(57)【要約】  【課題】認証対象者を斜めから撮影した画像を用いた虹彩認証を可能とし、認証対象者が真っ直ぐ通行可能にして、利便性を向上できる虹彩認証装置を提供する。  【解決手段】画像入力部５は、進行経路Ｐに対して斜め方向から認証対象者Ａを撮影した対象画像を入力する。画像切出部１５は、対象画像から目領域画像を切り出す。第１歪み補正部１７は、目領域画像の歪みをカメラの撮影角度θに基づいて補正して第１補正画像を生成する。第１歪み補正部１７は、撮影角度θに応じて目領域画像を水平方向に拡大する。第２歪み補正部２５は、虹彩及び瞳孔の位置関係に基づいて第１補正画像を補正して第２補正画像を生成する。第２歪み補正部２５は、虹彩中心と瞳孔中心を近づける。照合部２９は、第２補正画像を用いて虹彩認証の照合を行う。【選択図】  図１
2010134735.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
認証対象者の進行経路に対して斜め方向に配置されたカメラから前記認証対象者を撮影した対象画像を入力する画像入力部と、
前記対象画像から目領域画像を切り出す画像切出部と、
前記目領域画像の歪みを前記進行経路に対する前記カメラの撮影角度に基づいて補正して第１補正画像を生成する第１歪み補正部と、
前記第１歪み補正部により補正された前記第１補正画像を虹彩及び瞳孔の位置関係に基づいて補正して第２補正画像を生成する第２歪み補正部と、
前記第２歪み補正部により補正された前記第２補正画像を用いて虹彩認証の照合を行う照合部と、
を備えたことを特徴とする虹彩認証装置。
【請求項２】
前記第１歪み補正部は、前記進行経路に対する撮影方向の水平方向の撮影角度に応じて前記目領域画像を水平方向に拡大することを特徴とする請求項１に記載の虹彩認証装置。
【請求項３】
前記第１歪み補正部は、前記対象画像における目位置に応じて調整された補正量を用いて補正を行うことを特徴とする請求項２に記載の虹彩認証装置。
【請求項４】
前記第２歪み補正部は、虹彩中心と瞳孔中心を近づけるように前記第１補正画像を変形することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の虹彩認証装置。
【請求項５】
前記第２歪み補正部は、縦方向の瞳孔中心線で前記第１補正画像を分けたときに前記虹彩領域が水平方向に狭い側の前記第１補正画像を水平方向に拡大することにより、前記第２補正画像を生成することを特徴とする請求項４に記載の虹彩認証装置。
【請求項６】
前記第２歪み補正部は、前記虹彩領域が水平方向に広い側の前記第１補正画像を補正しないことを特徴とする請求項５に記載の虹彩認証装置。
【請求項７】
前記第２歪み補正部は、虹彩中心及び瞳孔中心が所定のずれた位置関係になるように前記第２補正画像を生成することを特徴とする請求項４乃至６のいずれかに記載の虹彩認証装置。
【請求項８】
前記第２歪み補正部は、虹彩中心及び瞳孔中心が複数の異なる位置関係になるように複数の第２補正画像を生成し、前記照合部が前記複数の第２補正画像の各々を用いて照合を行うことを特徴とする請求項４乃至６のいずれかに記載の虹彩認証装置。
【請求項９】
前記照合部の照合に使われる登録者の登録虹彩情報を記憶する登録虹彩情報記憶部を有し、
前記第２歪み補正部は、前記登録候補者の前記虹彩中心及び前記瞳孔中心の位置関係と一致するように前記第２補正画像を生成することを特徴とする請求項４乃至６のいずれかに記載の虹彩認証装置。
【請求項１０】
前記第１歪み補正部により補正された前記第１補正画像から虹彩領域及び瞳孔領域が適正に検出されないときに、前記第１歪み補正部へのフィードバックにより、前記第１歪み補正部が補正量を変更して再度歪み補正を行うことを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の虹彩認証装置。
【請求項１１】
前記照合部が前記第２歪み補正部により補正された前記第２補正画像を用いた照合処理にて認証に失敗した場合に、前記第２歪み補正部へのフィードバックにより、前記第２歪み補正部が補正量を変更して再度歪み補正を行うことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の虹彩認証装置。
【請求項１２】
前記対象画像が撮影されたときの前記認証対象者の位置情報を検出する対象位置検出部を有し、前記第１歪み補正部は、前記位置情報に基づいて前記目領域画像を補正することを特徴とする請求項１乃至１１に記載の虹彩認証装置。
【請求項１３】
前記照合部の照合に使われる複数の登録者の登録虹彩情報を記憶する登録虹彩情報記憶部と、
前記照合部の照合結果に基づいて、前記複数の登録者から少なくとも一の照合候補者を抽出する候補抽出部とを備え、
前記第２歪み補正部は、前記虹彩中心と前記瞳孔中心が所定の基準位置関係になるように前記第１補正画像を補正して、候補抽出基準の第２補正画像を生成し、
前記照合部が、前記候補抽出基準の第２補正画像を前記虹彩情報記憶部に記憶された前記登録虹彩情報と照合し、
前記候補抽出部が、前記候補抽出基準の第２補正画像の照合結果に基づいて前記照合候補者を抽出し、
前記第２歪み補正部が、前記照合候補者の前記虹彩中心及び前記瞳孔中心の位置関係と一致するように前記第１補正画像を補正して本照合のための第２補正画像を生成し、
前記照合部が、前記本照合のための第２補正画像を前記照合候補者の登録虹彩情報と照合することを特徴とする請求項４乃至６のいずれかに記載の虹彩認証装置。
【請求項１４】
認証対象者を進行経路に対して斜め方向に配置されたカメラから撮影した対象画像を入力し、
前記対象画像から目領域画像を切り出し、
前記目領域画像の歪みを前記進行経路に対する前記カメラの撮影角度に基づいて補正して第１補正画像を生成し、
前記第１補正画像を虹彩及び瞳孔の位置関係に基づいて補正して第２補正画像を生成し、
前記第２補正画像を用いて虹彩認証の照合を行うことを特徴とする虹彩認証方法。
【請求項１５】
コンピュータに虹彩認証を行わせる虹彩認証プログラムであって、
認証対象者を進行経路に対して斜め方向に配置されたカメラから撮影した対象画像を入力し、
前記対象画像から目領域画像を切り出し、
前記目領域画像の歪みを前記進行経路に対する前記カメラの撮影角度に基づいて補正して第１補正画像を生成し、
前記第１補正画像を虹彩及び瞳孔の位置関係に基づいて補正して第２補正画像を生成し、
前記第２補正画像を用いて虹彩認証の照合を行う処理を前記コンピュータに実行させることを特徴とする虹彩認証プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、虹彩認証装置に関し、特に、ウォークスルータイプの虹彩認証装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、生体認証技術の一つとして虹彩認証装置が用いられている。従来の一般的な虹彩認証装置では、認証対象者が静止した状態で虹彩が撮影される。そして、虹彩画像が、データベースに登録された登録者の虹彩画像と比較される。しかし、従来の虹彩認証装置では、認証対象者が撮影時に静止しなくてはならないので、認証作業が面倒である。
【０００３】
そこで、認証作業をより簡単にするために、認証対象者が静止せずとも虹彩認証を可能にするウォークスルータイプの虹彩認証装置が提案されている。この種の虹彩認証装置では、歩き続ける認証対象者をカメラが撮影する。そして、撮影画像から虹彩画像が抽出され、虹彩画像が登録画像と照合される（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
