JP2007159610A - 登録装置、認証装置、登録認証装置、登録方法、認証方法、登録プログラムおよび認証プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】複数の被認証者それぞれに対して、もっともよい条件で撮影された眼画像によって認証処理または登録処理を行うことのできる登録装置、認証装置、登録認証装置、登録方法、認証方法、登録プログラムおよび認証プログラムを提供する。
【解決手段】被認証者３０の複数の眼画像を撮影する撮影部２と、撮影部２で撮影された複数の眼画像それぞれを評価する眼画像評価部８０と、複数の眼画像のうち、眼画像評価部８０においてもっともよいと評価された眼画像に対して認証処理を行う認証処理部１７とを備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、被認証者の眼の画像を用いて個人認証を行う認証装置に関し、さらに詳しくは、認証情報の登録装置、認証装置、登録認証装置、認証情報の登録方法、認証方法、認証情報の登録プログラムおよび認証プログラムに関する。

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

その中でも、本人認証率の高さや、他人受入率の低さ等の信頼性の高さから、眼の虹彩部分の皺の模様の違いを利用した認証方法（以下、このような方法を虹彩認証方法と記す）が提案され、特に高いセキュリティ性を必要とする機器において実用化されている（例えば、特許文献１を参照。）。

このような虹彩認証方法は、被認証者の眼の部分の画像（以下、この画像を眼画像と記す）から虹彩の部分を選択的にコード化し、得られた情報を認証情報として、あらかじめ登録された情報（以下、登録認証情報と記す）との不一致度を算出し、この不一致度と所定の閾値とを比較することによって、互いに一致すると判定された場合には、被認証者があらかじめ登録された者であると認証する方法である。

このような方法においては、被認証者の登録または認証を行う際に、鮮鋭な眼画像を撮影する必要があるとともに、虹彩のできるだけ広い領域を撮影することが必要であった。しかしながら、一般的に、虹彩は、被認証者のまばたき等によって、その撮影される領域の大きさが著しく変化してしまうので、被認証者に対して、眼画像を撮影するときに、いかに目を大きく開けさせるかが課題となっていた。

このような課題を解決するために、例えば、眼画像から虹彩の直径等をステータス情報として算出し、そのステータス情報が所定の閾値に満たない場合、例えば、虹彩の直径が所定の閾値に満たない場合には、「目を大きく開けてください」等のガイダンスを出力し、被認証者に目を見開かせることによって、虹彩のできるだけ広い領域を撮影しようとする技術が提案されてきている（例えば、特許文献２を参照。）。
特許第３３０７９３６号公報 特開２００１−２３６４９９号公報

しかしながら、前述のような技術においては、眼画像における虹彩の直径等の値を、所定の閾値を超えたか否かによって、その眼画像を認証処理に用いるか否かを決定する。一般的に、目の見開き方には個人差がある。よって、ある者にとっては、その所定の閾値を超えるためには、目を大きく見開く必要がない場合もあり、別の者にとっては、いくら大きく目を見開いても、その所定の閾値を超えることができず、認証できない場合もあり得る。すなわち、前述のような技術においては、目の見開き方の個人差を考慮することができなかったので、必ずしも複数の被認証者それぞれに対して、もっともよい条件で撮影された眼画像によって認証処理または登録処理を行うことができないという課題があった。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、複数の被認証者それぞれに対して、もっともよい条件で撮影された眼画像によって認証処理または登録処理を行うことのできる登録装置、認証装置、登録認証装置、登録方法、認証方法、登録プログラムおよび認証プログラムを提供することを目的とする。

本発明の登録装置は、被認証者の複数の眼画像を撮影する撮影部と、撮影部で撮影された複数の眼画像それぞれを評価する眼画像評価部と、登録認証情報を記憶する記憶部と、複数の眼画像のうち、眼画像評価部においてもっともよいと評価された眼画像を登録認証情報として記憶部に記憶させる登録処理を行う登録処理部とを備えたことを特徴としている。

このような構成によれば、撮影部で撮影された複数の眼画像のうち、もっともよいと評価された眼画像に対して登録処理を行うことができるので、複数の被認証者それぞれに対して、もっともよい条件で撮影された眼画像によって登録処理を行うことのできる登録装置を提供することができる。

また、眼画像評価部は、複数の眼画像それぞれから被認証者の目が見開かれているか否かを示す開目度の算出を行う開目度算出部を有する構成であってもよい。

このような構成によれば、さらに、目の見開き方の個人差を考慮した登録装置を実現できる。

さらに、開目度算出部は、複数の眼画像それぞれに撮影された虹彩が露出していると仮定した場合の面積に対する、実際に撮影された虹彩の面積の割合によって、開目度を算出する構成であってもよい。

このような構成によれば、さらに、開目度を数値化することができるので、客観的に比較評価することができる。

また、眼画像評価部は、複数の眼画像から、被認証者の目がもっとも見開かれている眼画像を選択する開目度判定部を備え、登録処理部は、開目度判定部によって選択された眼画像に対して登録処理を行う構成であってもよい。

このような構成によれば、さらに、被認証者の目がもっとも見開かれた眼画像を用いて登録処理を行うことができる。

また、撮影部で撮影された被認証者の複数の眼画像それぞれの画質を判定する画質判定部、および、複数の眼画像それぞれに眼が撮影されているか否かを判定する眼検出部を備え、眼画像評価部は、画質判定部で画質がよいと判定され、眼検出部で眼が撮影されていると判定された眼画像を用いて評価を行う構成であってもよい。

このような構成によれば、さらに、眼画像全体の画質をも評価して、画質がよいと判定された眼画像について処理を行うので、さらに良好な画像を用いて登録処理を行うことが可能となる。

また、登録処理部は、撮影部で撮影された眼画像の少なくとも虹彩を含む部分から認証情報を作成する認証情報作成部と、認証情報作成部で作成された認証情報を登録認証情報として記憶部に記憶させる認証情報登録部とを備えた構成であってもよい。

