(57)【要約】【課題】ハーフミラー等の光学部品を付加する必要がない、小型の認証装置への搭載が可能な生体判別装置およびそれを用いた認証装置ならびに生体判別方法を提供する。【解決手段】被写体６０が生体の眼であるか否かを判別する生体判別装置２０であって、被写体６０の画像を撮影する撮影部１と、撮影部１が被写体６０を撮影する角度と異なる角度で物体に対して光線を照射する光源部２と、撮影部１が撮影した画像から被写体６０の部分光斑を検出する部分光斑検出部１８とを備え、部分光斑検出部１８で部分光斑が検出されたか否かによって、被写体６０が生体の眼であるか否かを判別する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体が生体の眼であるか否かを判別する生体判別装置であって、
前記物体を撮影する撮影部と、
前記撮影部の前記物体に対する撮影角度と異なる角度で前記物体に対して光線を照射する光線照射部と、
前記撮影部で撮影した画像から前記物体の部分光斑を検出する部分光斑検出部と、
前記部分光斑検出部において前記物体から部分光斑が検出されたか否かによって、前記物体が生体の眼であるか否かを示す情報を出力する情報出力部を備えたことを特徴とする生体判別装置。
【請求項２】
前記撮影部は、前記物体を前記光線照射部で照射したときの第１の画像と照射しないときの第２の画像とを撮影し、
前記部分光斑検出部は、前記第１の画像と前記第２の画像とを比較することにより、前記画像から前記物体の部分光斑を検出することを特徴とする請求項１に記載の生体判別装置。
【請求項３】
前記情報出力部は、前記部分光斑検出部が前記物体の部分光斑を検出した場合に前記物体が生体の眼であることを示す情報を出力することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の生体判別装置。
【請求項４】
物体が生体の眼であるか否かを判別する生体判別装置であって、
前記物体を撮影する撮影部と、
前記撮影部の前記物体に対する撮影角度とそれぞれ異なる角度で前記物体に対して光線を照射する複数の光線照射部と、
前記複数の光線照射部それぞれの点滅制御を行う点滅制御部と、
前記撮影部で撮影された画像から前記物体の部分光斑を検出する部分光斑検出部と、
前記画像における部分光斑の位置を検出する光斑位置検出部と、
前記点滅制御部が前記複数の光線照射部それぞれを選択的に点滅させて複数の画像を撮影し、前記光斑位置検出部において検出される前記複数の画像それぞれにおける部分光斑の位置によって前記物体が生体の眼であるか否かを示す情報を出力する情報出力部とを備えたことを特徴とする生体判別装置。
【請求項５】
前記点滅制御部が前記複数の光線照射部それぞれを選択的に点滅させて前記複数の画像を撮影し、前記複数の画像それぞれが互いに異なる位置に部分光斑を有する場合に、前記情報出力部は、前記物体が生体の眼であることを示す情報を出力することを特徴とする請求項４に記載の生体判別装置。
【請求項６】
前記画像から瞳孔の領域を検出する瞳孔領域検出部を備え、
前記部分光斑検出部は、前記瞳孔領域検出部で検出された前記瞳孔の領域が実質的に円形でない場合に前記画像中に部分光斑があると判別することを特徴とする請求項１または請求項４に記載の生体判別装置。
【請求項７】
前記部分光斑検出部は、前記画像の輝度ヒストグラムを比較することによって部分光斑の検出を行うことを特徴とする請求項２または請求項４に記載の生体判別装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の生体判別装置を備えたことを特徴とする認証装置。
【請求項９】
前記生体判別装置で前記物体が生体の眼であると判別された場合に、前記撮影部が撮影した前記画像から所定の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を比較照合する比較照合部とを備えたことを特徴とする請求項８に記載の認証装置。
【請求項１０】
物体に光線を照射する第１のステップと、
前記物体の画像を撮影する第２のステップと、
前記画像から前記物体の部分光斑を検出する第３のステップと、
前記物体の部分光斑が検出された場合に前記物体が生体の眼であると判別する第４のステップとを備えたことを特徴とする生体判別方法。
【請求項１１】
物体に第１の方向から光線を照射する第１のステップと、
前記物体の第１の画像を撮影する第２のステップと、
前記第１の画像から第１の部分光斑の位置を検出する第３のステップと、
前記物体に前記第１の方向とは異なる第２の方向から光線を照射する第４のステップと、
前記物体の第２の画像を撮影する第５のステップと、
前記第２の画像から第２の部分光斑の位置を検出する第６のステップと、
前記第１の部分光斑の位置と前記第２の部分光斑の位置とを比較する第７のステップと、
前記第１の部分光斑の位置と前記第２の部分光斑の位置とが異なる場合に前記物体が生体の眼であると判別する第８のステップとを備えたことを特徴とする生体判別方法。
【請求項１２】
被写体を所定の角度で斜めから照射したときに発生する部分光斑現象にもとづいて前記被写体が生体であるか否かを判別することを特徴とする生体判別方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体が生体であるか否かを判別する生体判別装置およびそれを用いた認証装置ならびに生体判別方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、指紋、顔、血管および眼の虹彩パターン等の生体情報（いわゆるバイオメトリクス情報）が人それぞれに固有であることを利用して、これらの生体情報を認証情報として用いて本人認証を行う認証装置が実用化されている。
