WO2022059064A1 - フォーカス判定装置、虹彩認証装置、フォーカス判定方法、及び、記録媒体 - Google Patents

フォーカス判定装置、虹彩認証装置、フォーカス判定方法、及び、記録媒体 Download PDF

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WO2022059064A1
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WO
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iris
image
shape
focus
illumination
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PCT/JP2020/034887
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竜一 赤司
貴裕 戸泉
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日本電気株式会社
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    • G06V10/993—Evaluation of the quality of the acquired pattern
    • G—PHYSICS
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    • G06V40/10—Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
    • G06V40/18—Eye characteristics, e.g. of the iris
    • G06V40/197—Matching; Classification

Definitions

  • This disclosure relates to the processing of iris images.
  • Iris recognition is known as one of the biometrics.
  • iris authentication a user's iris pattern is registered in a database, and the iris pattern acquired from the user at the time of authentication is collated with the iris pattern registered in the database for authentication.
  • Patent Document 1 describes a method of determining whether or not an iris image is in focus by using the edge intensity of the iris region.
  • the focus is determined by using the edge of the iris region of the captured image, but if the captured image is not an image that is in focus to some extent, the edge of the iris region is correctly detected. And the focus cannot be determined.
  • One object of this disclosure is to provide a focus determination device capable of accurately performing focus determination on a plurality of iris images.
  • the focus determination device An acquisition method for acquiring an iris image of a user's iris, A filtering means for filtering the iris image by applying an image processing filter having a shape determined based on the shape of the illumination to be applied to the user. A focus determining means for determining whether or not the iris image is an in-focus image based on the filtered iris image is provided.
  • the focus determination method is: Acquire an iris image of the user's iris, The iris image is filtered by applying an image processing filter having a shape determined based on the shape of the illumination to be applied to the user. Based on the filtered iris image, it is determined whether or not the iris image is an in-focus image.
  • the recording medium is: Acquire an iris image of the user's iris, The iris image is filtered by applying an image processing filter having a shape determined based on the shape of the illumination to be applied to the user.
  • a program for causing a computer to execute a process of determining whether or not the iris image is an in-focus image based on the filtered iris image is recorded.
  • An example of an iris image photographing device is shown.
  • An example of the focus determination device according to the first embodiment is shown.
  • the hardware configuration of the focus determination device according to the first embodiment is shown.
  • the functional configuration of the focus determination apparatus which concerns on 1st Embodiment is shown.
  • An example of illumination and an example of a reflection area of illumination in an iris image are shown.
  • An example of an image processing filter is shown. It is a flowchart of the focus determination process of 1st Embodiment.
  • the functional configuration of the focus determination apparatus which concerns on 9th Embodiment is shown. It is a flowchart of the focus determination process of 9th Embodiment.
  • the functional configuration of the iris recognition apparatus according to the tenth embodiment is shown.
  • the functional configuration of the iris recognition apparatus according to the eleventh embodiment is shown. An example of selecting an iris image in the eleventh and twelfth embodiments is shown. The functional configuration of the iris recognition apparatus according to the thirteenth embodiment is shown. The functional configuration of the focus determination apparatus which concerns on 14th Embodiment is shown. It is a flowchart of the focus determination process of 14th Embodiment.
  • FIG. 1 shows an example of an iris image photographing device.
  • FIG. 1A is a side view of the user X and the photographing device 1
  • FIG. 1B is a view of the user X and the photographing device 1 from above.
  • the photographing device 1 includes a camera 2 and a lighting 3, and photographs an iris image of the user X.
  • the illumination 3 is arranged in the vicinity of the camera 2.
  • the illumination 3 is arranged on the front side of the camera 2.
  • the illumination 3 uses a linear light source, but the shape of the illumination 3 is not limited to the linear shape. Further, the lighting 3 may be integrated with the camera 2 or may be installed independently of the camera 2.
  • user X stands in front of camera 2. With the face of the user X illuminated by the illumination 3, the camera 2 takes a picture of the vicinity of the user's face.
  • the shooting range of the camera 2 may be the entire face of the user X or only the vicinity of the eyes of the user X.
  • the image of the eye region of the user X is used as the iris image. Therefore, when the shooting range of the camera 2 is wider than the eye region of the user X, the eye region of the captured image is cut out and used as an iris image.
  • FIG. 2 shows an example of a focus determination device.
  • the focus determination device 100 is connected to the camera 2 and acquires an iris image from the camera 2.
  • the focus determination device 100 determines whether or not the acquired iris image is in focus (hereinafter, referred to as “focus determination”).
  • focus determination The state in which the subject is in focus is also referred to as a "focused state", and the state in which the subject is out of focus is also referred to as a "non-focused state”.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a hardware configuration of the focus determination device 100.
  • the focus determination device 100 includes an interface (IF) 11, a processor 12, a memory 13, a recording medium 14, and a database (DB) 15.
  • IF interface
  • DB database
  • IF11 inputs and outputs data to and from an external device. Specifically, the iris image of the user X is input to the focus determination device 100 via the IF 11. Further, the determination result by the focus determination device 100 is output to the outside through the IF 11.
  • the processor 12 is a computer such as a CPU (Central Processing Unit), and controls the entire focus determination device 100 by executing a program prepared in advance.
  • the processor 12 may use one of a CPU, a GPU (Graphics Processing Unit), an FPGA (Field-Programmable Gate Array), a DSP (Demand-Side Platform), and an ASIC (Application Specific Circuit). A plurality of them may be used in parallel. Specifically, the processor 12 executes the focus determination process described later.
  • the memory 13 is composed of a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and the like.
  • the memory 13 is also used as a working memory during execution of various processes by the processor 12.
  • the recording medium 14 is a non-volatile, non-temporary recording medium such as a disk-shaped recording medium or a semiconductor memory, and is configured to be removable from the focus determination device 100.
  • the recording medium 14 records various programs executed by the processor 12. When the focus determination device 100 executes the focus determination process, the program recorded on the recording medium 14 is loaded into the memory 13 and executed by the processor 12.
  • the database 15 temporarily stores the iris image input through the IF 11, the focus determination result by the focus determination device 100, and the like. If the memory 13 is sufficient for storing these data, the database 15 may be omitted. Further, the focus determination device 100 may include an input unit such as a keyboard and a mouse for an administrator or the like to give an instruction or input, and a display unit such as a liquid crystal display.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a functional configuration of the focus determination device 100.
  • the focus determination device 100 functionally includes an iris image acquisition unit 101, a filter processing unit 102, a filter output integration unit 103, and a focus determination unit 104.
  • the iris image acquisition unit 101 acquires an iris image from the camera 2 or the like shown in FIG.
  • the iris image acquisition unit 101 may acquire the iris image from a database or recording medium that stores the captured iris image, instead of acquiring the iris image directly from the camera 2.
  • the filter processing unit 102 executes the filter processing for the focus determination. Specifically, the filter processing unit 102 applies an image processing filter having a shape determined based on the shape of the illumination 3 illustrated in FIG. 1 to the iris image to perform filter processing.
  • the filter processing unit 102 applies an image processing filter having a shape determined based on the shape of the illumination 3 illustrated in FIG. 1 to the iris image to perform filter processing.
  • the user's iris is illuminated by the illumination 3 as shown in the photographing apparatus 1 of FIG. Visible light or near-infrared light is used as the illumination light.
  • the reflection of the illumination 3 is reflected in the captured iris image. Therefore, in the present embodiment, the focus of the iris image is determined by utilizing the reflection of the illumination 3 reflected in the iris image.
  • an image processing filter having a shape determined based on the shape of the illumination 3 is prepared in advance.
  • the image processing filter prepared in advance is a general-purpose image processing filter used for a plurality of iris images.
  • the filter processing unit 102 applies this image processing filter to the iris image to perform filter processing, and outputs the filtered iris image to the filter output integration unit 103.
  • FIG. 5A shows an example of the illumination 3.
  • the illumination 3 is a linear light source having a vertically long rectangular shape.
  • FIG. 5B shows an example of the reflection region of the illumination reflected in the iris image.
  • reference numeral 51 indicates an iris
  • reference numeral 52 indicates a pupil.
  • a reflection region 53 in which the illumination 3 is reflected appears inside the pupil 52.
  • the reflection region 53 is formed by reflecting the illumination light on the spherical surface of the eye.
  • FIG. 6A shows an example of an image processing filter in the case of FIGS. 5A and 5B.
  • the coefficient of the vertically long region C1 in the center is set to be larger than that of the other regions, corresponding to the shape of the illumination 3 shown in FIG. 5A.
  • the shape of the image processing filter is determined based on the shape of the illumination 3
  • the shape of the image processing filter is determined in advance based on the shape of the illumination 3 actually used.
  • the image processing filter thus determined in advance is used for the focus determination of the iris image of the plurality of users X.
  • the "filter shape” is a concept including the size of the filter and the coefficient value of each segment of the filter.
  • the shape of the image processing filter F1 of FIG. 6A includes a filter size of 8 ⁇ 8 pixels and a coefficient value of each segment constituting the filter F1.
  • the focus determination device 100 makes a focus determination using the reflection region 53 of the illumination.
  • the difference between the pixel values of the reflection region 53 of the illumination and the region around it becomes large. Therefore, the more the focus is, the higher the pixel value of the reflection region 53 of the illumination in the filtered iris image. Therefore, in the filtered iris image, if there is a region having a large pixel value corresponding to the reflection region 53 of the illumination, it can be determined that the iris image is in focus.
  • the size of the image processing filter itself may be a shape based on the shape of the illumination 3.
  • the coefficient of the vertically long region in the center indicated by the reference numeral C2 is set to be large according to the shape of the illumination 3.
  • the filter output integration unit 103 takes an iris image after filtering using an image processing filter (hereinafter, also referred to as “filtered image”) as an input, and performs integration processing using the pixel values of the filtered image.
  • the value of the result of integration is output as the filter output integration value P.
  • the filter output integration unit 103 outputs the average value of all the pixel values of the filtered image as the filter output integration value P.
  • the filter output integration unit 103 may divide the filtered image into a plurality of local regions, calculate the average value of the pixel values for each local region, and output the image as the filter output integration value P.
  • the filter output integrated value P is a value indicating the degree of focus of the iris image, that is, the degree of focusing.
  • the filter output integration unit 103 outputs the filter output integration value P to the focus determination unit 104.
  • the focus determination unit 104 compares the filter output integrated value P with a predetermined threshold value Q, and determines the focus of the iris image. Specifically, when the filter output integrated value P is equal to or greater than the threshold value Q, the focus determination unit 104 determines that the iris image is in focus. On the other hand, when the filter output integrated value P is less than the threshold value Q, the focus determination unit 104 determines that the iris image is out of focus.
  • the filter output integration unit 103 outputs the filter output integration value for each local region
  • the focus determination unit 104 determines that the number of local regions having the filter output integration value equal to or higher than the threshold value Q is a predetermined number or more. It may be determined that the iris image is in focus, and if the number of local regions having a filter output integrated value equal to or higher than the threshold value Q is less than a predetermined number, it may be determined that the iris image is out of focus. ..
  • the iris image acquisition unit 101 is an example of acquisition means
  • the filter processing unit 102 is an example of filter processing means
  • the filter output integration unit 103 and the focus determination unit 104 are examples of focus determination means.
  • FIG. 7 is a flowchart of the focus determination process by the focus determination device 100 of the first embodiment. This process is realized by the processor 12 shown in FIG. 3 executing a program prepared in advance and operating as each element shown in FIG.
  • the iris image acquisition unit 101 acquires the iris image input from the camera 2 or the like and outputs it to the filter processing unit 102 (step S11).
  • the filter processing unit 102 applies the image processing filter prepared in advance to the iris image, executes the filter processing, and outputs the filtered image to the filter output integration unit 103 (step S12).
  • the filter output integration unit 103 performs integration processing using the pixel values of the image after the filter processing, and outputs the filter output integration value P to the focus determination unit 104 (step S13).
