JP2003030659A - 虹彩認証装置及び虹彩撮像装置 - Google Patents
虹彩認証装置及び虹彩撮像装置Info
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
- G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
- 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
- G06V40/19—Sensors therefor
-
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- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
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- Collating Specific Patterns (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 虹彩認証における偽造認証を回避することの
できる虹彩認証装置を提供する。 【解決手段】 撮像された虹彩画像により個人認証処理
を行う虹彩認証装置において、被撮影者に対する照明光
に含まれる可視光の光量が異なる２つの虹彩画像をカメ
ラ２２で取得し、両虹彩画像中の瞳孔径の変化の有無を
瞳孔大きさ比較処理部５３で判定し、変化があった場合
に虹彩認証処理部５４で虹彩画像に基づく個人認証処理
に入る。好適には、可視光の光源として緑色を発光する
発光ダイオード１２ｇ、１３ｇを用いる。
できる虹彩認証装置を提供する。 【解決手段】 撮像された虹彩画像により個人認証処理
を行う虹彩認証装置において、被撮影者に対する照明光
に含まれる可視光の光量が異なる２つの虹彩画像をカメ
ラ２２で取得し、両虹彩画像中の瞳孔径の変化の有無を
瞳孔大きさ比較処理部５３で判定し、変化があった場合
に虹彩認証処理部５４で虹彩画像に基づく個人認証処理
に入る。好適には、可視光の光源として緑色を発光する
発光ダイオード１２ｇ、１３ｇを用いる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は虹彩認証装置及び虹
彩撮像装置に係り、特に、偽造認証を防止するのに好適
な虹彩認証装置及び虹彩撮像装置に関する。
彩撮像装置に係り、特に、偽造認証を防止するのに好適
な虹彩認証装置及び虹彩撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】セキュリティシステム等では、例えば特
表平８―５０４９７９号公報や特開２０００―２３９４
６号公報に記載されている様に、個人の虹彩の模様を用
いて認証を行う方法が知られている。虹彩を用いる認証
方法は、指紋と違い、虹彩に対して非接触でしかも離れ
た箇所からカメラで撮像すれば済むという利点があり、
今後普及することが期待される。
表平８―５０４９７９号公報や特開２０００―２３９４
６号公報に記載されている様に、個人の虹彩の模様を用
いて認証を行う方法が知られている。虹彩を用いる認証
方法は、指紋と違い、虹彩に対して非接触でしかも離れ
た箇所からカメラで撮像すれば済むという利点があり、
今後普及することが期待される。
【０００３】ところが、他人の虹彩画像を写真や義眼等
に写しとっておき、これを虹彩認証に用いることで、偽
造認証が可能になってしまうため、斯かる偽造認証を排
除する機能を虹彩認証装置に設ける必要が生じる。
に写しとっておき、これを虹彩認証に用いることで、偽
造認証が可能になってしまうため、斯かる偽造認証を排
除する機能を虹彩認証装置に設ける必要が生じる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】虹彩認証装置のカメラ
が撮像した虹彩画像が偽造画像であるか否かを判断する
には、光を当てたり当てなかったりして瞳孔の収縮を検
知すれば良いことは分かっている（例えば、「光センシ
ング技術の最新資料集」のｐ３２５〜ｐ３２９の亀井康
治と大沼一彦による「虹彩認識システム」）。しかし、
認証率の高い鮮明な虹彩画像を取得するには近赤外光で
虹彩を照明して撮像する必要があり、近赤外光に対して
瞳孔が反応しにくいため、瞳孔反応を見るために可視光
を近赤外光と併用せざるを得ない。
が撮像した虹彩画像が偽造画像であるか否かを判断する
には、光を当てたり当てなかったりして瞳孔の収縮を検
知すれば良いことは分かっている（例えば、「光センシ
ング技術の最新資料集」のｐ３２５〜ｐ３２９の亀井康
治と大沼一彦による「虹彩認識システム」）。しかし、
認証率の高い鮮明な虹彩画像を取得するには近赤外光で
虹彩を照明して撮像する必要があり、近赤外光に対して
瞳孔が反応しにくいため、瞳孔反応を見るために可視光
を近赤外光と併用せざるを得ない。
【０００５】認証対象者を虹彩認証装置の前に長時間拘
束する訳にいかないため、瞳孔の生体反応を見ること
と、鮮明な虹彩画像を得ることの両方を短い虹彩画像取
得時間内に同時に達成する必要がある。
束する訳にいかないため、瞳孔の生体反応を見ること
と、鮮明な虹彩画像を得ることの両方を短い虹彩画像取
得時間内に同時に達成する必要がある。
【０００６】本発明の目的は、短時間に瞳孔生体反応を
検知できると共に鮮明な虹彩画像の取得が可能な虹彩認
証装置及び虹彩撮像装置を提供することにある。
