專利名稱:個(gè)人識(shí)別方法、個(gè)人識(shí)別裝置以及攝影裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種利用虹膜圖象的個(gè)人識(shí)別技術(shù),特別涉及例如在太陽光等外部光照射下提高虹膜識(shí)別的精度的技術(shù)。
1.采用近紅外LED照射虹膜,獲取虹膜圖象。
2.解析虹膜圖象,抽出虹膜代碼。
3.將所抽出的虹膜代碼與預(yù)先登錄的虹膜代碼進(jìn)行比較,兩編碼之間的差異(距離)在閾值以下時(shí)判定是本人。
在此,作為照明采用近紅外光,是因?yàn)榻t外光不被人所感覺,被識(shí)別人不會(huì)感到耀眼。此外,地球上幾乎所有人具有棕色的虹膜(具有藍(lán)色或者灰色的虹膜的人種雖然也存在,從整個(gè)世界看是少數(shù)),棕色的虹膜在可視光下虹膜模式的辨認(rèn)非常難,而在近紅外光下可以進(jìn)行對(duì)比度豐富的攝像。此外,藍(lán)色或者灰色虹膜在近紅外光下也可以攝出虹膜圖案。
如上所述,虹膜識(shí)別雖然已經(jīng)開始在出入管理、ATM、PC登錄等中使用,但基本上都是在近紅外成分的外部光少的室內(nèi)使用的情況為前提。在太陽光等包含近紅外成分多的外部光照射下進(jìn)行虹膜識(shí)別時(shí),太陽等發(fā)射出的近紅外光、或者太陽等照射的物體所反射的近紅外光,大范圍反影眼內(nèi)。又,當(dāng)日光直射面部時(shí),在虹膜區(qū)域中有可能形成眼瞼和睫毛的影子。由于這些原因,增加了錯(cuò)誤拒絕率(FRR)。但是,由于上述反影、眼瞼和睫毛的影子的影響而使得所獲取的虹膜圖案偶然與他人的虹膜圖案相近的情況基本上不存在,因此,增加錯(cuò)誤接收率(FAR)的可能性極小。
ATM設(shè)施多在建筑物的入口附近、面向道路的場(chǎng)所處設(shè)置。在這樣的設(shè)施中,作為防止外部光的影響的方法,在專利文獻(xiàn)1以及專利文獻(xiàn)2中有提案。在專利文獻(xiàn)1中,在對(duì)虹膜攝影的照相機(jī)的外側(cè)設(shè)置第1偏光裝置,在虹膜識(shí)別裝置和外部光的光源之間(窗口等)設(shè)置第2偏光裝置,通過讓第1、第2偏光裝置的偏光方向不同,可以防止外部光的反影。又,在專利文獻(xiàn)2中,通過在外部光入射到眼中的位置(窗口等)上設(shè)置對(duì)外部光的波長成分中照射眼的非可視光成分反射或者吸收的非可視光遮蔽濾光片,可以防止外部光反影到眼中。
作為防止反影的其它裝置,有在照相機(jī)前設(shè)置眼罩等遮光裝置,封閉拍攝被攝影者的虹膜圖象的方法。
又,雖然不是外部光,作為針對(duì)照射眼的照明裝置本身產(chǎn)生的反影的對(duì)策方法,在專利文獻(xiàn)3、專利文獻(xiàn)4、專利文獻(xiàn)5、專利文獻(xiàn)6中有提案。
在專利文獻(xiàn)3中,在多次拍攝虹膜圖象的期間,希望被攝者的頭部移動(dòng),利用所獲得的多張虹膜圖象可以降低反影的影響。首先,對(duì)1張圖象與登錄圖象進(jìn)行擬合,將一致部分追加到擬合用圖象中。然后,對(duì)其它圖象與登錄圖象進(jìn)行擬合,一致部分依次追加到擬合用圖象中。然后,將最后制作的擬合用圖象與登錄圖象比較,進(jìn)行識(shí)別。
在專利文獻(xiàn)4、專利文獻(xiàn)5、專利文獻(xiàn)6所示的技術(shù)中,利用了設(shè)置位置不同的多個(gè)照明裝置。即,多個(gè)照明裝置以分別不同的時(shí)刻進(jìn)行照射,與照射時(shí)刻吻合攝出多張虹膜圖象。將照明反影位置不同的多張虹膜圖象(或者特征量、或者對(duì)照結(jié)果)進(jìn)行合成,制作出沒有反影影響的虹膜圖象(或者特征量、或者對(duì)照結(jié)果)。
特開平10-21392號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)2]特開2000-185032號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)3]
特開平9-212644號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)4]特開平10-162146號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)5]特開平11-203478號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)6]特開2001-167252號(hào)公報(bào)在專利文獻(xiàn)1、專利文獻(xiàn)2中,由于是以ATM那樣的設(shè)施為前提,其裝置將都是大型裝置,實(shí)施上成本高,并且限制了可適用的用途。
又,在照相機(jī)前設(shè)置眼罩等遮光裝置、封閉拍攝被攝影者的虹膜圖象的方法中,失去了可以非接觸識(shí)別的虹膜識(shí)別的優(yōu)點(diǎn),在衛(wèi)生方面和用戶接口上差。
又,在專利文獻(xiàn)3中,本來就不是針對(duì)外部光反影的對(duì)策,而是針對(duì)附屬在裝置中的照明裝置的反影的對(duì)策。雖然希望被攝影者的頭部能自然移動(dòng),如果頭部不移動(dòng)時(shí),就不能降低反影的影響,沒有效果。又,假定頭部即使移動(dòng),由于被攝影者是為了識(shí)別而處在裝置之前,很難想象視線會(huì)有大的變動(dòng),因此,反影的位置變動(dòng)的可能性很小。
又,在專利文獻(xiàn)4、專利文獻(xiàn)5、專利文獻(xiàn)6所示的采用多個(gè)照明裝置的方法中,作為針對(duì)附屬在裝置中的照明裝置的反影的對(duì)策是有意義的,但針對(duì)外部光的反影,基本上沒有效果。
本發(fā)明正是針對(duì)上述問題的發(fā)明,其目的在于在采用虹膜圖象的個(gè)人識(shí)別中,即使在虹膜中有外部光反影,也不會(huì)降低識(shí)別精度。
(發(fā)明解決的手段)為解決上述課題,有關(guān)本發(fā)明的個(gè)人識(shí)別,用攝影裝置拍攝被識(shí)別者的外部光反影位置不同的多張虹膜圖象,采用所拍攝的上述多個(gè)虹膜圖象和登錄虹膜數(shù)據(jù)進(jìn)行識(shí)別。
依據(jù)該發(fā)明,利用外部光反影位置不同的多張虹膜圖象,可以相互抵消外部光反影的影響,進(jìn)行識(shí)別,即使在外部光照射下,也可以實(shí)現(xiàn)能抑制錯(cuò)誤接收率的個(gè)人識(shí)別。
又,作為本發(fā)明的個(gè)人識(shí)別方法,包括從被識(shí)別者的多個(gè)虹膜圖象中分別抽出識(shí)別用特征量的虹膜數(shù)據(jù)的步驟、分別將所抽出的上述多個(gè)虹膜數(shù)據(jù)與登錄虹膜數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)照獲得多個(gè)對(duì)照結(jié)果的步驟、從上述多個(gè)對(duì)照結(jié)果中選擇對(duì)照評(píng)分在給定值以上或者在給定值以下的對(duì)照結(jié)果的步驟,采用所選擇的上述多個(gè)對(duì)照結(jié)果進(jìn)行識(shí)別。
依據(jù)該發(fā)明,通過從多個(gè)對(duì)照結(jié)果中選擇對(duì)照評(píng)分在給定值以上或者在給定值以下的對(duì)照結(jié)果,即,是本人的對(duì)照結(jié)果的可能性高的對(duì)照結(jié)果,可以抑制錯(cuò)誤接收率,同時(shí)也可以抑制錯(cuò)誤拒絕率的增加。
又,作為本發(fā)明的個(gè)人識(shí)別方法,包括從被識(shí)別者的多個(gè)虹膜圖象中分別抽出識(shí)別用特征量的虹膜數(shù)據(jù)的步驟、分別將所抽出的上述多個(gè)虹膜數(shù)據(jù)與登錄虹膜數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)照獲得多個(gè)對(duì)照結(jié)果的步驟、將上述各對(duì)照結(jié)果分割成多個(gè)塊、以上述塊為單位合成對(duì)照結(jié)果的步驟,采用所合成的上述對(duì)照結(jié)果進(jìn)行識(shí)別。
依據(jù)該發(fā)明,通過以塊為單位合成多個(gè)對(duì)照結(jié)果,與特征量的1維(在二值特征量中為1比特)單位進(jìn)行合成時(shí)的情況相比較,不容易受到對(duì)照結(jié)果的噪聲的硬性,可以合成穩(wěn)定的對(duì)照結(jié)果。
