WO2007004498A1

WO2007004498A1 - 虹彩認証装置、虹彩認証方法および虹彩認証プログラム

Info

Publication number: WO2007004498A1
Application number: PCT/JP2006/312960
Authority: WO
Inventors: Shin'ichi Tsukahara
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date: 2005-06-30
Filing date: 2006-06-29
Publication date: 2007-01-11
Also published as: JP2007011667A

Abstract

　虹彩認証装置および虹彩認証方法であって、被認証者の眼を斜め方向から撮影する撮影部と、撮影部で撮影された画像から、楕円形状の虹彩画像を検出する虹彩検出部と、虹彩検出部で検出された楕円形状の虹彩画像を円形状に補正する円形補正部と、円形補正部で円形状に補正された虹彩画像を用いて被認証者の認証処理を行う認証処理部とを備えたものである。

Description

明細書

虹彩認証装置、虹彩認証方法および虹彩認証プログラム

技術分野

[0001] 本発明は、被認証者の少なくとも虹彩の部分の画像を用いて個人認証を行う虹彩認証装置および虹彩認証方法に関する。

背景技術

[0002] 近年、入退出管理装置や個人情報等の重要な情報が記憶された情報装置等、高いセキュリティ性が求められる装置におけるアクセス時の本人認証の方法として、人体の指紋、虹彩、眼底血管、顔の特徴、手や腕の血管パターン等、その被認証者固有の情報、 V、わゆるバイオメトリタス情報を用いた様々な認証方法が実用化されてきている。

[0003] その中でも、本人認証率の高さや、他人受入率の低さ等の信頼性の高さから、眼の虹彩部分の皺の模様の違ヽを利用した認証方法 (以下、このような方法を虹彩認証方法と記す)が提案され、特に高いセキュリティ性を必要とする機器において実用化されている（例えば、特許第 3307936号公報を参照。；)。

[0004] このような虹彩認証方法は、被認証者の眼の部分の画像 (以下、この画像を眼画像と記す)から虹彩の部分を選択的にコード化し、得られた情報を認証情報として、あらかじめ登録された情報 (以下、登録認証情報と記す)と比較照合し、互いに一致すると判定された場合には、被認証者があらかじめ登録された者であると認証する方法である。

[0005] し力しながら、前述のような虹彩認証方法においては、コードィ匕を行う際に、虹彩が円形になるように撮影する必要があるため、被認証者の眼を正面から撮影する必要があった。このため、被認証者の視線をカメラの方に向けるように誘導したり、カメラを被認証者の眼の方向に向けるように配置したりと様々な工夫をする必要があるという課題があった。

発明の開示

[0006] 本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、被認証者の眼を正面から撮影する必要がなぐ被認証者の視線をカメラの方に向けるように誘導したり、カメラを被認証者の眼の方向に向けるように配置したりと様々な工夫をする必要のな、虹彩認証装置および虹彩認証方法を提供するものである。

[0007] 本発明の虹彩認証装置は、被認証者の眼を斜め方向から撮影する撮影部と、撮影部で撮影された画像の少なくとも虹彩を含む部分の画像を用いて、被認証者の認証処理を行う認証処理部とを備えたことを特徴としている。

[0008] このような構成によれば、認証処理部は、撮影部で撮影された、被認証者の眼を斜めから撮影した画像を用いて認証処理を行うことができるので、被認証者の眼を正面力撮影する必要がなぐ被認証者の視線をカメラの方に向けるように誘導したり、力メラを被認証者の眼の方向に向けるように配置したりと様々な工夫をする必要のなヽ虹彩認証装置を提供することができる。

[0009] また、撮影部で撮影された画像から、楕円形状の虹彩画像を検出する虹彩検出部を備えた構成であってもよ、。

[0010] このような構成によれば、さらに、虹彩検出部が楕円形状の虹彩画像を検出することができるので、検出された虹彩画像を用いて認証処理の行！ヽやす！/、構成を実現することがでさる。

[0011] さらに、虹彩検出部で検出された楕円形状の虹彩画像を円形状に補正する円形補正部を備え、認証処理部は、円形補正部で円形状に補正された虹彩画像を用いて被認証者の認証処理を行う構成であってもよ、。

[0012] このような構成によれば、さらに、楕円形状の虹彩画像を円形状に補正することができるので、円形状に補正された画像を用いることにより、斜め方向から撮影された画像を用いても認証処理を行、やす、構成を実現することができる。

[0013] また、認証処理部は、円形状に補正された虹彩画像から認証情報を作成する認証情報作成部と、認証情報作成部で作成された認証情報と、あらかじめ登録された者の登録認証情報とを比較照合する照合部とを備えた構成であってもよい。

[0014] このような構成によれば、さらに、円形状に補正された虹彩画像から、認証情報を作成することができるので、斜め方向から撮影された画像を用いても、認証処理を行 Vヽやす、構成を実現することができる。 [0015] さらに、認証処理部は、虹彩検出部で検出された楕円形状の虹彩画像から認証情報を作成する楕円型認証情報作成部と、楕円型認証情報作成部で作成された認証情報と、あらかじめ登録された者の登録認証情報とを比較照合する照合部とを備えた構成であってもよい。

[0016] このような構成によれば、さら〖こ、楕円型認証情報作成部で作成された認証情報を用いて、斜め方向から撮影された画像を用いても、認証処理を行うことのできる構成を実現できる。

[0017] また、撮影部で撮影された画像の画質を判定する画質判定部を備えた構成であつてもよい。

[0018] このような構成によれば、さらに、画質判定部で画質がよいと判断された画像について、認証処理を行うので、エラー発生の少ない構成を実現することができる。

[0019] また、撮影部で撮影された画像に眼が撮影されてヽるカゝ否かを判定する眼検出部を備えた構成であってもよ、。

[0020] このような構成によれば、さらに、眼検出部で眼が検出されたと判定された画像について、認証処理を行うことができるので、エラー発生の少ない構成を実現することができる。