このような構成によれば、さらに、認証率の高い虹彩認証方法を用いて被認証者を認証処理するための登録処理を行うことができ、セキュリティ性の高い構成を実現できる。

また、被認証者に対して目を見開かせるような誘導を行う誘導部を備えた構成であってもよい。

このような構成によれば、さらに、被認証者の虹彩がより広い範囲で撮影された眼画像を迅速に撮影することが可能となる。

次に、本発明の認証装置は、被認証者の複数の眼画像を撮影する撮影部と、撮影部で撮影された複数の眼画像それぞれを評価する眼画像評価部と、複数の眼画像のうち、眼画像評価部においてもっともよいと評価された眼画像に対して認証処理を行う認証処理部とを備えたことを特徴としている。

このような構成によれば、撮影部で撮影された複数の眼画像のうち、もっともよいと評価された眼画像に対して認証処理を行うことができるので、複数の被認証者それぞれに対して、もっともよい条件で撮影された眼画像によって認証処理を行うことのできる認証装置を提供することができる。

また、眼画像評価部は、複数の眼画像それぞれから被認証者の目が見開かれているか否かを示す開目度の算出を行う開目度算出部を有する構成であってもよい。

このような構成によれば、さらに、目の見開き方の個人差を考慮した認証装置を実現できる。

さらに、開目度算出部は、複数の眼画像それぞれに撮影された虹彩が露出していると仮定した場合の面積に対する実際に撮影された虹彩の面積の割合によって、開目度を算出する構成であってもよい。

このような構成によれば、さらに、開目度を数値化することができるので、客観的に比較評価することができる。

また、眼画像評価部は、複数の眼画像から、被認証者の目がもっとも見開かれている眼画像を選択する開目度判定部を備え、認証処理部は、開目度判定部によって選択された眼画像に対して認証処理を行う構成であってもよい。

このような構成によれば、さらに、被認証者の目がもっとも見開かれた眼画像を用いて認証処理を行うことができる。

さらに、撮影部で撮影された被認証者の複数の眼画像それぞれの画質を判定する画質判定部、および、複数の眼画像それぞれに眼が撮影されているか否かを判定する眼検出部を備え、眼画像評価部は、画質判定部で画質がよいと判定され、眼検出部で眼が撮影されていると判定された眼画像を用いて評価を行う構成であってもよい。

このような構成によれば、さらに、眼画像全体の画質をも評価して、画質がよいと判定された眼画像について処理を行うので、さらに良好な画像を用いて認証処理を行うことが可能となる。

また、認証処理部は、撮影部で撮影された眼画像の少なくとも虹彩を含む部分から認証情報を作成する認証情報作成部と、あらかじめ登録された者の登録認証情報を記憶する記憶部と、認証情報作成部で作成された認証情報と、記憶部に記憶された登録認証情報との不一致度を算出する不一致度算出部と、不一致度算出部において算出された不一致度と所定の閾値との比較によって被認証者があらかじめ登録された者であると認証できるか否かを判定する認証結果判定部とを備えた構成であってもよい。

このような構成によれば、さらに、認証率の高い虹彩認証方法を用いて被認証者を認証処理することのできるセキュリティ性の高い構成を実現できる。

また、被認証者に対して目を見開かせるような誘導を行う誘導部を備えた構成であってもよい。

このような構成によれば、さらに、被認証者の虹彩がより広い範囲で撮影された眼画像を迅速に撮影することが可能となる。

次に、本発明の登録認証装置は、被認証者の複数の眼画像を撮影する撮影部と、撮影部で撮影された複数の眼画像それぞれを評価する眼画像評価部と、登録認証情報を記憶する記憶部と、複数の眼画像のうち、眼画像評価部においてもっともよいと評価された眼画像を登録認証情報として記憶部に記憶させる登録処理を行う登録処理部と、複数の眼画像のうち、眼画像評価部においてもっともよいと評価された眼画像に対して認証処理を行う認証処理部と、認証処理および登録処理のいずれを選択するかの情報が入力される入力部と、入力部への入力によって、眼画像評価部でもっともよいと評価された眼画像を認証処理部および登録処理部に出力する切替部とを備えたことを特徴としている。

このような構成によれば、撮影部で撮影された複数の眼画像のうち、もっともよいと評価された眼画像に対して登録処理および認証処理を行うことができるので、複数の被認証者それぞれに対して、もっともよい条件で撮影された眼画像によって登録処理および認証処理を行うことのできる登録認証装置を提供することができる。

次に、本発明の登録方法は、被認証者の複数の眼画像を撮影する第１のステップと、第１のステップで撮影された複数の眼画像それぞれを評価する第２のステップと、複数の眼画像のうち、第２のステップにおいてもっともよいと評価された眼画像を登録認証情報として登録する第３のステップとを備えたことを特徴としている。

このような方法によれば、第１のステップで撮影された複数の眼画像のうち、もっともよいと評価された眼画像に対して登録処理を行うことができるので、複数の被認証者それぞれに対して、もっともよい条件で撮影された眼画像によって登録処理を行うことのできる登録方法を提供することができる。

次に、本発明の認証方法は、被認証者の複数の眼画像を撮影する第１のステップと、第１のステップで撮影された複数の眼画像それぞれを評価する第２のステップと、複数の眼画像のうち、第２のステップにおいてもっともよいと評価された眼画像に対して認証処理を行う第３のステップとを備えたことを特徴としている。

このような方法によれば、第１のステップで撮影された複数の眼画像のうち、もっともよいと評価された眼画像に対して認証処理を行うことができるので、複数の被認証者それぞれに対して、もっともよい条件で撮影された眼画像によって認証処理を行うことのできる認証方法を提供することができる。

次に、本発明の登録プログラムは、コンピュータに、被認証者の複数の眼画像を撮影する第１のステップと、第１のステップで撮影された複数の眼画像それぞれを評価する第２のステップと、複数の眼画像のうち、第２のステップにおいてもっともよいと評価された眼画像を登録認証情報として登録する第３のステップとを実行させることを特徴としている。

このようなプログラムによれば、第１のステップで撮影された複数の眼画像のうち、もっともよいと評価された眼画像に対して登録処理を行うことができるので、複数の被認証者それぞれに対して、もっともよい条件で撮影された眼画像によって登録処理を行うことのできる登録プログラムを提供することができる。

