상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 관한 개인인증방법은, 피 인증자에 대하여, 촬영장치에 의해, 태양광에 의한 홍채로의 반사 위치가 다른 복수의 홍채화상을 촬영하는 촬영처리와, 촬영한 상기 복수의 홍채화상과, 등록 홍채데이터를 이용하여 인증을 행하는 인증처리를 구비하며, 상기 촬영처리는, 상기 촬영장치가 상기 피 인증자에 대하여, 상기 반사 위치가 달라지도록, 얼굴방향을 지시하는 처리를 갖는 것이다.
또 본 발명은 개인인증방법으로서, 피 인증자에 대하여, 촬영장치에 의해, 태양광에 의한 홍채로의 반사 위치가 다른 복수의 홍채화상을 촬영하는 촬영처리와, 촬영한 상기 복수의 홍채화상과, 등록 홍채데이터를 이용하여 인증을 행하는 인증처리를 구비하며, 상기 촬영처리는, 상기 촬영장치가, 상기 피 인증자의 시선을 유도하는 처리를 갖는 것이다.
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또한 본 발명은 개인인증방법으로서, 피 인증자에 대하여, 촬영장치에 의해, 태양광에 의한 홍채로의 반사 위치가 다른 복수의 홍채화상을 촬영하는 촬영처리와, 촬영한 상기 복수의 홍채화상과, 등록 홍채데이터를 이용하여 인증을 행하는 인증처리를 구비하며, 상기 촬영처리는, 상기 촬영장치의 카메라 위치를 변화시키는 처리를 갖는 것이다.
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또 본 발명은 개인인증방법으로서, 피 인증자에 대하여, 촬영장치에 의해, 태양광에 의한 홍채로의 반사 위치가 다른 복수의 홍채화상을 촬영하는 촬영처리와, 촬영한 상기 복수의 홍채화상과, 등록 홍채데이터를 이용하여 인증을 행하는 인증처리를 구비하며, 상기 촬영장치는 복수의 카메라를 구비하며, 상기 촬영처리는, 상기 촬영장치가, 상기 복수의 카메라를 이용하여 복수의 홍채화상을 촬영하는 처리를 갖는 것이다.
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또한 본 발명은 개인인증방법으로서, 피 인증자에 대하여, 촬영장치에 의해, 태양광에 의한 홍채로의 반사 위치가 다른 복수의 홍채화상을 촬영하는 촬영처리와, 촬영한 상기 복수의 홍채화상과, 등록 홍채데이터를 이용하여 인증을 행하는 인증처리를 구비하며, 상기 촬영처리는, 상기 촬영장치가, 상기 피 인증자에 대하여, 당해 촬영장치를 가진 손의 이동방향을 지시하는 처리를 갖는 것이다.
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상술한 목적 및 기타의 목적과 본 발명의 특징 및 이점은 첨부 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통해 보다 분명해 질 것이다.
(실시예)
본 발명의 제 1 형태에 의하면, 피 인증자에 대하여, 촬영장치에 의해, 외광 반사 위치가 다른 복수의 홍채화상을 촬영하는 처리와, 촬영한 상기 복수의 홍채화상과, 등록 홍채데이터를 이용하여 인증을 행하는 처리를 구비하는 개인인증방법을 제공한다.
본 발명의 제 2 형태에 의하면, 상기 촬영처리는, 상기 촬영장치가 상기 피 인증자에 대하여 얼굴방향을 지시하는 처리를 갖는 제 1 형태의 개인인증방법을 제공한다.
본 발명의 제 3 형태에 의하면, 상기 촬영처리는, 상기 촬영장치가 상기 피 인증자의 시선을 유도하는 처리를 갖는 제 1 형태의 개인인증방법을 제공한다.
본 발명의 제 4 형태에 의하면, 상기 촬영처리는, 상기 촬영장치의 카메라 위치를 변화시키는 처리를 갖는 제 1 형태의 개인인증방법을 제공한다.
본 발명의 제 5 형태에 의하면, 상기 촬영장치는 복수의 카메라를 구비하며, 상기 촬영처리는, 상기 촬영장치가 상기 복수의 카메라를 이용하여 복수의 홍채화상을 촬영하는 처리를 갖는 제 1 형태의 개인인증방법을 제공한다.
본 발명의 제 6 형태에 의하면, 상기 촬영처리는, 상기 촬영장치가 상기 피 인증자에 대하여 당해 촬영장치를 가진 손의 이동방향을 지시하는 처리를 갖는 제 1 형태의 개인인증방법을 제공한다.
본 발명의 제 7 형태에 의하면, 상기 인증처리는, 상기 복수의 홍채화상으로부터 인증용 특징량인 홍채데이터를 각각 추출하는 단계와, 추출된 상기 복수의 홍채데이터와 상기 등록 홍채데이터를 각각 조회하여 복수의 조회결과를 얻는 단계와, 상기 복수의 조회결과를 통합하여 최종적 조회평점을 구하는 단계를 구비하며, 이 최종적 조회평점을 이용하여 인증을 행하는 제 1 형태의 개인인증방법을 제공한다.
본 발명의 제 8 형태에 의하면, 상기 인증처리는, 상기 복수의 홍채화상으로부터, 인증용 특징량인 홍채데이터를 각각 추출하는 단계와, 추출된 상기 복수의 홍채데이터를 통합하여 통합 홍채데이터를 작성하는 단계와, 상기 통합 홍채데이터와 상기 등록 홍채데이터를 조회하여, 조회결과를 얻는 단계를 구비하며, 얻어진 조회결과로 인증을 행하는 제 1 형태의 개인인증방법을 제공한다.
본 발명의 제 9 형태에 의하면, 상기 인증처리는, 상기 복수의 홍채화상을 통합하여 통합 홍채화상을 작성하는 단계와, 상기 통합 홍채화상으로부터 인증용 특징량인 홍채데이터를 추출하는 단계와, 상기 홍채데이터와 상기 등록 홍채데이터를 조회하여 조회결과를 얻는 단계를 구비하며, 얻어진 조회결과로 인증을 행하는 제 1 형태의 개인인증방법을 제공한다.
또 본 발명의 제 10 형태에 의하면, 피 인증자의 복수 홍채화상으로부터 인 증용 특징량인 홍채데이터를 각각 추출하는 단계와, 추출된 상기 복수의 홍채데이터와 등록 홍채데이터를 각각 조회하여 복수의 조회결과를 얻는 단계와, 상기 복수의 조회결과 중 조회평점이 소정 값 이상인 것, 또는 소정 값 이하인 것을 선택하는 단계를 구비하며, 선택한 상기 복수의 조회결과를 이용하여 인증을 행하는 개인인증방법을 제공한다.
또한 본 발명의 제 11 형태에 의하면, 피 인증자의 복수 홍채화상으로부터 인증용 특징량인 홍채데이터를 각각 추출하는 단계와, 추출된 상기 복수의 홍채데이터와, 등록 홍채데이터를 각각 조회하여 복수의 조회결과를 얻는 단계와, 상기 각 조회결과를 복수의 블록으로 분할하여 상기 블록 단위로 조회결과를 합성하는 단계를 구비하며, 합성된 상기 조회결과를 이용하여 인증을 행하는 개인인증방법을 제공한다.