従来の虹彩認証装置は、虹彩を正面から撮影した画像を用いるように構成されている。ウォークスルータイプの虹彩認証装置においても、カメラは遠方でもよいが正面に配置される必要がある。そのため、認証対象者の進行経路は、少なくとも一部の区間でカメラを向くように設定される。
【０００５】
図１３の例では、ドアの脇にカメラが設置されている。認証対象者の進行経路は、入口に真直ぐ向かう経路から一旦逸れ、カメラに向かって進み、それから入口の方へ再度向きを変えている。別の例では、入口の向こう側にカメラが配置される。この場合、認証対象者の進行経路は、入口を通過するまで真直ぐ進み、入口通過後にカメラの手前で屈曲する。
【特許文献１】特表２００７−５０４５６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来のウォークスルータイプの虹彩認証装置においては、上記のように認証対象者を正面から撮影する必要があり、そのために進行経路が制約され、進行経路を屈曲させる必要があり、認証対象者にとって煩わしく、利便性が低いという問題があった。
【０００７】
また、図１３のように次々と人が現れる場合に、カメラの視界では、後ろの人が前の人の影に隠れてしまう。前の人の認証が終わってカメラの視界から外れるまで、後ろの人はカメラに撮影されない。そのため、後ろの人が前の人の認証を待たなければならず、認証待ちの列が生じてしまい、認証に時間がかかる可能性がある。この点でも従来の虹彩認証装置は認証対象者にとって煩わしく、利便性が低かった。
【０００８】
上記のような問題を解決するためには、認証対象者を斜めから撮影した画像を用いた虹彩認証を可能にすることが望まれる。しかし、この場合は画像に歪みが生じ、認証精度が低下してしまう。
【０００９】
本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、その目的は、認証対象者を斜めから撮影した画像を用いた場合でも、画像の歪みによる認証精度の低下を防ぐことができ、虹彩認証を可能にでき、利便性を向上した虹彩認証装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の虹彩認証装置は、認証対象者の進行経路に対して斜め方向に配置されたカメラから前記認証対象者を撮影した対象画像を入力する画像入力部と、前記対象画像から目領域画像を切り出す画像切出部と、前記目領域画像の歪みを前記進行経路に対する前記カメラの撮影角度に基づいて補正して第１補正画像を生成する第１歪み補正部と、前記第１歪み補正部により補正された前記第１補正画像を虹彩及び瞳孔の位置関係に基づいて補正して第２補正画像を生成する第２歪み補正部と、前記第２歪み補正部により補正された前記第２補正画像を用いて虹彩認証の照合を行う照合部とを備えている。
【００１１】
この構成により、認証対象者が斜め方向から撮影され、そして、目領域画像の歪みを撮影角度に基づいて補正することにより第１補正画像が生成され、さらに、第１補正画像を虹彩及び瞳孔の位置関係に基づいて補正することにより第２補正画像が生成され、第２補正画像を用いて照合が行われる。撮影角度に基づいて補正された第１補正画像では、虹彩に対して瞳孔が偏っており、虹彩内のパターンの歪みが残っている。そこで、本発明は、虹彩と瞳孔の位置関係に基づいて第１補正画像を更に補正して、虹彩内のパターンの歪みを低減した第２補正画像を生成し、第２補正画像を用いて照合を行う。これにより、認証対象者を斜めから撮影した画像を用いた場合でも、画像の歪みによる認証精度の低下を防ぐことができ、虹彩認証を可能にでき、利便性を向上できる。
【００１２】
また、本発明の虹彩認証装置において、前記第１歪み補正部は、前記進行経路に対する撮影方向の水平方向の撮影角度に応じて前記目領域画像を水平方向に拡大する。
【００１３】
この構成により、認証対象者を斜めから撮影したことによる虹彩形状及び瞳孔形状の水平方向の歪みを好適に補正でき、これにより、虹彩領域及び瞳孔領域の正確な検出も可能となる。
【００１４】
また、本発明の虹彩認証装置において、前記第１歪み補正部は、前記対象画像における目位置に応じて調整された補正量を用いて補正を行う。
【００１５】
この構成により、画像中の目位置によるカメラと目の位置関係の変化も考慮して補正を行うことができ、虹彩形状及び瞳孔形状の歪みを更に好適に補正できる。
【００１６】
また、本発明の虹彩認証装置において、前記第２歪み補正部は、虹彩中心と瞳孔中心を近づけるように前記第１補正画像を変形する。
【００１７】
この構成により、虹彩中心と瞳孔中心が近づけられ、虹彩のパターンの歪みが好適に補正される。すなわち、人間の目を斜めから撮影すると、虹彩全体及び瞳孔全体が歪むだけでなく、虹彩内で瞳孔の位置が偏り、虹彩内のパターンが歪む。このパターン歪みは、撮影角度に基づく第１補正画像では解消されていない。本発明は、虹彩中心と瞳孔中心を近づけることにより、虹彩内のパターンの歪みを好適に補正でき、これにより高い認証精度が得られる。
【００１８】
また、本発明の虹彩認証装置において、前記第２歪み補正部は、縦方向の瞳孔中心線で前記第１補正画像を分けたときに前記虹彩領域が水平方向に狭い側の前記第１補正画像を水平方向に拡大することにより、前記第２補正画像を生成する。
【００１９】
この構成により、瞳孔中心に対して両側の虹彩領域の大きさを近づけることができ、瞳孔中心と虹彩中心を好適に近づけることができる。この構成によれば、比較的簡単な処理で好適に虹彩パターンの歪みを低減できる。
【００２０】
また、本発明の虹彩認証装置において、前記第２歪み補正部は、前記虹彩領域が水平方向に広い側の前記第１補正画像を補正しない。
【００２１】
この構成により、瞳孔中心に対して広い側の虹彩領域を補正しないので、処理が更に簡単になる。
【００２２】
また、本発明の虹彩認証装置において、前記第２歪み補正部は、虹彩中心及び瞳孔中心が所定のずれた位置関係になるように前記第２補正画像を生成する。
【００２３】
この構成により、虹彩中心と瞳孔中心を近づけるが、完全に一致はさせず、両者のずれが残される。これにより、虹彩中心と瞳孔中心がずれているという人間の目の特性に応じた補正を行うことができ、補正がより正確になり、認証精度を向上できる。
【００２４】
また、本発明の虹彩認証装置において、前記第２歪み補正部は、虹彩中心及び瞳孔中心が複数の異なる位置関係になるように複数の第２補正画像を生成し、前記照合部が前記複数の第２補正画像の各々を用いて照合を行う。
【００２５】
この構成により、虹彩中心と瞳孔中心のずれ量が異なる複数の画像を用いて照合を行うことができる。したがって、虹彩中心と瞳孔中心がずれているという人間の目の特性を考慮した認証を行うことができ、認証精度を向上できる。
【００２６】
また、本発明の虹彩認証装置は、前記照合部の照合に使われる登録者の登録虹彩情報を記憶する登録虹彩情報記憶部を有し、前記第２歪み補正部は、前記登録候補者の前記虹彩中心及び前記瞳孔中心の位置関係と一致するように前記第２補正画像を生成する。
【００２７】
この構成でも、虹彩中心と瞳孔中心がずれているという人間の目の特性を考慮した認証を行うことができる。特に、登録者の虹彩と瞳孔の実際のずれを用いて認証を行うことができ、認証精度を向上できる。
【００２８】
