JP2009205203A - 虹彩認証装置 - Google Patents

Abstract

【課題】予め使用者が目の画像を撮影してデータ登録する際に、登録画像の位置ずれ等を防ぎ、より良好な目の画像（即ち、目画像）を登録可能とする。
【解決手段】虹彩認識辞書４９への虹彩データの登録処理では、使用者が目の位置合わせをしている間に、画像キャプチャ部４４でキャプチャされた目画像から、虹彩円・瞳孔円抽出部４７により虹彩円及び瞳孔円を逐次抽出し、この虹彩円及び瞳孔円を、抽出の基となったキャプチャ画像に重ねて表示画面４６ａに逐次表示して、虹彩及び瞳孔が正しい位置で取得され、且つ正しく虹彩が検出されているかを視認し易くしたものである。そして、当該表示を使用者が確認し、描画された虹彩円及び瞳孔円と実際の目画像の虹彩及び瞳孔が一致していると判定すると、入力部４１の登録開始キーを押下して登録を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、人や動物等の個体の生体的特徴である目の虹彩を利用して個体を認証する虹彩認証装置であって、特に、予め使用者が目の画像を撮影してデータ登録する際に、登録画像の位置ずれ等を防ぎ、より良好な目の画像（即ち、目画像）を登録可能とする技術に関するものである。

従来、人の目の虹彩部分の画像を用いた固定型虹彩認証装置が下記の特許文献１等に開示され、更に、携帯型虹彩認証装置が下記の特許文献２〜４等に開示されている。

特許第３３０７９３６号公報 特開２００５−２９２５４２号公報 特開２００５−３２７１６１号公報 特開２００８−１５８８４号公報

これらの特許文献１〜４等に記載されているように、従来の虹彩認証装置は、使用者の生体における目画像をカメラで取得し、取得した目画像の中から虹彩部分を切り出して虹彩データを抽出し、予め登録された使用者の虹彩データと照合して一致した場合に、該使用者を本人であると認証する。

図９（ａ）、（ｂ）は、特許文献２〜４等に記載された従来の携帯型虹彩認証装置を示す概略の構成図であり、同図（ａ）は携帯型虹彩認証装置の外観図、及び、同図（ｂ）は同図（ａ）中の虹彩認証装置本体の構成図である。

携帯型虹彩認証装置１０は、携帯端末装置である携帯電話機に搭載された装置であり、筐体部１１を有し、この筐体部１１の内部に、虹彩認証装置本体２０が設けられている。筐体部１１の外部の背面には、撮影部２２のカメラ２２ａと、照明部２３の照明用光源２３ａと、表示部２５の表示画面２５ａ等とが設けられている。照明用光源２３ａは、カメラ２２ａにより目を撮影し、この目の画像を取得する際、発光させて光を目に照射するものであり、その発光に同期してカメラ２２ａのレンズ、シャッタ等を動作させ目を撮影するようになっている。

筐体部１１内の虹彩認証装置本体２０は、登録開始キー等を有する入力部２１、カメラ２２ａを有する撮影部２２、照明用光源２３ａを有する照明部２３、撮影部２２で取得された目画像をキャプチャ（捕獲）する画像キャプチャ部２４、表示画面２５ａを有する表示部２５、虹彩認識部２６、及び虹彩認識辞書２７等により構成されている。

この携帯型虹彩認証装置１０において、認証処理は以下のように行われる。
撮影部２２により、カメラ２２ａのレンズ、シャッタ等を動作させて、カメラ２２ａの前方に位置する被写体である使用者の目を撮影する。照明部２３は、撮影部２２により目を撮影するタイミングに同期して、照明用光源２３ａを発光させて使用者の顔を照射する。

撮影部２２で撮影された目画像は、画像キャプチャ部２４においてキャプチャされ、その画像データが、表示部２５の表示画面２５ａで表示されると共に、虹彩認識部２６へも送られる。虹彩認識部２６では、画像キャプチャ部２４でキャプチャされた目画像から虹彩データを抽出し、虹彩認識辞書２６に予め格納され登録されている虹彩データと比較することで、使用者が本人かどうかを認識する。

従来の虹彩認証装置１０では、上記の認証の処理において、使用者自身が目の撮影を行い、認証するようになっている。しかし、虹彩データの登録に当たっては、登録データの管理及び撮影画像の良し悪しの判断の必要性等の観点から、熟練したオペレータが虹彩認証装置１０又は専用の端末装置により登録を行うことが一般的であり、使用者自身が登録作業を行うことはなかった。

しかしながら、今後、例えば、携帯端末装置等の利用方法の多様化に伴って、携帯端末装置に搭載された虹彩認証装置１０を用いて、使用者自身が目画像の取得及び虹彩データの登録作業を行うことが想定される。この場合、登録作業において以下の２つの課題（１）、（２）が発生すると思われる。