본 발명의 제 12 형태에 의하면, 피 인증자에 대하여 홍채화상을 촬영하는 처리와, 촬영한 홍채화상에 외광 반사가 발생했는지 여부를 당해 홍채화상을 기초로 판단하는 처리와, 상기 판단처리에 있어서, 외광 반사가 발생한 것으로 판단했을 때, 상기 피 인증자에 대하여 외광 반사 위치가 다른 복수의 홍채화상을 촬영하고, 촬영한 복수의 홍채화상을 이용하여 인증을 행하는 처리를 구비하는 개인인증방법을 제공한다.
본 발명의 제 13 형태에 의하면, 상기 판단처리는, 상기 홍채화상과 등록 홍채데이터를 조회하여 조회결과를 얻는 단계와, 상기 조회결과를 복수의 블록으로 분할하고, 각 블록별 조회평점을 계산하는 단계와, 조회평점이 제 1 임계값 이상인 블록 수가 제 2 임계값 이하일 때, 외광 반사가 발생한 것으로 판단하는 단계를 구비하는 제 12 형태의 개인인증방법을 제공한다.
또 본 발명의 제 14 형태에 의하면, 촬영환경의 근적외광 강도를 측정하는 처리와, 상기 강도가 소정의 임계값 이상일 때, 피 인증자에 대하여 외광 반사 위치가 다른 복수의 홍채화상을 촬영하고, 촬영한 복수의 홍채화상을 이용하여 인증을 행하는 처리를 구비하는 개인인증방법을 제공한다.
또한 본 발명의 제 15 형태에 의하면, 피 인증자에 대하여 외광 반사 위치가 다른 복수의 홍채화상을 촬영하는 촬영부와, 상기 촬영부에 의해 촬영된 복수의 홍채화상과 등록 홍채데이터를 이용하여 인증을 행하는 인증처리부를 구비하는 개인인증장치를 제공한다.
본 발명의 제 16 형태에 의하면, 상기 촬영부는, 카메라와, 피 인증자에 대하여 얼굴방향을 지시하는 수단을 구비하는 제 15 형태의 개인인증장치를 제공한다.
본 발명의 제 17 형태에 의하면, 상기 촬영부는, 카메라와, 상기 피 인증자의 시선을 유도하는 수단을 구비하는 제 15 형태의 개인인증장치를 제공한다.
본 발명의 제 18 형태에 의하면, 상기 촬영부는, 카메라와, 당해 개인인증장치에 대한 상기 카메라의 위치를 변화시키는 수단을 구비하는 제 15 형태의 개인인증장치를 제공한다.
본 발명의 제 19 형태에 의하면, 상기 촬영부는, 복수의 카메라를 구비하며, 이들 복수의 카메라를 이용하여, 상기 복수의 홍채화상을 촬영하는 제 15 형태의 개인인증장치를 제공한다.
또 본 발명의 제 20 형태에 의하면, 개인인증을 위한 홍채화상을 촬영하는 장치이며, 카메라와, 피 인증자에 대하여 당해 촬영장치를 가진 손의 이동방향을 지시하는 수단을 구비하는 촬영장치를 제공한다.
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다.
여기서, 본원 명세서에 있어서 "외광"이란, 홍채인증장치 또는 촬영장치에 부착된 홍채촬영용 조명 이외의 광을 말한다. 또 "반사"란, 촬영된 홍채화상에 있어서, 공간적으로 고르지 않은 "외광"에 의해 형성되는 홍채영역의 휘도패턴을 말한다.
(제 1 실시예)
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 관한 홍채인식을 이용한 개인인증방법을 나타내는 흐름도이다. 또 도 2는 본 실시예에 관한 개인인증방법을 실시할 때에 이용하는 촬영장치의 일례인 인증기능 부착 휴대전화의 외관을 나타내는 도이며, 도 3은 도 2의 인증기능 부착 휴대전화의 내부구성을 나타내는 도이다. 본 실시예에서 피 인증자는, 도 2와 같은 인증기능 부착 휴대전화를 이용하여 외광 하에서 홍채인증을 행하는 것으로 한다.
도 2의 인증기능 부착 휴대전화(10)는, 통상의 휴대전화에 홍채화상 촬영용 카메라(11) 및 조명(12)이 부가된다. 카메라(11) 및 조명(12) 이외에는, 모니터(13), 조작버튼(14), 스피커(15), 마이크(16) 및 안테나(17) 등을 구비한다. 조명(12)으로는 1 개 또는 수 개의 근적외 LED를 이용한다. 근적외광의 조명을 이 용하는 것은, 피 인증자가 눈부심을 느끼지 않도록 하기 위한 것이며, 또 밤갈색인 홍채패턴을 다양한 콘트라스트로 촬영할 수 있도록 하기 위해서이다. 카메라(11)에는 가시광차단 필터가 세팅되며, 근적외성분만을 수광하도록 구성된다. 모니터(13)에는, 촬영중인 홍채화상이나 인증 결과가 표시된다. 여기서, 태양이나 백열등 등, 근적외성분을 대량으로 포함하는 광원하의 촬영에서는, 촬영장치에 반드시 조명을 부착시킬 필요는 없으며, 또 부착돼있어도 점등시킬 필요는 없다.
또 도 3에 나타내는 내부구성에 있어서, 인증수단(21)에는 카메라제어부(22), 조명제어부(23) 및 모니터제어부(24)가 주제어부(27)에 접속된다. 카메라제어부(22)는 카메라(11)를 제어하여 홍채화상의 촬영을 행하며, 촬영된 홍채화상은 화상메모리(25)에 축적된다. 인증처리부(26)는 화상메모리(25)에 축적된 홍채화상을 이용하여 인증처리를 실행한다. 조명제어부(23)는 조명(12)을 제어하며, 촬영하는 타이밍과 동기하여 홍채영역을 조명한다. 모니터제어부(24)는 모니터(13)의 표시화면을 제어한다.
이하, 도 1의 흐름도에 따라 본 실시예에 관한 개인인증방법의 처리에 대하여 설명한다.
우선 피 인증자는 도 2의 인증기능부착 휴대전화(10)를 가지고, 외광 하에서, 외광 반사 위치가 다른 복수(N 장)의 홍채화상을 촬영한다(A1). 촬영 시에 피 인증자는, 눈으로부터 소정 거리의 위치(카메라(11)가 단초점인 경우에는 예를 들어 20㎝ 정도 앞)에 인증기능부착 휴대전화(10)를 들고, 카메라(11)가 포착한 홍채화상이 모니터(13)에 표시되는 양상을 확인하면서, 홍채 전역이 시야 내에 포함되 며 초점이 맞도록 위치를 조정한 후, 조작버튼(14) 중 1 개에 할당된 촬영버튼을 누른다. 이 동작을, 외광의 반사 위치가 달라지도록 N 회 반복한다. 또 촬영개시버튼을 1 번 누르고 동영상 촬영을 하면서 연속적으로 N 장의 프레임화상을 취득해도 된다.
