(57)【要約】本発明は、登録対象者の単数または複数の目の画像を取得するステップを経て、前記取得した単数または複数の目の画像から登録虹彩テンプレート集合を生成してデータベースに登録するステップを経て、認証のための目の画像をカメラで複数撮影して取得するステップを経て、前記認証のために撮影して取得した複数の目の画像から複数の認証用虹彩テンプレートを作成して認証用虹彩テンプレート集合を構成するステップを経て、前記データベースに保存されている各登録者の登録虹彩テンプレート集合と認証用虹彩テンプレート集合とを互いに比較するステップを経て、前記比較の結果によって認証または身元確認を行うステップからなる、個人毎に登録されている複数の認証用虹彩テンプレートを用いた虹彩認識方法及びその方法を施す装置に関する。
2013522754.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
虹彩認識方法において、
登録対象者の１つまたは複数の目の画像を取得するステップ；前記取得した複数の目の画像に対し、登録虹彩テンプレートを１つまたは複数個生成して登録虹彩テンプレート集合を構成し、登録対象者の固有な虹彩情報としてデータベースに保存して登録するステップ；認証のための複数の目の画像をカメラで撮影して取得するステップ；前記認証のために撮影して取得した複数の目の画像から複数の認証用虹彩テンプレートで構成されている認証用虹彩テンプレート集合を生成するステップ；前記データベースに保存されている各登録者の登録虹彩テンプレート集合と認証用虹彩テンプレート集合とを互いに比較するステップ；及び、前記比較の結果によって認証または身元確認を行うステップからなる、複数の認証用虹彩テンプレートで構成されている認証用虹彩テンプレート集合を用いた虹彩認識方法。
【請求項２】
前記目の画像から登録及び認証用虹彩テンプレート集合を生成することは、カメラで撮影して取得した目の画像における虹彩領域を複数の小領域に分割することで行われることを特徴とする、請求項１に記載の複数の認証用虹彩テンプレートで構成されている認証用虹彩テンプレート集合を用いた虹彩認識方法。
【請求項３】
前記データベースに保存されている各登録者の登録虹彩テンプレート集合と認証用虹彩テンプレート集合とを比較するステップにおいては、同じ位置における登録虹彩テンプレートの小領域と認証用虹彩テンプレートの小領域との距離を測定し、前記小領域間の距離の測定は、登録及び認証用虹彩テンプレートのすべての位置における小領域に対して行われ、すべての位置における小領域に対して測定した距離の合計、算術平均、幾何平均、加重平均などからいずれか一つを選んで求めることで、登録虹彩テンプレート集合と認証用虹彩テンプレート集合との類似可否を判断することを特徴とする、請求項２に記載の複数の認証用虹彩テンプレートで構成されている認証用虹彩テンプレート集合を用いた虹彩認識方法。
【請求項４】
前記比較の結果によって認証または身元確認を行うステップは、前記登録虹彩テンプレート集合と認証用虹彩テンプレート集合との測定した距離によって類似可否を判断することで認証または身元確認を行い、事前に設定されているしきい値より前記測定距離が少なければ、認証または身元確認が行われたと判断し、前記設定されているしきい値より大きければ、認証または身元確認が行われないと判断することを特徴とする、請求項３に記載の複数の認証用虹彩テンプレートで構成されている認証用虹彩テンプレート集合を用いた虹彩認識方法。
【請求項５】
前記同じ位置における登録虹彩テンプレート集合の登録小領域と、認証用虹彩テンプレート集合の認証用小領域との距離は、前記登録小領域と前記認証用小領域との間のすべてのペアに対して距離を求め、それらの中で最も小さい値からなることを特徴とする、請求項４に記載の複数の認証用虹彩テンプレートで構成されている認証用虹彩テンプレート集合を用いた虹彩認識方法。
【請求項６】
前記認証用虹彩テンプレート集合の小領域と、登録虹彩テンプレート集合の小領域との距離の測定は、互いに相当する２つの小領域を上下左右に１つ以上のピクセルずつ移動させつつ両領域間の距離を求めることで行われ、これらの距離の中から小さな値を選んで両領域間の距離として用いることで、登録虹彩テンプレート集合と認証用虹彩テンプレート集合との類似可否を判断することを特徴とする、請求項５に記載の複数の認証用虹彩テンプレートで構成されている認証用虹彩テンプレート集合を用いた虹彩認識方法。
【請求項７】
前記登録虹彩テンプレート集合及び証用虹彩テンプレート集合それぞれの小領域に識別タグを付け、空き領域ではない領域は比較対象から除外することで、認識に必要なデータ処理時間を短縮させることを特徴とする、請求項２〜６のいずれか一項に記載の複数の認証用虹彩テンプレートで構成されている認証用虹彩テンプレート集合を用いた虹彩認識方法。
【請求項８】
虹彩認識装置において、