【０００３】
特に、被認証者の眼を含む画像（以下、眼画像と記す）を撮影して、その眼画像の虹彩領域を所定の方法でコード化して認証情報を作成し、この認証情報を用いてあらかじめ登録された認証情報（以下、登録認証情報と記す）と比較照合を行うことで本人認証を行う方法、いわゆる虹彩認証方法は、その本人拒否率の低さや他人受入率の低さ等の信頼性の高さから、主に金融機関や空港等の高いセキュリティ性が求められる場所における認証方法として広く実用化されている（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００４】
前述のような虹彩認証方法においては、不正な行為を行おうとする者（以下、単に不正な者と記す）が、あらかじめ登録された者の虹彩パターンを撮影して印刷物または写真等（以下、これらの物を偽造物と記す）を作成し、その偽造物を用いてその登録された者になりすまして認証を受けることにより、不正な者があらかじめ登録された者と判別されてしまう、いわゆるなりすましの発生という課題があった。
【０００５】
このような課題を解決するために、従来から様々な技術が提案されてきており、例えば、生体の眼と偽造物とを判別するために、カメラが被写体を撮影する光軸方向と同じ方向から光線を被写体に照射して被写体からの反射光の輝度を測定し、その輝度値を利用して生体判別する技術が提案されている。このような技術においては、被写体が生体の眼である場合には、その網膜から高輝度な反射光が得られる現象（いわゆる赤目現象）を利用して、検出された光の輝度値が所定の閾値よりも高い場合には、被写体が人体の眼であると判別する（例えば、特許文献２を参照。）。
【特許文献１】特許第３３０７９３６号公報
【特許文献２】国際公開第０１／０１３２９号パンフレット（２００１）
【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、前述したような技術においては、カメラが被写体を撮影する光軸の角度と同じ方向から光線を照射する必要があり、このためには、光源からの光線の方向を変える必要があるので、ハーフミラー等の光学部品を付加して用いる必要があり、小型の認証装置への搭載が難しかったという課題があった。
【０００７】
本発明はこれらの課題に鑑みてなされたもので、ハーフミラー等の光学部品を付加する必要がない、小型の認証装置への搭載が可能な生体判別装置およびそれを用いた認証装置ならびに生体判別方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このような課題を解決するために、本発明の生体判別装置は、物体が生体の眼であるか否かを判別する生体判別装置であって、物体を撮影する撮影部と、撮影部の物体に対する撮影角度と異なる角度で物体に対して光線を照射する光線照射部と、撮影部で撮影した画像から物体の部分光斑を検出する部分光斑検出部と、部分光斑検出部において物体から部分光斑が検出されたか否かによって、物体が生体の眼であるか否かを示す情報を出力する情報出力部を備えたことを特徴としている。
【０００９】
このような構成によれば、判別対象となる物体に光線を照射してその画像を撮影して、その画像中の部分光斑の有無を判別するという簡易な構成により、ハーフミラー等の光学部品を付加する必要がない、小型の認証装置への搭載が可能な生体判別装置を提供することができる。
【００１０】
また、撮影部は、物体を光線照射部で照射したときの第１の画像と照射しないときの第２の画像とを撮影し、部分光斑検出部は、第１の画像と第２の画像とを比較することにより、画像から物体の部分光斑を検出する構成であってもよい。
【００１１】
このような構成によれば、さらに、物体に光線を照射して撮影した画像と照射しないで撮影した画像とを比較するという簡易な構成で生体判別が可能となる。
【００１２】
さらに、情報出力部は、部分光斑検出部が物体の部分光斑を検出した場合に物体が生体の眼であることを示す情報を出力することを特徴とする構成であってもよい。
【００１３】
このような構成によれば、さらに、部分光斑が検出された場合に物体が生体の眼であると判別することができるので、撮影された画像を認証等の後処理に安心して使用することのできる、セキュリティ性の高い構成を実現できる。
【００１４】
また、本発明の生体判別装置は、物体が生体の眼であるか否かを判別する生体判別装置であって、物体を撮影する撮影部と、撮影部の物体に対する撮影角度とそれぞれ異なる角度で物体に対して光線を照射する複数の光線照射部と、複数の光線照射部それぞれの点滅制御を行う点滅制御部と、撮影部で撮影された画像から物体の部分光斑を検出する部分光斑検出部と、画像における部分光斑の位置を検出する光斑位置検出部と、点滅制御部が複数の光線照射部それぞれを選択的に点滅させて複数の画像を撮影し、光斑位置検出部において検出される複数の画像それぞれにおける部分光斑の位置によって物体が生体の眼であるか否かを示す情報を出力する情報出力部とを備えたことを特徴としている。
【００１５】
このような構成によれば、判別対象となる物体に異なる角度から光線を照射してそれぞれの条件における画像を撮影して、それぞれの画像中の部分光斑の位置を比較するという簡易な構成により、ハーフミラー等の光学部品を付加する必要がない、小型の認証装置への搭載が可能な生体判別装置を提供することができる。
【００１６】
