JP3639291B2 - Personal authentication method, iris registration device, iris authentication device, and personal authentication program - Google Patents

Description

Translated fromJapanese

本発明は、虹彩認識を利用した個人認証の技術に関するものであり、特に、例えば太陽光などの外光下や夜間など様々な状況において、虹彩認証の精度を向上させる技術に属する。  The present invention relates to a technique for personal authentication using iris recognition, and particularly to a technique for improving the accuracy of iris authentication in various situations such as under the outside light such as sunlight or at night.

近年、虹彩認識を用いた個人認証の技術が、重要施設への入退室管理、銀行等のＡＴＭ（Automated Teller Machine）、ＰＣログイン用途などに利用され始めている。  In recent years, personal authentication technology using iris recognition has begun to be used for entrance / exit management of important facilities, ATM (Automated Teller Machine) such as banks, and PC login.

特許文献１では、認証時に得られた虹彩画像情報と、記憶された虹彩画像情報とを比較して個人を識別する、という虹彩認識の基本方式が開示されている。この方式では、目を照明することによって瞳孔径を変化させ、その照明強度を制御して瞳孔を所定の径にした後、虹彩画像同士、または、虹彩画像から抽出された特徴量同士を比較する。瞳孔は、周囲の明るさや感情などによってその径が変化するが、瞳孔径が互いに異なると、虹彩画像同士または特徴量同士の比較が困難になる。このため、特許文献１では、照明によって瞳孔径を合わせた上で比較を行っていた。しかしながら、瞳孔径を所定の径に変化させるためにはある程度の時間を要し、このため、認証に時間がかかる、という問題があった。  Patent Document 1 discloses a basic method of iris recognition in which iris image information obtained at the time of authentication is compared with stored iris image information to identify an individual. In this method, the pupil diameter is changed by illuminating the eyes, the illumination intensity is controlled to make the pupil a predetermined diameter, and then the iris images or feature values extracted from the iris images are compared. . The diameter of the pupil changes depending on surrounding brightness, emotion, and the like. However, if the pupil diameters are different from each other, it is difficult to compare iris images or feature quantities. For this reason, inpatent document 1, it compared, after matching the pupil diameter by illumination. However, there is a problem that it takes a certain amount of time to change the pupil diameter to a predetermined diameter, and thus authentication takes time.

これに対して、特許文献２，３では、次のようにして上記の問題を解決している。  On the other hand,Patent Documents 2 and 3 solve the above problems as follows.

特許文献２では、虹彩領域を極座標系で表現することによって、瞳孔径の大きさに依らない特徴抽出方法を提案している。すなわち、円で近似した瞳孔／虹彩境界の中心を極座標の原点とし、半径座標を、瞳孔／虹彩境界と虹彩／強膜境界との間の距離の割合として表現する。これにより、登録時と認証時とで瞳孔径が異なる場合であっても、一定表現の特徴抽出がなされ、その特徴量同士を比較することが可能となる。よって、認証時に瞳孔径を制御する必要がなくなり、特許文献１と比べて認証時間を短縮できる。  Patent Document 2 proposes a feature extraction method that does not depend on the size of the pupil diameter by expressing the iris region in a polar coordinate system. That is, the center of the pupil / iris boundary approximated by a circle is the origin of polar coordinates, and the radius coordinate is expressed as a ratio of the distance between the pupil / iris boundary and the iris / sclera boundary. As a result, even when the pupil diameter is different between the registration time and the authentication time, it is possible to extract features with a fixed expression and to compare the feature amounts. Therefore, it is not necessary to control the pupil diameter at the time of authentication, and the authentication time can be shortened compared withPatent Document 1.

特許文献３では、登録時に、照明強度を変化させて瞳孔径の大きさが異なる複数の虹彩画像を撮影し、複数の虹彩画像から抽出された特徴量を登録しておき、認証時に撮影した虹彩画像から抽出された特徴量と、複数の登録特徴量と比較している。登録時に、瞳孔径の大きさが異なる複数の虹彩画像を撮影しているため、認証時の虹彩画像の瞳孔径が任意の値であっても、ほぼ等しい瞳孔径を持つ登録データと比較を行うことができる。よって、認証時に瞳孔径を制御する必要がなくなり、特許文献１と比べて認証時間を短縮できる。
特公平５−８４１６６号公報特表平８−５０４９７９号公報特開２０００−１９４８５５号公報InPatent Document 3, at the time of registration, a plurality of iris images having different pupil diameters are photographed by changing the illumination intensity, and feature amounts extracted from the plurality of iris images are registered, and the iris photographed at the time of authentication is registered. The feature amount extracted from the image is compared with a plurality of registered feature amounts. Since a plurality of iris images with different pupil diameters are captured at the time of registration, even if the pupil diameter of the iris image at the time of authentication is an arbitrary value, it is compared with registered data having substantially the same pupil diameter. be able to. Therefore, it is not necessary to control the pupil diameter at the time of authentication, and the authentication time can be shortened compared withPatent Document 1.
Japanese Patent Publication No. 5-84166 JP-T 8-504979 JP 2000-194855 A

さて、上述の特許文献２には、「虹彩は光に応答して瞳孔の寸法を調節するために伸長および収縮するが、その精細な組織は伸長および収縮を除けばほとんど変わらない。」と記述されている。極座標表現により、瞳孔径が変化しても虹彩パタンはほとんど変化しないので、本人拒否率を抑えた認証が可能である。しかし厳密には虹彩パタンはわずかに変化し、この変化が認証時のハミング距離のわずかな増加を招く。ハミング距離の増加が、通常は許容できる範囲であっても、瞼・睫による虹彩領域の隠蔽等、その他のハミング距離増加要因と複合した場合、時に本人拒否となる場合がある。  In the above-mentionedPatent Document 2, “the iris expands and contracts to adjust the size of the pupil in response to light, but its fine tissue hardly changes except for the extension and contraction”. Has been. Since the iris pattern hardly changes even when the pupil diameter changes, the polar coordinate expression enables authentication with a reduced rejection rate. However, strictly speaking, the iris pattern changes slightly, and this change causes a slight increase in the Hamming distance during authentication. Even if the increase in the Hamming distance is normally in an allowable range, if it is combined with other factors that increase the Hamming distance, such as hiding the iris area due to eyelids and eyelids, the person may be denied at times.

特許文献３では、登録時に複数の虹彩画像から抽出された特徴データを登録するため、登録データベース容量が増加する。また、認証時には、それら複数の特徴データと比較しなければならないので、認証時の処理時間が増加する。  InPatent Document 3, since the feature data extracted from a plurality of iris images at the time of registration is registered, the registration database capacity increases. Moreover, since it is necessary to compare with the plurality of feature data at the time of authentication, the processing time at the time of authentication increases.

前記の問題に鑑み、本発明は、虹彩認証を利用した個人認証において、瞳孔径の変動に対しても頑健であり、データベースの増加および認証時の処理時間の増加を抑えた認証を行うことを課題とする。  In view of the above-mentioned problems, the present invention is robust against fluctuations in pupil diameter in personal authentication using iris authentication, and performs authentication while suppressing an increase in the database and an increase in processing time during authentication. Let it be an issue.

前記の課題を解決するため、本発明は、虹彩画像を用いた個人認証方法として、登録時において、被登録者について虹彩画像を取得し、取得した虹彩画像から特徴データと瞳孔開度指標とを求め、求めた特徴データおよび瞳孔開度指標を用いて、虹彩データベースに前記被登録者についてのデータ登録を行い、認証時において、被認証者について虹彩画像を取得し、取得した虹彩画像から特徴データと瞳孔開度指標とを求め、前記虹彩データベースに登録者について登録されたデータを参照し、認証時に求めた瞳孔開度指標を用いて照合対象の特徴データを得て、前記照合対象の特徴データと認証時に求めた特徴データとを比較することによって、前記被認証者が前記登録者と同一であるか否かを判断するものである。  In order to solve the above-mentioned problem, the present invention acquires an iris image for a registered person at the time of registration as a personal authentication method using an iris image, and obtains feature data and a pupil opening index from the acquired iris image. Using the obtained feature data and pupil opening index, the data about the person to be registered is registered in the iris database, the iris image is obtained for the person to be authenticated, and the feature data is obtained from the obtained iris image. And the pupil opening index, refer to the data registered for the registrant in the iris database, obtain the feature data of the matching target using the pupil opening index obtained at the time of authentication, and the matching target feature data And the feature data obtained at the time of authentication are used to determine whether or not the person to be authenticated is the same as the registrant.

この発明によると、登録時において、虹彩画像から得られた特徴データおよび瞳孔開度を用いたデータ登録が、虹彩データベースになされる。そして認証時において、虹彩データベースに登録されたデータが参照され、認証時に虹彩画像から求められた瞳孔開度指標を用いて、照合対象の特徴データが得られる。このため、認証時の瞳孔がたとえ縮瞳状態であっても散瞳状態であっても、その瞳孔の開き具合に応じた特徴データが照合対象として得られるので、様々な状況下においても、本人拒否率が抑えられた十分に精度の高い個人認証を実行することができる。  According to the present invention, at the time of registration, data registration using the feature data obtained from the iris image and the pupil opening is made in the iris database. At the time of authentication, data registered in the iris database is referred to, and feature data to be collated is obtained using the pupil opening degree index obtained from the iris image at the time of authentication. For this reason, even if the pupil at the time of authentication is in a miosis or mydriatic state, feature data corresponding to the degree of opening of the pupil can be obtained as a collation target. It is possible to execute sufficiently accurate personal authentication with a reduced rejection rate.