[0021] さら〖こ、眼検出部は、撮影部で撮影された画像に楕円形状の眼が撮影されているか否かを判定する構成であってもよヽ。

[0022] このような構成によれば、さらに、眼検出部では、楕円形状の眼を検出するので、被認証者を斜めから撮影してその眼画像カゝら認証処理を行うのに適した構成を実現することがでさる。

[0023] また、被認証者の少なくとも眼を含む領域を照射する光源部を備えた構成であってちょい。

[0024] このような構成によれば、さらに、被認証者の虹彩パターンをコントラストよく撮影する構成を実現できる。

[0025] さらに、撮影部は、披認証者の眼を斜め方向から撮影する複数の撮影装置を有する構成であってもよい。

[0026] このような構成によれば、さらに、複数の撮影装置を用いることで、被認証者の良好な眼画像を撮影できる機会を増力 tlさせる構成を実現できる。

[0027] さらに、複数の撮影装置は、互いに解像度の異なる撮影装置である構成であってもよい。

[0028] このような構成によれば、さらに、互いに解像度の異なる撮影装置で眼画像を撮影するので、認証処理の行える画素数を有する眼画像を撮影できる機会を増やす構成を実現できる。

[0029] また、複数の撮影装置は、互いに撮影倍率の異なる撮影装置である構成であってちょい。

[0030] このような構成によれば、さらに、互いに撮影倍率の異なる撮影装置で眼画像を撮影するので、認証処理を行うのに十分なほどに拡大された眼画像を撮影できる機会を増やす構成を実現できる。

[0031] また、被認証者の視線の方向を検知する視線方向検知部と、視線方向検知部が検知した視線の方向と撮影部の撮影方向とがなす角度が、所定の角度を超えた場合に、撮影部または認証処理部の処理を停止させる制御部とを備えた構成であってもよい。

[0032] このような構成によれば、さらに、被認証者の視線の方向と撮影部の撮影方向とがなす角度を所定の角度以内の場合に眼画像の撮影または認証処理を行うことができるので、より正確な認証処理を行うことのできる構成を実現できる。

[0033] 次に、本発明の虹彩認証方法は、被認証者の眼を斜め方向から撮影する第 1のステツプと、第 1のステップで撮影された画像の少なくとも虹彩を含む部分の画像を用 V、て、被認証者の認証処理を行う第 2のステップとを備えたことを特徴として、る。

[0034] このような方法によれば、第 1のステップで撮影された、被認証者の眼を斜めから撮影した画像を用いて第 2のステップで認証処理を行うことができるので、被認証者の眼を正面力撮影する必要がなく、被認証者の視線をカメラの方に向けるように誘導したり、カメラを被認証者の眼の方向に向けるように配置したりと様々な工夫をする必要のな、虹彩認証方法を提供することができる。

[0035] 次に、本発明の虹彩認証プログラムは、コンピュータに、被認証者の眼の斜め方向から撮影された画像が入力される第 1のステップと、第 1のステップで入力された画像の少なくとも虹彩を含む部分の画像を用いて、被認証者の認証処理を行う第 2のステップとを実行させることを特徴として、る。

[0036] このようなプログラムによれば、第 1のステップで入力された、被認証者の眼を斜め力撮影した画像を用いて第 2のステップで認証処理を行うことができるので、被認証者の眼を正面力撮影する必要がなぐ被認証者の視線をカメラの方に向けるように誘導したり、カメラを被認証者の眼の方向に向けるように配置したりと様々な工夫をする必要のない虹彩認証プログラムを提供することができる。

[0037] 以上述べたように、本発明によれば、被認証者の眼を正面力も撮影する必要がなく、被認証者の視線をカメラの方に向けるように誘導したり、カメラを被認証者の眼の方向に向けるように配置したりと様々な工夫をする必要のない虹彩認証装置および虹彩認証方法を提供することができる。

図面の簡単な説明

[0038] [図 1]図 1は、本発明の第 1の実施の形態における虹彩認証装置の使用形態を示す図である。

[図 2]図 2は、本発明の第 1の実施の形態における虹彩認証装置の構成を示す機能ブロック図である。

[図 3A]図 3Aは、本発明の第 1の実施の形態における虹彩認証装置の虹彩検出部の処理について説明するための、眼画像における瞳孔と虹彩と白眼との輝度値の関係を説明するための図である。

[図 3B]図 3Bは、本発明の第 1の実施の形態における虹彩認証装置の虹彩検出部の処理について説明するための、輝度の閾値を用いて虹彩輪郭を検出する際の走査方向の一例を示す図である。

[図 3C]図 3Cは、本発明の第 1の実施の形態における虹彩認証装置の虹彩検出部の処理について説明するための、輝度の閾値を用いて虹彩輪郭を検出する際の走査方向の他の例を示す図である。

[図 3D]図 3Dは、本発明の第 1の実施の形態における虹彩認証装置の虹彩検出部の処理について説明するための、輝度の閾値を用いて虹彩輪郭を検出する際の走査方向のさらに他の例を示す図である。圆 4A]図 4Aは、本発明の第 1の実施の形態における虹彩認証装置の円形補正部の機能について説明するための、眼画像力も虹彩検出部によって検出された楕円形状の虹彩の画像の一例を示す図である。

圆 4B]図 4Bは、本発明の第 1の実施の形態における虹彩認証装置の円形補正部の機能について説明するための、図 4Aに示した楕円形状の虹彩の画像を、回転補正した画像の一例を示す図である。

圆 4C]図 4Cは、本発明の第 1の実施の形態における虹彩認証装置の円形補正部の機能について説明するための、図 4Bに示した、回転補正された虹彩の画像から円形状に補正された虹彩の画像の一例を示す図である。