また、点滅制御部が複数の光線照射部それぞれを選択的に点滅させて複数の画像を撮影し、複数の画像それぞれが互いに異なる位置に部分光斑を有する場合に、情報出力部は、物体が生体の眼であることを示す情報を出力する構成であってもよい。
【００１７】
このような構成によれば、さらに、部分光斑の位置が異なる場合に物体が生体の眼であると判別することができるので、撮影された画像を認証等の後処理に安心して使用することのできる、セキュリティ性の高い構成を実現できる。
【００１８】
さらに、画像から瞳孔の領域を検出する瞳孔領域検出部を備え、部分光斑検出部は、瞳孔領域検出部で検出された瞳孔の領域が実質的に円形でない場合に画像中に部分光斑があると判別する構成であってもよい。
【００１９】
このような構成によれば、さらに、瞳孔として検出された領域が実質的に円形であるか否かによって部分光斑の有無が判別できるので、簡易な構成を実現することができる。
【００２０】
また、部分光斑検出部は、画像の輝度ヒストグラムを比較することによって部分光斑の検出を行う構成であってもよい。
【００２１】
このような構成によれば、さらに、画像の輝度ヒストグラムを比較することにより部分光斑の有無が判別できるので、簡易な構成を実現することができる。
【００２２】
次に、本発明の認証装置は、本発明の生体判別装置を備えた構成であることを特徴としている。
【００２３】
このような構成によれば、認証される者の眼を認証処理の前、後または途中に撮影して被写体が生体の眼であるか否かを判別することができるので、セキュリティ性の高い認証装置を提供できる。
【００２４】
さらに、生体判別装置で物体が生体の眼であると判別された場合に、撮影部が撮影した画像から所定の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を比較照合する比較照合部とを備えた構成であってもよい。
【００２５】
このような構成によれば、さらに、生体判別装置で物体が生体の眼であると判別された場合に認証処理を行うことができるので、セキュリティ性の高い構成を実現できる。
【００２６】
次に、本発明の生体判別方法は、物体に光線を照射する第１のステップと、物体の画像を撮影する第２のステップと、画像から物体の部分光斑を検出する第３のステップと、部分光斑が検出された場合に物体が生体の眼であると判別する第４のステップとを備えたことを特徴としている。
【００２７】
このような方法によれば、判別対象となる物体に光線を照射してその画像を撮影して、その画像中の部分光斑の有無を判別するという簡易な方法により、ハーフミラー等の光学部品を付加する必要がない、小型の認証装置への搭載が可能な生体判別方法を提供することができる。
【００２８】
また、本発明の生体判別方法は、物体に第１の方向から光線を照射する第１のステップと、物体の第１の画像を撮影する第２のステップと、第１の画像から第１の部分光斑の位置を検出する第３のステップと、物体に第１の方向とは異なる第２の方向から光線を照射する第４のステップと、物体の第２の画像を撮影する第５のステップと、第２の画像から第２の部分光斑の位置を検出する第６のステップと、第１の部分光斑の位置と第２の部分光斑の位置とを比較する第７のステップと、第１の部分光斑の位置と第２の部分光斑の位置とが異なる場合に物体が生体の眼であると判別する第８のステップとを備えたことを特徴としている。
【００２９】
このような方法によれば、判別対象となる物体に異なる角度から光線を照射してそれぞれの条件における画像を撮影して、それぞれの画像中の部分光斑の位置を比較するという簡易な方法により、ハーフミラー等の光学部品を付加する必要がない、小型の認証装置への搭載が可能な生体判別方法を実現できる。
【００３０】
さらに、本発明の生体判別方法は、被写体を所定の角度で斜めから照射したときに発生する部分光斑現象にもとづいて被写体が生体であるか否かを判別することを特徴としている。
【００３１】
このような方法によれば、判別対象となる物体に光線を照射したときに発生する部分光斑現象を用いるという簡易な方法により、ハーフミラー等の光学部品を付加する必要がない、小型の認証装置への搭載が可能な生体判別方法を提供することができる。
【発明の効果】
【００３２】
以上述べたように、本発明によれば、ハーフミラー等の光学部品を付加する必要がない、小型の認証装置への搭載が可能な生体判別装置およびそれを用いた認証装置ならびに生体判別方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
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。
【００３４】
（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生体判別装置および生体判別方法について説明する。
【００３５】
本発明の第１の実施の形態における生体判別装置および生体判別方法においては、部分光斑現象という生体特有の現象を用いて生体判別を行う。部分光斑現象については後ほど詳述するが、例えば、眼の瞳孔部分を撮影した場合に、撮影方向に対して斜めの方向から眼球内に入射した光線が網膜の一部に照射され、その部分が瞳孔内の他の部分と比較して明るく撮影される現象をいう。
【００３６】
