JP4258865B2

JP4258865B2 - アイリスデータ取得装置

Info

Publication number: JP4258865B2
Application number: JP30182898A
Authority: JP
Inventors: 和明江原
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1998-10-23
Filing date: 1998-10-23
Publication date: 2009-04-30
Anticipated expiration: 2018-10-23
Also published as: JP2000132681A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、人間の目の特徴を捉えて本人識別を行うためのアイリスデータ取得装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
人間の目の瞳孔周辺にある虹彩は、指紋のように本人識別に利用される。虹彩部分のイメージを本人識別用にデータ化したものをアイリスデータと呼んでいる。即ち、目の中のアイリス（虹彩）の模様に基づいて個人を特定することが可能である。アイリスデータ取得装置には、目の映像を撮影するカメラと、カメラの撮影した映像中からアイリスデータを取得するデータ取得回路が設けられる。目の映像を撮影する際には、カメラのレンズ近くにランプを配置し、このランプを点滅させることによって、対象者の視線を引き付ける。データ処理回路が取得したアイリスデータは、データベースに保存された対象者のアイリスデータと比較し、本人かどうかの判断をする。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のような従来の技術には、次のような解決すべき課題があった。
カメラのレンズ近くで点滅させるランプは、対象者の視線を引き付けるためのもので、これにより、通常、対象者の黒目部分の映像が過不足なく撮影される。しかしながら、瞼が十分に開かない状態で目の映像を撮影してしまう場合もある。こうした場合には、虹彩部分のイメージデータが不足し、本人確認に必要なアイリスデータが取得できないという問題があった。不十分なアイリスデータでは、対象者の誤認識が生じる。また、再撮影を行ったとしても、必ずしも前より良い条件で撮影ができるという保証がない。繰り返し撮影をしても本人確認ができなければ、正当な資格があっても入室を許可されないといった問題が生じる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は以上の点を解決するため次の構成を採用する。
〈構成１〉
被検者の目の映像を撮影するカメラと、このカメラの撮影した映像中から、目の中のアイリスの模様に基づいて個人を特定可能なアイリスデータを取得するデータ処理回路と、上記カメラの周辺に高さを違えて配置され、上記被検者の目の映像撮影時に、被検者の視線を誘導する複数の発光体とを備え、上記複数の発光体のうちのいずれかの高さにある発光体を選択的に発光させて、上記カメラによって被検者の目の映像を撮影し、上記データ処理回路によって、カメラの撮影した映像中から取得したアイリスデータが個人を特定するための充分な特徴量を有しているのかを判断し、取得したアイリスデータが個人を特定するための充分な特徴量を有していない場合には、上記発光させた発光体よりも高い位置にある発光体を選択的に発光させて、上記カメラが再度撮影を行うことを特徴とするアイリスデータ取得装置。
【０００５】
〈構成２〉
被検者の目の映像を撮影するカメラと、このカメラの撮影した映像の目の中の環状のアイリスから模様を有するアイリスデータを取得するデータ処理回路と、上記カメラの周辺に高さを違えて配置され、上記被検者の目の映像撮影時に、被検者の視線を誘導する複数の発光体とを備え、上記複数の発光体のうちのいずれかの高さにある発光体を選択的に発光させて、上記カメラによって被検者の目の映像を撮影し、上記データ処理回路によって撮影した目の環状のアイリスの全面積と上記取得したアイリスデータの面積との比を瞼のかぶり量として求め、該瞼のかぶり量が所定の閾値より大きいと上記発光させた発光体よりも高い位置の発光体を選択的に発光させて、上記カメラが再度撮影を行うことを特徴とするアイリスデータ取得装置。
【０００６】
〈構成３〉
構成１または２に記載のアイリスデータ取得装置において、上記高い位置の発光体は、
被検者の目の位置よりも高い位置に配されていることを特徴とするアイリスデータ取得装置。
【０００７】
〈構成４〉