カメラで取得した１つまたは複数の目の画像から登録虹彩テンプレートで構成されている登録虹彩テンプレート集合を生成し、登録対象者の固有な虹彩情報として保存して登録するためのデータベース；認証のための複数の目の画像を撮影して取得するために、虹彩認識装置前面に設けられたカメラ；カメラで目の画像を撮影をする時に、鮮明な目の画像を得るために設けられた１つ以上の照明群で構成されている照明装置；前記認証のために撮影して取得した複数の目の画像から作成した複数の認証用虹彩テンプレートで構成されている認証用虹彩テンプレート集合；前記データベースに保存されて登録されている登録虹彩テンプレート集合と認証のために撮影して取得した認証用虹彩テンプレート集合とを互に比較する手段；前記比較の結果によって認証または身元確認を行う手段を備えた複数の認証用虹彩テンプレートで構成されている認証用虹彩テンプレート集合を用いた虹彩認識装置。
【請求項９】
前記照明装置は、カメラと連動し、複数の照明群を選択的に点灯するように構成されている制御部を更に備えている、請求項８に記載の複数の認証用虹彩テンプレートで構成されている認証用虹彩テンプレート集合を用いた虹彩認識装置。
【請求項１０】
前記目の画像から登録及び認証用虹彩テンプレート集合を生成することは、カメラで撮影して取得した目の画像における虹彩領域を複数の小領域に分割することで行われることを特徴とする、請求項８に記載の複数の認証用虹彩テンプレートで構成されている認証用虹彩テンプレート集合を用いた虹彩認識装置。
【請求項１１】
前記データベースに保存されている各登録者の登録虹彩テンプレート集合と認証用虹彩テンプレート集合とを比較する手段は、同じ位置における登録虹彩テンプレートの小領域と認証用虹彩テンプレートの小領域との距離を測定し、前記小領域間の距離を測定することは、登録及び認証用虹彩テンプレートのすべての位置における小領域に対して行われ、すべての位置における小領域に対して測定した距離の合計、算術平均、幾何平均、加重平均などからいずれか一つを選んで求めることで、登録虹彩テンプレート集合と認証用虹彩テンプレート集合との類似可否を判断することを特徴とする、請求項１０に記載の複数の認証用虹彩テンプレートで構成されている認証用虹彩テンプレート集合を用いた虹彩認識装置。
【請求項１２】
前記比較の結果によって認証または身元確認を行う手段は、前記登録虹彩テンプレート集合と認証用虹彩テンプレート集合との測定した距離によって類似可否を判断することで認証または身元確認を行い、事前に設定されているしきい値より前記測定距離が少なければ、認証または身元確認が行われたと判断し、前記設定されているしきい値より大きければ、認証または身元確認が行われないと判断することを特徴とする、請求項１１に記載の複数の認証用虹彩テンプレートで構成されている認証用虹彩テンプレート集合を用いた虹彩認識装置。
【請求項１３】
前記同じ位置における登録虹彩テンプレート集合の登録小領域と、認証用虹彩テンプレート集合の認証用小領域との距離は、前記登録小領域と前記認証用小領域との間のすべてのペアに対して距離を求め、それらの中で最も小さい値にすることを特徴とする、請求項１２に記載の複数の認証用虹彩テンプレートで構成されている認証用虹彩テンプレート集
合を用いた虹彩認識装置。
【請求項１４】
前記認証用虹彩テンプレート集合の小領域と、登録虹彩テンプレート集合の小領域との距離の測定は、互いに相当する２つの小領域を上下左右に１つ以上のピクセルずつ移動させつつ両領域間の距離を求め、これらの距離の中から小さな値を選んで両領域間の距離として用いることで、登録虹彩テンプレート集合と認証用虹彩テンプレート集合との類似可否を判断することを特徴とする、請求項８〜１３のいずれか一項に記載の複数の認証用虹彩テンプレートで構成されている認証用虹彩テンプレート集合を用いた虹彩認識装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、データベースに保存されている各登録者の登録虹彩テンプレート集合と、認証用虹彩テンプレート集合とを互いに比較するステップを経て、前記比較の結果によって認証または身元確認を行うステップからなる、個人毎に登録されている複数の虹彩テンプレートを用いた虹彩認識方法及びその方法を施す装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、虹彩認識方法は、カメラで撮影した目の画像から抜き出した虹彩領域と、他の目の画像から抜き出した虹彩領域とを互いに比較することで、認証または身元確認を行う。カメラで目を撮影する際に周囲の環境条件がよくない場合、取得した目の画像の焦点が合わなかったり、虹彩領域にノイズが入っていったり、まつげやまぶた、光の反射などに虹彩領域が覆われていったり、虹彩の一領域だけが撮られるなど、問題のある目の画像を取得する可能性がある。
【０００３】
Ｓａｒｎｏｆｆ社の虹彩撮影カメラの場合、カメラから遠く離れている対象者の目を撮影するために強い照明が用いられているものの、この照明により、取得した目の画像の虹彩部分に反射が発生し、結果としてこれが虹彩認識の精度を低下させる原因となった。
【０００４】
従って、目の画像に存在する問題は、目の画像から虹彩領域を誤って抜き出す原因の１つであり、虹彩領域が上手く抜き出されても場合によって虹彩認識の精度を低下させる原因となる。従来の虹彩認識方法は、対象者を再撮影させ、問題が大きくない目の画像を再取得したり、問題のある画像をそのまま、または復元して虹彩認識に利用した。
