している。
【0023】
第4及び第5の発明は、眼鏡やハードコンタクトレンズの着用状況に応じて照明の切り替えを行う点灯制御部を有している。
【0024】
第6の発明は、第1〜第5の発明の前記点灯制御部を、各撮影期間に従って第1乃至第4の光源を順次切り替えて繰り返し点灯させるように構成し、撮影部を、点灯制御部による光源の切り替え毎に、被撮影者の虹彩を繰り返して撮影するように構成すると共に、この撮影部によって撮影された被撮影者の虹彩の複数の画像データを保持する画像記憶部と、前記画像記憶部に保持された複数の画像データの中からアイリスコードの生成に適したものを選択する画像選択部を設けている。
【0030】
【発明の実施の形態】
【0031】
(第1の実施形態)
【0032】
図1は、本発明の第1の実施形態を示す虹彩撮影装置の構成図である。
【0033】
この虹彩撮影装置は、図示しない被撮影者の目(特に、虹彩)を撮影するCCDやCMOSイメージセンサ等で構成される2次元の撮像素子10を有している。撮像素子10には、前方の8cm程度の位置にピントが合わされた固定焦点のレンズが組み込まれている。また、被撮影者の目と撮像素子10を結ぶ撮影光軸の左右には、この被撮影者の目の右側の斜め前方から撮影対象の虹彩部分に光を照射する光源L1と、左側の斜め前方からこの撮影対象の虹彩部分に光を照射する光源L2が対称に配置されている。
【0034】
更に、被撮影者の目の右側の斜め上方から撮影対象の虹彩部分に光を照射する光源L3と、左側の斜め上方からこの撮影対象の虹彩部分に光を照射する光源L4が配置されている。これらの光源L1〜L4は、撮像素子10よりも4cm程度前方、即ち被撮影者から4cm程度の位置に配置されている。光源L1〜L4は、いずれも近赤外光または近赤外光に近い可視光を発するLED等で構成され、点灯切替部20によって個別に点滅できるようになっている。
【0035】
撮像素子10の出力側には、ピント検出部30と画像記憶部40が接続されている。ピント検出部30は、撮像素子10から出力される画像データから、特定の範囲における画像の輪郭部の輝度の変化率を検出し、その輝度変化の値が予め設定した閾値を越えた時に、検出信号を出力するものである。また、画像記憶部40は、撮像素子10から出力される画像データを保持するものである。画像記憶部40には、画像出力部50が接続されている。
【0036】
画像出力部50は、画像記憶部40に保持された画像データを読み出して、図示しない認識処理装置へ出力するものである。
【0037】
また、この虹彩撮影装置は、全体の動作の制御を行う制御部60を有している。制御部60は、撮影素子10に対する撮影タイミングの指示や、点灯切替部20に対する光源L1〜L4の点滅の指示を行う機能を有している。また、この制御部60は、ピント検出部30からの検出信号に従って、光源L1〜L4を切り替えて撮影した複数の画像データを順次画像記憶部40へ保存したり、画像出力部50に対して画像記憶部40内の画像データを読み出して出力させる等の一連の制御を行うように構成されている。
【0038】
更に、この制御部60には、被撮影者に対して撮影の状況等を音声で知らせるための音声出力部70が接続されている。
【0039】
図3(a),(b)は、本実施形態の特徴である図1における光源配置と撮影画像との関係を示す説明図であり、同図(a)は図1中の撮像素子10と光源L1〜L4による光学系の配置の一例を、同図(b)はこれによって得られる撮影画像の一例を示している。
【0040】
図3(a)に示すように、光源L2は、従来の光源Laに比べて撮影光軸から若干離れた(例えば、2cm程度)左側に配置されている。これは、眼鏡レンズの目頭側で反射して撮像素子10に入る光が、虹彩の画像に重ならないようにするためである。一方、光源L3は、従来の光源Lbに比べて撮影光軸から若干離すと共に、撮影対象の目を斜め上方から照らすように、例えば1cm程度上側に配置されている。これは、眼鏡レンズの上側で反射して撮像素子10に入る光が、虹彩の画像に重ならないようにするためである。
【0041】
これにより、図3(b)に示すように、光源L2,L3の眼鏡反射は虹彩の横と斜め下に移動し、完全な虹彩の画像が得られる。なお、光源L2,L3は右目を撮影するための配置であるが、同じ撮像素子10を使って左目を撮影するために、撮影光軸を含む垂直平面に対称に、光源L1,L4が配置されている。
【0042】
図4(a),(b)は、図1の動作を示すフローチャートである。以下、この図4を参照しつつ、図1の動作を説明する。
【0043】
図4(a)は、眼鏡着用者を考慮したもので、被撮影者が虹彩撮影装置の所定の位置に近付くと、図示しないセンサがこれを検出して動作が開始される。
【0044】
ステップS1において、制御部60から点灯切替部20に対して、例えば光源L3,L4を点灯させるための指示が出され、これに続いて撮像素子10に対して、撮影の指示が出される。これによって、撮像素子10から撮影された画像データが出力され、ピント検出部30に与えられる。
【0045】
ピント検出部30では、撮像素子10から与えられる画像データから、特定の範囲における画像の輪郭部の輝度の変化率が検出され、その輝度変化の値が予め設定した閾値を越えた時に、検出信号が出力される。制御部60では、ピント検出部30から検出信号が出力されるまで、音声出力部70から被撮影者に対して適切なガイドメッセージを出力させながら、撮像素子10に対する撮影の指示が繰り返えされる。そして、ピント検出部30から検出信号が出力されると、ステップS2へ進む。