図１は、本発明の第１の実施の形態における部分光斑現象について説明するための図である。図１に示したように、生体の眼３に対して正面に撮影部１が位置するように生体判別装置２０を配置し、撮影部１の光軸中心から距離Ｈかつ被写体から見て真上の位置に光源部２を配置し、撮影部１の光軸中心および眼３の眼球の中心を結ぶ撮影軸Ｌ１と、光源部２および眼３の眼球の中心を結ぶ直線Ｌ２とが部分光斑現象を発生するような所定の角度θとなるように光源部２に眼３を照射させる。なお、この所定の角度θの値は、撮影に用いる光学系や光源の種類等によって異なるが、一例としてその絶対値を約１°以上２．５°以下とすることにより部分光斑現象が発生しやすくなる。しかしながら、本発明は所定の角度θの絶対値に限定されるものではなく、結果として部分光斑現象が発生するような光源部２の配置が行われた生体判別装置および生体判別方法は全て本発明の範囲内に含まれることはいうまでもない。
【００３７】
このような条件で、光源部２から生体の眼３を照射した場合、撮影部１が眼３を撮影した眼画像１０は部分光斑を含む。図２は、本発明の第１の実施の形態における部分光斑を有する眼画像の一例を示す図である。前述の図１に示した光源部２で照射する構成においては、図２（ａ）に示したように、眼画像１０の瞳孔７の領域内における図面に向かって下部の領域が部分的に明るく撮影される。これは、光源部２からの光線が網膜の一部に照射されてその部分が明るく撮影されたものであり、以後、このように瞳孔７の画像内で部分的に輝度の高い領域のことを部分光斑８と記す。部分光斑８を発生させるためには、前述の角度θが所定の範囲内になるように光源部２を配置すればよく、例えば、図１における撮影部１の光軸中心から距離Ｈの円周上の任意の位置におくことができ、図１における光源部５０のように、被写体から見て撮影部の光軸中心に対して真下の位置でもよい。
【００３８】
図２（ｂ）は、図１における光源部５０によって眼画像１０に発生した部分光斑８について示す図である。図２（ｂ）に示したように、部分光斑８は、図２（ａ）に示した例とは逆の、瞳孔７中の図面に向かって上側に発生する。
【００３９】
図２（ａ）および図２（ｂ）に示したように、このような部分光斑８は、光源部２、５０の撮影部１の光軸中心からの距離や角度が変化することにより、その発生する位置が変化する。
【００４０】
このように、本発明はこのような部分光斑現象という生体特有の現象を利用して、被写体が生体の眼であるか偽造物であるかを判別するものである。
【００４１】
次に、本発明の第１の実施の形態における生体判別装置２０の構成を説明する。図３は本発明の第１の実施の形態における生体判別装置２０の構成を示すブロック図である。
【００４２】
図３において、生体判別装置２０は、被写体６０に対して前述のような所定の関係を満たすように配置された、被写体６０を撮影する撮影部１および被写体６０を照明する光源部２、撮影部１で撮影された眼画像１０を記憶する記憶部１６、記憶部１６に記憶された眼画像１０から瞳孔７の画像を検出する瞳孔検出部１７、瞳孔検出部１７で検出された瞳孔７の画像を用いて、部分光斑８を検出し、被写体６０が生体の眼３であるか偽造物であるかの信号を出力する部分光斑検出部１８、ならびに、光源部２、撮影部１、記憶部１６、瞳孔検出部１７および部分光斑検出部１８の動作を制御する制御部１５を備える。
【００４３】
光源部２としては、発光ダイオード等の公知のデバイスを用いることができ、部分光斑８を発生させやすくするためには、なるべく指向性の高い光源を用いることが望ましい。また、光源部２の波長は任意に選択することができ、生体の眼３に対して刺激を与えないように、可視領域を除いた非可視領域の光線を発生する光源を選択することが望ましい。さらに、後述するように、生体判別装置２０を虹彩認証装置に搭載するような場合には、近赤外波長の光線（７００〜１０００ｎｍ）を発生する光源を用いれば、コントラストの良好な虹彩画像を得るための照明用の光源と兼用することができ望ましい。また、コスト面に鑑みて、キセノンフラッシュのように簡易な入手が可能な、波長が可視光領域の光源を用いることも可能であるが、この場合には、識別対象者に対して不快感を与えないように輝度を下げる等の配慮が必要である。
【００４４】
撮影部１としては、部分光斑８を撮影して画像を出力できるものであれば、公知のカメラ装置から適宜選択したものを用いることができる。すなわち、光源部２として可視光線を用いた場合には、可視光領域の撮影が可能なカメラ装置を用いることができるし、光源部２として近赤外光線を用いた場合には、近赤外領域の撮影が可能なカメラ装置を用いることができる。
【００４５】
記憶部１６としては、画像を一時的に記憶できる記憶媒体であれば、ＲＡＭやＥＰＲＯＭ等、公知の記憶媒体から適宜選んで使用すればよい。
【００４６】
瞳孔検出部１７および部分光斑検出部１８の機能は、例えばソフトウェアによって実現することもできるし、専用回路を構成することによりハードウェアで実現することも可能である。
【００４７】
次に、図４を用いて、本発明の第１の実施の形態における生体判別装置２０の動作について説明する。図４は、本発明の第１の実施の形態における生体判別装置２０の動作ステップを示すフローチャートである。
【００４８】
まず制御部１５は、光源部２に眼３に対する光線の照射を開始させる（Ｓ１１）。続いて制御部１５は、撮影部１に眼３の画像、すなわち眼画像１０を撮影させる（Ｓ１２）。撮影された眼画像１０は記憶部１６に記憶される。
【００４９】
次に、瞳孔検出部１７は、記憶部１６に記憶された眼画像１０の中から瞳孔７画像の部分を切り出す（Ｓ１３）。瞳孔検出部１７による眼画像１０からの瞳孔７の画像の切り出し処理は、例えば眼画像１０を二値化して、もっとも輝度の低い部分を抽出する等の公知の方法を用いて行うことができる。
【００５０】