又,作為本發(fā)明的個(gè)人識(shí)別方法,包括拍攝被識(shí)別者的虹膜圖象的處理、根據(jù)該虹膜圖象判定所拍攝的虹膜圖象中是否存在外部光反影的處理、在上述判斷處理中如果判定外部光反影存在時(shí)、進(jìn)一步拍攝被識(shí)別者的外部光反影位置不同的多個(gè)虹膜圖象、利用所拍攝的多個(gè)虹膜圖象進(jìn)行識(shí)別的處理。
依據(jù)該發(fā)明,在判定噪在本人的虹膜圖象中外部光反影存在時(shí)拍攝多個(gè)虹膜圖象,被識(shí)別者可以從始終拍攝多張虹膜圖象的麻煩中解放出來。
又,作為本發(fā)明的個(gè)人識(shí)別方法,包括測(cè)定拍攝環(huán)境的近紅外光強(qiáng)度的處理、當(dāng)上述強(qiáng)度在給定閾值以上時(shí)、對(duì)被識(shí)別者拍攝外部光反影位置不同的多個(gè)虹膜圖象、利用所拍攝的多個(gè)虹膜圖象進(jìn)行識(shí)別的處理。
依據(jù)該發(fā)明,在近紅外光強(qiáng)度大容易產(chǎn)生反影時(shí),拍攝多張虹膜圖象,被識(shí)別者可以從始終拍攝多張虹膜圖象的麻煩中解放出來。
又,本發(fā)明,作為拍攝為進(jìn)行個(gè)人識(shí)別的虹膜圖象的裝置,包括照相機(jī)、向被識(shí)別者指示持有該攝影裝置的手的移動(dòng)方向的裝置。
依據(jù)該發(fā)明,由于從攝影裝置向被識(shí)別者指示手的移動(dòng)方向,可以簡(jiǎn)單拍攝多個(gè)虹膜圖象。
圖2表示有關(guān)本發(fā)明的攝影裝置的一例的帶識(shí)別功能的手機(jī)電話。
圖3表示圖2的手機(jī)電話的內(nèi)部構(gòu)成的示意圖。
圖4表示在虹膜區(qū)域有外部光反影時(shí)的虹膜圖象。
圖5表示改變眼球視向(視線方向)后所攝取的虹膜圖象。
圖6表示改變面部朝向后所攝取的虹膜圖象。
圖7表示瞳孔外緣以及虹膜外緣的圖。
圖8表示用xy直角坐標(biāo)系表現(xiàn)虹膜圖象的圖。
圖9表示用rθ極坐標(biāo)系表現(xiàn)虹膜圖象的圖。
圖10表示將虹膜環(huán)狀8分割后的解析區(qū)域的圖。
圖11表示虹膜代碼制作方法的圖。
圖12表示在補(bǔ)償轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)對(duì)照2個(gè)虹膜代碼的方法的圖。
圖13表示N個(gè)虹膜代碼與登錄虹膜代碼的比較結(jié)果的圖。
圖14表示圖1的處理A4中、以比特單位合成時(shí)的處理流程圖。
圖15表示圖1的處理A4中、以塊單位合成時(shí)的處理流程圖。
圖16表示將虹膜圖象中的虹膜區(qū)域分割成塊的方法。
圖17表示內(nèi)藏多個(gè)照相機(jī)的帶識(shí)別功能的手機(jī)電話的外觀圖。
圖18表示內(nèi)藏了視線誘導(dǎo)燈的帶識(shí)別功能的門鏡的外觀圖。
圖19表示有關(guān)本發(fā)明第2實(shí)施方式的利用虹膜識(shí)別的個(gè)人識(shí)別方法的流程圖。
圖20表示圖19的處理B3的詳細(xì)流程圖。
圖21表示有關(guān)本發(fā)明第2實(shí)施方式的變形例的利用虹膜識(shí)別的個(gè)人識(shí)別方法的流程圖。
圖22表示圖21的處理B31的詳細(xì)流程圖。
圖23表示有關(guān)本發(fā)明第3實(shí)施方式的利用虹膜識(shí)別的個(gè)人識(shí)別方法的流程圖。
圖24表示圖23的處理C2的詳細(xì)流程圖。
圖25表示包含在圖象上判斷有無外部光反影的處理的個(gè)人識(shí)別方法的流程圖。
圖26表示包含判斷是否是在外部光照射下進(jìn)行識(shí)別的處理的個(gè)人識(shí)別方法的流程圖。符號(hào)說明10、10A-帶識(shí)別功能的手機(jī)電話(攝影裝置)、11、11a、11b-照相機(jī)、13-顯示器、15-喇叭、30-帶識(shí)別功能的門鏡(攝影裝置)、31-照相機(jī)、36a~36h-視線誘導(dǎo)燈。
依據(jù)本發(fā)明的第2方案,提供第1方案的個(gè)人識(shí)別方法,上述攝影處理包括由上述攝影裝置向上述被識(shí)別者指示面部朝向的處理。
依據(jù)本發(fā)明的第3方案,提供第1方案的個(gè)人識(shí)別方法,上述攝影處理包括由上述攝影裝置誘導(dǎo)上述被識(shí)別者的視線處理。
依據(jù)本發(fā)明的第4方案,提供第1方案的個(gè)人識(shí)別方法,上述攝影處理包括改變上述攝影裝置的照相機(jī)位置的處理。
依據(jù)本發(fā)明的第5方案,提供第1方案的個(gè)人識(shí)別方法,上述攝影裝置包括多個(gè)照相機(jī),上述攝影處理包括由上述攝影裝置利用上述多個(gè)照相機(jī)拍攝多個(gè)虹膜圖象的處理。
依據(jù)本發(fā)明的第6方案,提供第1方案的個(gè)人識(shí)別方法,上述攝影處理包括由上述攝影裝置向上述被識(shí)別者指示持有該攝影裝置的手的移動(dòng)方向的處理。
依據(jù)本發(fā)明的第7方案,提供第1方案的個(gè)人識(shí)別方法,上述識(shí)別處理包括從上述多個(gè)虹膜圖象中分別抽出識(shí)別用特征量的虹膜數(shù)據(jù)的步驟、分別將所抽出的上述多個(gè)虹膜數(shù)據(jù)與上述登錄虹膜數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)照獲得多個(gè)對(duì)照結(jié)果的步驟、對(duì)上述多個(gè)對(duì)照結(jié)果進(jìn)行綜合求出最終的對(duì)照評(píng)分的步驟,采用該最終的對(duì)照評(píng)分進(jìn)行識(shí)別。
依據(jù)本發(fā)明的第8方案,提供第1方案的個(gè)人識(shí)別方法,上述識(shí)別處理包括從上述多個(gè)虹膜圖象中分別抽出識(shí)別用特征量的虹膜數(shù)據(jù)的步驟、對(duì)所抽出的上述多個(gè)虹膜數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合制作綜合虹膜數(shù)據(jù)的步驟、將上述綜合虹膜數(shù)據(jù)與上述登錄虹膜數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)照獲得對(duì)照結(jié)果的步驟、根據(jù)所獲得的對(duì)照結(jié)果進(jìn)行識(shí)別。
依據(jù)本發(fā)明的第9方案,提供第1方案的個(gè)人識(shí)別方法,上述識(shí)別處理包括對(duì)上述多個(gè)虹膜圖象進(jìn)行綜合,制作綜合虹膜圖象的步驟、根據(jù)上述綜合虹膜圖象抽出識(shí)別用特征量的虹膜數(shù)據(jù)的步驟、將上述虹膜數(shù)據(jù)與上述登錄虹膜數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)照獲得對(duì)照結(jié)果的步驟、根據(jù)所獲得的對(duì)照結(jié)果進(jìn)行識(shí)別。
依據(jù)本發(fā)明的第10方案,提供一種個(gè)人識(shí)別方法,包括從被識(shí)別者的多個(gè)虹膜圖象中分別抽出識(shí)別用特征量的虹膜數(shù)據(jù)的步驟、分別將所抽出的上述多個(gè)虹膜數(shù)據(jù)與登錄虹膜數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)照獲得多個(gè)對(duì)照結(jié)果的步驟、從上述多個(gè)對(duì)照結(jié)果中選擇對(duì)照評(píng)分在給定值以上或者在給定值以下的對(duì)照結(jié)果的步驟,采用所選擇的上述多個(gè)對(duì)照結(jié)果進(jìn)行識(shí)別。
依據(jù)本發(fā)明的第11方案,提供一種個(gè)人識(shí)別方法,包括從被識(shí)別者的多個(gè)虹膜圖象中分別抽出識(shí)別用特征量的虹膜數(shù)據(jù)的步驟、分別將所抽出的上述多個(gè)虹膜數(shù)據(jù)與登錄虹膜數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)照獲得多個(gè)對(duì)照結(jié)果的步驟、將上述各對(duì)照結(jié)果分割成多個(gè)塊、以上述塊為單位合成對(duì)照結(jié)果的步驟,采用所合成的上述對(duì)照結(jié)果進(jìn)行識(shí)別。