（１） 適切な撮影位置への誘導
従来、熟練したオペレータが虹彩を登録する場合、撮影された目画像を見るだけで撮影位置が適切であるか否かを判定できるが、熟練していない使用者には、目画像を見てもそのことが判断できない。そのため、登録に適さない撮影位置で撮影された虹彩を登録してしまうことがある。

（２） 撮影時の目の状態
登録される虹彩画像はなるべく目を大きく見開き、虹彩の大部分が目画像に映っていることが望ましいが、装置の性能によって、登録開始のキー押下のタイミングと実際の撮影された画像が異なることがある。例えば、登録開始のキーを押下すると、これよりも時間的に遅れて実際の撮影された画像の虹彩データが登録されるため、登録開始のキー押下から登録までの間において、目の瞬き等が行われると、登録開始のキー押下のタイミングと実際の撮影された画像が異なったものになる。そのため、表示画面２５ａで確認したときの画像と異なる、目をあまり開いていない画像等が登録されることがある。

以上のような理由から、登録に適さない目画像を登録してしまうと、認識時に誤認識や認識不能等を多発してしまうことになる。

本発明の虹彩認証装置は、個人の目に光を照射する照明手段と、前記光が照射された目を撮影して前記目の画像を取得する撮影手段と、前記撮影手段で取得された複数の前記目の画像から虹彩円及び瞳孔円を逐次抽出する抽出手段と、前記逐次抽出された虹彩円及び瞳孔円を、前記取得された複数の目の画像にそれぞれ重ねて表示画面にそれぞれ表示する表示手段と、前記個人が前記表示画面の内容を確認した旨の入力が可能な入力手段と、データを登録する登録手段と、認識手段とを有している。

前記認識手段は、前記入力がされると、前記撮影手段で取得された前記目の画像から虹彩データを抽出して前記登録手段に登録し、認証時に前記撮影手段で取得された新たな前記目の画像から新たな虹彩データを抽出し、前記抽出された新たな虹彩データと前記登録手段に登録された虹彩データとを照合して前記新たな目の画像を認識するものである。

本発明の他の虹彩認証装置は、個人の目に光を照射する照明手段と、前記光が照射された目を撮影して前記目の画像を取得する撮影手段と、前記撮影手段により取得された、前記個人が位置付ける前記目の複数の画像をキャプチャして記憶するキャプチャ手段と、前記記憶された複数の目の画像から虹彩円及び瞳孔円を逐次抽出する抽出手段と、前記逐次抽出された虹彩円及び瞳孔円を、前記記憶された複数の目の画像にそれぞれ重ねて表示画面にそれぞれ表示する表示手段と、前記個人が前記表示画面の内容を確認した旨の入力が可能な入力手段と、データを登録する登録手段と、前記入力がされると、前記記憶された複数の目の画像を読み出して登録対象となる目の画像を選択する選択手段と、認識手段とを有している。

前記認識手段は、前記選択された目の画像から虹彩データを抽出して前記登録手段に登録し、認証時に前記撮影手段で取得された新たな前記目の画像から新たな虹彩データを抽出し、前記抽出された新たな虹彩データと前記登録手段に登録された虹彩データとを照合して前記新たな目の画像を認識するものである。

本発明の虹彩認証装置によれば、虹彩の登録の際に、表示画面に表示されている虹彩円・瞳孔円の位置が実際の目画像上に常に重ねて表示されるので、使用者は、虹彩が正しく検出されているかを直感的に把握することができる。そのため、理想的な撮影位置から目画像を登録することができる。結果として、正しい位置での目画像が登録されることにより、目画像から虹彩データが正しく取得され、照合処理の精度が向上する。

本発明の他の虹彩認証装置によれば、使用者が、虹彩が正しく取得されていると思い登録開始を行うための入力をする時に、登録開始の入力のタイミングと実際の撮影された画像が異なる場合でも記憶されている目画像から最適な画像が選択されて登録されるので、虹彩データが正しく取得され、誤認識や認識不能を軽減できる。

本発明を実施するための最良の形態は、以下の好ましい実施例の説明を添付図面と照らし合わせて読むと、明らかになるであろう。但し、図面はもっぱら解説のためのものであって、本発明の範囲を限定するものではない。

（実施例１の構成）
図１（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施例１を示す携帯型虹彩認証装置の概略の構成図であり、同図（ａ）は携帯型虹彩認証装置の外観図、及び、同図（ｂ）は同図（ａ）中の虹彩認証装置本体の構成図である。

本実施例１の携帯型虹彩認証装置３０は、主に従来の課題（１）を解決するためのものであって、図１（ａ）に示すように、携帯端末装置（例えば、携帯電話機）に搭載され、人の虹彩を認証する装置であり、筐体部３１を有している。筐体部３１の内部には、図１（ｂ）に示すような虹彩認証装置本体４０が設けられている。筐体部３１の正面側（即ち、表面側）には、レンズ、シャッタ等からなるカメラ４２ａと、光を発生する照明用光源４３ａと、液晶等の表示画面４６ａと、図示しない撮影開始キー等を有する入力部４１等とが設けられている。