次に、部分光斑検出部１８は、瞳孔検出部１７で検出された瞳孔７の画像内に部分光斑８があるか否かを判別する（Ｓ１４）。瞳孔７の画像内に部分光斑８があるか否かの判別は、例えば、瞳孔検出部１７において瞳孔７として検出された部分が円形であるか否かを判別することによって行うことができる。この場合には、瞳孔検出部１７において瞳孔７として検出された部分が円形であれば、瞳孔７内に部分光斑８がないと推定し、一方で瞳孔７として検出された部分が円形でない場合には、瞳孔７内に部分光斑８があると推定することができる。瞳孔検出部１７において瞳孔７として検出された部分が円形であるか否かの部分光斑検出部１８における判別方法の一例について、図５を用いて説明する。
【００５１】
図５は、本発明の第１の実施の形態における生体判別装置２０の部分光斑検出部１８の機能について説明するための図である。ここで、図５（ａ）または図５（ｂ）がそれぞれ瞳孔７として検出された部分であるとする。部分光斑検出部１８は、図５（ｃ）または図５（ｄ）に示したような、瞳孔７として検出された部分の輪郭７０、７１を抽出する。次に、部分光斑検出部１８は、その瞳孔７として検出された部分の輪郭７０、７１を示す座標にもとづいて瞳孔７として検出された輪郭７０、７１が円形であるか否かを判別する。例えば、図５（ｃ）に示した例では、その輪郭座標が円形をなしていない、すなわち一つの円周上に位置していないので部分光斑８があると判別する。
【００５２】
一方、瞳孔検出部１７で瞳孔７として検出された部分が図５（ｂ）に示すものであった場合、この瞳孔７として検出された部分の輪郭７１を抽出すると図５（ｄ）に示すような円形になる。この例においては、その輪郭座標が円形であるので、部分光斑検出部１８は、瞳孔７内に部分光斑８が撮影されているものと判別する。なお、一般的に瞳孔７は真円ではないので、若干の扁平や楕円は円形として判別するように設定しておくことが望ましい。
【００５３】
なお、本発明は、瞳孔検出部１７において瞳孔７として検出された部分が円形であるか否かの部分光斑検出部１８における判別処理方法について上述の方法になんら限定されるものではない。
【００５４】
図６は、本発明の第１の実施の形態における生体判別装置２０の部分光斑検出部１８における他の判別処理方法について説明するための図である。例えば、図６（ａ）または図６（ｂ）に示したように、光源部２から撮影部１までを結ぶ方向Ａ（図６（ａ）または図６（ｂ）における上下方向）と直交する方向（同水平方向）で、かつ瞳孔７として検出された部分７２を円形であると仮定した場合に、その中心と推定される位置を通る直線Ｂで瞳孔７として検出された部分７２を二つに分割し、それぞれの輝度ヒストグラムを算出して、その比較をすることにより、部分光斑８を検出することも可能である。例えば、図６（ｂ）に示したように、瞳孔７であるとして検出された部分７２が円形であると仮定し、その範囲における線Ｂの紙面上側の半円を領域Ｂ１、下側の半円を領域Ｂ２とした場合、領域Ｂ１と領域Ｂ２内のそれぞれの輝度ヒストグラムを作成する。図６（ｂ）に示した例における領域Ｂ１の輝度ヒストグラムを図６（ｃ）に示し、領域Ｂ２の輝度ヒストグラムを図６（ｄ）に示す。図６（ｃ）に示したように、領域Ｂ１、すなわち瞳孔であるとして検出された部分７２の紙面上側の部分は低輝度の発生頻度が高く、逆に、領域Ｂ２、すなわち瞳孔７であるとして検出された部分７２の紙面下側の部分は高輝度の発生頻度が高く、互いに異なる傾向を有する対照的な輝度ヒストグラムとなる。一方、瞳孔７であるとして検出された部分が部分光斑８を有さない場合には、このような輝度ヒストグラムを算出しても、領域Ｂ１と領域Ｂ２とで大きな違いがないことを利用して、瞳孔７であるとして検出された部分７２が部分光斑８を有さないと判別することが可能である。この例では、領域Ｂ１と領域Ｂ２との輝度ヒストグラムを比較する例を示したが、領域Ｂ１および領域Ｂ２のそれぞれの領域の平均輝度値を比較することにより、部分光斑８の有無を判別することも可能である。
【００５５】
図４に戻って、部分光斑検出部１８は、上述したような方法で部分光斑８の有無を判別し、眼画像１０中に部分光斑８が存在すると判別された場合には、被写体６０が生体の眼３である可能性が高いので、被写体６０が生体である旨の信号を出力してその処理を終了する（Ｓ１５）。一方、部分光斑検出部１８において、眼画像１０中に部分光斑８が存在しないと判別された場合には、被写体６０は生体の眼３ではない偽造物である可能性が高いので、部分光斑検出部１８はその旨を出力して処理を終了する（Ｓ１６）。
【００５６】
部分光斑検出部１８から出力された被写体６０が生体であるか否か（偽造物であるか）の信号は、外部に接続された認証装置等の各種情報装置に送られて、被写体６０が偽造物であるという信号が出力された場合には、その情報装置の使用者に画面等を通じて注意を促すような構成であってもよいし、同じく外部に接続された警報装置に送られて警報が発生する構成であってもよい。
【００５７】
上述したように、本発明の第１の実施の形態における生体判別装置２０によれば、光源部２と撮影部１とを被写体６０に対して所定の関係を有する位置に配置するという簡易な構成により、被写体６０が生体の眼３であるか偽造物であるかを確実に判別することができる。
【００５８】
なお、本発明の第１の実施の形態においては、光源部２が一つである場合を例として説明したが、本発明の生体判別装置および生体判別方法は光源部の数をなんら限定するものではない。例えば、図１に示したような、光源部２と光源部５０をともに備えた構成であってもよい。図７は、本発明の第１の実施の形態における生体判別装置２０において、二つの光源部２、５０を有する構成によって撮影された眼画像１０の一例を示す図である。このような構成によれば、光源部２および光源部５０をともに点灯させたときの眼画像１０は、図７に示すように、瞳孔７の紙面に向かって上下に一つずつ部分光斑８が検出され、部分光斑判別部１８は、二つの部分光斑８の有無によって被写体６０が生体の眼３であるか否かを判別することが可能となる。