検知できると共に鮮明な虹彩画像の取得が可能な虹彩認
証装置及び虹彩撮像装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的、撮像された虹
彩画像により個人認証処理を行う場合において、被撮影
者に対する照明光に含まれる可視光の光量が異なる２つ
の虹彩画像を撮像し、前記２つの虹彩画像中の瞳孔径の
変化の有無を判定し、前記瞳孔径に変化があった場合に
前記虹彩画像に基づき個人認証処理を行うことで、達成
される。
彩画像により個人認証処理を行う場合において、被撮影
者に対する照明光に含まれる可視光の光量が異なる２つ
の虹彩画像を撮像し、前記２つの虹彩画像中の瞳孔径の
変化の有無を判定し、前記瞳孔径に変化があった場合に
前記虹彩画像に基づき個人認証処理を行うことで、達成
される。
【０００８】この構成により、瞳孔径に変化が無かった
ときは偽造された画像であると判断でき、偽造認証を回
避可能となる。
ときは偽造された画像であると判断でき、偽造認証を回
避可能となる。
【０００９】上記において、好適には、前記照明光を自
然光とした虹彩画像と、前記自然光に可視光を更に加え
た照明光で撮像した虹彩画像とを比較して前記瞳孔径の
変化の有無を判定することを特徴とする。これにより、
照明光の発光回数を低減でき、消費電力を節減可能にな
る。
然光とした虹彩画像と、前記自然光に可視光を更に加え
た照明光で撮像した虹彩画像とを比較して前記瞳孔径の
変化の有無を判定することを特徴とする。これにより、
照明光の発光回数を低減でき、消費電力を節減可能にな
る。
【００１０】上記において、好適には、前記可視光の光
源を緑色を発光する発光ダイオードとすることを特徴と
する。これは、人間の視覚特性に於いて、波長５５０ｎ
ｍ付近で感度のピークをもつことを利用したものであ
り、５５０ｎｍ付近では緑色を示すことによる。この構
成により、瞳孔の生体反応が大きくなり、偽造された画
像であるか正常な画像であるかの判定精度が向上する。
源を緑色を発光する発光ダイオードとすることを特徴と
する。これは、人間の視覚特性に於いて、波長５５０ｎ
ｍ付近で感度のピークをもつことを利用したものであ
り、５５０ｎｍ付近では緑色を示すことによる。この構
成により、瞳孔の生体反応が大きくなり、偽造された画
像であるか正常な画像であるかの判定精度が向上する。
【００１１】上記において、更に好適には、近赤外光を
発光する発光ダイオードを前記可視光と併用し、近赤外
光と可視光とを同時に虹彩に向けて照射して虹彩画像を
撮像することを特徴とする。この構成により、小さな光
源で効率的に瞳孔反応と良好な虹彩画像の撮像が可能と
なる。
発光する発光ダイオードを前記可視光と併用し、近赤外
光と可視光とを同時に虹彩に向けて照射して虹彩画像を
撮像することを特徴とする。この構成により、小さな光
源で効率的に瞳孔反応と良好な虹彩画像の撮像が可能と
なる。
【００１２】上記において、更に好適には、前記瞳孔径
の変化の有無を判定する２つの虹彩画像のうち瞳孔径の
小さい方の虹彩画像を前記個人認証処理に用いることを
特徴とする。この構成により、個人認証に用いる虹彩画
像の取得までの処理時間が短縮され、被撮影者に対する
負担が軽減する。
の変化の有無を判定する２つの虹彩画像のうち瞳孔径の
小さい方の虹彩画像を前記個人認証処理に用いることを
特徴とする。この構成により、個人認証に用いる虹彩画
像の取得までの処理時間が短縮され、被撮影者に対する
負担が軽減する。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て、図面を参照して説明する。
て、図面を参照して説明する。
【００１４】図１は、本発明の一実施形態に係る虹彩認
証装置に設けられる虹彩撮像装置の正面図であり、図２
はその斜視図である。尚、両図ともに、外部に設けるパ
ネルは図示を省略している。
証装置に設けられる虹彩撮像装置の正面図であり、図２
はその斜視図である。尚、両図ともに、外部に設けるパ
ネルは図示を省略している。
【００１５】本実施形態に係る虹彩撮像装置１０は、長
手の固定台１１を備える。固定台１１の左右端部の夫々
には、虹彩照明具１２、１３が取り付けられている。各
虹彩照明具１２、１３は、虹彩に対して近赤外光及び可
視光を集光して照明する集光レンズが装着されると共
に、虹彩の方向に照明光を向けることができるように、
照明用パンモータ１２ａ、１３ａと照明用チルトモータ
１２ｂ、１３ｂとが設けられている。
手の固定台１１を備える。固定台１１の左右端部の夫々
には、虹彩照明具１２、１３が取り付けられている。各
虹彩照明具１２、１３は、虹彩に対して近赤外光及び可
視光を集光して照明する集光レンズが装着されると共
に、虹彩の方向に照明光を向けることができるように、
照明用パンモータ１２ａ、１３ａと照明用チルトモータ
１２ｂ、１３ｂとが設けられている。
【００１６】本実施形態に係る夫々の虹彩照明具１２、
１３は、可視光として波長５００ｎｍ近辺の緑色を発光
するダイオード１２ｇ、１３ｇ（図１中に斜線を入れて
表示）と、虹彩撮像用として波長８５０ｎｍ近辺の近赤
外光を発光するダイオード１２ｒ，１３ｒとを備えてお
り、図示しない照明制御装置は、これらを同時に或いは
区別して発光制御することができる。
１３は、可視光として波長５００ｎｍ近辺の緑色を発光
するダイオード１２ｇ、１３ｇ（図１中に斜線を入れて
表示）と、虹彩撮像用として波長８５０ｎｍ近辺の近赤