また、本発明の虹彩認証装置において、前記第１歪み補正部により補正された前記第１補正画像から虹彩領域及び瞳孔領域が適正に検出されないときに、前記第１歪み補正部へのフィードバックにより、前記第１歪み補正部が補正量を変更して再度歪み補正を行う。
【００２９】
この構成により、第１補正画像から虹彩領域及び瞳孔領域が適正に検出されないときに第１歪み補正部へ処理がフィードバックするので、虹彩領域及び瞳孔領域を適切に検出できる。
【００３０】
また、本発明の虹彩認証装置においては、前記照合部が前記第２歪み補正部により補正された前記第２補正画像を用いた照合処理にて認証に失敗した場合に、前記第２歪み補正部へのフィードバックにより、前記第２歪み補正部が補正量を変更して再度歪み補正を行う。
【００３１】
この構成により、認証失敗時に第２歪み補正部へ処理がフィードバックされ、補正量を変更して再度照合が行われる。登録者の認証に失敗したときでもフィードバックが行われる。したがって、非登録者を排除しつつ、登録者の認証をより確実に成功させることができ、認証能力を向上できる。また、このフィードバックは、虹彩中心と瞳孔中心のずれ量を変えながら複数の画像を用いて照合を繰り返す処理でよく、これにより、前述したような虹彩中心と瞳孔中心がずれているという人間の目の特性を考慮した認証を行うことができ、認証精度を向上できる。
【００３２】
また、本発明の虹彩認証装置は、前記対象画像が撮影されたときの前記認証対象者の位置情報を検出する対象位置検出部を有し、前記第１歪み補正部は、前記位置情報に基づいて前記目領域画像を補正する。
【００３３】
この構成により、対象画像が撮影されたときの認証対象者の位置情報に応じたカメラと目の配置関係の相違を考慮して第１補正画像を生成でき、補正をより正確に行える。
【００３４】
また、本発明の虹彩認証装置は、前記照合部の照合に使われる複数の登録者の登録虹彩情報を記憶する登録虹彩情報記憶部と、前記照合部の照合結果に基づいて、前記複数の登録者から少なくとも一の照合候補者を抽出する候補抽出部とを備え、前記第２歪み補正部は、前記虹彩中心と前記瞳孔中心が所定の基準位置関係になるように前記第１補正画像を補正して、候補抽出基準の第２補正画像を生成し、前記照合部が、前記候補抽出基準の第２補正画像を前記虹彩情報記憶部に記憶された前記登録虹彩情報と照合し、前記候補抽出部が、前記候補抽出基準の第２補正画像の照合結果に基づいて前記照合候補者を抽出し、前記第２歪み補正部が、前記照合候補者の前記虹彩中心及び前記瞳孔中心の位置関係と一致するように前記第１補正画像を補正して本照合のための第２補正画像を生成し、前記照合部が、前記本照合のための第２補正画像を前記照合候補者の登録虹彩情報と照合する。
【００３５】
この構成により、候補抽出のための補正及び照合が行われ、それから、候補抽出結果を用いた本認証のための補正及び照合が行われる。候補抽出段階では、虹彩中心と瞳孔中心が所定の基準位置関係になるように第１補正画像が補正されて、候補抽出基準の第２補正画像が生成される。候補抽出基準の第２補正画像を用いて照合が行われ、照合結果に基づいて照合候補者が抽出される。次に、照合候補者の虹彩中心及び瞳孔中心の位置関係と一致するように第１補正画像が再度補正されて、本照合のための第２補正画像が生成される。そして、本照合のための第２補正画像が照合候補者の登録虹彩情報と照合される。このような処理により、登録者の虹彩と瞳孔のずれ（位置関係）を用いて認証を行うことができ、認証精度を向上できる。また、まず照合候補者を抽出し、それから、照合候補者の虹彩と瞳孔の位置関係に基づいて本認証を行うことにより、効率よく処理を行うことができ、少ない演算量で高精度の認証を行い、認証能力を向上することができる。
【００３６】
また、本発明の別の態様は虹彩認証方法であり、この方法は、認証対象者を進行経路に対して斜め方向に配置されたカメラから撮影した対象画像を入力し、前記対象画像から目領域画像を切り出し、前記目領域画像の歪みを前記進行経路に対する前記カメラの撮影角度に基づいて補正して第１補正画像を生成し、前記第１補正画像を虹彩及び瞳孔の位置関係に基づいて補正して第２補正画像を生成し、前記第２補正画像を用いて虹彩認証の照合を行う。この態様によっても上述の本発明の利点が同様に得られる。
【００３７】
また、本発明の別の態様は、コンピュータに虹彩認証を行わせる虹彩認証プログラムであって、このプログラムは、認証対象者を進行経路に対して斜め方向に配置されたカメラから撮影した対象画像を入力し、前記対象画像から目領域画像を切り出し、前記目領域画像の歪みを前記進行経路に対する前記カメラの撮影角度に基づいて補正して第１補正画像を生成し、前記第１補正画像を虹彩及び瞳孔の位置関係に基づいて補正して第２補正画像を生成し、前記第２補正画像を用いて虹彩認証の照合を行う処理を前記コンピュータに実行させる。この態様によっても上述の本発明の利点が同様に得られる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明は、上記のように、目領域画像の歪みを撮影角度に基づいて補正することにより第１補正画像を生成し、さらに、第１補正画像を虹彩及び瞳孔の位置関係に基づいて補正することにより第２補正画像を生成し、第２補正画像を用いて照合を行う。このような構成により、本発明は、認証対象者を斜めから撮影した画像を用いた場合でも、画像の歪みによる認証精度の低下を防ぐことができ、虹彩認証を可能にでき、利便性を向上できる虹彩認証装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下、本発明の実施の形態の虹彩認証装置について、図面を用いて説明する。
【００４０】
本発明の第１の実施の形態の虹彩認証装置を図１〜図３に示す。図１は虹彩認証装置１のブロック図であり、図２及び図３は虹彩認証装置１の配置を示す図である。
【００４１】
まず、図２を参照すると、本実施の形態では、虹彩認証装置１が、自動ドアＡＤの脇に配置されており、自動ドアＡＤの通過可否の認証に用いられる。認証対象者Ａ（以下、対象者Ａ）の進行経路Ｐは自動ドアＡＤに真っ直ぐ向かっており、対象者Ａは進行経路Ｐに沿って歩きながら認証を受けることができる。
【００４２】
図３は、虹彩認証装置１の撮像部３と進行経路Ｐの配置を示している。撮像部３は、対象者Ａの進行経路Ｐに対して斜め方向に配置され、斜め前方から撮影した対象画像を虹彩認証装置１に入力する。撮影角度θは、進行経路Ｐに対する撮影方向の角度である。
【００４３】
撮像部３は、虹彩カメラ部４１と照明部４３で構成される。虹彩カメラ部４１は、認証に利用可能な高解像度画像を生成する。虹彩カメラ部４１の撮影範囲（画角）は、例えば顔部（顔の一部でもよい）を撮影するように設定されている。
【００４４】
より詳細には、撮像部３は、複数の虹彩カメラ部４１と一つの広角カメラ（図示せず）とを有してよく、広角カメラは距離センサと共に設けられてよい。複数の虹彩カメラ部４１は、縦方向に配列されている。広角カメラの画角は虹彩カメラ部４１の画角より大幅に広く、例えば対象者Ａの上半身に相当する。広角カメラの画像を処理することにより、認証に使用されるべき虹彩カメラ部４１が選択される。そして、距離検出結果に基づき、対象者Ａが適当な位置に達したときに、選択された虹彩カメラ部４１が対象者Ａを撮影する。こうした構成により、対象者Ａの身長に拘わらず適当な撮影画像が得られる。
【００４５】