  • the focus determination unit 104 compares the filter output integrated value P with a predetermined threshold value Q to perform focus determination (step S14), and outputs the determination result (step S15). Then, the focus determination process ends.
  • the filter processing is performed using the image processing filter having the shape determined based on the shape of the illumination used when the iris image is taken, and the focus is determined.
  • the shape of the lighting actually used as a reference it is possible to perform the focus determination with high accuracy.
  • the shape of the image processing filter is determined based on the shape of the illumination 3.
  • the shape of the image processing filter is predetermined based on the shape of the reflection region of the illumination in the region of the eye of the iris image. As a result, an image processing filter having a shape corresponding to the reflection region of the illumination can be obtained, so that the focus determination can be performed with high accuracy.
  • the second embodiment is the same as the first embodiment.
  • the shape of the image processing filter is the ratio of the horizontal and vertical aspect ratios (aspect ratios) of the illumination 3 to the horizontal and vertical magnitudes of the spatial frequency components of the image processing filter. Is determined to match. As a result, an image processing filter having a shape having the same aspect ratio as the illumination can be obtained, so that the focus can be determined with high accuracy. Except for this point, the third embodiment is the same as the first embodiment.
  • the shape of the image processing filter is the horizontal and vertical aspect ratios (aspect ratios) of the reflection region 53 of the illumination, and the horizontal and vertical magnitudes of the spatial frequency components of the image processing filter. It is determined to match the ratio of the space.
  • the shape of the reflection region of the illumination is detected using the image of the region of the eye taken experimentally by irradiating the illumination light. Then, the shape of the image processing filter may be determined based on the shape. As a result, an image processing filter having a shape having the same aspect ratio as the reflection region of the illumination can be obtained, so that the focus determination can be performed with high accuracy.
  • the second embodiment is the same as the first embodiment.
  • the shape of the image processing filter is the ratio of the magnitudes of the horizontal spatial frequency component and the vertical spatial frequency component of the illumination 3, and the horizontal spatial frequency component and the vertical direction of the image processing filter. It is determined so that the ratio of the frequency components matches. As a result, an image processing filter having a shape having the same aspect ratio as the illumination can be obtained, so that the focus can be determined with high accuracy. Except for this point, the fifth embodiment is the same as the first embodiment.
  • the shape of the image processing filter is the ratio of the magnitude of the horizontal spatial frequency component to the vertical spatial frequency component of the reflection region 53 of the illumination and the lateral spatial frequency component of the image processing filter. And the ratio of the longitudinal frequency components are determined to match. As a result, an image processing filter having a shape having the same aspect ratio as the reflection region of the illumination can be obtained, so that the focus determination can be performed with high accuracy. Except for this point, the sixth embodiment is the same as the first embodiment.
  • the shape of the image processing filter is the ratio of the size of the horizontal spatial frequency component to the vertical spatial frequency component of the shape of the illumination 3 or the reflection region 53 of the illumination, and the above-mentioned. It is determined that the ratio of the horizontal spatial frequency component and the vertical frequency component of the image processing filter matches. However, the ratio of the spatial frequency components in the vertical direction and the horizontal direction of the image processing filter does not have to exactly match the aspect ratio of the shape of the illumination 3 or the shape of the reflection region 53 of the illumination.
  • the shape of the image processing filter is the size of the horizontal and vertical lengths of the shape of the illumination 3, and the horizontal size and the vertical direction of the spatial frequency component of the image processing filter. It is determined that the size matches the size. As a result, an image processing filter having a shape in which the magnitude relationship between the illumination and the vertical and horizontal directions matches can be obtained, so that the focus determination can be performed using a highly versatile image processing filter. Except for this point, the seventh embodiment is the same as the first embodiment.
  • the shape of the image processing filter is the size of the horizontal and vertical lengths of the shape of the illumination 3, and the size of the spatial frequency component of the image processing filter in the horizontal direction and the size in the vertical direction. Is determined to match.
  • the shape of the image processing filter is determined by the size of the horizontal and vertical lengths of the shape of the reflection region 53 of the illumination and the lateral size of the spatial frequency component of the image processing filter. It may be determined so that the size in the vertical direction matches the size.
  • an image processing filter having a shape in which the vertical and horizontal magnitude relations match the reflection region of the illumination can be obtained, so that the focus determination can be performed using a highly versatile image processing filter.
  • the eighth embodiment is the same as the first embodiment.
  • filter processing is performed using an image processing filter prepared in advance based on the shape of the illumination or the shape of the reflection region of the illumination. That is, in the first to eighth embodiments, a general-purpose image processing filter prepared in advance is applied to the plurality of input iris images.
  • the reflection region of the illumination in the input iris image is detected, the shape of the illumination is estimated, and the shape of the filter is determined based on the estimated shape.
  • the hardware configuration of the focus determination device of the ninth embodiment is the same as that of the focus determination device 100 of the first embodiment shown in FIG.
  • FIG. 8 is a block diagram showing a functional configuration of the focus determination device 100X according to the ninth embodiment.
  • the focus determination device 100X includes an iris image acquisition unit 101, a filter processing unit 102, a filter output integration unit 103, and a focus determination unit 104, as in the first embodiment, as well as an illumination reflection detection unit 105 and an illumination shape estimation unit 106. And a filter generation unit 107.
  • the illumination reflection detection unit 105 detects an illumination reflection region as illustrated in the reflection region 53 of FIG. 5B from the iris image acquired by the iris image acquisition unit 101.
  • the illumination reflection detection unit 105 detects, for example, a region of pixels having a brightness value (brightness) equal to or higher than a predetermined value among the pixels of the iris image as a reflection region. Then, the illumination reflection detection unit 105 outputs the size of the detected reflection region in the vertical direction and the horizontal direction to the illumination shape estimation unit 106.
  • the illumination shape estimation unit 106 estimates the shape of the illumination based on the vertical and horizontal sizes of the reflection region detected by the illumination reflection detection unit 105, and outputs the conditions defining the illumination shape to the filter generation unit 107. do.
  • the condition that defines the shape of the lighting (hereinafter, also referred to as “lighting shape condition”) may be, for example, the ratio of the vertical and horizontal lengths of the lighting (that is, the aspect ratio), and is based on the magnitude relation of the vertical and horizontal lengths of the lighting. There may be.
  • the condition that defines the shape of the lighting may be a condition that defines the shape of the lighting, such as a circle or a square.
  • the filter generation unit 107 determines the shape of the image processing filter used in the filter processing unit 102 based on the lighting shape conditions input from the lighting shape estimation unit 106. That is, the filter generation unit 107 determines the shape of the image processing filter for extracting the shape defined by the input illumination shape condition, and generates the image processing filter. As described above, the shape of the filter includes the size of the filter and the coefficient value of each segment of the filter.
  • the filter generation unit 107 determines the shape of the image processing filter by the same method as in any of the first to eighth embodiments. That is, in the filter generation unit 107, the horizontal and vertical aspect ratios of the illumination defined by the illumination shape conditions and the ratio of the horizontal and vertical magnitudes of the spatial frequency components of the image processing filter match.
  • the shape of the image processing filter may be determined as described above.
  • the filter generation unit 107 determines the ratio of the magnitudes of the horizontal spatial frequency component and the vertical spatial frequency component of the illumination defined by the illumination shape condition, and the horizontal spatial frequency component and the vertical frequency of the image processing filter.
  • the shape of the image processing filter may be determined so that the ratio of the components matches.
  • the filter generation unit 107 has a large / small horizontal and vertical length of the lighting shape defined by the lighting shape condition, and a large / small horizontal size and vertical size of the spatial frequency component of the image processing filter.
  • the shape of the image processing filter may be determined so as to match with.
  • the filter generation unit 107 outputs the generated image processing filter to the filter processing unit 102.
  • the operations of the filter processing unit 102, the filter output integration unit 103, and the focus determination unit 104 are the same as those in the first embodiment.
  • the filter processing unit 102 applies the image processing filter generated by the filter generation unit 107 to the iris image input from the iris image acquisition unit 101 to perform filter processing.
  • the image processing is individually generated based on the reflection region of the illumination in the iris image to be the focus determination, instead of the general-purpose image processing filter used for the plurality of iris images. Filter processing is performed using the filter, and focus determination is performed. Therefore, it is possible to perform focus determination with higher accuracy for each iris image.
  • the illumination reflection detection unit 105 is an example of the detection means
  • the illumination shape estimation unit 106 is an example of the estimation means
  • the filter generation unit 107 is an example of the filter generation means.
  • FIG. 9 is a flowchart of the focus determination process by the focus determination device 100X of the ninth embodiment. This process is realized by the processor 12 shown in FIG. 3 executing a program prepared in advance and operating as each element shown in FIG.
  • the iris image acquisition unit 101 acquires the iris image input from the camera 2 or the like and outputs it to the filter processing unit 102 and the illumination reflection detection unit 105 (step S21).
  • the illumination reflection detection unit 105 detects the illumination reflection region on the ocular spherical surface from the input iris image, and outputs the vertical and horizontal lengths of the detected illumination reflection region to the illumination shape estimation unit 106 (.
  • Step S22) The illumination shape estimation unit 106 estimates the shape of the illumination based on the length of the input reflection region in the vertical and horizontal directions, and outputs the illumination shape condition defining the shape of the illumination to the filter generation unit 107 (step).
  • the filter generation unit 107 determines the shape of the image processing filter based on the input illumination shape condition, generates an image processing filter, and outputs the image processing filter to the filter processing unit 102 (step S24).
  • the filter processing unit 102 applies the image processing filter generated by the filter generation unit 107 to the iris image input from the iris image acquisition unit 101 to perform filter processing (step S25). Subsequent processing is basically the same as in the first embodiment. That is, the filter output integration unit 103 performs integration processing using the pixel values of the image after the filter processing, and outputs the filter output integration value P to the focus determination unit 104 (step S26). Next, the focus determination unit 104 compares the filter output integrated value P with a predetermined threshold value Q to perform focus determination (step S27), and outputs the determination result (step S28). Then, the focus determination process ends.
  • the image processing filter used for the focus determination of a certain iris image is generated based on the shape of the illumination detected from the iris image. Therefore, the focus determination can be performed with high accuracy by using an image processing filter having a shape close to the reflection shape of the illumination included in each iris image.
  • a tenth embodiment relates to an iris recognition device including the focus determination device according to any one of the first to ninth embodiments.
  • iris recognition it is important to use an iris image that is in focus in order to capture the fine patterns of the iris.
  • a method of capturing a plurality of images by changing the focus position at the time of capturing the iris image is used.
  • the focus determination device is used to efficiently perform iris recognition.
  • the hardware configuration of the iris recognition device according to the tenth embodiment is basically the same as the configuration of the focus determination device 100 of the first embodiment shown in FIG. However, it is assumed that the iris image to be authenticated for iris and the feature amount of the iris (hereinafter, referred to as "iris feature amount”) are registered in advance in DB15.
  • FIG. 10 is a block diagram showing a functional configuration of the iris recognition device 200 according to the tenth embodiment.
  • the iris recognition device 200 includes the focus determination device 100 according to any one of the first to eighth embodiments, the focus determination device 100X according to the ninth embodiment, the focus image selection unit 201, the iris detection unit 202, and the iris feature. It includes an extraction unit 203, an iris authentication unit 204, and an iris DB 205.
  • a plurality of iris images having different focus states for the same person are input to the focus determination device 100 or 100X.
  • the focus determination device 100 or 100X determines the focus of the input iris image, and outputs the determination results for the plurality of input iris images to the focus image selection unit 201.
  • the focus image selection unit 201 outputs an iris image (hereinafter, also referred to as a “focused iris image”) determined to be in focus from a plurality of iris images to the iris detection unit 202 based on the determination result. ..
  • the iris detection unit 202 detects the iris region from the focused iris image and outputs it to the iris feature extraction unit 203.
  • the iris feature extraction unit 203 extracts the iris feature amount from the iris region detected by the iris detection unit 202 and outputs the iris feature amount to the iris authentication unit 204.