外光を発光するダイオード１２ｒ，１３ｒとを備えてお
り、図示しない照明制御装置は、これらを同時に或いは
区別して発光制御することができる。
【００１７】各虹彩照明具１２、１３の夫々の内側（固
定台１１の中央側）には、広角カメラ用照明具１４、１
５が取り付けられている。この照明具１４、１５は、多
数の発光ダイオードの集合として構成されるが、図２の
斜視図では、各発光ダイオードの図示は省略し、発光ダ
イオードを取り付ける取付板のみ図示している。照明具
１４、１５は、広い範囲を一律に近赤外光で照明できれ
ばよいため（パンやチルト動作は不要なため）、固定台
１１に固定され、また、集光レンズも設けられていな
い。
定台１１の中央側）には、広角カメラ用照明具１４、１
５が取り付けられている。この照明具１４、１５は、多
数の発光ダイオードの集合として構成されるが、図２の
斜視図では、各発光ダイオードの図示は省略し、発光ダ
イオードを取り付ける取付板のみ図示している。照明具
１４、１５は、広い範囲を一律に近赤外光で照明できれ
ばよいため（パンやチルト動作は不要なため）、固定台
１１に固定され、また、集光レンズも設けられていな
い。
【００１８】照明具１４の内側（固定台１１の中央側）
には支持板１６が固定台１１に立設され、照明具１５の
内側（固定台１１の中央側）には支持板１７が固定台１
１に立設されている。そして、両支持板１６、１７間
に、チルト台２０が取り付けられている。
には支持板１６が固定台１１に立設され、照明具１５の
内側（固定台１１の中央側）には支持板１７が固定台１
１に立設されている。そして、両支持板１６、１７間
に、チルト台２０が取り付けられている。
【００１９】チルト台２０は、左右に夫々枢軸２０ａ、
２０ｂが設けられ、各枢軸２０ａ、２０ｂが夫々支持板
１６、１７に回動自在に支承されている。一方の枢軸２
０ａは、支持板１６に取り付けられたチルト用モータ２
１の回転軸に直接連結され、他方の枢軸２０ｂには、制
振装置４０が取り付けられている。
２０ｂが設けられ、各枢軸２０ａ、２０ｂが夫々支持板
１６、１７に回動自在に支承されている。一方の枢軸２
０ａは、支持板１６に取り付けられたチルト用モータ２
１の回転軸に直接連結され、他方の枢軸２０ｂには、制
振装置４０が取り付けられている。
【００２０】このチルト台２０には、望遠カメラ（狭角
カメラ）２２と、パン用ミラー２３と、距離計（測距セ
ンサ）２４と、広角カメラ２５と、パン用モータ２６と
が搭載されている。望遠カメラ２２は、チルト台２０の
支持板１７側に、その光軸がチルト台２０の回転軸と同
軸となるように配設されている。パン用ミラー２３は、
望遠カメラ２２の前面位置に配置され、このパン用ミラ
ー２３で反射された光が、望遠カメラ２２に入射する構
成となっており、パン用ミラー２３は、望遠カメラ２２
の光軸に対して垂直な軸周り、即ち、図２の双頭矢印Ａ
方向に回動可能になっている。
カメラ）２２と、パン用ミラー２３と、距離計（測距セ
ンサ）２４と、広角カメラ２５と、パン用モータ２６と
が搭載されている。望遠カメラ２２は、チルト台２０の
支持板１７側に、その光軸がチルト台２０の回転軸と同
軸となるように配設されている。パン用ミラー２３は、
望遠カメラ２２の前面位置に配置され、このパン用ミラ
ー２３で反射された光が、望遠カメラ２２に入射する構
成となっており、パン用ミラー２３は、望遠カメラ２２
の光軸に対して垂直な軸周り、即ち、図２の双頭矢印Ａ
方向に回動可能になっている。
【００２１】パン用ミラー２３を矢印Ａ方向に駆動する
パン用モータ２６は、チルト台２０の支持板１６側に取
り付けられ、リンク機構２７を介してパン用ミラー２３
を駆動する構成となっている。距離計２４は、パン用ミ
ラー２３と連動して矢印Ａ方向に駆動され、常に被写体
に対して真正面から赤外光を照射することで高精度の距
離計測を可能としているが、この距離計２４も、前記の
リンク機構２７を介してパン用モータ２６で駆動され
る。
パン用モータ２６は、チルト台２０の支持板１６側に取
り付けられ、リンク機構２７を介してパン用ミラー２３
を駆動する構成となっている。距離計２４は、パン用ミ
ラー２３と連動して矢印Ａ方向に駆動され、常に被写体
に対して真正面から赤外光を照射することで高精度の距
離計測を可能としているが、この距離計２４も、前記の
リンク機構２７を介してパン用モータ２６で駆動され
る。
【００２２】図３は、この虹彩撮像装置１０による撮像
手順を示すフローチャートであり、図４及び図５は、被
写体までの測距から被写体の虹彩画像の撮像までを概念
的に説明する図である。この虹彩撮像装置１０では、広
角カメラ２５の画角内に人物が入ってくるのを待機する
（ステップＳ１）。このときの虹彩撮像装置１０の各種
設定値はディフォルト値になっている。
手順を示すフローチャートであり、図４及び図５は、被
写体までの測距から被写体の虹彩画像の撮像までを概念
的に説明する図である。この虹彩撮像装置１０では、広
角カメラ２５の画角内に人物が入ってくるのを待機する
（ステップＳ１）。このときの虹彩撮像装置１０の各種
設定値はディフォルト値になっている。
【００２３】広角カメラ２５の画角内に人物が入ったこ
とを自動認識したときまたは当該人物からの認証開始指
示入力があったとき、当該人物が測距範囲内で静止する
のを待機し（ステップＳ２）、静止したとき、図４に示
す様に、測距センサ（距離計）の計測範囲ａに入ってい
る被写体ｂまでの距離を計測する（ステップＳ３）。こ