【0046】
ステップS2において、制御部60から点灯切替部20に対して、光源L1,L4を点灯させるための指示が出される。これにより、光源L1,L4が点灯し、光源L2,L3は消灯する。
【0047】
ステップS3において、制御部60から撮像素子10に対して撮影の指示が出されると共に、画像記憶部40に対して撮像素子10から出力される画像データを保持するように指示が出される。これにより、撮像素子10で撮影された画像データが画像記憶部40に格納される。この画像データは、眼鏡を着用した左目の虹彩画像に眼鏡反射が重ならないように設定されたものである。
【0048】
ステップS4において、制御部60から点灯切替部20に対して、光源L2,L3を点灯させるための指示が出される。これにより、光源L2,L3が点灯し、光源L1,L4は消灯する。
【0049】
ステップS5において、制御部60から撮像素子10に対して撮影の指示が出されると共に、画像記憶部40に対して撮像素子10から出力される画像データを保持するように指示が出される。これにより、撮像素子10で撮影された画像データが画像記憶部40に格納される。この画像データは、眼鏡を着用した右目の虹彩画像に眼鏡反射が重ならないように設定されたものである。ステップS5の後、ステップS10へ進む。
【0050】
ステップS10において、ステップS2〜S5による撮影が所定回数だけ行われたか否かが判定され、完了していればステップS11へ進む。もしも、所定回数の撮影が完了していなければ、ステップS1へ戻り、ステップS2〜S5の処理が繰り返される。
【0051】
ステップS11では、制御部60から画像出力部50に対して、画像記憶部40内の画像データを読み出して、認識処理装置側へ出力させるための指示が出される。撮影された画像データの出力が完了すると、この虹彩撮影装置の動作は終了する。
【0052】
図4(b)は、眼鏡着用者に加えて、ハードコンタクトレンズ着用者を考慮したもので、図4(a)のステップS5の後に、ステップS6〜S9を追加している。
【0053】
ステップS6では、制御部60から点灯切替部20に対して、光源L1,L3を点灯させるための指示が出される。これにより、光源L2,L4が点灯し、光源L1,L3は消灯する。
【0054】
ステップS7では、制御部60から撮像素子10に対して撮影の指示が出されると共に、画像記憶部40に対して撮像素子10から出力される画像データを保持するように指示が出される。これにより、撮像素子10で撮影された画像データが画像記憶部40に格納される。この画像データは、ハードコンタクトレンズを着用した左目の虹彩画像に、このコンタクトレンズの影が生じないように設定されたものである。
【0055】
ステップS8では、制御部60から点灯切替部20に対して、光源L1,L3を点灯させるための指示が出される。これにより、光源L1,L3が点灯し、光源L2,L4は消灯する。
【0056】
ステップS9では、制御部60から撮像素子10に対して撮影の指示が出されると共に、画像記憶部40に対して撮像素子10から出力される画像データを保持するように指示が出される。これにより、撮像素子10で撮影された画像データが画像記憶部40に格納される。この画像データは、ハードコンタクトレンズを着用した右目の虹彩画像に、このコンタクトレンズの影が生じないように設定されたものである。ステップS9の後、ステップS10へ進む。
【0057】
その他の動作は、図4(a)と同様である。
【0058】
以上のように、この第1の実施形態の虹彩撮影装置は、眼鏡レンズの曲率を考慮して、眼鏡反射が虹彩の画像に重ならないように、なるべく撮影光軸に近く配置した4個の光源L1〜L4を有し、これらの光源L1〜L4を2つずつ選択して右目及び左目に対応する虹彩の画像を順次撮影するように構成している。これにより、装置の小型化が可能になると共に、眼鏡やハードコンタクトレンズの影響を受けずに虹彩を忠実に撮影した画像データを得ることができるという利点がある。
【0059】
(第2の実施形態)
【0060】
図5は、本発明の第2の実施形態を示す虹彩撮影装置の構成図であり、図1中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
【0061】
この虹彩撮影装置は、図1中の画像記憶部40と画像出力部50の間に画像選択部45を挿入すると共に、制御部60に代えて機能の若干異なる制御部60Aを設けている。
【0062】
画像選択部45は、画像記憶部40に保持された虹彩の複数の画像データの中から、アイリスコードの生成に適したものを選択するものである。具体的には、例えば、画像データの所定領域における画素の濃度分布を調べ、眼鏡反射と想定される白レベルの画素の数が一定数以下のものを、アイリスコードの生成に適したものとして選択するようになっている。選択された画像データは、画像出力部50を介して認識処理装置へ出力される。
【0063】
一方、制御部60Aは、2つの撮影モード選択用のスイッチ61,62を備えている。スイッチ61は、裸眼または眼鏡着用者が虹彩の撮影を行うときに押すものであり、スイッチ62は、ハードコンタクトレンズ着用者が虹彩の撮影を行うときに押すものである。これにより、制御部60Aは、撮影モードに応じた照明条件で虹彩の撮影を行うようにプログラムされている。その他の構成は、図1と同様である。