  • the iris feature extraction unit 203 extracts the iris feature amount using a Daugman algorithm or any other algorithm.
  • the iris DB 205 stores an iris image and an iris feature amount for a person whose iris information has been registered.
  • the iris recognition unit 204 collates the iris feature amount input from the iris feature extraction unit 203 with the iris feature amount of the person registered in the iris DB 205, and performs iris recognition. For example, in the iris recognition unit 204, when the collation score between the iris feature extraction unit 203 and the iris feature amount of a person registered in the iris DB 205 is equal to or higher than a predetermined score, the person in the iris image is a registered person. Judge that there is.
  • the focus determination device 100 or 100X detects the reflection region of the illumination by performing a filter process, but usually, the pixel value of the reflection region of the illumination is overexposed, which is not suitable for the authentication of the feature amount. Appropriate. Therefore, it is preferable that the iris recognition unit 204 does not use the reflection area of the illumination for authentication, or lowers the weight in the authentication to make it difficult for the reflection area of the illumination to be reflected in the score. Then, the iris recognition unit 204 outputs the authentication result.
  • the focus image selection unit 201 is an example of the image selection means
  • the iris detection unit 202 is an example of the iris detection means
  • the iris feature extraction unit 203 is an example of the feature amount extraction means
  • the iris recognition unit. 204 is an example of an iris recognition means.
  • the iris authentication device 200 of the tenth embodiment it is possible to extract an in-focus iris image from a plurality of iris images of the same person by a focus determination process and perform the iris authentication process. can.
  • the iris detection process, the iris feature extraction process, and the iris authentication process can be omitted, and the calculation amount and the processing time in the iris authentication process can be reduced.
  • the out-of-focus image it is possible to prevent the out-of-focus iris image, which is inappropriate for authentication, from being used in the iris authentication process, and it is possible to reduce the occurrence of erroneous authentication. It becomes.
  • the eleventh embodiment also relates to an iris recognition device including the focus determination device according to any one of the first to ninth embodiments.
  • an iris recognition device including the focus determination device according to any one of the first to ninth embodiments.
  • a method has been proposed in which a camera is provided at a security gate or the like, an iris image of a walking user is taken, and iris authentication is performed.
  • This method is called walk-through iris recognition or the like.
  • walk-through iris recognition the shape of the reflection area of the illumination changes over time because the user moves.
  • the focus determination processing of the first to ninth embodiments is applied to all the iris images taken in time series, the processing amount becomes enormous. Therefore, in the eleventh embodiment, the iris image in the focused state is efficiently extracted from a large number of iris images, and the iris authentication is performed.
  • the hardware configuration of the iris recognition device according to the eleventh embodiment is basically the same as the configuration of the focus determination device 100 of the first embodiment shown in FIG. However, it is assumed that the iris image and the iris feature amount are stored in advance in the DB 15 for the registered person.
  • FIG. 11 is a block diagram showing a functional configuration of the iris recognition device 200X according to the eleventh embodiment.
  • the iris recognition device 200X includes an iris image selection unit 210 in addition to the configuration of the iris recognition device 200 according to the third embodiment.
  • a large number of iris images taken about the same person are input to the iris image selection unit 210 by a walk-through iris authentication system or the like.
  • the iris image selection unit 210 selects a part of the iris images out of a large number of input iris images as the determination target image, and outputs the iris image to the focus determination device 100 or 100X.
  • the focus determination device 100 or 100X performs a focus determination on the input determination target image, and outputs the determination result to the focus image selection unit 201.
  • the focus image selection unit 201 selects an in-focus iris image based on the determination result for the determination target image, and outputs the iris image to the iris detection unit 202.
  • the focus image selection unit 201 has a predetermined number or more of determination target images whose filter output integrated value P exceeds a predetermined threshold value Q, the focus determination process is applied again to those iris images, and the focus state is changed. You may narrow down to a good predetermined number of iris images and output them to the iris detection unit 202. Since the processing of the iris detection unit 202, the iris feature extraction unit 203, and the iris authentication unit 204 is the same as that of the third embodiment, the description thereof will be omitted.
  • FIG. 12A shows an example of an image selection method by the iris image selection unit 210 of the eleventh embodiment.
  • FIG. 12A schematically shows a plurality of iris images P1 to P16 taken in time series.
  • the iris image selection unit 210 selects an arbitrary plurality of images from the plurality of iris images P1 to P16.
  • the iris image selection unit 210 selects the three iris images P6, P11, and P15 in FIG. 12A and outputs them to the focus determination device 100 or 100X.
  • the focus determination device 100 or 100X determines the focus of the iris images P6, P11 and P15, and outputs the determination result to the focus image selection unit 201.
  • the focus image selection unit 201 selects the iris image P10 as the in-focus iris image and outputs it to the iris detection unit 202. Instead of determining the iris image P10 as the in-focus iris image, the focus image selection unit 201 inputs the iris images P7 to P10 to the focus determination device 100 or 100X to perform the focus determination again, and the determination result is used.
  • the in-focus iris image may be determined.
  • the iris image selection unit 210 determines that the size of the reflection region of the illumination or the size of the portion of the reflection region that is covered by the iris is a predetermined value or more. If it is larger than the specified value, it is the focus of the images before and after the image that can be used for authentication even if it is not in focus, and the reflection area of the illumination. An image with a small size may be reselected as an image to be used for authentication.
  • the above method is a method of selecting an iris image that has a good focus and is suitable for authentication from a plurality of iris images after the iris image of a moving user has been taken.
  • filter processing and focus determination processing are performed on a plurality of iris images taken when the user is at a certain distance, and if the iris images that are in focus and suitable for authentication are obtained, the processing is performed. finish.
  • the iris recognition device 200X of the eleventh embodiment even when a large number of iris images are taken by the walk-through iris recognition system or the like, the focus is determined only for a part of them and the iris is in focus. By selecting the iris image, iris recognition can be performed efficiently.
  • FIG. 12B shows an example of an image selection method by the iris image selection unit 210 according to the tenth embodiment.
  • FIG. 12B schematically shows a plurality of iris images P1 to P16 taken in time series.
  • the iris image selection unit 210 selects an arbitrary plurality of images from the plurality of iris images P1 to P16.
  • the iris image selection unit 210 selects the two iris images P6 and P15 in FIG. 12B and outputs them to the focus determination device 100 or 100X.
  • the focus determination device 100 or 100X determines the focus of the iris images P6 and P15, and outputs the determination result to the focus image selection unit 201.
  • the focus image selection unit 201 inputs the iris images P2, P3, P9, and P10 to the focus determination device 100 or 100X to perform the focus determination again, and determines the focused iris image from the determination result.
  • the iris recognition device 200X of the twelfth embodiment even when a large number of iris images are taken by the walk-through iris recognition system or the like, the focus is determined only for a part of them and the iris is in focus. By selecting the iris image, iris recognition can be performed efficiently.
  • the thirteenth embodiment also relates to an iris recognition device including the focus determination device according to any one of the first to ninth embodiments.
  • an iris recognition device including the focus determination device according to any one of the first to ninth embodiments.
  • the user's iris is usually illuminated with light.
  • the reflection from the lens or frame of the spectacles is reflected in the captured image. If you use an iris image that reflects the reflections from the lens or frame of the spectacles, the iris will be affected by the edges of the reflections from the lens or frame of the spectacles when the focus is determined, even though the iris is not actually in focus. May be erroneously determined to be in focus.
  • the iris image (hereinafter referred to as “eyewear-wearing image”) taken while wearing a device covering the eyes such as eyeglasses (hereinafter referred to as “eyewear”) is referred to as “eyewear-wearing image”.
  • eyewear-wearing image Is performed by the focus determination device 100 or 100X, and the iris image (hereinafter referred to as “eyewear-free image”) taken without eyewear is not focused. I will do it.
  • eyewear includes sunglasses, goggles, and the like.
  • the hardware configuration of the iris recognition device according to the thirteenth embodiment is basically the same as the configuration of the focus determination device 100 of the first embodiment shown in FIG. However, it is assumed that the iris image and the iris feature amount thereof are stored in advance in the DB 15 for the registered person.
  • FIG. 13 is a block diagram showing a functional configuration of the iris recognition device 200Y according to the thirteenth embodiment.
  • the iris recognition device 200Y includes an eyewear-worn image detection unit 215 in addition to the configuration of the iris recognition device 200 according to the third embodiment.
  • a plurality of iris images are input to the eyewear wearing image detection unit 215.
  • the eyewear-wearing image detection unit 215 detects the eyewear-wearing image from the input iris image.
  • the eyewear-wearing image detection unit 215 may detect the eyewear-wearing image based on the color of the iris image or the like. Further, when the iris image includes the entire eyewear, the eyewear itself may be detected by image processing.
  • the eyewear-mounted image detection unit 215 outputs the eyewear-wearing image to the focus determination device 100 or 100X, and outputs the non-eyewear-wearing image to the iris detection unit 202.
  • the focus determination device 100 or 100X determines the focus of the eyewear-worn image, and the focus image selection unit 201 selects the iris image in the in-focus state from the eyewear-wearing images and outputs the iris image to the iris detection unit 202. In this way, the iris image in the focused state and the iris non-wearing image among the eyewear-wearing images are input to the iris detection unit 202. Since the processing of the iris detection unit 202, the iris feature extraction unit 203, and the iris authentication unit 204 is the same as that of the third embodiment, the description thereof will be omitted.
  • the focus determination is not performed on the iris images of all users, but the focus determination is performed only on the iris images of the users wearing eyewear, so that the focus determination and the focus determination can be performed efficiently. Iris recognition can be performed.
  • FIG. 14 is a block diagram showing a functional configuration of the focus determination device according to the 14th embodiment.
  • the focus determination device 70 includes an acquisition unit 71, a filter processing unit 72, and a focus determination unit 73.
  • the acquisition means 71 acquires an iris image obtained by photographing the user's iris.
  • the filter processing means 72 applies an image processing filter having a shape determined based on the shape of the illumination to be applied to the user to the iris image to perform filter processing.
  • the focus determination means 73 determines whether or not the iris image is an in-focus image based on the filtered iris image.
  • FIG. 15 is a flowchart of the focus determination process of the 14th embodiment.
  • the acquisition means 71 acquires an iris image obtained by photographing the user's iris (step S71).
  • the filter processing means 72 applies an image processing filter having a shape determined based on the shape of the illumination to be applied to the user to the iris image to perform filter processing (step S72).
  • the focus determination means 73 determines whether or not the iris image is an in-focus image based on the filtered iris image (step S73).
  • the focus state of the iris image is determined by using the shape of the illumination used when photographing the iris, it is possible to accurately determine the focus state based on the known shape. ..
  • An acquisition method for acquiring an iris image of a user's iris A filtering means for filtering the iris image by applying an image processing filter having a shape determined based on the shape of the illumination to be applied to the user.
  • a focus determination means for determining whether or not the iris image is an in-focus image based on the filtered iris image.
  • a focus determination device comprising.
  • Appendix 2 The focus determination device according to Appendix 1, wherein the shape of the image processing filter is predetermined based on the shape of the illumination.
  • the shape of the image processing filter is the ratio of the magnitudes of the horizontal spatial frequency component and the vertical spatial frequency component of the illumination, and the ratio of the horizontal spatial frequency component and the vertical frequency component of the image processing filter.
  • the shape of the image processing filter is such that the size of the horizontal and vertical lengths of the illumination matches the size of the horizontal size and the vertical size of the spatial frequency component of the image processing filter.
  • the focus determination device according to Appendix 2 which has been determined.
  • Appendix 6 The focus determination device according to Appendix 1, wherein the shape of the image processing filter is predetermined based on the shape of the reflection region of the illumination in the iris image.
  • the shape of the image processing filter is such that the horizontal and vertical aspect ratios of the shape of the reflection region match the ratio of the horizontal magnitude to the vertical magnitude of the spatial frequency component of the image processing filter.