여기서 외광의 반사 현상에 대하여 상세하게 설명한다.
도 4에 나타내는 바와 같이 외광 하에서 촬영한 홍채화상은, 광범위에 걸쳐 외광의 반사가 일어난다. 이는 태양광에 포함되는 근적외 성분(태양광은 자외선, 가시광, 근적외선, 원적외선 등 폭넓은 파장대역을 갖는 전자파)의 강도가 크므로, 직사광선만이 아니라 태양광이 조사된 많은 물체로부터 반사된 근적외 성분이, 여러 각도로부터 눈으로 입사하기 때문이다.(안구는 구체에 가까운 형상이므로 반사가 일어나기 쉽다.)
외광의 반사 위치는 광원(반사물도 포함), 카메라 및 안구의 위치관계로 결정되므로, 반사 위치를 변화시키기 위해서는, 이 중 한가지를 움직이면 된다. 이 중에서 광원은 움직이기 어려우므로 카메라 혹은 안구, 또는 그 양쪽을 움직이면 된다.
도 5는 카메라 위치와 얼굴 위치는 고정시키고, 안구 방향(시선 방향)만을 변화시켜 촬영한 4 장의 홍채화상 예이다. 또 도 6은 카메라와 안구의 상대 위치관계는 고정시키고, 얼굴방향을 동서남북으로 바꾸어 촬영한 4 장의 홍채화상 예이다. 도 5에서 알 수 있는 바와 같이 안구를 움직이면(시선 방향을 바꾸면), 홍채영역을 기준으로 한 반사 위치는 변화한다. 또 도 6에서 알 수 있는 바와 같이, 얼굴 방향이 바뀌면 반사영상의 형상이 변화한다.
그리고 본 실시예에서는 외광 반사 위치가 다른 복수의 홍채화상을 촬영하기 위해, 도 2와 같은 장치로 피 인증자에 대하여 얼굴방향을 지시하거나, 피 인증자의 시선을 유도하거나 하기로 한다. 예를 들어 모니터(13) 상에 얼굴방향을 화살표로 표시하거나(모니터(13) 및 그 제어부가 얼굴방향을 지시하는 수단에 상당한다), 스피커(15)로부터 얼굴방향을 음성으로 지시하거나(스피커(15) 및 그 제어부가 얼굴방향을 지시하는 수단에 상당한다), 또는 모니터(13)에 캐릭터와 같은 특정 화상을 표시하고, 시선을 유도하는 방향으로 그 화상을 이동시키거나 한다(모니터(13) 및 그 제어부가 시선을 유도하는 수단에 상당한다). 이와 같은 구성을 취함으로써, 피 인증자는 촬영 시에 얼굴방향을 어느 쪽으로 하면 좋을지, 시선을 어느 방향으로 두면 좋을지를 쉽게 알 수 있으므로 망설이는 일이 없으며, 사용자에게 친절한 인터페이스가 된다. 그리고 외광 반사 위치가 다른 복수의 홍채화상을 용이하게 촬영할 수 있다.
이하의 처리 A2~A5는 인증처리부(26)에 의해 실행된다. 여기서는 일특표평 8-504979(국제공개공보 WO94/09446, 이하, "참고문헌 1"로 약기함)에 개시된 수법을 이용하는 것으로 한다. 참고문헌 1의 홍채인증 수법의 개략은 이하와 같다.
(1) 홍채둘레(홍채와 공막 사이의 경계) 및 동공둘레(동공과 홍채 사이의 경계)을 결정함으로써 홍채영역을 잘라낸다
(2) 잘라낸 홍채영역을 xy직교좌표계로부터
θ극좌표계로 변환한다
(3) 해석대역을 결정한다(반경방향을 고리형으로 8 분할)
(4) 멀티스케일의 2-d Gabor필터를 적용하여, Gabor필터 출력 후의 신호를 이진화한 것을 홍채코드로 한다
(5) 미리 등록된 등록 홍채코드와, 인증 시의 홍채코드를 비교(배타적OR)하여, 2 개 코드간의 해밍거리를 계산한다
(6) 해밍거리가 임계값 이하인 경우는 본인으로 받아들이고, 그렇지 않으면 타인으로 하여 기각시킨다
도 7은 (1)의 홍채둘레 및 동공둘레의 위치를 나타내는 도, 도 8은 홍채둘렝와 동공둘레로 둘러싸이는 영역을 홍채영역으로서 잘라내고, xy좌표계로 표현한 도이다. 이 시점에서 홍채영역의 평행이동 영향은 흡수된다. 또 도 9는 홍채영역을, 동공중심을 중심으로 하여
θ극좌표계로 표현한 도이다((2)의 변환). 실제 동공둘레와 홍채둘레는, 정확하게는 완전한 원이 아니다. 양자를 굳이 원으로 근사시켰을 경우, 동공의 중심과 홍채의 중심이 동일 중심이지는 않지만(편심),
방향의 값을 동공둘레에서 0, 홍채둘레에서 1로 설정함으로써, 편심, 동공 개방정도의 차, 및 확대축소의 영향을 흡수할 수 있다.
도 10은 (3)에서 결정된 8개 고리형의 해석대역을 나타내는 도, 도 11은 (4)의 홍채코드 작성을 나타내는 도이며, 도 10의 해석대역을 결정한 후의 휘도신호(a)에, Gabor필터를 적용하여(b) 이진화를 행하는(c) 양상을 나타낸다. 실제로는 2 차원신호이지만, 여기서는 설명의 간략화를 위해 1 차원으로 나타낸다. (a)는 8 개 고리 중 1 개에서의 각도방향 휘도신호이다. 실제로는 멀티스케일의 Gabor필터를 적용하며, 단일 스케일의 Gabor필터에도 실수부, 허수부가 존재하지 만, (b), (c)는 어느 1 개 스케일의 Gabor필터 실수부를 적용한 결과이다. 이진화 후 홍채코드(c)에서의 각 비트 위치는, 홍채화상 상의 어느 한 위치에 대응시킬 수 있다.
먼저, 촬영한 N 장의 홍채화상으로부터 특징추출을 행하고, 인증용 특징량인 홍채데이터로서의 N 개 홍채코드를 작성한다(A2). 처리(A2)에서는, 반사 위치가 다른 N 장의 홍채화상에 대하여, 각각 상술한 (1)~(4)까지의 처리를 적용하여 N 개의 홍채코드를 작성한다. 이 때 각 화상에서 처리(1)~(3)을 실행함으로써, 복수 홍채화상 중의 홍채영역에 대하여, 평행이동, 확대축소, 동공 개방정도의 차이, 동공 편심의 영향을 흡수한 홍채코드가 작성된다.