の計測は、例えば複数回行ってその平均値をとる等し、
計測精度を向上させる。
とを自動認識したときまたは当該人物からの認証開始指
示入力があったとき、当該人物が測距範囲内で静止する
のを待機し（ステップＳ２）、静止したとき、図４に示
す様に、測距センサ（距離計）の計測範囲ａに入ってい
る被写体ｂまでの距離を計測する（ステップＳ３）。こ
の計測は、例えば複数回行ってその平均値をとる等し、
計測精度を向上させる。
【００２４】次のステップＳ４では、計測した被写体ま
での距離に広角カメラ２５の焦点距離を合わせ、被写体
の画像を撮像する。そして、ステップＳ５で、この撮像
画像中に「顔」の画像が入っているか否かを、パターン
認識などにより判定する。「顔」の画像が無い場合に
は、ステップＳ５からステップＳ６に進み、虹彩撮像装
置１０のチルト用モータ２１を駆動して、図４に示す様
に、広角カメラ２５の撮像範囲ｃが「顔」画像を捕らえ
る最適撮像範囲ｃ’となるように調整し、再びステップ
Ｓ４に戻り、照明具１４、１５を点灯し、広角カメラ２
５により撮像する。このときはまだ、虹彩照明具１２、
１３は点灯せず、また、狭角カメラの撮像範囲ｄに虹彩
を捕らえることはしていない。
での距離に広角カメラ２５の焦点距離を合わせ、被写体
の画像を撮像する。そして、ステップＳ５で、この撮像
画像中に「顔」の画像が入っているか否かを、パターン
認識などにより判定する。「顔」の画像が無い場合に
は、ステップＳ５からステップＳ６に進み、虹彩撮像装
置１０のチルト用モータ２１を駆動して、図４に示す様
に、広角カメラ２５の撮像範囲ｃが「顔」画像を捕らえ
る最適撮像範囲ｃ’となるように調整し、再びステップ
Ｓ４に戻り、照明具１４、１５を点灯し、広角カメラ２
５により撮像する。このときはまだ、虹彩照明具１２、
１３は点灯せず、また、狭角カメラの撮像範囲ｄに虹彩
を捕らえることはしていない。
【００２５】広角カメラ２５による撮像画像中に「顔」
が存在した場合には、ステップＳ５からステップＳ７に
進み、撮像画像中の「右目」または「左目」の存在位置
をパターン認識等で検出する。そして、測距センサ２４
の方向をいずれかの「目」の位置に向けるべくチルト用
モータ２１、パン用モータ２６を微調整し、同時に、図
５に示す様に、狭角カメラの撮像範囲ｄが被写体の虹彩
画像を捕らえる様にする。更に、虹彩照明具１２、１３
の照明光が虹彩に焦点を合わせる様に、各照明用のパン
用モータ１２ａ、１３ａ、チルト用モータ１２ｂ、１３
ｂの微調整も行う。
が存在した場合には、ステップＳ５からステップＳ７に
進み、撮像画像中の「右目」または「左目」の存在位置
をパターン認識等で検出する。そして、測距センサ２４
の方向をいずれかの「目」の位置に向けるべくチルト用
モータ２１、パン用モータ２６を微調整し、同時に、図
５に示す様に、狭角カメラの撮像範囲ｄが被写体の虹彩
画像を捕らえる様にする。更に、虹彩照明具１２、１３
の照明光が虹彩に焦点を合わせる様に、各照明用のパン
用モータ１２ａ、１３ａ、チルト用モータ１２ｂ、１３
ｂの微調整も行う。
【００２６】次のステップＳ８では、偽造判定処理を行
う。この偽造判定処理では、図５に示す様に、狭角カメ
ラ（望遠カメラ）２２の撮像範囲ｄに捕らえた目の拡大
画像（虹彩画像）を虹彩照明具１２、１３を点灯して撮
像するが、このとき、詳細は後述するようにして瞳孔反
応を検知し、瞳孔反応があった場合のみ、撮像した虹彩
画像を虹彩認証装置に渡し、ステップＳ９の虹彩認証処
理に進む。
う。この偽造判定処理では、図５に示す様に、狭角カメ
ラ（望遠カメラ）２２の撮像範囲ｄに捕らえた目の拡大
画像（虹彩画像）を虹彩照明具１２、１３を点灯して撮
像するが、このとき、詳細は後述するようにして瞳孔反
応を検知し、瞳孔反応があった場合のみ、撮像した虹彩
画像を虹彩認証装置に渡し、ステップＳ９の虹彩認証処
理に進む。
【００２７】図６は、瞳孔反応検出機能を持つ虹彩認証
装置の構成図である。虹彩認証装置は、図１で説明した
虹彩撮像装置１０と、認証処理部５０とからなる。この
実施形態に係る虹彩撮像装置１０は、図１で説明した構
成の他、狭角カメラ２２のレンズ前面に設けられた固定
設置の可視光カットフィルタ５１と、近赤外光照明を行
う発光ダイオード１２ｒ、１３ｒおよび可視光照明を行
う発光ダイオード１２ｇ、１３ｇを制御する照明制御部
５２と、瞳孔大きさ比較処理部５３とを備えて成り、認
証処理部５０は、虹彩の個人認証を行う虹彩認証処理部
５４を備えて成る。
装置の構成図である。虹彩認証装置は、図１で説明した
虹彩撮像装置１０と、認証処理部５０とからなる。この
実施形態に係る虹彩撮像装置１０は、図１で説明した構
成の他、狭角カメラ２２のレンズ前面に設けられた固定
設置の可視光カットフィルタ５１と、近赤外光照明を行
う発光ダイオード１２ｒ、１３ｒおよび可視光照明を行
う発光ダイオード１２ｇ、１３ｇを制御する照明制御部
５２と、瞳孔大きさ比較処理部５３とを備えて成り、認
証処理部５０は、虹彩の個人認証を行う虹彩認証処理部
５４を備えて成る。
【００２８】この実施形態では、瞳孔反応検出を行う瞳
孔大きさ比較処理部５３を虹彩撮像装置１０側に設けた
が、この瞳孔大きさ比較処理部５３を認証処理部５０側
に設け、認証処理部５０側で瞳孔反応を検出する構成と
することでもよい。
孔大きさ比較処理部５３を虹彩撮像装置１０側に設けた
が、この瞳孔大きさ比較処理部５３を認証処理部５０側
に設け、認証処理部５０側で瞳孔反応を検出する構成と
