JP4719809B2 - 人物識別方法および撮影装置 - Google Patents

Description

本発明は、人物の一方または両方の虹彩を撮影する装置およびこのような撮影装置を使用して人物を識別する方法に関係する。本発明は、生体認識の分野、および、特に、目の虹彩の解析による識別の分野に用途が見出される。

生体認識による識別は、たとえば、建物または機械のような設備を保護するため、または、たとえば、身分証明書の発行、年金の支払いなどのような権利の付与を取得するために使用される。この技術は、盗まれたり、偽造されたりする可能性のあるアクセスコードまたはカードを不要にすることを可能にする。この技術の使用は、二人の人物が二つの同一のバイオメトリクスを有している確率が殆どゼロである限りにおいては、セキュリティを強化する。

人物の虹彩を解析することにより人物を識別する第１の方法が知られているが、この方法は画像をモデルに変換することおよび、このモデルをデータベースに保存されている参照モデルと比較することに基づいている。変換に由来するモデルは、虹彩の画像からアルゴリズムを用いて生成され、虹彩画像の一連の情報特性を含んでいる。虹彩画像と同様に、これらのモデルは各人物に対して一意的である。

第１の識別方法は、撮像センサを使用して虹彩の画像を捕捉するステップから始まる。第１の識別方法は、次に、このようにして捕捉された画像をモデルに変換するステップと、その後、このモデルをデータベース内の参照モデルと比較するステップと、最後に、比較ステップの結果から人物の識別に関する決定を行うステップへと続く。
各虹彩の画像の捕捉から両目の虹彩を解析するように設計されている第２の識別方法も知られている。この目的のため、第２の識別方法のため使用される撮像センサは第１の識別方法のため使用される撮像センサの二倍の大きさであるか、または、第１の識別方法のため使用される撮像センサと類似した二台の撮像センサが第２の識別方法のため使用される。

第１の識別方法には別の欠点があり、それは捕捉された画像の有用な表面に存する。なぜならば、捕捉された虹彩の画像は一般に三つのゾーンに区分されているからである。第１のゾーンは上瞼の画像で構成され、第２のゾーンは下瞼の画像で構成され、第３のゾーンは目の中央部分、すなわち、虹彩固有の画像で構成されている。第３の部分だけが虹彩による識別の方法において実際に使用され得る。第３のゾーンの十分に広い捕捉を可能にする撮像センサを使用することにより、センサの寸法が増加し、したがって、センサのコストが増大する。その上、画像センサの寸法の増加は、捕捉された画像上で、第１のゾーンおよび第２のゾーンの増大をさらに引き起こすが、第１のゾーンおよび第２のゾーンは識別方法中に処理されないので、第１のゾーンおよび第２のゾーンの増大は不要である。したがって、画像センサの寸法は不適当であり、画像センサのコストは、識別方法中に使用される捕捉された画像の表面積と比べて高い。

上述された従来技術の例では、第１の識別方法または第２の識別方法の実施のコストは高く、捕捉された有用な表面が増加するときに増大する。

本発明は、従来技術の欠点がない、人物の一方または両方の虹彩を撮影する装置を提案することである。

この目的のため、人物の一方または両方の虹彩の画像を捕捉するように設計された捕捉手段を備え、その捕捉前に一方または両方の虹彩の歪像変形を行うように設計された光学式変形の手段を捕捉手段と一方または両方の虹彩との間に備えるように設計されている捕捉装置が提案されている。
有利な点として、処理手段は、一つまたは二つのモデルに変換する前に、光学式変形手段によって行われる歪像変換の逆である歪像変換を捕捉された画像に適用するように設計されている。

特定の実施形態によれば、歪像変換は実質的に水平方向の第１の軸および実質的に垂直方向の第２の軸に沿って行われる。

有利な点として、第１の軸に沿った歪像変換の係数は第２の軸に沿った変換の係数より小さい。

特定の実施形態によれば、撮影装置は、
前記画像を一つまたは二つのモデルに変換するように設計されている処理手段と、
参照モデルを保存するように設計されている記憶手段と、
前記モデルを参照モデルと比較するように設計されている比較手段と、
比較手段によって供給された情報から人物の識別に関する決定を行うように設計されている決定手段と、
を備える。