다음에, N 개의 홍채코드와, 미리 등록된 피 인증자의 등록 홍채데이터로서의 등록 홍채코드를 각각 조회하여, N 개의 조회결과를 작성한다(A3). 여기서 본원 각 실시예에서는, 2 개의 홍채코드에 대하여, 대응하는 비트끼리를 비교하고, 비교한 비트끼리의 일치/불일치를 나타내는 비트열을, "조회결과"로서 작성한다. 비트끼리의 비교에는 XOR 연산을 이용하므로, 일치할 때는 "0"이, 불일치일 때는 "1"이 비트값으로서 주어진다. 또 이 일치/불일치를 표현하는 비트값을 "판정결과"로서 이용한다.
처리(A3)에서는 상술한 (5)의 처리를 실행한다. 이 때, 등록 홍채코드와 인증용 홍채코드 사이에, 얼굴방향이나 안구 자체의 회전에 의한 각도방향의 상충이 존재할 가능성이 있다. 이 상충을 보상하기 위해, 인증용 코드를 미리 정한 범위까지 회전시켜 매칭하고, 가장 해밍거리가 작은 것을 최종 해밍거리로서 출력한다. 이 양상을 도 12에 나타낸다. 도 12에서는 설명의 간략화를 위해, 어느 스케일의 Gabor필터 실수부로 해석하여, 8 개 고리 중 1 개에 대하여 표현한다.
도 13은 등록 홍채코드와 N 개의 인증용 홍채코드를 각각 비교한 결과를 나타내는 도이다. 도 13의 각 인증용 홍채코드(1~N)는, 이미 회전보상 매칭이 실행되어 해밍거리가 최소로 되는 위치로 옮겨진 후의 코드이다. 즉, i번째 비트위치는 모두 홍채패턴 상의 동일위치에 대응한다. 또 도 13에서 각 인증용 홍채코드는 M 개의 블록으로 분할되며, 블록 내 해밍거리가 소정의 임계값(TH2(여기서는 0.30))보다 큰 블록이 검은 색으로 표시된다.
도 13의 비교결과에서 인증용 홍채코드(1, 2, N)의 해밍거리(HD)는 각각 0.31, 0.33, 0.34이다. 해밍거리는 2 개의 코드가 전혀 무상관일 때, 그 값이 0.5가 된다. 타인 사이의 해밍거리는 0.5를 중심으로 분포되지만, 회전보상을 하는 매칭 시에는 해밍거리가 약간 작아지는 방향으로 시프트된다. 본인으로 인증하기 위한 해밍거리의 임계값(TH1)이 0.30일 때, 이들 인증용 홍채코드는 단독사용 시에 모두 기각되게 된다.
그런데 도 13을 보면, 대부분 블록의 해밍거리가 임계값(TH2) 이하인데도 불구하고, 일부 블록(검은 색으로 표시된 것)의 해밍거리가 크므로, 인증용 홍채코드 전체적인 해밍거리(HD)가 임계값(TH1)보다 커진 것을 알 수 있다. 이들 일부 블록은, 외광 반사 때문에 해밍거리(HD)가 커진 것으로 생각된다.
그래서 본 실시예에서는 복수의 조회결과를 합성하고 통합함으로써, 최종적인 조회평점을 생성한다(A4). 이로써, 복수의 홍채화상에서 외광 반사 위치가 다른 경우, 외광 반사가 개인인증의 정밀도에 미치는 영향을 제거할 수 있다. 여기서, "조회평점"이란 2 개의 홍채코드를 비교한 결과의 일치 정도를 나타내는 스칼라값이다. 본원의 각 실시예에서는 비교한 모든 비트수에 대한 불일치비트 수의 비율, 즉 해밍거리를 "조회평점"으로 이용한다.
조회결과의 통합방법으로서는 비트단위로 합성하는 방법과, 블록단위로 합성하는 방법을 생각할 수 있다.
<비트단위의 합성>
도 14는 비트단위로 합성하는 경우의 처리(A4) 상세를 나타내는 호름도이다. 도 14에 있어서, 먼저 N 개의 조회결과 중, 해밍거리가 소정의 임계값(TH3(>TH1)) 이하의 조회결과를 선택한다(A401). 다음에 i 번째 비트위치에 착안하고(A402), 선택 후의 조회결과 중, 착안한 비트위치에서 어느 1 개라도 등록 홍채코드와의 일치를 나타내는 비트가 있으면, 그 비트위치의 최종 판정결과는 일치로 판정한다(A403). 그리고 단계(A402, A403)를 모든 비트위치에 대하여 실행한다(A404). 최종적인 불일치비트 수를 전체 비트 수로 정규화시켜 해밍거리를 최종 조회평점으로서 산출한다(A405).
여기서 타인이 N 개(N은 다수)의 홍채화상을 촬영한 경우, 어느 비트위치에 대하여 N 개의 홍채코드 중 어느 것과 등록용 홍채코드가 일치할 확률은 "1"에 가까워진다(상관이 없을 경우 일치·불일치의 확률은 0.5이므로). 또 복수 인물이 번갈아 교대로 N 개의 홍채화상을 촬영한 경우도 마찬가지이다. 이 때문에, 가령 복수 홍채화상의 모든 조회결과를 이용한 경우, 타인을 잘못 인증해버릴 확률이 높아 진다.
따라서 처리(A401)에서 임계값(TH3)보다 큰 조회결과는, 타인의 홍채화상에 의한 것일 확률이 높은 것으로 하여, 이후 처리에서 제외한다. 즉 본인으로 판정하기 위한 임계값(TH1)보다 크며, 또 소정의 임계값(TH3)보다 작은 조회결과만을, "본인의 홍채화상에 외광 반사가 존재하므로 임계값(TH1)을 웃돌았다"고 해석하여, 이후 처리에 이용한다. 이로써 타인을 잘못 인증해버리는 타인수락율(FAR)의 증대를 억제할 수 있다. 또 해밍거리 대신에, 상관이 높을 때는 값이 커지는 한편, 상관이 낮을 때는 값이 작아지는 식의 지표를 이용할 경우에는, 처리(A401)에서 평점이 소정값 이상의 것을 선택하면 된다.
또 처리(A403)에서는, 예를 들어 착안한 비트위치에 대하여 N 개 조회결과의 일치·불일치 다수결을 취하고, 많은 쪽 결과를 당해 비트위치의 최종 판정결과로 해도 된다. 또한 착안한 비트위치에 대하여, N 개 조회결과에서의 일치 비율이 소정의 임계값보다 큰지 여부에 따라, 당해 비트위치의 최종 판정결과를 정해도 된다. 또한 착안한 비트위치에 대하여, N 개 조회결과에서의 일치 비율을 당해 비트위치의 평점으로 하고, 그 평점을 모든 비트위치로 평균한 것을 최종 조회평점으로 해도 된다.
또 착안한 비트위치에 대하여, N 개 조회결과의 가중평균을 이용하여, 당해 비트위치의 최종 판정결과를 구해도 된다. 구체적인 방법에 대하여 설명한다.
우선, 조회결과의 신뢰성이 높을수록 커지는 식의 무게(wk)(0≤wk≤1, k:조회 결과번호)를 준비한다. 예를 들어 다음과 같이 정한다.
여기서 xk는 제 k 조회결과의 해밍거리이다. 즉 해밍거리가 작은 조회결과에는, 신뢰성이 높은 것으로 판단하고 보다 큰 무게를 준다. 여기서 분모는 무게(wk)의 총합을 1로 하기 위한 정규화 항이다.