[図 5A]図 5Aは、本発明の第 1の実施の形態における虹彩認証装置によって、虹彩認証処理が可能な理由を説明するための、生体の眼の平面構造を示す図である。

[図 5B]図 5Bは、本発明の第 1の実施の形態における虹彩認証装置によって、虹彩認証処理が可能な理由を説明するための、生体の眼の断面構造を示す図である。

[図 6]図 6は、本発明の第 1の実施の形態における虹彩認証装置の別の例を示す図である。

[図 7]図 7は、本発明の第 1の実施の形態における虹彩認証装置の動作ステップを示すフローチャートである。

[図 8]図 8は、本発明の第 2の実施の形態における虹彩認証装置の構成を示すブロック図である。

圆 9A]図 9Aは、本発明の第 2の実施の形態における虹彩認証装置の楕円型認証情報作成部の機能を説明するための、円形状の虹彩についての極座標系における線分を示す図である。

圆 9B]図 9Bは、本発明の第 2の実施の形態における虹彩認証装置の楕円型認証情報作成部の機能を説明するための、楕円形状の虹彩について、図 9Aに示した円形状の虹彩の線分に対応する線分を示した図である。

[図 10]図 10は、本発明の第 2の実施の形態における虹彩認証装置の動作ステップを示すフローチャートである。

[図 11]図 11は、本発明の第 3の実施の形態における虹彩認証装置の構成を示すブロック図である。

符号の説明

1, 101, 201, 401 虹彩認証装置

2, 102 撮影部

3 キヤプチャ処理部

6, 106 制御部

7 光源部

9 画質判定部

10 眼検出部

11 虹彩検出部

12 円形補正部

17, 127 認証処理部

19 認証情報作成部

20 照合部

21 記憶部

22 認証結果判定部

23 出力部

25 楕円型認証情報作成部

30 被認証者

31 眼

70 眼球

71, 90, 190 虹彩

72, 91, 191 瞳孔

92 白眼

100 部分画像

103 切替部

110-125 線分

150 視線方向検知部発明を実施するための最良の形態

[0040] 以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。

[0041] (第 1の実施の形態）

まず、本発明の第 1の実施の形態における虹彩認証装置 1について説明する。図 1 および図 2を用いて、本発明の第 1の実施の形態における虹彩認証装置 1の機能について説明する。図 1は、本発明の第 1の実施の形態における虹彩認証装置 1の使用形態を示す図であり、図 2は、本発明の第 1の実施の形態における虹彩認証装置 1の構成を示す機能ブロック図である。

[0042] 図 1に示したように、本発明の第 1の実施の形態の虹彩認証装置 1は、被認証者 30 に対して斜め方向（図 1における被認証者 30の正面方向（Z軸方向）に対して角度 Θ を有する方向）から、撮影部 2によって被認証者 30の眼 31を撮影し、撮影された眼画像のうち、楕円形状の虹彩の部分の画像を用いて被認証者 30の認証処理を行うことができる。

[0043] このように、本発明の第 1の実施の形態における虹彩認証装置 1は、被認証者 30に正対させて配置する必要がな!、ので、被認証者 30に虹彩認証装置 1の存在を意識させることなぐ虹彩認証処理を行うことが可能である。

[0044] ここで、本発明の第 1の実施の形態における虹彩認証装置 1の各機能ブロックについて詳細に説明する。

[0045] 図 2に示したように、本発明の第 1の実施の形態における虹彩認証装置 1は、被認証者 30の眼 31を照射する光源部 7、光源部 7で照射された状態の被認証者 30の眼 31の少なくとも虹彩を含む眼画像を撮影する撮影部 2、撮影部 2で撮影された眼画像の画質判定等を行って、良好と判定された画像を認証処理部 17に送る処理 (以下、この処理をキヤプチャ処理と記す）を行うキヤプチャ処理部 3、キヤプチャ処理部 3でキヤプチャ処理された画像を用ヽて所定の方法で虹彩認証処理を行う認証処理部 1 7、認証処理部 17における認証結果を外部の他の装置等に出力したり、認証結果を被認証者 30に音声や画像等で報知したりする出力部 23、ならびに、光源部 7、撮影部 2、キヤプチャ処理部 3および認証処理部 17それぞれの動作を制御する制御部 6 を備える。 [0046] 以下、本発明の第 1の実施の形態における虹彩認証装置 1の構成要素それぞれについて詳細に説明する。

[0047] まず、光源部 7としては、眼 31のコントラストのよい、鮮明な虹彩画像を撮影するために、眼 31に対して近赤外波長（約 700nmから lOOOnm程度の波長）を有する光線を照射することのできる光源を用いることができる。

[0048] また、撮影部 2について、本発明はなんら限定するものではないが、一例としては、 CCDを用いた白黒カメラを用いることができる。撮影部 2に装着されるレンズ系としては、眼 31の領域を拡大して撮影することのできる望遠レンズを搭載した構成が望ましい。

[0049] キヤプチャ処理部 3は、さらに、撮影部 2から出力された画像からその画像の画質を判定する画質判定部 9、および、撮影部 2から出力された画像の中に眼とみなされる部分が撮影されているか否かを判定する眼検出部 10を有する。

[0050] 画質判定部 9における画質の判定は、例えば、画質のよい画像には所定の高周波成分の情報量が多いことを利用して、画像を周波数解析し、その所定の高周波成分の情報量を積算して、その積算値が多いほど画質がよいと判定する方法を利用することができる。他にも画像全体の輝度を所定の閾値と比較して、その結果にもとづいて画質を評価する方法等も用いることができる。なお、これら複数の方法を併用してもよい。

[0051] 眼検出部 10は、撮影部 2で撮影された眼画像の中に、虹彩や瞳孔とみなされる略楕円形状の物体が撮影されているか否かを判定し、楕円形状の物体が撮影されていると判定された画像を認証処理部 17に出力する。眼検出部 10における判定方法としては、例えばパターンマッチング方法を用いることができる。さらに、演算量を軽減するためには、眼画像を二値化処理する等して、あら力じめ瞳孔または虹彩らしき位置を特定しておいて、特定された部分について、詳細な輪郭抽出を行って瞳孔または虹彩の輪郭を検出し、検出した輪郭に対し楕円近似を行って、楕円と判定する方法を用いてもよい。なお、この楕円近似の方法については、例えば最小自乗法を用いて楕円近似することができるが、本発明はこの方法に限定されない。