そして、前記本発明に係る個人認証方法において、登録時において、特徴データを瞳孔開度指標と併せて前記被登録者と対応づけて前記虹彩データベースに登録し、認証時において、前記虹彩データベースに登録者と対応付けて登録された特徴データの中から、当該特徴データと併せて登録されている瞳孔開度指標と認証時に求めた瞳孔開度指標とを対比することによって、照合対象の特徴データを特定するのが好ましい。  In the personal authentication method according to the present invention, at the time of registration, the feature data is registered in the iris database in association with the registered person together with the pupil opening index, and is registered in the iris database at the time of authentication. By comparing the pupil opening index registered together with the feature data and the pupil opening index obtained at the time of authentication from the feature data registered in association with the person, the feature data to be verified is It is preferable to specify.

これにより、登録時において、虹彩画像から得られた特徴データが瞳孔開度指標と併せて虹彩データベースに登録される。そして認証時において、虹彩データベースに登録された特徴データの中から、瞳孔開度指標同士の対比によって、照合対象の特徴データが特定される。このため、認証時の瞳孔の状態如何にかかわらず、その瞳孔の開き具合に応じた特徴データが照合対象として特定される。また、瞳孔開度指標を用いることによって、照合対象の特徴データを簡易に検索することができるので、認証を短時間で行うことができる。  Thereby, at the time of registration, the feature data obtained from the iris image is registered in the iris database together with the pupil opening degree index. At the time of authentication, the feature data to be collated is specified from the feature data registered in the iris database by comparing the pupil opening degree indices. For this reason, regardless of the state of the pupil at the time of authentication, feature data corresponding to the degree of opening of the pupil is specified as a collation target. Further, by using the pupil opening index, it is possible to easily search for feature data to be collated, so that authentication can be performed in a short time.

また、前記本発明に係る個人認証方法において、登録時において、前記被登録者について瞳孔開度が異なる複数の虹彩画像を取得し、取得した前記複数の虹彩画像からそれぞれ抽出した複数の特徴データおよび瞳孔開度指標から特徴データと瞳孔開度指標との関係式を求め、この関係式を表すためのパラメータを前記被登録者と対応づけて前記虹彩データベースに登録し、認証時において、前記虹彩データベースに登録者と対応づけて登録されたパラメータから関係式を得て、この関係式に認証時に求めた瞳孔開度指標を代入して照合対象の特徴データを得るのが好ましい。  Further, in the personal authentication method according to the present invention, at the time of registration, a plurality of iris images having different pupil openings are acquired for the registered person, and a plurality of feature data respectively extracted from the acquired plurality of iris images and A relational expression between the feature data and the pupil opening degree index is obtained from the pupil opening degree index, and a parameter for expressing this relational expression is registered in the iris database in association with the registered person, and at the time of authentication, the iris database It is preferable to obtain a relational expression from parameters registered in association with the registrant and substitute the pupil opening index obtained at the time of authentication into this relational expression to obtain characteristic data to be collated.

これにより、登録時において、瞳孔開度が異なる複数の虹彩画像から得られた複数の特徴データと、瞳孔開度指標との関係式を表すためのパラメータが、虹彩データベースに登録される。そして認証時において、虹彩データベースに登録されたパラメータによって表された関係式に、認証時に虹彩画像から求められた瞳孔開度指標が代入され、照合対象の特徴データが得られる。このため、認証時の瞳孔の状態如何にかかわらず、その瞳孔の開き具合に応じた特徴データが照合対象として得られる。また、瞳孔開度指標を関係式に代入するだけで照合対象の特徴データを簡易に得ることができるので、認証を短時間で行うことができる。  Thereby, at the time of registration, parameters for expressing a relational expression between a plurality of feature data obtained from a plurality of iris images having different pupil opening degrees and a pupil opening index are registered in the iris database. At the time of authentication, the pupil opening degree index obtained from the iris image at the time of authentication is substituted into the relational expression represented by the parameters registered in the iris database, and the feature data to be verified is obtained. For this reason, regardless of the state of the pupil at the time of authentication, feature data corresponding to the degree of opening of the pupil is obtained as a collation target. In addition, the feature data to be collated can be easily obtained simply by substituting the pupil opening index into the relational expression, so that authentication can be performed in a short time.

また、前記本発明に係る個人認証方法において、登録時において、前記被登録者について瞳孔開度が異なる複数の虹彩画像を取得し、取得した前記複数の虹彩画像からそれぞれ求めた複数の特徴データから、登録する特徴データを特定するとともに、この登録特徴データから瞳孔開度指標が異なる他の特徴データへの変換を行うための変換規則を求め、前記登録特徴データおよび変換規則を前記被登録者と対応づけて前記虹彩データベースに登録し、認証時において、前記虹彩データベースに登録者と対応付けて登録された特徴データおよび変換規則を基にして、認証時に求めた瞳孔開度指標を用いて、照合対象の特徴データを生成するのが好ましい。  Further, in the personal authentication method according to the present invention, at the time of registration, a plurality of iris images having different pupil openings are acquired for the registered person, and a plurality of feature data respectively obtained from the acquired plurality of iris images. Identifying the feature data to be registered, obtaining a conversion rule for converting the registered feature data into other feature data having a different pupil opening index, and obtaining the registered feature data and the conversion rule with the registered person Correspondingly registered in the iris database, at the time of authentication, based on the feature data and conversion rules registered in association with the registrant in the iris database, using the pupil opening index obtained at the time of verification Preferably, feature data for the object is generated.

これにより、登録時において、瞳孔開度が異なる複数の虹彩画像から得られた複数の特徴データから、登録特徴データおよび、瞳孔開度指標が異なる他の特徴データへの変換規則が得られ、虹彩データベースに登録される。そして認証時において、虹彩データベースに登録された特徴データおよび変換規則を基にして、認証時に虹彩画像から求められた瞳孔開度指標を用いて、照合対象の特徴データが生成される。このため、認証時の瞳孔の状態如何にかかわらず、その瞳孔の開き具合に応じた特徴データが照合対象として生成される。  Thereby, at the time of registration, conversion rules from a plurality of feature data obtained from a plurality of iris images having different pupil opening degrees to registered feature data and other feature data having different pupil opening indexes are obtained, and the iris is obtained. Registered in the database. At the time of authentication, based on the feature data registered in the iris database and the conversion rules, the feature data to be collated is generated using the pupil opening degree index obtained from the iris image at the time of authentication. For this reason, regardless of the state of the pupil at the time of authentication, feature data corresponding to the degree of opening of the pupil is generated as a collation target.

また、本発明は、虹彩画像を用いた個人認証方法として、被認証者について虹彩画像を取得する第１のステップと、前記第１のステップにおいて取得した虹彩画像から特徴データと瞳孔開度指標とを求める第２のステップと、瞳孔開度指標を用いたデータ登録がなされた虹彩データベースに登録者について登録されているデータを参照し、前記第２のステップにおいて求めた瞳孔開度指標を用いて照合対象の特徴データを得る第３のステップと、前記第３のステップにおいて得た照合対象の特徴データと前記第２のステップにおいて求めた特徴データとを比較することによって、前記被認証者が前記登録者と同一であるか否かを判断する第４のステップとを備えたものである。  Further, the present invention provides, as a personal authentication method using an iris image, a first step of acquiring an iris image for the person to be authenticated, and feature data and a pupil opening degree index from the iris image acquired in the first step. And the data registered for the registrant in the iris database in which data registration using the pupil opening index is performed, and the pupil opening index determined in the second step is used. The third step of obtaining the feature data to be collated is compared with the feature data to be collated obtained in the third step and the feature data obtained in the second step. And a fourth step of determining whether or not the registrant is the same.

また、本発明は、虹彩認証のためのデータ登録を行う装置として、被登録者について虹彩画像を取得する手段と、前記虹彩画像から特徴データと瞳孔開度指標とを求める手段と、前記特徴データおよび瞳孔開度指標を用いて、虹彩データベースに前記被登録者についてのデータ登録を行う手段とを備えたものである。  Further, the present invention provides, as an apparatus for performing data registration for iris authentication, means for acquiring an iris image for a registered person, means for obtaining feature data and a pupil opening index from the iris image, and the feature data And means for registering data on the registered person in the iris database using the pupil opening degree index.

また、本発明は、虹彩画像を用いて個人認証を行うための装置として、被認証者について虹彩画像を取得する手段と、前記虹彩画像から特徴データと瞳孔開度指標とを求める手段と、前記瞳孔開度指標を用いて、瞳孔開度指標を用いたデータ登録がなされた虹彩データベースに登録者と対応付けて登録されたデータを参照し、照合対象の特徴データを得る手段と、前記照合対象の特徴データと前記特徴データとを比較することによって、前記被認証者が前記登録者と同一であるか否かを判断する手段とを備えたものである。  Further, the present invention provides, as an apparatus for performing personal authentication using an iris image, a means for acquiring an iris image for the person to be authenticated, a means for obtaining feature data and a pupil opening index from the iris image, Means for referring to data registered in association with a registrant in the iris database in which data registration using the pupil opening index is performed using the pupil opening index, and obtaining the feature data of the matching target; And means for determining whether or not the person to be authenticated is the same as the registrant by comparing the feature data with the feature data.