依據(jù)本發(fā)明的第12方案,提供一種個(gè)人識(shí)別方法,包括拍攝被識(shí)別者的虹膜圖象的處理、根據(jù)該虹膜圖象判定所拍攝的虹膜圖象中是否存在外部光反影的處理、在上述判斷處理中如果判定外部光反影存在時(shí)、進(jìn)一步拍攝被識(shí)別者的外部光反影位置不同的多個(gè)虹膜圖象、利用所拍攝的多個(gè)虹膜圖象進(jìn)行識(shí)別的處理。
依據(jù)本發(fā)明的第13方案,提供第12方案的個(gè)人識(shí)別方法,上述判斷處理包括將上述虹膜圖象與登錄虹膜數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)照獲得對(duì)照結(jié)果的步驟、將上述對(duì)照結(jié)果分割成多個(gè)塊、計(jì)算各塊的對(duì)照評(píng)分的步驟、對(duì)照評(píng)分在第1閾值以上的塊數(shù)量在第2閾值以下時(shí)、判定外部光反影存在的步驟。
依據(jù)本發(fā)明的第14方案,提供一種個(gè)人識(shí)別方法,包括測(cè)定拍攝環(huán)境的近紅外光強(qiáng)度的處理、當(dāng)上述強(qiáng)度在給定閾值以上時(shí)、對(duì)被識(shí)別者拍攝外部光反影位置不同的多個(gè)虹膜圖象、利用所拍攝的多個(gè)虹膜圖象進(jìn)行識(shí)別的處理。
依據(jù)本發(fā)明的第15方案,提供一種個(gè)人識(shí)別裝置,包括對(duì)被識(shí)別者拍攝外部光反影位置不同的多個(gè)虹膜圖象的攝影部、利用由上述攝影部拍攝的多個(gè)虹膜圖象和登錄虹膜數(shù)據(jù)進(jìn)行識(shí)別的識(shí)別處理部。
依據(jù)本發(fā)明的第16方案,提供第15方案的個(gè)人識(shí)別裝置,上述攝影部包括照相機(jī)、對(duì)被識(shí)別者指示面部朝向的裝置。
依據(jù)本發(fā)明的第17方案,提供第15方案的個(gè)人識(shí)別裝置,上述攝影部包括照相機(jī)、誘導(dǎo)上述被識(shí)別者的視線的裝置。
依據(jù)本發(fā)明的第18方案,提供第15方案的個(gè)人識(shí)別裝置,上述攝影部包括照相機(jī)、相對(duì)于該個(gè)人識(shí)別裝置改變上述照相機(jī)的位置的裝置。
依據(jù)本發(fā)明的第19方案,提供第15方案的個(gè)人識(shí)別裝置,上述攝影部包括多個(gè)照相機(jī)、利用這些多個(gè)照相機(jī)拍攝上述多個(gè)虹膜圖象。
依據(jù)本發(fā)明的第20方案,提供一種個(gè)人識(shí)別裝置,是拍攝為進(jìn)行個(gè)人識(shí)別的虹膜圖象的裝置,包括照相機(jī)、向被識(shí)別者指示持有該攝影裝置的手的移動(dòng)方向的裝置。
以下參照
本發(fā)明的實(shí)施方式。
此外,在本說明書中,「外部光」是指附屬在虹膜識(shí)別裝置或者攝影裝置中的虹膜攝影用照明以外的光。又,「反影」是指在所拍攝的虹膜圖象中,由在空間上不一致的「外部光」所形成的虹膜區(qū)域的輝度圖案。
(第1實(shí)施方式)圖1表示有關(guān)本發(fā)明第1實(shí)施方式的利用虹膜圖象的個(gè)人識(shí)別方法的流程圖。又,圖2表示實(shí)施有關(guān)本實(shí)施方式的個(gè)人識(shí)別方法時(shí)所利用的攝影裝置的一例的帶識(shí)別功能手機(jī)電話外觀圖。圖3表示圖2的帶識(shí)別功能手機(jī)電話的內(nèi)部構(gòu)成。在本實(shí)施方式中,被識(shí)別者,利用圖2所示的帶識(shí)別功能手機(jī)電話,在有外部光照射的情況下進(jìn)行虹膜識(shí)別。
圖2的帶識(shí)別功能手機(jī)電話10是在通常的手機(jī)電話中增加了虹膜圖象攝影用照相機(jī)11以及照明燈12。除了照相機(jī)11和照明燈12以外,還包括顯示器13、操作按鍵14、喇叭15、麥克風(fēng)16以及天線17等。作為照明燈12,采用1個(gè)或者多個(gè)近紅外LED。采用近紅外光,是為了不讓被識(shí)別者感到耀眼,并且可以以良好的對(duì)比度拍攝棕色的虹膜圖案。在照相機(jī)11上設(shè)置有可視光遮蔽濾光片,只接收近紅外成分的光。在顯示器13上顯示所拍攝的虹膜圖象和識(shí)別結(jié)果。此外,如果是在太陽光和白熾燈等包含大量近紅外成分光的光源照射下進(jìn)行拍攝時(shí),在攝影裝置上并不一定要附加照明燈,或者即使附加了也可以不用點(diǎn)亮。
在圖3所示的內(nèi)部構(gòu)成中,在識(shí)別裝置21中,照相機(jī)控制部22、照明控制部23以及顯示器控制部24與主控制部27連接。照相機(jī)控制部22控制照相機(jī)11,拍攝虹膜圖象,并將所拍攝的虹膜圖象保存到圖象存儲(chǔ)器25中。識(shí)別處理部26利用保存在圖象存儲(chǔ)器25中的虹膜圖象進(jìn)行識(shí)別處理。照明控制部23控制照明燈12,與拍攝時(shí)刻同步照射虹膜區(qū)域。顯示器控制部24控制顯示器13的顯示畫面。
以下,按照?qǐng)D1的流程,說明有關(guān)本實(shí)施方式的個(gè)人識(shí)別方法中的處理。
首先,被識(shí)別者手持圖2的帶識(shí)別功能手機(jī)電話10,在外部光照射下,拍攝外部光反影位置不同的多張(N張)虹膜圖象(A1)。在拍攝時(shí),被識(shí)別者讓帶識(shí)別功能手機(jī)電話10處在距離眼睛給定的位置(照相機(jī)11為單焦點(diǎn)時(shí),例如在20cm左右的距離)上,照相機(jī)11所捕捉的虹膜圖象在顯示器13上顯示,確認(rèn)其樣子,讓虹膜整個(gè)區(qū)域包含在視野內(nèi),在對(duì)準(zhǔn)焦距的位置上后,按下作為攝影按鍵的操作按鍵14中的一個(gè)。這樣的動(dòng)作,讓外部光的反影位置處于各種不同位置進(jìn)行N次拍攝。又,也可以按下拍攝開始按鍵后,以動(dòng)畫拍攝方式連續(xù)獲取N幀圖象。
在此,詳細(xì)說明外部光反影現(xiàn)象。
如圖4所示,在外部光照射下拍攝的虹膜圖象,出現(xiàn)大范圍的外部光反影。這是由于包含在太陽光中的近紅外成分(太陽光是包括紫外線、可視光、近紅外線、遠(yuǎn)紅外線等寬范圍波長帶域的電磁波)的強(qiáng)度大,不僅日光直射,而且日光照射的許多物體反射的近紅外成分以各種角度入射到眼中。(由于眼球近似于球體形狀,容易產(chǎn)生反影)。
外部光的反影位置,由光源(包括反射物)、照相機(jī)以及眼球之間的位置關(guān)系確定,如果要改變反影的位置,只要讓其中之一移動(dòng)即可。而其中光源不容易移動(dòng),因此,只要移動(dòng)照相機(jī)或者眼球,或者這兩者即可。
圖5表示照相機(jī)位置和面部位置固定,只改變眼球的視向(視線方向)時(shí)所拍攝的4張虹膜圖象的例子。又,圖6表示固定照相機(jī)和眼球的相對(duì)位置關(guān)系,面部分別朝向東西南北時(shí)所拍攝的4張虹膜圖象的例子。圖5表明,如果移動(dòng)眼球(改變視線方向),以虹膜區(qū)域?yàn)榛鶞?zhǔn)的反影位置變換。又,圖6表明,改變面部朝向,反影的形狀變化。
在本實(shí)施方式中,為了拍攝多張外部光反影位置不同的虹膜圖象,利用圖2所示的裝置,可以向被識(shí)別者指示面部的朝向,或者誘導(dǎo)被識(shí)別者的視線。例如,在顯示器13上用箭頭表示面部朝向(顯示器13以及其控制部相當(dāng)于指示面部朝向的裝置),從喇叭15中發(fā)出聲音指示面部朝向(喇叭15以及其控制部相當(dāng)于指示面部朝向的裝置),或者在顯示器13上顯示特殊符號(hào)圖象,在誘導(dǎo)視線的方向上移動(dòng)該圖象(顯示器13以及其控制部相當(dāng)于誘導(dǎo)視線的裝置)。通過采用這樣的構(gòu)成,由于被識(shí)別者容易明白在拍攝時(shí)面部應(yīng)朝向那個(gè)方向,或者視線應(yīng)朝向那個(gè)方向,因此是不會(huì)出現(xiàn)茫然無措、人機(jī)界面良好的接口。然后,可以容易拍攝多張外部光反影位置不同的虹膜圖象。
以后的處理A2~A5,由識(shí)別處理部26執(zhí)行。在此,采用特表平8-504979(國際公開公報(bào)WO94/09446,以下簡(jiǎn)稱為「參考文獻(xiàn)1」)中所示的方法。參考文獻(xiàn)1的虹膜識(shí)別的方法的概略,如以下所示。
(1)確定虹膜外緣(虹膜和強(qiáng)膜)之間的邊界)以及瞳孔外緣(瞳孔和虹膜之間的邊界),切出虹膜區(qū)域。
(2)將切出的虹膜區(qū)域從xy直角坐標(biāo)系變換成rθ極坐標(biāo)系。
(3)確定解析帶域(在半徑方向分割成8個(gè)環(huán))(4)適用多路定標(biāo)的2-d Gabor濾波器,將Gabor濾波器輸出后的信號(hào)二值化后,作為虹膜代碼。