[0052] 次に、認証処理部 17は、キヤプチャ処理部 3から出力された画像から、楕円形状の虹彩の部分を検出して、その部分画像を出力する虹彩検出部 11、虹彩検出部 11から出力された楕円形状の虹彩の部分画像を、円形状の虹彩画像に補正処理する円形補正部 12、円形補正部 12で円形状になるように補正された虹彩画像から所定の方法を用いて認証情報を作成する認証情報作成部 19、あらかじめ登録された者の登録認証情報が記憶されて、る記憶部 21、記憶部 21に記憶された登録情報と認証情報作成部で作成された認証情報とを比較照合する照合部 20、および、照合部 20 の比較照合結果によって、被認証者 30があら力じめ登録された者である力否かを判定し、その結果を出力部 23に出力する認証結果判定部 22を有する。

[0053] なお、認証処理部 17の各構成要素の機能のうち、認証情報作成部 19における円形状の虹彩画像からの認証情報の作成方法、照合部 20における照合方法、および、認証結果判定部 22における認証結果の判定方法としては、例えば、特許文献 1に記載した方法を用いることができる。なお、本発明はこの方法に限定されるものではなぐ様々な公知の認証情報の作成方法、照合方法および認証結果の判定方法を用!/、ることができる。

[0054] ここで、本発明の第 1の実施の形態における虹彩認証装置 1の認証処理部 17の構成要素それぞれの機能について、詳細に説明する。

[0055] まず、本発明の第 1の実施の形態における虹彩認証装置 1の虹彩検出部 11は、眼検出部 10から出力された眼画像を用いて、その画像の中から、楕円形状の虹彩とみなされる形状の虹彩画像を切り出す。虹彩画像の切り出し方法に関しては、眼検出部 10で検出された瞳孔形状が明確な場合は、その瞳孔の楕円形状に類似したバターンを生成して、ノターンマッチングを行うことによって虹彩の輪郭を検出し、その輪郭の範囲を切り出し処理してもよい。また、白眼と虹彩の輝度差を利用して虹彩の輪郭を検出し、その輪郭の範囲を切り出し処理することも可能である。

[0056] 図 3A〜図 3Dは、本発明の第 1の実施の形態における虹彩認証装置 1の虹彩検出部 11の処理について説明するための図である。図 3Aは、眼画像における瞳孔と虹彩と白眼との輝度値の関係を説明するための図であり、図 3B、図 3Cおよび図 3Dは、輝度の閾値を用いて虹彩輪郭を検出する際の走査方向の一例を示す図である。まず、図 3Aの上方に示すように、眼画像〖こは、白眼 92、虹彩 90および瞳孔 91が撮影されているものとする。この場合、図 3Aの下方に示すように、虹彩 90の部分の輝度値は瞳孔 91の部分の輝度値よりも高ぐ白眼 92の部分の輝度値は、虹彩 90の部分の輝度値よりもさらに高い。よって、虹彩検出部 11は、閾値 thlを設けて、眼画像上を走査しながら画素の輝度値と閾値 thlとを比較することによって、眼画像のうち、白眼 92の部分と虹彩 90および瞳孔 91の部分との輪郭点を抽出することができる。この虹彩検出部 11による虹彩の輪郭点抽出の走査方向としては、図 3B、図 3Cおよび図 3Dに示したように、水平方向の走査、垂直方向の走査または放射方向の走査のいずれの方法によっても行うことが可能である。なお、ここでは、水平走査と垂直走査と放射走査の例を示したが、本発明は、虹彩の輪郭検出方法の走査方向に関してこれらの例になんら制限されるものではない。

[0057] さらに、虹彩検出部 11は、検出した輪郭点を基準として最小自乗法によって楕円近似をして、楕円の中心座標と回転角度と楕円の扁平率を算出する。最小自乗法による楕円近似の方法としては、ラグランジュの未定係数法を用いることができる。

[0058] 次に、本発明の第 1の実施の形態における虹彩認証装置 1の円形補正部 12は、虹彩検出部 11において、楕円近似によって算出された楕円を円形状になるように変換する。ここで、本発明の第 1の実施の形態における虹彩認証装置 1の円形補正部 12 の機能について、詳細に説明する。図 4A〜図 4Cは、本発明の第 1の実施の形態における虹彩認証装置 1の円形補正部 12の機能について説明するための図であり、図 4Aは眼画像から虹彩検出部 11によって検出された楕円形状の虹彩 90の画像の一例を示す図、図 4Bは、図 4Aに示した楕円形状の虹彩 90の画像を、回転補正した画像の一例を示す図、さら〖こ、図 4Cは、図 4Bに示した、回転補正された虹彩 90の画像から円形状に補正された虹彩 190の画像の一例を示す図である。

[0059] 本発明の第 1の実施の形態における虹彩認証装置 1の円形補正部 12においては、図 4Aに示したように、眼画像中に X座標および Y座標を定義して、楕円形状の虹彩 90の長径の方向が Y座標の方向に対してなす角度を回転角度 Θ Rとして算出し、短径 Sおよび長径 Lとした場合に、短径 Sを長径 Lで除した値を、扁平率 H= (S/L) として算出する。さら〖こ、円形補正部 12は、楕円形状の虹彩 90を含む、座標 (xl, y 1)を中心とした矩形の部分画像 100の領域を決定する。次に、円形補正部 12は、先に決定した部分画像 100を、図 4Bに示したように、回転角度 0 Rが「0」になるように、すなわち、 Y座標の方向に長径 Lの方向が揃うように、さらに、部分画像 100の中心が所定の座標 (x2, y2)に位置するように、部分画像 100の位置を決定する（以下、この処理を標準形状に補正する処理とも記す)。そして、円形補正部 12は、図 4Cに示したように、座標 (x2, y2)を中心として、虹彩 90の形状が円形状、すなわち、扁平率 H= l. 0の形状の虹彩 190となるように、部分画像 100の形状を補正し、認証情報作成部 19に出力する。円形補正部 12による画像の補正方法としては、例えば、部分画像 100内を図 4Bにおける水平方向に扁平率 Hの逆数倍に拡大することにより、楕円形状の虹彩 90を円形状の虹彩 190へと補正することができる。なお、この部分画像 100を拡大する方法としては、例えばバイキュービック法等の拡大方式を用いることができる力本発明はこの方式に限定されるものではない。