被検者の目の映像を撮影するカメラと、このカメラの撮影した映像中から、目の中のアイリスの模様に基づいて個人を特定可能なアイリスデータを取得するデータ処理回路と、上記カメラの周辺に高さを違えて配置され、上記被検者の目の映像撮影時に、被検者の視線を引き付ける複数の発光体とを備え、被検者の身長を測定する身長センサを設けて、その身長センサの出力に従って、被検者の目の位置よりも高い位置にある発光体を選択的に発光させて、上記カメラが被検者の目の映像を撮影することを特徴とするアイリスデータ取得装置。
【００００８】
〈構成５〉
被検者の目の映像を撮影するカメラと、このカメラの撮影した映像中から、目の中のアイリスの模様に基づいて個人を特定可能なアイリスデータを取得するデータ処理回路と、上記カメラの周辺に高さを違えて配置され、上記被検者の目の映像撮影時に、被検者の視線を引き付ける複数の発光体とを備え、被検者の入力した識別コードによりデータベースを検索して、被検者の身長を示すデータを取得し、その身長を示すデータの内容に従って、被検者の目の位置よりも高い位置にある発光体を選択的に発光させて、上記カメラが被検者の目の映像を撮影することを特徴とするアイリスデータ取得装置。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を具体例を用いて説明する。
〈具体例１〉
図１は、本発明によるアイリスデータ取得装置のブロック図である。
以下の具体例では、アイリスデータを取得して、本人かどうかの確認を行う対象者のことを被検者と呼ぶことにする。図に示す被検者１の目２の映像を撮影してアイリスデータを取得するために、図に示すようなブロック構成のアイリスデータ取得装置が使用される。
【００１０】
図の（ａ）は側面から見た装置の機能ブロック図、（ｂ）は装置の主要部正面図である。
この装置の本体ケース３には、カメラ４、制御部５、データ処理回路６、操作部７、データベース８及び発光体Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３が収容されている。カメラ４は、ＣＣＤ等の撮像素子を用いて被検者１の目２の映像を撮影するために、図示しないズーム機構等が設けられたものである。制御部５は、発光体Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を選択的に発光させたり、適当なタイミングでカメラ４の撮影動作を制御したり、データ処理回路６を起動させるような制御を行う、プロセッサ等により構成される。
【００１１】
データ処理回路６は、カメラ４が撮影した目の映像を、後で説明する要領で解析し、必要な画像データを切り出し、その画像データからアイリスデータを取得する処理を行う部分である。また、このアイリスデータと、予め被検者１から取得してデータベース８に登録しておいたアイリスデータとを比較し、本人確認を行う機能を持つ。操作部７は、被検者１が本人確認処理を要求するために、自己の識別コード等をこの装置に入力するためのもので、テンキーボード等から構成される。
【００１２】
図１（ｂ）に示すように、この装置の本体ケース３の、被検者の目の高さに相当する部分には、窓１０が設けられ、その内側にカメラ４が配置される。また、カメラ４のすぐ下側に操作部７が配置され、ここにテンキー１１が設けられる。更に、カメラ４の上方に、垂直方向に３個、適当な間隔を空けて並ぶように発光体Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３が配置されている。この発光体Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３は、例えば発光ダイオード等から構成される。即ち、これらの発光体はそれぞれ高さを違えて配置されている。
【００１３】
ここで、この装置の取得するアイリスデータの詳細と、被検者の瞼が開かないことによる問題を具体的に説明する。
図２は、瞼のかぶり量の説明図である。
図２（ａ）は、瞼が十分に開いた状態の目の映像である。黒目１６の瞳孔１７の周辺部分が虹彩である。アイリスデータ取得の際には、図の破線の円１８に沿って、いくつかの環状のイメージデータを切り出す。切り出したイメージデータの環に沿って濃淡の変化する縞模様に着目してこれを符号化すると、アイリスコードが得られる。
【００１４】
図２（ｂ）は、瞼１５のかぶりによってアイリスデータを取得すべき環状部分のイメージが３分の１ほど欠けてしまった状態を示す。これを瞼のかぶりと表現する。人間の虹彩に描かれた模様は指紋のように各人がそれぞれ異なる。しかしながら、このように十分に虹彩の映像が取得できない場合には、本人確認のための信頼性が低下する。従って、図２（ｂ）に示すような状態での撮影を防止することが、この発明の目的である。
【００１５】
図３に、視線の角度と瞼の関係の説明図を示す。