  • the shape of the image processing filter is the ratio of the magnitude of the horizontal spatial frequency component and the vertical spatial frequency component of the shape of the reflection region, and the horizontal spatial frequency component and the vertical frequency component of the image processing filter.
  • the shape of the image processing filter matches the size of the horizontal and vertical lengths of the shape of the reflection region with the size of the spatial frequency component of the image processing filter in the horizontal direction and the size in the vertical direction.
  • Appendix 10 A detection means for detecting the reflection region of the illumination from the iris image, An estimation means for estimating the shape of the illumination based on the shape of the reflection region, and A filter generation means for determining the shape of the image processing filter based on the estimated shape of the illumination, and The focus determination device according to Appendix 1.
  • An image selection means for selecting an in-focus iris image from a plurality of iris images by using the focus determination device according to any one of Supplementary note 1 to 10.
  • An iris detecting means for detecting an iris region from the focused iris image
  • a feature amount extraction means for extracting a feature amount from the detected iris region
  • An iris recognition means that performs iris recognition using the extracted features
  • the image selection means selects a part of the iris images among the plurality of iris images as the determination target image, performs focus determination on the determination target image using the focus determination device, and the determination result is used as the basis for the determination result.
  • the iris authentication device according to Appendix 11, which selects an iris image in focus.
  • the image selection means selects a part of the iris images among the plurality of iris images as the determination target image, performs focus determination on the determination target image using the focus determination device, and next based on the determination result.
  • the iris authentication device according to Appendix 11 which determines the image to be determined and selects the focused iris image based on the determination result for the next image to be determined.
  • An eyewear-worn image detecting means for detecting an iris image taken with the eyewear worn from the plurality of iris images, An image selection means for selecting an in-focus iris image from a plurality of iris images taken with eyewear attached using the focus determination device according to any one of Supplementary note 1 to 10.
  • An iris detecting means for detecting an iris region from an iris image taken without wearing eyewear and the focused iris image selected by the image selecting means.
  • a feature amount extraction means for extracting a feature amount from the detected iris region, An iris recognition means that performs iris recognition using the extracted features, An iris recognition device equipped with.
  • (Appendix 15) Acquire an iris image of the user's iris, The iris image is filtered by applying an image processing filter having a shape determined based on the shape of the illumination to be applied to the user. A focus determination method for determining whether or not the iris image is an in-focus image based on the filtered iris image.
  • a recording medium recording a program that causes a computer to execute a process of determining whether or not the iris image is an in-focus image based on the filtered iris image.

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Abstract

フォーカス判定装置において、取得手段は、利用者の虹彩を撮影した虹彩画像を取得する。フィルタ処理手段は、虹彩画像に対して、利用者に照射する照明の形状に基づいて決定された形状の画像処理フィルタを適用してフィルタ処理を行う。フォーカス判定手段は、フィルタ処理後の虹彩画像に基づいて、虹彩画像がフォーカスの合った画像であるか否かを判定する。

Description

フォーカス判定装置、虹彩認証装置、フォーカス判定方法、及び、記録媒体
　この開示は、虹彩画像の処理に関する。
　生体認証の１つとして虹彩認証が知られている。一般的に、虹彩認証では、利用者の虹彩パターンをデータベースに登録しておき、認証時に利用者から取得した虹彩パターンと、データベースに登録済の虹彩パターンとを照合して認証を行う。
　虹彩の登録や認証には虹彩の細かな模様を用いるため、虹彩にフォーカスの合った画像から虹彩情報を抽出する必要がある。虹彩にフォーカスが合っていない画像から虹彩情報を抽出することを避けるため、虹彩の登録や認証処理を施す前に、撮影画像のフォーカスが虹彩に合っているか否かを判定することが望ましい。また、計算量の観点からも、虹彩にフォーカスの合っていない画像に対する虹彩情報の抽出処理を省くことができるため、事前にフォーカス判定を行うことが望ましい。特許文献１は、虹彩領域のエッジ強度を用いて、虹彩画像のフォーカスが合っているか否かを判定する手法を記載している。
特開２００８－０９０４８３号公報
　特許文献１の手法では、撮影した画像の虹彩領域のエッジを利用してフォーカス判定を行っているが、そもそも撮影した画像がある程度フォーカスの合った画像でないと、正しく虹彩領域のエッジを検出することができず、フォーカス判定を行うことができない。
　この開示の１つの目的は、複数の虹彩画像に対して、精度よくフォーカス判定を行うことが可能なフォーカス判定装置を提供することにある。
　この開示の一つの観点では、フォーカス判定装置は、
　利用者の虹彩を撮影した虹彩画像を取得する取得手段と、
　前記虹彩画像に対して、利用者に照射する照明の形状に基づいて決定された形状の画像処理フィルタを適用してフィルタ処理を行うフィルタ処理手段と、
　前記フィルタ処理後の虹彩画像に基づいて、前記虹彩画像がフォーカスの合った画像であるか否かを判定するフォーカス判定手段と、を備える。
　この開示の他の観点では、フォーカス判定方法は、
　利用者の虹彩を撮影した虹彩画像を取得し、
　前記虹彩画像に対して、利用者に照射する照明の形状に基づいて決定された形状の画像処理フィルタを適用してフィルタ処理を行い、
　前記フィルタ処理後の虹彩画像に基づいて、前記虹彩画像がフォーカスの合った画像であるか否かを判定する。
　この開示のさらに他の観点では、記録媒体は、
　利用者の虹彩を撮影した虹彩画像を取得し、
　前記虹彩画像に対して、利用者に照射する照明の形状に基づいて決定された形状の画像処理フィルタを適用してフィルタ処理を行い、
　前記フィルタ処理後の虹彩画像に基づいて、前記虹彩画像がフォーカスの合った画像であるか否かを判定する処理をコンピュータに実行させるプログラムを記録する。
虹彩画像の撮影装置の例を示す。 第1実施形態に係るフォーカス判定装置の例を示す。 第１実施形態に係るフォーカス判定装置のハードウェア構成を示す。 第１実施形態に係るフォーカス判定装置の機能構成を示す。 照明の例、及び、虹彩画像における照明の反射領域の例を示す。 画像処理フィルタの例を示す。 第１実施形態のフォーカス判定処理のフローチャートである。 第９実施形態に係るフォーカス判定装置の機能構成を示す。 第９実施形態のフォーカス判定処理のフローチャートである。 第１０実施形態に係る虹彩認証装置の機能構成を示す。 第１１実施形態に係る虹彩認証装置の機能構成を示す。 第１１及び第１２実施形態における虹彩画像の選択例を示す。 第１３実施形態に係る虹彩認証装置の機能構成を示す。 第１４実施形態に係るフォーカス判定装置の機能構成を示す。 第１４実施形態のフォーカス判定処理のフローチャートである。