また、本発明は、虹彩画像を用いた個人認証をコンピュータに実行させるプログラムとして、被認証者について取得した虹彩画像から特徴データと瞳孔開度指標とを求めるステップと、前記瞳孔開度指標を用いて、瞳孔開度指標を用いたデータ登録がなされた虹彩データベースに登録者について登録されているデータを参照し、照合対象の特徴データを得るステップと、前記照合対象の特徴データと前記特徴データとを比較することによって、前記被認証者が前記登録者と同一であるか否かを判断するステップとをコンピュータに実行させるものである。  Further, the present invention uses a step of obtaining feature data and a pupil opening index from an iris image acquired for a person to be authenticated as a program for causing a computer to perform personal authentication using an iris image, and using the pupil opening index. And referring to data registered for the registrant in the iris database for which data registration using the pupil opening index has been made, obtaining feature data to be collated, feature data to be collated, and feature data By making the computer execute the step of determining whether or not the person to be authenticated is the same as the registrant.

また、上述の各発明に係る個人認証方法、虹彩登録装置、虹彩認証装置および個人認証プログラムにおいて、瞳孔開度指標を、虹彩画像から求める代わりに、虹彩画像取得時の周囲の明るさを、瞳孔開度指標として求めるものも、本発明に含まれる。Further, in the personal authentication method, the iris registration device, the iris authentication device, and the personal authentication program according to each of the above-described inventions, instead ofobtaining the pupil opening degree index from the iris image,the ambient brightness at the time of acquiring theiris image What is obtainedas an opening index is also included in the present invention.

本発明によると、認証時の瞳孔がたとえ縮瞳状態であっても散瞳状態であっても、その瞳孔の開き具合に応じた特徴データが照合対象として得られるので、様々な状況下においても、十分に精度の高い個人認証を実行することができる。さらに、瞳孔開度指標を用いることによって、照合対象の特徴データを簡易に検索または取得できるので、認証を短時間で行うことができる。  According to the present invention, even if the pupil at the time of authentication is in a miosis state or a mydriatic state, feature data corresponding to the degree of opening of the pupil can be obtained as a verification target. , Sufficiently accurate personal authentication can be performed. Furthermore, by using the pupil opening index, the feature data to be collated can be easily retrieved or acquired, so that authentication can be performed in a short time.

本発明の第１態様では、虹彩画像を用いた個人認証方法として、登録時において、被登録者について虹彩画像を取得し、取得した虹彩画像から特徴データと瞳孔開度指標とを求め、求めた特徴データおよび瞳孔開度指標を用いて、虹彩データベースに前記被登録者についてのデータ登録を行い、認証時において、被認証者について虹彩画像を取得し、取得した虹彩画像から特徴データと瞳孔開度指標とを求め、前記虹彩データベースに登録者について登録されているデータを参照し、認証時に求めた瞳孔開度指標を用いて照合対象の特徴データを得て、前記照合対象の特徴データと認証時に求めた特徴データとを比較することによって、前記被認証者が前記登録者と同一であるか否かを判断するものを提供する。  In the first aspect of the present invention, as a personal authentication method using an iris image, at the time of registration, an iris image is obtained for a registered person, and feature data and a pupil opening index are obtained from the obtained iris image and obtained. The feature data and pupil opening index are used to register data about the person to be registered in the iris database, and at the time of authentication, an iris image is acquired for the person to be authenticated, and the feature data and pupil opening degree are obtained from the acquired iris image. An index is obtained, the data registered for the registrant in the iris database is referred to, and the feature data to be collated is obtained using the pupil opening degree index obtained at the time of authentication. By comparing with the obtained feature data, there is provided what determines whether or not the person to be authenticated is the same as the registrant.

本発明の第２態様では、登録時において、特徴データを瞳孔開度指標と併せて前記被登録者と対応づけて前記虹彩データベースに登録し、認証時において、前記虹彩データベースに登録者と対応付けて登録されている特徴データの中から、当該特徴データと併せて登録されている瞳孔開度指標と認証時に求めた瞳孔開度指標とを対比することによって、前記照合対象の特徴データを特定する第１態様の個人認証方法を提供する。  In the second aspect of the present invention, at the time of registration, the feature data is registered with the registered person in association with the pupil opening index, and is registered in the iris database, and at the time of authentication, the feature data is associated with the registrant in the iris database. The feature data to be verified is identified by comparing the pupil opening index registered together with the feature data and the pupil opening index obtained at the time of authentication from the registered feature data. A personal authentication method according to a first aspect is provided.

本発明の第３態様では、登録時において、前記被登録者について、縮瞳状態、通常状態および散瞳状態における虹彩画像からそれぞれ得られた３個の特徴データを、少なくとも登録する第２態様の個人認証方法を提供する。  According to a third aspect of the present invention, at the time of registration, at least three feature data respectively obtained from iris images in a miosis state, a normal state, and a mydriatic state are registered for the registered person. Provide personal authentication methods.

本発明の第４態様では、登録時において、前記被登録者について瞳孔開度が異なる複数の虹彩画像を取得し、取得した前記複数の虹彩画像からそれぞれ特徴データを求め、求めた複数の特徴データ同士を照合することによって、前記複数の特徴データから前記虹彩データベースに登録する特徴データを選択する第２態様の個人認証方法を提供する。  In the fourth aspect of the present invention, at the time of registration, a plurality of iris images having different pupil openings are obtained for the registered person, and feature data is obtained from the obtained plurality of iris images, respectively, and the obtained plurality of feature data A personal authentication method according to a second aspect is provided in which feature data to be registered in the iris database is selected from the plurality of feature data by collating each other.

本発明の第５態様では、認証時において、求めた瞳孔開度指標と所定程度近い瞳孔開度指標を有する特徴データが前記登録者について登録されていないとき、認証処理を中止する第２態様の個人認証方法を提供する。  In the fifth aspect of the present invention, the authentication process is stopped when feature data having a pupil opening index close to a predetermined degree to the obtained pupil opening index is not registered for the registrant at the time of authentication. Provide personal authentication methods.

本発明の第６態様では、認証処理を中止したとき、認証時に求めた瞳孔開度指標と登録されている特徴データに係る瞳孔開度指標とを基にして、虹彩画像の好ましい撮影条件を推定し、前記被認証者に推定した撮影条件における虹彩画像の再取得を促す第５態様の個人認証方法を提供する。  In the sixth aspect of the present invention, when the authentication process is stopped, a preferable imaging condition of the iris image is estimated based on the pupil opening degree index obtained at the time of authentication and the pupil opening degree index related to the registered feature data. And providing a personal authentication method according to a fifth aspect that prompts the person to be authenticated to reacquire an iris image under the estimated photographing condition.

本発明の第７態様では、登録時において、前記被登録者について瞳孔開度が異なる複数の虹彩画像を取得し、取得した前記複数の虹彩画像からそれぞれ求めた複数の特徴データおよび瞳孔開度指標から特徴データと瞳孔開度指標との関係式を求め、この関係式を表すためのパラメータを前記被登録者と対応づけて前記虹彩データベースに登録し、認証時において、前記虹彩データベースに登録者と対応づけて登録されたパラメータから関係式を得て、この関係式に認証時に求めた瞳孔開度指標を代入して前記照合対象の特徴データを得る第１態様の個人認証方法を提供する。  In the seventh aspect of the present invention, at the time of registration, a plurality of iris images having different pupil openings are acquired for the registered person, and a plurality of feature data and pupil opening indices respectively obtained from the acquired plurality of iris images From this, the relational expression between the characteristic data and the pupil opening index is obtained, and the parameter for expressing this relational expression is registered in the iris database in association with the registered person. There is provided a personal authentication method according to a first aspect in which a relational expression is obtained from parameters registered in association with each other, and the pupil opening degree index obtained at the time of authentication is substituted into the relational expression to obtain the characteristic data to be collated.

本発明の第８態様では、登録時において、前記パラメータを間引いて登録し、認証時において、間引かれたパラメータを補間によって復元する第７態様の個人認証方法を提供する。  According to an eighth aspect of the present invention, there is provided the personal authentication method according to the seventh aspect, wherein the parameter is thinned and registered at the time of registration, and the thinned parameter is restored by interpolation at the time of authentication.

本発明の第９態様では、登録時において、前記被登録者について瞳孔開度が異なる複数の虹彩画像を取得し、取得した前記複数の虹彩画像からそれぞれ求めた複数の特徴データから、登録する特徴データを特定するとともに、この登録特徴データから瞳孔開度指標が異なる他の特徴データへの変換を行うための変換規則を求め、前記登録特徴データおよび変換規則を前記被登録者と対応づけて前記虹彩データベースに登録し、認証時において、前記虹彩データベースに登録者と対応付けて登録された特徴データおよび変換規則を基にして、認証時に求めた瞳孔開度指標を用いて前記照合対象の特徴データを生成する第１態様の個人認証方法を提供する。  In the ninth aspect of the present invention, at the time of registration, a plurality of iris images having different pupil openings are acquired for the registered person, and the feature is registered from a plurality of feature data respectively obtained from the plurality of acquired iris images. Specifying data, obtaining a conversion rule for performing conversion from the registered feature data to other feature data having a different pupil opening index, and associating the registered feature data and the conversion rule with the registered person At the time of authentication and registered in the iris database, based on the feature data registered in association with the registrant in the iris database and the conversion rule, the feature data to be matched using the pupil opening degree index obtained at the time of authentication The personal authentication method of the 1st aspect which produces | generates is provided.