(5)預(yù)先登錄的登錄虹膜代碼與識(shí)別時(shí)的虹膜代碼進(jìn)行比較(異或),計(jì)算2個(gè)代碼之間的漢明距離。
(6)當(dāng)漢明距離在閾值以下時(shí),作為本人接收,否則作為他人舍去。
圖7表示(1)的虹膜外緣以及瞳孔外緣的位置。圖8表示由虹膜外緣和瞳孔外緣所包圍的區(qū)域作為虹膜區(qū)域切出,在xy直角坐標(biāo)系上表示的圖。又,圖9表示在以瞳孔中心作為中心的rθ極坐標(biāo)系上表示虹膜區(qū)域的圖((2)的變換)。實(shí)際的虹膜外緣和瞳孔外緣并不是正圓,即使用圓對(duì)兩者近似表示時(shí),瞳孔中心和虹膜中心并不同心(偏心),通過設(shè)定r方向的值在瞳孔外緣處為0,在虹膜外緣處為1,可以消除偏心、瞳孔張開時(shí)的差、以及放大縮小的影響。
圖10表示在(3)中分割的8個(gè)環(huán)狀解析帶域的圖,圖11表示(4)的虹膜代碼制作的圖,表示對(duì)圖10的解析帶域確定后的輝度信號(hào)(a)適用Gabor濾波器(b),進(jìn)行二值化(c)時(shí)的情況。實(shí)際上應(yīng)該是2維信號(hào),在此為了簡(jiǎn)化說明,而用1維表示。(a)表示8個(gè)環(huán)中的1個(gè)環(huán)中的角度方向上的輝度信號(hào)。實(shí)際上適用多路定標(biāo)的Gabor濾波器,在單路定標(biāo)的Gabor濾波器中即有實(shí)部,也有虛部,(b)、(c)表示適用單路定標(biāo)的Gabor濾波器的實(shí)部后的結(jié)果。二值化后的虹膜代碼(c)中各比特的位置,可以和虹膜圖象上的位置對(duì)應(yīng)。
首先,從拍攝的N張虹膜圖象中進(jìn)行特征抽出,制作作為識(shí)別用的特征量的虹膜數(shù)據(jù)的N個(gè)虹膜代碼(A2)。在處理A2中,對(duì)于反影位置不同的N張虹膜圖象,分別進(jìn)行上述(1)~(4)的處理,制作處N個(gè)虹膜代碼。這時(shí)在各圖象中,通過進(jìn)行(1)~(3)的處理,對(duì)于多個(gè)虹膜圖象中的虹膜區(qū)域,制作出消除了平行移動(dòng)、放大縮小、瞳孔開合狀態(tài)的差異、瞳孔偏心的影響后的虹膜代碼。
然后,將N個(gè)虹膜代碼分別與預(yù)先登錄的被識(shí)別者的作為登錄虹膜數(shù)據(jù)的登錄虹膜代碼進(jìn)行對(duì)照,制作N個(gè)對(duì)照結(jié)果(A3)。此外,在本申請(qǐng)的各實(shí)施方式中,對(duì)于2個(gè)虹膜代碼,讓對(duì)應(yīng)的比特之間進(jìn)行比較,比較后的表示比特之間的一致/不一致的比特列作為「比較結(jié)果」輸出。比特之間的比較采用XOR運(yùn)算,一致時(shí)為比特值“0”,不一致時(shí)比特值為“1”。又,表示一致/不一致的該比特值作為「判定結(jié)果」使用。
在處理A3中,進(jìn)行上述(5)的處理。這時(shí),在登錄虹膜代碼合識(shí)別用虹膜代碼之間,有可能存在面部?jī)A斜和眼球本身的轉(zhuǎn)動(dòng)引起的角度方向上的偏移。為了校正該偏移,將識(shí)別用代碼在預(yù)先確定的范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng),進(jìn)行擬合,當(dāng)漢明距離最小時(shí)作為漢明距離數(shù)據(jù)。其樣子如圖12所示。在圖12中為了簡(jiǎn)化說明,表示以某一定標(biāo)的Gabor濾波器實(shí)部進(jìn)行解析,8個(gè)環(huán)中的1個(gè)環(huán)的情況。
圖13表示登錄虹膜代碼和N個(gè)識(shí)別用虹膜代碼比較后的結(jié)果。圖13的各識(shí)別用虹膜代碼1~N,是已經(jīng)進(jìn)行了轉(zhuǎn)動(dòng)校正擬合,移位到漢明距離最小的位置后的代碼。即,第i個(gè)比特位置對(duì)應(yīng)與所有虹膜圖案上的同一位置。又,在圖13中,各識(shí)別用虹膜代碼被分割成M個(gè)塊,塊內(nèi)的漢明距離比給定閾值TH2(在此為0.30)大的塊用黑色表示。
在圖13的比較結(jié)果中,識(shí)別用虹膜代碼1、2、N的漢明距離HD分別為0.31、0.33、0.34。漢明距離,當(dāng)2個(gè)代碼完全無關(guān)時(shí),其值為0.5。與其他人之間的漢明距離以0.5為中心分布,在進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)校正的擬合后,漢明距離稍微向小的方向偏移。當(dāng)作為識(shí)別成本人的漢明距離的閾值TH1為0.30時(shí),這些識(shí)別用虹膜代碼,單獨(dú)使用時(shí)全部舍去。
然而,觀測(cè)圖13表明,雖然幾乎所有塊的漢明距離在閾值TH2以下,但由于一部分塊(黑色所表示的塊)的漢明距離大,其結(jié)果,識(shí)別用虹膜代碼整體的漢明距離HD比閾值TH1要大。這一部分塊可以認(rèn)為是由于外部光反影使得漢明距離HD變大。
為此,在本實(shí)施方式中,通過對(duì)多個(gè)對(duì)照結(jié)果合成、綜合,生成最終的對(duì)照評(píng)分(A4)。這樣,在多個(gè)虹膜圖象中當(dāng)外部光反影的位置不同時(shí),可以消除外部光反影對(duì)個(gè)人識(shí)別的精度的影響。此外,「對(duì)照評(píng)分」是指表示2個(gè)虹膜代碼比較后的結(jié)果的一致度的標(biāo)量值。在本申請(qǐng)的各實(shí)施方式中,以比較后的不一致的比特?cái)?shù)與所有比特?cái)?shù)之比值,即漢明距離作為「對(duì)照評(píng)分」使用。
作為對(duì)照結(jié)果的綜合方法,有以比特單位進(jìn)行合成的方法,和以塊單位進(jìn)行合成的方法。
<比特單位的合成>
圖14表示以比特單位進(jìn)行合成時(shí)的處理A4的詳細(xì)流程圖。在圖14中,首先,從N個(gè)對(duì)照結(jié)果中選出漢明距離在給定閾值TH3(>TH1)以下的對(duì)照結(jié)果(A401)。然后,選擇第i比特位置(A402),在選出的對(duì)照結(jié)果中,在所選擇的比特位置上如果有某1個(gè)與登錄虹膜代碼一致的比特,則認(rèn)為該比特位置的最終判定結(jié)果是一致(A403)。然后,對(duì)于所有比特位置執(zhí)行第A402、A403步(A404)。對(duì)最終不一致的比特?cái)?shù)用所有比特?cái)?shù)進(jìn)行歸一化,作為最終的對(duì)照評(píng)分計(jì)算出漢明距離(A405)。
在此,如果拍攝其他人的N個(gè)(N為多個(gè))的虹膜圖象時(shí),在某個(gè)比特位置上N個(gè)虹膜代碼中的任一個(gè)與登錄用虹膜代碼不一致的概率接近「1」(由于沒有相關(guān),一致·不一致的概率為0.5)。又,由多個(gè)人交叉拍攝出N個(gè)虹膜圖象時(shí)也相同。為此,如果多個(gè)虹膜圖象的所有對(duì)照結(jié)果都使用時(shí),誤識(shí)別成其他人的概率增高。
因此,在處理A401中,比閾值TH3大的對(duì)照結(jié)果是其他人虹膜圖象所產(chǎn)生的概率高,不進(jìn)行以后的處理。即,只將比為判定為本人的閾值TH1大,并且比給定閾值TH3小的對(duì)照結(jié)果,解釋成“在本人的虹膜圖象中由于存在外部光反影而比閾值TH1大”的情況,用于以后的處理。這樣,可以防止誤識(shí)別成其他人的拒絕接收率(FAR)的上升。此外,也可以不采用漢明距離,而采用當(dāng)相關(guān)度高時(shí)為大值,而相關(guān)度低時(shí)為小值的指標(biāo),這時(shí)在處理A401中,只要選擇評(píng)分在給定值以上即可。
又,在處理A403中,例如,在所選擇的比特位置上,也可以采用N個(gè)對(duì)照結(jié)果的一致·不一致的多數(shù),以多數(shù)的結(jié)果作為該比特位置的最終判定結(jié)果。又,在所選擇的比特位置上,也可以根據(jù)N個(gè)對(duì)照結(jié)果中一致的比率是否在給定閾值以上,確定為該比特位置的最終判定結(jié)果。進(jìn)一步,在所選擇的比特位置上,也可以以N個(gè)對(duì)照結(jié)果中一致的比率作為該比特位置的評(píng)分,而所有比特位置的平均評(píng)分作為最終判定評(píng)分。
又,在所選擇的比特位置上,也可以采用N個(gè)對(duì)照結(jié)果的加權(quán)平均,計(jì)算該比特位置的最終判定結(jié)果。具體方法說明如下。
