CN113615150B - 图像处理装置、方法、***和计算机可读介质 - Google Patents

图像处理装置、方法、***和计算机可读介质 Download PDF

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Abstract

本公开减少由眼睛位置波动引起的图像重新获取。根据本发明，控制器(500)控制通过用于捕获被摄者的虹膜的图像的虹膜图像捕获装置(401‑404)控制图像读出。在控制通过虹膜捕获装置进行图像读出中，控制器(500)设置作为图像读出对象的关注区。控制器(500)存储过去信息，并且在对同一被摄者进行图像处理的情况下确定被摄者的眼睛区域是否借助于之前已经使用的关注区被覆盖。在确定眼睛区域不能被覆盖的情况下，控制器(500)校正通过虹膜图像捕获装置的图像读出。

Description

图像处理装置、方法、***和计算机可读介质
技术领域
本公开涉及图像处理装置、方法、***和计算机可读介质，并且具体地涉及能够用于使用虹膜的认证的图像处理装置、方法、***和计算机可读介质。
背景技术
使用虹膜的生物认证是已知的。在这种生物认证中，通过使用摄像装置拍摄被摄者(subject)的虹膜，并且从被拍摄的虹膜的图案中提取特征值。为了认证被摄者，将提取的特征值与预先注册在数据库中的特征值进行比较，并且基于它们之间的匹配的分数来确定合格/不合格。此外，为了注册要认证的被摄者，将提取的特征值添加到数据库中。
如非专利文献1中所描述的，作为瞳孔周围的环形组织的虹膜具有非常复杂的图案，并且对于每个人是唯一的。此外，在虹膜的拍摄中，将近红外光施加到被摄者的眼睛。
如非专利文献2中所描述的，在虹膜的拍摄中，以虹膜半径由100到140像素表示的分辨率拍摄虹膜图像。此外，施加到被摄者的眼睛的近红外光的波长在700nm和900nm之间的范围内。
引文列表
非专利文献
非专利文献1：Hosoya,"Identification System by Iris Recognition",Japanese Society for Medical and Biological Engineering 44(1),pages 33-39,2006
非专利文献2：Daugman,"How Iris Recognition Works,"https://www.cl.cam.ac.uk/～jgd1000/irisrecog.pdf
发明内容
技术问题
虹膜的直径为约1cm。因此，当虹膜的半径由100个像素表示时，粒度变为50μm。如上所述，由于虹膜的图案是微观的，因此在被摄者和摄像装置之间的距离大、要拍摄的视野宽并且被摄者移动的条件下，难以以足以用于认证和验证的质量水平拍摄虹膜图案。
鉴于上述情况，本公开的目的是提供一种能够以足以用于认证和验证的质量水平拍摄虹膜图案的图像处理装置、方法、***和计算机可读介质。
对问题的解决方案
为了实现上述目的，在第一方面，本公开提供一种图像处理***，包括：
多个虹膜摄像装置，其在同一视野内被布置在相互不同的位置处；
整体摄像装置，其用于在比虹膜摄像装置的视野宽的视野上进行摄像；
引导装置，其用于引导被摄者；
照明装置，其用于利用光照明被摄者；以及
控制装置，其用于使用来自整体摄像装置的图像来控制以下中的至少一个：从多个虹膜摄像装置读出图像，通过引导装置呈现图像和声音中的至少一个，或者利用来自照明装置的光提供照明，其中，
控制装置控制从虹膜摄像装置的图像读出，
在图像读出的控制中，控制装置设置被对待为图像读出的对象的关注区，以及
控制装置另外存储过去信息，并且在对同一被摄者进行图像处理的情况下，控制装置确定被摄者的眼睛区是否被过去使用的关注区成功覆盖，并且在确定被摄者的眼睛区未被成功覆盖的情况下，控制装置校正从虹膜摄像装置的图像读出。
在第二方面，本公开提供一种图像处理装置，包括：
控制装置，其用于控制从用于对被摄者的虹膜进行摄像的虹膜摄像装置的图像读出，其中，
在图像读出的控制中，控制装置设置被对待为图像读出的对象的关注区，以及
控制装置另外存储过去信息，并且在对同一被摄者进行图像处理的情况下，控制装置确定被摄者的眼睛区是否被过去使用的关注区成功覆盖，并且在确定被摄者的眼睛区未被成功覆盖的情况下，控制装置校正从虹膜摄像装置的图像读出。
在第三方面，本公开提供一种图像处理方法，包括：
使用来自整体摄像装置的图像来进行以下中的至少一个：从多个虹膜摄像装置读出图像，通过用于引导被摄者的引导装置呈现图像和声音中的至少一个，或者利用来自用于利用光照明被摄者的照明装置的光提供照明，其中，所述整体摄像装置用于在比在同一视野内被布置在相互不同的位置处的多个虹膜摄像装置的视野宽的视野上进行摄像。
在第四方面中，本公开提供一种图像处理方法，包括：
控制从用于对被摄者的虹膜进行摄像的虹膜摄像装置的图像读出；
在对同一被摄者进行图像处理的情况下，确定被摄者的眼睛区是否由被对待为过去使用的图像读出的对象的关注区成功覆盖；以及