本実施の形態は、撮像部３が対象者Ａの目と概ね同じ高さに設置されているものとし、水平方向の補正を行う。したがって、図３の撮影角度θも、進行経路Ｐに対する撮影方向の水平方向の角度とする。ただし、本発明の範囲内で、撮像部３が対象者Ａを垂直方向（縦方向）に斜めから、すなわち斜め上方又は斜め下方から撮影してもよい。撮像部３は、水平方向及び垂直方向の両方向に斜めから対象者Ａを撮影してもよい。これらの場合に、垂直方向の補正も行われてよい。垂直方向の補正は、向きの違いを除き、水平方向の補正と同様の構成及び同様の処理によって行われてよい。
【００４６】
次に、図１を参照し、虹彩認証装置１の構成を説明する。図１に示すように、虹彩認証装置１は、撮像部３と、撮像部３で撮像された対象画像を入力する画像入力部５と、対象画像を処理して認証を行う認証処理部７と、認証結果を表示する表示部９とを有する。
【００４７】
認証処理部７は、概略的には、入力された対象画像から目領域画像を切り出し、目領域画像に歪み補正処理を施し、補正後の画像を用いて照合を行うように構成されている。認証処理部７は、２段階の歪み補正処理を行うように構成され、第１段階は、目領域画像の歪みを撮像部３の撮影角度に基づいて補正して第１補正画像を生成し、第２段階は、第１補正画像から検出した虹彩及び瞳孔の位置関係に基づいて第１補正画像を補正して第２補正画像を生成する。補正処理ではアフィン変換が行われる。以下、認証処理部７の構成をより詳細に説明する。
【００４８】
認証処理部７は、対象画像が認証に必要な画質を有するか否かを判定する画質判定部１１と、対象画像における目位置を検出する目位置検出部１３と、対象画像から目領域画像を切り出す画像切出部１５と、対象画像に対して第１の歪み補正処理を施して第１補正画像を生成する第１歪み補正部１７と、第１歪み補正部１７での補正処理に使用される第１補正量を記憶する第１補正量記憶部１９とを有する。第１歪み補正部１７は、撮影角度θと、目位置検出部１５により検出された目位置とに基づいて、目領域画像の歪みを補正する。
【００４９】
認証処理部７は、更に、第１歪み補正部１７により補正された第１補正画像から虹彩及び瞳孔を検出する虹彩／瞳孔情報検出部２１と、虹彩及び瞳孔の検出結果から第２の歪み補正のための補正量を算出する第２補正量計算部２３と、第２補正量計算部２３により算出された補正量を用いて第１補正画像を補正する第２歪み補正部２５とを有する。第２歪み補正部２５は、虹彩及び瞳孔の位置関係に基づいて第１補正画像を補正して第２補正画像を生成する。
【００５０】
認証処理部７は上記の構成により得られた第２補正画像を用いて照合処理を行うように構成されている。照合のための構成として、認証処理部７は、虹彩情報抽出部２７、照合部２９及び登録虹彩情報記憶部３１を有する。虹彩情報抽出部２７が、第２補正画像から虹彩情報を抽出する。登録虹彩情報記憶部３１は、複数の登録者の登録虹彩情報を記憶している。照合部２９は、複数の登録虹彩情報の各々を対象者Ａの虹彩情報と比較する。対象者Ａの虹彩情報と一致する登録虹彩情報が登録されていれば、認証が成功する。一致する登録虹彩情報が無ければ、認証に失敗する。認証結果は表示部９に表示される。また出力部３３は、認証結果を利用する機器、この例では自動ドアＡＤへと認証結果を通信等により出力する構成である。
【００５１】
次に、認証処理部７による目領域画像の切出し処理及び本実施の形態の２段階の歪み補正処理について詳細に説明する。
【００５２】
図４を参照すると、対象画像は、虹彩カメラ部４１（図３）により撮影された高解像度画像であり、図の例では顔画像である。対象画像から目位置検出部１３により目位置が検出される。画像切出部１５は、目位置検出部１３により検出された目位置における所定範囲の画像を切り出す。目領域画像は例えばＶＧＡ画像である。目位置検出部１３は、テンプレートマッチング等の円形状に依存しない処理により実現可能であり、したがって補正前の歪んだ画像からでも目位置を検出できる。
【００５３】
図５は、第１歪み補正部１７による第１段階の歪み補正処理を示している。本実施の形態では、撮影方向が対象者Ａの斜め前方なので、目領域画像が実際の目より水平方向に縮小され、その結果、虹彩及び瞳孔が本来の円形と比べて縦方向に長い楕円形を有している。水平方向の縮小量は、撮影角度θに対応する。そこで、第１歪み補正部１７は、撮影角度θに応じて目領域画像を水平方向に拡大する。具体的には、目領域画像が水平方向に（１／ｃｏｓθ）の拡大率で拡大されてよい。
【００５４】
本実施の形態において、第１歪み補正部１７は、上記の撮影角度θに加えて、対象画像における目位置をも考慮した補正処理を行う。対象画像中の目位置によって、撮像部３（虹彩カメラ部４１）と目の位置関係が微小に異なり、最適な補正量も異なる。そこで、対象画像中の目位置に応じて、上記の補正量（１／ｃｏｓθ）が調整される。この調整された補正量が第１歪み補正部１７により用いられる。
【００５５】
具体的構成としては、第１補正量記憶部１９が、複数の目位置にそれぞれ対応する複数補正量を記憶している。各補正量は、撮影角度θと各目位置を考慮した適切な値である。第１歪み補正部１７は、第１補正量記憶部１９を参照し、画像切出部１５により検出された目位置に対応する補正量を求め、求められた補正量を使って補正を行う。
【００５６】
第１補正量記憶部１９は、目位置に対応する補正量をテーブル形式で記憶していてよい。第１補正量記憶部１９は、互いに離れた複数の代表的な目位置の補正量を記憶していてもよい。この場合、代表的な目位置以外の目位置については、補間により補正量が求められてよい。また、第１補正量記憶部１９は、顔面上の目の角度も考慮した補正量を記憶していてよい。また、第１補正量記憶部１９は、補正量そのものの代わりに、調整量（例えば調整率）を記憶していてもよい。この場合、撮影角度θに応じた基準補正量が、調整量を用いて調整される。調整量は、調整後の補正量と対応しており、したがって、この構成も、補正量を記憶する第１補正量記憶部１９に該当する。
【００５７】
以上に第１歪み補正部１７の補正処理について説明した。このような補正処理により、図５に示されるように、目領域画像の全体が水平方向に拡大され、その結果、虹彩の外形形状及び瞳孔の外形形状が縦長の楕円から、本来の円形に近づく。これにより、虹彩領域及び瞳孔領域の特定も略円形の領域として可能になる。
【００５８】
次に、第２歪み補正部２５の処理について説明する。第１の歪み補正部１７では上記のように虹彩及び瞳孔の形状が補正される。しかしながら、第１歪み補正部１７の処理だけでは補正が十分であり、虹彩のパターンの歪みが残る。ここでは、まず、虹彩のパターンの歪みについて説明し、続いて、そのパターン歪みを補正するための第２歪み補正部２５の処理について説明する。
【００５９】
人間の目を斜め方向から撮影した場合、図５の補正前の画像に示されるように、瞳孔が虹彩内で偏った位置に写る。より詳細に説明すると、実際の人間の目でも、虹彩中心と瞳孔中心は完全に一致しておらず、少しはずれている。しかし、斜め方向から撮影された画像では、虹彩中心と瞳孔中心のずれが実際のずれより大きくなる。そのため、瞳孔が虹彩内で偏った位置に写る。このような偏りは、虹彩内のパターンの歪みを生じさせる。
【００６０】
第１歪み補正部１７の処理では、目領域画像の全体が水平方向に拡大され、虹彩及び瞳孔の外形形状は補正される。しかしながら、図５の第１補正画像に示されるように、虹彩と瞳孔の偏りは残っており、虹彩内のパターンの歪みも解消されない。このような歪みが残っていると、認証精度が低下する。そこで、本実施の形態は、下記の第２段階の歪み補正によって虹彩内のパターンの歪みを解消する。
【００６１】