【００５９】
（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生体判別装置および生体判別方法について説明する。この第２の実施の形態における生体判別装置は、第１の実施の形態で説明した生体判別装置２０と同様の構成であるが、以下に述べるように、その動作を異ならせたものである。
【００６０】
図８は、本発明の第２の実施の形態における生体判別装置２０の動作ステップを示すフローチャートである。図８に示したように、本発明の第２の実施の形態における生体判別装置２０の動作は、第１の実施の形態における図４に示した生体判別装置２０の動作と比較して、光源部２からの光線照射の前に、照明のない状態、または、部分光斑８を発生しない位置（例えば、図１における距離Ｈよりも離れた位置）の光源部２による照明下での画像を取得するステップ（Ｓ１０）を有する点と、部分光斑検出部１８で部分光斑８の有無を検出する際の処理内容（Ｓ１７）とが異なる。
【００６１】
まず、撮影部１によって、照明しない状態、または、部分光斑８を発生しない位置の光源部２による照明下で被写体６０の画像を撮影する（Ｓ１０）。なお、ステップＳ１１〜ステップＳ１３まで、ステップＳ１５、ステップＳ１６の各ステップは、第１の実施の形態に説明したとおりであるので、ここではその説明を省略する。
【００６２】
ステップＳ１３が終了した後に、部分光斑判別部１８は、ステップＳ１０で撮影された被写体６０の画像と、ステップＳ１２で撮影された光源部２による照明のある状態での被写体６０の画像とを比較する（Ｓ１７）。被写体６０が生体の眼３である場合には、ステップＳ１０で撮影された画像には部分光斑８が含まれないが、ステップＳ１２で撮影された画像には部分光斑８が含まれることから、これらの画像の輝度値の比較等を行うことで、輝度値の差の大きい領域を検出できるので画像中に部分光斑８があると判別できる。
【００６３】
一方、被写体６０が生体の眼３ではなく、偽造物である場合には、ステップＳ１０で撮影された画像にも、ステップＳ１２で撮影された画像にも、ともに部分光斑８が含まれないことから、これらの画像の輝度値の比較等を行っても、輝度値の差の大きい領域が検出されず、画像中に部分光斑８がないと判別できる。
【００６４】
このような方法によっても、第１の実施の形態に示したような生体判別装置および生体判別方法と同様に、被写体６０が生体の眼３であるか否かを確実に判別することが可能となる。
【００６５】
なお、本発明の第２の実施の形態においては、ステップＳ１０における撮影とステップＳ１２における撮影との間をできるだけ短くする、例えば約１秒以下とすることによって、不正な者になりすましを行う時間を与えず、より確実に偽造物を識別することが可能となる。また、本発明の第２の実施の形態においては、ステップＳ１０およびステップＳ１２における画像の撮影を繰り返して行うことにより、繰り返しの回数を多くすればするほど、不正な者がなりすましを行う可能性を低くすることができる。
【００６６】
（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生体判別装置および生体判別方法について説明する。
【００６７】
図９（ａ）は本発明の第３の実施の形態における生体判別装置３０の構成を示すブロック図であり、図９（ｂ）は、本発明の第３の実施の形態における生体判別装置３０を正面から見たと仮定した場合の、第１の光源部２２および第２の光源部２３と撮影部１との位置関係を示すための図である。
【００６８】
図９（ａ）に示したように、本発明の第３の実施の形態における生体判別装置３０は、光源部を二つ、すなわち第１の光源部２２と第２の光源部２３とを備えている。これら第１の光源部２２および第２の光源部２３は、図９（ｂ）に示したように、撮影部１の光軸中心から前述の所定の距離Ｈ離間した位置にそれぞれの中心がくるように配置する。
【００６９】
本発明の第３の実施の形態における生体判別装置３０の動作について説明する。
【００７０】
図１０は、本発明の第３の実施の形態における生体判別装置３０の動作ステップを示すフローチャートである。
【００７１】
まず制御部１５は、第１の光源部２２を点灯させ（Ｓ２１）て、その際の被写体６０の画像（以下、第１の画像と記す）を撮影部１に撮影させる（Ｓ２２）。撮影が終了したら、制御部１５は、第１の光源部２２を消灯する。生体の眼３を撮影した場合の第１の画像３１の一例を図１１（ａ）に示す。図１１（ａ）は、本発明の第３の実施の形態における生体判別装置３０において撮影された第１の画像３１の一例を示す図である。図１１（ａ）に示したように、瞳孔７の部分において紙面左側に部分光斑８が撮影されていることが分かる。
【００７２】