[0060] 次に、本発明の第 1の実施の形態における虹彩認証装置 1の認証情報作成部 19 は、円形補正部 12から出力された円形状の虹彩 190の画像を用いて、所定の方法でコード化を行、、認証情報を作成して照合部 20へ出力する。

[0061] また、本発明の第 1の実施の形態における虹彩認証装置 1の記憶部 21には、あら力じめ登録された者の登録認証情報が記憶されている。

[0062] さらに、本発明の第 1の実施の形態における虹彩認証装置 1の照合部 20においては、認証情報作成部 19で作成された認証情報と、記憶部 21に記憶された登録認証情報との非類似度 (例えば、ハミング距離)を算出して、その結果を認証結果判定部 22に出力する。

[0063] 次に、本発明の第 1の実施の形態における虹彩認証装置 1の認証結果判定部 22 においては、照合部 20で算出された、認証情報作成部 19で作成された認証情報と記憶部 21に記憶された登録認証情報との非類似度の値から、所定の閾値との比較を行って、被認証者 30があらカゝじめ登録された者であると認証できるカゝ否かを決定し、その結果 (例えば、「認証可能」または「認証不可能」）を出力部 23に出力する。

[0064] また、本発明の第 1の実施の形態における虹彩認証装置 1の出力部 23としては、例えば、液晶や EL等を用いた公知の表示装置を用いることもできるし、音声で被認証者 30に認証結果等を報知させることのできる装置、または、外部に接続された装置に対して認証結果等の情報を出力することのできる装置等を各種使用することが可能である。

[0065] ここで、本発明の第 1の実施の形態における虹彩認証装置 1によれば、被認証者 3 0を斜め方向から撮影部 2によって撮影した楕円形状の虹彩 90の画像を、円形補正部 12にお、て円補正処理して得られる円形状の虹彩 190の画像を用いることによつて、虹彩認証処理ができる理由を説明する。図 5Aおよび図 5Bは、本発明の第 1の実施の形態における虹彩認証装置 1によって、虹彩認証処理が可能な理由を説明するための図であり、図 5Aは、生体の眼 31の平面構造を示す図であり、図 5Bは、生体の眼 31の断面構造を示す図である。

[0066] まず、図 5Aに示したように、生体の眼 31の眼球 70は、略球形状であり、正面から見た場合には、円形状の虹彩 71の内側に瞳孔 72が存在している。また、図 5Bに示したように、生体の眼 31の断面は、生体の眼 31の眼球 70内に、カメラ装置における絞りのような形態で、虹彩 71が形成されており、その虹彩 71の隙間部分が瞳孔 72を構成している。したがって、虹彩 71は平面形状であり、斜めから撮影して得られた楕円形状の虹彩 90の画像には、虹彩の皺のパターンの情報が欠ける部分がないので、二次元の幾何学補正によって円形状の虹彩 190の画像に補正することによって、生体の眼 31と正対して撮影した虹彩 71の画像と同等の情報量を有する画像を得ることが可能である。よって、本発明の第 1の実施の形態における虹彩認証装置 1によれば、斜め方向から撮影された楕円形状の虹彩 90の画像を補正した円形状の虹彩 190の画像を用いて虹彩認証処理を行うことが可能である。

[0067] なお、厳密には、図 1における、被認証者 30を撮影する角度 Θがあまりに大きくなり過ぎると、被認証者 30を正面力も撮影した円形状の虹彩 190から作成した認証情報と、被認証者 30を斜め方向から撮影した楕円形状の虹彩 90を円形状に補正した画像カゝら作成した認証情報とが異なってくる可能性もあるので、被認証者 30を所定の範囲以内にしておくことが、より正確な認証情報を作成するためには望ましい。この角度 Θの値は、被認証者 30の眼 31を異なる角度カゝら撮影して、認証処理を行い、その認証率力も信頼できる角度 Θの範囲を経験的に求めることが可能である。この角度 Θの範囲が定まった場合には、例えば、図 6に示すように、被認証者 30の視線方向を赤外線等で検知する視線方向検知部 150を備えておき、被認証者 30の視線方向が撮影部 2の光軸方向（Z方向）に対してなす角度が、前述の角度 Θの範囲を超えているときには、撮影部 2に眼画像を撮影させない、キヤプチャ処理部 3にキヤプチヤ処理させない、または、認証処理部 17に認証処理させないように、制御部 6に制御させること〖こよって、より確実な被認証者 30の本人認証を行うことができる。図 6は、本発明の第 1の実施の形態における虹彩認証装置 401の別の例を示す図である。なお、この視線方向検知部 150としては、赤外線を用いた構成等、公知の手段を用いることがでさる。

[0068] 次に、本発明の第 1の実施の形態における虹彩認証装置 1の動作について説明する。図 7は、本発明の第 1の実施の形態における虹彩認証装置 1の動作ステップを示すフローチャートである。

[0069] 図 7に示したように、本発明の第 1の実施の形態における虹彩認証装置 1は、まず、制御部 6が光源部 7を点灯させて、被認証者 30の眼を照射する（Sl)。

[0070] なお、光源部 7による光線の照射がなくても、十分認証に供することのできる鮮明な眼画像が撮影できる場合には、必ずしも光源部 7を点灯させる必要はなヽ。

[0071] 次に、制御部 6は撮影部 2に被認証者 30の眼 31を撮影させる（S2)。

[0072] 次に、制御部 6は、キヤプチャ処理部 3に対して、前述したキヤプチャ処理をさせる（ S3)。

[0073] ステップ S3において、キヤプチャ処理部 3で画像がキヤプチャ処理できた場合 (Y) には、ステップ S5に移り、ステップ S3において、画像がキヤプチャ処理できなかった場合 (N)には、再度ステップ S2に戻って、制御部 6は、撮影部 2に対して被認証者 3 0の眼 31の撮影を行わせる（S4)。