그리고 합성조회결과의 제 i 비트 값(ri)을 다음 식으로 결정한다.
rk,i는 제 k 조회결과의 제 i 비트 값이다. 이 예에서는 제 k 조회결과에 대해서는 모든 비트위치에 대하여 공통의 무게(wk)가 이용된다.
또 다음과 같이 각 비트위치에 대하여 다른 무게를 이용해도 된다.
즉, 먼저 조회결과의 신뢰성이 높을수록 커지는 식의 무게(wki)(0≤wki≤1, k:조회결과번호, i: 비트위치)를 준비한다. 예를 들어 다음과 같이 정한다.
여기서 xk,i는 제 k 조회결과 제 i 비트 부근의 국소적인 해밍거리이다. 여기서 국소적이란, 홍채화상 상에서 국소적이다, 라는 뜻이다. 즉, 국소적인 해밍거리가 작은 비트값(rk, i)에는 신뢰성이 높다고 판단하여 보다 큰 무게를 준다. 여기서 분모는 무게(wk, i)의 k에 관한 총합을 1로 하기 위한 정규화 항이다.
그리고 합성조회결과의 제 i 비트 값(ri)을 다음 식으로 결정한다.
또 (식 7)에서, xk,i를 제 k 조회결과의 제 i 비트에 대응하는 홍채화상 상(1 점 또는 국소영역)의 휘도값으로 해도 된다. 즉, 휘도값이 큰 개소에 상당하는 비트는 반사에 의해 부정값이 됐을 가능성이 높고 신뢰성이 낮다고 하여, 보다 작은 무게를 준다.
물론 여기서 나타낸 무게 이외라도, 대응비트의 신뢰성이 높을수록 값이 커지는 식의 무게이면 된다.
<블록단위의 합성>
도 15는 블록단위로 합성하는 경우 처리(A4)의 상세를 나타내는 흐름도이다. 도 15에서, 먼저 N 개의 조회결과 중 해밍거리가 소정의 임계값(TH3(>TH1)) 이하의 조회결과를 선택한다(A411). 다음에, 선택한 각 조회결과에 관한 인증용 홍채코드를 M 개의 블록으로 각각 분할한다(A412). 블록 분할은 다음과 같이 한다. 즉, 미리 홍채화상을 분할하고, 홍채코드 상의 비트에 대응하는 화소가 홍채화상 상에서 동일 블록에 속해 있을 때, 홍채코드 상의 비트도 동일 블록에 속하는 것으로 한다. 홍채화상의 분할방법으로서는, 예를 들어 도 16의 (a)와 같이 동심원상이며 방사상으로 분할하는 방법이나, 도 16의 (b)와 같이 장방형으로 분할하는 방법도 있다.
다음으로 i 번째 블록에 착안하여(A413), 각 홍채코드의 착안 블록 중에서, 해밍거리가 최소인 블록을 선택한다(A414). 그리고 단계(A413, A414)를 모든 블록에 대하여 실행한다(A415).
그 후, 해밍거리 최소인 블록의 조회결과를 모두 통합한다(A416). 블록의 조회결과란, 2 개의 홍채코드에 대하여 블록 내 대응하는 비트끼리의 일치/불일치를 나타내는 비트열이다. 그리고 최종적 불일치비트 수를 모든 비트 수로 정규화하여, 최종 조회평점으로서의 해밍거리를 산출한다(A417).
이 블록단위의 합성에 있어서 처리(A411)의 효과는, 비트단위 합성에서의 처리(A401)와 마찬가지이다.
그리고 도 1로 돌아가, 최종 조회평점(해밍거리)을 이용하여 인증을 행한다(A5). 해밍거리가 소정의 임계값(TH1) 이하일 때는 본인으로 받아들이며, 그렇지 않을 때는 타인으로서 거부한다. 또 최종 인증결과가 도 2의 인증기능부착 휴대전화(10)의 모니터(13)에 표시된다.
여기서, 블록단위 합성에서의 처리(A417)와 처리(A5)를 합한 처리로서, 처리(A416)로 통합된 조회결과에서 각 블록의 블록 내 해밍거리가 모두 소정의 임계값(TH2(≥TH1)) 이하일 때는 본인으로 받아들이며, 그렇지 않을 때는 타인으로서 거부한다는 식으로 해도 된다.
이상과 같이 본 실시예에 의하면, 얼굴, 안구 또는 카메라의 위치를 움직여 촬영함으로써, 외광 반사 위치가 다른 복수의 홍채화상 촬영이 가능해진다. 그리고 촬영장치가 얼굴 또는 시선(안구)의 방향을 지시함으로써, 사용자 인터페이스가 우수한 장치의 제공이 가능해진다.
또 복수의 조회결과를 통합함으로써 최종 조회평점이 구해지므로, 외광 반사, 또는 속눈썹, 눈꺼플의 그림자가 인증 정밀도에 끼치는 영향을 저감시키는 것이 가능해진다. 또한 조회결과를 블록단위로 통합함으로써, 타인을 잘못 허용하는 것을 방지할 수 있게 된다. 또 해밍거리가 소정의 임계값보다 큰 조회결과를 이용하지 않음으로써, 타인을 잘못 허용하는 것을 방지할 수 있게 된다.
그밖에, 외광 반사 위치가 다른 복수의 홍채화상을 촬영하는 방법으로서는, 복수의 카메라를 구비한 촬영장치에 의해 동시 또는 다른 타이밍으로 복수 각도에서 홍채를 촬영하는 방법이 있다. 도 17은 본 발명에 관한 촬영장치로서의, 복수 카메라를 내장한 인증기능 부착 휴대전화의 외관도이다. 도 17의 예에서는 2 개의 카메라(11a, 11b)가 상하방향으로 떨어져 설치된다. 이 휴대전화를 이용할 경우, 외광 반사 위치가 다른 2 장의 홍채화상을 한번에 촬영할 수 있다. 이 촬영을 1 회 내지 수회 되풀이하면 된다. 물론 2 개보다 더 많은 카메라를 내장한 장치를 이용하면, 1 번의 촬영으로, 외광 반사 위치가 다른 보다 많은 홍채화상이 촬영 가능하다.
도 18은 본 발명에 관한 촬영장치로서의, 현관 입구 등에 설치되는 고정식 홍채인증기능 부착 인터폰의 외관도이다. 도 18의 인터폰(30)에서는, 피 인증자의 시선을 유도하는 수단으로서 복수의 시선 유도등(36a~36h)이 설치된다. 그리고 촬영 시에 시선 유도등이 소정의 순으로 1 개씩 점등되며, 피 인증자는 점등된 시선 유도등 쪽으로 시선을 향한 상태로 홍채화상을 촬영한다. 이와 같이 촬영장치에 시선유도를 위한 목표물을 설치함으로써, 어느 쪽을 향하면 좋을지가 알기 쉬워지므로, 피 인증자에 있어서 시선이동 시의 과대한 부담이 없으며, 사용자에게 친절한 인터페이스가 된다.