【0064】
図6は、図5の動作を示すフローチャートである。以下、この図6を参照しつつ、図5の動作を説明する。
【0065】
被撮影者が虹彩撮影装置の所定の位置に近付くと、図示しないセンサがこれを検出して動作が開始される。被撮影者は、眼鏡の着用状態に従ってスイッチ61,62を操作する。即ち、裸眼、通常の眼鏡、またはソフトコンタクトレンズを使用しているときは、スイッチ61を押す。また、ハードコンタクトレンズを着用しているときには、スイッチ62を押す。
【0066】
ステップS21において、制御部60Aから点灯切替部20に対して、光源L3,L4を点灯させるための指示が出され、これに続いて撮像素子10に対して、撮影の指示が出される。これによって、撮像素子10から撮影された画像データが出力され、ピント検出部30に与えられる。
【0067】
ピント検出部30では、撮像素子10から与えられる画像データから、特定の範囲における画像の輪郭部の輝度の変化率が検出され、その輝度変化の値が予め設定した閾値を越えた時に、検出信号が出力される。制御部60Aでは、ピント検出部30から検出信号が出力されるまで、音声出力部70から被撮影者に対して適切なガイドメッセージを出力させながら、撮像素子10に対する撮影の指示が繰り返えされる。そして、ピント検出部30から検出信号が出力されると、ステップS22へ進む。
【0068】
ステップS22において、選択された撮影モードが判定される。スイッチ61が押されていると、裸眼等の撮影モードとなってステップS23へ進み、スイッチ62が押されていると、ハードコンタクトレンズの撮影モードとなってステップS28へ進む。
【0069】
スイッチ61が押されている時には、ステップS23において、制御部60Aから点灯切替部20に対して、光源L1,L4を点灯させるための指示が出される。これにより、光源L1,L4が点灯し、光源L2,L3は消灯する。
【0070】
ステップS24において、制御部60Aから撮像素子10に対して撮影の指示が出されると共に、画像記憶部40に対して撮像素子10から出力される画像データを保持するように指示が出される。これにより、撮像素子10で撮影された画像データが画像記憶部40に格納される。この画像データは、眼鏡を着用した左目の虹彩画像に眼鏡反射が重ならないように設定されたものである。
【0071】
ステップS25において、制御部60Aから点灯切替部20に対して、光源L2,L3を点灯させるための指示が出される。これにより、光源L2,L3が点灯し、光源L1,L4は消灯する。
【0072】
ステップS26において、制御部60Aから撮像素子10に対して撮影の指示が出されると共に、画像記憶部40に対して撮像素子10から出力される画像データを保持するように指示が出される。これにより、撮像素子10で撮影された画像データが画像記憶部40に格納される。この画像データは、眼鏡を着用した右目の虹彩画像に眼鏡反射が重ならないように設定されたものである。ステップS26の後、ステップS27へ進む。
【0073】
ステップS27において、ステップS23〜S26による撮影が所定回数だけ行われたか否かが判定され、完了していればステップS33へ進む。もしも、所定回数の撮影が完了していなければ、ステップS23へ戻り、ステップS23〜S26の処理が繰り返される。
【0074】
一方、スイッチ62が押されている時には、ステップS28において、制御部60Aから点灯切替部20に対して、光源L2,L4を点灯させるための指示が出される。これにより、光源L2,L4が点灯し、光源L1,L3は消灯する。
【0075】
ステップS29において、制御部60Aから撮像素子10に対して撮影の指示が出されると共に、画像記憶部40に対して撮像素子10から出力される画像データを保持するように指示が出される。これにより、撮像素子10で撮影された画像データが画像記憶部40に格納される。この画像データは、ハードコンタクトレンズを着用した左目の虹彩画像に、このコンタクトレンズの影が生じないように設定されたものである。
【0076】
ステップS30において、制御部60Aから点灯切替部20に対して、光源L1,L3を点灯させるための指示が出される。これにより、光源L1,L3が点灯し、光源L2,L4は消灯する。
【0077】
ステップS31において、制御部60Aから撮像素子10に対して撮影の指示が出されると共に、画像記憶部40に対して撮像素子10から出力される画像データを保持するように指示が出される。これにより、撮像素子10で撮影された画像データが画像記憶部40に格納される。この画像データは、ハードコンタクトレンズを着用した右目の虹彩画像に、このコンタクトレンズの影が生じないように設定されたものである。ステップS31の後、ステップS32へ進む。
【0078】
ステップS32において、ステップS28〜S31による撮影が所定回数だけ行われたか否かが判定され、完了していればステップS33へ進む。もしも、所定回数の撮影が完了していなければ、ステップS28へ戻り、ステップS28〜S31の処理が繰り返される。
【0079】
ステップS33では、制御部60Aから画像選択部45に対して、画像記憶部40内の画像データを読み出して、アイリスコードの生成に適したものを選択するための指示が出される。これにより、画像記憶部40内の画像データの中からアイリスコードの生成に適したものが選択され、画像出力部50を介して認識処理装置側へ出力される。選択された画像データの出力が完了すると、この虹彩撮影装置の動作は終了する。