首先,對(duì)照結(jié)果的可靠性越高讓加權(quán)wk(0≤wk≤1,k對(duì)照結(jié)果編號(hào))越大。例如,如下方法確定。
式5Wk=1XkΣj=1N1Xj]]>式中,xk表示第k個(gè)對(duì)照結(jié)果的漢明距離。即,對(duì)于漢明距離小的對(duì)照結(jié)果,判定為可靠性高,賦予更大的加權(quán)。此外,分母是讓加權(quán)wk的總和為1的歸一化項(xiàng)。
然后,合成對(duì)照結(jié)果的第i比特的值ri由下式確定。式6
rk,i表示第k個(gè)對(duì)照結(jié)果的第i比特的值。在該例中,對(duì)于第k個(gè)對(duì)照結(jié)果,在所有的比特位置上采用共同的wk。
又,也可以如下所述,對(duì)于各比特位置采用不同的加權(quán)。
即,首先,對(duì)照結(jié)果的可靠性越高讓加權(quán)wk,i(0≤wk,i≤1,k對(duì)照結(jié)果編號(hào),i比特位置)越大。例如,如下方法確定。
式7Wk,i=1Xk,iΣj=1N1Xj,i]]>式中,xk.i表示第k個(gè)對(duì)照結(jié)果的第i比特附近的局部漢明距離。在此,局部是指虹膜圖象上局部。即,對(duì)于局部漢明距離小的比特值rk,i,判定為可靠性高,賦予更大的加權(quán)。此外,分母是讓加權(quán)wk,i的總和為1的歸一化項(xiàng)。
然后,合成對(duì)照結(jié)果的第i比特的值ri由下式確定。式8
又,在(式7)中,xk.i也可以作為對(duì)應(yīng)于第k個(gè)對(duì)照結(jié)果的第i比特的虹膜圖象上(一點(diǎn)或者局部區(qū)域)的輝度值。即,對(duì)于輝度值大的比特,由于反影引起不確定值的可能性高,可靠性低,而賦予更小的加權(quán)。
當(dāng)然,在上述加權(quán)之外,也可以采用對(duì)應(yīng)比特的可靠性越高的值讓加權(quán)越大。
<塊單位的合成>
圖15表示以塊單位進(jìn)行合成時(shí)的處理A4的詳細(xì)流程圖。在圖15中,首先,從N個(gè)對(duì)照結(jié)果中選出漢明距離在給定閾值TH3(>TH1)以下的對(duì)照結(jié)果(A411)。然后,將所選擇的各對(duì)照結(jié)果相關(guān)的識(shí)別用虹膜代碼分別分割成M個(gè)的塊(A412)。塊分割可以如下進(jìn)行。即,預(yù)先分割虹膜圖象,虹膜代碼上的比特所對(duì)應(yīng)的象素在虹膜圖象上屬于同一塊時(shí),讓虹膜代碼上的比特也屬于同一塊。作為虹膜圖象的分割方法,例如,可以象圖16(a)那樣分割成同心圓和放射狀的方法。也可以象圖16(b)那樣分割成矩形狀的方法。
然后,選擇第i個(gè)塊(A413),在各虹膜代碼的所選擇塊中,選擇漢明距離最小的塊(A414)。然后,對(duì)于所有塊執(zhí)行第A413、A414步(A415)。
然后,對(duì)所有漢明距離最小的塊的對(duì)照結(jié)果進(jìn)行綜合(A416)。塊的對(duì)照結(jié)果是指2個(gè)虹膜代碼中塊內(nèi)的相對(duì)應(yīng)的比特之間的表示一致/不一致的比特列。然后,對(duì)最終的不一致比特?cái)?shù)用所有比特?cái)?shù)進(jìn)行歸一化,計(jì)算出作為最終的對(duì)照評(píng)分的漢明距離(A417)。
在該塊單位合成中,處理A411的效果與位單位的合成中的處理A401同樣。
然后,返回到圖1,采用最終對(duì)照評(píng)分(漢明距離)進(jìn)行識(shí)別(A5)。當(dāng)漢明距離在給定閾值TH1以下時(shí),作為本人接收,否則作為其他人被拒絕。然后,將最終的識(shí)別結(jié)果在圖2的帶識(shí)別功能的手機(jī)電話10中的顯示器13上顯示。
此外,也可以將塊單位合成中的處理A417和處理A5合并處理,在處理A416中綜合后的對(duì)照結(jié)果,當(dāng)各塊的塊內(nèi)漢明距離所有均在給定閾值TH2(≥TH1)以下時(shí),作為本人接收,否則作為其他人被拒絕。
依據(jù)以上所述的本實(shí)施方式,通過移動(dòng)面部、眼球或者照相機(jī)的位置進(jìn)行拍攝,可以獲取外部光反影位置不同的多個(gè)虹膜圖象。然后,攝影裝置,通過指示面部或者視線(眼球)的朝向,可以提供用戶接口界面優(yōu)異的裝置。
又,由于通過綜合多個(gè)對(duì)照結(jié)果,計(jì)算最終的對(duì)照評(píng)分,可以降低外部光反影、眼瞼·睫毛影子對(duì)識(shí)別精度的影響。進(jìn)一步,通過以塊單位綜合對(duì)照結(jié)果,可以防止其他人誤接收。又,通過不采用漢明距離比給定閾值大的對(duì)照結(jié)果,以防止其他人誤接收。
此外,作為拍攝外部光反影位置不同的多個(gè)虹膜圖象的方法,有利用包括多個(gè)照相機(jī)的攝影裝置同時(shí)或者不同時(shí)刻從多個(gè)角度拍攝虹膜的方法。圖17表示有關(guān)本發(fā)明的攝影裝置的內(nèi)藏有多個(gè)照相機(jī)的帶識(shí)別功能的手機(jī)電話的外觀圖。在圖17的例中,在上下方向上分離設(shè)置2個(gè)照相機(jī)11a、11b。采用該手機(jī)電話時(shí),一次可以拍攝外部光反影位置不同的2張虹膜圖象。這樣的拍攝可以1次或者數(shù)次重復(fù)進(jìn)行。當(dāng)然,如果采用內(nèi)藏2個(gè)以上的照相機(jī)的裝置,1次拍攝,可以拍攝出外部光反影位置不同的多個(gè)虹膜圖象。
圖18表示有關(guān)本發(fā)明的攝影裝置的設(shè)置在門口的固定式帶識(shí)別功能的門鏡的外觀圖。在圖18的門鏡30中,作為誘導(dǎo)被識(shí)別者的視線的裝置設(shè)置多個(gè)視線誘導(dǎo)燈36a~36h。然后,在拍攝時(shí)讓視線誘導(dǎo)燈按給定順序依次點(diǎn)亮1個(gè),在讓被識(shí)別者的視線朝向點(diǎn)亮的視線誘導(dǎo)燈的方向的狀態(tài)下,拍攝虹膜圖象。這樣,通過在攝影裝置上設(shè)置為誘導(dǎo)視線的目標(biāo)物,容易明白應(yīng)朝向那一個(gè)方向,對(duì)于被識(shí)別者而言,在視線移動(dòng)時(shí)不會(huì)有過大的負(fù)擔(dān),是人機(jī)接口界面優(yōu)異的接口。
又,也可以從攝影裝置向被識(shí)別者發(fā)出改變包含照相機(jī)的攝影裝置本身的位置的指示。被識(shí)別者,例如采用圖2所示的帶識(shí)別功能的手機(jī)電話10作為攝影裝置時(shí),從攝影裝置向被識(shí)別者發(fā)出手持?jǐn)z影裝置的手的移動(dòng)方向。這時(shí),也可以通過在顯示器13顯示指示文或者箭頭等進(jìn)行指示(顯示器13以及其控制部相當(dāng)于指示手的移動(dòng)方向的裝置),或者也可以從喇叭15發(fā)出聲音進(jìn)行指示(喇叭15以及其控制部相當(dāng)于指示手的移動(dòng)方向的裝置)。
進(jìn)一步,在攝影裝置上也可以設(shè)置可以改變其配置位置的照相機(jī),在拍攝虹膜圖象時(shí),通過自動(dòng)、或者被識(shí)別者手動(dòng)改變照相機(jī)的位置。這樣,可以通過照相機(jī)本身的移動(dòng)拍攝不同位置的虹膜圖象。因此,可以簡(jiǎn)單拍攝多個(gè)虹膜圖象。
又,只移動(dòng)眼球從面部的正面拍攝時(shí),當(dāng)眼球移動(dòng)比較大時(shí),成為從斜方拍攝虹膜,所獲得的虹膜圖象中虹膜外緣(瞳孔外緣)形狀為橢圓形。這時(shí),需要在對(duì)輸入圖象進(jìn)行變形校正處理,變換成從正面觀察的虹膜圖象后,進(jìn)行以后的處理。變形校正可以采用1次變換(行列計(jì)算)實(shí)現(xiàn)。
此外,本實(shí)施方式在外部光照射下識(shí)別時(shí)特別有效,在外部光照射下,由于外部光中的近紅外光強(qiáng)度比照明12的功率要強(qiáng)許多,照明12基本上沒有效果。因此,在裝置中設(shè)置開關(guān)照明12的切換開關(guān),當(dāng)在外部光照射下進(jìn)行識(shí)別時(shí),可以關(guān)閉照明12進(jìn)行拍攝。又,在裝置上設(shè)置近紅外光強(qiáng)度傳感器,也可以當(dāng)外部光中的近紅外光強(qiáng)度超過給定閾值后,拍攝時(shí)讓照明12不發(fā)光。