次に、本発明の認証プログラムは、コンピュータに、被認証者の複数の眼画像を撮影する第１のステップと、第１のステップで撮影された複数の眼画像それぞれを評価する第２のステップと、複数の眼画像のうち、第２のステップにおいてもっともよいと評価された眼画像に対して認証処理を行う第３のステップとを実行させることを特徴としている。

このようなプログラムによれば、第１のステップで撮影された複数の眼画像のうち、もっともよいと評価された眼画像に対して認証処理を行うことができるので、複数の被認証者それぞれに対して、もっともよい条件で撮影された眼画像によって認証処理を行うことのできる認証プログラムを提供することができる。

以上述べたように、本発明によれば、複数の被認証者それぞれに対して、もっともよい条件で撮影された眼画像によって認証処理または登録処理を行うことのできる登録装置、認証装置、登録認証装置、登録方法、認証方法、登録プログラムおよび認証プログラムを提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。

（第１の実施の形態）
まず、本発明の第１の実施の形態における認証装置１について説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態における認証装置１の構成を示すブロック図である。

図１に示したように、認証装置１は、被認証者３０の眼とその近傍に光線を照射する光源部７、被認証者３０に対して眼画像の撮影を促すとともに、目を見開かせるための誘導等を行う誘導部３１、誘導部３１によって誘導された被認証者３０の眼画像を複数枚撮影する撮影部２、撮影部２で撮影された複数の眼画像それぞれの画質判定等を行って、良好と判定された眼画像を認証処理部１７に送る処理（以下、この処理をキャプチャ処理と記す）を行うキャプチャ処理部３、キャプチャ処理部３でキャプチャ処理された眼画像を用いて後述するような所定の方法で虹彩認証処理を行う認証処理部１７、認証処理部１７に入力され、虹彩検出部１１で虹彩が検出された複数の眼画像に対して、後述する評価を行い、その結果、もっともよいと評価された眼画像を認証処理部１７の認証情報作成部に出力する眼画像評価部８０、認証処理部１７による認証結果を出力する出力部２３、ならびに、光源部７、誘導部３１、撮影部２、キャプチャ処理部３、眼画像評価部８０および認証処理部１７それぞれの動作を制御する制御部６を備える。

光源部７としては、被認証者３０の眼のコントラストのよい、鮮明な虹彩画像を撮影するために、眼に対して近赤外波長（約７００ｎｍから１０００ｎｍ程度の波長）を有する光線を照射することのできる光源を用いることができる。

また、撮影部２の一例としては、撮像素子としてＣＣＤを用いた白黒カメラを用いることができる。本発明の第１の実施の形態における認証装置１における撮影部２に装着されるレンズ系としては、被認証者３０の眼の領域を拡大して撮影することのできる望遠レンズを搭載することが望ましい。

誘導部３１としては、液晶ディスプレイ等の表示部またはスピーカ等の音声発生部を有し、被認証者３０に対して、認証を行うことを報知するとともに、眼を撮影部２の画角内に位置させたり、目を見開かせたりするような誘導を行うための情報を報知することのできる構成であればよい。

出力部２３としては、例えば、液晶やＥＬ等を用いた公知の表示装置を用いることができるし、音声で被認証者３０に認証結果等を報知することのできるスピーカ等の装置、または、外部に接続された装置に対して認証結果等の情報を送信することのできる通信装置等を各種使用することも可能である。出力部２３における表示装置やスピーカ等の装置については、誘導部３１のものと共用することもできるし、出力部２３および誘導部３１それぞれに設けることも可能である。

認証装置１において、キャプチャ処理部３は、撮影部２から出力された画像からその画像の画質を判定する画質判定部９、および、撮影部２から出力された画像の中に眼とみなされる円形状の物体が撮影されているか否かを判定する眼検出部１０を有する。

画質判定部９における画質の判定は、例えば、画質のよい鮮鋭な画像には所定の高周波成分の情報量が多いことを利用して、画像を周波数解析し、その所定の高周波成分の情報量を積算して、その積算値が多いほど画質がよいと判定する方法を利用することができるが、本発明はこの方法に限定されるものではない。例えば、画像全体の平均輝度情報を用いて、その平均輝度情報が所定の閾値範囲内にある場合に画質がよいと判定する方法や、他の公知の画質評価方法、またはこれらを組み合わせた方法を用いることができる。

眼検出部１０は、眼画像の中から、虹彩や瞳孔等の円形状の物体が撮影されているか否かを判定する。眼検出部１０における判定方法としては、例えば撮影部２で撮影された眼画像中に、瞳孔や黒目の部分と推定される丸い領域（例えば、丸くて周辺と比較して輝度の低下した領域）が存在するか否かを、眼画像と所定の大きさの輝度の低い領域を有する画像とのパターンマッチング処理を行うことで検知する方法や、眼画像の中から瞳孔候補の位置を検出する瞳孔候補検出部と、瞳孔候補の中心座標を中心とし所定の半径を持つ円の円周上における眼画像の輝度の最大値と最小値との差を求める輝度差算出部とを備え、輝度差算出部の出力が所定の閾値以内の場合にその瞳孔候補が瞳孔であると判定する方法等を用いることができる。

認証装置１に搭載された認証処理部１７は、キャプチャ処理部３から出力された画像から、眼の虹彩の部分を検出する虹彩検出部１１、虹彩検出部１１で検出された虹彩の部分の画像から所定の方法を用いて認証情報を作成する認証情報作成部１９、あらかじめ登録された者の両目の登録認証情報が記憶されている記憶部２１、記憶部２１に記憶された登録認証情報と認証情報作成部１９で作成された認証情報とを比較して不一致度を算出する不一致度算出部２０、および、不一致度算出部２０によって算出された不一致度の値（以下、この値をＨＤ値またはハミング値とも記す）と所定の閾値とを比較することによって、被認証者３０があらかじめ登録された者であるか否かを判定する認証結果判定部２２を有する。

また、認証装置１においては、図１に示すように、その認証処理部１７の虹彩検出部１１からの出力が、眼画像評価部８０に送られ、眼画像評価部８０においては、複数の眼画像の中からもっともよい評価の眼画像が認証情報作成部１９に送られる。