本発明は、上記の変形のうちの一つによる撮影装置を用いて人物を識別する方法であって、人物が前記撮影装置に対向するときに、
光学式変形手段を介して人物の一方または両方の虹彩の画像を捕捉するステップと、
このようにして捕捉された画像を一つまたは二つのモデルの形式で符号化するように処理するステップと、
このようにして取得された一つまたは二つのモデルを記憶手段に格納されている参照モデルと比較するステップと、
比較ステップの結果から人物の識別に関する決定を行うステップと、
を備える方法をさらに提案する。
有利な点として、処理ステップの間に、かつ画像の符号化の前に、捕捉された画像が変形手段の効果を逆転するように処理される。
上記の本発明の特徴は、その他の特徴と同様に、添付図面に関して記載された以下の例示的実施形態の説明を読むことからより明らかになるであろう。

本発明による撮影装置を表す図である。 本発明による識別方法のアルゴリズムを表す図である。 従来技術の撮影装置によって捕捉された虹彩の画像を表す図である。 本発明による撮影装置によって捕捉された同じ虹彩の画像を表す図である。 逆歪像変換が適用された虹彩の画像を表す図である。

図１は、識別される対象の虹彩１０２を持つ人物の目１００に対向して配置されている撮影装置１５０を表している。この目的のため、撮影装置１５０は、
制御手段１６２と、
捕捉手段１５２と、
処理手段１５４と、
比較手段１５８と、
決定手段１６４と、
記憶手段１５６と、
を備え、捕捉手段１５２の上流に、光学式変形手段１６０が配置されている。
目１００は上瞼１０４と下瞼１０６とを備えている。上瞼１０４が広がる領域は延在して第１のゾーン１０８を画定し、下瞼１０６が広がる領域は延在して第２のゾーン１１２を画定する。虹彩１０２が広がる領域は延在して第３のゾーン１１０を画成するので、第３のゾーンは第１のゾーン１０８と第２のゾーン１１２との間に配置されている。

捕捉手段１５２は、ＣＣＤタイプでもよく、目１００、特に一方の虹彩１０２または両方の虹彩１０２の画像を捕捉するように設計されている。

光学式変形手段１６０は、目１００の画像の歪像変換を実施し、したがって、虹彩１０２の画像を捕捉する前に、虹彩１０２の画像の歪像変換を実行する。

光学式変形手段１６０によって実行される歪像変換は、人物の両方の虹彩１０２の中心を実質的に通る、すなわち、実質的に水平方向の第１の軸、および、第１の軸と実質的に直角であり、実質的に垂直平面内に位置している第２の軸に沿って行われる。

虹彩に含まれている情報は正放線情報であり、すなわち、虹彩１０２のフレームはこの虹彩１０２の半径の方向に置かれている。

図３は従来技術の撮影装置を介して見える虹彩の画像３００である。線３０６は、虹彩を用いる識別の状況において使用され得る情報を担持する虹彩のフレームを表現している。
円３０４は撮影装置の検出ゾーンの境界を画定し、すなわち、円３０４の内側のゾーンは、人物の識別を検証するために捕捉され解析される。捕捉手段は、それぞれが実質的に矩形状表面３０２から来る情報を受信する複数台のミニセンサで構成されている。

図４は、実質的に１／３である第１の軸に沿った変換の係数を用いる本発明による撮影装置１５０を介して見える虹彩の画像４００である。線４０６は情報を担持する虹彩のフレームを表現している。円３０４は、図３における画像と比べると虹彩１０２のより大きい部分を収容する撮影装置の検出ゾーンの境界を画定する。このような装置の使用は、かくして、たとえ、画像が各基本表面３０２の範囲内で変形されているとしても、後述されている識別過程中に虹彩１０２のより広い表面を考慮することを可能にする。その結果、第１の軸に沿った解像度の低下が認められる。

逆幾何学的変換は、したがって、虹彩１０２の形を再構築することからなる。図５は、前記逆幾何学的変換が適用された虹彩の画像５００である。画像５００はその後に四つのゾーン５０２、５０４、５０６および５０８に分割される。