【０００５】
従来、取得した目の画像を復元して虹彩認識に活用する方法は多いものの、代表的な方法としては、取得した目の画像にノイズが存在する場合にはこれを削除する作業を行う方法、焦点が合わない場合には画像を鮮鋭化する技法を適用する方法などが挙げられる。
【０００６】
前記方法と異なる従来方法の１つは、一種の画像レジストレーション（ｉｍａｇｅ ｒ
ｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ）技法を使って複数の照明を選択的に点灯させ、複数の顔画像を得た後に、眼鏡レンズによる鏡面反射が発生しない顔画像を得る方法で、この方法を虹彩画像にも同様に適用可能であるものの、前記のような異なる条件で撮影した複数の画像を使ってジグソーパズルのような１つの完成された画像として構成することは非常に難しい。
【０００７】
特に、虹彩認識において、前記のように、同じ対象者から複数の虹彩画像を取得し、画像レジストレーション技法を適用して１つの完成された虹彩画像を得た後に、前記画像から虹彩の特徴を抽出する場合、異なる虹彩画像の組合せ過程で発生したかみ合わない領域のため、前記完成された虹彩画像から正確な虹彩の特徴を容易に抽出することができない問題がある。
【０００８】
また、従来の虹彩認識においては、眼鏡をかけた人の場合、撮影時の照明によってカメラで撮影した目の画像に眼鏡レンズに反射した部分が現れることが可能となり、この反射部分が虹彩領域に現れる場合には、虹彩認識の精度が低下する問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明が解決しようとする課題は、前記のような問題を解決するために、虹彩認識装置
で認証を行う時に、認証対象者の虹彩を複数の照明群によって１つ以上の目の画像を撮影して取得し、認証用虹彩テンプレート集合を生成して虹彩認識に利用することで、虹彩認識率を高めることにある。
【００１０】
本発明が解決しようとする第二の課題は、虹彩認識のために、登録及び認証に利用する虹彩テンプレートを作成する時に、虹彩がほとんど覆われていない虹彩の左側と右側を含む、またはいずれか１つを含む複数の空き領域で虹彩情報が含まれている虹彩テンプレートを作成し、これを用いて虹彩認識を行うことで、メモリの記憶容量を減らし、認識に必要なデータ処理時間を短縮させることにある。
【００１１】
本発明が解決しようとする第三の課題は、虹彩認識のために、複数の空き領域に分けて登録虹彩テンプレート集合を生成し、データベースに保存し、認証時に登録及び認証用虹彩テンプレート集合を識別して比較することに利用するために、識別タグを付けて生成し、複数の認証用虹彩テンプレートとの比較ステップにおいて、混同せず複数の領域中における鮮明な空き領域の虹彩テンプレートと迅速に比較して認識できるようにすることにある。
【００１２】
本発明が解決しようとする第四の課題は、本発明の出願人が特許出願して登録されている韓国登録特許公報第１０-０７８６２０４号に開示されている技術的構成で、認証のた
めに距離を求めようとする２つの小領域の位置をそれぞれ上下左右に１つ以上のピクセルずつ移動させつつ距離を求め、その中から小さな値を選んで認証に利用することで、虹彩部分と他の部分との境界を設定する時に発生するエラー、または虹彩の変形によって発生するエラーによる認識率の低下を防止することにある。
【００１３】
本発明が解決しようとする第五の課題は、上述した複数の登録虹彩テンプレートで構成されている登録虹彩テンプレート集合と、複数の目の画像からなる認証用虹彩テンプレート集合を用いることで、眼鏡をかけた人の認証や身元確認を行う時に、眼鏡レンズの反射部分が虹彩領域に現れても虹彩認識率が低下しないようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の課題を解決するための手段は、登録対象者の１つまたは複数の目の画像を取得するステップを経て、前記取得した１つまたは複数の目の画像から登録虹彩テンプレート集合を生成してデータベースに登録するステップを経て、認証のための複数の目の画像を虹彩認識装置前面に設けられたカメラで複数撮影して取得するステップを経て、前記認証のために撮影して取得した複数の目の画像から複数の認証用虹彩テンプレートで構成されている認証用虹彩テンプレート集合を生成するステップを経て、前記データベースに保存されている各登録者の登録虹彩テンプレート集合と認証用虹彩テンプレート集合とを互いに比較するステップを経て、前記比較の結果によって認証または身元確認を行うステップからなる虹彩認識方法を提供することである。
【００１５】