또 촬영장치로부터 피 인증자에 대하여, 카메라를 갖는 촬영장치 자체의 위치를 바꾸도록 지시하도록 해도 된다. 피 인증자가, 예를 들어 도 2와 같은 인증기능 부착 휴대전화(10)를 촬영장치로서 이용할 경우에는, 이 촬영장치를 갖는 손의 이동방향을 촬영장치로부터 피 인증자에게 지시한다. 이 경우 모니터(13)에 메시지나 화살표 등을 표시함으로써 지시해도 되며(모니터(13) 및 그 제어부가 손의 이동방향을 지시하는 수단에 상당한다), 스피커(15)로부터 음성으로 지시해도 된다(스피커(15) 및 그 제어부가 손의 이동방향을 지시하는 수단에 상당한다).
또한 촬영장치에 그 배치위치가 변경 가능한 카메라를 설치해두고, 홍채화상의 촬영 시에 자동으로, 또는 피 인증자에 의한 수동으로 카메라의 위치를 변경하도록 해도 된다. 이로써, 촬영장치를 한 번 조준하는 것만으로, 카메라 자체의 움직임에 의해 다른 위치로부터의 홍채화상 촬영이 가능해진다. 따라서 간편하게, 복수의 홍채화상을 촬영할 수 있다.
또 안구만을 움직여 얼굴 정면에서 촬영한 경우, 안구의 움직임이 크면 홍채를 비스듬한 방향에서 촬영하게 되어, 얻어진 홍채화상의 홍채둘레(동공둘레) 형상은 타원형이 된다. 이와 같은 경우는, 입력화상에서 왜곡 보정처리를 행하여 정면에서 본 홍채화상으로 변환시켜, 이후 처리를 실행할 필요가 있다. 왜곡보정은 1 차변환(행렬계산)을 이용하여 실현할 수 있다.
여기서, 본 실시예는 외광 하의 인증 시에 있어서 특히 유효하지만, 외광 하에서는 외광 중의 근적외광 강도가 조명(12)의 파워보다 월등하게 강하므로, 조명(12)의 효과는 거의 없다. 따라서 장치에 조명(12)의 온/오프 절환스위치를 설치하여, 외광 하에서 인증을 행할 경우에는 조명(12)을 오프로 하여 촬영해도 상관없다. 또 장치에 근적외광강도 센서를 설치하여, 외광 중의 근적외광 강도가 소정의 임계값을 초과할 경우는 촬영 시에 조명(12)이 발광하지 않도록 해도 된다.
또 본 실시예에서는 처리(A1~A5) 모두를 단말 쪽에서 실행하는 것으로 하지만, 복수의 홍채화상을 촬영하는 처리(A1)를 단말 쪽에서 실행하고, 촬영한 복수 화상을 네트워크를 통해 서버로 송신하여, 서버 상에서 처리(A2~A5)를 실행하도록 해도 된다. 이 경우 서버 상에서 인증결과가 계산되며, 계산결과는 다시 네트워크 를 통해 단말로 송신되고 단말 모니터(13)에 인증결과가 표시된다.
여기서 본 실시예에서는 외광 반사 위치가 다른 화상을 N 장(고정 매수) 촬영한 후 인증하는 방법을 채용하지만, 1 장 촬영할 때마다 상술한 바와 같은 처리를 행하고 최종 해밍거리를 계산하여, 해밍거리가 소정 임계값 이하이면 인증처리를 종료하고, 그렇지 않을 때는 다음 화상을 촬영한다는 방법을 채용해도 된다. 이 경우, 촬영회수의 상한을 설정해도 된다.
또 본 발명은 외광 반사가 일어나는 경우의 대책이며, 본래, 외광 반사가 일어나지 않는 경우에는 홍채화상을 복수 매 촬영할 필요는 없다. 또한 항상 복수회 촬영을 행하는 시스템은 피 인증자에게 번거로운 것이 된다. 따라서 이하와 같은 방법을 채용해도 된다.
즉 도 25에서, 1 장의 홍채화상을 촬영한(D1) 후, 통상의 인증(앞의 참고문헌 1에서 개시된 방법)을 행한다(D2). 이 때, 촬영한 홍채화상과, 미리 등록된 피 인증자의 등록 홍채데이터가 조회되어 조회결과가 얻어진다. 그리고 인증에 성공했을 때, 예를 들어 단계(D2)에서 얻어진 해밍거리가 소정의 임계값 이하일 때는 처리를 종료하는 한편, 그렇지 않을 때, 예를 들어 해밍거리가 소정의 임계값을 초과했을 때는 단계(D4)로 진행한다(D3).
단계(D4)에서, 단계(D2)에서 이미 얻어진 조회결과를 복수의 블록으로 분할하고, 분할한 각각의 블록에 대하여 조회평점으로서의 해밍거리를 산출한다. 그리고 해밍거리가 소정의 제 1 임계값 이상인 블록 수(M2)를 계산하고(D5), 단계(D6)에서 블록 수(M2)가 제 2 임계값 이하일 때는 본인일 가능성이 높지만, 외광 반사 가 발생한 것으로 판단하여 본 실시예의 처리(D7)를 실행한다. 한편, 블록 수(M2)가 소정의 제 2 임계값을 초과했을 때는 본인이 아닌 것으로 기각하고(D8) 처리를 종료한다. 즉, 단계(D2~D6)에 의해, 촬영한 홍채화상에 외광 반사가 발생했는지 여부를 판단하는 처리가 실현된다.
마찬가지로, 본 실시예의 처리를 실행하기 위한 조건으로서,
·홍채화상에, 휘도가 소정의 제 1 임계값 이상인 화소가, 소정의 제 2 임계값 이상일 경우, 또는,
·홍채화상의 평균 휘도를 기초로, 어떤 제 1 임계값을 산출하고, 홍채화상 중에 휘도가 상기 임계값 이상인 화소가, 소정의 제 2 임계값 이상인 경우로 해도 된다. 이는 홍채화상에 반사가 발생했는지 여부를, 화상레벨로, 당해 홍채화상을 기초로 하여 판단하는 것에 상당한다.
마찬가지로, 본 실시예의 처리를 실행하기 위한 조건으로서,
·장치의 조명이 오프된 경우, 또는,
·장치에 근적외광 강도 센서를 설치하고, 조명 오프 시 외광 중의 근적외강도가 소정의 임계값을 초과하는 경우로 해도 된다. 이는 외광 하에서 홍채인증을 했는지 여부를, 조명의 스위치 설정 또는 근적외 강도에 기초하여 판단하는 것에 상당한다. 예를 들어 도 26에 나타내는 바와 같이, 먼저 촬영환경의 근적외광 강도를 측정하고(E1), 측정한 강도가 소정의 임계값 이상일 때는(E2에서 Yes), 본 실시예의 처리를 실행한다(E3). 한편, 측정한 강도가 소정의 임계값보다 낮을 때(E2에서 No), 홍채화상은 1 장만 촬영하고(E4), 종래와 마찬가지의 인증처리를 실행한다(E5).