　以下、図面を参照して、この開示の好適な実施形態について説明する。
　＜第１実施形態＞
　［撮影装置］
　図１は、虹彩画像の撮影装置の例を示す。図１（Ａ）は利用者Ｘ及び撮影装置１を側方から見た図であり、図１（Ｂ）は利用者Ｘ及び撮影装置１を上方から見た図である。撮影装置１は、カメラ２と照明３を備え、利用者Ｘの虹彩画像を撮影する。照明３は、カメラ２の近傍に配置されている。なお、図１（Ａ）では、照明３はカメラ２の手前側に配置されている。図１の例では、照明３は線状光源を用いているが、照明３の形状は線状には限定されない。また、照明３は、カメラ２と一体でもよく、カメラ２と独立して設置されてもよい。
　虹彩画像の撮影時、利用者Ｘはカメラ２の前方に立つ。照明３により利用者Ｘの顔が照明された状態で、カメラ２が利用者の顔付近を撮影する。なお、カメラ２の撮影範囲は、利用者Ｘの顔全体でもよく、利用者Ｘの眼の付近のみでもよい。カメラ２による撮影画像のうち、利用者Ｘの眼の領域の画像が虹彩画像として使用される。よって、カメラ２の撮影範囲が利用者Ｘの眼の領域より広い場合、撮影画像の眼の領域が切り出され、虹彩画像として使用される。
　［フォーカス判定装置］
　図２は、フォーカス判定装置の例を示す。フォーカス判定装置１００は、カメラ２に接続され、カメラ２から虹彩画像を取得する。フォーカス判定装置１００は、取得した虹彩画像のフォーカスが合っているか否かの判定（以下、「フォーカス判定」と呼ぶ。）を行う。なお、フォーカスが合っている状態を「合焦状態」とも呼び、フォーカスが合っていない状態を「非合焦状態」とも呼ぶ。
　（ハードウェア構成）
　図３は、フォーカス判定装置１００のハードウェア構成を示すブロック図である。図示のように、フォーカス判定装置１００は、インタフェース（ＩＦ）１１と、プロセッサ１２と、メモリ１３と、記録媒体１４と、データベース（ＤＢ）１５とを備える。
　ＩＦ１１は、外部装置との間でデータの入出力を行う。具体的に、利用者Ｘの虹彩画像はＩＦ１１を介してフォーカス判定装置１００に入力される。また、フォーカス判定装置１００による判定結果は、ＩＦ１１を通じて外部に出力される。
　プロセッサ１２は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）などのコンピュータであり、予め用意されたプログラムを実行することにより、フォーカス判定装置１００の全体を制御する。なお、プロセッサ１２は、ＣＰＵ、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）、ＤＳＰ（Ｄｅｍａｎｄ－Ｓｉｄｅ　Ｐｌａｔｆｏｒｍ）、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）のうち一つを用いてもよいし、複数を並列で用いてもよい。具体的に、プロセッサ１２は、後述するフォーカス判定処理を実行する。
　メモリ１３は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）などにより構成される。メモリ１３は、プロセッサ１２による各種の処理の実行中に作業メモリとしても使用される。
　記録媒体１４は、ディスク状記録媒体、半導体メモリなどの不揮発性で非一時的な記録媒体であり、フォーカス判定装置１００に対して着脱可能に構成される。記録媒体１４は、プロセッサ１２が実行する各種のプログラムを記録している。フォーカス判定装置１００がフォーカス判定処理を実行する際には、記録媒体１４に記録されているプログラムがメモリ１３にロードされ、プロセッサ１２により実行される。
　データベース１５は、ＩＦ１１を通じて入力された虹彩画像、フォーカス判定装置１００によるフォーカス判定結果などを一時的に記憶する。なお、これらのデータの記憶容量がメモリ１３で足りる場合には、データベース１５を省略してもよい。また、フォーカス判定装置１００は、管理者などが指示や入力を行うためのキーボード、マウスなどの入力部、及び、液晶ディスプレイなどの表示部を備えていてもよい。
　［機能構成］
　図４は、フォーカス判定装置１００の機能構成を示すブロック図である。フォーカス判定装置１００は、機能的には、虹彩画像取得部１０１と、フィルタ処理部１０２と、フィルタ出力統合部１０３と、フォーカス判定部１０４とを備える。
　虹彩画像取得部１０１は、図１に示すカメラ２などから虹彩画像を取得する。なお、虹彩画像取得部１０１は、カメラ２から直接虹彩画像を取得する代わりに、撮影した虹彩画像を記憶したデータベースや記録媒体から虹彩画像を取得してもよい。
　フィルタ処理部１０２は、フォーカス判定のためのフィルタ処理を実行する。具体的に、フィルタ処理部１０２は、図１に例示する照明３の形状に基づいて決定された形状の画像処理フィルタを虹彩画像に適用してフィルタ処理を行う。虹彩を撮影する場合には、図１の撮影装置１に示すように、照明３により利用者の虹彩を照明する。照明光としては、可視光又は近赤外光が使用される。撮影された虹彩画像には、照明３の反射が映り込む。そこで、本実施形態では、虹彩画像に映り込んだ照明３の反射を利用して虹彩画像のフォーカス判定を行う。具体的には、照明３の形状に基づいて決定された形状を有する画像処理フィルタを予め用意しておく。予め用意された画像処理フィルタは、複数の虹彩画像に対して使用される汎用の画像処理フィルタである。フィルタ処理部１０２は、虹彩画像に対してこの画像処理フィルタを適用してフィルタ処理を行い、フィルタ処理後の虹彩画像をフィルタ出力統合部１０３へ出力する。
　以下、画像処理フィルタについて詳しく説明する。一例としては、画像処理フィルタの形状は、照明３の形状に基づいて予め決定される。図５（Ａ）は、照明３の一例を示す。この例では、照明３は縦長の矩形形状を有する線状光源である。図５（Ｂ）は、虹彩画像に映りこんだ照明の反射領域の例を示す。図５（Ｂ）の虹彩画像において、符号５１は虹彩を示し、符号５２は瞳孔を示す。瞳孔５２の内側に照明３が映り込んだ反射領域５３が表れている。反射領域５３は、照明光が眼球面で反射することにより形成されている。
　図６（Ａ）は、図５（Ａ）、（Ｂ）の場合の画像処理フィルタの例を示す。図６（Ａ）に示す画像処理フィルタＦ１は、図５（Ａ）に示す照明３の形状に対応して、中央の縦長の領域Ｃ１の係数が他の領域よりも大きく設定されている。照明３の形状に基づいて画像処理フィルタの形状を決定する場合には、実際に使用する照明３の形状に基づいて画像処理フィルタの形状が予め決定される。こうして予め決定された画像処理フィルタは、複数の利用者Ｘの虹彩画像のフォーカス判定に使用される。なお、「フィルタの形状」とは、フィルタのサイズ、及び、フィルタの各セグメントの係数値を含む概念とする。例えば、図６（Ａ）の画像処理フィルタＦ１の形状は、８×８画素のフィルタサイズと、フィルタＦ１を構成する各セグメントの係数値とを含む。
　虹彩画像に図６（Ａ）のような画像処理フィルタを適用すると、フィルタ処理後の虹彩画像においては、図５（Ｂ）に例示するような照明の反射領域５３の画素値が大きくなる。フォーカス判定装置１００は、照明の反射領域５３を利用してフォーカス判定を行う。フォーカスが合っている状態では、フィルタ処理後の虹彩画像において、照明の反射領域５３とその周りの領域の画素値の差が大きくなる。このため、フォーカスが合っているほど、フィルタ処理後の虹彩画像では、照明の反射領域５３の画素値が高くなる。よって、フィルタ処理後の虹彩画像において、照明の反射領域５３に対応する画素値の大きい領域があれば、その虹彩画像はフォーカスが合っていると判定することができる。
　また、図５（Ｂ）に示す画像処理フィルタＦ２のように、画像処理フィルタのサイズ自体を、照明３の形状に基づく形状としてもよい。画像処理フィルタＦ２では、照明３の形状に応じて、符号Ｃ２で示す中央の縦長の領域の係数が大きく設定されている。画像処理フィルタのサイズを小さくすることにより、フィルタ処理部１０２における演算量の削減が期待できる。
　図４に戻り、フィルタ処理部１０２によるフィルタ処理後の虹彩画像はフィルタ出力統合部１０３へ入力される。フィルタ出力統合部１０３は、画像処理フィルタを用いたフィルタ処理後の虹彩画像（以下、「フィルタ処理後画像」とも呼ぶ。）を入力として、フィルタ処理後画像の画素値を用いた統合処理を行い、統合した結果の値をフィルタ出力統合値Ｐとして出力する。具体的に、フィルタ出力統合部１０３は、フィルタ処理後画像の全画素値の平均値をフィルタ出力統合値Ｐとして出力する。もしくは、フィルタ出力統合部１０３は、フィルタ処理後画像を複数の局所領域に分割し、局所領域ごとに画素値の平均値を算出し、フィルタ出力統合値Ｐとして出力してもよい。フィルタ出力統合値Ｐは、虹彩画像のフォーカスの合い具合、即ち、合焦の程度を示す値となる。フィルタ出力統合部１０３は、フィルタ出力統合値Ｐをフォーカス判定部１０４へ出力する。
　フォーカス判定部１０４は、フィルタ出力統合値Ｐを予め決定された閾値Ｑと比較し、その虹彩画像のフォーカス判定を行う。具体的には、フォーカス判定部１０４は、フィルタ出力統合値Ｐが閾値Ｑ以上である場合、その虹彩画像はフォーカスが合っていると判定する。一方、フォーカス判定部１０４は、フィルタ出力統合値Ｐが閾値Ｑ未満である場合、その虹彩画像はフォーカスが合っていないと判定する。なお、フィルタ出力統合部１０３が局所領域ごとにフィルタ出力統合値を出力する場合、フォーカス判定部１０４は、閾値Ｑ以上のフィルタ出力統合値を有する局所領域の数が所定数以上である場合に、その虹彩画像はフォーカスが合っていると判定し、閾値Ｑ以上のフィルタ出力統合値を有する局所領域の数が所定数未満である場合に、その虹彩画像はフォーカスが合っていないと判定すればよい。
　上記の構成において、虹彩画像取得部１０１は取得手段の一例であり、フィルタ処理部１０２はフィルタ処理手段の一例であり、フィルタ出力統合部１０３及びフォーカス判定部１０４はフォーカス判定手段の一例である。
　（フォーカス判定処理）
　図７は、第１実施形態のフォーカス判定装置１００によるフォーカス判定処理のフローチャートである。この処理は、図３に示すプロセッサ１２が、予め用意されたプログラムを実行し、図４に示す各要素として動作することにより実現される。
　まず、虹彩画像取得部１０１は、カメラ２などから入力された虹彩画像を取得し、フィルタ処理部１０２へ出力する（ステップＳ１１）。次に、フィルタ処理部１０２は、予め用意された画像処理フィルタを虹彩画像に適用してフィルタ処理を実行し、フィルタ処理後画像をフィルタ出力統合部１０３へ出力する（ステップＳ１２）。フィルタ出力統合部１０３は、フィルタ処理後画像の画素値を用いた統合処理を行い、フィルタ出力統合値Ｐをフォーカス判定部１０４へ出力する（ステップＳ１３）。フォーカス判定部１０４は、フィルタ出力統合値Ｐを所定の閾値Ｑと比較してフォーカス判定を行い（ステップＳ１４）、判定結果を出力する（ステップＳ１５）。そして、フォーカス判定処理は終了する。
　以上のように、第１実施形態によれば、虹彩画像を撮影する際に使用する照明の形状に基づいて決定された形状の画像処理フィルタを用いてフィルタ処理を行い、フォーカス判定を行うので、実際に使用する照明の形状を基準として使用することにより、精度よくフォーカス判定を行うことが可能となる。
　＜第２実施形態＞
　第１実施形態では、画像処理フィルタの形状は、照明３の形状に基づいて決定されている。これに対し、第２実施形態では、画像処理フィルタの形状は、虹彩画像の眼の領域における照明の反射領域の形状に基づいて予め決定される。これにより、照明の反射領域に対応する形状の画像処理フィルタが得られるので、精度よくフォーカス判定を行うことができる。なお、この点以外は、第２実施形態は第１実施形態と同様である。
　＜第３実施形態＞
　第３実施形態では、画像処理フィルタの形状は、照明３の水平方向と垂直方向のアスペクト比（縦横比）と、画像処理フィルタの空間周波数成分の横方向の大きさと縦方向の大きさの比とが一致するように決定される。これにより、照明と同一の縦横比を有する形状の画像処理フィルタが得られるので、精度よくフォーカス判定を行うことができる。なお、この点以外は、第３実施形態は第１実施形態と同様である。
　＜第４実施形態＞