本発明の第１０態様では、前記瞳孔開度指標は、虹彩画像における瞳孔径と虹彩径との比である第１態様の個人認証方法を提供する。  According to a tenth aspect of the present invention, there is provided the personal authentication method according to the first aspect, wherein the pupil opening degree index is a ratio of a pupil diameter to an iris diameter in an iris image.

本発明の第１１態様では、虹彩画像を用いた個人認証方法として、被認証者について虹彩画像を取得する第１のステップと、前記第１のステップにおいて取得した虹彩画像から特徴データと瞳孔開度指標とを求める第２のステップと、瞳孔開度指標を用いたデータ登録がなされた虹彩データベースに登録者について登録されているデータを参照し、前記第２のステップにおいて求めた瞳孔開度指標を用いて照合対象の特徴データを得る第３のステップと、前記第３のステップにおいて得た照合対象の特徴データと前記第２のステップにおいて求めた特徴データとを比較することによって、前記被認証者が前記登録者と同一であるか否かを判断する第４のステップとを備えたものを提供する。  In an eleventh aspect of the present invention, as a personal authentication method using an iris image, a first step of acquiring an iris image for the person to be authenticated, and feature data and pupil opening from the iris image acquired in the first step A second step of obtaining an index, and referring to data registered for the registrant in the iris database in which data registration using the pupil opening index is made, and the pupil opening index obtained in the second step is A third step of using the third step to obtain feature data to be verified, and comparing the feature data to be verified obtained in the third step with the feature data obtained in the second step, thereby Is provided with a fourth step of determining whether or not is the same as the registrant.

本発明の第１２態様では、前記虹彩データベースは、各登録者について虹彩画像の特徴データが少なくとも１つ瞳孔開度指標と併せて登録されたものであり、前記第３のステップにおいて、前記虹彩データベースに登録者と対応づけて登録された少なくとも１つの特徴データの中から、当該特徴データと併せて登録されている瞳孔開度指標と前記第２のステップにおいて求めた瞳孔開度指標とを対比することによって、前記照合対象の特徴データを特定する第１１態様の個人認証方法を提供する。  In the twelfth aspect of the present invention, the iris database is one in which at least one iris image feature data is registered together with a pupil opening degree index for each registrant. In the third step, the iris database The pupil opening degree index registered together with the characteristic data is compared with the pupil opening degree index obtained in the second step from among at least one characteristic data registered in association with the registrant. Thus, the personal authentication method of the eleventh aspect for specifying the feature data to be collated is provided.

本発明の第１３態様では、前記虹彩データベースは、各登録者について、虹彩画像の特徴データと瞳孔開度指標との関係式を表すパラメータが登録されたものであり、前記第３のステップにおいて、前記虹彩データベースに登録者と対応づけて登録されたパラメータから関係式を得て、この関係式に前記第２のステップにおいて求めた瞳孔開度指標を代入することによって前記照合対象の特徴データを得る第１１態様の個人認証方法を提供する。  In the thirteenth aspect of the present invention, the iris database is one in which a parameter representing a relational expression between the feature data of the iris image and the pupil opening index is registered for each registrant. In the third step, Obtaining a relational expression from the parameters registered in association with the registrant in the iris database, and substituting the pupil opening index obtained in the second step into the relational expression, to obtain the feature data to be collated A personal authentication method according to an eleventh aspect is provided.

本発明の第１４態様では、前記虹彩データベースは、各登録者について、虹彩画像の特徴データと、この特徴データから瞳孔開度指標が異なる他の特徴データへの変換を行うための変換規則とが登録されたものであり、前記第３のステップにおいて、前記虹彩データベースに登録者と対応付けて登録された特徴データおよび変換規則を基にして、前記第２のステップにおいて求めた瞳孔開度指標を用いて前記照合対象の特徴データを生成する第１１態様の個人認証方法を提供する。  In the fourteenth aspect of the present invention, the iris database includes, for each registrant, feature data of an iris image and a conversion rule for performing conversion from the feature data to other feature data having a different pupil opening index. In the third step, the pupil opening degree index obtained in the second step based on the feature data and the conversion rule registered in association with the registrant in the iris database in the third step. An eleventh aspect of the personal authentication method is provided that uses the feature data to be collated.

本発明の第１５態様では、被認証者について虹彩画像を取得し、取得した虹彩画像から特徴データと瞳孔開度指標とを求め、虹彩データベースに登録者について登録されているデータを参照し、求めた瞳孔開度指標を用いて照合対象の特徴データを得て、照合対象の特徴データと求めた特徴データとを比較することによって、前記被認証者が前記登録者と同一であるか否かを判断する虹彩認証のためのデータ登録を行う装置として、被登録者について虹彩画像を取得する手段と、前記虹彩画像から特徴データと瞳孔開度指標とを求める手段と、前記特徴データおよび瞳孔開度指標を用いて、虹彩データベースに前記被登録者についてのデータ登録を行う手段とを備えたものを提供する。In the fifteenth aspect of the present invention,an iris image is acquired for the person to be authenticated, feature data and a pupil opening index are obtained from the obtained iris image, and a request is made by referring to data registered for the registrant in the iris database. Whether or not the person to be authenticated is the same as the registrant by obtaining the characteristic data of the verification target using the pupil opening index and comparing the characteristic data of the verification target with the calculated characteristic data. As a device for performing data registration for iris authentication to bedetermined, means for acquiring an iris image for a registered person, means for obtaining feature data and a pupil opening index from the iris image, and the feature data and pupil opening Means for registering data on the registered person in the iris database using the index is provided.

本発明の第１６態様では、虹彩画像を用いて個人認証を行うための装置として、被認証者について虹彩画像を取得する手段と、前記虹彩画像から特徴データと瞳孔開度指標とを求める手段と、前記瞳孔開度指標を用いて、瞳孔開度指標を用いたデータ登録がなされた虹彩データベースに登録者と対応付けて登録されたデータを参照し、照合対象の特徴データを得る手段と、前記照合対象の特徴データと前記特徴データとを比較することによって、前記被認証者が前記登録者と同一であるか否かを判断する手段とを備えたものである。  In a sixteenth aspect of the present invention, as an apparatus for performing personal authentication using an iris image, means for acquiring an iris image for the person to be authenticated, means for obtaining feature data and a pupil opening index from the iris image, Using the pupil opening index, referring to data registered in association with the registrant in the iris database in which data registration using the pupil opening index is made, and obtaining the feature data to be collated; Means for determining whether or not the person to be authenticated is the same as the registrant by comparing the feature data to be collated with the feature data.

本発明の第１７態様では、虹彩画像を用いた個人認証をコンピュータに実行させるプログラムとして、被認証者について取得した虹彩画像から特徴データと瞳孔開度指標とを求めるステップと、前記瞳孔開度指標を用いて、瞳孔開度指標を用いたデータ登録がなされた虹彩データベースに登録者について登録されているデータを参照し、照合対象の特徴データを得るステップと、前記照合対象の特徴データと、前記特徴データとを比較することによって、前記被認証者が前記登録者と同一であるか否かを、判断するステップとをコンピュータに実行させるものを提供する。  In a seventeenth aspect of the present invention, as a program for causing a computer to perform personal authentication using an iris image, obtaining feature data and a pupil opening index from an iris image acquired for the person to be authenticated; and the pupil opening index , Referring to the data registered for the registrant in the iris database for which data registration using the pupil opening index has been made, obtaining the feature data to be matched, the feature data to be matched, and There is provided what causes a computer to execute a step of determining whether or not the person to be authenticated is the same as the registrant by comparing with feature data.

本発明の第１８態様では、虹彩画像を用いた個人認証方法として、登録時において、被登録者について虹彩画像を取得し、取得した虹彩画像から特徴データを求めるとともに瞳孔開度指標として虹彩画像取得時の周囲の明るさを求め、求めた特徴データおよび瞳孔開度指標を用いて、虹彩データベースに前記被登録者についてのデータ登録を行い、認証時において、被認証者について虹彩画像を取得し、取得した虹彩画像から特徴データを求めるとともに瞳孔開度指標として虹彩画像取得時の周囲の明るさを求め、前記虹彩データベースに登録者について登録されているデータを参照し、認証時に求めた瞳孔開度指標を用いて照合対象の特徴データを得て、前記照合対象の特徴データと認証時に求めた特徴データとを比較することによって、前記被認証者が前記登録者と同一であるか否かを判断するものを提供する。In an eighteenth aspect of the present invention, as a personal authentication method using an iris image, at the time of registration, an iris image is obtained for a registered person, feature data is obtained from the obtained iris image, and an iris image is obtained as apupil opening index. Using the obtained feature data and pupil opening index, the data about the registered person is registered in the iris database, and at the time of authentication, an iris image is acquired for the authenticated person. Obtaining feature data from theacquired iris image and obtaining the ambient brightness at the time of iris image acquisition as a pupil opening index , referring to data registered for the registrant in the iris database, and pupil opening obtained at the time of authentication By obtaining the feature data of the verification target using the index, by comparing the feature data of the verification target and the feature data obtained at the time of authentication, Serial to provide what the person to be authenticated to determine whether it is equal to the registrant.