【0080】
以上のように、この第2の実施形態の虹彩撮影装置は、撮影された画像データの中からアイリスコードの生成に適したものを選択する画像選択部45を有しているので、不適切な画像データを認識処理装置へ出力することがなくなり、認識処理の効率化と迅速化が可能になる。
【0081】
また、スイッチ61,62によって、被撮影者の眼鏡等の着用状況によって撮影モードを選択することができるようになっている。これにより、無駄な撮影を行うことがなくなり、撮影時間の短縮が可能になる。
【0082】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されず、種々の変形が可能である。この変形例としては、例えば、次のようなものがある。
【0083】
(a) 被撮影者の目と撮像素子10及び光源L1〜L4の距離は、例示した値に限定されない。一般的に使用されている眼鏡用のレンズの曲率に応じて最適な値に設定する必要がある。
【0084】
(b) 光源L1〜L4の点滅の順序は、図4または図6に例示した順序に限定されない。
【0085】
(c) 虹彩の撮影中、光源L1〜L4を順次切り替えながら点灯させているが、撮像素子10で撮影した画像データを画像記憶部40へ転送している期間、これれらの光源L1〜L4を消灯させるようにしても良い。この場合、例えば、撮像素子10から出力される同期信号に基づいて、光源L1〜L4の点滅、撮像素子10のシャッター開閉、画像データの転送等のタイミングを制御する必要がある。これにより、光源L1〜L4の点灯時間の短縮が可能になり、消費電力の低減ができる。
【0086】
【発明の効果】
【0087】
以上詳細に説明したように、第1の発明によれば、裸眼または眼鏡を着用した被撮影者の目の右及び左の斜め前方からそれぞれ光を照射する第1及び第2の光源と、右及び左の斜め上方からそれぞれ光を照射する第3及び第4の光源と、第1の撮影期間に第1及び第4の光源を同時に点灯させ、第2の撮影期間に第2及び第3の光源を同時に点灯させる点灯制御部を有している。これにより、光源を撮影光軸の近くに配置しても眼鏡反射を避けることが可能になり、虹彩撮影装置の小型化ができるという効果に加えて、左右の眼鏡に対して眼鏡反射の影響のない虹彩画像を撮影することができるという効果がある。
【0088】
第2の発明によれば、ハードコンタクトレンズを着用した被撮影者の目の右及び左の斜め前方からそれぞれ光を照射する第1及び第2の光源と、右及び左の斜め上方からそれぞれ光を照射する第3及び第4の光源と、第1の撮影期間に第1及び第3の光源を同時に点灯させ、第2の撮影期間に第2及び第4の光源を同時に点灯させる点灯制御部を有している。これにより、小型の撮影装置で、左右のハードコンタクトレンズの影のない虹彩画像を撮影することができる。
【0089】
第3の発明によれば、被撮影者の目の右及び左の斜め前方からそれぞれ光を照射する第1及び第2の光源と、右及び左の斜め上方からそれぞれ光を照射する第3及び第4の光源と、第1〜第4の撮影期間に、左右の眼鏡反射と、左右のハードコンタクトレンズの影の影響をなくすように順次第1〜第4の光源を組み合わせて点灯させる点灯制御部を有している。これにより、小型の撮影装置で、眼鏡反射やハードコンタクトレンズの影のない虹彩画像を撮影することができる。
【0090】
第4及び第5の発明によれば、第1または第2の撮影モードの指定に基づいて、左右の眼鏡反射または、左右のハードコンタクトレンズの影の影響をなくすように順次第1〜第4の光源を組み合わせて点灯させる点灯制御部を有している。これにより、第3の発明に比べて撮影時間を短縮することができる。
【0091】
第6の発明によれば、第1〜第5の発明における点灯制御部を、各撮影期間に従って第1〜第4の光源を順次切り替えて繰り返し点灯させるように構成し、撮影部を、点灯制御部による光源の切り替え毎に、被撮影者の虹彩を繰り返して撮影するように構成し、画像記憶部に保持された複数の虹彩画像の中から、アイリスコードの生成に適したものを選択する画像選択部を設けている。これにより、複数の虹彩画像が得られ、その中から眼鏡反射等のある不適切な虹彩画像のデータが排除されるので、後の認識処理の負荷を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態を示す虹彩撮影装置の構成図である。
【図2】従来の虹彩撮影装置とその問題点の説明図である。
【図3】図1における光源配置と撮影画像との関係を示す説明図である。
【図4】図1の動作を示すフローチャートである。
【図5】本発明の第2の実施形態を示す虹彩撮影装置の構成図である。
【図6】図5の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
L1〜L4 光源
10 撮像素子
20 点灯切替部
30 ピント検出部
40 画像記憶部
50 画像出力部
60,60A 制御部
61,62 スイッチ
70 音声出力部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
[0002]
The present invention relates to an iris photographing apparatus that photographs an iris (iris) for personal identification.