　第４実施形態では、画像処理フィルタの形状は、照明の反射領域５３の水平方向と垂直方向のアスペクト比（縦横比）と、画像処理フィルタの空間周波数成分の横方向の大きさと縦方向の大きさの比とが一致するように決定される。なお、照明の反射領域の形状に基づいて画像処理フィルタの形状を決定する場合には、実験的に照明光を照射して撮影した眼の領域の画像を用いて照明の反射領域の形状を検出し、その形状に基づいて画像処理フィルタの形状を決定すればよい。これにより、照明の反射領域と同一の縦横比を有する形状の画像処理フィルタが得られるので、精度よくフォーカス判定を行うことができる。なお、この点以外は、第２実施形態は第１実施形態と同様である。
　＜第５実施形態＞
　第５実施形態では、画像処理フィルタの形状は、照明３の水平方向の空間周波数成分と垂直方向の空間周波数成分の大きさの比と、前記画像処理フィルタの横方向の空間周波数成分と縦方向周波数成分の比とが一致するように決定される。これにより、照明と同一の縦横比を有する形状の画像処理フィルタが得られるので、精度よくフォーカス判定を行うことができる。なお、この点以外は、第５実施形態は第１実施形態と同様である。
　＜第６実施形態＞
　第６実施形態では、画像処理フィルタの形状は、照明の反射領域５３の水平方向の空間周波数成分と垂直方向の空間周波数成分の大きさの比と、前記画像処理フィルタの横方向の空間周波数成分と縦方向周波数成分の比とが一致するように決定される。これにより、照明の反射領域と同一の縦横比を有する形状の画像処理フィルタが得られるので、精度よくフォーカス判定を行うことができる。なお、この点以外は、第６実施形態は第１実施形態と同様である。
　＜第７実施形態＞
　上記の第５～第６実施形態では、画像処理フィルタの形状は、照明３の形状又は照明の反射領域５３の水平方向の空間周波数成分と垂直方向の空間周波数成分の大きさの比と、前記画像処理フィルタの横方向の空間周波数成分と縦方向周波数成分の比とが一致するように決定されている。しかし、画像処理フィルタの縦方向と横方向の空間周波数成分の比は、照明３の形状又は照明の反射領域５３の形状のアスペクト比と厳密に一致しなくてもよい。この点から、第７実施形態では、画像処理フィルタの形状は、照明３の形状の水平方向と垂直方向の長さの大小と、画像処理フィルタの空間周波数成分の横方向の大きさと縦方向の大きさの大小とが一致するように決定される。これにより、照明と縦横の大小関係が一致する形状の画像処理フィルタが得られるので、汎用性の高い画像処理フィルタを用いてフォーカス判定を行うことができる。この点以外は、第７実施形態は第１実施形態と同様である。
　＜第８実施形態＞
　第７実施形態では、画像処理フィルタの形状は、照明３の形状の水平方向と垂直方向の長さの大小と、画像処理フィルタの空間周波数成分の横方向の大きさと縦方向の大きさの大小とが一致するように決定されている。その代わりに、第８実施形態では、画像処理フィルタの形状は、照明の反射領域５３の形状の水平方向と垂直方向の長さの大小と、画像処理フィルタの空間周波数成分の横方向の大きさと縦方向の大きさの大小とが一致するように決定すればよい。これにより、照明の反射領域と縦横の大小関係が一致する形状の画像処理フィルタが得られるので、汎用性の高い画像処理フィルタを用いてフォーカス判定を行うことができる。この点以外は、第８実施形態は第１実施形態と同様である。
　＜第９実施形態＞
　第１～第８実施形態では、照明の形状又は照明の反射領域の形状に基づいて予め用意された画像処理フィルタを用いてフィルタ処理を行っている。即ち、第１～第８実施形態では、入力される複数の虹彩画像について、予め用意された汎用の画像処理フィルタを適用している。これに対し、第９実施形態では、入力された虹彩画像における照明の反射領域を検出して照明の形状を推定し、推定した形状に基づいてフィルタの形状を決定する。
　（ハードウェア構成）
　第９実施形態のフォーカス判定装置のハードウェア構成は、図３に示す第１実施形態のフォーカス判定装置１００と同様である。
　（機能構成）
　図８は、第９実施形態に係るフォーカス判定装置１００Ｘの機能構成を示すブロック図である。フォーカス判定装置１００Ｘは、第１実施形態と同様の虹彩画像取得部１０１、フィルタ処理部１０２、フィルタ出力統合部１０３及びフォーカス判定部１０４に加えて、照明反射検出部１０５と、照明形状推定部１０６と、フィルタ生成部１０７とを備える。
　照明反射検出部１０５は、虹彩画像取得部１０１が取得した虹彩画像から、図５（Ｂ）の反射領域５３に例示するような照明の反射領域を検出する。照明反射検出部１０５は、例えば、虹彩画像の画素のうち所定値以上の輝度値（明るさ）を有する画素の領域を反射領域として検出する。そして、照明反射検出部１０５は、検出した反射領域の縦方向及び横方向の大きさを照明形状推定部１０６へ出力する。
　照明形状推定部１０６は、照明反射検出部１０５が検出した反射領域の縦方向及び横方向の大きさに基づいて照明の形状を推定し、照明の形状を規定する条件をフィルタ生成部１０７へ出力する。照明の形状を規定する条件（以下、「照明形状条件」とも呼ぶ。）は、例えば、照明の縦横の長さの比（即ち、アスペクト比）でもよく、照明の縦横の長さの大小関係であってもよい。このほかに、照明の形状を規定する条件は、円形、正方形など、照明の形状を規定する条件であってもよい。
　フィルタ生成部１０７は、照明形状推定部１０６から入力された照明形状条件に基づいて、フィルタ処理部１０２で使用する画像処理フィルタの形状を決定する。即ち、フィルタ生成部１０７は、入力された照明形状条件が規定する形状を抽出するための画像処理フィルタの形状を決定し、画像処理フィルタを生成する。なお、前述のように、フィルタの形状は、フィルタのサイズとフィルタの各セグメントの係数値とを含む。
　ここで、フィルタ生成部１０７は、第１～第８実施形態のいずれかと同様な方法で画像処理フィルタの形状を決定する。即ち、フィルタ生成部１０７は、照明形状条件が規定する照明の水平方向と垂直方向のアスペクト比と、画像処理フィルタの空間周波数成分の横方向の大きさと縦方向の大きさの比とが一致するように画像処理フィルタの形状を決定してもよい。もしくは、フィルタ生成部１０７は、照明形状条件が規定する照明の水平方向の空間周波数成分と垂直方向の空間周波数成分の大きさの比と、画像処理フィルタの横方向の空間周波数成分と縦方向周波数成分の比とが一致するように画像処理フィルタの形状を決定してもよい。また、フィルタ生成部１０７は、照明形状条件が規定する照明の形状の水平方向と垂直方向の長さの大小と、画像処理フィルタの空間周波数成分の横方向の大きさと縦方向の大きさの大小とが一致するように画像処理フィルタの形状を決定してもよい。フィルタ生成部１０７は、生成した画像処理フィルタをフィルタ処理部１０２に出力する。
　フィルタ処理部１０２、フィルタ出力統合部１０３及びフォーカス判定部１０４の動作は、第１実施形態と同様である。なお、フィルタ処理部１０２は、虹彩画像取得部１０１から入力された虹彩画像に対して、フィルタ生成部１０７が生成した画像処理フィルタを適用してフィルタ処理を行う。
　こうして、第９実施形態では、複数の虹彩画像に対して使用される汎用の画像処理フィルタではなく、フォーカス判定の対象となる虹彩画像中の照明の反射領域に基づいて個別に生成された画像処理フィルタを用いてフィルタ処理が行われ、フォーカス判定が行われる。よって、個々の虹彩画像に対して、より高精度にフォーカス判定を行うことが可能となる。
　上記の構成において、照明反射検出部１０５は検出手段の一例であり、照明形状推定部１０６は推定手段の一例であり、フィルタ生成部１０７はフィルタ生成手段の一例である。
　（フォーカス判定処理）
　図９は、第９実施形態のフォーカス判定装置１００Ｘによるフォーカス判定処理のフローチャートである。この処理は、図３に示すプロセッサ１２が、予め用意されたプログラムを実行し、図８に示す各要素として動作することにより実現される。
　まず、虹彩画像取得部１０１は、カメラ２などから入力された虹彩画像を取得し、フィルタ処理部１０２及び照明反射検出部１０５へ出力する（ステップＳ２１）。照明反射検出部１０５は、入力された虹彩画像から、眼球面における照明の反射領域を検出し、検出した照明の反射領域の縦方向及び横方向の長さを照明形状推定部１０６へ出力する（ステップＳ２２）。照明形状推定部１０６は、入力された反射領域の縦方向及び横方向の長さに基づいて照明の形状を推定し、照明の形状を規定する照明形状条件をフィルタ生成部１０７へ出力する（ステップＳ２３）。フィルタ生成部１０７は、入力された照明形状条件に基づいて画像処理フィルタの形状を決定し、画像処理フィルタを生成してフィルタ処理部１０２へ出力する（ステップＳ２４）。
　フィルタ処理部１０２は、虹彩画像取得部１０１から入力された虹彩画像に、フィルタ生成部１０７が生成した画像処理フィルタを適用してフィルタ処理を行う（ステップＳ２５）。その後の処理は、基本的に第１実施形態と同様である。即ち、フィルタ出力統合部１０３は、フィルタ処理後画像の画素値を用いた統合処理を行い、フィルタ出力統合値Ｐをフォーカス判定部１０４へ出力する（ステップＳ２６）。次に、フォーカス判定部１０４は、フィルタ出力統合値Ｐを所定の閾値Ｑと比較してフォーカス判定を行い（ステップＳ２７）、判定結果を出力する（ステップＳ２８）。そして、フォーカス判定処理は終了する。
　以上のように、第９実施形態では、ある虹彩画像のフォーカス判定に使用する画像処理フィルタを、その虹彩画像から検出した照明の形状に基づいて生成する。よって、個々の虹彩画像に含まれる照明の反射形状に近い形状の画像処理フィルタを用いて、フォーカス判定を高精度で行うことができる。
　＜第１０実施形態＞
　第１０実施形態は、第１～第９実施形態のいずれかのフォーカス判定装置を備える虹彩認証装置に関する。虹彩認証においては、虹彩の細かな模様をとらえるため、虹彩にフォーカスが合っている虹彩画像を使用することが重要である。一般的に、虹彩にフォーカスの合った画像を撮影するため、虹彩画像の撮影時に、フォーカス位置を変えて複数の画像を撮影する方法が用いられている。しかし、撮影された複数の虹彩画像を用いて虹彩認証を行う場合、認証処理を適用する画像枚数が増加することで、認証処理に時間がかかるという課題がある。本実施形態は、第１～第９実施形態のいずれかのフォーカス判定装置を利用して、効率よく虹彩認証を行う。
　（ハードウェア構成）
　第１０実施形態に係る虹彩認証装置のハードウェア構成は、基本的に図３に示す第１実施形態のフォーカス判定装置１００の構成と同様である。但し、ＤＢ１５には、虹彩認証の対象となる虹彩画像及びその虹彩の特徴量（以下、「虹彩特徴量」と呼ぶ。）が予め登録されているものとする。
　（機能構成）
　図１０は、第１０実施形態に係る虹彩認証装置２００の機能構成を示すブロック図である。虹彩認証装置２００は、第１～第８実施形態のいずれかに係るフォーカス判定装置１００又は第９実施形態に係るフォーカス判定装置１００Ｘと、フォーカス画像選択部２０１と、虹彩検出部２０２と、虹彩特徴抽出部２０３と、虹彩認証部２０４と、虹彩ＤＢ２０５とを備える。
　フォーカス判定装置１００又は１００Ｘには、同一人物についてのフォーカス状態の異なる複数の虹彩画像が入力される。フォーカス判定装置１００又は１００Ｘは、入力された虹彩画像のフォーカス判定を行い、入力された複数の虹彩画像についての判定結果をフォーカス画像選択部２０１へ出力する。
　フォーカス画像選択部２０１は、判定結果に基づいて、複数の虹彩画像からフォーカスが合っていると判定された虹彩画像（以下、「合焦虹彩画像」とも呼ぶ。）を虹彩検出部２０２へ出力する。虹彩検出部２０２は、合焦虹彩画像から虹彩領域を検出し、虹彩特徴抽出部２０３へ出力する。虹彩特徴抽出部２０３は、虹彩検出部２０２で検出された虹彩領域から虹彩特徴量を抽出し、虹彩認証部２０４へ出力する。なお、虹彩特徴抽出部２０３は、ドーグマン（Ｄａｕｇｍａｎ）アルゴリズムその他の任意のアルゴリズムを用いて虹彩特徴量を抽出する。
　虹彩ＤＢ２０５には、虹彩情報を登録済の人物について、虹彩画像及び虹彩特徴量が記憶されている。虹彩認証部２０４は、虹彩特徴抽出部２０３から入力された虹彩特徴量を、虹彩ＤＢ２０５に登録済の人物の虹彩特徴量と照合し、虹彩認証を行う。例えば、虹彩認証部２０４は、虹彩特徴抽出部２０３と虹彩ＤＢ２０５に登録済のある人物の虹彩特徴量との照合スコアが所定スコア以上である場合に、その虹彩画像の人物が登録済の人物であると判定する。