筐体部３１内に設けられた虹彩認証装置本体４０は、入力部４１に接続された撮影手段（例えば、撮影部）４２を有し、この撮影部４２に、照明手段（例えば、照明部）４３とキャプチャ手段（例えば、画像キャプチャ部）４４とが接続されている。撮影部５２は、カメラ４２ａを有し、このカメラ４２ａのレンズ、シャッタ等を動作させて、カメラ４２ａの前方に位置する被写体である目を撮影して目の画像を取得する機能を有している。照明部４３は、照明用光源４３ａを有し、撮影部４２により目を撮影するタイミングに同期して、光源４３ａを発光させて光を目に照射する機能を有している。画像キャプチャ部４４は、メモリ等の記憶手段を有し、撮影部４２で取得された目の画像をキャプチャするものであり、これには表示制御部４５を介して表示手段（例えば、表示部）４６が接続されると共に、抽出手段（例えば、虹彩円・瞳孔円抽出部）４７が接続されている。

表示部４６は、表示画面４６aを有し、目画像等を表示画面４６aに表示するものである。虹彩円・瞳孔円抽出部４７は、画像キャプチャ部４４にキャプチャされた目画像から虹彩円・瞳孔円を逐次抽出する機能を有している。これらの表示部４６及び虹彩円・瞳孔円抽出部４７に、表示制御部４５が接続されている。表示制御部４５は、虹彩円・瞳孔円抽出部４７による虹彩円・瞳孔円の抽出結果を表示画面４６ａに表示させるために、表示部４６を制御する機能を有している。

画像キャプチャ部４４には、認識手段（例えば、虹彩認識部）４８が接続され、更に、この虹彩認識部４８に登録手段（例えば、虹彩認識辞書）４９が接続されている。虹彩認識部４８は、画像キャプチャ部４４にキャプチャされた目画像から虹彩データを抽出して虹彩認識辞書４９に登録する機能と、認証時に画像キャプチャ部４４にキャプチャされた目画像から虹彩データを抽出し、この抽出された虹彩データと虹彩認識辞書４９に登録された虹彩データとを照合して利用者が本人かどうかを認識する機能とを有している。

このような虹彩認証機能に必要な各構成は、虹彩認証装置本体４０に組み込むソフトウェア、あるいは個別回路で構成されている。

（実施例１の動作）
図２（ａ）、（ｂ）は、図１の携帯型虹彩認証装置３０における使用状態を示す図であり、図２（ａ）は使用者５０が目５１の虹彩５１ａの登録や認証を行う際に目５１を携帯型虹彩認証装置３０の撮影範囲内に位置付ける方法を示す側面図、及び、同図（ｂ）は同図（ａ）の一部分を拡大した平面図である。この図２において、符号Ｄはカメラ４２ａのレンズの焦点距離付近に位置する目５１とレンズとの間の距離、符号Ｍはカメラ４２ａの光軸に対する目５１の移動角度である。目５１は、黒目である虹彩５１ａの中心に瞳孔５１ｂがある。

図３（ａ）、（ｂ）は、図１の表示画面４６ａにおける画面表示の例を示す図である。表示画面４６ａには、目画像の表示可能な表示領域４６ｂが設けられ、虹彩円・瞳孔円抽出部４７により虹彩５１ａ及び瞳孔５１ｂから抽出された虹彩円Ｉ及び瞳孔円Ｐが、表示領域４６ｂ内に描画されている。

本実施例１の携帯型虹彩認証装置３０の使用に際し、図２に示すように、使用者５０は手５２で筐体部３１を把持し、虹彩５１ａの登録処理を行うために、撮影部４２のカメラ４２ａを自身の一方の目５１の前に近づけ、入力部４１に設けられた図示しない撮影開始キーを押下して撮影を開始する。すると、カメラ４２ａに対する目５１の位置付けの動作の開始時点から、照明部４３の光源４３ａが発光して目５１の付近が照射されると共に、撮影部４２のカメラ４２ａが起動し、目５１の付近が撮影されて画像が取得され、画像キャプチャ部４４においてその画像のキャプチャが開始される。又、表示部４６の表示画面４６ａには、表示制御部４５の制御により、位置合わせ中の画像が逐次表示される。

虹彩円・瞳孔円抽出部４７は、画像キャプチャ部４４にキャプチャされたキャプチャ画像について、当該画像内に、虹彩５１ａ及び瞳孔５１ｂの円形状の部分である虹彩円Ｉ及び瞳孔円Ｐが存在するか否かを抽出処理により検出する。虹彩５１ａ及び瞳孔５１ｂの円形状を検出する方法は、例えば、エッジ検出、ハフ変換等の画像処理分野で一般的なアルゴリズムを用いればよい。

虹彩円・瞳孔円抽出部４７は、キャプチャされたキャプチャ画像（＝表示画面４６ａに表示された画像）内に虹彩円Ｉ・瞳孔円Ｐが存在すると判定した場合は、その中心座標、及び径（半径又は直径）のデータを表示制御部４５へ送る。これを受けて表示制御部４５は、図３（ａ）の表示画面４６ａに示すように、虹彩円Ｉ・瞳孔円Ｐを目５１のキャプチャ画像と重ねて表示領域４６ｂ内に表示する。