次に、制御部１５は、第２の光源部２３を点灯させる（Ｓ２３）。そして、その際の画像（以下、第２の画像と記す）を撮影部１に撮影させる（Ｓ２４）。撮影が終了したら、制御部１５は、第２の光源部２３を消灯する。図１１（ｂ）は、本発明の第３の実施の形態における生体判別装置３０において生体の眼３を撮影した場合の第２の画像３２の一例を示す図である。図１１（ｂ）に示したように、瞳孔７の部分の紙面右側に部分光斑８が撮影されていることが分かる。ステップＳ２２およびステップＳ２４において撮影された第１の画像３１および第２の画像３２はそれぞれ記憶部１６に記憶される。なお、第１の画像３１と第２の画像３２との撮影間隔を短くすることで、不正な者に、なりすましを行う時間を与える可能性を低くすることができるので、より信頼性の高い構成を実現することができる。なお、本発明の第３の実施の形態においても、ステップＳ２２およびステップＳ２４における画像の撮影を繰り返して行うことにより、繰り返しの回数を多くすればするほど、不正な者がなりすましを行う可能性を低くすることができる。
【００７３】
続いて、瞳孔検出部１７は、これら第１の画像３１および第２の画像３２から、第１の実施の形態に示した方法で、それぞれ瞳孔７の部分を検出する（Ｓ２５）。
【００７４】
そして、部分光斑検出部１８は、第１の画像３１から検出された瞳孔７の部分および第２の画像３２から検出された瞳孔７の部分からそれぞれ第１の実施の形態で説明した方法によって部分光斑８を検出し、その瞳孔７の部分における発生位置を光斑位置比較部１９に出力する（Ｓ２６）。図１２（ａ）は、本発明の第３の実施の形態における生体判別装置３０において撮影された第１の画像３１から瞳孔７の部分を検出した画像を示す図であり、図１２（ｂ）は、本発明の第３の実施の形態における生体判別装置３０において撮影された第２の画像３２から瞳孔７の部分を検出した画像を示す図である。
【００７５】
例えば、図１１（ａ）に示した第１の画像３１から瞳孔７の部分を抽出すると、図１２（ａ）に示したように、瞳孔７の紙面左側に部分光斑８が検出される。一方、図１１（ｂ）に示した第２の画像３２から瞳孔７の部分を抽出すると、図１２（ｂ）に示したように、瞳孔７の紙面右側に部分光斑８が検出されることになる。
【００７６】
光斑位置比較部１９では、部分光斑検出部１８で検出された二つの画像から検出された部分光斑８を比較して、その位置が一致するか否かを判別する（Ｓ２７）。
【００７７】
図１１（ａ）および図１１（ｂ）に示した例においては、部分光斑８の出現位置が異なるので、このような場合には、光斑位置比較部１９は、被写体６０が生体の眼３であることを示す信号を出力する。
【００７８】
一方、悪意を有する第三者が図１３（ａ）に示したような、あらかじめ部分光斑８を有する眼の偽造物５１を作成した場合には、光源部を変えて撮影した第１の画像３１も第２の画像３２もともに同じ図１３（ｂ）に示したように同じ位置に部分光斑８が検出されるので、光斑位置比較部１９は、被写体６０が生体の眼３ではない（偽造物５１である）ことを示す信号を出力する。図１３（ａ）は本発明の第３の実施の形態における偽造物５１の一例を示す図であり、図１３（ｂ）は、本発明の第３の実施の形態における生体判別装置３０によって偽造物５１を撮影した画像の一例を示す図である。
【００７９】
光斑位置比較部１９から出力された被写体６０が生体であるか否か（偽造物であるか）の信号は、外部に接続された認証装置等の各種情報装置に送られて情報装置の使用者に画面等を通じて注意を促すような構成であってもよいし、同じく外部に接続された警報装置に送られて警報が発生する構成であってもよい。
【００８０】
上述したように、本発明の第３の実施の形態における生体判別装置３０によれば、第１の光源部２２および第２の光源部２３という二つの光源部と撮影部１とを被写体６０に対して所定の関係を有する位置に配置するという簡易な構成により、被写体６０が生体の眼３であるか偽造物５１であるかを確実に判別することができる。
【００８１】
さらに、本発明の第３の実施の形態における生体判別装置３０によれば、悪意を有する第三者が図１２（ａ）に示したような、あらかじめ部分光斑８を有する眼画像の偽造物５１を作成したような場合にも、なりすましをすることができないセキュリティ性の高い生体判別装置を提供することができる。
【００８２】
なお、本発明の第３の実施の形態においては、光斑位置比較部１９において、部分光斑８の位置を比較することにより被写体６０が生体の眼３であるか否かの判別を行ったが、本発明の生体判別装置はこれに限定されるものではない。例えば、第１の実施の形態で説明したような、第１の画像３１と第２の画像３２のそれぞれの瞳孔７の部分の輝度ヒストグラムを算出し、輝度ヒストグラムが互いに一致するようならば被写体６０が偽造物５１であると判別し、互いに相違するようであれば被写体６０が生体の眼３であると判別する構成であってもよい。
【００８３】
なお、本発明の第３の実施の形態においては、生体判別装置３０の光源部を二つ備えた構成を説明したが、本発明の生体判別装置は光源部の数を限定するものではない。例えば、同心円上に四つ備えた構成であってもよいことはいうまでもない。
【００８４】
また、第１の光源部２２および第２の光源部２３がそれぞれ単光源である場合を用いて説明したが、光源部がそれぞれ複数の光源からなる構成であってもよいことはいうまでもない。
【００８５】
（第４の実施の形態）
次に、本発明の第４の実施の形態として、本発明の認証装置について説明する。
【００８６】
図１４は本発明の第４の実施の形態における認証装置４０の構成を示すブロック図である。
【００８７】
図１４に示したように、本発明の第４の実施の形態における認証装置４０は、第１の実施の形態から第３の実施の形態までの各実施の形態で説明した生体判別装置２０または生体判別装置３０を備えている。さらに、本発明の第４の実施の形態における認証装置４０は、生体判別装置２０または生体判別装置３０で生体の眼３であると判別された、記憶部１６に記憶された眼画像１０から虹彩４の部分を抽出して切り出す切出部４１、切り出された画像を所定の方法でコード化して認証情報を作成するコード化部４２、あらかじめ登録された者の登録認証情報を記憶する認証情報記憶部４４、コード化部４２で作成された認証情報と認証情報記憶部４４に記憶された登録認証情報を比較照合する照合部４３、および、照合部４３で照合された結果を出力する出力部４５を備える。