在确定被摄者的眼睛区未被成功覆盖的情况下，校正从虹膜摄像装置的图像读出。
在第五方面，本公开提供一种存储程序的非暂时性计算机可读介质，该程序使计算机执行处理，该处理包括：
使用来自整体摄像装置的图像来进行以下中的至少一个：从多个虹膜摄像装置读出图像，通过用于引导被摄者的引导装置呈现图像和声音中的至少一个，或者利用来自用于利用光照明被摄者的照明装置的光提供照明，其中，所述整体摄像装置用于在比在同一视野内被布置在相互不同的位置处的多个虹膜摄像装置的视野宽的视野上进行摄像。
在第六方面中，本公开提供一种存储程序的非暂时性计算机可读介质，该程序使计算机执行处理，该处理包括：
控制从用于对被摄者的虹膜进行摄像的虹膜摄像装置读出图像；
在对同一被摄者进行图像处理的情况下，确定被摄者的眼睛区是否由被对待为过去使用的图像读出的对象的关注区成功覆盖；以及
在确定被摄者的眼睛区未被成功覆盖的情况下，校正从虹膜摄像装置的图像读出。
本发明的有利效果
根据本公开的图像处理装置、方法、***和计算机可读介质能够以足以用于认证和验证的质量水平拍摄虹膜图案。
附图说明
图1是示出根据本公开的第一示例实施例的图像处理***的框图；
图2示出虹膜摄像控制的状态；
图3是示出摄像***中的操作过程的流程图；
图4是示出根据本公开的第二示例实施例的图像处理***中的操作过程的流程图；以及
图5是示出计算机装置的配置的示例的框图。
具体实施方式
在给出根据本公开的示例实施例的描述之前，定量地描述其问题。作为示例，下面将描述下面示出的条件，这些条件被假定为用于自动边界控制***(ABC***)的操作条件等。假定被摄者和摄像装置之间的距离(被摄者和门之间的距离)为2m，并且水平视野(即，一个被摄者的双眼能够被覆盖的水平方向上的范围)是0.2m。此外，垂直视野(即，从通常为男性的高被摄者到通常为女性的矮被摄者的宽范围被摄者的眼睛能够被覆盖的垂直方向上的范围)是0.4m。此外，假设被摄者相对于门的步行速度(移动速度)等于成人的慢走速度的平均值，例如为1m/s。
在上述操作条件下，假设使用具有5μm的像素间距的图像传感器和具有F2孔径光阑和200mm焦距的透镜，则从如后面所述的摄像装置要求32M像素的高分辨率和100帧每秒(fps)的高帧速率。
关于分辨率，为了在距离摄像装置2m的位置处确保0.2m的水平视野，摄像装置在水平方向上需要4000个像素(0.2[m]÷50[μm]＝4000)。此外，为了在距离摄像装置2m的位置处确保0.4m的垂直视野，摄像装置在垂直方向上需要8000个像素(0.4[m]÷50[μm]＝8000)。结果，摄像装置要求32M像素的分辨率。
另一方面，在使用上述透镜的情况下，如果容许弥散圆直径是0.03mm，则能够确保固定在2m远的深度视野是大约1cm。在被摄者具有1m/s的步行速度的情况下，被摄者通过1cm的被摄者深度的时间为1[cm]÷100[cm/s]＝0.01s，在这种情况下，为了捕获步行被摄者的虹膜处于对焦的0.01s瞬间，摄像装置要求100fps(1[s]÷100[fps]＝0.01s的时间分辨率)的性能。
能够利用单个设备满足32M像素的高分辨率和100fps的高帧速率的摄像装备作为流行产品不存在。因此，在上述操作条件下，难以以足以用于认证和验证的质量水平拍摄虹膜图案。这结束对该问题的定量描述。
以下将参照附图描述根据本公开的示例实施例。图1示出根据本公开的第一示例实施例的图像处理***。图像处理***包括整体成像设备100、引导设备200、照明设备300、虹膜摄像设备401到404和控制器500。注意，尽管在图1中虹膜摄像设备的数量是四个，但是虹膜摄像设备的数量不限于任何特定的数量。虹膜摄像设备的数量可以根据要覆盖的视野和可用的虹膜摄像设备的分辨率来适当地设置。
整体成像设备(整体摄像装置)100以宽视野拍摄被摄者，该宽视野足够宽以覆盖从高被摄者到矮被摄者的整体被摄者范围。整体成像设备100可以具有其中被摄者可以被他/她的面部认证的分辨率。
控制器(控制装置)500监视从整体成像设备100供应的整体图像，并且控制引导设备(引导装置)200、照明设备(照明装置)300和多个虹膜摄像设备(虹膜摄像装置)401至404。控制器500的功能可以由硬件或计算机程序来实现。控制器500基于从整体成像设备100供应的他/她的整体图像或基于外部输入来确定被摄者的生物认证的开始。
由控制器500进行的控制包括引导控制、照明控制和虹膜摄像控制。在引导控制中，控制器500将用于引导被摄者的引导控制信息供应给引导设备200。引导设备200基于引导控制信息来引导被摄者。引导设备200包括例如显示器和/或扬声器。例如，引导设备200通过显示器和/或扬声器分别呈现用于指示生物认证的开始的图像和声音。此外，引导设备200通过显示器和/或扬声器向虹膜摄像设备分别呈现用于诱导被摄者将他/她的眼睛转向的图像和声音。