図６は、第２歪み補正部２５による補正処理を示す図である。補正処理の前に、虹彩／瞳孔情報検出部２１が、第１補正画像から虹彩及び瞳孔の情報を検出する。ここでは、虹彩及び瞳孔が円形の領域として検出され、そして、虹彩の中心位置及び半径、瞳孔の中心位置及び半径が検出される。第１段階の歪み補正で虹彩及び瞳孔の外形形状が円形に補正されているので、これら情報を正確に検出することができる。虹彩／瞳孔情報検出部２１の機能は、例えば、特許第３３０７９３６号公報に記載の技術により実現されてよい。
【００６２】
第２歪み補正部２５は、上記の検出情報に基づき、虹彩中心と瞳孔中心を近づけるように、すなわち虹彩と瞳孔の偏りを低減するように、第１補正画像を水平方向に変形する。この処理は、画像全体ではなく、一部を変形することにより実現される。図６に示されるように、瞳孔が虹彩内で偏った位置にあるので、縦方向の瞳孔中心線の両側では、虹彩領域の大きさが異なる。そこで、第２歪み補正部２５は、広い側の虹彩領域を変形することなく、狭い側の虹彩領域だけを変形する。これにより、瞳孔中心と虹彩中心が近づけられる。
【００６３】
本発明の範囲内で、虹彩中心と瞳孔中心が一致するように補正が行われてもよい。しかし、実際の人間の目では、虹彩中心と瞳孔中心がずれていることが知られている。このような特性を考慮し、虹彩中心と瞳孔中心の位置関係が適当にずれた位置関係になるように補正が好適に行われる。
【００６４】
上記の補正量（すなわち狭い側の拡大率）は、第２補正量計算部２３により、虹彩／瞳孔情報検出部２１の検出情報に基づいて計算される。そして、第２歪み補正部２５が、第２補正量計算部２３により算出された補正量を用いて、第１補正画像を補正する。図７及び図８は、補正量の計算処理を示している。
【００６５】
図７の例は、虹彩中心と瞳孔中心が一致するように補正を行うとした場合の補正量の計算処理を示している。図７では、図面を見やすくするために、虹彩と瞳孔のずれが誇張されている。虹彩の半径がＲであり、虹彩中心と瞳孔中心の距離がｄである。また、図中の瞳孔中心線Ｌは、瞳孔中心を通る垂直方向の線である。瞳孔中心線Ｌを中心として、片方の虹彩領域が他方の虹彩領域より狭い。前者が「狭い側の虹彩領域Ｎ」であり、後者が「広い側の虹彩領域Ｗ」である。
【００６６】
補正量Ｘは、前述したように、狭い側の虹彩領域Ｎの拡大率である。補正前、狭い側の虹彩領域Ｎの幅は、Ｒ−ｄである。この幅が、補正によってＲ＋ｄへ拡大される。したがって、補正量Ｘは、（Ｒ＋ｄ）／（Ｒ−ｄ）で表される。
【００６７】
図８の例は、虹彩中心と瞳孔中心が補正後もずれるようにするための補正量の計算処理を示している。補正後のずれ量はΔｄである。瞳孔中心より右側に虹彩中心がずれるとき、ずれ量Δｄが正であり、左側に虹彩中心がずれるとき、ずれ量Δｄが負である。この場合、補正前、「狭い側の虹彩領域Ｎ」の幅は、Ｒ−ｄである。この幅が、補正によって（Ｒ＋ｄ−２×Δｄ）へ拡大される。したがって、補正量Ｘは、（Ｒ＋ｄ−２×Δｄ）／（Ｒ−ｄ）で表される。
【００６８】
上記の例では、瞳孔中心線Ｌに対して狭い側の虹彩領域だけが変形された。しかし、本発明の処理は上記に限定されない。狭い側と広い側の両方が変形されてよい。すなわち、狭い側が拡大され、広い側が縮小されてよい。例えば、狭い側の拡大率がＲ／（Ｒ−ｄ）であり、広い側の縮小率がＲ／（Ｒ＋ｄ）でよい。これにより、補正後に虹彩中心と瞳孔中心が一致する。また、例えば、狭い側の拡大率が、（Ｒ−Δｄ）／（Ｒ−ｄ）であり、広い側の縮小率が（Ｒ＋Δｄ）／（Ｒ＋ｄ）でよい。これにより、補正後に虹彩中心と瞳孔中心がΔｄだけずれる。これらの補正処理では、補正前後の虹彩の全幅を維持することができる。
【００６９】
この例に見られるように、本発明の範囲内で、第２歪み補正部２５の補正処理は、補正後の画像を用いた認証を確実に行える範囲で適当に変形されてよい。ただし、図７及び図８の処理は、虹彩中心線Ｌの片側の画像のみを補正するので、処理量が少なく、有利である。
【００７０】
また、図８の例では、ずれ量Δｄが用いられた。ずれ量Δｄは、所定の固定された値であってよい。人間の目における標準的なずれ量Δｄが使用されてよく、この標準的なずれ量Δｄは統計的に求められた値であってよい。
【００７１】
また、複数の異なるずれ量Δｄが用いられてよい。この場合、それぞれのずれ量Δｄを用いて補正量が計算されてよく、それぞれの補正量を用いて第２補正画像が生成されてよい。そして、こうして得られる複数の第２補正画像のそれぞれを用いて照合が行われてよい。複数の異なるずれ量Δｄには、ずれ量“０”も含まれてよい。
【００７２】
また、本発明の範囲内で、第２歪み補正部２５は、登録虹彩情報記憶部３１に記憶された登録者の虹彩と瞳孔の実際の位置関係を取得し、取得した位置関係と一致するように第１補正画像を補正してよい。虹彩と瞳孔の位置関係は、登録者のＩＤ及び登録虹彩情報と関連づけて予め記憶されていてよい。また、位置関係は登録者の虹彩画像から算出されてもよい。このような処理により、登録者の虹彩と瞳孔の実際のずれを用いて認証を行うことができ、認証精度を向上できる。ただし、登録者全員のデータの各々と対応する第２補正画像を生成すると、処理量が増加する。処理量が膨大になるのを防ぐためには、後述する実施の形態で説明されるように、候補者を抽出することが好適である。
【００７３】
以上に第２歪み補正部２５による補正処理について説明した。次に、本実施の形態の２段階の歪み補正による認証能力の向上について説明する。
【００７４】
図９に示されるように、補正前の目領域画像では、形状が歪んでいるので、目領域画像を用いても認証は失敗する。第１歪み補正部１７による補正後の第１補正画像では、形状の歪みは低減されているが、虹彩パターンの歪みが残っている。そのため、第１補正画像を用いても認証が失敗する。これに対して、第２歪み補正部２５による補正後の第２補正画像では、虹彩パターンの歪みも低減されている。そして、第２補正画像を用いることにより照合が可能になり、認証が成功する。
【００７５】
以上に、本実施の形態に係る虹彩認証装置１の構成について詳細に説明した。次に、虹彩認証装置１の動作について説明する。虹彩認証装置１の撮像部３は、ユーザである対象者Ａが図２の進行経路Ｐに沿って進むときに、進行経路Ｐ上の所定の地点で対象者Ａを撮影して、対象画像を生成する。所定の地点への到達は距離センサを用いて検出されてよい。対象画像の信号は、画像入力部５により認証処理部７に入力される。
【００７６】
認証処理部７では、画質判定部１１により画質が判定され、目位置検出部１３により対象画像中の目位置が検出される。そして、画像切出部１５が、目位置の検出結果を基に目領域画像を切り出す。第１歪み補正部１７は、目位置検出部１３により検出された目位置に対応する補正量を第１補正量記憶部１９から読み出す。補正量は、前述の通り、撮影角度θ（図３）と目位置に応じた水平方向の拡大率である。補正量を用いて目領域画像が水平方向に拡大されて、第１補正画像が生成される。第１補正画像では、画像全体の水平方向の変形により、虹彩形状及び瞳孔形状が円形に補正される。
【００７７】
さらに、虹彩／瞳孔情報検出部２１が第１補正画像から虹彩及び瞳孔の情報を検出する。ここでは、虹彩の中心位置と半径が検出され、また、瞳孔の中心位置と半径が検出される。そして、図７及び図８を用いて説明したように、第２補正量計算部２３が虹彩及び瞳孔の情報から補正量を算出し、算出された補正量を用いて第２歪み補正部２５が第１補正画像を補正し、第２補正画像を生成する。ここでは、虹彩領域を瞳孔中心線Ｌで分けたときに狭い側の虹彩領域Ｎが、算出された補正量である拡大率を用いて拡大される。この２段階目の補正により、虹彩内のパターンの歪みが低減される。