画像５００の下側中央部および上側中央部に位置している二つのゾーン５０２および５０４は劣化されているが、これらのゾーン５０２および５０４は一般に瞼によって覆われ、それ故に、虹彩による識別の方法の状況では使用され得ないので、この劣化は識別過程中に重大な結果をもたらさないことに注意を要する。

画像５００の左側部および右側部に位置している二つのゾーン５０６および５０８は、従来技術の装置の場合に捕捉された同じ画像５００と比べて殆ど劣化されていないことに注意を要する。これらのゾーン５０６および５０８は、虹彩による識別の方法の状況において情報が最も容易に使用され得るゾーンであるので、殆ど劣化されていないことは優れた識別確率を得ることを可能にする。

虹彩１０２の画像の捕捉の場合に、この撮影装置１５０は、虹彩１０２に対応する有用なゾーンを増大させることを可能にするが、撮像センサは従来技術による撮像センサの通りに保たれる、または撮像センサの寸法が削減されることさえある。したがって、後述されている識別方法の実施のコストは削減されるか、または少なくとも維持されるが、有用な表面はそのとき従来技術の有用な表面より増大されている。

両方の虹彩１０２の画像の捕捉の場合に、この撮影装置１５０は、画像センサの使用により、撮像センサの寸法または撮像センサの台数を二倍にすることなく両方の虹彩１０２の捕捉を可能にするように、捕捉ゾーンを増大させることを可能にする。よって、後述されている識別方法の実施のコストは従来技術の識別方法の実施のコストより削減される。
光学式変形手段１６０は、円柱レンズまたは湾曲ミラータイプの光学レンズの形でもよい。ミラーの場合、一方の虹彩１０２または両方の虹彩１０２の画像は捕捉手段１５２によって捕捉される前にミラーで反射される。

制御手段１６２は、捕捉手段１５２、処理手段１５４、比較手段１５８、決定手段１６４、および記憶手段１５６を制御する。

処理手段１５４は、一方の虹彩１０２の画像の処理の場合に画像をモデルに変換し、両方の虹彩１０２の画像の処理の場合に画像を二つのモデルに変換する。

特定の実施形態によれば、処理手段１５４は、一つまたは二つのモデルへの変換の前に光学式変形手段１６０によって行われた幾何学的変換の逆変換である幾何学的変換を捕捉された画像に適用するように設計されている。このようにして取得された画像は、したがって、より大型の撮影装置を用いて取得することが可能であった画像に合致し、その後に取得される一つまたは複数のモデルは既存のデータベースと互換性を保ち続ける。逆幾何学的変換は逆歪像変換である。特定の実施形態によれば、逆変換は双一次ズームタイプである。

人物がこのようにして取得された一つまたは複数のモデルを記録することを望む場合に、記録フェーズ中に、このようにして取得された一つまたは複数のモデルが記憶手段１５６へ転送され、記憶手段で参照モデルを構成する。記憶手段１５６は、その後に、後述されている識別方法のうちの一つによって識別可能である人物のモデルすべてをグループ化する。

人物が自分の虹彩が認識されることを望む場合に、このようにして取得された一つまたは複数のモデルが比較手段１５８へ送信され、比較手段はこのようにして取得された一つまたは複数のモデルを記憶手段１５６に記録されている参照モデルと比較する。
記憶手段１５６はデータベースの形でも構わない。

比較手段１５８はその後に比較の結果を決定手段１６４に送信し、決定手段は、これらの結果によって、虹彩１０２が識別されたかどうかを決定する。決定手段１６４は、したがって、比較手段１５８によって供給された情報から人物の識別に関する決定を行うように設計されている。

好ましくは、制御手段１６２、処理手段１５４、比較手段１５８、および、決定手段１６４は、単一の計算ユニット内に一つに集められ、ソフトウェアによって実施される。
図２は、人物の一方の虹彩１０２または両方の虹彩１０２の画像を捕捉するように適合された撮影装置１５０を用いて人物を識別する方法２００のアルゴリズムを示している。