在照明控制中，控制器500向照明设备300供应用于向被摄者施加照明光的照明控制信息。照明设备300基于照明控制信息来将光(例如，近红外光)施加到被摄者。照明设备300包括作为光源的LED(发光二极管)和同步信号发生器。从照明设备300向被摄者施加的光量由供应给LED的电流值、LED的发光时间及其发光周期确定，并且照明控制信息包括其数值。当LED没有连续保持在开启状态时，LED的发光周期与多个虹膜摄像设备401至404的帧速率同步。
在虹膜摄像控制中，控制器500基于从整体成像设备100供应的整体图像来确定多个虹膜摄像设备401至404中的一个，它能适当地拍摄包括他/她的眼睛的被摄者的区域。此外，控制器500确定在所确定的虹膜摄像设备中以高速读出的关注区的垂直位置。
图2示出虹膜摄像控制的状态。将参照图2描述虹膜摄像控制的细节，在这个示例中，假设具有12M像素(4,000水平像素和3,000垂直像素)和60fps的帧速率的通用相机用于虹膜摄像设备401至404的每一个。这种相机作为工业相机已经变得普遍。在以50μm的粒度进行拍摄的情况下，利用该粒度可以通过他/她的虹膜来认证被摄者，每个虹膜摄像设备的水平和垂直视野分别是0.2m(4,000×50[μm]＝0.2[m])和0.15m(3,000×50[μm]＝0.15[m])。
多个虹膜摄像设备401至404被布置成使得它们在垂直方向上彼此堆叠。注意，多个虹膜摄像设备401至404被布置成使得彼此相邻的虹膜摄像设备的图像区域彼此部分重叠。例如，虹膜摄像设备401至404被布置成使得彼此相邻的虹膜摄像设备的图像区域彼此重叠2.5cm。在这种情况下，在远离四个虹膜摄像设备2m的聚焦点处，它们可以确保水平方向0.2m和垂直方向0.45m((0.15-0.025)+(0.15-0.025-0.025)+(0.15-0.025-0.025)+(0.15-0.025)m)的视野。也就是说，可以确保所需的水平方向0.2m和垂直方向0.4m的视野。注意，通过附图和上面的描述可以理解，虹膜摄像设备具有彼此相同的视野，并且被放置在彼此不同的位置。
在每个虹膜摄像设备的帧速率为60fps的情况下，当它们按原样使用时，它们不能满足100fps的所需帧速率。注意，工业相机等具有关注区模式。在关注区模式中，仅读出被定义为关注区的部分区域，而不是读出屏幕的整体区域。通过使用这种关注区模式，可以增加帧速率。
控制器500在任意给定虹膜摄像设备中设置关注区，并且从该虹膜摄像设备读出关注区中的图像。在图2所示的示例中，将水平方向上的4,000个像素和垂直方向上的1,500个像素的部分区域(其对应于屏幕的整体区域的一半)定义为关注区。在这种情况下，由于每一帧中的像素数量是整体区域中的像素数量的一半，所以可以将帧速率增加到120fps，这是在读出屏幕的整体区域的情况下的60fps的帧速率的两倍。然而，该部分区域的水平和垂直视野分别变为0.2m和0.75m。注意，人的两只眼睛在水平方向上对准。因此，在关注区中，优选的是减少垂直方向上的像素数量，而不是减少水平方向上的像素数量，从而可以拍摄双眼。
在彼此相邻的虹膜摄像设备的图像区域彼此重叠的上述范围内没有拍摄眼睛区域的条件下，拍摄眼睛区域的虹膜摄像设备只是四个虹膜摄像设备401至404中的一个。此外，可以以120fps的帧速率读出图像的条件是该虹膜摄像设备中的部分区域。控制器500推断虹膜摄像设备401至404中的一个能适当地拍摄眼睛区域，并且估计图像在该虹膜摄像设备中高速读出的关注区的垂直位置。
上述推断/估计可以通过以下描述的方法来进行。整体成像设备100具有其中被摄者可以通过他/她的面部被认证的分辨率，并且控制器500导出被摄者的眼睛在整体成像设备100拍摄的整体图像中的位置。控制器500通过使用相机参数和整体成像设备100与每个虹膜摄像设备的位置关系，导出与被摄者的眼睛在整体图像中的位置和眼睛在该成像装置中的位置相对应的虹膜摄像设备。通过使用关注区模式，可以通过使用通用相机来实现在水平方向上比0.2m宽且在垂直方向上比0.4m宽的视野以及高于100fps的时间分辨率。
注意，当在上述关注区模式中改变垂直位置时，在拍摄开始之前发生延迟。因此，在上述推断/估计中，可以使用通过在比2米远的位置处(即比虹膜摄像设备的聚焦点更远的位置处，例如通过在3米远的位置处)拍摄被摄者而获得的图像。通过具有大约2M像素的相机可以实现存在于3米远的位置的被摄者可以被他/她的面部认证的分辨率，从而具有比虹膜摄像相机的规格低的规格的相机可以用于整体成像设备100。
控制器500基于上述虹膜摄像控制，将虹膜摄像信息供应给虹膜摄像设备401至404中的每一个。控制器500向拍摄被摄者的眼睛区域的虹膜摄像设备供应包括关注区的垂直位置的虹膜摄像信息。控制器500可以向其它虹膜摄像设备供应可选虹膜摄像信息。控制器500例如可以向其他虹膜摄像设备供应包括关于虹膜图像的供应的停止的信息的虹膜摄像信息，以便减少虹膜图像的数据的总量。