することでもよい。
【００２９】図７は、図３に示す偽造判定処理ステップ
Ｓ８の詳細処理手順を示すフローチャートである。虹彩
認証処理前に、瞳孔反応の有無を検知するため、先ず、
ステップＳ１１で、ある光量（例えば大光量）の可視光
照明（緑色を発光する発光ダイオード１２ｇ、１３ｇ）
と、所定光量の近赤外照明（発光ダイオード１２ｒ、１
３ｒ）とを同時に点灯する。尚、照明具１２と照明具１
３の両方を同時に発光することもあるが、片側の照明具
のみを発光する場合もある。
Ｓ８の詳細処理手順を示すフローチャートである。虹彩
認証処理前に、瞳孔反応の有無を検知するため、先ず、
ステップＳ１１で、ある光量（例えば大光量）の可視光
照明（緑色を発光する発光ダイオード１２ｇ、１３ｇ）
と、所定光量の近赤外照明（発光ダイオード１２ｒ、１
３ｒ）とを同時に点灯する。尚、照明具１２と照明具１
３の両方を同時に発光することもあるが、片側の照明具
のみを発光する場合もある。
【００３０】次のステップＳ１２では、狭角カメラ２２
により虹彩画像の取り込みを行う。取り込まれた虹彩画
像は、大光量の可視光が瞬間的に虹彩を照明したときの
画像であるから、瞳孔は小さくなっている。虹彩画像と
しては、近赤外光で照明された画像であり、可視光はフ
ィルタ５１でカットされているため、認証処理や大小比
較に最適で鮮明な画像となっている。
により虹彩画像の取り込みを行う。取り込まれた虹彩画
像は、大光量の可視光が瞬間的に虹彩を照明したときの
画像であるから、瞳孔は小さくなっている。虹彩画像と
しては、近赤外光で照明された画像であり、可視光はフ
ィルタ５１でカットされているため、認証処理や大小比
較に最適で鮮明な画像となっている。
【００３１】次のステップＳ１３では、ステップＳ１１
とは異なる光量（例えば小光量）の可視光照明と、所定
光量の近赤外照明を同時に点灯する。そして、ステップ
Ｓ１４で再び狭角カメラ２２で虹彩画像を取得する。こ
のときの虹彩画像は、小光量の可視光が虹彩を照明した
ときの画像であるから、瞳孔が広がった画像となってい
る。
とは異なる光量（例えば小光量）の可視光照明と、所定
光量の近赤外照明を同時に点灯する。そして、ステップ
Ｓ１４で再び狭角カメラ２２で虹彩画像を取得する。こ
のときの虹彩画像は、小光量の可視光が虹彩を照明した
ときの画像であるから、瞳孔が広がった画像となってい
る。
【００３２】次のステップＳ１５では、ステップＳ１２
で取得した虹彩画像とステップＳ１４で取得した虹彩画
像を比較し、瞳孔径の大きさに変化があるか否かを求め
る。そして、次のステップＳ１６で、瞳孔径の大きさ変
化が、可視光の光量変化に相当した変化であるか否かを
判定する。もし、狭角カメラ２２が取得した虹彩画像が
虹彩の偽造画像である場合には、瞳孔の変化がないはず
であり、認証対象人物の実物の虹彩画像であれば、生体
反応によって瞳孔の大きさに光量に応じた変化が生じて
いるはずである。従って、このステップＳ１６での判定
結果が肯定（Ｙｅｓ）の場合はステップＳ９に進んで虹
彩認証処理に進み、判定結果が否定（Ｎｏ）の場合はス
テップＳ１７に進み、例えば警報を発報する等の異常処
理に進む。
で取得した虹彩画像とステップＳ１４で取得した虹彩画
像を比較し、瞳孔径の大きさに変化があるか否かを求め
る。そして、次のステップＳ１６で、瞳孔径の大きさ変
化が、可視光の光量変化に相当した変化であるか否かを
判定する。もし、狭角カメラ２２が取得した虹彩画像が
虹彩の偽造画像である場合には、瞳孔の変化がないはず
であり、認証対象人物の実物の虹彩画像であれば、生体
反応によって瞳孔の大きさに光量に応じた変化が生じて
いるはずである。従って、このステップＳ１６での判定
結果が肯定（Ｙｅｓ）の場合はステップＳ９に進んで虹
彩認証処理に進み、判定結果が否定（Ｎｏ）の場合はス
テップＳ１７に進み、例えば警報を発報する等の異常処
理に進む。
【００３３】認証処理のステップＳ９に進む場合には、
認証対象とする虹彩画像として、上記の例ではステップ
Ｓ１２で取得した虹彩画像を認証処理部に渡す。この虹
彩画像は、瞳孔が小さくなった画像であり、それだけ虹
彩面積が広がった画像なため、個人認証に用いる特徴形
状が一層明瞭なためである。ステップＳ９で認証対象と
する虹彩画像を新たに取得する構成でもよいが、生体反
応の有無を判断するときに取得した虹彩画像を個人認証
に利用することで、虹彩画像取得から虹彩認証処理まで
の処理時間の短縮化を図ることができ、無駄な発光がな
くなるため、発光ダイオードの長寿命化を図ることも可
能となる。
認証対象とする虹彩画像として、上記の例ではステップ
Ｓ１２で取得した虹彩画像を認証処理部に渡す。この虹
彩画像は、瞳孔が小さくなった画像であり、それだけ虹
彩面積が広がった画像なため、個人認証に用いる特徴形
状が一層明瞭なためである。ステップＳ９で認証対象と
する虹彩画像を新たに取得する構成でもよいが、生体反
応の有無を判断するときに取得した虹彩画像を個人認証
に利用することで、虹彩画像取得から虹彩認証処理まで
の処理時間の短縮化を図ることができ、無駄な発光がな
くなるため、発光ダイオードの長寿命化を図ることも可
能となる。
【００３４】尚、ステップＳ１１で大光量の可視光を発
光し、ステップＳ１３で小光量の可視光を発光した例で
説明したが、逆であってもよく、また、どちらのステッ
プの方を大光量とするかは、固定とするのではなく、ラ
ンダムにすることで偽造認証を困難にする。図７のステ