識別方法２００は、その結果、人物が前記撮影装置１５０の方に対向するときに、
光学式変形手段１６０を介して人物の一方の虹彩１０２または両方の虹彩１０２の画像を捕捉するステップ２０２と、
このようにして捕捉された画像を一つまたは二つのモデルの形式で符号化するように処理するステップ２０４と、
このようにして取得された一つまたは二つのモデルを記憶手段１５６に格納されている参照モデルと比較するステップ２０６と、
比較ステップ２０６の結果から人物の識別に関する決定を行うステップ２０８と、
を備える。

特定の実施形態によれば、処理ステップ２０４中に、かつ、画像の符号化の前に、捕捉された画像が変形手段１６０の効果を逆転するように処理される。
決定ステップ２０８は、たとえば、識別される対象のモデルと記憶手段１５６の参照モデルとの間の類似性の解析に基づいていてもよい。比較のたびに、類似性を表現するスコアが与えられ、スコアが基準値より高いかまたは低いかによって、人物が識別されるかまたは識別されないかが判断される。

好ましくは、第１の軸に沿った変換の係数は第２の軸に沿った変換の係数より低い。
図３から５において説明されているように、虹彩に含まれている情報の場合である正放線情報と、（瞼の場合である）水平方向マスクとの場合に、垂直方向歪像（すなわち、水平軸に沿った変換の係数が垂直軸に沿った変換の係数より低い場合）は、最も頻繁にマスクされるゾーン内の精度が最も有用なゾーン内で非常に大量の情報を失うことなく低減されるので、撮影時に全体的な統計的効率が改善される。
当然ながら、本発明は記載され表現されている実施例および実施形態に制限されることがなく、当業者が利用しやすい多数の変形が可能である。

Claims (3)

1. 撮影装置（１５０）を使用して実施される人物を識別する方法（２００）であって、
   前記撮影装置（１５０）に含まれ、人物の両方の虹彩（１０２）の中心を通る第１の軸および前記第１の軸と直角である第２の軸に沿って前記一方の虹彩（１０２）または両方の虹彩（１０２）の画像の歪像変換を行うように設計されている光学式変形手段（１６０）を介して人物の一方の虹彩（１０２）または両方の虹彩（１０２）の前記画像を捕捉するステップ（２０２）と、
   このようにして捕捉された前記画像を処理するステップ（２０４）であって、最初に、前記捕捉された画像に対して前記変形手段（１６０）によって行われた歪像変換を逆転させるように処理し、次に、逆転の処理がなされた前記画像を一つまたは二つのモデルの形式で符号化するように処理するステップ（２０４）と、
   このようにして取得された前記一つまたは二つのモデルを記憶手段（１５６）に格納されている参照モデルと比較するステップ（２０６）と、
   前記比較ステップ（２０６）の結果から前記人物の前記識別に関する決定を行うステップ（２０８）と、
   を備える方法。
2. 撮影装置（１５０）であって、
   人物の一方の虹彩（１０２）または両方の虹彩（１０２）の画像を捕捉するように設計された捕捉手段（１５２）と、
   前記画像を一つまたは二つのモデルに変換するための処理手段（１５４）と、
   一つまたは複数の参照モデルを記憶する記憶手段（１５６）と、
   前記記憶手段（１５６）に記憶されている前記参照モデルと、前記処理手段（１５４）によって得られた一つまたは二つのモデルとを比較する比較手段（１５８）と、
   前記比較手段（１５８）によって提供された比較の情報によって人物の識別に関する決定を行う決定手段（１６４）と、
   を備え、
   前記一方の虹彩（１０２）または両方の虹彩（１０２）を捕捉する手段（１５２）の間に、前記人物の両方の虹彩（１０２）の中心を通る第１の軸および前記第１の軸と直角である第２の軸に沿って行われる歪像変換をその捕捉前に前記一方の虹彩（１０２）または両方の虹彩（１０２）の前記画像に適用するように設計されている光学式変形手段（１６０）をさらに備えており、
   前記処理手段（１５４）は、前記光学式変形手段（１６０）によって生成された歪像変換の逆変換である歪像変換を、前記捕捉された画像に適用することを特徴とする撮影装置。
3. 前記第１の軸に沿った前記歪像変換の係数が前記第２の軸に沿った前記変換の係数より低くされていることを特徴とする、請求項２に記載の撮影装置（１５０）。

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