여기서, 안구를 움직여 복수의 화상을 촬영할 경우, 움직이는 방향을 적당히 지시하는 것이 아니라, 외광 반사가 지금 존재하는 영역으로부터 반상영상이 사라질 것 같은 방향을 구하여 지시하는 것도 가능하다. 외광 반사가 존재하는 영역은, 블록분할된 특징량에서 해밍거리가 큰 블록에 대응하는 영역으로 추정할 수 있다. 그리고 외광 반사가 존재하는 영역을 추정할 수 있다면, 안구를 어느 방향으로 움직이면 좋을지를 산출하는 것은 용이하다. 또 상술한 바와 같이 촬영장치를 손에 들고 홍채인증을 행할 경우에는, 마찬가지로 하여 외광 반사가 존재하는 영역을 추정하여 손의 이동방향을 구하면 된다. 또한 외광 반사가 존재하는 영역의 위치를 기초로 손의 이동거리를 구하여, 이를 지시하는 것도 가능해진다.
(제 2 실시예)
제 1 실시예에서는 복수의 홍채코드와 등록 홍채코드를 각각 조회하여 복수의 조회결과를 작성하고, 이들 복수의 조회결과를 통합하여 최종 조회평점을 얻어 인증을 실행했다. 이에 반해 본 실시예에서는 복수의 홍채코드를 통합하여 통합 홍채코드를 작성하고, 이 통합 홍채코드와 등록 홍채코드를 조회하여 인증을 행하는 것으로 한다.
도 19는 본 발명의 제 2 실시예에 관한 홍채인식을 이용한 개인인증방법을 나타내는 흐름도이다. 도 19에서, 먼저 외광의 반사 위치가 다른 N 장의 홍채화상을 촬영하고(B1), 촬영한 N 장의 홍채화상으로부터 특징추출을 행하여 N 개의 홍채코드를 작성한다(B2). 이 처리(B1, B2)에 대해서는 제 1 실시예의 처리(A1, A2)와 마찬가지 방법을 적용할 수 있다.
다음에, N 개의 홍채코드를 통합하여, 통합 홍채코드를 작성한다(B3). 도 20은 처리(B3)의 상세를 나타내는 흐름도이다.
우선 N 개의 홍채코드(ICi(i=1~N))에 대하여, 모든 코드끼리의 해밍거리를 산출한다(B301). 코드끼리의 조합은 N(N-1)/2 가지가 된다. 이 때 도 12에 나타낸 바와 같이, 홍채코드의 회전을 보상한 매칭을 행한다.
다음으로 다른 모든 (N-1 개) 코드(ICi(i ≠j))와의 해밍거리 총합이 최소가 되는 홍채코드(ICj)를 선택한다(B302). 그리고 선택된 홍채코드(ICj)와, 다른 코드(ICi(i ≠j))에서, k 번째 비트값(Oor1)의 다수결을 취해 총합 홍채코드의 k 번째 비트값을 결정한다(B303). 이 때 기준이 될 홍채코드(ICi)에 대하여, 다른 홍채코드(ICj)는, B301에서 해밍거리를 산출했을 때의 회전보상각도만큼 회전시킨 후의 k 번째 위치를 이용한다.
이와 같은 처리(B3)에 의해 N 개의 홍채코드로부터 통합 홍채코드가 생성된다. 이로써 홍채코드의 임의의 비트위치에서, 외광 반사의 영향을 받은 비트의 개수가 N/2보다 적으면, 외광 반사의 영향이 없는 통합 홍채코드를 생성할 수 있다.
그리고 통합 홍채코드와 등록 홍채코드를 조회하여 조회결과를 얻고(B4), 이 조회결과를 이용하여 인증을 행한다(B5). 이 처리(B4, B5)에 대해서는 앞의 참고문헌 1에서 개시된 방법, 즉 제 1 실시예에서 설명한 (5), (6)의 처리와 마찬가지이면 된다.
또 여기서는 기준으로 하는 홍채코드(ICj)를, 다른 모든 (N-1 개) 코드(ICi(i ≠j))와의 해밍거리 총합이 최소로 된다는 조건으로 선택하지만, 예를 들어 N 개의 홍채코드를 등록 홍채코드와 조회하여, 가장 해밍거리가 작아질 홍채코드를 기준으로 선택해도 된다.
또 본 실시예에서는 복수 홍채코드의 통합에 다수결을 이용하지만, 그 대신, 예를 들어 가중 평균값을 이용해도 된다.
또한 제 1 실시예와 마찬가지로 N 개의 홍채코드와 등록 홍채코드의 해밍거리를 산출하고, 해밍거리가 소정의 임계값(TH3) 이하의 홍채코드만을 이용하여, 통합 홍채코드를 작성하도록 해도 상관없다.
(제 2 실시예의 변형예)
앞에서 설명한 방법은 도 11의 (c)에 나타낸 바와 같은 이진화 후 홍채코드를 통합하는 것이다. 이에 대하여 도 11의 (b)에 나타낸 바와 같은 Gabor 필터 적용 후의 신호를 통합하고, 그 후 이진화를 행하도록 해도 된다. 이하, 본 실시예의 변형예로서 그 방법에 대하여 설명한다.
도 21은 본 변형예에 관한 홍채인식을 이용한 개인인증방법을 나타내는 흐름도이다. 도 21에서 도 19와 공통인 처리에 대해서는 도 19와 동일 부호를 부여하며, 여기서는 그 상세한 설명은 생략한다.
외광 반사 위치가 다른 N 장의 홍채화상을 촬영(B1)한 후에 N 장의 홍채화상의 휘도레벨을 조정한다(B15). 다른 방향을 향해 홍채화상을 촬영한 경우, 카메라 자체의 조리개 제어 또는 AGC(Auto Gain Contrlo) 등에 의해 N 장의 홍채화상의 휘도레벨이 달라질 가능성이 있다. 이 경우, 카메라에서 조임값 또는 AGC의 게인값 등을 취득하여 휘도레벨을 조정한다.
그리고 N 장의 홍채화상으로부터 특징추출을 행하여, 인증용 특징량인 홍채데이터로서 N 개의 중간 홍채코드를 작성한다(B21). 여기서는 앞의 참고문헌 1에서 개시된 방법, 즉 제 1 실시예에서 설명한 (1)~(3)의 처리를 실행하고, 또 (4)의 2-d Gabor 필터를 적용하고 멀티스케일의 주파수해석을 실행하여, 도 11의 (b)에 나타낸 바와 같은 다치 신호를 얻는다. 이 다치신호를 중간 홍채코드로 한다.
또 N 개의 중간 홍채코드를 통합하여, 통합 홍채코드를 작성한다(B31). 도 22는 처리(B31)의 상세를 나타내는 흐름도이다.
우선 N 개의 중간 홍채코드(IC2i(i=1~N))에 대하여, 모든 코드끼리의 유클리드거리를 산출한다(B311). 코드끼리의 조합은 N(N-1)/2 가지가 된다. 이 때, 제 1 실시예에서 2 진 코드를 조회할 때 행한 바와 같이, 각도방향으로 상충시키면서 조회를 행하여, 가장 유클리드거리가 작아지는 상충위치에서의 유클리드거리를 산출한다. (식 1)은 중간 홍채코드 IC2i와 IC2j를 각도방향으로 x만큼 상충시킨 경우의 유클리드거리이다.