なお、図３（ａ）では、検出された虹彩円Ｉ・瞳孔円Ｐが実際の目画像の虹彩５１ａ・瞳孔５１ｂの位置に完全に一致した状態が示されている。このような表示になるときの目画像は、登録に適しているものとなる。虹彩円Ｉ・瞳孔円Ｐの表示は、明らかに目画像と区別される色調の線で描画するのが好ましい。又、表示は、虹彩円Ｉ・瞳孔円Ｐを共に表示するのが最良ではあるが、どちらか一方のみを表示するようにしても問題はない。

これに対し、画像内の目５１の位置（即ち、カメラ４２ａの光軸に対する目５１の移動角度Ｍ）によっては、虹彩円Ｉ・瞳孔円Ｐの検出が正しく行われずに、図２（ｂ）に示すように、虹彩円Ｉ・瞳孔円Ｐの位置が、画像中の目５１及び虹彩５１ａ・瞳孔５１ｂと一致しないことがある。本実施例１では、このような場合も積極的に虹彩円Ｉ・瞳孔円Ｐを表示画面４６ａに表示する。これにより、使用者５０は、虹彩５１ａが正しく検出されていないことが直感的に把握できるようになる。

使用者５０は、図３（ｂ）の表示を見た場合には、実際の目画像中の虹彩５１ａ・瞳孔５１ｂと、検出された虹彩円Ｉ、瞳孔円Ｐの表示が一致していないのが明らかに理解できるので、虹彩５１ａが正しく検出されていないものと判断し、これらの表示が図３（ａ）のように一致するまで、自身の目５１の移動角度Ｍである向き等を変えつつ、位置付けの動作を継続する。

使用者５０は、表示画面４６ａの表示が、図３（ａ）の表示になったことを確認すると、目５１の位置付けが正しく行われたものと判断し、入力部４１の図示しない登録開始キーを押下する。これにより、画像キャプチャ部４４から、使用者５０のキーの押下した時点での目５１の撮影画像のデータを虹彩認識部４８へ送る。虹彩認識部４８では、目画像から虹彩データを算出し、この虹彩データを虹彩認識辞書４９に格納すると、登録が完了する。

このように、本実施例１の登録処理では、使用者５０が目５１の位置合わせをしている間に、画像キャプチャ部４４でキャプチャされた目画像から、虹彩円・瞳孔円抽出部４７により虹彩円Ｉ及び瞳孔円Ｐを逐次抽出し、この虹彩円Ｉ及び瞳孔円Ｐを、抽出の基となったキャプチャ画像に重ねて表示画面４６ａに逐次表示して、虹彩５１ａ及び瞳孔５１ｂが正しい位置で取得され、且つ正しく虹彩５１ａが検出されているかを視認し易くしたものである。そして、当該表示を使用者５０が確認し、描画された虹彩円Ｉ及び瞳孔円Ｐと実際の目画像の虹彩５１ａ及び瞳孔５１ｂが一致していると判定すると、登録開始キーを押下して登録を行う。

一方、使用者５０が携帯型虹彩認証装置３０を用いて目２１の認証を行う場合は、撮影部４２のカメラ４２ａを自身の一方の目５１の前に近づけ、カメラ４２ａに対する目５１の位置付けを行う。そして、使用者５０が入力部４１の図示しない認証開始キーを押下すると、光源４３ａにより目５１が照射され、カメラ４２ａにより目５１が撮影される。撮影された目画像は、画像キャプチャ部４４でキャプチャされて虹彩認識部４８へ送られ、この虹彩認識部４８により、キャプチャ画像から虹彩データが抽出され、虹彩認識辞書４９に登録されている虹彩データと照合され、使用者５０が本人かどうかが認識される。

（実施例１の効果）
本実施例１によれば、虹彩５１ａの登録の際に、表示画面４６ａに表示されている虹彩円Ｉ・瞳孔円Ｐの位置が実際の目画像上に常に重ねられるので、使用者５０は、虹彩５１ａが正しく検出されているかを直感的に把握することができる。そのため、理想的な撮影位置から目画像を登録することができる。結果として、正しい位置での目画像が登録されることにより、目画像から虹彩データが正しく取得され、照合処理の精度が向上する。

なお、本実施例１の手法は、高性能な携帯端末装置で、登録開始キー押下から画像キャプチャまでの時間が非常に短い装置であると一層有効である。

（実施例２の構成）
図４は、本発明の実施例２を示す携帯型虹彩認証装置における虹彩認証装置本体の概略の構成図であり、実施例１を示す図１（ｂ）中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。