ップＳ１４、ステップＳ１５を実行する図６の瞳孔大き
さ比較処理部５３は、照明制御部５２の情報を持ってい
るため、光量の大小がランダムであっても問題はなく、
ランダムの方が、偽造画像の誤認証を避ける率がより一
層高くなるのはいうまでもない。
光し、ステップＳ１３で小光量の可視光を発光した例で
説明したが、逆であってもよく、また、どちらのステッ
プの方を大光量とするかは、固定とするのではなく、ラ
ンダムにすることで偽造認証を困難にする。図７のステ
ップＳ１４、ステップＳ１５を実行する図６の瞳孔大き
さ比較処理部５３は、照明制御部５２の情報を持ってい
るため、光量の大小がランダムであっても問題はなく、
ランダムの方が、偽造画像の誤認証を避ける率がより一
層高くなるのはいうまでもない。
【００３５】図８は、瞳孔反応検出機能を持つ別実施形
態に係る虹彩認証装置の構成図である。図６に示す実施
形態の虹彩撮像装置１０では、フィルタ５１が固定設置
であったが、この実施形態の虹彩撮像装置１０’では、
可視光カットフィルタ５５が可動式である点が図６と異
なり、その他は図６と同じである。
態に係る虹彩認証装置の構成図である。図６に示す実施
形態の虹彩撮像装置１０では、フィルタ５１が固定設置
であったが、この実施形態の虹彩撮像装置１０’では、
可視光カットフィルタ５５が可動式である点が図６と異
なり、その他は図６と同じである。
【００３６】図９は、図８に示す虹彩認証装置における
図３に示すステップＳ８の詳細処理手順を示すフローチ
ャートである。本実施形態では、先ず、可動式可視光カ
ットフィルタ５５を狭角カメラ２２前面から外し（ステ
ップＳ２１）、狭角カメラ２２で虹彩画像を取得する
（ステップＳ２２）。即ち、自然光による虹彩画像を取
得する。自然光での撮像素子の感度は、ほとんどが可視
光領域で占められるため、フィルタ５５を外しておかな
いと狭角カメラ２２では真っ黒な画像しか撮像されない
ので、フィルタ５５を外す。
図３に示すステップＳ８の詳細処理手順を示すフローチ
ャートである。本実施形態では、先ず、可動式可視光カ
ットフィルタ５５を狭角カメラ２２前面から外し（ステ
ップＳ２１）、狭角カメラ２２で虹彩画像を取得する
（ステップＳ２２）。即ち、自然光による虹彩画像を取
得する。自然光での撮像素子の感度は、ほとんどが可視
光領域で占められるため、フィルタ５５を外しておかな
いと狭角カメラ２２では真っ黒な画像しか撮像されない
ので、フィルタ５５を外す。
【００３７】次のステップＳ２３では、緑色の可視光を
照射する発光ダイオード１２ｇまたは１３ｇを点灯させ
る。緑色を与える波長５５０ｎｍ付近では人間の目の感
度が最も良いため、自然光に加えて緑色の照明が虹彩に
集光して照射されることで、瞳孔はステップＳ２２の状
態のときより収縮する。そこで、次のステップＳ２４
で、瞳孔が収縮した虹彩画像を狭角カメラ２２で撮像す
る。
照射する発光ダイオード１２ｇまたは１３ｇを点灯させ
る。緑色を与える波長５５０ｎｍ付近では人間の目の感
度が最も良いため、自然光に加えて緑色の照明が虹彩に
集光して照射されることで、瞳孔はステップＳ２２の状
態のときより収縮する。そこで、次のステップＳ２４
で、瞳孔が収縮した虹彩画像を狭角カメラ２２で撮像す
る。
【００３８】次のステップＳ２５では、ステップＳ２２
で取得した虹彩画像（取得画像）とステップＳ２４で
取得した虹彩画像（取得画像）を比較し、瞳孔径の大
きさに変化があるか否かを求める。そして、次のステッ
プＳ２６で、瞳孔径の大きさ変化が、緑色の照明が自然
光に加わった分の光量変化に相当した変化であるか否か
を判定する。認証対象として狭角カメラ２２の前面に置
かれた虹彩画像が偽造画像である場合には、瞳孔の変化
はなく、実物の虹彩画像であれば生体反応によって瞳孔
径は変化する。従って、判定結果が否定（Ｎｏ）の場合
はステップＳ２７に進み、例えば警報を発報する等の異
常処理に進む。
で取得した虹彩画像（取得画像）とステップＳ２４で
取得した虹彩画像（取得画像）を比較し、瞳孔径の大
きさに変化があるか否かを求める。そして、次のステッ
プＳ２６で、瞳孔径の大きさ変化が、緑色の照明が自然
光に加わった分の光量変化に相当した変化であるか否か
を判定する。認証対象として狭角カメラ２２の前面に置
かれた虹彩画像が偽造画像である場合には、瞳孔の変化
はなく、実物の虹彩画像であれば生体反応によって瞳孔
径は変化する。従って、判定結果が否定（Ｎｏ）の場合
はステップＳ２７に進み、例えば警報を発報する等の異
常処理に進む。
【００３９】ステップＳ２６での判定結果が肯定（Ｙｅ
ｓ）の場合は、ステップＳ２８に進み、可視光カットフ
ィルタ５５を狭角カメラ２２前面に挿入する。そして、
可視光と近赤外光の両方の照明を点灯して虹彩画像を取
得し、この虹彩画像を認証装置側に渡す（ステップＳ２
９）。この様に、認証対象とする虹彩画像を取得すると
きに一緒に可視光を点灯するのは、従来の特開平１１―
３４６３２３号公報や特開平１１―６９２１９号公報に
も記載されているように、瞳孔を収縮させて虹彩面積を
増大させ、個人認証処理を容易にするためである。
ｓ）の場合は、ステップＳ２８に進み、可視光カットフ
ィルタ５５を狭角カメラ２２前面に挿入する。そして、
可視光と近赤外光の両方の照明を点灯して虹彩画像を取
得し、この虹彩画像を認証装置側に渡す（ステップＳ２
９）。この様に、認証対象とする虹彩画像を取得すると
きに一緒に可視光を点灯するのは、従来の特開平１１―