ここで、認証装置１に搭載された認証処理部１７の虹彩検出部１１の処理について説明する。図２は、本発明の第１の実施の形態における認証装置１の認証処理部１７に搭載された虹彩検出部１１の処理について説明するための図である。例えば、図２に示したような眼画像６０がキャプチャ処理部３から虹彩検出部１１に入力されたとする。まず、虹彩検出部１１は、眼画像６０の虹彩６１と白目の部分との境界（図２における紙面水平方向の虹彩６１のエッジ部分）を虹彩輪郭１６０として決定する。この虹彩輪郭１６０の決定は、例えば、虹彩６１が略円形状であることを利用して、中心座標を移動させながら半径を変化させて、輝度値の周回積分を行い、その値がもっとも大きく変化する位置を虹彩輪郭１６０として決定する方法によって行うことができ、この方法によれば、虹彩６１の虹彩輪郭１６０を円弧としたときの中心座標および半径が算出される。

また、認証装置１の認証処理部１７に搭載された虹彩検出部１１は、眼画像６０における虹彩６１とまぶたとの境界（図２における紙面垂直方向の虹彩６１のエッジ部分）をまぶた輪郭１６１として決定する。まぶた輪郭１６１の形状の決定は、虹彩６１とまぶたとの間の輝度差の大きな部分の形状と、様々な形状を有するスプライン曲線とをマッチング処理することにより、もっともフィットするスプライン曲線の形状を、まぶた輪郭１６１の形状として決定することにより行うことができる。上述した処理によって、虹彩検出部１１で検出された、虹彩６１の虹彩輪郭１６０を円弧としたときの中心座標および半径、さらに、まぶた輪郭１６１を表現するスプライン曲線の関数のデータは、虹彩６１の形状情報として眼画像評価部８０に送られる。このとき、虹彩検出部１１から眼画像評価部８０に、切り出された虹彩６１の部分画像も出力される。

次に、認証装置１に搭載された眼画像評価部８０について説明する。図１に戻って、本発明の第１の実施の形態における認証装置１の眼画像評価部８０は、虹彩検出部１１から送られた、虹彩６１の部分画像が一時的に書き込まれる一時記憶部８２、一時記憶部８２に虹彩６１の部分画像を書き込む書込部８１、一時記憶部８２に記憶された虹彩６１の部分画像または虹彩検出部１１から送られた形状情報から、被認証者３０の目がどの程度見開かれているかを示す開目度を算出する開目度算出部７１、一時記憶部８２に記憶された虹彩６１の複数の部分画像のうち、開目度がもっとも高い部分画像を判定する開目度判定部７２、および、開目度判定部７２で開目度がもっとも高いと判定された部分画像を一時記憶部８２から読み出して認証情報作成部１９に送る読出部８３を備える。

認証装置１に搭載された眼画像評価部８０においては、虹彩検出部１１において検出された虹彩６１の形状情報、または、虹彩６１の部分画像が開目度算出部７１に送られ、開目度算出部７１において、被認証者３０が目を見開いている度合い、すなわち開目度が算出される。図３は、本発明の第１の実施の形態における認証装置１の眼画像評価部８０の開目度算出部７１の処理内容を説明するための図である。ここで、例えば、キャプチャ処理部３から、図３に示したような虹彩６１の一部がまぶたによって覆われたような眼画像６０が認証処理部１７に入力されたとする。

このとき、認証処理部１７の虹彩検出部１１では、前述のように、虹彩６１の部分が切り出され、虹彩検出部１１から開目度算出部７１に、図３に示した眼画像６０のうち、虹彩６１の形状情報または部分画像が送られる。開目度算出部７１では、虹彩検出部１１で検出された虹彩６１の形状情報、すなわち、虹彩輪郭１６０の中心座標および半径、さらに、まぶた輪郭１６１を表現するスプライン曲線の関数から、実際に眼画像６０において撮影されている虹彩６１の面積を算出することができる。具体的には、開目度算出部７１では、虹彩６１の形状情報にもとづいて、虹彩６１がまぶたに覆われずに、全部露出していると仮定した場合の面積を算出するとともに、実際に眼画像６０に撮影された虹彩６１の面積を算出する。そして、開目度Ｒを、
開目度Ｒ＝（実際に眼画像６０に撮影された虹彩６１の面積）／（全部露出していると仮定した場合の虹彩の面積）
として算出し、開目度判定部７２に出力する。

また、虹彩検出部１１から開目度算出部７１に対して、虹彩６１の部分画像が出力されている場合には、開目度算出部７１は、図３における眼画像６０の紙面に向かって水平方向の虹彩６１の領域の画素数Ｄ１、および、眼画像６０における紙面に向かって垂直方向の虹彩６１の領域の画素数Ｄ２をそれぞれカウントし、その比率、すなわち、
Ｒ＝Ｄ２／Ｄ１
の値を開目度Ｒとして決定し、開目度判定部７２に出力することも可能である。

ここで、一般に水平方向の画素数Ｄ１は、被認証者３０がまぶたを開閉する程度によらずほぼ一定である一方、垂直方向の画素数Ｄ２は、目の開閉によって変化する。例えば、垂直方向の画素数Ｄ２は、被認証者３０が十分に目を見開いている場合には、開目度Ｒの値が約１．０、すなわち、水平方向の画素数Ｄ１と略等しい値となり、逆に被認証者が目を十分に見開いていない場合には、開目度Ｒは１．０よりも小さい値となる。

認証装置１の眼画像評価部８０の開目度算出部７１は、被認証者３０の眼を撮影した複数の眼画像それぞれに対して、上述のような方法で開目度を算出して、開目度判定部７２に送る。

次に、開目度判定部７２では、開目度算出部７１から送られた、被認証者３０の眼を撮影した複数の眼画像それぞれについての開目度Ｒの値を比較して、もっとも目が見開かれている眼画像を選択して、その選択された眼画像を示す情報を読出部８３に送る。