虹膜摄像设备401至404中的每一个基于从控制器500供应的虹膜摄像信息来将虹膜图像供应给控制器500。另外，虹膜摄像设备401至404中的每一个将由控制器500通过使用虹膜摄像信息设置的关注区的图像(虹膜图像)输出到控制器500。虹膜摄像设备401至404中的每一个都可以有损压缩关注区中的虹膜图像，并且将压缩的虹膜图像输出到控制器500。例如，虹膜摄像设备401至404中的每一个通过使用量化(逐像素压缩)、预测编译和量化(基于多个像素对的压缩)、变换编译和量化的组合(基于多个像素对的压缩)来压缩关注区中的虹膜图像。控制器500通过使用从虹膜摄像设备401至404供应的虹膜图像进行背景技术部分中描述的认证和注册。当存在下一个被摄者时或者当认证或注册失败时，控制器500返回到下一个处理。
接下来，将描述操作过程。图3示出图像处理***中的操作过程。控制器500进行引导控制，从而通过使用引导设备200引导被摄者(步骤S1001)。控制器500进行照明控制，从而通过使用照明设备300将红外光施加到被摄者(步骤S1002)。控制器500进行上述虹膜摄像控制，从而通过使用多个虹膜摄像设备401至404获取虹膜的图像(虹膜图像)(步骤S1003)。在步骤S1003中获取的虹膜图像用于虹膜的认证或注册。在步骤S1003中，控制器500不需要如上所述从虹膜摄像设备401至404中的每一个获取给定被摄者的虹膜图像。控制器500从拍摄了被摄者的眼睛区域的虹膜摄像设备获得虹膜图像。
控制器500通过使用在步骤S1003中取得的虹膜图像进行基于虹膜的认证，或者注册虹膜图像(步骤S1004)。控制器500确定是否存在下一个被摄者，或者是否应当进行重新认证或重新注册(步骤S1005)。当确定存在下一个被摄者，或者应当进行重新认证或重新注册时，处理返回到步骤S1001，并且从引导控制开始进行处理。
注意，当根据该示例实施例的整体成像设备100具有可以通过他/她的面部认证被摄者的分辨率，并且在数据库中保存用于通过他/她的面部认证被摄者的特征值，但是在数据库中不保存用于通过他/她的虹膜认证被摄者的特征值时，根据本公开的装置还可以用于其中装置基于以面部为基础的认证来识别被摄者并且在数据库中注册被摄者的虹膜的提取的特征值的用途。另外，根据本公开的装置也能够用于如下用途：装置基于通过虹膜摄像控制得到的眼睛的位置的信息或者认证或注册通过虹膜摄像设备得到的虹膜图像时得到的眼睛的位置的信息来估计被摄者的高度的信息并且将所估计的信息注册到数据库中。此外，根据本公开的装置可以用于通过使用关于高度的所估计的信息来确定或校准虹膜摄像设备中的一个的垂直位置，该虹膜摄像设备可以适当地拍摄眼睛的区域和其中图像在该虹膜摄像设备中以高速被读出的关注区。
在该示例实施例中，支持所要求的0.2m×0.4视野的高分辨率和对应于0.01s的时间分辨率的高帧速率性能可以利用通用相机的组合来实现。结果，在诸如当被摄者和摄像装置之间的距离长、要拍摄的视野宽以及被摄者移动的条件下，容易以足以用于认证和验证的质量水平拍摄虹膜图案。
接下来，将描述本公开的第二示例实施例。根据该示例实施例的图像处理***的配置可以类似于图1中所示的图像处理***的配置。该示例实施例的目的是降低由被摄者的眼睛位置的波动引起的认证和注册的重试率。在该示例实施例中，控制器500还用作进行图像处理方法的图像处理装置。
在该示例实施例中，控制器500存储关于过去已经进行了眼睛区的摄像的虹膜摄像设备的信息、关于在虹膜摄像设备中以高速读出的关注区的垂直位置的信息、以及关于在以高速读出的关注区中检测到的眼睛的垂直位置的时间序列信息。当再次对同一被摄者进行生物认证时，控制器500确定被摄者的眼部区在先前的生物认证中是否被关注区成功覆盖。在被摄者的眼睛区没有被成功覆盖的情况下，控制器500校正虹膜摄像设备和在虹膜摄像设备中以高速读出的关注区的垂直位置，该虹膜摄像设备能够适当地进行眼睛区的摄像。在其他方面，该配置可以类似于第一示例实施例。
这里，眼睛位置的波动是指由虹膜摄像设备采集的眼睛区的上下移动。与步行相关联的头部摆动的波动是几厘米，并且如在第一示例性实施例的情况下所示，可以以120fps读出的垂直视野仅为7.5cm。特别地，在被摄者通过聚焦点(2m远)的瞬间，在眼睛区位于虹膜摄像设备401至404中的两个相邻设备的边界区(重叠图像区)的情况下，由于与步行相关联的头部摆动所引起的波动，眼睛区可能不被控制器500确定的关注区覆盖。
接下来，为了进行以下的说明，将定义关于过去已经进行了眼睛区的摄像的虹膜摄像设备的信息、关于在摄像设备中以高速读出的关注区的垂直位置的信息、以及关于在以高速读出的关注区中检测到的眼睛的垂直位置的时间序列信息。
设cn(k)为关于过去已经进行了眼睛区的摄像的虹膜摄像设备的信息。这里，k是索引，并且cn(k)表示来自之前k次进行的生物认证的信息。设cn(0)为来自紧接在先的生物认证的信息。此外，在该示例实施例中，假设存在四个虹膜摄像设备，并且序列号1至4分别被指配给虹膜摄像设备401至404。在这种情况下，cn(k)的范围是从1到4。