本発明の課題を解決するための第二の手段は、登録対象者の複数の目の画像を撮影して取得するためのカメラを備え、前記カメラで取得した複数の目の画像から１つまたは複数の登録虹彩テンプレートで構成されている登録虹彩テンプレート集合を生成してこれを保存して登録するためのデータベースを備え、認証のための目の画像を種々の照明群を用いて複数の目の画像を撮影して取得するために、虹彩認識装置前面に設けられたカメラと種々の照明群を備えた照明装置を備え、前記認証のために撮影して取得した複数の目の画像から認証用虹彩テンプレート集合を生成する手段を備え、前記データベースに保存されて登録されている登録虹彩テンプレート集合と認証のために撮影して取得した認証用虹彩テンプレート集合とを互に比較する手段を備え、前記比較の結果によって認証または身元確認を行う手段を備えた虹彩認識装置を提供することである。
【００１６】
本発明の課題を解決するための第三の手段は、１つまたは複数で構成されている登録虹彩テンプレート集合を生成してデータベースに保存して登録し、前記認証用虹彩テンプレートを作成するステップでは、照明群を変えてカメラで目の画像を撮影して取得し、取得した複数の目の画像から認証用虹彩テンプレート集合を生成した後に、認証用虹彩テンプレート集合のうち、虹彩情報が比較的多く含まれている空き領域における認証用虹彩テンプレートを用いて認証に利用することで、認識率を高める虹彩認識方法及び装置を提供することである。
【００１７】
本発明の課題を解決するための第四の手段は、虹彩認識のために、複数の空き領域に分けて登録虹彩テンプレート集合をデータベースに保存して登録し、これを識別するために識別タグを付けて登録虹彩テンプレートを作成し、互いに異なる照明群を用いてカメラで撮影して取得した複数の認証用虹彩テンプレートとの比較ステップにおいて、混同せず鮮明な認証用虹彩テンプレートと、識別タグを用いて迅速に比較できるように構成されている虹彩認識方法及び装置を提供することである。
【００１８】
本発明の課題を解決するための第五の手段は、本発明の出願人が特許出願して登録されている韓国登録特許公報第１０-０７８６２０４号に開示されている技術的構成で、認証
のために距離を求めようとする２つの小領域の位置をそれぞれ上下左右に１つ以上のピクセルずつ移動させつつ両領域間の距離を求め、その中から小さな値を選んで認証に利用することで、境界を設定する時に発生するエラー、または虹彩の変形によって発生するエラーによる認識率の低下を防止する虹彩認識方法及び装置を提供することである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、虹彩認識装置で認証を行う時に、認証対象者の虹彩を複数の照明群によって１つ以上の目の画像を撮影して取得し、認証用虹彩テンプレート集合を生成して虹彩認識に利用することで、虹彩認識率を高める作用効果がある。
【００２０】
本発明の第二の効果は、虹彩認識のために、登録及び認証に利用する虹彩テンプレートを作成する時に、虹彩がほとんど覆われていない虹彩の左側と右側を含む、またはいずれか１つを含む複数の空き領域で虹彩情報が含まれている虹彩テンプレートを作成し、これを用いて虹彩認識を行うことで、メモリの記憶容量を減らし、認識に必要なデータ処理時間を短縮させることにある。
【００２１】
本発明の第三の効果は、虹彩認識のために、複数の空き領域に分けて登録及び認証用虹彩テンプレート集合を生成し、データベースに保存し、認証時に登録及び認証用虹彩テンプレートを識別して利用するために、識別タグを付けて生成し、比較ステップにおいて複数の認証用虹彩テンプレートと混同せず、複数の領域中における鮮明な空き領域の虹彩テンプレートと迅速に比較して認識できるようにすることにある。
【００２２】
本発明の第四の効果は、本発明の出願人が特許出願して登録されている韓国登録特許公報第１０-０７８６２０４号に開示されている技術的構成で、認証のために距離を求めよ
うとする２つの小領域の位置をそれぞれ上下左右に１つ以上のピクセルずつ移動させつつ両領域間の距離を求め、その中から小さな値を選んで認証に利用することで、境界を設定する時に発生するエラー、または虹彩の変形によって発生するエラーによる認識率の低下を防止することにある。
【００２３】
本発明の第五の効果は、上述した複数の登録虹彩テンプレートで構成されている登録虹彩テンプレート集合と、複数の目の画像からなる認証用虹彩テンプレート集合を用いることで、眼鏡をかけた人の認証や身元確認を行う時に、眼鏡レンズの反射部分が虹彩領域に
現れても虹彩認識率が低下しないようにすることにある。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る複数の虹彩テンプレートを用いた虹彩認識方法の流れ図である。
【図２】照明装置の照明群によって照明が反射して虹彩に現れた場合を撮影した写真（右側及び左側）である。
【図３】図２に示す虹彩を用いて虹彩がほとんど覆われていない２つの空き領域に分けて示す図面である。
【図４】図３に示す虹彩がほとんど覆われていない２つの空き領域をそれぞれ８つの領域に分けて示す図面である。
【図５】カメラと照明装置、制御部の例を示す図面である。