　なお、フォーカス判定装置１００又は１００Ｘは、フィルタ処理を行うことにより照明の反射領域を検出しているが、通常、照明の反射領域は画素値が白飛びしており、特徴量の認証には不適当である。よって、虹彩認証部２０４は、照明の反射領域を認証に使用しないこととするか、もしくは認証における重み付けを下げて照明の反射領域がスコアに反映されにくくすることが好ましい。そして、虹彩認証部２０４は、認証結果を出力する。
　上記の構成において、フォーカス画像選択部２０１は画像選択手段の一例であり、虹彩検出部２０２は虹彩検出手段の一例であり、虹彩特徴抽出部２０３は特徴量抽出手段の一例であり、虹彩認証部２０４は虹彩認証手段の一例である。
　以上のように、第１０実施形態の虹彩認証装置２００によれば、同一人物についての複数の虹彩画像から、フォーカス判定処理により、フォーカスの合った虹彩画像を抽出して虹彩認証処理を行うことができる。これにより、フォーカスの合っていない虹彩画像については、虹彩検出処理、虹彩特徴抽出処理及び虹彩認証処理を省くことができ、虹彩認証処理における計算量の削減及び処理時間の短縮が可能となる。さらに、フォーカスの合っていない画像を事前に除去することで、認証に不適当な、ピントのぼけた虹彩画像が虹彩認証処理に用いられることが防止でき、誤認証の発生を低減することが可能となる。
　＜第１１実施形態＞
　第１１実施形態も、第１～第９実施形態のいずれかのフォーカス判定装置を備える虹彩認証装置に関する。通常、虹彩画像の撮影時には、図１に例示するように、利用者が撮影装置の前で停止する。これに対し、セキュリティーゲートなどにカメラを設け、歩いてくる利用者の虹彩画像を撮影し、虹彩認証を行う手法が提案されている。この手法は、ウォークスルー虹彩認証などと呼ばれる。ウォークスルー虹彩認証の場合、利用者は移動するため、照明の反射領域の形状は時系列で変化する。この場合、時系列に撮影した全ての虹彩画像について第１～第９実施形態のフォーカス判定処理を適用すると、処理量が膨大となってしまう。そこで、第１１実施形態では、多数の虹彩画像から合焦状態にある虹彩画像を効率的に抽出し、虹彩認証を行う。
　（ハードウェア構成）
　第１１実施形態に係る虹彩認証装置のハードウェア構成は、基本的に図３に示す第１実施形態のフォーカス判定装置１００の構成と同様である。但し、ＤＢ１５には、登録済みの人物について、虹彩画像及び虹彩特徴量が予め記憶されているものとする。
　（機能構成）
　図１１は、第１１実施形態に係る虹彩認証装置２００Ｘの機能構成を示すブロック図である。虹彩認証装置２００Ｘは、第３実施形態に係る虹彩認証装置２００の構成に加えて、虹彩画像選択部２１０を備える。
　虹彩画像選択部２１０には、ウォークスルー虹彩認証システムなどにより、同一人物について撮影された多数の虹彩画像が入力される。虹彩画像選択部２１０は、入力された多数の虹彩画像のうちの一部の虹彩画像を判定対象画像として選択し、フォーカス判定装置１００又は１００Ｘに出力する。フォーカス判定装置１００又は１００Ｘは、入力された判定対象画像についてフォーカス判定を行い、判定結果をフォーカス画像選択部２０１へ出力する。フォーカス画像選択部２０１は、判定対象画像に対する判定結果に基づいて、フォーカスの合っている虹彩画像を選択し、虹彩検出部２０２へ出力する。もしくは、フォーカス画像選択部２０１は、フィルタ出力統合値Ｐが所定の閾値Ｑを超えた判定対象画像が所定数以上ある場合、それらの虹彩画像に対して再度フォーカス判定処理を適用し、フォーカス状態が良い所定数の虹彩画像に絞り込んで、虹彩検出部２０２へ出力してもよい。なお、虹彩検出部２０２、虹彩特徴抽出部２０３及び虹彩認証部２０４の処理は第３実施形態と同様であるので説明を省略する。
　次に、虹彩画像選択部２１０による虹彩画像の選択方法について詳しく説明する。図１２（Ａ）は、第１１実施形態の虹彩画像選択部２１０による画像の選択方法の例を示す。図１２（Ａ）は、時系列に撮影された複数の虹彩画像Ｐ１～Ｐ１６を模式的に示す。虹彩画像選択部２１０は、複数の虹彩画像Ｐ１～Ｐ１６から、任意の複数の画像を選択する。例えば、虹彩画像選択部２１０は、図１２（Ａ）における３枚の虹彩画像Ｐ６、Ｐ１１及びＰ１５を選択してフォーカス判定装置１００又は１００Ｘへ出力する。フォーカス判定装置１００又は１００Ｘは、虹彩画像Ｐ６、Ｐ１１及びＰ１５のフォーカス判定を行い、判定結果をフォーカス画像選択部２０１へ出力する。
　いま、虹彩画像Ｐ６、Ｐ１１及びＰ１５について、基準となる閾値Ｑに対するフォーカスのずれ具合がそれぞれ４０％、１０％、５０％であったとする。利用者の移動速度が一定であると仮定すると、虹彩画像Ｐ７～Ｐ１０、Ｐ１２～Ｐ１４のフォーカスのずれ具合は図１２（Ａ）に括弧で示す値と推定することができる。よって、フォーカス画像選択部２０１は、虹彩画像Ｐ１０を合焦虹彩画像として選択し、虹彩検出部２０２へ出力する。なお、フォーカス画像選択部２０１は、虹彩画像Ｐ１０を合焦虹彩画像と決定する代わりに、虹彩画像Ｐ７～Ｐ１０をフォーカス判定装置１００又は１００Ｘに入力して再度フォーカス判定を行わせ、その判定結果から合焦虹彩画像を決定してもよい。
　なお、上記のようにして決定した合焦虹彩画像が、照明光による白飛び部分がある程度大きい画像だった場合、その虹彩画像は、フォーカスが合っているとはいえ認証には適さない画像となる。そこで、虹彩画像選択部２１０は、上記の方法で決定された合焦虹彩画像において、照明の反射領域の大きさ、又は、反射領域のうち虹彩にかかっている部分の大きさが所定値以上であるかどうか判定し、所定値以上の大きさである場合は、その画像の前後の画像のうち、多少フォーカスが合っていなくても認証には使える程度のフォーカスであり、かつ、照明の反射領域の大きさが小さい画像を、認証に用いる画像として選択し直してもよい。
　また、上記の方法は、移動している利用者の虹彩画像を撮影し終わった後で、複数の虹彩画像からフォーカスの状態が良く、認証に適した虹彩画像を選択する方法であるが、その代わりに、利用者が所定距離移動する毎に、その間に撮影された複数の虹彩画像についてフォーカス判定を行うという作業を繰り返す方法もある。この場合、利用者がある距離にいるときに撮影した複数の虹彩画像に対しフィルタ処理やフォーカス判定処理を行い、フォーカスが合っており認証に適した虹彩画像が得られた場合には、処理を終了する。一方、フォーカスが合っている虹彩画像が得られなかった場合、又は、フォーカスは合っているが、照明の反射領域の白飛びなどが原因で認証には適さない虹彩画像しか得られなかった場合には、利用者が次の所定距離を移動する間に複数の虹彩画像を撮影し、その中からフォーカスが合っており認証に適した虹彩画像を選択する、という作業を繰り返す。
　以上のように、第１１実施形態の虹彩認証装置２００Ｘによれば、ウォークスルー虹彩認証システムなどにより多数の虹彩画像が撮影された場合でも、それらの一部のみについてフォーカス判定を行ってフォーカスの合った虹彩画像を選択することで、効率的に虹彩認証を実施することができる。
＜第１２実施形態＞
　第１２実施形態は、第１１実施形態と同様に、ウォークスルー虹彩認証システムなどにより多数の虹彩画像が撮影された場合に適用される。但し、第１２実施形態は、虹彩画像選択部２１０による虹彩画像の選択方法が、第９実施形態と異なる。図１２（Ｂ）は、第１０実施形態の虹彩画像選択部２１０による画像の選択方法の例を示す。図１２（Ｂ）は、時系列に撮影された複数の虹彩画像Ｐ１～Ｐ１６を模式的に示す。虹彩画像選択部２１０は、複数の虹彩画像Ｐ１～Ｐ１６から、任意の複数の画像を選択する。例えば、虹彩画像選択部２１０は、図１２（Ｂ）における２枚の虹彩画像Ｐ６及びＰ１５を選択してフォーカス判定装置１００又は１００Ｘへ出力する。フォーカス判定装置１００又は１００Ｘは、虹彩画像Ｐ６及びＰ１５のフォーカス判定を行い、判定結果をフォーカス画像選択部２０１へ出力する。
　いま、虹彩画像Ｐ６及びＰ１５について、基準となる閾値Ｑに対するフォーカスのずれ具合がそれぞれ２０％、４０％であったとする。利用者の移動速度が一定であると仮定すると、ずれ具合が２０％である虹彩画像Ｐ６から所定距離離れた虹彩画像Ｐ２、Ｐ３、Ｐ９、Ｐ１０辺りのいずれかの虹彩画像が合焦状態にあると推測することができる。よって、フォーカス画像選択部２０１は、虹彩画像Ｐ２、Ｐ３、Ｐ９、Ｐ１０をフォーカス判定装置１００又は１００Ｘに入力して再度フォーカス判定を行わせ、その判定結果から合焦虹彩画像を決定する。
　以上のように、第１２実施形態の虹彩認証装置２００Ｘによれば、ウォークスルー虹彩認証システムなどにより多数の虹彩画像が撮影された場合でも、それらの一部のみについてフォーカス判定を行ってフォーカスの合った虹彩画像を選択することで、効率的に虹彩認証を実施することができる。
　＜第１３実施形態＞
　第１３実施形態も、第１～第９実施形態のいずれかのフォーカス判定装置を備える虹彩認証装置に関する。虹彩画像を撮影する際には、通常、利用者の虹彩に光を照射する。しかし、虹彩を撮影される利用者が眼鏡等の眼を覆うデバイスを装着している場合、眼鏡のレンズやフレームでの反射が撮影画像に映り込む。眼鏡のレンズやフレームでの反射が映り込んだ虹彩画像を使用すると、フォーカス判定の際、実際には虹彩にフォーカスが合っていないにもかかわらず、眼鏡のレンズやフレームでの反射のエッジによって虹彩にフォーカスが合っていると誤判定されることがある。そこで、第１１実施形態では、眼鏡などの眼を覆うデバイス（以下、「アイウェア」と呼ぶ。）を装着している状態で撮影された虹彩画像（以下、「アイウェア装着画像」と呼ぶ。）についてはフォーカス判定装置１００又は１００Ｘによるフォーカス判定を行い、アイウェアを装着していない状態で撮影された虹彩画像（以下、「アイウェア非装着画像」と呼ぶ。）についてはフォーカス判定を行わないこととする。なお、アイウェアには、メガネの他、サングラス、ゴーグルなどが含まれる。
　（ハードウェア構成）
　第１３実施形態に係る虹彩認証装置のハードウェア構成は、基本的に図３に示す第１実施形態のフォーカス判定装置１００の構成と同様である。但し、ＤＢ１５には、登録済みの人物について、虹彩画像及びその虹彩特徴量が予め記憶されているものとする。
　（機能構成）
　図１３は、第１３実施形態に係る虹彩認証装置２００Ｙの機能構成を示すブロック図である。虹彩認証装置２００Ｙは、第３実施形態に係る虹彩認証装置２００の構成に加えて、アイウェア装着画像検出部２１５を備える。
　アイウェア装着画像検出部２１５には、複数の虹彩画像が入力される。アイウェア装着画像検出部２１５は、入力された虹彩画像から、アイウェア装着画像を検出する。なお、アイウェア装着画像検出部２１５は、虹彩画像の色などに基づいてアイウェア装着画像を検出してもよい。また、虹彩画像がアイウェア全体を含んでいる場合には、画像処理によりアイウェア自体を検出してもよい。アイウェア装着画像検出部２１５は、アイウェア装着画像をフォーカス判定装置１００又は１００Ｘへ出力し、アイウェア非装着画像を虹彩検出部２０２へ出力する。フォーカス判定装置１００又は１００Ｘは、アイウェア装着画像についてフォーカス判定を行い、フォーカス画像選択部２０１はアイウェア装着画像のうち、合焦状態にある虹彩画像を選択して虹彩検出部２０２へ出力する。こうして、アイウェア装着画像のうち合焦状態にある虹彩画像、及び、アイウェア非装着画像が虹彩検出部２０２へ入力される。なお、虹彩検出部２０２、虹彩特徴抽出部２０３及び虹彩認証部２０４の処理は第３実施形態と同様であるので説明を省略する。
　第１３実施形態によれば、全ての利用者の虹彩画像に対してフォーカス判定を行うのではなく、アイウェアを装着した利用者の虹彩画像のみについてフォーカス判定を行うので、効率的にフォーカス判定及び虹彩認証を実行することができる。
　＜第１４実施形態＞
　次に、この開示の第１４実施形態について説明する。図１４は、第１４実施形態に係るフォーカス判定装置の機能構成を示すブロック図である。フォーカス判定装置７０は、取得手段７１と、フィルタ処理手段７２と、フォーカス判定手段７３とを備える。取得手段７１は、利用者の虹彩を撮影した虹彩画像を取得する。フィルタ処理手段７２は、虹彩画像に対して、利用者に照射する照明の形状に基づいて決定された形状の画像処理フィルタを適用してフィルタ処理を行う。フォーカス判定手段７３は、フィルタ処理後の虹彩画像に基づいて、虹彩画像がフォーカスの合った画像であるか否かを判定する。