[0074] ステップ S4において、キヤプチャ処理部 3で画像のキヤプチャ処理がなされた場合には、キヤプチャ処理された眼画像が認証処理部 17に送られて、認証処理部 17の虹彩検出部 11において、眼画像から楕円形状の虹彩 90が検出されて、楕円形状の虹彩 90の画像が円形補正部 12に送られる（S 5)。

[0075] そして、円形補正部 12で形状の虹彩 90の画像を楕円近似して、前述のように、標準形状に変換した後に、円形状になるように短軸のサイズを長軸のサイズと一致させるように画像を拡大する補正処理を行い、円形状の虹彩 190の画像が、認証情報作成部 19に送られる（S6)。

[0076] 次に、認証処理部 17において、認証処理が行われる（S7)。具体的には、まず、認証処理部 17の認証情報作成部 19におヽて、円形状に補正処理された虹彩 190の画像から認証情報が作成され、照合部 20に出力される。また、照合部 20においては、認証情報作成部 19で作成された認証情報と、記憶部 21に記憶された登録認証情報との非一致度の算出が行われ、その値が認証結果判定部 22に送られる。さらに、認証結果判定部 22では、所定の閾値との比較が行われ、被認証者 30があらカゝじめ登録された者である力否かが判定されて、その結果が出力部 23に送られる。

[0077] このようにして、本発明の第 1の実施の形態における虹彩認証装置 1によれば、被認証者 30の眼 31を斜め方向から撮影した眼画像を用いて、虹彩認証処理を行うことにより、被認証者 30があら力じめ登録された者であるか否かを判定することが可能である。

[0078] 以上のように、本発明の実施の形態における虹彩認証装置 1を用いれば、撮影部 2 と披認証者 30の眼 31とが正対しない状況であっても、斜め方向から撮影した楕円形状の虹彩 90の画像を用いて虹彩認証処理を行うことができるので、被認証者 30に対して撮影部 2を見るように誘導等を行う必要のな!ヽ、被認証者 30が無意識に認証処理を受けることの可能な虹彩認証装置および虹彩認証方法を提供することができる。

[0079] なお、本発明の第 1の実施の形態においては、キヤプチャ処理部 3および認証処理部 17の各機能ブロックにつ、ては、それぞれの機能がソフトウェアで実現されて！、てもよいし、専用回路等のハードウェアで実現されていてもよい。それぞれの機能をソフトウエアで実現する場合には、各構成要素の機能を実現できるプログラムを記述して

、コンピュータに実行させることによって、本発明の虹彩認証装置および虹彩認証方法を実現することができる。また、これらのプログラムを記憶媒体に記憶させて、他のコンピュータに実行させることによって、他のコンピュータにおいても、本発明の虹彩認証装置および虹彩認証方法を実現できる。

[0080] (第 2の実施の形態）次に、本発明の第 2の実施の形態における虹彩認証装置 101について説明する。図 8は、本発明の第 2の実施の形態における虹彩認証装置 101の構成を示すブロック図である。本発明の第 2の実施の形態における虹彩認証装置 101においても、図 1 に示したように、被認証者 30の眼 31を斜め方向から撮影してその眼画像を用いて虹彩認証処理を行うことができるのは、第 1の実施の形態における虹彩認証装置 1と同じである。

[0081] 図 8に示したように、本発明の第 2の実施の形態における虹彩認証装置 101の構成力第 1の実施の形態における虹彩認証装置 1の構成と異なるところは、認証処理部 127が、円形補正部 12を有しないところと、認証情報作成部 19の代わりに、楕円形状の虹彩 90の画像から直接認証情報を作成する楕円型認証情報作成部 25を有するところである。

[0082] 他の構成要素については、第 1の実施の形態に示した虹彩認証装置 1の構成要素と共通するので、共通する構成要素については同一の符号を付して、その説明を省略する。

[0083] 本発明の第 2の実施の形態における虹彩認証装置 101の楕円型認証情報作成部 25は、虹彩検出部 11で検出された楕円形状の虹彩 90の画像に対して、直接、極座標変換を実施して、認証情報を生成する。楕円型認証情報作成部 25における極座標変換後のコード生成方法としては、例えば特許文献 1に記載した方法を用いることができるが、極座標変換の方法が異なる。

[0084] 図 9Aおよび図 9Bは、本発明の第 2の実施の形態における虹彩認証装置 101の楕円型認証情報作成部 25の機能を説明するための図であり、図 9Aは、円形状の虹彩 190についての極座標系における線分 110〜125を示す図であり、図 9Bは、楕円形状の虹彩 90について、図 9Aに示した円形状の虹彩 190の線分 110〜125に対応する線分 110〜 125を示した図である。

[0085] 図 9Aに示したように、正面力も被認証者 30の眼 31を撮影した場合に得られる、円形状の虹彩 190の画像に対しては、虹彩 190の輪郭と虹彩 190の中心点との間の領域を所定の角度で分割して、瞳孔 191の輪郭と虹彩 190の輪郭とを結ぶ線分 110〜 125を設定し、設定された線分を円周方向に接続することで極座標変換できる。なお、ここでは領域を分割する程度について、 16の領域に分割する例を示したが、本発明は極座標変換についての円周方向の分割する程度に関してはなんら制限するものではない。例えば、 256の領域に分割することも可能である。

[0086] 次に、本発明の第 2の実施の形態における虹彩認証装置 101では、被認証者 30 の眼 31を斜め方向カゝら撮影されるので、被認証者 30の虹彩 90は、図 9Bに示したように、楕円形状となる。本発明の第 2の実施の形態における虹彩認証装置 101の楕円型認証情報作成部 25は、このような楕円形状の虹彩 90に対して、図 9Bに示したような、楕円形状の虹彩 90の扁平率 Hと回転角度 Θ Rに応じて補正を行った線分 11 0〜125を用いて、 16の領域に分割を行う。この処理によって、図 9Aに示した円形状の虹彩 190に対して行ったと同等の極座標変換を行うことが可能となる。なお、領域を分割する際の瞳孔 91の輪郭と虹彩 90の輪郭および線分 110〜125は、虹彩検出部 11で検出された楕円形状の虹彩 90の扁平率 Hと回転角度 Θ R、さらに、虹彩 9 0の画像の座標から決定することが可能である。