図３（ａ）は、丁度カメラ４や発光体Ｌ１とほぼ同じ高さに被検者の目２があるようにして撮影をする状態を示す。発光体Ｌ１を点滅させると、被検者はこの方向に注目し、カメラ４は通常、図の右側に示すような目の映像２０を取得する。これは、図２（ａ）に示すような良好な目の映像である。このように、発光体は、被検者の視線を誘導する役割を持つ。
【００１６】
一方、（ｂ）に示すように、被検者の目２の位置が発光体Ｌ１よりもかなり高い位置にあったとする。この場合、被検者がカメラ４を見下ろす状態になるので、図２（ｂ）に示したような瞼のかぶりが発生することが多い。即ち、図３（ｂ）の右側に示したような映像２０が撮影されてしまう。これでは、取得したアイリスデータが個人を特定するための充分な特徴量を有していないことが多い。特徴量というのは、アイリス符号に符号化されたデータの情報量のことである。
【００１７】
そこで、この発明では、図３（ｃ）に示すように、複数の発光体Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を設ける。そして、撮影に失敗したと判断したときは、最初に発光させた発光体よりも高い位置にある発光体、例えばこの図で示す発光体Ｌ３を発光させ、この方向に被検者の視線を引き付ける。こうすれば、被検者の目２が瞼を大きく開く状態になり、図に示すように良好な画像が撮影できる。以下、この具体例の装置の動作を詳細に説明する。
【００１８】
図４は、具体例１の装置の動作を示すフローチャートである。
まず、図１に示す被検者１が操作部７を操作して、自己の識別コードを入力する。これによって、制御部５がカメラ４を制御し、被検者１の撮影を開始する。このとき、例えば図１に示す発光体Ｌ１の点滅を開始させる。この発光体Ｌ１の高さは最も標準的な身長に合わせ、アイリスデータ取得成功率の高い場所に設定しておく。撮影した目の映像は、データ処理回路６に転送され、ここで図２を用いて説明したように、映像の切出しを行い、符号化によってアイリスデータを得る。
【００１９】
次に、操作部７から入力された被検者１の識別コードを用いて、データベース８から予め被検者１の登録したアイリスデータを読み出す。データ処理回路６は、この登録したアイリスデータと今取得したアイリスデータとを比較し、被検者１が識別コードによって指定されたものと一致するかどうかの判断を行う。アイリスデータが一致すれば本人であるという結論を制御部５に伝える。制御部５は、図示しない、例えばドア開閉機構等を制御し、被検者１の入室やゲート通過等を許容する。
【００２０】
図４において、ステップＳ１で、発光体Ｌ１を点灯させ、ステップＳ２で、上記のような照合処理を行い、ステップＳ３で、発光体Ｌ１を消灯させた後、アイリスデータの照合処理が終了したかどうかを判断する。照合に成功した場合には、これで処理を終了するが、失敗した場合、即ち、図３（ｂ）に示すような状態で目の映像を撮影してしまった場合には、次の２回目の照合に進む。
【００２１】
即ち、ステップＳ５において、発光体Ｌ２の点滅を開始し、ステップＳ６において、上記と同様の照合動作を開始する。ステップＳ７では、その発光体Ｌ２を消灯し、ステップＳ８で、照合に成功したかどうかを判断する。こうして、最初に点滅させた発光体より上方にある発光体を点滅させ、再度目の映像の撮影を行う。これで成功すれば処理を終了するが、失敗した場合には３回目の照合に進む。
【００２２】
３回目では、一番上の発光体Ｌ３を点滅させ（ステップＳ９）、照合動作を開始する（ステップＳ１０）。そして、その後、ステップＳ１１で、発光体Ｌ３を消灯する。こうした処理を繰り返すことによって、被検者はより高い場所の発光体に視線を向け、より広く瞼を開くため、良好なアイリスデータの取得が可能になる。
【００２３】
次に、取得したアイリスデータの評価について説明を行う。
まず、最も単純な方法は、図１に示すデータ処理回路６が取得したアイリスデータを用いて、データベース８に登録されたアイリスデータと比較し、照合に失敗したとき、本人でないと判断する前にアイリスデータの取得失敗と判断する。そして、図４に示すような要領で再撮影を行い、アイリスデータの照合を繰り返す。数回の照合によってもなお照合に失敗した場合には、本人でないと判断する。
【００２４】
しかしながら、この方法の場合、もし、被検者が本人でない場合、瞼が十分に開いており、良好なアイリスデータが取得できて、本人でないという正しい判断結果が得られても、再撮影と照合を繰り返すというケースが生じ得る。そこで、瞼のかぶり量を判定することによって、撮影した映像そのものの可否を評価して、必要な場合にのみ再撮影をすることができる方法を説明する。
【００２５】
再び図２に戻って、図２（ａ）と（ｂ）とを比較する。