[0003]
[Prior art]
[0004]
An iris recognition system for identifying an individual includes an imaging device that captures an iris of a person to be identified, and a processing device that performs recognition processing based on iris image data obtained by the imaging device. The imaging device includes a light source that irradiates light to an iris portion to be imaged and an imaging element that captures an eye illuminated by the light source. The light source is necessary for acquiring iris image data suitable for image processing, but depending on the implementation, it is difficult to realize good illumination conditions depending on the eye condition of the subject. There is a case. The quality of the iris coding process performed by the processing apparatus depends largely on the quality of the image obtained by the imaging apparatus, and the performance of the imaging apparatus greatly affects the performance of the iris recognition system.
[0005]
2A to 2D are explanatory diagrams of a conventional iris photographing apparatus and its problems.
[0006]
FIG. 2A shows the positional relationship between the imaging element and the light source of the iris photographing apparatus and the eyes of the subject at the time of photographing. As shown in FIG. 2A, the iris photographing apparatus has a fixed-focus lens and has an
[0007]
An example of these positional relationships is shown by specific numerical values. The distance between the eyes and the
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
[0009]
However, the conventional iris photographing apparatus has the following problems.
[0010]
When the subject wears spectacles, the illumination light is reflected by the lens of the spectacles and enters the
[0011]
As one method of avoiding spectacle reflection, as shown in FIG. 2C, instead of the light sources La and Lb near the left and right of the photographing optical axis, the light sources Lx and Ly are located at positions sufficiently away from the photographing optical axis. There is a way to arrange. Thereby, the reflection angle of the light irradiated from the light sources Lx and Ly and reflected by the lens surface of the glasses increases, and the reflected light can be prevented from entering the
[0012]
In general, the shape of a spectacle lens has a larger curvature on the outer corner than on the front. This is because, in consideration of the characteristic that the visual field on the outer corner of the human eye is wide, the visual field in that direction is widened. As human visual field characteristics, there is a tendency to look slightly below the horizontal, so that the spectacle lens has a lower curvature than the upper side in order to increase the field of view in that direction.
[0013]
Due to the shape of the spectacle lens, the distance between the light sources Lx and Ly and the photographing optical axis is arranged such that the light source Ly on the outer corner side is further away from the light source Lx on the eye side as shown in FIG. There is a need.
[0014]
In the iris photographing device, it is necessary to photograph the left and right eyes under the same conditions, so the left and right light sources Lx and Ly areSymmetryThe distance between these light sources Lx and Ly needs to be further increased. For this reason, there existed a subject that the dimension of an optical system became large and the light sources Lx and Ly with big light quantity were needed.
[0015]
Also, when the subject wears a hard contact lens, as shown in FIG. 2D, the shadow of the outer periphery of the contact lens is photographed with being superimposed on the iris image. In particular, the left and right light sources La and Lb cause shadows of the contact lens to enter the left and right sides of the image, and the position changes each time the eye blinks, which is a factor that reduces the recognition rate of the hard contact lens wearer. .
[0016]
The present invention solves the problems of the prior art and provides a small iris photographing apparatus capable of photographing an iris image without being affected by glasses or the like.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
[0018]
In order to solve the above-mentioned problems, a first invention of the present invention is an iris photographing apparatus,First and second light sources that irradiate light to the iris portion of the subject to be photographed from the right and left sides of the subject's eye wearing the naked eye or glasses, and the right and left sides of the subject's eye Third and fourth light sources that irradiate light to the iris portion of the subject to be photographed from diagonally above, and the first and fourth supposing the subject's left eye is photographed during the first photographing period. A lighting control unit that turns on the light sources at the same time and lights up the second and third light sources at the same time in the second shooting period assuming the shooting of the subject's right eye;SaidDepending on the light source lit by the lighting controllerAnd an imaging unit that images the illuminated iris of the subject.
[0019]
According to the first aspect of the present invention, illumination is performed in consideration of left-eye spectacles reflection in the first photographing period, and the right-eye spectacles in the second photographing period. Illumination is performed in consideration of reflection.
[0020]
The second aspect of the invention is an iris photographing device, wherein the first and second light sources irradiate light to the iris portion of the subject to be photographed from the right side and left side of the eye of the subject wearing the hard contact lens, respectively, Third and fourth light sources that irradiate light to the iris portion of the subject to be photographed from obliquely above the right and left sides of the subject's eyes, and photographing the subject's left eye during the first photographing period A lighting control unit that turns on the first and third light sources at the same time, and lights up the second and fourth light sources at the same time in the second shooting period assuming shooting of the subject's right eye. When,SaidA photographing unit that photographs the iris of the subject illuminated by the light source that is lit by the lighting control unit.
[0021]
According to the second invention, illumination is performed in consideration of the shadow of the hard contact lens of the left eye during the first imaging period. Illumination is performed in consideration of the shadow of the right eye hard contact lens during the second imaging period.
[0022]
The third invention isIt has a lighting control unit that sequentially switches between specular reflection of normal spectacles and illumination in consideration of the shadow of the hard contact lens.
[0023]
4th and 5th invention has the lighting control part which switches illumination according to the wearing condition of spectacles or a hard contact lens.