【００７８】
そして、虹彩情報抽出部２７が第２補正画像から虹彩情報を抽出する。虹彩情報抽出部２７の機能は、例えば、特許第３３０７９３６号公報に記載の技術により実現されてよい。照合部２９は、登録虹彩情報記憶部３１に記憶された複数の登録虹彩情報の各々を対象者Ａの虹彩情報と比較し、一致するか否かを判定する。虹彩情報の一致の判定には、虹彩情報の類似の程度を表す照合度のパラメータが用いられる。照合度パラメータが高く、所定の一致判定基準を満たせば、２つの虹彩情報が一致すると判定される。照合度パラメータとしては、スコアを用いることができる。従来用いられているスコアは、２つの虹彩情報の不一致の大きさに応じて増減する値であり、したがって、照合度が高いほど（類似のレベルが高いほど）スコアが小さくなる。このスコアを用いる場合、スコアが所定のしきい値以下であれば、２つの虹彩情報が一致すると判定される。
【００７９】
照合部２９の照合処理の結果、対象者Ａの虹彩情報と一致する登録虹彩情報が登録されていれば、認証が成功する。一致する登録虹彩情報が登録されていなければ、認証は失敗する。認証結果は表示部９に表示される。また認証が成功すれば、認証成功の情報が出力部３３から自動ドアＡＤに出力され、自動ドアＡＤが開く。
【００８０】
以上に本発明の第１の実施の形態に係る虹彩認証装置１について説明した。本実施の形態によれば、対象者Ａが斜め方向から撮影され、そして、目領域画像の歪みを撮影角度に基づいて補正することにより第１補正画像が生成され、さらに、第１補正画像を虹彩及び瞳孔の位置関係に基づいて補正することにより第２補正画像が生成され、第２補正画像を用いて照合が行われる。撮影角度に基づいて補正された第１補正画像では、虹彩に対して瞳孔が偏っており、虹彩内のパターンの歪みが残っており、正確な照合が困難である。そこで、本発明は、虹彩と瞳孔の位置関係に基づいて第１補正画像を更に補正して、虹彩内のパターンの歪みを低減した第２補正画像を生成し、第２補正画像を用いて照合を行う。これにより、対象者Ａを斜めから撮影した画像を用いた場合でも、画像の歪みによる認証精度の低下を防ぐことができ、虹彩認証を可能にできる。
【００８１】
そして、本実施の形態により、斜めからの撮影による虹彩認証が可能になるので、進行経路の制約を低減でき、図２の例のように対象者Ａが真っ直ぐ通行可能になり、利便性を向上できる。
【００８２】
また、図２の例のように次々と対象者Ａが現れる場合にも本実施の形態は適している。本実施の形態では、斜め方向から対象者を撮影するので、カメラの視界において後の人が前の人に隠れない。したがって、前の人の認証が終わり視界から外れるのを待つ必要が無くなり、より短時間で認証が行われ、認証がスムーズになり、この点でも利便性を向上できる。
【００８３】
また、本実施の形態では、虹彩認証装置１が、目位置検出部１３により目位置を特定してから補正処理を行っている。これにより、補正処理の演算量を低減することができる。
【００８４】
さらに、本実施の形態では、第１段階の補正で虹彩領域と瞳孔領域の外形を補正し、虹彩領域と瞳孔領域を検出可能にしている。そして、第２段階の補正で、虹彩領域と瞳孔領域の検出結果を用いて虹彩のパターンの歪みを補正している。先に外形を補正し、次に外形補正結果を利用して虹彩内のパターンを補正しており、効率よく処理を行い、演算量を低減することができている。
【００８５】
また、本実施の形態では、第１歪み補正部１７が、進行経路に対する撮影方向の水平方向の撮影角度に応じて目領域画像を水平方向に拡大する。したがって、対象者Ａを斜めから撮影したことによる虹彩形状及び瞳孔形状の水平方向の歪みを好適に補正でき、これにより、虹彩領域及び瞳孔領域の正確な検出も可能となる。
【００８６】
また、本実施の形態において、第１歪み補正部１７は、対象画像における目位置に応じて補正量を調整している。これにより、画像中の目位置によるカメラと目の位置関係の変化も考慮して補正を行うことができ、虹彩形状及び瞳孔形状の歪みを更に好適に補正できる。
【００８７】
また、本実施の形態において、第２歪み補正部２５は、虹彩中心と瞳孔中心を近づけるように第１補正画像を水平方向に変形する。これにより、虹彩のパターンの歪みが好適に補正される。すなわち、人間の目を斜めから撮影すると、虹彩全体及び瞳孔全体が水平方向に歪むだけでなく、虹彩内で瞳孔の位置が水平方向に偏り、虹彩内のパターンが歪む。このパターン歪みは、撮影角度に基づく第１補正画像では解消されていない。本発明は、虹彩中心と瞳孔中心を近づけることにより、虹彩内のパターンの歪みを好適に補正でき、これにより高い認証精度が得られる。
【００８８】
また、本実施の形態において、第２歪み補正部２５は、縦方向の瞳孔中心線Ｌで第１補正画像を分けたときに虹彩領域が水平方向に狭い側の第１補正画像を水平方向に拡大することにより、第２補正画像を生成する。これにより、瞳孔中心に対して両側の虹彩領域の大きさを近づけることができ、瞳孔中心と虹彩中心を好適に近づけることができる。比較的簡単な処理で好適に虹彩パターンの歪みを低減できる。
【００８９】
また、本実施の形態において、第２歪み補正部２５は、虹彩領域が水平方向に広い側の第１補正画像を補正しておらず、これにより処理が更に簡単になる。
【００９０】
また、本実施の形態において、第２歪み補正部２５は、虹彩中心及び瞳孔中心が所定のずれた位置関係になるように第２補正画像を生成する。この処理では、虹彩中心と瞳孔中心を近づけるが、完全に一致はさせず、両者のずれが残される。これにより、虹彩中心と瞳孔中心がずれているという人間の目の特性に応じた補正を行うことができ、補正がより正確になり、認証精度を向上できる。
【００９１】
また、本実施の形態において、第２歪み補正部２５は、虹彩中心及び瞳孔中心が複数の異なる位置関係になるように複数の第２補正画像を生成してよく、照合部２９が複数の第２補正画像の各々を用いて照合を行ってよい。この構成も、虹彩中心と瞳孔中心がずれているという人間の目の特性を考慮した認証を行うことができ、認証精度を向上できる。
【００９２】
また、本実施の形態において、第２歪み補正部２５は、登録候補者の虹彩中心及び瞳孔中心の位置関係と一致するように第２補正画像を生成してよい。この構成も、虹彩中心と瞳孔中心がずれているという人間の目の特性を考慮した認証を行うことができる。特に、実際の登録者の虹彩と瞳孔のずれを用いて認証を行うことができ、認証精度を向上できる。
【００９３】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。本実施の形態では、第１の実施の形態で説明された第１段階の歪み補正にフィードバック処理が追加され、また、第２段階の歪み補正にもフィードバック処理が追加される。
【００９４】
図１０は、本実施の形態の虹彩認証装置の構成を示している。図１０において、虹彩認証装置５１は、図１と同様の構成に加えて、虹彩／瞳孔判定部５３及び照合判定部５５を有する。
【００９５】
虹彩／瞳孔判定部５３は、虹彩／瞳孔情報検出部２１により第１補正画像から虹彩領域及び瞳孔領域が適正に検出されたか否かを判定する。本実施の形態では、虹彩及び瞳孔が円形であることを前提として、画像から虹彩と瞳孔が検出される。第１歪み補正部１７は、水平方向の拡大により、虹彩形状と瞳孔形状の歪みを低減している。しかし、対象者Ａとカメラの配置、画像の状態等により、補正後の虹彩形状及び瞳孔形状が円形に十分に近似しないことがあり得る。このような場合に、虹彩領域及び瞳孔領域が適正に検出されないことがあり得る。