【００８８】
なお、切出部４１における画像切出方法、コード化部４２における画像のコード化方法、照合部４３における認証情報の照合方法については、例えば前述の特許文献１に記載された方法等を用いることができる。
【００８９】
このような構成により、本発明の第４の実施の形態における認証装置４０によれば、生体判別装置２０または生体判別装置３０によって生体の眼３であると判別された被写体６０の画像について、虹彩パターンを抽出して認証情報を作成し、本人認証を行うことができるので、不正な行為が行われる可能性の低い、セキュリティ性の高い認証装置４０を実現できる。
【００９０】
なお、本発明の第４の実施の形態においては、眼画像の虹彩領域をコード化することによって得た認証情報を用いた認証装置の構成について説明したが、本発明の認証装置は、虹彩を用いた認証情報を用いた認証装置に限定されるものではない。例えば、眼底の血管パターン等の生体の眼に関わるバイオメトリクス情報を認証情報として用いた認証装置に適用可能であることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
本発明にかかる生体判別装置およびそれを用いた認証装置ならびに生体判別方法によれば、ハーフミラー等の光学部品を付加する必要がなく、小型の認証装置への搭載が可能であるという効果を有するので、物体が生体であるか否かを判別する生体判別装置およびそれを用いた認証装置ならびに生体判別方法等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明の第１の実施の形態における部分光斑現象を説明するための図
【図２】本発明の第１の実施の形態における部分光斑を有する眼画像の一例を示す図
【図３】本発明の第１の実施の形態における生体判別装置の構成を示すブロック図
【図４】本発明の第１の実施の形態における生体判別装置の動作ステップを示すフローチャート
【図５】本発明の第１の実施の形態における生体判別装置の部分光斑検出部の機能について説明するための図
【図６】本発明の第１の実施の形態における生体判別装置の部分光斑検出部における他の判別処理方法について説明するための図
【図７】本発明の第１の実施の形態における生体判別装置において二つの光源部を有する構成によって撮影された眼画像の一例を示す図
【図８】本発明の第２の実施の形態における生体判別装置の動作ステップを示すフローチャート
【図９】（ａ）は本発明の第３の実施の形態における生体判別装置の構成を示すブロック図（ｂ）は本発明の第３の実施の形態における生体判別装置を正面から見たと仮定した場合の光源部と撮影部との位置関係を示すための図
【図１０】本発明の第３の実施の形態における生体判別装置の動作ステップを示すフローチャート
【図１１】（ａ）は本発明の第３の実施の形態における生体判別装置において撮影された第１の画像の一例を示す図（ｂ）は本発明の第３の実施の形態における生体判別装置において生体の眼を撮影した場合の第２の画像の一例を示す図
【図１２】（ａ）は本発明の第３の実施の形態における生体判別装置において撮影された第１の画像から瞳孔の部分を検出した画像を示す図（ｂ）は本発明の第３の実施の形態における生体判別装置において撮影された第２の画像から瞳孔の部分を検出した画像を示す図
【図１３】（ａ）は本発明の第３の実施の形態における偽造物の一例を示す図（ｂ）は本発明の第３の実施の形態における生体判別装置によって偽造物を撮影した画像の一例を示す図
【図１４】本発明の第４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
【符号の説明】
【００９３】
１    撮影部
２，５０    光源部
３    （生体の）眼
４    虹彩
７    瞳孔
８    部分光斑
１０    眼画像
１５    制御部
１６    記憶部
１７    瞳孔検出部
１８    部分光斑検出部
１９    光斑位置比較部
２０，３０    生体判別装置
２２    第１の光源部
２３    第２の光源部
３１    第１の画像
３２    第２の画像
４０    認証装置
４１    切出部
４２    コード化部
４３    照合部
４４    認証情報記憶部
４５    出力部
５１    偽造物
６０    被写体
７０，７１    輪郭
７２    （瞳孔として検出された）部分
【図１】
2006043029.tif 000003
【図２】
2006043029.tif 000004
【図３】
2006043029.tif 000005
【図４】
2006043029.tif 000006
【図５】
2006043029.tif 000007
【図６】
2006043029.tif 000008
【図７】
2006043029.tif 000009
【図８】
2006043029.tif 000010
【図９】
2006043029.tif 000011
【図１０】
2006043029.tif 000012
【図１１】
2006043029.tif 000013
【図１２】
2006043029.tif 000014
【図１３】
2006043029.tif 000015
【図１４】
2006043029.tif 000016