设cy(k)为关于在虹膜摄像设备中以高速读出的关注区的垂直位置的信息。这里，k是索引，并且cy(k)表示来自之前k次进行的生物认证的信息。设cy(0)为来自紧接在先的生物认证的信息。与第一示例实施例类似，假定虹膜摄像设备中的垂直像素的数量是3,000个像素，并且关注区在垂直方向上的高度是1,500个像素(参见图2)。在这种情况下，cy(k)的范围是从0到1,500(通过从3,000个像素中减去关注区的1,500个垂直像素而获得的值)。
设ey(t(k))为关于在以高速读出的关注区中检测到的眼睛的垂直位置的时间序列信息。这里，k是索引，并且t(k)表示之前k次进行的生物认证的时间。假设st(k)是索引k的摄像开始时间，并且et(k)是索引k的摄像结束时间，t(k)由st(k)≤t(k)＜et(k)表示。为了简化以下描述，当st(k)和et(k)之间的时间差是2秒时，以120fps拍摄的时间差中包括的帧的数量是240。此外，在该示例实施例中，关注区中的垂直像素的数量是1,500个像素，并且在成功地检测关注区中的眼睛的情况下的ey(t(k))的范围是从0到1,500。在关注区中未成功检测到眼睛的情况下，ey(t(k))的值取为-1，这完成每条信息的定义。
当再次对同一被摄者进行生物认证时，控制器500进行关注区覆盖范围确定处理。在关注区覆盖范围确定处理中，当再次对同一被摄者进行生物认证时，控制器500确定被摄者的眼睛区在过去是否被关注区成功覆盖。例如，如下进行该确定。
控制器500确定与过去对被摄者进行生物认证时相对应的索引k。索引k可以简单地假设重试，并且将紧接在前k对待为k＝0，或者k可以被明确地输入到***中。控制器500计算在对应于索引k的时段st(k)≤t(k)＜et(k)的期间ey(t(k))的值为-1的次数的计数co(k)。例如，控制器500对在两秒内拍摄的240个图像当中未成功检测到眼睛的图像的数量进行计数。在计数co(k)超过预定数量的情况下，控制器500确定被摄者的眼睛区在过去没有被关注区成功覆盖。这结束了对关注区覆盖范围确定处理的描述。
在确定被摄者的眼睛区在过去没有被关注区成功覆盖的情况下，控制器500进行关注区校正处理。在关注区校正处理中，当再次对同一被摄者进行生物体认证时，控制器500校正虹膜摄像设备和在虹膜摄像设备中以高速读出的关注区的垂直位置，该虹膜摄像设备能够适当地进行眼睛区的摄像。例如，如下进行校正。
控制器500确定与过去对被摄者进行生物认证时相对应的索引k。索引k可以简单地假设重试，并且将紧接在前k对待为k＝0，或者k可以被明确地输入到***中。控制器500确定与索引k对应的对应于cn(k)的虹膜摄像设备和对应于cy(k)的关注区的垂直位置是否与通过在第一示例实施例中描述的虹膜摄像控制导出的虹膜摄像设备和关注区的垂直位置一致。在确定上述情况一致的情况下，控制器500确定校正是必要的。
在确定校正是必要的情况下，控制器500计算在对应于索引k的时段st(k)≤t(k)＜et(k)的除-1之外的ey(t(k))的值的平均值ay(k)。这里，平均值ay(k)表示在关注区内存在眼睛区的情况下的垂直位置。逐渐小于关注区的垂直中心位置750(＝1,500/2)的平均值ay(k)指示眼睛区突出到关注区上方，而逐渐大于750的平均值ay(k)指示眼睛区突出到关注区下方。
在平均值ay(k)为750或更小的情况下，控制器500校正虹膜摄像设备和关注区的垂直位置，使得向上偏移了750-ay(k)个像素的关注区被读出。类似地，在平均值ay(k)大于750的情况下，控制器500校正虹膜摄像设备和关注区的垂直位置，使得向下偏移了ay(k)-750个像素的关注区被读出。
注意，尽管以上描述了计算除-1之外的情况的ey(t(k))的平均值作为平均值ay(k)的示例，但是本公开不限于此。例如，可以针对每个帧存储诸如聚焦分值的信息，并且可以将限于对焦帧的计算平均值对待为平均值ay(k)。此外，为了减少存储容量，可以存储co(k)和ay(k)而不是ey(t(k))本身。这结束了对关注区校正处理的描述。
接下来，将描述操作过程。图4示出包括图像处理方法的图像处理***中的操作过程。控制器500进行引导控制，并且使用引导设备200引导被摄者(步骤S2002)。控制器500进行照明控制，并且使用照明设备300用光照射被摄者(步骤S2002)。步骤S2001和S2002与图3的步骤S1001和S1002相同。控制器500进行虹膜摄像控制，并且确定用于虹膜摄像的虹膜摄像设备和虹膜摄像设备中的关注区的垂直位置(步骤S2003)。
控制器500确定生物认证是否是重试(步骤S2004)。在确定生物认证不是重试的情况下，控制部500取得在步骤S2003中确定的虹膜摄像设备的关注区的图像(虹膜图像)，使用该虹膜图像进行虹膜认证或注册虹膜图像(步骤S2007)。控制器500确定是否存在下一个被摄者，或者是否应当进行重新认证或重新注册(步骤S2008)。在确定存在下一个被摄者或者应当进行重新认证或重新注册的情况下，处理返回到步骤S2001，并且从引导控制进行处理。