[0024]
First6The invention ofThe lighting control unit according to the first to fifth aspects of the invention is configured to sequentially turn on and turn on the first to fourth light sources according to each shooting period, and the shooting unit is switched every time the light source is switched by the lighting control unit. The image storage unit is configured to repeatedly photograph the subject's iris, and holds a plurality of image data of the subject's iris photographed by the photographing unit, and the image storage unit holds the image data. An image selection unit is provided to select an image suitable for generating an iris code from among a plurality of image data.ing.
[0030]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[0031]
(First embodiment)
[0032]
FIG. 1 is a configuration diagram of an iris photographing apparatus showing a first embodiment of the present invention.
[0033]
The iris photographing apparatus has a two-
[0034]
Further, a light source L3 that irradiates light to the iris portion of the subject to be photographed from the diagonally upper right side of the subject's eye and a light source L4 that irradiates light to the iris portion of the subject of photographing from the diagonally upper left side are arranged. . These light sources L <b> 1 to L <b> 4 are disposed about 4 cm ahead of the
[0035]
A
[0036]
The
[0037]
The iris photographing apparatus has a
[0038]
Further, the
[0039]
FIGS. 3A and 3B are explanatory views showing the relationship between the light source arrangement and the photographed image in FIG. 1 which is a feature of the present embodiment, and FIG. 3A is the
[0040]
As shown in FIG. 3A, the light source L2 is disposed on the left side slightly away from the photographing optical axis (for example, about 2 cm) compared to the conventional light source La. This is for the purpose of preventing the light that enters the
[0041]
As a result, as shown in FIG. 3B, the eyeglass reflections of the light sources L2 and L3 move laterally and obliquely below the iris, and a complete iris image is obtained. Although the light sources L2 and L3 are arranged for photographing the right eye, the light sources L1 and L4 are arranged symmetrically with respect to the vertical plane including the photographing optical axis in order to photograph the left eye using the
[0042]
FIGS. 4A and 4B are flowcharts showing the operation of FIG. The operation of FIG. 1 will be described below with reference to FIG.
[0043]
FIG. 4 (a) considers a spectacle wearer. When the person to be photographed approaches a predetermined position of the iris photographing apparatus, a sensor (not shown) detects this and the operation is started.
[0044]
In step S <b> 1, for example, an instruction for lighting the light sources L <b> 3 and L <b> 4 is issued from the
[0045]
The
[0046]
In step S2, the
[0047]
In step S <b> 3, the
[0048]
In step S4, the
[0049]
In step S <b> 5, an instruction to shoot is issued from the
[0050]
In step S10, it is determined whether or not the photographing in steps S2 to S5 has been performed a predetermined number of times. If completed, the process proceeds to step S11. If the predetermined number of times of photographing has not been completed, the process returns to step S1 and the processes of steps S2 to S5 are repeated.
[0051]
In step S11, the
[0052]
FIG.4 (b) considers a hard contact lens wearer in addition to a spectacles wearer, and adds step S6-S9 after step S5 of Fig.4 (a).
[0053]
In step S <b> 6, an instruction for lighting the light sources L <b> 1 and L <b> 3 is issued from the
[0054]
In step S <b> 7, an instruction to shoot is issued from the
[0055]
In step S <b> 8, an instruction for lighting the light sources L <b> 1 and L <b> 3 is issued from the
[0056]
In step S <b> 9, an instruction for photographing is issued from the
[0057]
Other operations are the same as those in FIG.
[0058]
As described above, the iris photographing apparatus according to the first embodiment takes into account the curvature of the spectacle lens, and four light sources arranged as close to the photographing optical axis as possible so that the spectacle reflection does not overlap the iris image. L1 to L4 are provided, and the light sources L1 to L4 are selected two by two, and the iris images corresponding to the right eye and the left eye are sequentially photographed. This makes it possible to reduce the size of the apparatus and to obtain image data obtained by faithfully photographing the iris without being affected by glasses or hard contact lenses.
[0059]
(Second Embodiment)
[0060]
FIG. 5 is a block diagram of an iris photographing apparatus showing a second embodiment of the present invention. Elements common to those in FIG. 1 are denoted by common reference numerals.
[0061]
In this iris photographing apparatus, an
[0062]
The
[0063]
On the other hand, the
[0064]
FIG. 6 is a flowchart showing the operation of FIG. Hereinafter, the operation of FIG. 5 will be described with reference to FIG.
[0065]
When the person to be photographed approaches a predetermined position of the iris photographing apparatus, a sensor (not shown) detects this and the operation is started. The subject operates the
[0066]
In step S <b> 21, an instruction for lighting the light sources L <b> 3 and L <b> 4 is issued from the
[0067]
The
[0068]
In step S22, the selected shooting mode is determined. When the
[0069]
When the
[0070]
In step S24, the
[0071]
In step S25, an instruction for lighting the light sources L2 and L3 is issued from the
[0072]
In step S26, the
[0073]
In step S27, it is determined whether or not the photographing in steps S23 to S26 has been performed a predetermined number of times. If completed, the process proceeds to step S33. If the predetermined number of times of shooting has not been completed, the process returns to step S23, and the processes of steps S23 to S26 are repeated.