本発明の第１９態様では、虹彩画像を用いた個人認証方法として、被認証者について虹彩画像を取得する第１のステップと、前記第１のステップにおいて取得した虹彩画像から特徴データを求めるとともに瞳孔開度指標として虹彩画像取得時の周囲の明るさを求める第２のステップと、瞳孔開度指標を用いたデータ登録がなされた虹彩データベースに登録者について登録されているデータを参照し、前記第２のステップにおいて求めた瞳孔開度指標を用いて照合対象の特徴データを得る第３のステップと、前記第３のステップにおいて得た照合対象の特徴データと前記第２のステップにおいて求めた特徴データとを比較することによって、前記被認証者が前記登録者と同一であるか否かを判断する第４のステップとを備えたものを提供する。In a nineteenth aspect of the present invention, as a personal authentication method using an iris image, a first step of acquiring an iris image for the person to be authenticated, obtaining feature data from the iris image acquired in the first step, and obtainingpupils A second step ofobtaining an ambient brightness at the time of obtaining an iris image as an opening index, and referring to data registered for the registrant in the iris database in which data registration using the pupil opening index is made, A third step of obtaining feature data to be collated using the pupil opening degree index obtained instep 2, the feature data of the collation target obtained in the third step, and the feature data obtained in the second step And a fourth step of determining whether or not the person to be authenticated is the same as the registrant.

本発明の第２０態様では、被認証者について虹彩画像を取得し、取得した虹彩画像から特徴データを求めるとともに瞳孔開度指標として虹彩画像取得時の周囲の明るさを求め、虹彩データベースに登録者について登録されているデータを参照し、求めた瞳孔開度指標を用いて照合対象の特徴データを得て、照合対象の特徴データと求めた特徴データとを比較することによって、前記被認証者が前記登録者と同一であるか否かを判断する虹彩認証のためのデータ登録を行う装置として、被登録者について虹彩画像を取得する手段と、前記虹彩画像から特徴データを求めるとともに瞳孔開度指標として虹彩画像取得時の周囲の明るさを求める手段と、前記特徴データおよび瞳孔開度指標を用いて前記虹彩データベースに前記被登録者についてのデータ登録を行う手段とを備えたものを提供する。In the twentieth aspect of the present invention, an iris image is obtained for the person to be authenticated, feature data is obtained from the obtainediris image, ambient brightness at the time of obtaining the iris image is obtained as a pupil opening index, and the registrant is registered in the iris database. By referring to the registered data, obtaining the feature data of the collation target using the obtained pupil opening index, and comparing the feature data of the collation target with the obtained feature data, As an apparatus for performing data registration for iris authentication to determine whether or not it is the same as the registrant, means for acquiring an iris image for the registered person, and obtaining feature data from the iris image andpupil opening index deas a meansfor determining the brightness around the time of the iris image acquisition, for the object registrant in the iris database using the feature data and pupil opening degree index Providing that a means for performing data registration.

本発明の第２１態様では、虹彩画像を用いて個人認証を行うための装置として、被認証者について虹彩画像を取得する手段と、前記虹彩画像から特徴データを求めるとともに瞳孔開度指標として虹彩画像取得時の周囲の明るさを求める手段と、前記瞳孔開度指標を用いて、瞳孔開度指標を用いたデータ登録がなされた虹彩データベースに登録者と対応付けて登録されたデータを参照し、照合対象の特徴データを得る手段と、前記照合対象の特徴データと前記特徴データとを比較することによって、前記被認証者が前記登録者と同一であるか否かを判断する手段とを備えたものを提供する。In a twenty-first aspect of the present invention, as an apparatus for performing personal authentication using an iris image, means for acquiring an iris image for the person to be authenticated, and obtaining iris data as feature data from the iris image and an iris image as apupil opening index With reference to the data registered in association with the registrant in the iris database in which the data registration using the pupil opening index is performed, using the meansfor obtaining the ambient brightness at the time of acquisition and the pupil opening index, Means for obtaining feature data to be collated, and means for judging whether or not the person to be authenticated is the same as the registrant by comparing the feature data to be collated with the feature data. Offer things.

本発明の第２２態様では、虹彩画像を用いた個人認証をコンピュータに実行させるプログラムとして、被認証者について取得した虹彩画像から特徴データを求めるとともに、瞳孔開度指標として虹彩画像取得時の周囲の明るさを求めるステップと、前記瞳孔開度指標を用いて、瞳孔開度指標を用いたデータ登録がなされた虹彩データベースに登録者について登録されているデータを参照し、照合対象の特徴データを得るステップと、前記照合対象の特徴データと前記特徴データとを比較することによって、前記被認証者が前記登録者と同一であるか否かを判断するステップとをコンピュータに実行させるものを提供する。In the twenty-second aspect of the present invention, as a program for causing a computer to perform personal authentication using an iris image, the feature data is obtained from the iris image acquired for the person to be authenticated, andthe surroundings at the time of acquiring the iris image as apupil opening index are obtained. By using the pupil opening degree index and obtaining thebrightness, and by referring to the data registered for the registrant in the iris database that has been registered using the pupil opening degree index, the characteristic data to be collated is obtained. There is provided a program for causing a computer to execute a step and a step of determining whether or not the person to be authenticated is the same as the registrant by comparing the feature data to be collated with the feature data.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。  Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

（第１の実施形態）
図１は本発明の第１実施形態に係る個人認証方法を概念的に示す図である。図１に示すように、本実施形態では、虹彩データベース１２に、各登録者について、虹彩コードを複数個、瞳孔径と虹彩径との比Ｒ（以下、「瞳孔径・虹彩径比」と記す。）と併せて登録する。そして、認証時には、撮影した虹彩画像から特徴抽出によって虹彩コードを得るとともに、瞳孔径・虹彩径比Ｒを求める。そして、登録側の比Ｒと、認証時の比Ｒとを対比することによって、適切な虹彩コードを照合対象として選択し、認証を行う。(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram conceptually showing a personal authentication method according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, in the present embodiment, a plurality of iris codes and a ratio R between pupil diameter and iris diameter (hereinafter referred to as “pupil diameter / iris diameter ratio”) are written in theiris database 12 for each registrant. )). At the time of authentication, an iris code is obtained from the photographed iris image by feature extraction, and a pupil diameter / iris diameter ratio R is obtained. Then, by comparing the ratio R on the registration side with the ratio R at the time of authentication, an appropriate iris code is selected as a verification target, and authentication is performed.

図２は本実施形態における認証システムの全体構成を示す図である。図２において、虹彩認証サーバ１１は複数登録者の虹彩画像の特徴データを格納する虹彩データベース１２を持っており、インターネット、専用線、公衆回線などのネットワーク網１３に接続されている。また、虹彩登録装置１４と虹彩認証装置１５も同様にネットワーク網１３に接続されている。虹彩登録装置１４は、登録時に生成した虹彩コードを虹彩データベース１２に向けて送信する。虹彩認証装置１５は、認証時に生成した虹彩コードと、虹彩データベース１２から取得した登録時の虹彩コードとを比較することによって個人認証を行う。  FIG. 2 is a diagram showing the overall configuration of the authentication system in the present embodiment. In FIG. 2, aniris authentication server 11 has aniris database 12 that stores feature data of iris images of a plurality of registrants, and is connected to anetwork 13 such as the Internet, a dedicated line, or a public line. Similarly, theiris registration device 14 and theiris authentication device 15 are connected to thenetwork 13. Theiris registration device 14 transmits the iris code generated at the time of registration toward theiris database 12. Theiris authentication device 15 performs personal authentication by comparing the iris code generated at the time of authentication with the iris code at the time of registration acquired from theiris database 12.

なお、虹彩認証サーバ１１は、利用する地域毎や機関毎に複数設置されていたり、負荷を分散するためのミラーサーバを含めて複数台あってもよい。また、虹彩データベース１２は、ネットワーク網を介して虹彩認証サーバ１１に接続されていてもよい。  It should be noted that a plurality ofiris authentication servers 11 may be installed for each area or organization to be used, or there may be a plurality ofiris authentication servers 11 including mirror servers for distributing the load. Theiris database 12 may be connected to theiris authentication server 11 via a network.

図３は図２の認証システムにおける虹彩登録装置および虹彩撮影装置の構成を示すブロック図である。図３に示すように、虹彩撮影装置１６は、被登録者の顔周囲に対して可視光照明を行う照明３１、被登録者について複数の虹彩画像を連続して撮影可能な撮影部３２、および照明３１の発光強度を制御する照明制御部３３を備えている。  FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the iris registration device and iris photographing device in the authentication system of FIG. As shown in FIG. 3, theiris photographing device 16 includes anillumination 31 that performs visible light illumination around the face of the registered person, a photographingunit 32 that can continuously photograph a plurality of iris images of the registered person, and Anillumination control unit 33 that controls the emission intensity of theillumination 31 is provided.

また虹彩登録装置１４は、虹彩画像を取得する虹彩画像取得部３４、取得された虹彩画像から特徴データ（虹彩コード）を抽出する特徴抽出部３５、取得された虹彩画像において、瞳孔開度指標としての瞳孔径・虹彩径比を計算する比計算部３６、および、特徴データと瞳孔径・虹彩径比とを対応づけて、ネットワーク網１３へ送信する特徴送信部３７を備えている。ここでは虹彩画像取得部３４は、虹彩撮影装置１６から送られた瞳孔開度が異なる複数の虹彩画像を取得する。また、特徴送信部３７からネットワーク網１３へ送信された特徴データは、虹彩データベース１２に登録される。  Theiris registration device 14 also includes an iris image acquisition unit 34 that acquires an iris image, afeature extraction unit 35 that extracts feature data (iris code) from the acquired iris image, and a pupil opening index in the acquired iris image. Aratio calculation unit 36 for calculating the pupil diameter / iris diameter ratio, and afeature transmission unit 37 for associating the feature data with the pupil diameter / iris diameter ratio and transmitting them to thenetwork 13. Here, the iris image acquisition unit 34 acquires a plurality of iris images having different pupil openings sent from theiris imaging device 16. The feature data transmitted from thefeature transmission unit 37 to thenetwork 13 is registered in theiris database 12.