在步骤S2004中确定生物认证是重试的情况下，控制器500进行上述关注区覆盖范围确定处理，并且确定被摄者的眼睛区在过去是否被关注区成功覆盖(步骤S2005)。在确定被摄者的眼睛区在过去没有被关注区成功覆盖的情况下，控制器500进行上述关注区校正处理(步骤S2006)。然后，该处理进入步骤S2007，取得校正后的虹膜摄像设备的关注区的图像，并且进行虹膜图像的虹膜认证或注册。在确定存在下一个被摄者或者应当进行重新认证或重新注册的情况下，处理返回到步骤S2001，并且从引导控制进行处理。
在示例实施例中，在重试同一被摄者的生物认证的情况下，控制器500确定被摄者的眼睛区是否在过去被关注区成功覆盖。在被摄者的眼睛区在过去没有被关注区成功覆盖的情况下，控制器500进行关注区校正处理并且校正关注区。通过使用过去信息校正关注区，可以增加在当前生物认证中使用关注区成功覆盖被摄者的眼睛区的概率。因此，在该示例实施例中，可以降低由眼睛位置的波动引起的图像的重新获取以及认证和注册的重试率。
注意，尽管在图2中示出将水平方向的4,000个像素和垂直方向的1,500个像素的部分区域定义为关注区的示例，但是本公开不限于该示例。关注区的形状不限于矩形，并且关注区的数量不限于一个。控制器500例如可以从由整体成像设备100拍摄的整体图像(俯视图像)导出被摄者的右眼和左眼的位置，并且在虹膜摄像设备中设置与右眼的位置对应的关注区和与左眼的位置对应的关注区。在这种情况下，虹膜摄像设备将右眼和左眼的虹膜图像供应给控制器500。关注区的形状可以是矩形或可以是椭圆形。控制器500可以基于由虹膜摄像设备拍摄的虹膜图像而不是基于俯视图像来导出被摄者的右眼和左眼的位置。例如，控制器500可以临时将图2所示的部分区域定义为关注区，并且从关注区中的图像导出右眼和左眼的位置。在这种情况下，控制器500可以基于所导出的右眼和左眼的位置，将与右眼的位置相对应的部分区域和与左眼的位置相对应的部分区域中的每一个设置为虹膜摄像设备中的关注区。
在上述示例性实施例的每一个中，控制器500可以形成为计算机装置。图5示出可以用于控制器500的信息处理装置(计算机装置)的配置的示例。信息处理装置600包括控制单元(CPU：中央处理单元)610、存储单元620、ROM(只读存储器)630、RAM(随机存取存储器)640、通信接口(IF：接口)650和用户接口660。
通信接口650是用于通过有线通信装置、无线通信装置等将信息处理装置600连接到通信网络的接口。用户接口660包括例如显示单元，诸如显示器。此外，用户接口660包括诸如键盘、鼠标和触摸面板的输入单元。
存储单元620是可以保持各种类型的数据的辅助存储设备。存储单元620不必必须是信息处理装置600的一部分，并且可以是通过网络连接到信息处理装置600的外部存储设备或云存储。ROM 630是非易失性存储设备。例如，具有相对小容量的诸如闪存的半导体存储设备用于ROM 630。由CPU 610执行的程序可以存储在存储单元620或ROM 630中。
可以通过使用任何类型的非暂时性计算机可读介质来存储上述程序并且将其提供给信息处理装置600。非暂时性计算机可读介质包括任何类型的有形存储介质。非暂时性计算机可读介质的示例包括诸如软盘、磁带和硬盘驱动器的磁存储介质，诸如磁光盘的光磁存储介质，诸如CD(压缩盘)和DVD(数字多功能盘)的光盘介质，以及诸如掩模ROM、PROM(可编程ROM)、EPROM(可擦除PROM)、闪存ROM和RAM的半导体存储器。此外，可以使用任何类型的暂时性计算机可读介质将程序提供给计算机。暂时性计算机可读介质的示例包括电信号、光学信号和电磁波。暂时性计算机可读介质可以经由诸如电线和光纤的有线通信线路或无线电通信线路将程序提供给计算机。
RAM 640是易失性存储设备。作为RAM 640，可以使用诸如DRAM(动态随机存取存储器)或SRAM(静态随机存取存储器)的各种类型的半导体存储装置。RAM 640可以用作内部缓冲器，用于临时存储数据等。CPU 610将存储在存储单元620或ROM 630中的程序扩展(即，加载)到RAM 640中，并且执行扩展的(即，加载的)的程序。通过执行该程序，CPU 610进行各种类型的控制，包括例如引导控制、照明控制、虹膜摄像控制、关注区覆盖范围确定处理和关注区校正处理。
尽管以上已经详细描述了根据本公开的示例实施例，但是本公开不限于上述示例实施例，并且本公开还包括在不脱离本公开的精神的情况下通过对上述示例实施例进行改变或修改而获得的那些示例实施例。
例如，以上公开的示例性实施例的全部或部分可以被描述为但不限于以下补充说明。
(补充说明1)
一种图像处理***，包括：
多个虹膜摄像装置，其在同一视野内被布置在相互不同的位置处；
整体摄像装置，其用于在比虹膜摄像装置的视野宽的视野上进行摄像；
引导装置，其用于引导被摄者；
照明装置，其用于利用光照明被摄者；以及
控制装置，其用于使用来自整体摄像装置的图像来控制以下中的至少一个：从多个虹膜摄像装置读出图像，通过引导装置呈现图像和声音中的至少一个，或者利用来自照明装置的光提供照明，其中，
控制装置控制从虹膜摄像装置的图像读出，
在控制读出图像时，控制装置设置被对待为图像读出的对象的关注区，以及