此外,在本實(shí)施方式中,處理A1~A5雖然均在終端側(cè)進(jìn)行,也可以在終端側(cè)進(jìn)行拍攝多個(gè)虹膜圖象的處理A1,而強(qiáng)拍攝的多個(gè)圖象通過網(wǎng)絡(luò)傳送給服務(wù)器,在服務(wù)器上進(jìn)行處理A2~A5。這時(shí),在服務(wù)器上計(jì)算識(shí)別結(jié)果,然后將計(jì)算結(jié)果再次通過網(wǎng)絡(luò)傳送給終端,在終端的顯示器13上顯示識(shí)別結(jié)果。
此外,在本實(shí)施方式中,雖然是在拍攝了外部光反影位置不同的N張圖象(固定張數(shù))后采用識(shí)別的方法,也可以每拍攝1張后進(jìn)行上述處理,計(jì)算最終的漢明距離,如果漢明距離在給定閾值以下時(shí)結(jié)束識(shí)別結(jié)果,否則拍攝下一圖象。這時(shí)也可以設(shè)定拍攝次數(shù)的上限。
又,本發(fā)明是針對(duì)外部光反影的對(duì)策,如果沒有外部光反影時(shí)沒有拍攝多張虹膜圖象。而且,始終進(jìn)行多次拍攝的系統(tǒng),對(duì)于被識(shí)別者而言顯得煩雜。因此,也可以采用以下那樣的方法。
即,在圖25中,在拍攝1張虹膜圖象(D1)后,進(jìn)行通常的識(shí)別(參考文獻(xiàn)1所示的方法(D2)。這時(shí),將所拍攝的虹膜圖象與預(yù)先登錄的被識(shí)別者的登錄虹膜數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)照,獲得對(duì)照結(jié)果。然后,當(dāng)識(shí)別成功時(shí),例如在第D2步獲得的漢明距離在給定閾值以下時(shí),結(jié)束處理。而另一方面,不成功時(shí),例如漢明距離在給定閾值以上時(shí),進(jìn)入到第D4步(D3)。
在第D4步,將在第D2步獲得的對(duì)照結(jié)果分割成多個(gè)塊,對(duì)于分割后的各個(gè)塊,計(jì)算出作為對(duì)照評(píng)分的漢明距離。然后,漢明距離在給定的第1閾值以上的塊數(shù)量M2進(jìn)行計(jì)數(shù)(D5),在第D6步,當(dāng)塊數(shù)量M2在第2閾值以下時(shí),是本人的可能性高,判定產(chǎn)生了外部光反影,進(jìn)行本實(shí)施方式的處理(D7)。另一方面,塊數(shù)量M2超過第2閾值時(shí),不是本人,舍去(D8),結(jié)束處理。即,通過第D2~D6步,實(shí)現(xiàn)判定在所拍攝的虹膜圖象上是否出現(xiàn)了外部光反影的處理。
同樣,作為為了進(jìn)行本實(shí)施方式的處理的條件,也可以在·在虹膜圖象上輝度在給定第1閾值以上的象素在給定第2閾值以上時(shí),或者·從虹膜圖象的平均輝度計(jì)算本來的第1閾值,在虹膜圖象中輝度在所述閾值以上的象素在給定第2閾值以上時(shí),這相當(dāng)于在圖象水平以該虹膜圖象為基礎(chǔ)判定在虹膜圖象上是否出現(xiàn)了反影。
同樣,作為為進(jìn)行本實(shí)施方式的處理的條件,也可以在·裝置的照明關(guān)閉時(shí),或者·在裝置上設(shè)置了近紅外光強(qiáng)度傳感器,關(guān)閉照明后外部光中的近紅外光強(qiáng)度超過給定閾值時(shí),這相當(dāng)于根據(jù)照明的開關(guān)設(shè)定或者近紅外光強(qiáng)度判定是否在外部光下進(jìn)行虹膜識(shí)別。例如,如圖26所示,首先,測(cè)定攝影環(huán)境的近紅外光的強(qiáng)度(E1),當(dāng)所測(cè)定的強(qiáng)度超過給定閾值以上時(shí)(在E2為Yes),進(jìn)行本實(shí)施方式的處理(E3)。另一方面,當(dāng)所測(cè)定的強(qiáng)度低于給定閾值時(shí)(在E2為No),只拍攝1張虹膜圖象(E4),進(jìn)行和現(xiàn)有技術(shù)相同的識(shí)別處理(E5)。
此外,移動(dòng)眼球拍攝多張圖象時(shí),也可以不適當(dāng)指示移動(dòng)方向,而是獲取從外部光反影存在的區(qū)域消除反影的方向,進(jìn)行指示。外部光反影存在的區(qū)域,可以推定是塊分割的特征量中漢明距離大的塊所對(duì)應(yīng)的區(qū)域。然后,如果推定是外部光反影存在的區(qū)域,容易計(jì)算出眼球朝那一方向移動(dòng)。又,如上所述用手持有攝影裝置進(jìn)行虹膜識(shí)別時(shí),同樣可以推測(cè)外部光反影存在的區(qū)域,獲取手的移動(dòng)方向。進(jìn)一步,也可以以外部光反影存在的區(qū)域的位置為基礎(chǔ),獲取手的移動(dòng)距離,進(jìn)行指示。
(第2實(shí)施方式)在第1實(shí)施方式中,將多個(gè)虹膜代碼和登錄虹膜代碼分別進(jìn)行對(duì)照,制作多個(gè)對(duì)照結(jié)果,這些多個(gè)對(duì)照結(jié)果進(jìn)行綜合后獲得最終的對(duì)照評(píng)分,進(jìn)行識(shí)別。對(duì)此,在本實(shí)施方式中,對(duì)多個(gè)虹膜代碼綜合后制作綜合虹膜代碼,將該綜合虹膜代碼和登錄虹膜代碼進(jìn)行對(duì)照,進(jìn)行識(shí)別。
圖19表示有關(guān)本發(fā)明第2實(shí)施方式的利用虹膜識(shí)別的個(gè)人識(shí)別方法的流程圖。在圖19中,首先,拍攝外部光反影位置不同的N張虹膜圖象(B1),從所拍攝的N張虹膜圖象中抽出特征量,制作N個(gè)虹膜代碼(B2)。在該處理B1、B2中,可以采用和第1實(shí)施方式中的處理A1、A2相同的方法。
然后,對(duì)N個(gè)虹膜代碼進(jìn)行綜合,制作綜合虹膜代碼(B3)。圖20表示處理B3的詳細(xì)流程圖。
首先,對(duì)于N個(gè)虹膜代碼ICi(i=1~N),計(jì)算出所有代碼之間的漢明距離(B301)。代碼之間的組合有N(N-1)/2種。這時(shí),如圖12所示,進(jìn)行校正虹膜代碼的轉(zhuǎn)動(dòng)的擬合。
然后,選擇與其他所有(N-1個(gè))代碼ICi(i≠j)之間的漢明距離的總和為最小的虹膜代碼ICj(B302)。然后,在所選擇的虹膜代碼ICj和其他代碼ICi(i≠j)中,采用第k個(gè)比特值(0或者1)的多數(shù),確定綜合虹膜代碼的第k個(gè)比特值(B303)。這時(shí),對(duì)于成為基準(zhǔn)的虹膜代碼ICi,其它虹膜代碼ICj,在B301中轉(zhuǎn)動(dòng)計(jì)算漢明距離時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)校正角度后的第k個(gè)位置。
通過這樣的處理B3,根據(jù)N個(gè)虹膜代碼生成綜合虹膜代碼。這樣,虹膜代碼的任意的比特位置上,如果受到外部光反影的影響的比特個(gè)數(shù)少于N/2個(gè)時(shí),可以產(chǎn)生沒有外部光反影的影響的綜合虹膜代碼。
然后,將綜合虹膜代碼和登錄虹膜代碼進(jìn)行對(duì)照,獲得對(duì)照結(jié)果(B4),采用該對(duì)照結(jié)果進(jìn)行識(shí)別(B5)。在該處理B4、B5中,可以采用參考文獻(xiàn)1所示的方法,即和第1實(shí)施方式中說明的(5)、(6)的處理相同的方法。
此外,在此,雖然是以成為基準(zhǔn)的虹膜代碼ICj與其他所有(N-1個(gè))代碼ICi(i≠j)之間的漢明距離的總和為最小的條件進(jìn)行選擇,也可以采用將N個(gè)虹膜代碼和登錄虹膜代碼進(jìn)行對(duì)照,以漢明距離最小的虹膜代碼為基準(zhǔn)進(jìn)行選擇。
又,在本實(shí)施方式中,多個(gè)虹膜代碼的綜合雖然采用的是多數(shù)確定,例如也可以采用加權(quán)平均值。
又,和第1實(shí)施方式相同,計(jì)算出N個(gè)虹膜代碼和登錄虹膜代碼之間的漢明距離,只使用漢明距離在給定閾值TH3以下的虹膜代碼,制作成綜合虹膜代碼。
(第2實(shí)施方式的變形例)在以上說明的方法中,是對(duì)圖11(c)所示的二值化后的虹膜代碼進(jìn)行綜合。對(duì)此,也可以對(duì)適用圖11(b)所述的Gabor濾波器后的信號(hào)進(jìn)行綜合,然后,進(jìn)行二值化處理。以下,作為本實(shí)施方式的變形例,說明該方法。
圖21表示有關(guān)本變形例的利用虹膜識(shí)別的個(gè)人識(shí)別方法的流程圖。在圖21中,與圖19相同的處理采用和圖19相同的符號(hào),并省略其詳細(xì)說明。