データ処理回路６は、アイリスデータを取得する場合に、黒目１６の部分を周りの画像から切り出し、瞳孔１７の部分を除外して、破線１８に沿って環状にイメージデータを切り出す。このとき、図２（ｂ）に示すように、瞼１５がかぶっていると、瞼１５の部分を除外したイメージデータを切り出す。
【００２６】
このとき、切り出した黒目１６の部分の映像が真円でないという情報が得られる。また、真円との面積比を求めて、瞼のかぶり量を定量的に検出できる。これを所定の閾値と比較すれば、瞼のかぶり量が大きくて、アイリスデータを取得できないような状態かどうかが評価できる。また、アイリスデータの照合前に再撮影の要否を判断できるので、応答も早くなる。即ち、こうした処理によって、速やかにカメラによる再撮影の指示ができ、再撮影を繰り返したとしても、全体としてアイリスデータ照合結果を得るまでの時間の短縮化ができる。
【００２７】
〈具体例１の効果〉
目の映像を撮影し、アイリスデータの照合に失敗した場合、あるいは瞼のかぶり量が大きく、照合に不十分な撮影になった場合、複数の発光体のうちの別の発光体を発光させて、再撮影を行うので、再撮影により良好な映像が取得できる率が高まり、照合時間が短縮化される。
【００２８】
なお、上記のような目的から、発光体はカメラの周辺の様々な位置に配置して、その都度異なる場所の発光体を発光させて再撮影を行う。従って、発光体の数は任意であり、配置も点灯させる順も実験等により自由に最適化することができる。
【００２９】
図５に、具体例１の装置の動作（その２）を示す。
図に示すように、初めに発光体Ｌ１の点滅を開始し、照合動作を始め、発光体Ｌ１を消灯させた後、照合が成功したかどうかを判断する（ステップＳ１〜Ｓ４）。これらの処理は、図４を用いて説明したものと全く同様である。ここで、ステップＳ５において、既に説明した瞼のかぶり量が非常に大きいかどうかを判断する。瞼のかぶり量が大きいということは、背の高い被検者が発光体を見下ろしているような状態であると判断する。このときは、ステップＳ１３に進む。
【００３０】
そうでない場合には、ステップＳ６に進む。このときのステップＳ６〜ステップＳ９の処理では、発光体Ｌ２を点滅させて、アイリスデータを取得する。これで失敗した場合には、ステップＳ１０〜Ｓ１２の処理によって、発光体Ｌ３を点滅させてアイリスデータを取得する。これらの手順は、図４のステップＳ５以降と同様である。
【００３１】
一方、瞼のかぶり量が大きい場合には、初めに点滅させた発光体のすぐ上にある発光体ではなく、ここでは最も高い場所にある発光体を先に点滅させる。即ち、２回目の照合と３回目の照合について、これまでとは逆の順序で発光体を選択して点滅させる。これによって、背の高い被検者の場合、適切な発光体の選択を速やかに行うことが可能になる。従って、図１に示した場合の処理に比べて速く、正常なアイリスデータの取得が可能になる。
【００３２】
〈具体例２〉
上記のように、一般には下を向くほど瞼のかぶり量が増える傾向がある。従って、被検者の目の高さかあるいはその目の高さよりもやや上の位置にある発光体を点滅させるのが最も好ましいと言える。このためには、被検者の身長を知ることが望ましい。しかも、被検者の目の映像を撮影する前にその身長を検出していれば、最初から最適位置の発光体を発光させて、再撮影を防止できる。この具体例では、図６に示すような身長センサを使用する。
【００３３】
図６（ａ）、（ｂ）には、身長センサの説明図を示す。
この図に示すように、被検者１のアイリスデータを取得するための装置には、この図に示すように、投光器２２と受光器２３を設ける。これは、例えば発光素子と受光素子等の組み合わせにより構成され、この間に被検者１が立った場合に、遮られる光の量によって被検者１の背の高さを検出するものである。
【００３４】
こうした装置の具体的な構成は従来よりよく知られているため説明を省略する。その出力を図１に示した制御部５に取り込む。これによって、被検者１の背の高さを定量的に検出する。制御部５は、被検者の背の高さに応じて最適な発光体を点灯させるように制御する。なお、この場合の身長の測定は、どの発光体を発光させればよいかという選択に用いるためであるから、正確性はさほど必要ない。即ち、背が低いか、中位か、高いかという程度の測定でも構わない。従って、身長センサ自身はかなり簡単な構成のもので十分である。
【００３５】
図７には、具体例２の動作フローチャートを示す。
この図に示すように、まず最初にステップＳ１において、被検者の身長の測定を行う。次に、ステップＳ２において、その身長に応じた発光体の選択を行う。更に、ステップＳ３において、発光体の点滅を開始し、ステップＳ４において、照合動作を開始する。そして、ステップＳ５で、発光体の消灯を行う。このように適切な発光体を最初に選択すれば、上記のような撮影の失敗はなくなり、１回で撮影に成功する確率が高くなる。もちろん、ここで照合に失敗した場合には、具体例１のような制御により再撮影をすればよい。また、数回の撮影により選られた映像やアイリスデータを合成して、本人確認に十分な映像やアイリスデータを得るようにしてもよい。