控制装置另外存储过去信息，并且在对同一被摄者进行图像处理的情况下，控制装置确定被摄者的眼睛区是否被过去使用的关注区成功覆盖，并且在确定被摄者的眼睛区未被成功覆盖的情况下，控制装置校正从虹膜摄像装置读出图像。
(补充说明2)
根据补充说明1所述的图像处理***，其中，
控制装置进行从多个虹膜摄像装置的图像读出，以及
在从多个虹膜摄像装置的图像读出中，控制装置基于由整体摄像装置获得的图像从多个虹膜摄像装置当中指定能够对被摄者的眼睛进行摄像的虹膜摄像装置，在所指定的虹膜摄像装置中设置包括被摄者的眼睛位置的关注区，并且从所指定的虹膜摄像装置获得关注区的图像。
(补充说明3)
根据补充说明1或2所述的图像处理***，其中，
多个虹膜摄像设备在垂直方向上堆叠，
在设置关注区时，控制装置从多个虹膜摄像设备当中确定用于图像读出的虹膜摄像设备，并且在所确定的虹膜摄像设备的摄像范围内指定关注区，以及
在用于图像读出的所确定的虹膜摄像设备和设置在该虹膜摄像设备中的关注区与过去信息中的虹膜摄像设备和关注区相同的情况下，控制装置校正从虹膜摄像装置的图像读出。
(补充说明4)
一种图像处理装置，包括：
控制装置，其用于控制从用于对被摄者的虹膜进行摄像的虹膜摄像装置的图像读出，其中，
在控制图像读出时，控制装置设置被对待为图像读出的对象的关注区，以及
控制装置另外存储过去信息，并且在对同一被摄者进行图像处理的情况下，控制装置确定被摄者的眼睛区是否被过去使用的关注区成功覆盖，并且在确定被摄者的眼睛区未被成功覆盖的情况下，控制装置校正从虹膜摄像装置读出图像。
(补充说明5)
根据补充说明4所述的图像处理装置，其中
虹膜摄像装置包括在垂直方向上堆叠的多个虹膜摄像装置，
在设置关注区时，控制装置从多个虹膜摄像设备当中确定用于图像读出的虹膜摄像设备，并且在所确定的虹膜摄像设备的摄像范围内指定关注区，以及
在用于图像读出的所确定的虹膜摄像设备和设置在该虹膜摄像设备中的关注区与过去信息中的虹膜摄像设备和关注区相同的情况下，控制装置校正从虹膜摄像装置的图像读出。
(补充说明6)
根据补充注释4或5所述的图像处理装置，其中
过去信息包括指示在过去摄取的关注区中的眼睛区的位置的信息，以及
控制装置基于指示眼睛区的位置的信息来校正从虹膜摄像装置的图像读出。
(补充说明7)
根据补充说明4至6中的任一项所述的图像处理装置，其中，
过去信息包括指示眼睛区是否被包括在过去摄取的关注区中的信息，以及
控制装置基于指示眼睛区是否被包括的信息来确定被摄者的眼睛区是否被在过去的关注区成功覆盖。
(补充说明8)
根据补充说明4至7中任一项所述的图像处理装置，其中，控制装置通过使用由整体摄像装置摄取的图像来控制从虹膜摄像装置的图像读出，其中，所述整体摄像装置用于在比虹膜摄像装置的摄像范围宽的范围上进行摄像。
(补充说明9)
一种图像处理方法，包括：
使用来自整体摄像装置的图像来进行以下中的至少一个：从多个虹膜摄像装置读出图像，通过用于引导被摄者的引导装置呈现图像和声音中的至少一个，或者利用来自用于利用光照明被摄者的照明装置的光提供照明，其中，所述整体摄像装置用于在比在同一视野内被布置在相互不同的位置处的多个虹膜摄像装置的视野宽的视野上进行摄像。
(补充说明10)
一种图像处理方法，包括：
控制从用于对被摄者的虹膜进行摄像的虹膜摄像装置的图像读出；
在对同一被摄者进行图像处理的情况下，确定被摄者的眼睛区是否由被对待为过去使用的图像读出的对象的关注区成功覆盖；并且
在确定被摄者的眼睛区未被成功覆盖的情况下，校正从虹膜摄像装置的图像读出。
(补充说明11)
一种存储程序的非暂时性计算机可读介质，该程序使计算机执行处理，该处理包括：
使用来自整体摄像装置的图像来进行以下中的至少一个：从多个虹膜摄像装置读出图像，通过用于引导被摄者的引导装置呈现图像和声音中的至少一个，或者利用来自用于利用光照明被摄者的照明装置的光提供照明，其中，所述整体摄像装置用于在比在同一视野内被布置在相互不同的位置处的多个虹膜摄像装置的视野宽的视野上进行摄像。
(补充说明12)
一种存储程序的非暂时性计算机可读介质，该程序使计算机执行处理，该处理包括：
控制从用于对被摄者的虹膜进行摄像的虹膜摄像装置的图像读出；
在对同一被摄者进行图像处理的情况下，确定被摄者的眼睛区是否由被对待为过去使用的图像读出的对象的关注区成功覆盖；并且
在确定被摄者的眼睛区未被成功覆盖的情况下，校正从虹膜摄像装置的图像读出。
本申请基于并且要求于2019年2月18日提交的日本专利申请No.2019-026938的优先权的权益，其全部内容通过引用合并于此。
附图标记列表
100 整体成像设备
200 引导设备
300 照明设备
401-404 虹膜摄像设备
500 控制器
600 信息处理装置

Claims (5)

1.一种图像处理***，包括：
多个虹膜摄像装置，所述多个虹膜摄像装置在同一视野内被布置在相互不同的位置处；
整体摄像装置，所述整体摄像装置用于在比所述虹膜摄像装置的视野宽的视野上进行摄像；
引导装置，所述引导装置用于引导被摄者；