[0074]
On the other hand, when the
[0075]
In step S29, the
[0076]
In step S30, an instruction for lighting the light sources L1 and L3 is issued from the
[0077]
In step S31, the
[0078]
In step S32, it is determined whether or not the photographing in steps S28 to S31 has been performed a predetermined number of times. If completed, the process proceeds to step S33. If the predetermined number of times of shooting has not been completed, the process returns to step S28, and the processes of steps S28 to S31 are repeated.
[0079]
In step S33, the
[0080]
As described above, the iris imaging apparatus according to the second embodiment includes the
[0081]
Further, the
[0082]
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various deformation | transformation is possible. Examples of this modification include the following.
[0083]
(A) The distance between the eye of the subject and the
[0084]
(B) The blinking order of the light sources L1 to L4 is not limited to the order illustrated in FIG. 4 or FIG.
[0085]
(C) During the imaging of the iris, the light sources L1 to L4 are turned on while being sequentially switched, but during the period in which the image data captured by the
[0086]
【The invention's effect】
[0087]
As explained in detail above, according to the first invention,First and second light sources that irradiate light from the right and left diagonal fronts of the eye of the subject wearing the naked eye or glasses, and third and fourth that irradiate light from diagonally upwards of the right and left, respectively. And a lighting control unit for simultaneously lighting the first and fourth light sources during the first shooting period and simultaneously lighting the second and third light sources during the second shooting period.have. As a result, it is possible to avoid spectacle reflection even if the light source is arranged near the photographing optical axis, and the iris photographing apparatus can be miniaturized.In addition to the effect, it is possible to shoot an iris image without the influence of spectacle reflection on the left and right glasseseffective.
[0088]
According to the second invention,First and second light sources that irradiate light from the right and left diagonal fronts of the eye of the subject wearing the hard contact lens, and third and fourth that irradiate light from the upper right and left diagonally, respectively. And a lighting control unit for simultaneously lighting the first and third light sources during the first shooting period and simultaneously lighting the second and fourth light sources during the second shooting period. Thereby, an iris image without a shadow of the left and right hard contact lenses can be photographed with a small photographing device.
[0089]
According to the third aspect of the invention, the first and second light sources that irradiate light from the right and left oblique fronts of the subject's eyes, respectively, and the third and the third light sources that irradiate light from the right and left obliquely upward directions, respectively. A fourth light source;In the first to fourth shooting periods, the first to fourth light sources are sequentially combined so as to eliminate the influence of the left and right eyeglass reflections and the left and right hard contact lens shadows.A lighting control unit for lighting is provided. ThisA small photographic device that reflects the reflections of glasses and shadows of hard contact lenses.It is possible to shoot an iris image without any.
[0090]
4thAnd fifthAccording to the invention ofBased on the designation of the first or second shooting mode, a lighting control unit for sequentially lighting the first to fourth light sources in combination so as to eliminate the influence of left and right eyeglass reflections or left and right hard contact lens shadows Have. Thereby, the photographing time can be shortened as compared with the third invention.
[0091]
First6According to the invention ofThe lighting control unit according to the first to fifth aspects of the invention is configured to sequentially switch the first to fourth light sources according to each shooting period to repeatedly turn on, and the shooting unit is switched every time the light source is switched by the lighting control unit. An image selection unit is provided that repeatedly captures the subject's iris and selects an iris image suitable for generating an iris code from among a plurality of iris images held in the image storage unit. As a result, a plurality of iris images are obtained, and inappropriate iris image data such as spectacle reflection is excluded from the plurality of iris images, thereby reducing the load of the subsequent recognition processing.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of an iris photographing apparatus showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram of a conventional iris photographing apparatus and its problems.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a relationship between a light source arrangement and a captured image in FIG.
4 is a flowchart showing the operation of FIG. 1. FIG.
FIG. 5 is a configuration diagram of an iris photographing apparatus showing a second embodiment of the present invention.
6 is a flowchart showing the operation of FIG.
[Explanation of symbols]
L1-L4 light source
10 Image sensor
20 lighting switching part
30 Focus detector
40 Image storage
50 Image output unit
60,60A control unit
61, 62 switch
70 Audio output unit
Claims (6)
前記被撮影者の目の右側及び左側の斜め上方からそれぞれ前記撮影対象の虹彩部分に光を照射する第3及び第4の光源と、
第1の撮影期間には前記被撮影者の左目の撮影を想定して前記第1及び第4の光源を同時に点灯させ、第2の撮影期間には該被撮影者の右目の撮影を想定して前記第2及び第3の光源を同時に点灯させる点灯制御部と、
前記点灯制御部で点灯された光源によって照明された前記被撮影者の虹彩を撮影する撮影部とを、
備えたことを特徴とする虹彩撮影装置。 First and second light sources for irradiating light to the iris part of the subject to be photographed from the right side and the left side of the subject's eye wearing the naked eye or glasses;
Third and fourth light sources for irradiating light to the iris part of the subject to be photographed from diagonally above the right and left sides of the subject's eyes,
The first and fourth light sources are turned on at the same time assuming that the left eye of the subject is photographed during the first photographing period, and the right eye of the subject is photographed during the second photographing period. A lighting control unit for simultaneously lighting the second and third light sources;
A photographing unit that photographs the iris of the subject illuminated by the light source lit by the lighting control unit ;
An iris photographing apparatus characterized by comprising.