なお、虹彩登録装置１４が虹彩認証サーバと一体化して構成されている場合には、特徴送信部３７の代わりに、特徴データと瞳孔径・虹彩径比とを対応づけて虹彩データベースに登録する特徴記憶部を設ければよい。また、虹彩登録装置１４と虹彩撮影装置１６とは、一体に構成してもよいし、別個に構成してもかまわない。さらには、虹彩登録装置１４では虹彩画像の撮影だけを行い、撮影した虹彩画像を虹彩認証サーバ１１に送信するようにし、虹彩コードの生成は虹彩認証サーバ１１側で行うようにしてもよい。また、虹彩登録装置１４の全機能を個人認証サーバ１１に内蔵してもよい。  When theiris registration device 14 is configured integrally with the iris authentication server, the feature data and the pupil diameter / iris diameter ratio are associated with each other and registered in the iris database instead of thefeature transmission unit 37. A storage unit may be provided. Further, theiris registration device 14 and theiris photographing device 16 may be configured integrally or may be configured separately. Further, theiris registration device 14 may only take an iris image, transmit the taken iris image to theiris authentication server 11, and generate an iris code on theiris authentication server 11 side. Further, all functions of theiris registration device 14 may be built in thepersonal authentication server 11.

図４は図２の認証システムにおける虹彩認証装置の構成を示す図である。図４に示すように、虹彩認証装置１５は、認証を行う被認証者の虹彩画像を取得する虹彩画像取得部４１、取得した虹彩画像から特徴データを抽出する特徴抽出部４２、取得した虹彩画像における瞳孔径・虹彩径比を計算する比計算部４３、ネットワーク網１３を介して虹彩データベース１２を参照し、瞳孔径・虹彩径比を対比することによって、照合対象の特徴データを選択取得する特徴量取得部４４、および照合対象の特徴データと取得された特徴データとを比較することによって、認証を行う認証部４５を備えている。  FIG. 4 is a diagram showing a configuration of an iris authentication device in the authentication system of FIG. As illustrated in FIG. 4, theiris authentication device 15 includes an irisimage acquisition unit 41 that acquires an iris image of a person to be authenticated, afeature extraction unit 42 that extracts feature data from the acquired iris image, and the acquired iris image. Referring to theiris database 12 via theratio calculation unit 43 for calculating the pupil diameter / iris diameter ratio and thenetwork 13 and comparing the pupil diameter / iris diameter ratio to select and acquire the feature data to be collated An amount acquisition unit 44 and anauthentication unit 45 that performs authentication by comparing the feature data to be collated with the acquired feature data are provided.

なお、虹彩認証装置１５では、認証用虹彩画像の撮影だけを行い、撮影した虹彩画像を虹彩認証サーバ１１に送信し、虹彩コードの生成を虹彩認証サーバ１１で行うようにしてもよい。また、登録虹彩コードとの比較も虹彩サーバ１１において行い、認証結果のみを虹彩認証装置１５が受け取るような形態であってもかまわない。また、虹彩認証装置１５が、図２における虹彩認証サーバ１１、虹彩データベース１２、虹彩登録装置１４および虹彩撮影装置１６の機能を全て有し、登録、虹彩データの保持、認証を１台の装置によって行うようにしてもかまわない。  Note that theiris authentication device 15 may only take an authentication iris image, transmit the photographed iris image to theiris authentication server 11, and generate an iris code by theiris authentication server 11. Further, theiris server 11 may perform comparison with the registered iris code, and theiris authentication device 15 may receive only the authentication result. Theiris authentication device 15 has all the functions of theiris authentication server 11, theiris database 12, theiris registration device 14 and theiris photographing device 16 in FIG. 2, and registration, holding of iris data, and authentication are performed by one device. You can do it.

図５は本実施形態における虹彩認証装置１５の一例としての認証機能付携帯電話の外観を示す図である。図５の認証機能付携帯電話２０は、携帯電話に、虹彩画像撮影用のカメラ２１と虹彩撮影用の照明２２とが付加されたものである。カメラ２１および照明２２以外には、モニタ２３、操作ボタン２４、スピーカ２５、マイク２６およびアンテナ２７等を備えている。照明２２は１個または数個の近赤外ＬＥＤによって構成されている。カメラ２１には可視光カットフィルタがセットされており、近赤外成分のみを受光する。モニタ２３には、撮影中の虹彩画像や認証結果が表示される。  FIG. 5 is a diagram showing an appearance of a mobile phone with an authentication function as an example of theiris authentication device 15 in the present embodiment. Themobile phone 20 with an authentication function in FIG. 5 is obtained by adding a camera 21 for photographing an iris image and anillumination 22 for photographing an iris to the mobile phone. In addition to the camera 21 and theillumination 22, amonitor 23,operation buttons 24, aspeaker 25, amicrophone 26, anantenna 27, and the like are provided. Theillumination 22 is composed of one or several near infrared LEDs. The camera 21 is set with a visible light cut filter and receives only the near-infrared component. On themonitor 23, the iris image being photographed and the authentication result are displayed.

本実施形態では、被認証者は、図５のような認証機能付携帯電話を用いて、屋外／屋内を問わず、また、昼／夜を問わず、様々な環境下で虹彩認証を行うものとする。  In this embodiment, the person to be authenticated performs iris authentication under various environments regardless of outdoors / indoors and day / night using a mobile phone with an authentication function as shown in FIG. And

図６は本実施形態における登録時の処理を示すフローチャートである。図６のフローに従って、本実施形態に係る個人認証方法における登録時の処理について説明する。  FIG. 6 is a flowchart showing processing at the time of registration in the present embodiment. Processing at the time of registration in the personal authentication method according to the present embodiment will be described according to the flow of FIG.

まず、被登録者は、虹彩撮影装置１６によって、瞳孔開度が異なる複数の虹彩画像を撮影する（ＳＡ１）。虹彩撮影装置１６では、撮影部３２は複数の虹彩画像を連続して撮影することができ、また照明３１の発光強度を照明制御部３３によって制御することができる。ここでは、照明制御部３３は、撮影部３２が被登録者について複数の虹彩画像を連続して撮影する過程において、撮影開始時に点灯させていた照明３１を、所定のタイミングで消灯するものとする。  First, the registered person uses theiris photographing device 16 to photograph a plurality of iris images having different pupil openings (SA1). In theiris photographing device 16, the photographingunit 32 can continuously photograph a plurality of iris images, and the light emission intensity of theillumination 31 can be controlled by theillumination control unit 33. Here, it is assumed that theillumination control unit 33 turns off theillumination 31 that was turned on at the start of imaging in the process in which theimaging unit 32 continuously captures a plurality of iris images for the registered person. .

図７は虹彩画像の撮影時における照明制御と瞳孔開度の変化、および撮影タイミングを示すグラフである。図７に示すように、本実施形態では、一様な発光強度の照明３１を時刻ｔで消灯するものとする。時刻ｔの前、すなわち、照明３１が一様に点灯しているときは、瞳孔開度はほぼ一定である。ただし、人間の瞳孔は、一定の明るさの下でもわずかながら絶えず収縮と散大を繰り返しているため、図７（ｂ）でも、瞳孔開度はわずかに振動している。  FIG. 7 is a graph showing illumination control, pupil opening change, and imaging timing when an iris image is captured. As shown in FIG. 7, in this embodiment, theillumination 31 with uniform light emission intensity is turned off at time t. Before the time t, that is, when theillumination 31 is lit uniformly, the pupil opening degree is substantially constant. However, since the human pupil repeatedly contracts and dilates slightly even under a constant brightness, the pupil opening degree slightly oscillates even in FIG. 7B.

そして時刻ｔにおいて、照明制御部によって照明３１が消灯されると、瞳孔は明るさに順応するまで散大し、順応後はまたわずかな収縮と散大を繰り返す。その過程において、撮影部３２が図７（ｂ）に示す撮影タイミングで複数枚（ここでは１０枚）の虹彩画像を連続して撮影する。撮影タイミングとしては、消灯する時刻ｔの直前から瞳孔が完全に散大するまでの間の数秒〜十数秒後までが望ましい。  At time t, when theillumination 31 is turned off by the illumination control unit, the pupil is dilated until it adapts to the brightness, and after adaptation, slight contraction and dilation are repeated again. In the process, the photographingunit 32 continuously photographs a plurality of (here, ten) iris images at the photographing timing shown in FIG. The imaging timing is preferably from a few seconds to a few dozen seconds after the time t immediately before the time when the light is extinguished until the pupil is completely dilated.