【図６】１つの登録虹彩テンプレート（右側）と同一人物の２つの認証用虹彩テンプレート（左側の２つ）との比較を示す図面である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明は、登録対象者の１つまたは複数の目の画像を取得するステップと、前記取得した１つまたは複数の目の画像から登録虹彩テンプレート集合を生成してデータベースに登録するステップと、認証のための複数の目の画像を虹彩認識装置前面に設けられたカメラで複数撮影して取得するステップと、前記認証のために撮影して取得した複数の目の画像から複数の認証用虹彩テンプレートで構成されている認証用虹彩テンプレート集合を生成するステップと、前記データベースに保存されている各登録者の登録虹彩テンプレート集合と認証用虹彩テンプレート集合とを互いに比較するステップと、前記比較の結果によって認証または身元確認を行うステップからなる虹彩認識方法を提供する。
【００２６】
本発明は、登録対象者の複数の目の画像を撮影して取得するためのカメラを備え、前記カメラで取得した複数の目の画像で構成されている登録虹彩テンプレート集合を生成し、これを保存して登録するためのデータベースを備え、認証のための目の画像を種々の照明群を用いて複数の目の画像を撮影して取得するために、虹彩認識装置前面に設けられたカメラと種々の照明群を備えた照明装置を備え、前記認証のために撮影して取得した複数の目の画像から認証用虹彩テンプレート集合を生成する手段を備え、前記データベースに保存されて登録されている登録虹彩テンプレート集合と認証のために撮影して取得した認証用虹彩テンプレート集合とを互に比較する手段を備え、前記比較の結果によって認証または身元確認を行う手段を備えた虹彩認識装置を提供する。
【００２７】
以下、本発明を実施するための具体的な内容を説明する。本発明は、個人の複数の目の画像または虹彩の画像を生成して登録虹彩テンプレート集合を登録し、これと、認証のために撮影して取得した目の画像との比較により、認証または身元確認を行う方法及び装置に関する。
【００２８】
本発明は、登録対象者の１つまたは複数の目の画像を取得するステップを経て、前記取得した１つまたは複数の目の画像から登録虹彩テンプレート集合を生成してデータベースに登録するステップを経て、認証のための複数の目の画像を虹彩認識装置前面に設けられたカメラで撮影して取得するステップを経て、前記認証のために撮影して取得した複数の目の画像から複数の認証用虹彩テンプレートからなる認証用虹彩テンプレート集合を生成するステップを経て、前記データベースに保存されている各登録者の登録虹彩テンプレート集合と認証用虹彩テンプレート集合とを互いに比較するステップを経て、前記比較の結果によって認証または身元確認を行うステップからなる虹彩認識方法を提供する。
【００２９】
本発明は、登録対象者の１つまたは複数の目の画像を撮影して取得するためのカメラを
備え、前記カメラで取得した１つまたは複数の目の画像から１つまたは複数の登録虹彩テンプレートを作成し、これらから登録虹彩テンプレート集合を構成し、前記登録対象者の固有な虹彩情報として保存して登録するためのデータベースを備え、認証のための目の画像を種々の照明群を用いて複数の目の画像を撮影して取得するために、虹彩認識装置前面に設けられたカメラと種々の照明群を形成できる照明装置を備え、前記認証のために撮影して取得した複数の目の画像から認証用虹彩テンプレートで構成されている認証用虹彩テンプレート集合を生成する手段を備え、前記データベースに保存されて登録されている登録虹彩テンプレート集合と認証のために撮影して取得した認証用虹彩テンプレート集合とを互に比較する手段を備え、前記比較の結果によって認証または身元確認を行う手段を備えた虹彩認識装置を提供する。
【００３０】
本発明の技術的構成の特徴の１つは、登録のための登録虹彩テンプレートは鮮明な目の画像から得た１つまたは複数の虹彩テンプレートで構成されるということである。
【００３１】
その一方、認証時には限られた時間と条件で撮影するので、認証対象者の目の形、カメラからの距離及び位置が異なり、それによって鮮明な目の画像を得ることは難しい。虹彩認識装置前面に複数の照明を設けて種々の照明群を形成し、その種々の照明状態における複数の目の画像をカメラで取得し、その中から鮮明な目の画像で生成した認証用虹彩テンプレートを認証または身元確認に利用する。
【実施例】
【００３２】
以下、本発明に係る実施例を具体的に説明する。
【００３３】
まず、同じ登録登録者の１つまたは複数の目の画像を取得するステップである。登録対象者の虹彩テンプレートをデータベースに登録するために、１つまたは複数の目の画像をカメラで取得する。１つまたは複数の目の画像をカメラで取得する時に、目とその周囲を照らす照明装置の照明条件を変えつつ、最も鮮明な目の画像を撮影して取得し、鮮明な目の画像で１つまたは複数の虹彩テンプレートを作成して登録虹彩テンプレート集合を構成し、データベースに登録する。
【００３４】
次に、前記取得された１つまたは複数の目の画像について、各目の画像から虹彩テンプレートを作成して生成した登録虹彩テンプレート集合をデータベースに保存して登録することで、前記登録対象者を虹彩認識装置に登録するステップについて説明する。
【００３５】
通常、虹彩認識のための虹彩データベースに保存されている虹彩情報のフォーマットを「虹彩テンプレート」という。虹彩テンプレートのフォーマットは虹彩認識装置を製造する会社毎に固有に決まる。
【００３６】