前記被撮影者の目の右側及び左側の斜め上方からそれぞれ前記撮影対象の虹彩部分に光を照射する第3及び第4の光源と、
第1の撮影期間には前記被撮影者の左目の撮影を想定して前記第1及び第3の光源を同時に点灯させ、第2の撮影期間には被撮影者の右目の撮影を想定して前記第2及び第4の光源を同時に点灯させる点灯制御部と、
前記点灯制御部で点灯された光源によって照明された前記被撮影者の虹彩を撮影する撮影部とを、
備えたことを特徴とする虹彩撮影装置。 A first light source and a second light source for irradiating light to an iris portion of a subject to be photographed from the right side and left side of the subject's eye wearing a hard contact lens;
Third and fourth light sources for irradiating light to the iris part of the subject to be photographed from diagonally above the right and left sides of the subject's eyes,
The first and third light sources are turned on at the same time assuming the left eye of the subject to be photographed during the first photographing period, and the right eye of the subject is assumed to be photographed during the second photographing period. A lighting control unit for simultaneously lighting the second and fourth light sources;
A photographing unit that photographs the iris of the subject illuminated by the light source lit by the lighting control unit ;
An iris photographing apparatus characterized by comprising.
前記被撮影者の目の右側及び左側の斜め上方からそれぞれ前記撮影対象の虹彩部分に光を照射する第3及び第4の光源と、
第1の撮影期間には裸眼または眼鏡を着用した被撮影者の左目の撮影を想定して前記第1及び第4の光源を同時に点灯させ、第2の撮影期間には裸眼または眼鏡を着用した被撮影者の右目の撮影を想定して前記第2及び第3の光源を同時に点灯させ、第3の撮影期間にはハードコンタクトレンズを着用した被撮影者の左目の撮影を想定して前記第1及び第3の光源を同時に点灯させ、第4の撮影期間にはハードコンタクトレンズを着用した被撮影者の右目の撮影を想定して前記第2及び第4の光源を同時に点灯させる点灯制御部と、
前記点灯制御部で点灯された光源によって照明された前記被撮影者の虹彩を撮影する撮影部とを、
備えたことを特徴とする虹彩撮影装置。A first light source and a second light source for irradiating light to an iris part of a subject to be photographed from diagonally forward on the right side and left side of the eye of the subject,
Third and fourth light sources for irradiating light to the iris part of the subject to be photographed from diagonally above the right and left sides of the subject's eyes,
The first light source and the fourth light source are turned on at the same time assuming that the left eye of the subject wearing the naked eye or glasses is photographed during the first photographing period, and the naked eye or glasses are worn during the second photographing period . The second and third light sources are turned on at the same time assuming that the subject's right eye is shot, and the left eye of the subject wearing the hard contact lens is assumed during the third shooting period. A lighting control unit that turns on the first and third light sources at the same time and lights the second and fourth light sources at the same time in the fourth shooting period assuming shooting of the right eye of the subject wearing the hard contact lens. When,
A photographing unit that photographs the iris of the subject illuminated by the light source lit by the lighting control unit;
An iris photographing apparatus characterized by comprising.
前記被撮影者の目の右側及び左側の斜め上方からそれぞれ前記撮影対象の虹彩部分に光を照射する第3及び第4の光源と、
裸眼または眼鏡着用者を示す第1の撮影モードが指定された場合には、第1の撮影期間に前記被撮影者の左目の撮影を想定して前記第1及び第4の光源を同時に点灯させ、第2の撮影期間に該被撮影者の右目の撮影を想定して前記第2及び第3の光源を同時に点灯させ、ハードコンタクトレンズ着用者を示す第2の撮影モードが指定された場合には、前記第1の撮影期間に該被撮影者の左目の撮影を想定して前記第1及び第3の光源を同時に点灯させ、前記第2の撮影期間に該被撮影者の右目の撮影を想定して前記第2及び第4の光源を同時に点灯させる点灯制御部と、
前記点灯制御部で点灯された光源によって照明された前記被撮影者の虹彩を撮影する撮影部とを、
備えたことを特徴とする虹彩撮影装置。A first light source and a second light source for irradiating light to an iris part of a subject to be photographed from diagonally forward on the right side and left side of the eye of the subject,
Third and fourth light sources for irradiating light to the iris part of the subject to be photographed from diagonally above the right and left sides of the subject's eyes,
When the first shooting mode indicating the naked eye or the spectacle wearer is designated, the first and fourth light sources are turned on simultaneously in the first shooting period assuming the shooting of the left eye of the subject. When the second photographing mode indicating the wearer of the hard contact lens is designated by assuming that the right eye of the subject is photographed during the second photographing period and simultaneously turning on the second and third light sources. Assumes that the left eye of the subject is to be photographed during the first photographing period, and simultaneously turns on the first and third light sources, and photographs the right eye of the subject during the second photographing period. a lighting control unit for assuming to light the second and fourth light sources at the same time,
A photographing unit that photographs the iris of the subject illuminated by the light source lit by the lighting control unit;
An iris photographing apparatus characterized by comprising.
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