단, x는 각도방향의 상충량이며, IC2j
x(k)는 중간 홍채코드(IC2j)를 각도방향으로 x만큼 상충시킨 후의 k 번째 값을 나타낸다. 가장 유클리드거리가 작아지는 위치에서의 유클리드거리(EDij)는, (식 1)을 이용하여 (식 2)와 같이 나타낼 수 있다.
그리고 어느 중간 홍채코드(IC2j)를 기준으로 할 때, 다른 모든 (N-1 개) 중간코드(IC2i(i≠j))와의 유클리드거리 총합이 최소로 될 중간 홍채코드(IC2j)를 선택한다(B312). 그리고 선택된 중간 홍채코드(IC2j)와, 다른 중간코드(IC2i(i≠j))에서, 각 중간코드의 k 번째 신호값의 중앙값(median)을 취하여, 통합 중간홍채코드의 k 번째 신호값을 결정한다(B313). 이 때, 기준이 될 중간 홍채코드(IC2i)에 대하여, 다른 중간 홍채코드(IC2j)는 B311에서 유클리드거리를 산출했을 때의 회전 보상각도만큼 회전시킨 후의 k 번째 위치를 이용한다.
이와 같이 N 개의 중간 홍채코드로부터 통합 중간홍채코드가 생성된다. 통합 중간홍채코드에서는 중앙값을 이용함으로써, 외광 반사의 영향이 저감된 Gabor 필터 출력신호가 얻어진다. 중앙값을 이용하는 대신에 가중 평균값을 이용해도 된다.(단순한 평균값을 이용하는 것도 가능하지만, 외광 반사에 의한 이상값의 영향을 받기 쉽다.)
그리고 통합 중간홍채코드를 이진화하여, 통합 홍채코드를 작성한다(B314). 이진화의 방법은 통상의 중간 홍채코드(도 11의 (b))로부터 홍채코드(도 11의 (c))를 작성하는 것과 마찬가지 방법을 이용하면 된다.
또 도 21로 돌아가, 통합 홍채코드와 등록 홍채코드를 조회하여 조회결과를 얻고(B4), 이 조회결과를 이용하여 인증을 행한다(B5).
(제 3 실시예)
제 1 실시예에서는 복수의 조회결과를 통합하고, 또 제 2 실시예에서는 복수의 홍채코드 또는 중간 홍채코드를 통합했다. 이에 반해 본 실시예에서는, 복수의 홍채화상을 통합하여 통합 홍채화상을 작성하고, 통합 홍채화상으로부터 홍채코드를 추출하여, 상기 홍채코드와 등록 홍채코드를 조회하여 인증을 행하는 것으로 한다.
도 23은 본 발명의 제 3 실시예에 관한 홍채화상을 이용한 개인인증방법을 나타내는 흐름도이다. 도 23에서, 우선 외광 반사 위치가 다른 N 장의 홍채화상을 촬영하고(C1), N 장 홍채화상의 휘도레벨을 조정한다(C15). 이 처리(C1, C15)는 제 2 실시예의 처리(B1, B15)와 마찬가지로 실행하면 된다.
그리고 N 장의 홍채화상을 통합하여 통합 홍채화상을 생성한다(C2). 도 24는 처리(C2)의 상세를 나타내는 흐름도이다.
우선 N 장의 홍채화상으로부터 1 장을 선택한다(C200). 그리고 선택한 홍채화상에 대하여 홍채둘레 및 동공둘레를 결정하고(C201), 홍채영역을 xy직교좌표계로부터
θ극좌표계로 변환시킨다(C202). 처리(C201, C202)는 앞의 참고문헌 1에서 개시된 수법을 이용하여 실행한다. 이 처리(C201, C202)를 N 장의 홍채화상 모두에 대하여 실행한다(C203). 변환 후 홍채화상(극좌표 화상)의 화소수는. N 장의 화상에 관해
=R, θ=T로 통일한다.
그리고 N 장의 극좌표 화상에 대하여 모든 극좌표 화상끼리의 유클리드거리를 산출한다(C204). 화상끼리의 조합은 N(N-1)/2 가지가 된다. 화상(Ii)과 화상(Ij)의 유클리드거리는, 각 화소 휘도값 차의 제곱 합으로서 (식 3)과 같이 정의한다.
(식 3)
단 θ+x>T인 경우는 θ+x를 θ+x-T로 한다. (식 3)은 얼굴방향이나 안구 자체의 회전을 흡수하기 위해 각도방향으로 x만큼 이동시켰을 경우의 유클리드거리이다. 미리 정한 x의 범위(허용 회전범위)에서 (식 3)의 유클리드거리를 계산하고, 거리가 최소로 되는 x의 거리를 최종 거리(EDij)로서 결정한다.
(식 4)
다음으로 어느 극좌표 화상(Ij)을 기준으로 할 때, 다른 모든 (N-1 개) 극좌표 화상(Ii(i ≠j))과의 유클리드거리 총합이 최소가 될 극좌표 화상(Ii)을 선택한다(C205). 그리고 선택된 극좌표 화상(Ii)과, 다른 극좌표 화상(Ii(i ≠j))에 있어서 화소(
, θ) 휘도값의 중앙값을 구하여, 통합 극좌표화상 화소(
, θ)의 휘도값을 결정한다(C206). 또 각 극좌표 화상(Ii)의 각도방향 좌표(θ)는, 선택된 극좌표 화상(Ij)과의 유클리드거리가 최소로 되도록 회전보상필의 것을 이용한다. 또 한 복수화상의 통합 시, 중앙값을 이용하는 대신에 가중평균값을 이용해도 된다.(단순한 평균값을 이용하는 것도 가능하지만, 외광 반사에 의한 이상값의 영향을 받기 쉽다.)
그리고 도 23으로 되돌아가, 통합 홍채화상으로부터 홍채코드를 작성하고(C3), 홍채코드와 등록 홍채코드를 조회하여 조회결과를 얻는다(C4). 그 후, 조회결과를 이용하여 인증을 행한다(C5). 처리(C4, C5)는 참고문헌 1에서 개시된 방법을 이용한다.
본 실시예에서는 휘도레벨을 조정한 후의 극좌표 화상을 회전보상하고, 각 화소의 중앙값을 구함으로써, 합성 극좌표화상을 생성한다. 중앙값을 이용함으로써, 반사영상의 영향이 저감된 극좌표 화상을 얻을 수 있다. 이에 반해, 평균값을 이용하면 반사영상에 의한 이상값의 영향을 받기 쉽다. 따라서 그 후 처리에 있어서 반사영상의 영향을 저감한 처리를 실행할 수 있다.
또 제 2 및 제 3 실시예의 처리도, 도 25 흐름도에서의 단계(D7)나, 도 26 흐름도에서의 단계(E3)의 처리로서 이용해도 좋음은 물론이다.