[0087] なお、本発明の第 2の実施の形態における虹彩認証装置 101においても、厳密には、図 1における、被認証者 30を撮影する角度 Θがあまりに大きくなり過ぎると、被認証者 30を正面力も撮影した円形状の虹彩 190から作成した認証情報と、被認証者 3 0を斜め方向から撮影した楕円形状の虹彩 90から作成した認証情報とが異なってくる可能性もある。被認証者 30を所定の範囲以内にしておくことが、より正確な認証情報を作成するためには望ましヽことは第 1の形態における虹彩認証装置 1と同様である。よって、図 6に示したような、視線方向検知部 150を第 2の実施の形態における虹彩認証装置 101に搭載して、被認証者 30の視線方向が撮影部 2の光軸方向（Z方向）に対してなす角度が、所定の角度 Θの範囲を超えているときには、撮影部 2に眼画像を撮影させない、または、キヤプチャ処理部 3にキヤプチャ処理させない、または、認証処理部 127に認証処理させないように、制御部 6に制御させることによって、より確実な被認証者 30の本人認証を行うことができる。

[0088] このように、本発明の第 2の実施の形態における虹彩認証装置 101によれば、楕円型認証情報作成部 25が、楕円形状の虹彩 90に対して、直接、円形状の虹彩 190に対して行うのと同等の極座標変換を行うことができるので、楕円型認証情報作成部 2 5においては、円形状の虹彩 190に対して行うのと同じコード化処理によって、認証情報を作成することができる。

[0089] よって、本発明の第 2の実施の形態の虹彩認証装置 101によれば、照合部 20は、楕円型認証情報作成部 25によって作成された認証情報と、記憶部 21に記憶された、あらかじめ登録された者の登録認証情報とを比較照合することにより、その不一致度を算出することが可能となる。なお、ここで、記憶部 21に記憶される登録認証情報は、被認証者 30を正面力も撮影して得られる円形状の虹彩 190から作成された登録認証情報であってもよ!/ヽし、被認証者 30を斜め方向から撮影して得られる楕円形状の虹彩 90から作成された登録認証情報であってもよい。実用的には、被認証者 30 を正面から撮影して得られる円形状の虹彩 190から作成される登録認証情報を用いた方が、より信頼性の高！、認証結果を得ることができる。

[0090] ここで、本発明の第 2の実施の形態における虹彩認証装置 101の動作について説明する。図 10は、本発明の第 2の実施の形態における虹彩認証装置 101の動作ステツプを示すフローチャートである。

[0091] 図 10において、本発明の第 2の実施の形態における虹彩認証装置 101の動作力図 7に示した、第 1の実施の形態における虹彩認証装置 1の動作と共通するステップについては、同一の符号を付して、その説明を省略する。図 10に示したように、本発明の第 2の実施の形態における虹彩認証装置 101の動作ステップが、第 1の実施の形態における虹彩認証装置 1の動作ステップと異なるところは、ステップ S6に示した、円形補正部 12による楕円形状の虹彩 90の円形補正ステップの代わりに、楕円型認証情報作成部 25による、楕円形状の虹彩 90の画像に対する、極座標変換ステツプを有するところである（S 16)。

[0092] ステップ S16に続いては、認証処理ステップ（S17)が行われる。具体的には、まず、認証処理部 127の楕円型認証情報作成部 25において、楕円形状の虹彩 90の画像の極座標変換されたデータから認証情報が作成され、照合部 20に出力される。また、照合部 20においては、楕円型認証情報作成部 25で作成された認証情報と、記憶部 21に記憶された登録認証情報との非一致度の算出が行われ、その値が認証結果判定部 22に送られる。さらに、認証結果判定部 22では、所定の閾値との比較が行われ、被認証者 30があら力じめ登録された者であるか否かが判定されて、その結果が出力部 23に送られる。

[0093] このようにして、本発明の第 2の実施の形態における虹彩認証装置 101によっても、被認証者 30の眼 31を斜め方向から撮影した眼画像を用いて、虹彩認証処理を行うことにより、被認証者 30があら力じめ登録された者である力否かを判定することが可能である。

[0094] 以上のように、本発明の第 2の実施の形態における虹彩認証装置 101を用いれば、撮影部 2と披認証者 30の眼 31とが正対しない状況であっても、斜め方向から撮影した楕円形状の虹彩 90の画像を用いて虹彩認証処理を行うことができるので、被認証者 30に対して撮影部 2を見るように誘導等を行う必要のな!ヽ、被認証者 30が無意識に認証処理を受けることの可能な虹彩認証装置および虹彩認証方法を提供することができる。

[0095] なお、本発明の第 2の実施の形態にぉ、ても、キヤプチャ処理部 3および認証処理部 127の各機能ブロックについては、それぞれの機能がソフトウェアで実現されていてもよいし、専用回路等のハードウェアで実現されていてもよい。それぞれの機能をソフトウェアで実現する場合には、各構成要素の機能を実現できるプログラムを記述して、コンピュータに実行させることによって、本発明の虹彩認証装置および虹彩認証方法を実現することができる。また、これらのプログラムを記憶媒体に記憶させて、他のコンピュータに実行させることによって、他のコンピュータにおいても、本発明の虹彩認証装置および虹彩認証方法を実現できる。

[0096] (第 3の実施の形態）

次に、本発明の第 3の実施の形態における虹彩認証装置 201について説明する。図 11は、本発明の第 3の実施の形態における虹彩認証装置 201の構成を示すプロック図である。図 11に示すように、本発明の第 3の実施の形態における虹彩認証装置 201の構成が、本発明の第 1の実施の形態の虹彩認証装置 1の構成、および、本発明の第 2の実施の形態における虹彩認証装置 101の構成と異なるところは、撮影装置である撮影部 2, 102を複数備えているところと、複数の撮影部 2, 102からの出力を、制御部 106の制御によって切り替えてキヤプチャ処理部 3に出力する切替部 1 03を有しているところである。なお、認証処理部 17, 127としては、第 1の実施の形態における認証処理部 17および第 2の実施の形態における認証処理部 127の、ずれを用いることも可能である。