本発明において、虹彩認識に利用する虹彩領域は図３に示す。一般に、虹彩のある領域を虹彩認識に利用しても良い。画像処理技法によって虹彩領域だけを環（ａｎｎｕｌｕｓ）状で切り取り、瞳孔中心から輻（ｓｐｏｋｅ）方向への相対的な距離と、目の水平位置とのなす角の情報を用い、切り取った環領域を極座標系に変換して２つの長方形の領域を得る。
【００３７】
図３では、−４５度と＋４５度との間の領域と、＋１３５度と＋２２５度との間の領域を極座標系に変換し、２つの長方形の領域を得た。前記目の水平位置は、両目の虹彩中心を連結した線に基づいて設定することが望ましい。
【００３８】
この２つの領域を付けて１つの長い長方形の領域に作り、同じ大きさの複数の小領域に分ける。一般に分けられる小領域の数と、極座標に変換される小領域の大きさは、目の画
像毎に変わっても良いものの、容易に説明するために、生成される小領域の数や大きさ、位置は、すべての虹彩に対して同様に適用されると仮定することにする。
【００３９】
従って、２つの虹彩テンプレートに対し、同じ位置の小領域同士の比較が可能となる。図４は、極座標系に変換する前の、分割された小領域を図示したものである。左側及び右側にそれぞれ８個ずつ、計１６個の小領域からなる。
【００４０】
本発明に係る虹彩認識装置は、登録対象者毎に１つまたは複数の登録虹彩テンプレートをデータベースに登録するという本発明の趣旨から外れなければ、ここに記載されていないいずれか一つの方法を用いて登録虹彩テンプレート集合を生成しても良い。
【００４１】
本発明に係る虹彩認識装置のデータベースには、登録されている各個人の固有な虹彩情報である登録虹彩テンプレートが保存されている。各登録者に対し、単数または複数の登録虹彩テンプレート集合を保存しておく。前記登録されている登録虹彩テンプレート集合に保存されている登録虹彩テンプレートの数は、登録されている対象者毎に異なる可能性がある。ここで、虹彩情報は、瞳孔括約筋、瞳孔散大筋、膠原繊維、自律神経環及び瞳孔のしわなどで絡んで着色された各個人の固有な虹彩パターンについての情報をいう。
【００４２】
このような各個人の固有な虹彩パターンについての情報を情報化する技術的構成は、本発明の出願人が特許出願して公開されている資料だけでなく、虹彩認識に関する多数の文献に開示されているので、本発明では、具体的な記述を省略する。
【００４３】
図２では、照明の反射によるノイズにより、左半分と右半分とがそれぞれ虹彩認識に利用される空き領域となる。前記虹彩テンプレートにおいて、どの小領域が空き領域であるかを識別して使用できるように、虹彩テンプレートの小領域それぞれに識別タグを付け、虹彩テンプレートをデータベースに登録することができる。
【００４４】
前記識別タグは、虹彩認識のために使用しなければならないものではないものの、虹彩テンプレート同士の比較時間を減らすために、この識別タグを利用することができる。つまり、照明の反射によって使用できない小領域として識別タグが付けられた小領域は小領域同士の比較対象から除外することができる。
【００４５】
次に、認証のための目の画像が入力されるステップについて説明する。このステップでは、認証（ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ）または身元確認（ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）のために、個人（以下「認証対象者」という）の目の画像が虹彩認識装置に入力されるステップである。
【００４６】
一般に、認証や本人確認のために目の画像が撮影される条件は、登録のために撮影される条件より劣悪な場合が多い。つまり、認証時には、限られた時間と条件で撮影し、更に認証対象者の目の形や、目からカメラまでの距離及び位置が多少異なるので、鮮明な目の画像を得にくい場合が多い。
【００４７】
本発明に係る虹彩認識装置は、照明群を変えて認証対象者の目をカメラで撮影して複数の目の画像を取得する。前記取得した複数の目の画像は、虹彩認識装置に入力される。
【００４８】
* ５４本発明に係る、認証のための目の画像を撮影する虹彩認識装置には、撮影時の照明の位置や明るさを変えて照明する複数の照明群を具えた照明装置が設けられている。
【００４９】
図２は、本発明に係る虹彩認識装置の１つの実施例で、２つの照明群で構成されている照明装置を用いて、各照明群を交互に点灯させつつ撮影した２つの目の画像を図示したも
のである。各照明群は、４つの照明からなる。
【００５０】
図２に示す左側の目の画像は、一回目の照明群によって撮影されたもので、虹彩の右側に反射パターンが現れており、右側の目の画像は、二回目の照明群によって撮影されたもので、虹彩の左側に反射パターンが現れている。
【００５１】
前記例においては、照明群を選んで点灯し、２つの目の画像を取得したものの、本発明においては、認証対象者から、種々の照明群からなる照明装置と連動させてカメラで複数の目の画像を取得し、その中から鮮明な目の画像を選んで認証に利用することが望ましい。
【００５２】
図２では、照明の反射によるノイズにより、左半分と右半分とがそれぞれ虹彩認識に利用される空き領域となる。認証対象者から複数の目の画像を取得する時に、なるべく空き領域を全部合わせてすべての虹彩領域となるようにすることが虹彩認識の精度のために望ましい。