【００３６】
なお、身長の測定に必ずしも上記のようなセンサを用いる必要はない。例えば、データベースに被検者の身長も保存しておけば、被検者が識別コードを操作部７を操作して入力したときに、身長を示すデータをデータベース８から取り出すことができる。そのデータをもとに、その身長に応じた発光体を選択するとよい。これによって、身長センサの機構が不要になり、装置自身のコストも安くなる。
【００３７】
〈具体例２の効果〉
被検者の身長をセンサ等によって検出し、その身長に応じた発光体を選択して発光させるので、被検者の瞼のかぶりを防止し、良好な目の映像を撮影してアイリスデータが取得できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるアイリスデータ取得装置のブロック図である。
【図２】瞼のかぶり量説明図である。
【図３】視線の角度と瞼の関係説明図である。
【図４】具体例１の装置の動作フローチャート（その１）である。
【図５】具体例１の装置の動作フローチャート（その２）である。
【図６】身長センサの説明図である。
【図７】具体例２の動作フローチャートである。
【符号の説明】
１被検者
２目
３アイリスデータ取得装置
４カメラ
５制御部
６データ処理回路
７操作部
８データベース
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３発光体

Claims

被検者の目の映像を撮影するカメラと、
このカメラの撮影した映像中から、目の中のアイリスの模様に基づいて個人を特定可能なアイリスデータを取得するデータ処理回路と、
前記カメラの周辺に高さを違えて配置され、前記被検者の目の映像撮影時に、被検者の視線を誘導する複数の発光体とを備え、
前記複数の発光体のうちのいずれかの高さにある発光体を選択的に発光させて、前記カメラによって被検者の目の映像を撮影し、
前記データ処理回路によって、カメラの撮影した映像中から取得したアイリスデータが個人を特定するための充分な特徴量を有しているのかを判断し、
取得したアイリスデータが個人を特定するための充分な特徴量を有していない場合には、前記発光させた発光体よりも高い位置にある発光体を選択的に発光させて、前記カメラが再度撮影を行うことを特徴とするアイリスデータ取得装置。
被検者の目の映像を撮影するカメラと、
このカメラの撮影した映像の目の中の環状のアイリスから模様を有するアイリスデータを取得するデータ処理回路と、
前記カメラの周辺に高さを違えて配置され、前記被検者の目の映像撮影時に、被検者の視線を誘導する複数の発光体とを備え、
前記複数の発光体のうちのいずれかの高さにある発光体を選択的に発光させて、前記カメラによって被検者の目の映像を撮影し、
前記データ処理回路によって撮影した目の環状のアイリスの全面積と前記取得したアイリスデータの面積との比を瞼のかぶり量として求め、
該瞼のかぶり量が所定の閾値より大きいと前記発光させた発光体よりも高い位置の発光体を選択的に発光させて、前記カメラが再度撮影を行うことを特徴とするアイリスデータ取得装置。
請求項１または２に記載のアイリスデータ取得装置において、
前記高い位置の発光体は、
被検者の目の位置よりも高い位置に配されていることを特徴とするアイリスデータ取得装置。
被検者の目の映像を撮影するカメラと、
このカメラの撮影した映像中から、目の中のアイリスの模様に基づいて個人を特定可能なアイリスデータを取得するデータ処理回路と、
前記カメラの周辺に高さを違えて配置され、前記被検者の目の映像撮影時に、被検者の視線を引き付ける複数の発光体とを備え、
被検者の身長を測定する身長センサを設けて、その身長センサの出力に従って、被検者の目の位置よりも高い位置にある発光体を選択的に発光させて、前記カメラが被検者の目の映像を撮影することを特徴とするアイリスデータ取得装置。
被検者の目の映像を撮影するカメラと、
このカメラの撮影した映像中から、目の中のアイリスの模様に基づいて個人を特定可能なアイリスデータを取得するデータ処理回路と、
前記カメラの周辺に高さを違えて配置され、前記被検者の目の映像撮影時に、被検者の視線を引き付ける複数の発光体とを備え、
被検者の入力した識別コードによりデータベースを検索して、被検者の身長を示すデータを取得し、その身長を示すデータの内容に従って、被検者の目の位置よりも高い位置にある発光体を選択的に発光させて、前記カメラが被検者の目の映像を撮影することを特徴とするアイリスデータ取得装置。