本実施例２の携帯型虹彩認証装置における虹彩認証装置本体４０Ａは、従来の課題（１）に加えて、課題（２）を解決するためのものであって、実施例１の虹彩認証装置本体４０における画像キャプチャ部４４及び虹彩円・瞳孔円抽出部４７に代えて、これとは機能の異なる画像キャプチャ部４４Ａ及び虹彩円・瞳孔円抽出部４７Ａが設けられると共に、新たに選択手段（例えば、画像選択部）６１が追加されている。

画像キャプチャ部４４Ａは、メモリ等の記憶手段４４ａを有し、撮影部４２により取得された、使用者５０が位置付ける目５１の複数の画像をキャプチャして記憶手段４４ａに記憶するものであり、これには表示制御部４５、虹彩円・瞳孔円抽出部４７Ａ、及び画像選択部６１が接続されている。虹彩円・瞳孔円抽出部４７Ａは、記憶手段４４ａに記憶された複数の目画像から虹彩円Ｉ及び瞳孔円Ｐを逐次抽出する機能を有している。画像選択部６１は、入力部４１の図示しない登録開始キーが押下された時点から所定の時間だけ前に遡って、記憶手段４４ａから複数の目画像を読み出して登録に適した目画像（即ち、登録対象となる目画像）を選択する機能を有している。

本実施例２では、画像選択部６１により、使用者５０が登録開始キーの押下した時点から、所定の時間、前に時間を遡って、画像キャプチャ部４４Ａの記憶手段４４ａに記憶された画像を検索し、記憶されたキャプチャ画像の中から登録対象となる目画像を選択するようにしたものである。その他の構成は、実施例１と同様である。又、虹彩認証機能に必要な各構成は、実施例１とほぼ同様に、虹彩認証装置本体４０Ａに組み込むソフトウェア、あるいは個別回路で構成されている。

（実施例２の動作）
図５〜図７は、図４の虹彩認証装置本体４０における動作を説明するための図であり、その内、図５は虹彩中心座標の移動量と虹彩の径の移動量の一般的変動を示す図、図６は虹彩の径の大きさ・虹彩表出率・合焦度の一般的変動を示す図、及び、図７は虹彩表出率の概念図である。

本実施例２の携帯型虹彩認証装置３０の使用に際し、実施例１とほぼ同様に、使用者５０は撮影部４２のカメラ４２ａを自身の一方の目５１の前に近づけ、入力部４１に設けられた図示しない撮影開始キーを押下して撮影を開始する。すると、撮影部４２のカメラ４２ａにより、目５１の付近が撮影されて画像が取得され、画像キャプチャ部４４Ａにおいてその画像のキャプチャが開始されて記憶手段４４ａに記憶されると共に、表示部４６の表示画面４６ａに位置合わせ中の画像が逐次表示される。虹彩円・瞳孔円抽出部４７Ａは、画像キャプチャ部４４の記憶手段４４ａに記憶されたキャプチャ画像について、当該画像内に、虹彩５１ａ及び瞳孔５１ｂの虹彩円Ｉ及び瞳孔円Ｐが存在するか否かを抽出処理により検出する。

実施例１と同様に、虹彩円・瞳孔円抽出部４７Ａは、キャプチャ画像（＝表示画面４６ａに表示された画像）内に虹彩円Ｉ・瞳孔円Ｐが存在すると判定した場合は、その中心座標、及び径（半径又は直径）のデータを表示制御部４５へ送る。これを受けて表示制御部４５は、図３（ａ）の表示画面４６ａに示すように、虹彩円Ｉ・瞳孔円Ｐを目５１のキャプチャ画像と重ねて表示領域４６ｂ内に表示する。使用者５０は、表示画面４６ａの表示が、図３（ａ）の表示になったことを確認すると、目５１の位置付けが正しく行われたものと判断し、入力部４１の図示しない登録開始キーを押下する。

このように、使用者５０が図３（ａ）の表示を確認して入力部４１の図示しない登録開始キーを押下するところまでは、実施例１とほぼ同様である。以下、実施例１と異なる点を説明する。

本実施例２では、実施例１と異なり、画像キャプチャ部４４Ａの記憶手段４４ａに、常に一定時間分のキャプチャ画像が記憶されている。具体的には、記憶手段４４ａは、例えば、１秒程度、約１０枚の画像フレーム及びその虹彩円Ｉ・瞳孔円Ｐの中心座標を記憶している。なお、以下では、画像キャプチャ部４４Ａの記憶手段４４ａには１０枚の画像が記憶されているとして説明するが、常に１０枚である必要はなく、幾つでも構わない。

画像選択部６１は、画像キャプチャ部４４Ａに記憶された約１０枚の画像フレームについて、各画像フレームが、その１つ前の画像フレームに対して虹彩円Ｉ・瞳孔円Ｐの中心座標及び径（半径又は直径）が、どれだけ変動したかの変動量（差分）及び合焦度、虹彩表出率を求める。