在拍攝外部光反影位置不同的N張虹膜圖象(B1),調(diào)整N張虹膜圖象的輝度水平(B15)。朝向不同方向拍攝虹膜圖象時(shí),由于照相機(jī)本身的光圈控制或者AGC(Auto Gain Control)等,存在N張虹膜圖象的輝度水平不同的可能性。這時(shí),從照相機(jī)獲取光圈值或者AGC的增益值,調(diào)整輝度水平。
從N張虹膜圖象中抽出特征量,制作識(shí)別用的作為特征量的虹膜數(shù)據(jù)的N個(gè)中間虹膜代碼(B21)。在此進(jìn)行參考文獻(xiàn)1所示的方法即第1實(shí)施方式中說明的(1)~(3)的處理,進(jìn)一步適用(4)的2-d Gabor濾波器,進(jìn)行多路定標(biāo)的頻率解析,獲得圖11(b)所示的多值信號(hào)。以該多值信號(hào)作為中間虹膜代碼。
然后,對(duì)N個(gè)中間虹膜代碼進(jìn)行綜合,制作綜合虹膜代碼(B31)。圖22表示處理B31的詳細(xì)流程圖。
首先,對(duì)于N個(gè)中間虹膜代碼IC2i(i=1~N),計(jì)算出所有代碼之間的歐幾德里距離(B311)。代碼之間的組合有N(N-1)/2種。這時(shí),如在第1實(shí)施方式中比較二值代碼時(shí)所進(jìn)行的那樣,在偏移角度方向的同時(shí)進(jìn)行比較,計(jì)算出歐幾德里距離最小的偏移位置上的歐幾德里距離。(式1)表示中間虹膜代碼IC2i和中間虹膜代碼IC2j在角度方向上偏移了x時(shí)的歐幾德里距離。
式1EDij(x)=Σk=1K(IC2i(k)-IC2jx(k))2]]>式中,x表示角度方向上的偏移量,IC2jx(k)表示中間虹膜代碼IC2j在角度方向上偏移x后的第k個(gè)值。歐幾德里距離最小的位置上的歐幾德里距離EDij采用(式1),如(式2)所示。式2EDij=minxEDij(x)]]>然后,以某個(gè)中間虹膜代碼IC2j為基準(zhǔn)時(shí),讓與其他所有(N-1個(gè))代碼IC2i(i≠j)之間的歐幾德里距離的總和為最小,選擇中間虹膜代碼IC2j(B312)。然后,在所選擇的中間虹膜代碼IC2j和其他中間代碼IC2i(i≠j)中,采用各中間代碼的第k個(gè)信號(hào)值的中間值,確定綜合中間虹膜代碼的第k個(gè)信號(hào)值(B313)。這時(shí),對(duì)于成為基準(zhǔn)的中間虹膜代碼IC2i,其它中間虹膜代碼IC2j,在B311中轉(zhuǎn)動(dòng)計(jì)算歐幾德里距離時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)校正角度后的第k個(gè)位置。
這樣,根據(jù)N個(gè)中間虹膜代碼生成綜合中間虹膜代碼。在綜合中間虹膜代碼中,通過利用中間值,可以獲得降低了外部光反影的影響的Gabor濾波器輸出信號(hào)。也可以不采用中間值,而采用加權(quán)平均值。(雖然也可以單純采用平均值,但容易受到外部光反影引起的偏移值的影響)。
然后,將綜合中間虹膜代碼二值化,制作成綜合虹膜代碼(B314)。二值化的方法可以采用通常的從中間虹膜代碼(圖11(b))生成虹膜代碼(圖11(c))的相同方法。
然后,返回到圖21,將綜合虹膜代碼和登錄虹膜代碼進(jìn)行對(duì)照,獲得對(duì)照結(jié)果(B4),采用該對(duì)照結(jié)果進(jìn)行識(shí)別(B5)。
(第3實(shí)施方式)在第1實(shí)施方式中,對(duì)多個(gè)對(duì)照結(jié)果進(jìn)行綜合,而在第2實(shí)施方式中對(duì)多個(gè)虹膜代碼或者中間虹膜代碼進(jìn)行綜合。對(duì)此,在本實(shí)施方式中,對(duì)多個(gè)虹膜圖象進(jìn)行綜合,制作綜合虹膜圖象,從綜合虹膜圖象抽出虹膜代碼,將上述虹膜代碼與登錄虹膜代碼對(duì)照,進(jìn)行識(shí)別。
圖23表示有關(guān)本發(fā)明第3實(shí)施方式的利用虹膜識(shí)別的個(gè)人識(shí)別方法的流程圖。在圖23中,首先,拍攝外部光反影位置不同的N張虹膜圖象(C1),調(diào)整N張虹膜圖象的輝度水平(C15)。該處理C1、C15可以執(zhí)行和第2實(shí)施方式的處理B1、B15相同的處理。
然后綜合N張虹膜圖象,生成綜合虹膜圖象(C2)。圖24表示處理C2的詳細(xì)流程圖。
首先,從N張虹膜圖象中選出1張(C200)。然后,對(duì)于所選擇的虹膜圖象確定虹膜外緣以及瞳孔外緣(C201),將虹膜區(qū)域從xy直角坐標(biāo)系變換成rθ極坐標(biāo)系(C202)。處理C201、C202執(zhí)行參考文獻(xiàn)1所示的方法。該處理C201、C202針對(duì)所有N張虹膜圖象執(zhí)行(C203)。變換后的虹膜圖象(極坐標(biāo)圖象)的象素?cái)?shù),對(duì)于N張圖象統(tǒng)一成r=R、θ=T。
然后,對(duì)于N張極坐標(biāo)圖象,計(jì)算所有極坐標(biāo)圖象之間的歐幾德里距離(C204)。圖象之間的組合有N(N-1)/2種。圖象Ii和圖象Ij的歐幾德里距離,由各象素的輝度值的差的平方和(式3)定義。式3EDij(x)=Σr=1RΣθ=1T(Ii(r,θ)-Ij(r,θ+x))2]]>式中,當(dāng)θ+x>T時(shí),讓?duì)?x為θ+x-T。(式3)表示為消除面部?jī)A斜和眼球本身的轉(zhuǎn)動(dòng)而在角度方向上偏移x時(shí)的歐幾德里距離。在預(yù)先確定的x的范圍(許可轉(zhuǎn)動(dòng)范圍)內(nèi)計(jì)算(式3)的歐幾德里距離,該距離最小的x的距離作為最終的距離EDij。式4EDij=minxEDij(x)]]>然后,然后,以某個(gè)極坐標(biāo)圖象Ij為基準(zhǔn)時(shí),讓與其他所有(N-1個(gè))極坐標(biāo)圖象Ii(i≠j)之間的歐幾德里距離的總和為最小,選擇極坐標(biāo)圖象Ij(C205)。然后,在所選擇的極坐標(biāo)圖象Ij和其他極坐標(biāo)圖象Ii(i≠j)中,求出象素(r,θ)的輝度值的的中間值,確定綜合極坐標(biāo)圖象的象素(r,θ)的輝度值(C206)。此外,各極坐標(biāo)圖象Ii的角度方向上的坐標(biāo)θ,采用讓與所選擇的極坐標(biāo)圖象Ij之間的歐幾德里距離成為最小的轉(zhuǎn)動(dòng)校正后的坐標(biāo)。又,在綜合多個(gè)圖象時(shí),也可以不采用中間值,而采用加權(quán)平均值。(雖然也可以單純采用平均值,但容易受到外部光反影引起的偏移值的影響)。
然后,返回到圖23,根據(jù)綜合虹膜圖象制作虹膜代碼(C3),將虹膜代碼和登錄虹膜代碼進(jìn)行對(duì)照,獲得對(duì)照結(jié)果(C4)。然后,采用對(duì)照結(jié)果進(jìn)行識(shí)別(C5)。處理C4、C5中,可以采用參考文獻(xiàn)1所示的方法。
在本實(shí)施方式中,通過對(duì)調(diào)整輝度水平后的極坐標(biāo)圖象進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)校正,求出各象素的中間值,生成綜合極坐標(biāo)圖象。通過利用中間值,可以獲得降低了反影的影響的極坐標(biāo)圖象。對(duì)此,如果采用平均值,容易受到反影引起的偏移值的影響。因此,其后的處理是降低了反影的影響后的處理。
此外,第2以及第3實(shí)施方式的處理,顯然也可以作為圖25的流程中的第D7步和圖26的流程中的第E3步的處理所使用。
(發(fā)明的效果)依據(jù)以上的發(fā)明,利用外部光反影位置不同的多個(gè)虹膜圖象,可以相互抵消外部光反影的影響,進(jìn)行識(shí)別。因此,即使在外部光照射下,也可以實(shí)行識(shí)別精度足夠高的個(gè)人識(shí)別。又,可以簡(jiǎn)單拍攝多個(gè)虹膜圖象。
權(quán)利要求