照明装置，所述照明装置用于利用光照明所述被摄者；以及
控制装置，所述控制装置用于使用来自所述整体摄像装置的图像来控制从所述多个虹膜摄像装置中的虹膜摄像装置读出图像，
其中，所述控制装置基于来自所述整体摄像装置的图像从所述多个虹膜摄像装置当中选择能拍摄包括他/她的眼睛的所述被摄者的区域的用于图像读出的虹膜摄像装置，并且设置所选择的虹膜摄像装置中被对待为所述图像读出的关注区的垂直位置，其中，所述控制装置在所选择的所述虹膜摄像装置中设置包括所述被摄者的所述眼睛的位置的关注区，并且从所选择的所述虹膜摄像装置获得所述关注区的图像，以及
所述控制装置另外存储过去信息，所述过去信息包括关于过去已经进行了所述被摄者的眼睛区的摄像的虹膜摄像装置的信息、关于在虹膜摄像装置中读出的所述关注区的所述垂直位置的信息、以及关于在所述关注区中检测到的眼睛的垂直位置的时间序列信息，并且在对同一被摄者进行图像处理的情况下，所述控制装置使用所述过去信息确定所述被摄者的眼睛区是否被过去使用的所述关注区成功覆盖，并且在确定所述被摄者的所述眼睛区未被成功覆盖的情况下，所述控制装置校正所选择的虹膜摄像装置和所设置的所述关注区的所述垂直位置。
2.根据权利要求1所述的图像处理***，其中，
所述多个虹膜摄像装置在垂直方向上堆叠，
所述控制装置在所选择的所述虹膜摄像装置的摄像范围内指定所述关注区，以及
在确定所述被摄者的所述眼睛区在过去没有被所述关注区成功覆盖并且用于图像读出的所选择的所述虹膜摄像装置和设置在所述虹膜摄像装置中的所述关注区与所述过去信息中的所述虹膜摄像装置和所述关注区相同的情况下，所述控制装置校正所选择的虹膜摄像装置和所设置的所述关注区的所述垂直位置。
3.一种图像处理装置，包括：
控制装置，所述控制装置用于控制从用于对被摄者的虹膜进行摄像的包括多个虹膜摄像设备的虹膜摄像装置的图像读出，其中，
所述控制装置基于来自整体摄像装置的图像从所述多个虹膜摄像设备当中选择能拍摄包括他/她的眼睛的所述被摄者的区域的用于图像读出的虹膜摄像设备，并且设置所选择的虹膜摄像设备中被对待为图像读出的关注区的垂直位置，所述整体摄像装置用于在比所述虹膜摄像设备的视野宽的视野上进行摄像，其中，所述控制装置在所选择的所述虹膜摄像设备中设置包括所述被摄者的所述眼睛的位置的关注区，并且从所选择的所述虹膜摄像设备获得所述关注区的图像，以及
所述控制装置另外存储过去信息，所述过去信息包括关于过去已经进行了所述被摄者的眼睛区的摄像的虹膜摄像设备的信息、关于在虹膜摄像设备中读出的所述关注区的所述垂直位置的信息、以及关于在所述关注区中检测到的眼睛的垂直位置的时间序列信息，并且在对同一被摄者进行图像处理的情况下，所述控制装置使用所述过去信息确定所述被摄者的眼睛区是否被过去使用的所述关注区成功覆盖，并且在确定所述被摄者的所述眼睛区未被成功覆盖的情况下，所述控制装置校正所选择的虹膜摄像设备和所设置的所述关注区的所述垂直位置。
4.一种图像处理方法，包括：
控制从用于对被摄者的虹膜进行摄像的包括多个虹膜摄像设备的虹膜摄像装置的图像读出；
从所述多个虹膜摄像设备当中选择用于图像读出的虹膜摄像设备；
设置所选择的虹膜摄像设备内被对待为所述图像读出的关注区，其中，在所选择的所述虹膜摄像设备中设置包括所述被摄者的眼睛的位置的关注区，并且从所选择的所述虹膜摄像设备获得所述关注区的图像；
在对同一被摄者进行图像处理的情况下，使用过去信息确定所述被摄者的眼睛区是否由过去使用的所述关注区成功覆盖，所述过去信息包括关于过去已经进行了所述被摄者的眼睛区的摄像的虹膜摄像设备的信息、关于在虹膜摄像设备中读出的所述关注区的垂直位置的信息、以及关于在所述关注区中检测到的眼睛的垂直位置的时间序列信息；以及
在确定所述被摄者的所述眼睛区未被成功覆盖的情况下，校正所选择的虹膜摄像设备和所设置的所述关注区的所述垂直位置。
5.一种存储程序的计算机可读介质，所述程序使计算机执行处理，所述处理包括：
控制从用于对被摄者的虹膜进行摄像的包括多个虹膜摄像设备的虹膜摄像装置的图像读出；
基于来自整体摄像装置的图像从所述多个虹膜摄像设备当中选择用于图像读出的虹膜摄像设备，所述整体摄像装置用于在比虹膜摄像设备的视野宽的视野上进行摄像；
设置所选择的虹膜摄像设备内被对待为所述图像读出的关注区，其中，在所选择的所述虹膜摄像设备中设置包括所述被摄者的眼睛的位置的关注区，并且从所选择的所述虹膜摄像设备获得所述关注区的图像；
在对同一被摄者进行图像处理的情况下，使用过去信息确定所述被摄者的眼睛区是否由过去使用的所述关注区成功覆盖，所述过去信息包括关于过去已经进行了所述被摄者的眼睛区的摄像的虹膜摄像设备的信息、关于在虹膜摄像设备中读出的所述关注区的垂直位置的信息、以及关于在所述关注区中检测到的眼睛的垂直位置的时间序列信息；以及
在确定所述被摄者的所述眼睛区未被成功覆盖的情况下，校正所选择的虹膜摄像设备和所设置的所述关注区的所述垂直位置。
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