図４は、本発明の第１の実施の形態における認証装置１の眼画像評価部８０の開目度判定部７２の機能について説明するための図である。図４に示したように、例えば、被認証者Ａについて、撮影開始から時間ｔ１〜ｔ５において、例えば一定間隔で複数回撮影された眼画像それぞれから開目度１０１〜１０５が得られたとし、被認証者Ｂについて、時間ｔ１〜ｔ５において撮影された眼画像それぞれから開目度２０１〜２０５が得られたとする。このような条件において、開目度判定部７２は、被認証者毎に、もっとも高い開目度が得られた眼画像を選択する。具体的には、開目度判定部７２は、被認証者Ａについて、開目度１０１〜１０５が開目度算出部７１からすべて入力された後に、もっとも高い値を有する開目度１０３に対応する眼画像を選択してもよいし、時間ｔ１〜ｔ３において入力される開目度１０１〜１０３の値が増加し、その後に、時間ｔ４における開目度１０４の値が減少した場合には、直前の時間ｔ３における眼画像の開目度１０３がもっとも高くなるとみなして、開目度１０３に対応する眼画像を選択することも可能である。後者の方法によれば、前者の方法と比べてより迅速に判定を行うことができるが、前者の方法を用いた方が、後者の方法よりも開目度のばらつき等による微細な変化の影響を受けにくい判定を行うことが可能である。

認証装置１の眼画像評価部８０の開目度判定部７２は、被認証者Ｂについても、前述の方法と同様の方法で、時間ｔ１〜ｔ５において撮影された眼画像それぞれについて得られた開目度２０１〜２０５から、もっとも高い値を有する開目度２０３に対応する眼画像を選択することができる。

これにより、本発明の第１の実施の形態における認証装置１によれば、被認証者３０それぞれについて、もっとも開目度の高い眼画像を用いて認証処理を行うことができる。

例えば、従来の技術のように、図４に示した閾値Ｔｈ１を設けて、この閾値Ｔｈ１を超えた眼画像を認証処理に用いるとすると、被認証者Ｂについては、開目度２０３に対応する眼画像を認証処理に用いることが可能であるが、被認証者Ａについては、開目度１０２〜１０５に対応する眼画像のいずれもが認証処理に用いられる可能性がある。この場合、開目度１０３と開目度１０５とはともに閾値Ｔｈ１を超えているものの、その値は大きく異なり、対応する眼画像を用いて認証した結果も異なる可能性がある。本発明の第１の実施の形態における認証装置１によれば、被認証者Ａについて、もっとも高い値を有する開目度１０３に対応する眼画像を用いて認証処理を行うことができるので、もっとも高精度に認証処理を行うことが可能である。

認証装置１の眼画像評価部８０の読出部８３は、開目度判定部７２によってもっとも開目度が高いと判定された眼画像を一時記憶部８２から読み出して、認証処理部１７の認証情報作成部１９に送る。

認証装置１の眼画像評価部８０の一時記憶部８２としては、半導体メモリやハードディスクドライブ装置等、様々な公知の記憶媒体を用いることが可能であり、その書込部８１および読出部８３もそれぞれ一時記憶部８２の記憶媒体の種類に応じたものを用いることが可能である。

図１に戻って、認証装置１においては、記憶部２１には、あらかじめ登録された者の両目または片目の登録認証情報が記憶されており、不一致度算出部２０は、認証情報作成部１９で作成された認証情報と、記憶部２１に記憶された登録認証情報とを用いてそのハミング値を不一致度を示す情報として算出し、その不一致度を示すＨＤ値を認証結果判定部２２に送る。認証結果判定部２２は、不一致度算出部２０において算出された不一致度の値（ＨＤ値）にもとづいて、所定の閾値を用いて被認証者３０があらかじめ登録された者であるか否かを判定する。認証結果判定部２２は、認証結果を示す情報、すなわち、被認証者３０があらかじめ登録された者である場合は「認証可能」を示す情報を出力部２３に出力し、被認証者３０があらかじめ登録された者でない場合には、「認証不可能」を示す情報を出力部２３に出力する。

なお、認証処理部１７の各構成要素のうち、虹彩検出部１１における虹彩６１の部分の検出方法、認証情報作成部１９における認証情報の作成方法、不一致度算出部２０における不一致度の算出方法、および、認証結果判定部２２における、不一致度算出部２０において算出された不一致度を用いた認証結果の判定方法としては、例えば特許文献１に記載した方法を用いることができる。

次に、本発明の第１の実施の形態における認証装置１の動作について説明する。

図５は、本発明の第１の実施の形態における認証装置１の動作ステップを示すフローチャートである。図５に示したように、本発明の第１の実施の形態における認証装置１は、まず、制御部６が誘導部３１に対して、被認証者３０の眼を撮影部２の撮影範囲内に位置させ、かつ、目を見開かせるような誘導を行う（Ｓ１）。

この誘導部３１が被認証者３０に対して行う誘導の一例について説明する。誘導部３１は、被認証者３０に対して、「眼の撮影を行いますので、目を見開いてカメラのレンズを見つめてください」）というように、撮影を行うことを報知するとともに、目を大きく見開いて撮影部２に向けさせるような情報を誘導情報として報知する。この誘導部３１によって報知された誘導情報を、画面を見ることにより、または、音声によって聞くことによって、被認証者３０は、自らの目を見開かせながら撮影部２の撮影範囲内に配置させる。なお、被認証者３０に目を見開かせるための誘導は、前述の例のように、眼画像の撮影を行う前に行ってもよいし、実際に撮影を行って、眼画像がキャプチャされてから（後述するステップＳ５の後に）行うこともでき、この方が、図４に示したような山なりの曲線を得やすくなるので望ましい。この場合には、ステップＳ１においては、被認証者３０に対して、単に眼を撮像される位置に配置させるような（例えば、「カメラの前に立ってください」等の）誘導を行えばよい。

次に、制御部６は、光源部７を点灯させて、被認証者３０の眼の付近を照射する（Ｓ２）。なおステップＳ１とステップＳ２との順序はどちらが先でもよいし、同時に開始されてもよい。

次に、制御部６は撮影部２に被認証者３０の眼を連続的に撮影させる（Ｓ３）。

次に、制御部６は、キャプチャ処理部３に対して、前述したキャプチャ処理をさせる（Ｓ４）。

ステップＳ４において、キャプチャ処理部３で画像がキャプチャ処理できた場合には、ステップＳ６に進み、キャプチャ処理できなかった場合には、ステップＳ３に戻って、制御部６は、撮影部２に対して再度、被認証者３０の撮影を行わせる（Ｓ５）。