【００５３】
種々の照明群からなる照明装置は、虹彩認識装置の前面一側に設けられたカメラと連動して種々の照明群で構成され、認証対象者の目の画像を撮影する時に、１つまたは複数の照明群を用いて１つまたは複数の目の画像を撮影して取得するように構成されている。
【００５４】
前記カメラと連動するように構成され、複数の照明の中から選ばれて構成されている照明群の中から選ばれ、撮影時の照明で構成されている照明装置は、虹彩認識装置に内蔵されている制御部で選択制御が行われるように構成されている。
【００５５】
前記照明群は、１つ以上のＬＥＤまたはランプなどで、互いに別の位置に設けられた照明の中における１つ以上で構成され、カメラと連動して動作されるように構成されている。
【００５６】
前記照明装置は、カメラと連動し、照明装置における複数の照明群の中から任意に選択して点灯するように、制御プログラムで制御する制御部を備えている。図５は、カメラと照明装置、制御部の例を図示したもので、照明装置の照明群は複数個で構成されて制御することができる。
【００５７】
次に、前記認証のための目の画像と、前記登録虹彩テンプレート集合とを比較するステップについて説明する。
【００５８】
認証または身元確認のために入力された目の画像（以下「認証用目の画像」という）は、データベースに登録されている登録虹彩テンプレートのフォーマットと同様のフォーマットに変換する。各認証用目の画像を虹彩テンプレート（以下「認証用虹彩テンプレート」という）に変換して認証用虹彩テンプレート集合を構成する。複数の認証用目の画像と、登録されている個人の目の画像との比較は、認証用虹彩テンプレート集合と、データベースに保存されている登録虹彩テンプレート集合との比較で行われる。
【００５９】
認証用虹彩テンプレート集合と、データベースに登録されている登録者の登録虹彩テンプレートとの比較は、両集合間の類似度（ｓｉｍｉｌａｒｉｔｙ）を測定することで行われる。両集合間の類似度は、両集合間の相違を示す距離（ｄｉｓｔａｎｃｅ）を計算して測定することができる。距離と類似度は、反比例の関係にあり、下記では、距離の側面から述べているが、これは表現上の差異であり、類似度の観点から述べることと同様である。
【００６０】
本発明において、認証用虹彩テンプレート集合と、登録虹彩のテンプレート集合との距離を求めることは、一種の複数の虹彩テンプレートと、複数の虹彩テンプレートとの距離を求めることであり、これは同じ位置における互いに対応する小領域間の距離を求めることで可能となる。
【００６１】
もしも認証用虹彩テンプレート集合がｍ個の虹彩テンプレートからなり、登録虹彩テンプレート集合がｎ個の虹彩テンプレートからなるなら、すべての虹彩テンプレートは、同じ数の小領域に分割したので、各位置に相当する小領域は認証用虹彩テンプレート集合がｍ個、登録虹彩テンプレート集合がｎ個を持つことになる。
【００６２】
もしも虹彩テンプレートがｋ個の小領域を持つと仮定するなら、各位置における認証用小領域と登録小領域との距離は、次のように求める。１つの小領域の位置を固定させ、これに相当する認証用虹彩テンプレート集合におけるｍ個の小領域と、登録虹彩テンプレート集合におけるｎ個の小領域とから、小領域をそれぞれ１つずつ選択してペアを構成すると、計ｍxｎ個の小領域ペアが出る。
【００６３】
各小領域ペアにおいて、小領域間の距離を計算し、これらの中で最も小さい値を該当位置における認証用小領域と登録小領域との距離として定義する。前記該当位置における認証用小領域と登録小領域との距離を定義する例は、次の通りである。もしも該当位置において、２つの認証用小領域ｔとｓがあり、１つの登録用小領域ｒがあり、両小領域間の距離を求める関数をｄと表すなら、認証用小領域と登録小領域との距離は、
ｍｉｎ（ｄ（ｔ、ｒ）、d（ｓ、ｒ））
となる。ここで、ｍｉｎ（ａ、ｂ）は、ａとｂの中から小さい、または同じ値を選択する関数を示す。
【００６４】
もしもある小領域において、使用できない領域に属するものとして識別タグが付けられているなら、この小領域は、距離を計算する時に考慮対象から除外される可能性もある。この場合、認証用小領域と登録小領域との距離計算が非常に早くなる。
【００６５】
両小領域間の距離を測定するための関数は、両小領域に貼り付けられている虹彩テクスチャ（ｔｅｘｔｕｒｅ）間の差を測定するものなら、どれを使っても良い。両小領域間の距離についての１つの例は、次の通りである。両小領域間の距離を、両小領域に貼り付けられている虹彩テクスチャに対し、フーリエ変換、ウェーブレット変換などを施して取得した係数列（ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｓｅｑｕｅｎｃｅ）間のユークリッド距離として
定義することができる。
【００６６】
ここで、撮影時に目が水平で、ある程度回転した可能性を考慮すれば、距離を計算する時に比較される２つの小領域を上下左右に１つ以上のピクセルずつ移動させつつ距離を求め、その中から最も小さな値を選んで両小領域間の距離として指定することもできる。