このように、可視光照明強度を変化させることによって、様々な瞳孔開度の虹彩画像を複数枚撮影することができる。またここでは、撮影開始時に点灯させていた照明３１を消灯させるだけですむので、複雑な照明制御は特に必要としない。また、明から暗へという照度変化にすることによって、被登録者の眩しさによる苦痛を和らげることができる。逆にいうと、照明を暗から明へ変化させる制御の場合には、被登録者にとって眩しいものになり、どちらかといえば好ましくない。  Thus, by changing the visible light illumination intensity, a plurality of iris images with various pupil openings can be taken. Further, here, it is only necessary to turn off theillumination 31 that was turned on at the start of photographing, so that complicated illumination control is not particularly required. Further, by changing the illuminance from light to dark, it is possible to relieve pain caused by the dazzling of the registered person. In other words, the control for changing the illumination from dark to bright is dazzling for the registered person, which is not preferable.

すなわち、個人認証のための虹彩画像を撮影する装置として、被登録者の顔周囲に対し可視光照明を行う照明と、前記照明の発光強度を制御する照明制御部と、前記被登録者の虹彩画像を撮影する撮影部とを備え、前記照明制御部は、前記撮影部が前記被登録者について複数の虹彩画像を連続して撮影する過程において、撮影開始時に点灯させていた照明を所定のタイミングで消灯するものが好ましい。  That is, as an apparatus for photographing an iris image for personal authentication, illumination that performs visible light illumination around the face of the registered person, an illumination control unit that controls the light emission intensity of the illumination, and the iris of the registered person And a lighting unit that shoots a plurality of iris images of the registered person in succession at a predetermined timing in the process of shooting a plurality of iris images. It is preferable to turn off the light.

これにより、虹彩画像の撮影過程において、照明を点灯状態から消灯状態にするだけなので、複雑な照明制御を必要とせず、きわめて簡易に、瞳孔開度が異なる複数の虹彩画像を撮影することができる。また、明から暗という照度変化なので、被登録者に眩しさによる過大な苦痛を与えることがない。  As a result, in the imaging process of the iris image, the illumination is simply switched from the on state to the off state, so that complicated illumination control is not required, and a plurality of iris images with different pupil openings can be captured very easily. . In addition, since the illuminance changes from light to dark, the registered person will not be overwhelmed by glare.

もちろん、照明を消灯する代わりに、例えば、窓のある室内で虹彩画像の撮影を行い、ある時刻でカーテンを閉めるなどによって外光を遮断することによって、周囲の明るさを変化させてもよい。また、照明を単にオン・オフするのではなく、明るさを多段階で変化させてもよい。  Of course, instead of turning off the illumination, the ambient brightness may be changed by taking an iris image in a room with a window and shutting off the outside light by closing the curtain at a certain time. Further, instead of simply turning on / off the illumination, the brightness may be changed in multiple stages.

なお、この虹彩撮影装置は、外光が入らない室内に設置することが望ましい。そのような場所では、照明強度を強めにした場合、極端な縮瞳状態の虹彩画像が撮影できるとともに、消灯後は外光が入らないために極端な散瞳状態の虹彩画像が撮影できる。さらに、縮瞳と散瞳の間の虹彩画像が、多段階で撮影することができる。  It is desirable that the iris photographing apparatus is installed in a room where no external light enters. In such a place, when the illumination intensity is increased, an iris image in an extreme miosis state can be taken, and an iris image in an extreme mydriatic state can be taken because no external light enters after the light is turned off. Furthermore, the iris image between the miosis and the mydriasis can be taken in multiple stages.

次に、ステップＳＡ１で撮影した複数の虹彩画像から、特徴データをそれぞれ抽出する（ＳＡ２）。虹彩登録装置１４において、虹彩画像取得部３４が虹彩撮影装置１６によって撮影された虹彩画像を取得し、特徴抽出部３５が取得された複数の虹彩画像から特徴データを抽出する。ここでは、特許文献２（特表平８−５０４９７９号公報）に記載された手法を用いるものとする。特許文献２の虹彩認証の手法の概略は、以下のとおりである。
（１） 虹彩外縁（虹彩と強膜との間の境界）および瞳孔外縁（瞳孔と虹彩との間の境界）を決定することによって、虹彩領域を切り出す
（２） 切り出された虹彩領域をｘｙ直交座標系からｒθ極座標系へと変換する
（３） 解析帯域を決定する（半径方向をリング状に８分割）
（４） マルチスケールの２−ｄ Ｇａｂｏｒフィルタを適用し、Ｇａｂｏｒフィルタ出力後の信号を二値化したものを虹彩コードとする
（５） 予め登録されていた登録虹彩コードと、認証時の虹彩コードとを比較（排他的ＯＲ）し、２つのコード間のハミング距離を計算する
（６） ハミング距離が閾値よりも小さい場合は、本人として受け入れ、そうでなければ他人として棄却するNext, feature data is extracted from each of the plurality of iris images photographed in step SA1 (SA2). In theiris registration device 14, the iris image acquisition unit 34 acquires the iris image captured by theiris imaging device 16, and thefeature extraction unit 35 extracts feature data from the acquired plurality of iris images. Here, the method described in Patent Document 2 (Japanese Patent Publication No. 8-504979) is used. The outline of the iris authentication method ofPatent Document 2 is as follows.
(1) Cut out the iris region by determining the outer edge of the iris (boundary between the iris and the sclera) and the outer edge of the pupil (boundary between the pupil and the iris) (2) xy orthogonalize the cut out iris region Convert from coordinate system to rθ polar coordinate system (3) Determine analysis band (radial direction is divided into 8 rings)
(4) Applying a multi-scale 2-d Gabor filter and binarizing the signal output from the Gabor filter is an iris code. (5) Pre-registered iris code and iris code at the time of authentication (Exclusive OR) and calculate the Hamming distance between the two codes (6) If the Hamming distance is smaller than the threshold, accept as the person, otherwise reject as the other person

図８（ａ）は（１）の虹彩外縁および瞳孔外縁の位置を表す図、図８（ｂ）は虹彩外縁と瞳孔外縁に囲まれる領域を虹彩領域として切り出し、ｘｙ座標系で表現した図である。この時点で、虹彩領域の平行移動の影響は吸収される。また図８（ｃ）は虹彩領域を、瞳孔中心を中心としてｒθ極座標系で表現した図である（（２）の変換）。実際の瞳孔外縁と虹彩外縁は正確には真円ではない。両者を敢えて円で近似した場合、瞳孔の中心と虹彩の中心は同心ではない（偏心している）が、ｒ方向の値を瞳孔外縁で０、虹彩外縁で１に設定することにより、偏心、瞳孔の開き具合の差、および拡大縮小の影響を吸収することができる。  FIG. 8A is a diagram showing the positions of the outer edge of the iris and the outer edge of the pupil in FIG. 8B, and FIG. 8B is a diagram showing the area surrounded by the outer edge of the iris and the outer edge of the pupil as an iris region and expressed in the xy coordinate system is there. At this point, the effect of the translation of the iris region is absorbed. FIG. 8C is a diagram in which the iris region is expressed in the rθ polar coordinate system with the pupil center as the center (conversion of (2)). The actual outer edge of the pupil and the outer edge of the iris are not exactly circular. When both are intentionally approximated by a circle, the center of the pupil and the center of the iris are not concentric (eccentric), but by setting the value in the r direction to 0 at the outer edge of the pupil and 1 at the outer edge of the iris, the eccentricity and pupil It is possible to absorb the difference in the degree of opening and the influence of enlargement / reduction.

図９は（３）で決定された８リング状の解析帯域を表す図、図１０は（４）の虹彩コード作成を示す図であり、図９の解析帯域を決定した後の輝度信号（ａ）に、Ｇａｂｏｒフィルタを適用して（ｂ）二値化を行う（ｃ）様子を示している。実際は２次元信号であるが、ここでは説明の簡略化のために１次元で示した。（ａ）は８リングのうちの１リングにおける角度方向輝度信号である。実際はマルチスケールのＧａｂｏｒフィルタを適用し、単一のスケールのＧａｂｏｒフィルタにも実部、虚部が存在するが、（ｂ）（ｃ）は、ある１つのスケールのＧａｂｏｒフィルタ実部を適用した結果である。Ｇａｂｏｒフィルタ出力の正負により二値化を行った後の虹彩コード（ｃ）における各ビットの位置は、虹彩画像上のある位置に対応づけることができる。  FIG. 9 is a diagram showing the analysis band of the 8-ring shape determined in (3), and FIG. 10 is a diagram showing the creation of the iris code in (4). The luminance signal (a ), (B) binarization is performed by applying a Gabor filter (c). Although it is actually a two-dimensional signal, it is shown in one dimension here for the sake of simplicity. (A) is an angular direction luminance signal in one of the eight rings. Actually, a multi-scale Gabor filter is applied, and a single-scale Gabor filter also has a real part and an imaginary part, but (b) and (c) are the results of applying a certain scale of the Gabor filter. It is. The position of each bit in the iris code (c) after binarization is performed by positive / negative of the Gabor filter output can be associated with a certain position on the iris image.

このように、複数の虹彩画像について、処理（１）〜（６）を行うことにより、虹彩について、平行移動、拡大縮小、瞳孔の開き具合の差異、瞳孔の偏心の影響を吸収した虹彩コードが特徴データとして作成される。  In this way, by performing the processes (1) to (6) for a plurality of iris images, an iris code that absorbs the effects of translation, enlargement / reduction, difference in pupil opening, and pupil eccentricity is obtained. Created as feature data.