[0097] 本発明の第 3の実施の形態における虹彩認証装置 201は、複数の撮影部 2, 102 として、互いに解像度や撮影倍率等の異なるカメラを用いることが望ましい。これは、互いに解像度や撮影倍率等の異なる撮影部 2, 102を用いることで、被認証者 30が虹彩認証装置 201からどのような距離にいても、認証処理を行うのに適した眼 31の画像を撮影することのできる構成を実現できるからである。さらに、複数の撮影部 2, 1 02の撮影方向をもそれぞれ異ならせておくことによって、さらに広い範囲で、被認証者 30の眼画像を撮影することが可能となる。

[0098] 以上述べたように、本発明の第 3の実施の形態における虹彩認証装置 201によれば、第 1の実施の形態の虹彩認証装置 1および第 2の実施の形態における虹彩認証装置 101と比較して、虹彩認証装置 201の存在を、被認証者 30に、さらに意識させることなく認証処理を行うことができる。

[0099] なお、本発明の第 3の実施の形態においては、虹彩認証装置 201—台について、複数の撮影部 2, 102が搭載された例を示したが、本発明はこの例に限定されるものではない。例えば、それぞれ、撮影部 2の倍率や解像度の異なる、第 1の実施の形態の虹彩認証装置 1または第 2の実施の形態の虹彩認証装置 101を複数台備えた、虹彩認証システムを構築することでも、上述の例と同様に、虹彩認証装置の存在を被認証者 30にさらに意識させることなぐ広い範囲で眼画像の撮影およびそれを用いた認証処理を行うことの可能な構成を実現することができる。

産業上の利用可能性

[0100] 以上述べたように、本発明にカゝかる虹彩認証装置および虹彩認証方法を用いれば

、被認証者の眼を正面カゝら撮影する必要がなぐ被認証者の視線をカメラの方に向けるように誘導したり、カメラを被認証者の眼の方向に向けるように配置したりと様々な工夫をする必要がな!ヽとヽぅ優れた効果を有するので、被認証者の少なくとも虹彩の部分の画像を用いて個人認証を行う虹彩認証装置および虹彩認証方法等として有用である。

Claims

請求の範囲

[1] 被認証者の眼を斜め方向から撮影する撮影部と、

前記撮影部で撮影された画像の少なくとも虹彩を含む部分の画像を用いて、前記被認証者の認証処理を行う認証処理部とを備えたことを特徴とする虹彩認証装置。

[2] 前記撮影部で撮影された画像から、楕円形状の虹彩画像を検出する虹彩検出部を備えたことを特徴とする請求項 1に記載の虹彩認証装置。

[3] 前記虹彩検出部で検出された前記楕円形状の虹彩画像を円形状に補正する円形補正部を備え、

前記認証処理部は、前記円形補正部で円形状に補正された虹彩画像を用いて前記被認証者の認証処理を行うことを特徴とする請求項 2に記載の虹彩認証装置。

[4] 前記認証処理部は、

前記円形状に補正された虹彩画像から認証情報を作成する認証情報作成部と、前記認証情報作成部で作成された認証情報と、あらかじめ登録された者の登録認証情報とを比較照合する照合部とを備えたことを特徴とする請求項 3に記載の虹彩認証装置。

[5] 前記認証処理部は、

前記虹彩検出部で検出された前記楕円形状の虹彩画像から認証情報を作成する楕円型認証情報作成部と、

前記楕円型認証情報作成部で作成された認証情報と、あらかじめ登録された者の登録認証情報とを比較照合する照合部とを備えたことを特徴とする請求項 2に記載の虹彩認証装置。

[6] 前記撮影部で撮影された画像の画質を判定する画質判定部を備えたことを特徴とする請求項 2に記載の虹彩認証装置。

[7] 前記撮影部で撮影された画像に眼が撮影されているカゝ否かを判定する眼検出部を備えたことを特徴とする請求項 6に記載の虹彩認証装置。

[8] 前記眼検出部は、前記撮影部で撮影された画像に楕円形状の眼が撮影されているか否かを判定することを特徴とする請求項 7に記載の虹彩認証装置。

[9] 前記被認証者の少なくとも眼を含む領域を照射する光源部を備えたことを特徴とする請求項 2に記載の虹彩認証装置。

[10] 前記撮影部は、前記披認証者の眼を斜め方向から撮影する複数の撮影装置を有することを特徴とする請求項 2に記載の虹彩認証装置。

[11] 前記複数の撮影装置は、互いに解像度の異なる撮影装置であることを特徴とする請求項 10に記載の虹彩認証装置。

[12] 前記複数の撮影装置は、互いに撮影倍率の異なる撮影装置であることを特徴とする請求項 10に記載の虹彩認証装置。

[13] 前記被認証者の視線の方向を検知する視線方向検知部と、

前記視線方向検知部が検知した視線の方向と前記撮影部の撮影方向とがなす角度力所定の角度を超えた場合に、前記撮影部または前記認証処理部の処理を停止させる制御部とを備えたことを特徴とする請求項 2に記載の虹彩認証装置。

[14] 被認証者の眼を斜め方向から撮影する第 1のステップと、

前記第 1のステップで撮影された画像の少なくとも虹彩を含む部分の画像を用いて、前記被認証者の認証処理を行う第 2のステップとを備えたことを特徴とする虹彩認証方法。

[15] コンピュータに、

被認証者の眼の斜め方向から撮影された画像が入力される第 1のステップと、前記第 1のステップで入力された画像の少なくとも虹彩を含む部分の画像を用いて、前記被認証者の認証処理を行う第 2のステップとを実行させることを特徴とする虹彩認証プログラム。