３４６３２３号公報や特開平１１―６９２１９号公報に
も記載されているように、瞳孔を収縮させて虹彩面積を
増大させ、個人認証処理を容易にするためである。
【００４０】この実施形態では、ステップＳ２２、ステ
ップＳ２４、ステップＳ２９の３回、狭角カメラ２２に
よる虹彩画像の撮影を行っている。しかし、ステップＳ
２９を省略し、ステップＳ２４での虹彩撮影に際し、可
視光カットフィルタ５５をカメラ２２前面に挿入し、可
視光と近赤外光の両方の発光ダイオードを同時点灯して
取得した虹彩画像を、瞳孔径の大小比較と虹彩個人認証
の両方に使用する様にすることで、虹彩画像取得回数を
低減でき、それだけ処理時間が短くなって好適である。
ップＳ２４、ステップＳ２９の３回、狭角カメラ２２に
よる虹彩画像の撮影を行っている。しかし、ステップＳ
２９を省略し、ステップＳ２４での虹彩撮影に際し、可
視光カットフィルタ５５をカメラ２２前面に挿入し、可
視光と近赤外光の両方の発光ダイオードを同時点灯して
取得した虹彩画像を、瞳孔径の大小比較と虹彩個人認証
の両方に使用する様にすることで、虹彩画像取得回数を
低減でき、それだけ処理時間が短くなって好適である。
【００４１】更にまた、この実施形態では、可動式可視
光カットフィルタ５５を設けたが、機械的に可動部分が
あると装置の故障率が高くなる虞があるため、可視光カ
ットフィルタを図６の実施形態と同様に固定設置とし、
ステップＳ２２での虹彩撮像時に近赤外光で虹彩を照明
するようにしてもよい。
光カットフィルタ５５を設けたが、機械的に可動部分が
あると装置の故障率が高くなる虞があるため、可視光カ
ットフィルタを図６の実施形態と同様に固定設置とし、
ステップＳ２２での虹彩撮像時に近赤外光で虹彩を照明
するようにしてもよい。
【００４２】以上述べたように、上述した実施形態によ
れば、可視光を用いて瞳孔生体反応を検出しているた
め、偽造認証を回避可能となる。また、可視光として瞳
孔反応が高くしかも虹彩撮像に必要な近赤外光からも波
長がずれた緑色を用いているため、瞳孔反応と良好な虹
彩画像の取得の両方を達成することができる。
れば、可視光を用いて瞳孔生体反応を検出しているた
め、偽造認証を回避可能となる。また、可視光として瞳
孔反応が高くしかも虹彩撮像に必要な近赤外光からも波
長がずれた緑色を用いているため、瞳孔反応と良好な虹
彩画像の取得の両方を達成することができる。
【００４３】しかも、可視光や近赤外光を虹彩に照射す
る照明具としてパン機構やチルト機構を持った照明具を
用い、更に照明光を虹彩に集光する集光レンズも用いて
いるため、小さな電力で発光させた照明光で確度の高い
瞳孔反応や良好な虹彩画像を得ることが可能となる。
る照明具としてパン機構やチルト機構を持った照明具を
用い、更に照明光を虹彩に集光する集光レンズも用いて
いるため、小さな電力で発光させた照明光で確度の高い
瞳孔反応や良好な虹彩画像を得ることが可能となる。
【００４４】更に、瞳孔反応を見るために撮像した虹彩
画像を、認証処理に使用する虹彩画像とすることができ
るため、処理時間の短縮と照明光点灯の消費電力低減を
図ることが可能となる。
画像を、認証処理に使用する虹彩画像とすることができ
るため、処理時間の短縮と照明光点灯の消費電力低減を
図ることが可能となる。
【００４５】なお、本実施の形態では、広角カメラおよ
び狭角カメラの２カメラを用いた例を示したが、可視光
照明と近赤外照明を組み合わせた照明を用いる虹彩認証
装置や虹彩撮像装置についても同様に実施可能である。
び狭角カメラの２カメラを用いた例を示したが、可視光
照明と近赤外照明を組み合わせた照明を用いる虹彩認証
装置や虹彩撮像装置についても同様に実施可能である。
【００４６】
【発明の効果】本発明によれば、個人認証に良好な虹彩
画像取得と瞳孔生体反応の両方を短時間に処理可能とな
るため、偽造認証を回避できる虹彩認証システムを構築
することが可能となる。
画像取得と瞳孔生体反応の両方を短時間に処理可能とな
るため、偽造認証を回避できる虹彩認証システムを構築
することが可能となる。
【図１】本発明の一実施形態に係る虹彩認証装置に用い
る虹彩撮像装置の正面図
る虹彩撮像装置の正面図
【図２】本発明の一実施形態に係る虹彩認証装置に用い
る虹彩撮像装置の斜視図
る虹彩撮像装置の斜視図
【図３】本発明の一実施形態に係る虹彩撮像と認証処理
の処理手順を示すフローチャート
の処理手順を示すフローチャート
【図４】本発明の一実施形態に係る虹彩認証装置に用い
る広角カメラによる撮像を説明する図
る広角カメラによる撮像を説明する図
【図５】本発明の一実施形態に係る虹彩認証装置に用い
る狭角カメラによる撮像を説明する図
る狭角カメラによる撮像を説明する図
【図６】本発明の一実施形態に係る虹彩認証装置の概略
構成図
構成図
【図７】本発明の一実施形態に係る虹彩認証装置の処理
手順を示すフローチャート
手順を示すフローチャート
【図８】本発明の別実施形態に係る虹彩認証装置の概略
構成図
構成図
【図９】本発明の一実施形態に係る虹彩認証装置の処理
手順を示すフローチャート
手順を示すフローチャート
１０ 虹彩撮像装置
１２、１３ 虹彩照明具
１２ａ、１３ａ パン用モータ
１２ｂ、１３ｂ チルト用モータ
１２ｇ、１３ｇ 可視光（緑色）発光用ダイオード
１２ｒ、１３ｒ 近赤外光発光用ダイオード
２２ 狭角カメラ（望遠カメラ）
２５ 広角カメラ
５０ 認証処理部
５１、５５ 可視光カットフィルタ
５２ 照明制御部
５３ 瞳孔大きさ比較処理部