ここで、虹彩円Ｉ・瞳孔円Ｐの中心座標は、図２において使用者５０の目５１がカメラ４２ａの光軸に対して移動すると変動する。虹彩円Ｉ・瞳孔円Ｐの径（半径又は直径）は、使用者５０の目５１がカメラ４２ａから離れて距離Ｄが大きくなると、その径が小さくなり、目５１がカメラ４２ａに近づいて距離Ｄが小さくなると、その径が大きくなる。虹彩円Ｉ・瞳孔円Ｐの径が大きい程、虹彩認証精度が高くなる。合焦度とは、カメラ４２ａのレンズの焦点距離と、距離Ｄとの一致する割合であり、合焦度が高い程、カメラ４２ａによる撮影画像が鮮明になり、虹彩認証精度が高くなる。虹彩表出率とは、図７において、虹彩５１ａの全部分の面積（即ち、虹彩５１ａには瞼５３で隠れた部分がないとした場合の全面積）をＳ１とし、瞼５３で隠れている虹彩部分（図７の斜線部分）の面積をＳ２とした場合に、下記の式（１）で表される割合であり、この虹彩表出率が大きい程、虹彩認証精度が高くなる。
虹彩表出率 ＝ （Ｓ１−Ｓ２）／Ｓ１ ×１００（％） ・・・・（１）
但し、Ｓ１；全虹彩５１ａの面積、 Ｓ２；瞼５４で隠れている虹彩部分の面積

図５には、画像キャプチャ部４４Ａに記憶された各画像フレームから検出された虹彩円Ｉ又は瞳孔円Ｐの中心座標の変動量又は径の変動量の一般的推移が示されている。この図５は、使用者５０が前記虹彩円・瞳孔円抽出結果を見た結果、虹彩円Ｉ・瞳孔円Ｐが装置によって正しい位置に抽出されていることを確認することで、適切な位置に虹彩５１ａを合わせて静止するので、変動量が徐々に小さくなることを表している。

図６には、画像キャプチャ部４４Ａに記憶された各画像フレームから検出された虹彩円Ｉ・瞳孔円Ｐの径（半径又は直径）、合焦度、虹彩表出率の大きさの一般的推移が示されている。虹彩円Ｉ・瞳孔円Ｐの径（半径又は直径）、合焦度、虹彩表出率は、登録前は目５１を近づけて大きく開けるので徐々に大きくなる傾向にある。

画像選択部６１では、これらの前記各画像から求めた虹彩円Ｉの中心座標、径の移動量、虹彩５１ａの径の大きさ、合焦度、虹彩表出率を基に１０枚の画像の内から登録に適する画像を評価値に基づいて自動的に抽出する。

虹彩円Ｉの中心座標、径の移動量については、図５のように、目画像の位置は登録前は静止するので、移動量・変化量は徐々に小さくなる傾向にあることから、小さい値をとった画像に対して評価値を高くする。虹彩５２ａの径の大きさについては、図６のように、登録前は目を近づけて大きく開けるので、虹彩５２ａの径の大きさが徐々に大きくなる傾向にあることから、大きな値をとった画像に対して評価値を高くする。虹彩表出率については、図６のように、登録前は目を近づけて大きく開けるので、虹彩表出率の大きさが徐々に大きくなる傾向にあることから、大きな値をとった画像に対して評価値を高くする。

図７には、虹彩表出率の概念が示されている。対象となる画像フレームの虹彩部分の画像を用いて、例えば、前記式（１）から虹彩表出率を求める。

合焦度については、図６のように、登録前は目５１を近づけて大きく開けるので、合焦度の大きさが徐々に大きくなる傾向にあることから、大きな値をとった画像に対して評価値を高くする。合焦度の求め方については、例えば、画像のエッジの強さを数値化したもので一般に知られるエッジ検出手法等を応用すればよい。

このようにして各特徴量から得られる評価値を総合的に判断して、最終的な登録画像を選択する。総合的に判断する手法としては、各特徴量の１つあるいは複数を用いて評価値を合計するだけもよいし、各特徴量によって適度な重み付けを行って評価関数を用いて最終的な評価値を算出し、それに基づいて判断してもよい。

画像選択部６１は、前記の方法で登録画像を決定するが、判定の結果、複数枚の画像が適合する場合がある。この場合は登録に適すると判断されたものであれば、１枚に限らず複数枚を抽出して登録するようにしてもよい。画像選択部６１は、画像キャプチャ部４４Ａから虹彩認識部４８へ、登録に適した画像のデータを送る。虹彩認識部４８では、目画像から虹彩データを算出し、この虹彩データを虹彩認識辞書４９に格納し登録を完了する。

なお、本実施例２では、登録開始キーの押下した時点から前の画像のみを対象に説明したが、登録開始キー押下後の画像を合わせて利用してもよい。

（実施例２の効果）
本実施例２によれば、使用者５０が、虹彩５１ａが正しく取得されていると思い登録開始キーを押下する時に、登録開始のキー押下のタイミングと実際の撮影された画像が異なる場合でも 前もって記憶されている目画像から最適な画像が選択されて登録されるので、虹彩データが正しく取得され、誤認識や認識不能を軽減できる。なお、登録開始キー押下後の画像を合わせて利用した場合は、虹彩データをより正しく取得でき、誤認識や認識不能をより軽減できる。