【００６７】
すべてのｋ個の位置に対し、前記のような方法で相当する認証用小領域と登録小領域との距離を求めると、ｋ個の距離が出る。このｋ個の距離の合計、算術平均、幾何平均、加重平均などからいずれか一つを選び、認証用虹彩テンプレート集合と個人の登録虹彩テンプレート集合との距離として定義する。
【００６８】
前記例を使って認証用虹彩テンプレート集合と個人の登録虹彩テンプレート集合との距離を求める例は、次の通りである。虹彩テンプレートが１６個の小領域に分かれており、認証用虹彩テンプレート集合が２つの虹彩テンプレートＴとＳで、登録虹彩テンプレート集合が１つの虹彩テンプレートＲで構成されている時に、認証用虹彩テンプレートＴの１６個の小領域をｔ_１、ｔ_２、...、ｔ_１６、認証用虹彩テンプレートＳの１６個の小領
域をｓ_１、ｓ_２、...、ｓ_１６、登録虹彩テンプレートＲの１６個の小領域をｒ_１、
ｒ_２、... 。、ｒ_１６とする。ここで、添字が同じ小領域は、同じ位置のものである。図６は、１つの登録虹彩テンプレート（右側虹彩）と同一人物の２つの認証用虹彩テンプレート（左側の２つの虹彩）との比較を図示したものである。
【００６９】
このような状況で、認証用虹彩テンプレート集合と登録虹彩テンプレート集合との距離Ｄは、算術平均を用いると、次の通りである。
【００７０】
Ｄ=（ｍｉｎ（ｄ（ｔ_１、ｒ_１）、ｄ（ｓ_１、ｒ_１））+...+ ｍｉｎ（ｄ（ｔ_１６、ｒ_１６）、ｄ（ｓ_１６、ｒ_１６）））/１６
【００７１】
つまり、各位置における認証小領域と登録小領域との距離ｍｉｎを用いて求め、次に１６に分けて算術平均をとった。
【００７２】
上述した複数の登録テンプレートで構成されている登録虹彩テンプレート集合と、複数の認証テンプレートで構成されている認証用虹彩テンプレート集合を用いて、眼鏡をかけた人の認証や身元確認を行う場合に、眼鏡レンズの反射部分が虹彩領域に現れても虹彩認識率を低下させずに行う作用効果がある。
【００７３】
次に、前記比較の結果によって認証を行うステップについて説明する。このように認証用虹彩テンプレート集合が生成されると、認証用虹彩テンプレート集合と、登録されている各個人の登録虹彩テンプレート集合との距離を求める。もしも認証取得が目的なら、これらの距離の中で事前にメモリに設定されて保存されているしきい値より少ないものがある場合、認証されたと判断し、そうではない場合は、認証されないと判断する。
【００７４】
身元確認の場合も同様に、ある特定の個人の登録虹彩テンプレートとの距離が、事前に設定されたしきい値より少なければ、その特定の個人が証明用目の画像の人であることを証明することになる。
【００７５】
本発明の他の実施例は、個人毎に登録されている１つまたは複数の登録虹彩テンプレート集合を用いた虹彩認識装置を提供するものである。このためには、登録対象者の１つまたは複数の目の画像を撮影して取得するためのカメラを備え、前記カメラで撮影して取得した１つまたは複数の目の画像の中で、虹彩の左側と右側を含む、またはいずれか１つを含む複数の空き領域に虹彩情報が含まれている登録虹彩テンプレートで構成されている登録虹彩テンプレート集合を生成する。
【００７６】
前記登録対象者の固有な虹彩情報を保存して登録するためのデータベースを備え、認証のための目の画像を撮影して取得するため、虹彩認識装置前面にカメラが設置されている。
【００７７】
カメラで目の画像を撮影する時に、鮮明な目の画像を得るために設けられた複数の照明群で構成されている照明装置を備える。
【００７８】
前記認証対象者の認証のために撮影して取得した複数の目の画像から、認証用虹彩テンプレートで構成されている認証用虹彩テンプレート集合を生成する手段を備えている。
【００７９】
前記データベースに保存されて登録されている登録虹彩テンプレート集合と、認証のために撮影して取得した認証用虹彩テンプレート集合を互いに比較する手段を備え、前記比較の結果によって認証または認証を行う手段を備えている。
【００８０】
前記登録虹彩テンプレート集合と認証用虹彩テンプレート集合とを用いた虹彩認識装置のそれぞれの技術的構成は、上述した登録虹彩テンプレート集合と認証用虹彩テンプレート集合とを用いた虹彩認識方法のそれぞれのステップで述べた内容と同様なので、具体的な記述を省略する。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明は、虹彩認識装置で認証を行う時に、認証対象者の虹彩を複数の照明群を用いて一つ以上の目の画像を撮影して取得し、認証用虹彩テンプレート集合を生成して登録虹彩テンプレート集合と比較し、虹彩認識を行うことで、虹彩認識率を高める虹彩認証装置を提供することができるので、産業上の利用可能性が非常に高い。
【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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【国際調査報告】
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