５４ 虹彩認証処理部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 4C038 VA07 VB04 VC02 VC05
5B043 AA01 AA10 BA04 DA05 GA01
GA11
5B047 AA23 AB02 BA02 BB04 BC12
BC14 BC23 CA19 CB22 DC09
Claims (10)
- 【請求項１】 撮像された虹彩画像により個人認証処理
を行う虹彩認証装置において、被撮影者に対する照明光
に含まれる可視光の光量が異なる２つの虹彩画像を撮像
する撮像手段と、前記２つの虹彩画像中の瞳孔径の変化
の有無を判定する瞳孔比較手段と、前記瞳孔径に変化が
あった場合に前記虹彩画像に基づき個人認証処理を行う
認証手段とを備えることを特徴とする虹彩認証装置。 - 【請求項２】 前記撮像手段は、前記照明光を自然光と
した虹彩画像と、前記自然光に可視光を更に加えた照明
光で撮像した虹彩画像とを撮像し、前記瞳孔比較手段
は、前記２つの虹彩画像を比較して前記瞳孔径の変化の
有無を判定することを特徴とする請求項１記載の虹彩認
証装置。 - 【請求項３】 前記可視光の光源を緑色を発光する発光
ダイオードとすることを特徴とする請求項１または請求
項２記載の虹彩認証装置。 - 【請求項４】 近赤外光を発光する発光ダイオードによ
る光源と、前記近赤外光と前記可視光の光源とを同時に
虹彩に向ける照明光照射方向調整機構とを備えることを
特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の虹
彩認証装置。 - 【請求項５】 前記認証手段は、前記瞳孔径の変化の有
無を判定する２つの虹彩画像のうち瞳孔径の小さい方の
虹彩画像を前記個人認証処理に用いることを特徴とする
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の虹彩認証装
置。 - 【請求項６】 個人認証処理を行う虹彩画像を撮像する
虹彩撮像装置において、被撮影者に対する照明光に含ま
れる可視光の光量が異なる２つの虹彩画像を撮像する撮
像手段と、前記２つの虹彩画像中の瞳孔径の変化の有無
を判定し前記瞳孔径に変化があった場合に前記虹彩画像
を個人認証処理用の虹彩画像として認証処理装置に渡す
瞳孔画像選択手段とを備えることを特徴とする虹彩撮像
装置。 - 【請求項７】 前記撮像手段は、前記照明光を自然光と
した虹彩画像と、前記自然光に可視光を更に加えた照明
光で撮像した虹彩画像とを撮像し、前記瞳孔比較手段
は、前記２つの虹彩画像を比較して前記瞳孔径の変化の
有無を判定することを特徴とする請求項６記載の虹彩撮
像装置。 - 【請求項８】 前記可視光の光源を緑色を発光する発光
ダイオードとして備えることを特徴とする請求項６また
は請求項７記載の虹彩撮像装置。 - 【請求項９】 近赤外光を発光する発光ダイオードによ
る光源と、前記近赤外光と前記可視光の光源を同時に虹
彩に向ける照明光照射方向調整機構とを備えることを特
徴とする請求項６乃至請求項８のいずれかに記載の虹彩
撮像装置。 - 【請求項１０】 前記瞳孔画像選択手段は、前記瞳孔径
の変化の有無を判定する２つの虹彩画像のうち瞳孔径の
小さい方の虹彩画像を前記認証処理装置に渡すことを特
徴とする請求項６乃至請求項９のいずれかに記載の虹彩
撮像装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001215514A JP2003030659A (ja) | 2001-07-16 | 2001-07-16 | 虹彩認証装置及び虹彩撮像装置 |
| US10/195,342 US20030012413A1 (en) | 2001-07-16 | 2002-07-15 | Iris identification apparatus and iris image pickup apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001215514A JP2003030659A (ja) | 2001-07-16 | 2001-07-16 | 虹彩認証装置及び虹彩撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003030659A true JP2003030659A (ja) | 2003-01-31 |
Family
ID=19050144
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001215514A Pending JP2003030659A (ja) | 2001-07-16 | 2001-07-16 | 虹彩認証装置及び虹彩撮像装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20030012413A1 (ja) |
| JP (1) | JP2003030659A (ja) |
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| KR101286137B1 (ko) | 2011-05-06 | 2013-07-16 | 경북대학교 산학협력단 | 동공 크기 모델링 장치 및 동공 크기 모델링 방법 |
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