（実施例３の構成）
本実施例３では、実施例２を示す図４の虹彩認証装置本体４０Ａにおいて、登録開始キーが押されると、半自動で最適な画像を選択する構成になっている。

（実施例３の動作）
図８は、本発明の実施例３における登録画像の選択の表示例を示す図である。
この図８では、キャプチャされた１０枚の画像から、実施例２と同様の虹彩中心座標の移動量、虹彩の径の変化量、虹彩の径の大きさ、虹彩表出率、合焦度の特徴量を自動的に評価する手法により、画像選択部６１によって、登録に適した画像を自動選択により数枚に絞込み、その選択された数枚の画像を、表示制御部４５の制御により、表示画面４６ａの表示領域４６ｂ−１〜４６ｂ−４に表示した状態が示されている。この表示画面４６ａを見て使用者５０は登録する目画像を選択する。この時選択する画像が必ずしも１枚でなくてもよく、複数選択可とする。

使用者５０は、画像を選択した後、再度、登録開始キーを押下すると、これら選択された目５１の画像データが画像キャプチャ部４４Ａから虹彩認識部４８へ送られる。虹彩認証部４８では、送られてきた目画像から虹彩データを算出し、この虹彩データを虹彩認識辞書４９に格納し登録を終了する。

以上の説明では、１０枚の画像から自動で４枚を選択し、使用者５０に４枚の画像から登録画像を選択させるようにしたが、基となるキャプチャ画像の枚数は適宜増減させて設定してもよく、又、自動で選択する枚数も４枚に限らず適宜設定してよい。しかも、使用者５０が、登録画像を選択するための表示画面４６ａ上のアイコン等のインタフェースについては、既存のさまざまな技術を応用できる。

（実施例３の効果）
本実施例３によれば、半自動で、一定の枚数まで装置が画像を選別した上で、登録の可能性が高い目画像については、最終的な選択を使用者５０が行うようになっているので、万一装置が誤った選択した場合でも、装置及び使用者５０の双方の観点から最適な画像を選択できるので、より良質の画像を確実に登録することができる。

（実施例４の構成）
本実施例４では、実施例２を示す図４の虹彩認証装置本体４０Ａにおいて、登録開始キーが押されると、手動で最適画像を選択させる構成になっている。即ち、実施例３を示す図８の要領で、画像キャプチャ部４４Ａでキャプチャされた１０枚の画像を全て、表示制御部４５の制御により表示画面４６ａに表示し、その中から使用者５０に手動で最終的な登録に使用する画像を選択させる構成になっている。

（実施例４の動作）
使用者５０が目５１を撮影部４２のカメラ４２ａに位置合わせし、表示画面４６ａの表示内容を確認して登録開始キーを押下する。登録開始キーを押下した時点から、画像キャプチャ部４４Ａの記憶手段４４ａに記憶された記憶画像を前に遡り、表示制御部４５の制御により、それらの画像を全て表示画面４６ａに表示する。この画面を見て使用者５０は登録する目画像を選択する。この時選択する画像が必ずしも１枚でなくてもよい。複数枚選択してもよいし、あるいは全画像を登録してもよい。

使用者５０は、画像を選択した後、再び、登録開始キーを押下すると、これら選択された目５１の画像データが画像キャプチャ部４４Ａから虹彩認識部４８へ送られる。虹彩認証部４８では、送られてきた目画像から虹彩データを算出し、この虹彩データを虹彩認識辞書４９に格納し登録を終了する。

（実施例４の効果）
本実施例４によれば、画像選択範囲中の全キャプチャ画像を使用者５０が全て自身が確認できるので、比較的、目画像の確認作業に慣れた使用者５０が、撮影した目画像をより詳細に確認したい時等に使い勝手のよい装置を提供できる。結果として、より良質の画像を確実に登録することができる。

（変形例）
本発明は、上記実施例に限定されず、種々の利用形態や変形が可能である。
実施例では、虹彩認証装置本体４０，４０Ａを携帯電話機に搭載した例を説明したが、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）等の他の携帯端末装置に搭載したり、あるいは、虹彩認証装置本体４０，４０Ａの機能をパーソナルコンピュータ等に搭載した固定型の装置構造にしてもよい。又、虹彩認証装置本体４０，４０Ａは、精度の向上や用途の拡大等を図るために、図示以外の他の機能ブロックを追加する等してもよい。

本発明の実施例１を示す携帯型虹彩認証装置の概略の構成図である。 図１の携帯型虹彩認証装置３０における使用状態を示す図である。 図１の表示画面４６ａにおける画面表示の例を示す図である。 本発明の実施例２を示す携帯型虹彩認証装置における虹彩認証装置本体の概略の構成図である。 図４の虹彩中心座標の移動量と虹彩の径の移動量の一般的変動を示す図である。 図４の虹彩の径の大きさ・虹彩表出率・合焦度の一般的変動を示す図である。 図４の虹彩表出率の概念図である。 本発明の実施例３における登録画像の選択の表示例を示す図である。 従来の携帯型虹彩認証装置を示す概略の構成図である。