ステップＳ５において、キャプチャ処理部３で眼画像６０のキャプチャ処理ができたと判定された場合には、キャプチャ処理部３から認証処理部１７に眼画像が送られ、虹彩検出部１１は、キャプチャ処理部３から送られた眼画像から虹彩とみなされる部分を検出し、その虹彩６１の形状情報または部分画像が開目度算出部７１に送られるとともに、虹彩６１の部分画像が書込部８１に送られる（Ｓ６）。

続いて、書込部８１は、虹彩検出部１１から送られた虹彩６１の部分画像を一時記憶部８２に書込み（Ｓ７）、開目度算出部７１は、虹彩検出部１１から送られた虹彩６１の形状情報または部分画像から、前述の開目度を算出し、その結果を開目度判定部７２に送る（Ｓ８）。

開目度判定部７２では、前述のような方法で、複数の眼画像のうちから、もっとも開目度の高い虹彩が撮影された眼画像を選択する処理、すなわち開目度判定処理を行う（Ｓ９）。

開目度が最大である画像が存在すると判定された場合には、次のステップＳ１１に進み、開目度が最大である画像が存在しないと判定された場合には、ステップＳ３に戻って、引き続き制御部６は撮影部２に被認証者３０の眼画像を撮影させる（Ｓ１０）。

ステップＳ１０において、開目度が最大である画像が存在すると開目度判定部７２で判定された場合には、読出部８３はその画像を読み出す（Ｓ１１）。

引き続き、認証情報作成部１９では、認証情報の作成が行われ（Ｓ１２）、不一致度算出部２０において、記憶部２１に記憶された登録認証情報との不一致度算出処理が行われ、その結果が認証結果判定部２２に送られる。認証結果判定部２２においては、不一致度算出部２０における不一致度算出処理の結果と所定の閾値とを比較することにより被認証者３０があらかじめ登録された者であるか否かの認証処理を行う（Ｓ１３）。そして、その結果を出力部２３に出力して、処理を終了する（Ｓ１４）。

以上述べたように、本発明の第１の実施の形態における認証装置１によれば、高い信頼性を有する虹彩認証方法を用いて、被認証者３０が生体であるか否かを判定することができ、さらに、もっとも目を見開かれた眼画像を用いて認証処理を行うことができるので、本人排除率を低くすることができるとともに、他人受入率を低くすることのできる構成を実現することができる。

（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態における登録装置９０について説明する。図６は、本発明の第２の実施の形態における登録装置９０の構成を示すブロック図である。登録装置９０は、被認証者３０をあらかじめ登録された者であるとしてその虹彩領域の画像から得られる認証情報を登録認証情報として登録することのできる装置である。

図６に示したように、登録装置９０と第１の実施の形態で説明した認証装置１（図１を参照）との違いは、認証処理部１７の代わりに、登録処理部４７を備えているところである。他の構成要素はほぼ共通するので、共通する構成要素には同じ符号を付して、その説明を省略する。

登録装置９０の登録処理部４７は、キャプチャ処理部３から出力された眼画像から虹彩領域を検出して眼画像評価部８０に送る虹彩検出部１１、眼画像評価部８０の読出部８３から送られた虹彩領域の画像を用いて認証情報を作成する認証情報作成部１９、および、認証情報作成部１９で作成された認証情報を、登録認証情報として、記憶部２１に記憶させる認証情報登録部４８を備える。

次に、本発明の第２の実施の形態における登録装置９０の動作について説明する。図７は、本発明の第２の実施の形態における登録装置９０の動作について説明するためのフローチャートである。

図７に示したように、登録装置９０の動作ステップは、図５に示した認証装置１の動作ステップと比較して、ステップＳ１からステップＳ１２までの各ステップが共通するので、その説明を省略する。

登録装置９０は、ステップＳ１１において、開目度が最大である画像が存在すると開目度判定部７２で判定された画像が読出部８３から読み出された後に、認証情報作成部１９が認証情報の作成を行い（Ｓ１２）、その後、認証情報登録部４８が、認証情報作成部１９で作成された認証情報を記憶部２１に登録認証情報として記憶させる登録処理を行って、処理を終了する（Ｓ２１）。このとき、ユーザに対して登録処理が終了したことを知らせるために、出力部（図示せず）から登録処理が終了したことを示す情報を出力してもよい。

以上述べたように、本発明の第２の実施の形態における登録装置９０によれば、眼画像評価部８０において、開目度がもっとも大きいと判定された眼画像を登録処理に供することができるので、この登録装置９０で登録した登録認証情報を用いれば、認証時の認証率を向上させることができる。

（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態における登録認証装置７０について説明する。図８は、本発明の第３の実施の形態における登録認証装置７０の構成を示すブロック図である。登録認証装置７０は、被認証者３０をあらかじめ登録された者であるとしてその虹彩領域の画像から得られる認証情報を登録認証情報として登録することができるとともに、被認証者３０の認証処理をも行うことのできる装置である。

図８に示したように、登録認証装置７０が、第１の実施の形態において説明した認証装置１（図１を参照）と異なるところは、認証処理部１７の代わりに、登録認証処理部５１を備えたところと、外部から、認証処理を行うか登録処理を行うかの選択についての情報が入力される入力部６３を備えたところ、さらに、制御部６２が認証装置１の制御部６が行う制御に加えて、若干異なる制御を行うところである。他の構成要件については、認証装置１および登録装置９０と共通するので、共通する構成要件には同一の符号を付して、その説明を省略する。

入力部６３としては、プッシュスイッチやタッチパネル等の広く知られた入力デバイスを用いることができる。

登録認証処理部５１は、キャプチャ処理部３から出力された眼画像から虹彩領域を検出して眼画像評価部８０に送る虹彩検出部１１、眼画像評価部８０の読出部８３から送られた虹彩領域の画像を用いて認証情報を作成する認証情報作成部１９、登録された者の両目の登録認証情報が記憶される記憶部２１、入力部６３から入力された情報に従って、制御部６２によって切り替え制御される切替部４９、切替部４９に接続され、認証情報作成部１９で作成された認証情報を、登録認証情報として、記憶部２１に記憶させる認証情報登録部４８、同じく切替部４９に接続され、記憶部２１に記憶された登録認証情報と認証情報作成部１９で作成された認証情報とを比較して不一致度を算出する不一致度算出部２０、および、不一致度算出部２０によって算出されたＨＤ値と所定の閾値とを比較することによって、被認証者３０があらかじめ登録された者であるか否かを判定する認証結果判定部２２を有する。