【００９６】
虹彩領域及び瞳孔領域が適正に検出されない場合、第１歪み補正部へ処理がフィードバックされ、第１歪み補正部１７が補正量を所定幅だけ変更して再度歪み補正を行う。虹彩領域及び瞳孔領域が適正に検出されたと虹彩／瞳孔判定部５３が判定したとき、第２歪み補正部２５による次の補正処理が行われる。
【００９７】
上記のフィードバック処理は、虹彩領域及び瞳孔領域が適正に検出されたと虹彩／瞳孔判定部５３が判定するまで繰り返される。適当な上限回数が設定され、上限回数に達しても適正な検出結果が得られない場合はエラー処理が行われてよい。
【００９８】
次に、第２段階の歪み補正に関するフィードバックについて説明する。照合判定部５５は、照合部２９が第２補正画像を用いた照合にて認証が失敗したか否かを判定する。照合部２９の照合処理では、第２補正画像から得られた虹彩情報が、登録虹彩情報記憶部３１の各々の登録虹彩情報と比較され、照合度のパラメータが算出される。所定の一致判定基準を満たす照合度パラメータが得られない場合、照合部２９は照合を行えず、照合判定部５５は認証失敗と判定する。照合度パラメータとしては、前述したように虹彩情報の不一致のレベル応じて増減するスコアが用いられてよい。この場合、全登録者の虹彩情報を用いたスコア計算にて、所定のしきい値以下のスコアが一つも得られなければ、認証が失敗したと判定される。
【００９９】
照合判定部５５が認証失敗と判定した場合、第２歪み補正部２５へ処理がフィードバックされ、第２歪み補正部２５が補正量を変更して再度歪み補正を行い、第２補正画像を再度生成し、照合部２９が再度照合を行う。
【０１００】
第２段階の歪み補正のフィードバックにも適当な上限回数が設定される。そして、上限回数に達しても認証が成功しない場合は、最終的に認証が失敗したと判定され、エラー処理が行われる。
【０１０１】
このような第２段階の歪み補正のフィードバックにより、非登録者を排除しつつ、適正登録者の認証をより確実に成功させることができる。すなわち、第２歪み補正部２５は、上述したように虹彩中のパターンを好適に補正する。しかし、人間の目の個人差や、画像の状態等により、第２歪み補正部２５が虹彩中のパターンを十分に補正できない場合があり得る。その場合に、対象者Ａが登録されているにも拘わらず、認証に失敗する可能性がある。そこで、本実施の形態では、フィードバック処理により、異なる補正量を用いて第２補正画像が生成され、再度照合が行われる。これにより、登録者の認証をより確実に行うことができる。一方で、対象者Ａが登録されていない場合、フィードバック処理が行われても、認証は失敗し続ける。このようにして、非登録者を排除しつつ、適正登録者の認証をより確実に成功させることができる。
【０１０２】
以上に本発明の第２の実施の形態について説明した。本実施の形態によれば、第１補正画像から虹彩領域及び瞳孔領域が適正に検出されないときに、第１歪み補正部１７へ処理がフィードバックする。したがって、虹彩領域及び瞳孔領域を適切に検出できる。
【０１０３】
また、本実施の形態によれば、認証失敗時に第２歪み補正部２５へ処理がフィードバックされ、補正量を変更して再度照合が行われる。これにより、非登録者を排除しつつ、登録者の認証をより確実に成功させることができ、認証能力を向上できる。
【０１０４】
また、第２段階の歪み補正についてのフィードバックは、虹彩中心と瞳孔中心のずれ量を変えながら複数の画像を用いて照合を繰り返す処理に相当する。したがって、この構成でも、虹彩中心と瞳孔中心がずれているという人間の目の特性を考慮した認証を行うことができ、認証精度を向上できる。
【０１０５】
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。本実施の形態は、撮影時の対象者Ａの位置情報を用いて第１歪み補正部１７の補正量を調整することで、第１歪み補正部１７の補正精度を向上する。
【０１０６】
図１１は、本実施の形態の虹彩認証装置を示している。本実施の形態では、虹彩認証装置６１が、図１の構成に加えて、広角画像入力部６３、距離情報入力部６５及び対象位置検出部６７を有する。
【０１０７】
撮像部３には、第１の実施の形態で説明したように、虹彩カメラ部４１（図３）に加えて、広角カメラが設けられている。広角カメラの広角画像は、複数の虹彩カメラ部４１から認証に使用する虹彩カメラ部４１を選択するために用いられる。また、広角カメラは距離センサと共に設けられており、距離センサは、虹彩カメラ部４１に撮影タイミングを指示するために用いられる。広角画像入力部６３は、広角カメラで撮影された広角画像を認証処理部７に入力し、また、距離情報入力部６５は、距離センサで検出された距離情報を認証処理部７に入力する。
【０１０８】
対象位置検出部６７は、認証処理部７に設けられており、広角画像入力部６３及び距離情報入力部６５から広角画像及び距離情報を取得する。そして、対象位置検出部６７は、広角画像及び距離情報を用いて、図２及び図３の空間における撮影時の対象者Ａの位置情報を検出する。
【０１０９】
対象位置検出部６７は、検出した撮影時の位置情報を第１歪み補正部１７に供給する。撮影時の実際の対象者Ａの位置により、対象者Ａの目と虹彩カメラ部４１の位置関係が異なる。そこで、第１歪み補正部１７は、位置情報を基に、撮影時の実際の目とカメラの配置関係に応じた値になるように、補正量（水平方向拡大率）を調整する。この調整された補正量が第１歪み補正部１７の補正に用いられる。
【０１１０】
以上に本発明の第３の実施の形態について説明した。本実施の形態によれば、対象画像が撮影されたときの対象者Ａの位置情報に応じたカメラと対象者Ａの目の配置関係の相違を考慮して第１補正画像を生成でき、補正精度を向上でき、認証能力を向上することができる。
【０１１１】
第３の実施の形態は上述の第２の実施の形態と組み合わされてよい。例えば、第２の実施の形態で説明された第１段階の歪み補正のフィードバックが第３の実施の形態に適用されてもよい。また例えば、第２の実施の形態で説明された第２段階の歪み補正のフィードバックも第３の実施の形態に適用されてよい。
【０１１２】
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。第１の実施の形態では、人間の虹彩中心と瞳孔中心が本来ずれている特性を考慮することが好適であると説明した。本実施の形態でも人間の虹彩中心と瞳孔中心のずれを考慮する。本実施の形態は、特に、登録虹彩情報記憶部３１に登録された各登録者の虹彩中心と瞳孔中心の実際のずれを使用し、実際のずれに合わせて第２補正画像を生成する。このように実際のずれを使用することにより認証精度を向上できる。
【０１１３】
ただし、全登録者の実際のデータを使い、全登録者の各々の虹彩／瞳孔ずれに対応する第２補正画像を生成したとする。この場合、登録者の数と同じ数の第２補正画像を生成する必要があり、処理量が膨大になる。そこで、本実施の形態は、下記に説明するように、候補者を抽出する処理を行う。これにより、演算量が膨大になるのを避けつつ、認証精度を向上する。
【０１１４】
図１２は、本実施の形態の虹彩認証装置を示している。図１２の虹彩認証装置７１では、登録虹彩情報記憶部３１が、各登録者の虹彩情報に加え、虹彩と瞳孔の水平方向のずれ量Δｄのデータを記憶している。図８において、瞳孔中心より右側に虹彩中心がずれるとき、ずれ量Δｄが正であり、左側に虹彩中心がずれるとき、ずれ量Δｄが負である。