1.一種個(gè)人識(shí)別方法,其特征在于包括用攝影裝置拍攝被識(shí)別者的外部光反影位置不同的多張虹膜圖象的處理、采用所拍攝的所述多個(gè)虹膜圖象和登錄虹膜數(shù)據(jù)進(jìn)行識(shí)別的處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的個(gè)人識(shí)別方法,其特征在于所述攝影處理包括由所述攝影裝置向所述被識(shí)別者指示面部朝向的處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的個(gè)人識(shí)別方法,其特征在于所述攝影處理包括由所述攝影裝置誘導(dǎo)所述被識(shí)別者的視線的處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的個(gè)人識(shí)別方法,其特征在于所述攝影處理包括改變所述攝影裝置的照相機(jī)位置的處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的個(gè)人識(shí)別方法,其特征在于所述攝影裝置包括多個(gè)照相機(jī),所述攝影處理包括由所述攝影裝置利用所述多個(gè)照相機(jī)拍攝多個(gè)虹膜圖象的處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的個(gè)人識(shí)別方法,其特征在于所述攝影處理包括由所述攝影裝置向所述被識(shí)別者指示持有該攝影裝置的手的移動(dòng)方向的處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的個(gè)人識(shí)別方法,其特征在于所述識(shí)別處理包括從所述多個(gè)虹膜圖象中分別抽出識(shí)別用特征量的虹膜數(shù)據(jù)的步驟、分別將所抽出的所述多個(gè)虹膜數(shù)據(jù)與所述登錄虹膜數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)照獲得多個(gè)對(duì)照結(jié)果的步驟、對(duì)所述多個(gè)對(duì)照結(jié)果進(jìn)行綜合求出最終的對(duì)照評(píng)分的步驟,采用該最終的對(duì)照評(píng)分進(jìn)行識(shí)別。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的個(gè)人識(shí)別方法,其特征在于所述識(shí)別處理包括從所述多個(gè)虹膜圖象中分別抽出識(shí)別用特征量的虹膜數(shù)據(jù)的步驟、對(duì)所抽出的所述多個(gè)虹膜數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合制作綜合虹膜數(shù)據(jù)的步驟、將所述綜合虹膜數(shù)據(jù)與所述登錄虹膜數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)照獲得對(duì)照結(jié)果的步驟、根據(jù)所獲得的對(duì)照結(jié)果進(jìn)行識(shí)別。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的個(gè)人識(shí)別方法,其特征在于所述識(shí)別處理包括對(duì)所述多個(gè)虹膜圖象進(jìn)行綜合,制作綜合虹膜圖象的步驟、根據(jù)所述綜合虹膜圖象抽出識(shí)別用特征量的虹膜數(shù)據(jù)的步驟、將所述虹膜數(shù)據(jù)與所述登錄虹膜數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)照獲得對(duì)照結(jié)果的步驟、根據(jù)所獲得的對(duì)照結(jié)果進(jìn)行識(shí)別。
10.一種個(gè)人識(shí)別方法,其特征在于包括從被識(shí)別者的多個(gè)虹膜圖象中分別抽出識(shí)別用特征量的虹膜數(shù)據(jù)的步驟、分別將所抽出的所述多個(gè)虹膜數(shù)據(jù)與登錄虹膜數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)照獲得多個(gè)對(duì)照結(jié)果的步驟、從所述多個(gè)對(duì)照結(jié)果中選擇對(duì)照評(píng)分在給定值以上、或者在給定值以下的對(duì)照結(jié)果的步驟,采用所選擇的所述多個(gè)對(duì)照結(jié)果進(jìn)行識(shí)別。
11.一種個(gè)人識(shí)別方法,其特征在于包括從被識(shí)別者的多個(gè)虹膜圖象中分別抽出識(shí)別用特征量的虹膜數(shù)據(jù)的步驟、分別將所抽出的所述多個(gè)虹膜數(shù)據(jù)與登錄虹膜數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)照獲得多個(gè)對(duì)照結(jié)果的步驟、將所述各對(duì)照結(jié)果分割成多個(gè)塊、以所述塊為單位合成對(duì)照結(jié)果的步驟,采用所合成的所述對(duì)照結(jié)果進(jìn)行識(shí)別。
12.一種個(gè)人識(shí)別方法,其特征在于包括拍攝被識(shí)別者的虹膜圖象的處理、根據(jù)該虹膜圖象判定所拍攝的虹膜圖象中是否存在外部光反影的處理、在所述判斷處理中如果判定外部光反影存在時(shí)、進(jìn)一步拍攝被識(shí)別者的外部光反影位置不同的多個(gè)虹膜圖象、利用所拍攝的多個(gè)虹膜圖象進(jìn)行識(shí)別的處理。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的個(gè)人識(shí)別方法,其特征在于所述判斷處理包括將所述虹膜圖象與登錄虹膜數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)照獲得對(duì)照結(jié)果的步驟、將所述對(duì)照結(jié)果分割成多個(gè)塊、計(jì)算各塊的對(duì)照評(píng)分的步驟、對(duì)照評(píng)分在第1閾值以上的塊數(shù)量在第2閾值以下時(shí)、判定外部光反影存在的步驟。
14.一種個(gè)人識(shí)別方法,其特征在于包括測(cè)定拍攝環(huán)境的近紅外光強(qiáng)度的處理、當(dāng)所述強(qiáng)度在給定閾值以上時(shí)、對(duì)被識(shí)別者拍攝外部光反影位置不同的多個(gè)虹膜圖象、利用所拍攝的多個(gè)虹膜圖象進(jìn)行識(shí)別的處理。
15.一種個(gè)人識(shí)別裝置,其特征在于包括對(duì)被識(shí)別者拍攝外部光反影位置不同的多個(gè)虹膜圖象的攝影部、利用由所述攝影部拍攝的多個(gè)虹膜圖象和登錄虹膜數(shù)據(jù)進(jìn)行識(shí)別的識(shí)別處理部。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的個(gè)人識(shí)別裝置,其特征在于所述攝影部包括照相機(jī)、對(duì)被識(shí)別者指示面部朝向的裝置。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的個(gè)人識(shí)別裝置,其特征在于所述攝影部包括照相機(jī)、誘導(dǎo)所述被識(shí)別者的視線的裝置。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的個(gè)人識(shí)別裝置,其特征在于所述攝影部包括照相機(jī)、相對(duì)于該個(gè)人識(shí)別裝置改變所述照相機(jī)的位置的裝置。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的個(gè)人識(shí)別裝置,其特征在于所述攝影部包括多個(gè)照相機(jī)、利用這些多個(gè)照相機(jī)拍攝所述多個(gè)虹膜圖象。
20.一種攝影裝置,是拍攝為進(jìn)行個(gè)人識(shí)別的虹膜圖象的裝置,其特征在于包括照相機(jī)、向被識(shí)別者指示持有該攝影裝置的手的移動(dòng)方向的裝置。
全文摘要
本發(fā)明公開一種個(gè)人識(shí)別方法、個(gè)人識(shí)別裝置以及攝影裝置。在利用虹膜識(shí)別的個(gè)人識(shí)別中,即使在虹膜圖象上存在外部光反影,也不會(huì)降低識(shí)別精度。用攝影裝置拍攝被識(shí)別者的外部光反影位置不同的多個(gè)虹膜圖象(A1)。從所拍攝的多個(gè)虹膜圖象中分別抽出識(shí)別用的特征量的虹膜代碼(A2),分別將所抽出的多個(gè)虹膜代碼與登錄虹膜代碼對(duì)照,制作多個(gè)對(duì)照結(jié)果(A3),對(duì)多個(gè)對(duì)照結(jié)果進(jìn)行綜合,獲得最終的對(duì)照評(píng)分(A4),采用該最終對(duì)照評(píng)分進(jìn)行識(shí)別(A5)。
文檔編號(hào)G07C9/00GK1437161SQ0310423
公開日2003年8月20日 申請(qǐng)日期2003年2月8日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月5日
發(fā)明者近藤堅(jiān)司, 吾妻健夫, 魚森謙也, 青木芳人 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社