次に登録認証装置７０の動作について、説明する。図９は、本発明の第３の実施の形態における登録認証装置７０の動作ステップを示すフローチャートである。なお、図９においても、第１の実施の形態または第２の実施の形態において説明した動作ステップと同様の動作ステップについては、同一の符号を付して、その説明を省略する。

図９に示すように、まず、ユーザ（被認証者３０または管理者等）から、登録処理を行うのか、認証処理を行うのかの入力が入力部６３になされる（Ｓ３０）。入力部６３から入力された情報は、制御部６２のバッファ等の記憶部（図示せず）に一時的に記憶される。

続いて、第１の実施の形態および第２の実施の形態において説明したステップＳ１〜ステップＳ１２までの処理が行われる。次に、ステップＳ３０において、入力部６３から登録処理または認証処理のいずれが選択されたかによって、制御部６２は、切替部４９を切り替えて、認証情報作成部１９で作成された認証情報を、登録処理が選択された場合には認証情報登録部４８に、認証処理が選択された場合には不一致度算出部２０に、それぞれ出力する（Ｓ３１）。

続いて、ステップＳ３０で、認証処理が選択された場合には、ステップＳ１３の認証処理、および、ステップＳ１４の出力処理が行われ、登録処理が選択された場合には、ステップＳ２１の登録処理が行われて、処理を終了する。

以上述べたように、本発明の第３の実施の形態における登録認証装置７０によれば、眼画像評価部８０において、開目度がもっとも大きいと判定された眼画像を登録処理および認証処理に供することができるので、この登録認証装置７０で登録した登録認証情報を用いれば、認証時の認証率を向上させることができるとともに、登録認証装置７０で認証処理を行うことにより、さらに認証時の認証率を向上させることができる。

なお、本発明の実施の形態において説明した認証装置１、登録装置９０および登録認証装置７０それぞれにおいては、キャプチャ処理部３、認証処理部１７、登録処理部４７、登録認証処理部５１および眼画像評価部８０のそれぞれの機能について、ハードウェアおよびソフトウェアのいずれによっても実現することができることはいうまでもない。それぞれの機能をハードウェアで実現した場合には、より高速化を図ることができるし、ソフトウェアでそれぞれの機能を実現するような記述を行ってコンピュータで実行させることにより、修正の容易な、汎用性の高い構成を実現することができる。

また、本発明の実施の形態における認証装置１、登録装置９０および登録認証装置７０それぞれにおいては、認証処理に用いる方法として、虹彩認証方法を用いた例で説明を行ったが、本発明はこの方法に限定されない。被認証者の目を撮影した画像を用いた認証方法、例えば、網膜認証等にも適用することが可能であることはいうまでもない。

さらに、本発明の実施の形態における認証装置１、登録装置９０および登録認証装置７０それぞれにおいては、眼画像評価部における眼画像の評価方法として、被認証者の目の開目度を用いて評価を行う方法を用いて説明したが、本発明はこの例に限定されるものではない。例えば、眼画像を評価する方法として、瞳孔と虹彩とのコントラストや、虹彩と白目の部分のコントラスト等を用いて眼画像を評価する方法をも利用することも可能である。

以上述べたように、本発明によれば、複数の被認証者それぞれに対して、もっともよい条件で撮影された眼画像によって認証処理または登録処理を行うことができるという優れた効果を有するので、被認証者の眼の画像を用いて個人認証を行う認証装置、さらに詳しくは、認証情報の登録装置、認証装置、登録認証装置、認証情報の登録方法、認証方法、認証情報の登録プログラムおよび認証プログラム等として有用である。

本発明の第１の実施の形態における認証装置の構成を示すブロック図 本発明の第１の実施の形態における認証装置の認証処理部に搭載された虹彩検出部の処理について説明するための図 本発明の第１の実施の形態における認証装置の眼画像評価部の開目度算出部の処理内容を説明するための図 本発明の第１の実施の形態における認証装置の眼画像評価部の開目度判定部の機能について説明するための図 本発明の第１の実施の形態における認証装置の動作ステップを示すフローチャート 本発明の第２の実施の形態における登録装置の構成を示すブロック図 本発明の第２の実施の形態における登録装置の動作について説明するためのフローチャート 本発明の第３の実施の形態における登録認証装置の構成を示すブロック図 本発明の第３の実施の形態における登録認証装置の動作ステップを示すフローチャート

符号の説明

１ 認証装置
２ 撮影部
３ キャプチャ処理部
６，６２ 制御部
７ 光源部
９ 画質判定部
１０ 眼検出部
１１ 虹彩検出部
１７ 認証処理部
１９ 認証情報作成部
２０ 不一致度算出部
２１ 記憶部
２２ 認証結果判定部
２３ 出力部
３０ 被認証者
３１ 誘導部
４７ 登録処理部
４８ 認証情報登録部
４９ 切替部
５１ 登録認証処理部
６０ 眼画像
６１ 虹彩
６３ 入力部
７０ 登録認証装置
７１ 開目度算出部
７２ 開目度判定部
８０ 眼画像評価部
８１ 書込部
８２ 一時記憶部
８３ 読出部
９０ 登録装置
１０１〜１０５，２０１〜２０５ 開目度
１６０ 虹彩輪郭
１６１ まぶた輪郭

Claims (19)