符号の説明

３０ 虹彩認証装置
４０，４０Ａ 虹彩認証装置本体
４１ 入力部
４２ 撮影部
４２ａ カメラ
４３ 照明部
４３ａ 光源
４４，４４Ａ 画像キャプチャ部
４４ａ 記憶手段
４５ 表示制御部
４６ 表示部
４６ａ 表示画面
４７，４７Ａ 虹彩円・瞳孔円抽出部
４８ 虹彩認識部
４９ 虹彩認識辞書
６１ 画像選択部

Claims (11)

1. 個人の目に光を照射する照明手段と、
   前記光が照射された目を撮影して前記目の画像を取得する撮影手段と、
   前記撮影手段で取得された複数の前記目の画像から虹彩円及び瞳孔円を逐次抽出する抽出手段と、
   前記逐次抽出された虹彩円及び瞳孔円を、前記取得された複数の目の画像にそれぞれ重ねて表示画面にそれぞれ表示する表示手段と、
   前記個人が前記表示画面の内容を確認した旨の入力が可能な入力手段と、
   データを登録する登録手段と、
   前記入力がされると、前記撮影手段で取得された前記目の画像から虹彩データを抽出して前記登録手段に登録し、認証時に前記撮影手段で取得された新たな前記目の画像から新たな虹彩データを抽出し、前記抽出された新たな虹彩データと前記登録手段に登録された虹彩データとを照合して前記新たな目の画像を認識する認識手段と、
   を有することを特徴とする虹彩認証装置。
2. 個人の目に光を照射する照明手段と、
   前記光が照射された目を撮影して前記目の画像を取得する撮影手段と、
   前記撮影手段により取得された、前記個人が位置付ける前記目の複数の画像をキャプチャして記憶するキャプチャ手段と、
   前記記憶された複数の目の画像から虹彩円及び瞳孔円を逐次抽出する抽出手段と、
   前記逐次抽出された虹彩円及び瞳孔円を、前記記憶された複数の目の画像にそれぞれ重ねて表示画面にそれぞれ表示する表示手段と、
   前記個人が前記表示画面の内容を確認した旨の入力が可能な入力手段と、
   データを登録する登録手段と、
   前記入力がされると、前記記憶された複数の目の画像を読み出して登録対象となる目の画像を選択する選択手段と、
   前記選択された目の画像から虹彩データを抽出して前記登録手段に登録し、認証時に前記撮影手段で取得された新たな前記目の画像から新たな虹彩データを抽出し、前記抽出された新たな虹彩データと前記登録手段に登録された虹彩データとを照合して前記新たな目の画像を認識する認識手段と、
   を有することを特徴とする虹彩認証装置。
3. 前記選択手段は、前記入力がされた時点前後の所定の時間に前記キャプチャ手段から前記記憶された複数の目の画像を読み出し、前記登録対象となる目の画像を選択することを特徴とする請求項２記載の虹彩認証装置。
4. 前記選択手段は、前記入力がされた時点前後の所定の時間に前記キャプチャ手段から前記記憶された、複数の目の画像を読み出して前記表示画面に表示させ、前記個人に対して前記登録対象となる目の画像の選択を促すことを特徴とする請求項２記載の虹彩認証装置。
5. 前記選択手段は、前記登録する入力がされた時点前後の所定の時間に前記キャプチャ手段から前記記憶された、複数の目の画像を読み出し、前記登録対象となる目の画像を選択することを特徴とする請求項２記載の虹彩認証装置。
6. 前記選択手段は、前記登録する入力がされた時点前後の所定の時間に前記キャプチャ手段から前記記憶された、複数の目の画像を読み出して前記表示画面に表示させ、前記個人に対して前記登録対象となる目の画像の選択を促すことを特徴とする請求項２記載の虹彩認証装置。
7. 前記目の画像の選択は、前記記憶された複数の目の画像の各画像において、虹彩中心座標の移動量に基づき行われることを特徴とする請求項２乃至６に記載の虹彩認証装置。
8. 前記目の画像の選択は、前記記憶された複数の目の画像の各画像において、虹彩の径の変化量に基づき行われることを特徴とする請求項２乃至６に記載の虹彩認証装置。
9. 前記目の画像の選択は、前記記憶された複数の目の画像の各画像において、虹彩の径の大きさに基づき行われることを特徴とする請求項２乃至６に記載の虹彩認証装置。
10. 前記目の画像の選択は、前記記憶された複数の目の画像の各画像において、虹彩表出率に基づき行われることを特徴とする請求項２乃至６に記載の虹彩認証装置。
11. 前記目の画像の選択は、前記記憶された複数の目の画像の各画像において、合焦度に基づき行われることを特徴とする請求項２乃至６に記載の虹彩認証装置。

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