　図１５は、第１４実施形態のフォーカス判定処理のフローチャートである。取得手段７１は、利用者の虹彩を撮影した虹彩画像を取得する（ステップＳ７１）。フィルタ処理手段７２は、虹彩画像に対して、利用者に照射する照明の形状に基づいて決定された形状の画像処理フィルタを適用してフィルタ処理を行う（ステップＳ７２）。フォーカス判定手段７３は、フィルタ処理後の虹彩画像に基づいて、虹彩画像がフォーカスの合った画像であるか否かを判定する（ステップＳ７３）。
　第１４実施形態によれば、虹彩の撮影時に使用する照明の形状を利用して、虹彩画像のフォーカス状態を判定するので、既知の形状に基づいて精度よくフォーカス状態を判定することが可能となる。
　上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
　（付記１）
　利用者の虹彩を撮影した虹彩画像を取得する取得手段と、
　前記虹彩画像に対して、利用者に照射する照明の形状に基づいて決定された形状の画像処理フィルタを適用してフィルタ処理を行うフィルタ処理手段と、
　前記フィルタ処理後の虹彩画像に基づいて、前記虹彩画像がフォーカスの合った画像であるか否かを判定するフォーカス判定手段と、
　を備えるフォーカス判定装置。
　（付記２）
　前記画像処理フィルタの形状は、前記照明の形状に基づいて予め決定されている付記１に記載のフォーカス判定装置。
　（付記３）
　前記画像処理フィルタの形状は、前記照明の水平方向と垂直方向のアスペクト比と、前記画像処理フィルタの空間周波数成分の横方向の大きさと縦方向の大きさの比とが一致するように決定されている付記２に記載のフォーカス判定装置。
　（付記４）
　前記画像処理フィルタの形状は、前記照明の水平方向の空間周波数成分と垂直方向の空間周波数成分の大きさの比と、前記画像処理フィルタの横方向の空間周波数成分と縦方向周波数成分の比とが一致するように決定されている付記２に記載のフォーカス判定装置。
　（付記５）
　前記画像処理フィルタの形状は、前記照明の水平方向と垂直方向の長さの大小と、前記画像処理フィルタの空間周波数成分の横方向の大きさと縦方向の大きさの大小とが一致するように決定されている付記２に記載のフォーカス判定装置。
　（付記６）
　前記画像処理フィルタの形状は、前記虹彩画像における照明の反射領域の形状に基づいて予め決定されている付記１に記載のフォーカス判定装置。
　（付記７）
　前記画像処理フィルタの形状は、前記反射領域の形状の水平方向と垂直方向のアスペクト比と、前記画像処理フィルタの空間周波数成分の横方向の大きさと縦方向の大きさの比とが一致するように決定されている付記６に記載のフォーカス判定装置。
　（付記８）
　前記画像処理フィルタの形状は、前記反射領域の形状の水平方向の空間周波数成分と垂直方向の空間周波数成分の大きさの比と、前記画像処理フィルタの横方向の空間周波数成分と縦方向周波数成分の比とが一致するように決定されている付記６に記載のフォーカス判定装置。
　（付記９）
　前記画像処理フィルタの形状は、前記反射領域の形状の水平方向と垂直方向の長さの大小と、前記画像処理フィルタの空間周波数成分の横方向の大きさと縦方向の大きさの大小とが一致するように決定されている付記６に記載のフォーカス判定装置。
　（付記１０）
　前記虹彩画像から、前記照明の反射領域を検出する検出手段と、
　前記反射領域の形状に基づいて、前記照明の形状を推定する推定手段と、
　推定された照明の形状に基づいて、前記画像処理フィルタの形状を決定するフィルタ生成手段と、
　を備える付記１に記載のフォーカス判定装置。
　（付記１１）
　付記１乃至１０のいずれか一項に記載のフォーカス判定装置を用いて、複数の虹彩画像からフォーカスの合った虹彩画像を選択する画像選択手段と、
　前記フォーカスの合った虹彩画像から虹彩領域を検出する虹彩検出手段と、
　検出された虹彩領域から特徴量を抽出する特徴量抽出手段と、
　抽出された特徴量を用いて、虹彩認証を行う虹彩認証手段と、
　を備える虹彩認証装置。
　（付記１２）
　前記画像選択手段は、前記複数の虹彩画像のうちの一部の虹彩画像を判定対象画像として選択し、前記判定対象画像について前記フォーカス判定装置を用いてフォーカス判定を行い、判定結果に基づいて前記フォーカスの合った虹彩画像を選択する付記１１に記載の虹彩認証装置。
　（付記１３）
　前記画像選択手段は、前記複数の虹彩画像のうちの一部の虹彩画像を判定対象画像として選択し、前記判定対象画像について前記フォーカス判定装置を用いてフォーカス判定を行い、判定結果に基づいて次の判定対象画像を決定し、前記次の判定対象画像に対する判定結果に基づいて、前記フォーカスの合った虹彩画像を選択する付記１１に記載の虹彩認証装置。
　（付記１４）
　前記複数の虹彩画像から、アイウェアを装着した状態で撮影された虹彩画像を検出するアイウェア装着画像検出手段と、
　付記１乃至１０のいずれか一項に記載のフォーカス判定装置を用いて、アイウェアを装着した状態で撮影された複数の虹彩画像から、フォーカスの合った虹彩画像を選択する画像選択手段と、
　アイウェアを装着していない状態で撮影された虹彩画像、及び、前記画像選択手段により選択された前記フォーカスの合った虹彩画像から虹彩領域を検出する虹彩検出手段と、
　検出された虹彩領域から特徴量を抽出する特徴量抽出手段と、
　抽出された特徴量を用いて、虹彩認証を行う虹彩認証手段と、
　を備える虹彩認証装置。
　（付記１５）
　利用者の虹彩を撮影した虹彩画像を取得し、
　前記虹彩画像に対して、利用者に照射する照明の形状に基づいて決定された形状の画像処理フィルタを適用してフィルタ処理を行い、
　前記フィルタ処理後の虹彩画像に基づいて、前記虹彩画像がフォーカスの合った画像であるか否かを判定するフォーカス判定方法。
　（付記１６）
　利用者の虹彩を撮影した虹彩画像を取得し、
　前記虹彩画像に対して、利用者に照射する照明の形状に基づいて決定された形状の画像処理フィルタを適用してフィルタ処理を行い、
　前記フィルタ処理後の虹彩画像に基づいて、前記虹彩画像がフォーカスの合った画像であるか否かを判定する処理をコンピュータに実行させるプログラムを記録した記録媒体。
　以上、実施形態及び実施例を参照してこの開示を説明したが、この開示は上記実施形態及び実施例に限定されるものではない。この開示の構成や詳細には、この開示のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
　１　撮影装置
　２　カメラ
　３　照明
　１２　プロセッサ
　１００、１００Ｘ　フォーカス判定装置
　１０１　虹彩画像取得部
　１０２　フィルタ処理部
　１０３　フィルタ出力統合部
　１０４　フォーカス判定部
　１０５　照明反射検出部
　１０６　照明形状推定部
　１０７　フィルタ生成部
　２００、２００Ｘ、２００Ｙ　虹彩認証装置
　２０１　フォーカス画像選択部
　２０２　虹彩検出部
　２０３　虹彩特徴抽出部
　２０４　虹彩認証部
　２０５　虹彩ＤＢ

Claims (16)

  1. 　利用者の虹彩を撮影した虹彩画像を取得する取得手段と、
    　前記虹彩画像に対して、利用者に照射する照明の形状に基づいて決定された形状の画像処理フィルタを適用してフィルタ処理を行うフィルタ処理手段と、
    　前記フィルタ処理後の虹彩画像に基づいて、前記虹彩画像がフォーカスの合った画像であるか否かを判定するフォーカス判定手段と、
    　を備えるフォーカス判定装置。
  2. 　前記画像処理フィルタの形状は、前記照明の形状に基づいて予め決定されている請求項１に記載のフォーカス判定装置。
  3. 　前記画像処理フィルタの形状は、前記照明の水平方向と垂直方向のアスペクト比と、前記画像処理フィルタの空間周波数成分の横方向の大きさと縦方向の大きさの比とが一致するように決定されている請求項２に記載のフォーカス判定装置。
  4. 　前記画像処理フィルタの形状は、前記照明の水平方向の空間周波数成分と垂直方向の空間周波数成分の大きさの比と、前記画像処理フィルタの横方向の空間周波数成分と縦方向周波数成分の比とが一致するように決定されている請求項２に記載のフォーカス判定装置。
  5. 　前記画像処理フィルタの形状は、前記照明の水平方向と垂直方向の長さの大小と、前記画像処理フィルタの空間周波数成分の横方向の大きさと縦方向の大きさの大小とが一致するように決定されている請求項２に記載のフォーカス判定装置。
  6. 　前記画像処理フィルタの形状は、前記虹彩画像における照明の反射領域の形状に基づいて予め決定されている請求項１に記載のフォーカス判定装置。
  7. 　前記画像処理フィルタの形状は、前記反射領域の形状の水平方向と垂直方向のアスペクト比と、前記画像処理フィルタの空間周波数成分の横方向の大きさと縦方向の大きさの比とが一致するように決定されている請求項６に記載のフォーカス判定装置。
  8. 　前記画像処理フィルタの形状は、前記反射領域の形状の水平方向の空間周波数成分と垂直方向の空間周波数成分の大きさの比と、前記画像処理フィルタの横方向の空間周波数成分と縦方向周波数成分の比とが一致するように決定されている請求項６に記載のフォーカス判定装置。
  9. 　前記画像処理フィルタの形状は、前記反射領域の形状の水平方向と垂直方向の長さの大小と、前記画像処理フィルタの空間周波数成分の横方向の大きさと縦方向の大きさの大小とが一致するように決定されている請求項６に記載のフォーカス判定装置。
  10. 　前記虹彩画像から、前記照明の反射領域を検出する検出手段と、
    　前記反射領域の形状に基づいて、前記照明の形状を推定する推定手段と、
    　推定された照明の形状に基づいて、前記画像処理フィルタの形状を決定するフィルタ生成手段と、
    　を備える請求項１に記載のフォーカス判定装置。
  11. 　請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のフォーカス判定装置を用いて、複数の虹彩画像からフォーカスの合った虹彩画像を選択する画像選択手段と、
    　前記フォーカスの合った虹彩画像から虹彩領域を検出する虹彩検出手段と、
    　検出された虹彩領域から特徴量を抽出する特徴量抽出手段と、
    　抽出された特徴量を用いて、虹彩認証を行う虹彩認証手段と、
    　を備える虹彩認証装置。
  12. 　前記画像選択手段は、前記複数の虹彩画像のうちの一部の虹彩画像を判定対象画像として選択し、前記判定対象画像について前記フォーカス判定装置を用いてフォーカス判定を行い、判定結果に基づいて前記フォーカスの合った虹彩画像を選択する請求項１１に記載の虹彩認証装置。
  13. 　前記画像選択手段は、前記複数の虹彩画像のうちの一部の虹彩画像を判定対象画像として選択し、前記判定対象画像について前記フォーカス判定装置を用いてフォーカス判定を行い、判定結果に基づいて次の判定対象画像を決定し、前記次の判定対象画像に対する判定結果に基づいて、前記フォーカスの合った虹彩画像を選択する請求項１１に記載の虹彩認証装置。
  14. 　前記複数の虹彩画像から、アイウェアを装着した状態で撮影された虹彩画像を検出するアイウェア装着画像検出手段と、
    　請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のフォーカス判定装置を用いて、アイウェアを装着した状態で撮影された複数の虹彩画像から、フォーカスの合った虹彩画像を選択する画像選択手段と、
    　アイウェアを装着していない状態で撮影された虹彩画像、及び、前記画像選択手段により選択された前記フォーカスの合った虹彩画像から虹彩領域を検出する虹彩検出手段と、
    　検出された虹彩領域から特徴量を抽出する特徴量抽出手段と、
    　抽出された特徴量を用いて、虹彩認証を行う虹彩認証手段と、
    　を備える虹彩認証装置。
  15. 　利用者の虹彩を撮影した虹彩画像を取得し、
    　前記虹彩画像に対して、利用者に照射する照明の形状に基づいて決定された形状の画像処理フィルタを適用してフィルタ処理を行い、
    　前記フィルタ処理後の虹彩画像に基づいて、前記虹彩画像がフォーカスの合った画像であるか否かを判定するフォーカス判定方法。
  16. 　利用者の虹彩を撮影した虹彩画像を取得し、
    　前記虹彩画像に対して、利用者に照射する照明の形状に基づいて決定された形状の画像処理フィルタを適用してフィルタ処理を行い、
    　前記フィルタ処理後の虹彩画像に基づいて、前記虹彩画像がフォーカスの合った画像であるか否かを判定する処理をコンピュータに実行させるプログラムを記録した記録媒体。
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