1. 被認証者の複数の眼画像を撮影する撮影部と、
   前記撮影部で撮影された前記複数の眼画像それぞれを評価する眼画像評価部と、
   登録認証情報を記憶する記憶部と、
   前記複数の眼画像のうち、前記眼画像評価部においてもっともよいと評価された眼画像を前記登録認証情報として前記記憶部に記憶させる登録処理を行う登録処理部とを備えたことを特徴とする登録装置。
2. 前記眼画像評価部は、前記複数の眼画像それぞれから前記被認証者の目が見開かれているか否かを示す開目度の算出を行う開目度算出部を有することを特徴とする請求項１に記載の登録装置。
3. 前記開目度算出部は、前記複数の眼画像それぞれに撮影された虹彩が露出していると仮定した場合の面積に対する、実際に撮影された虹彩の面積の割合によって、前記開目度を算出することを特徴とする請求項２に記載の登録装置。
4. 前記眼画像評価部は、前記複数の眼画像から、前記被認証者の目がもっとも見開かれている眼画像を選択する開目度判定部を備え、
   前記登録処理部は、前記開目度判定部によって選択された眼画像に対して登録処理を行うことを特徴とする請求項２または請求項３のいずれか１項に記載の登録装置。
5. 前記撮影部で撮影された前記被認証者の前記複数の眼画像それぞれの画質を判定する画質判定部、および、前記複数の眼画像それぞれに眼が撮影されているか否かを判定する眼検出部を備え、
   前記眼画像評価部は、前記画質判定部で画質がよいと判定され、前記眼検出部で眼が撮影されていると判定された眼画像を用いて評価を行うことを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の登録装置。
6. 前記登録処理部は、
   前記撮影部で撮影された眼画像の少なくとも虹彩を含む部分から認証情報を作成する認証情報作成部と、
   認証情報作成部で作成された前記認証情報を登録認証情報として前記記憶部に記憶させる認証情報登録部とを備えたことを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の登録装置。
7. 前記被認証者に対して目を見開かせるような誘導を行う誘導部を備えたことを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の登録装置。
8. 被認証者の複数の眼画像を撮影する撮影部と、
   前記撮影部で撮影された前記複数の眼画像それぞれを評価する眼画像評価部と、
   前記複数の眼画像のうち、前記眼画像評価部においてもっともよいと評価された眼画像に対して認証処理を行う認証処理部とを備えたことを特徴とする認証装置。
9. 前記眼画像評価部は、前記複数の眼画像それぞれから前記被認証者の目が見開かれているか否かを示す開目度の算出を行う開目度算出部を有することを特徴とする請求項８に記載の認証装置。
10. 前記開目度算出部は、前記複数の眼画像それぞれに撮影された虹彩が露出していると仮定した場合の面積に対する実際に撮影された虹彩の面積の割合によって、前記開目度を算出することを特徴とする請求項９に記載の認証装置。
11. 前記眼画像評価部は、前記複数の眼画像から、前記被認証者の目がもっとも見開かれている眼画像を選択する開目度判定部を備え、
    前記認証処理部は、前記開目度判定部によって選択された眼画像に対して認証処理を行うことを特徴とする請求項９または請求項１０のいずれか１項に記載の認証装置。
12. 前記撮影部で撮影された前記被認証者の前記複数の眼画像それぞれの画質を判定する画質判定部、および、前記複数の眼画像それぞれに眼が撮影されているか否かを判定する眼検出部を備え、
    前記眼画像評価部は、前記画質判定部で画質がよいと判定され、前記眼検出部で眼が撮影されていると判定された眼画像を用いて評価を行うことを特徴とする請求項８から請求項１１までのいずれか１項に記載の認証装置。
13. 前記認証処理部は、
    前記撮影部で撮影された眼画像の少なくとも虹彩を含む部分から認証情報を作成する認証情報作成部と、
    あらかじめ登録された者の登録認証情報を記憶する記憶部と、
    前記認証情報作成部で作成された認証情報と、前記記憶部に記憶された登録認証情報との不一致度を算出する不一致度算出部と、
    前記不一致度算出部において算出された不一致度と所定の閾値との比較によって前記被認証者が前記あらかじめ登録された者であると認証できるか否かを判定する認証結果判定部とを備えたことを特徴とする請求項８から請求項１２までのいずれか１項に記載の認証装置。
14. 前記被認証者に対して目を見開かせるような誘導を行う誘導部を備えたことを特徴とする請求項８から請求項１３までのいずれか１項に記載の認証装置。
15. 被認証者の複数の眼画像を撮影する撮影部と、
    前記撮影部で撮影された前記複数の眼画像それぞれを評価する眼画像評価部と、
    登録認証情報を記憶する記憶部と、
    前記複数の眼画像のうち、前記眼画像評価部においてもっともよいと評価された眼画像を前記登録認証情報として前記記憶部に記憶させる登録処理を行う登録処理部と、
    前記複数の眼画像のうち、前記眼画像評価部においてもっともよいと評価された眼画像に対して認証処理を行う認証処理部と、
    認証処理および登録処理のいずれを選択するかの情報が入力される入力部と、
    前記入力部への入力によって、前記眼画像評価部でもっともよいと評価された眼画像を前記認証処理部および前記登録処理部に出力する切替部とを備えたことを特徴とする登録認証装置。
16. 被認証者の複数の眼画像を撮影する第１のステップと、
    前記第１のステップで撮影された前記複数の眼画像それぞれを評価する第２のステップと、
    前記複数の眼画像のうち、前記第２のステップにおいてもっともよいと評価された眼画像を登録認証情報として登録する第３のステップとを備えたことを特徴とする登録方法。
17. 被認証者の複数の眼画像を撮影する第１のステップと、
    前記第１のステップで撮影された前記複数の眼画像それぞれを評価する第２のステップと、
    前記複数の眼画像のうち、前記第２のステップにおいてもっともよいと評価された眼画像に対して認証処理を行う第３のステップとを備えたことを特徴とする認証方法。
18. コンピュータに、
    被認証者の複数の眼画像を撮影する第１のステップと、
    前記第１のステップで撮影された前記複数の眼画像それぞれを評価する第２のステップと、
    前記複数の眼画像のうち、前記第２のステップにおいてもっともよいと評価された眼画像を登録認証情報として登録する第３のステップとを実行させることを特徴とする登録プログラム。
19. コンピュータに、
    被認証者の複数の眼画像を撮影する第１のステップと、
    前記第１のステップで撮影された前記複数の眼画像それぞれを評価する第２のステップと、
    前記複数の眼画像のうち、前記第２のステップにおいてもっともよいと評価された眼画像に対して認証処理を行う第３のステップとを実行させることを特徴とする認証プログラム。

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