【０１１５】
また、図１２の虹彩認証装置７１は、図１の構成に加えて、候補抽出部７３を有している。候補抽出部７３は、照合部２９の照合結果に基づいて、登録虹彩情報記憶部３１の複数の登録者から照合候補者を抽出する構成である。
【０１１６】
次に、本実施の形態の虹彩認証装置７１の動作を説明する。ここでは、第２補正画像生成から照合までの動作を説明する。第１補正画像生成までの動作は、第１の実施の形態と同様でよい。
【０１１７】
まず、第２歪み補正部２５は、虹彩中心と瞳孔中心が所定の基準位置関係になるように第１補正画像を補正して、候補抽出基準の第２補正画像を生成する。基準位置関係では、虹彩中心と瞳孔中心が所定のずれ量だけずれていてよく、また、虹彩中心と瞳孔中心が一致してもよい。虹彩情報抽出部２７は、候補抽出基準の第２補正画像から虹彩情報を抽出し、その虹彩情報が照合部２９の照合に用いられる。これにより、照合部２９は、候補抽出基準の第２補正画像を登録虹彩情報記憶部３１に記憶された登録虹彩情報と照合する。この照合処理では、照合部２９が、候補抽出基準の第２補正画像と、それぞれの登録者の登録虹彩情報との照合度のパラメータを算出する。
【０１１８】
候補抽出部７３は、候補抽出基準の第２補正画像の照合結果に基づいて照合候補者を抽出する。候補抽出部７３は、照合部２９により算出された各登録者の照合度を参照し、照合度が高い所定数の登録者を抽出し、照合候補者とする。
【０１１９】
上記の候補抽出基準の第２補正画像を用いた照合処理と候補抽出について更に説明する。照合処理では、候補抽出基準の第２補正画像と各登録者の登録虹彩情報との照合度のパラメータが算出される。照合度のパラメータは、前述したように、虹彩情報の類似の程度を表す。通常の照合と認証では、照合度計算結果は、一致判定基準を満たす照合度が得られるか否かの判定に用いられ、一致判定基準を満たす照合度が得られれば認証が成功する。しかし、本実施の形態では、照合度のパラメータが、候補抽出に用いられる。そして、照合度が高い登録者が照合候補者として抽出される。具体的な処理においては、照合度としてスコアが用いられてよく、既知のスコアは、２つの虹彩情報の不一致の大きさに応じて増減する値であり、したがって、照合度が高いほどスコアが小さくなる。そこで、候補抽出処理では、スコアが小さい方から所定数の登録者が抽出されてよい。
【０１２０】
次に、各照合候補者について、第２補正画像が生成され、照合が行われる。すなわち、第２補正量計算部２３が、登録虹彩情報記憶部３１を参照し、各照合候補者の虹彩中心及び瞳孔中心の位置関係のデータを取得し、取得したデータを用いて補正量を計算する。第２歪み補正部２５は、第２補正量計算部２３で算出された補正量を用いて第１補正画像を再度補正し、これにより、各候補者の虹彩中心及び瞳孔中心の位置関係と一致するように第１補正画像を補正して、本照合のための第２補正画像を生成する。虹彩情報抽出部２７が本照合のための第２補正画像から虹彩情報を抽出し、照合部２９により再度照合が行われる。これにより、照合部２９は、本照合のための第２補正画像を各照合候補者の登録虹彩情報と照合する。
【０１２１】
上記の処理では、所定数の照合候補者が一度に抽出されてよい。また、照合候補者が一人ずつ抽出されてもよい。この場合、例えば、最初に照合度が最も高い（すなわちスコアが最も小さい）照合候補者が抽出される。その照合候補者の虹彩と瞳孔の位置関係を用いて、第２補正画像が生成され、本認証が行われる。そして、本認証にて所定の一致判定基準を満たす照合度が得られなければ、次の照合候補者が抽出される。次の照合候補者は、候補抽出基準の第２補正画像を用いた照合処理において照合度が次に高い登録者である。そして、本認証が行われる。この処理が、認証に成功するまで、または所定数の候補者の処理が終了するまで繰り返される。所定数の候補者の処理が終了しても認証が成功しなければ、エラー処理が行われる。このようなループ処理により、演算量をさらに削減できる。
【０１２２】
以上に本発明の第４の実施の形態について説明した。本実施の形態によれば、候補抽出のための補正及び照合が行われ、それから、候補抽出結果を用いた本認証のための補正及び照合が行われる。すなわち、候補抽出段階では、虹彩中心と瞳孔中心が所定の基準位置関係になるように第１補正画像が補正されて、候補抽出基準の第２補正画像が生成される。候補抽出基準の第２補正画像を用いて照合が行われ、照合結果に基づいて照合候補者が抽出される。次に、照合候補者の虹彩中心及び瞳孔中心の位置関係と一致するように第１補正画像が再度補正されて、本照合のための第２補正画像が生成される。そして、本照合のための第２補正画像が照合候補者の登録虹彩情報と照合される。
【０１２３】
このような処理により、登録者の虹彩と瞳孔のずれを用いて認証を行うことができ、認証精度を向上できる。また、まず照合候補者を抽出し、それから、照合候補者の虹彩と認証の位置関係に基づいて本認証を行うことにより、効率よく処理を行うことができ、少ない演算量で高精度の認証を行い、認証能力を向上することができる。
【０１２４】
上記の各種の実施の形態は適当に組み合わされてよい。例えば、第２の実施の形態における第１段階の歪み補正のフィードバックが第４の実施の形態に適用されてよい。また例えば、第３の実施の形態で説明された位置情報に基づく処理が、第４の実施の形態に適用されてよい。
【０１２５】
以上に本発明の好適な各種の実施の形態を説明した。しかし、本発明は上述の実施の形態に限定されず、当業者が本発明の範囲内で上述の実施の形態を変形可能なことはもちろんである。
【産業上の利用可能性】
【０１２６】
以上のように、本発明にかかる虹彩認証装置は、認証対象者を斜めから撮影した画像を用いた場合でも、画像の歪みによる認証精度の低下を防ぐことができ、虹彩認証を可能にでき、利便性を向上できるという効果を有し、ウォークスルータイプの虹彩認証装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１２７】
【図１】本発明の第１の実施の形態における虹彩認証装置のブロック図
【図２】虹彩認証装置の配置を示す図
【図３】虹彩認証装置の撮像部の配置を示す図
【図４】目領域画像の切出し処理を示す図
【図５】第１歪み補正部の処理を示す図
【図６】第２歪み補正部の処理を示す図
【図７】第２歪み補正部における補正量の計算処理を示す図
【図８】第２歪み補正部における補正量の計算処理を示す図
【図９】第２補正画像を用いた認証処理の利点を示す図
【図１０】本発明の第２の実施の形態における虹彩認証装置のブロック図
【図１１】本発明の第３の実施の形態における虹彩認証装置のブロック図
【図１２】本発明の第４の実施の形態における虹彩認証装置のブロック図
【図１３】従来のウォークスルータイプの虹彩認証装置を示す図
【符号の説明】
【０１２８】
１  虹彩認証装置
３  撮像部
５  画像入力部
７  認証処理部
９  表示部
１１  画質判定部
１３  目位置検出部
１５  画像切出部
１７  第１歪み補正部
１９  第１補正量記憶部
２１  虹彩／瞳孔情報検出部
２３  第２補正量計算部
２５  第２歪み補正部
２７  虹彩情報抽出部
２９  照合部
３１  登録虹彩情報記憶部
３３  出力部
Ａ  認証対象者
Ｐ  進行経路
θ  撮影角度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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