次に、取得した複数の虹彩画像から、瞳孔径・虹彩径比をそれぞれ計算する（ＳＡ３）。この処理は、虹彩登録装置１４の比計算部３６によって行われる。ここでは、瞳孔外縁を半径ｒ_pの円で、虹彩外縁を半径ｒ_iの円でフィッティングを行い、瞳孔径・虹彩径比Ｒを、
Ｒ＝ｒ_p／ｒ_i
と定義する。そして、瞳孔開度が異なる複数の虹彩画像から抽出された虹彩コードが、それぞれ、瞳孔径・虹彩径比Ｒと、対応づけられる。Next, the pupil diameter / iris diameter ratio is calculated from the acquired plurality of iris images (SA3). This process is performed by theratio calculation unit 36 of theiris registration device 14. Here, the outer edge of the pupil is fitted with a circle with a radius r_p , and the outer edge of the iris is fitted with a circle with a radius r_i , and the pupil diameter / iris diameter ratio R is
R = r_p / r_i
It is defined as Then, the iris codes extracted from the plurality of iris images having different pupil opening degrees are associated with the pupil diameter / iris diameter ratio R, respectively.

本実施形態では、瞳孔開度を表現するための「瞳孔開度指標」として、瞳孔径・虹彩径比を用いている。その理由は次のとおりである。瞳孔の開き具合を表現するパラメータとしては、例えば「瞳孔径」そのものを利用することも可能である。ただし、この場合には、虹彩が常に一定の大きさ（画素数）で撮影できる、という条件を満たすことが必要になる。ところが、携帯電話やＰＤＡのような携帯機器に虹彩認証機能を付加する場合、撮影する本人が、カメラが設けられた携帯機器を手で持って撮影を行うため、撮影時のカメラと目位置との距離が一定に保たれる保証はなく、変動し易い。このため、虹彩画像上で虹彩領域の大きさ自体が変化するので、瞳孔径のみでは瞳孔開度を正確に表現することができない。これに対して、本実施形態のように瞳孔径・虹彩径比を瞳孔開度指標として用いた場合には、たとえ虹彩領域の大きさが画像上で一定しないとしても、瞳孔開度を正確に表現することができる。  In the present embodiment, the pupil diameter / iris diameter ratio is used as a “pupil opening index” for expressing the pupil opening. The reason is as follows. As a parameter expressing the degree of opening of the pupil, for example, “pupil diameter” itself can be used. However, in this case, it is necessary to satisfy the condition that the iris can always be shot with a certain size (number of pixels). However, when an iris authentication function is added to a mobile device such as a mobile phone or PDA, the person who shoots takes a picture of the mobile device provided with the camera. There is no guarantee that the distance will be kept constant, and it is likely to vary. For this reason, since the size of the iris region itself changes on the iris image, the pupil opening cannot be accurately expressed only by the pupil diameter. In contrast, when the pupil diameter / iris diameter ratio is used as the pupil opening index as in this embodiment, the pupil opening is accurately determined even if the size of the iris region is not constant on the image. Can be expressed.

また、他の瞳孔開度指標としては、撮影時の周囲の明るさを使用してもよい。周囲の明るさとして、例えば、照度（単位：lx）が利用できる。人間の瞳孔は周囲の明るさに応じて収縮または散大するため、照度の値によって、おおよその瞳孔開度を表現できる。照度を計測するためのセンサ位置は、被撮影者の目位置付近にすることが望ましいが、設置が困難な場合は撮影機器に内蔵する等、その他の位置でもよい。  Further, as other pupil opening index, ambient brightness at the time of photographing may be used. For example, illuminance (unit: lx) can be used as ambient brightness. Since the human pupil contracts or expands according to the surrounding brightness, the approximate pupil opening degree can be expressed by the illuminance value. The sensor position for measuring the illuminance is preferably close to the eye position of the person to be photographed, but may be another position such as being incorporated in the photographing apparatus when installation is difficult.

次に、最終的に保存する特徴データを選択する（ＳＡ４）。本実施形態では、図７に示したように、ある登録者に対して１０枚の虹彩画像を撮影している。この１０枚の虹彩画像についてそれぞれ求めた虹彩コードを全て虹彩データベース１２に登録してもよいが、ここでは、虹彩データベース１２に格納するデータ量をできるだけ少なくするために、必要最小限の虹彩コードを選択するものとする。  Next, feature data to be finally stored is selected (SA4). In the present embodiment, as shown in FIG. 7, ten iris images are taken for a registrant. Although all the iris codes obtained for each of the ten iris images may be registered in theiris database 12, here, in order to minimize the amount of data stored in theiris database 12, a minimum necessary iris code is used. Shall be selected.

虹彩コードの選択は、具体的には次のような処理によって行う。まず、瞳孔径・虹彩径比Ｒが昇順（または降順）となるように虹彩コードを並び替え、虹彩コードに番号をつける。次に、特徴データ同士の照合として、異なる虹彩コード間のハミング距離を計算する。ここでの計算手法は、後述する認証時の処理におけるハミング距離の計算と同様である。  Specifically, the selection of the iris code is performed by the following process. First, the iris codes are rearranged so that the pupil diameter / iris diameter ratio R is in ascending order (or descending order), and the iris codes are numbered. Next, as a comparison between feature data, a Hamming distance between different iris codes is calculated. The calculation method here is the same as the calculation of the Hamming distance in the authentication process described later.

本実施形態では、虹彩コードが１０個存在するため、ハミング距離は４５通り（＝₁₀Ｃ₂）計算される。この結果、図１１に示すようなハミング距離のマトリクスが得られる。虹彩パタンは、厳密にいうと一様な収縮をしないため、瞳孔径・虹彩径比の値Ｒが近い虹彩コードほど、そのハミング距離は小さくなり、遠いほどハミング距離は大きくなる。In the present embodiment, since there are ten iris codes, 45 Hamming distances (=₁₀ C₂ ) are calculated. As a result, a Hamming distance matrix as shown in FIG. 11 is obtained. Strictly speaking, since the iris pattern does not contract uniformly, the hamming distance becomes smaller as the iris code having a pupil diameter / iris diameter ratio value R closer, and the hamming distance becomes larger as the iris code becomes farther.

そして、各虹彩コードについて、隣接する２つの虹彩コードとのハミング距離が所定の閾値以上であるか否かを判定し、２つのハミング距離が両方とも閾値未満であるとき、その虹彩コードは省略可能であると判断する。所定の閾値は、例えば０．２０とする。  Then, for each iris code, it is determined whether the hamming distance between two adjacent iris codes is greater than or equal to a predetermined threshold, and when both hamming distances are less than the threshold, the iris code can be omitted. It is judged that. The predetermined threshold is, for example, 0.20.

具体的には、図１１において虹彩コード１に着目すると、虹彩コード０とのハミング距離は０．１５であり、虹彩コード２とのハミング距離は０．１６である。すなわち、ハミング距離が両方とも閾値すなわち０．２０未満であるので、虹彩コード１は省略可能と判断する。この判断は、仮に、認証時の虹彩コードが虹彩コード１に近い場合であっても、虹彩コード０または虹彩コード２と比較することによって認証が成功するため、虹彩コード１は省略してもよい、という思想に基づく。  Specifically, focusing on theiris code 1 in FIG. 11, the hamming distance with theiris code 0 is 0.15, and the hamming distance with theiris code 2 is 0.16. That is, since both the Hamming distances are less than the threshold value, that is, less than 0.20, it is determined that theiris code 1 can be omitted. In this determination, even if the iris code at the time of authentication is close to theiris code 1, authentication is successful by comparing with theiris code 0 or theiris code 2, so theiris code 1 may be omitted. , Based on the idea.

そして、図１１において虹彩コード１の行と列を消去して、同様の操作を繰り返す。虹彩コード２に着目すると、虹彩コード０とのハミング距離は０．２０であり閾値未満ではないので、虹彩コード２は省略不可能と判断する。次に、虹彩コード３に着目した場合、虹彩コード２とのハミング距離は０．１４であり、虹彩コード４とのハミング距離は０．１３であり、両方とも閾値未満であるので、虹彩コード３は省略可能と判断する。このような処理を繰り返し、最終的には、虹彩コード０，２，４，６，８，９の６個が選択される。  Then, the rows and columns of theiris code 1 are deleted in FIG. 11, and the same operation is repeated. When attention is paid to theiris code 2, the Hamming distance with theiris code 0 is 0.20, which is not less than the threshold value, and therefore, it is determined that theiris code 2 cannot be omitted. Next, when attention is paid to theiris code 3, the hamming distance to theiris code 2 is 0.14 and the hamming distance to theiris code 4 is 0.13, both of which are less than the threshold value. Is determined to be omissible. Such processing is repeated, and finally sixiris codes 0, 2, 4, 6, 8, and 9 are selected.

このように、虹彩コード間のハミング距離を参照して、最終的に登録する虹彩コードを決定することによって、虹彩データベース１２のデータ量を削減することができる。  In this way, the data amount of theiris database 12 can be reduced by referring to the Hamming distance between the iris codes and determining the iris code to be finally registered.

なお、虹彩データベースに保存する特徴データを選択するための手法としては、虹彩コードのハミング距離を利用する以外にも、様々な手法が考えられる。例えば、瞳孔径・虹彩径比を用いてもよく、例えば、瞳孔径・虹彩径比が０．１〜０．３、０．３〜０．５、０．５〜０．７の各範囲に入るものから、それぞれ１個ずつを選択してもよい。またその他にも、目の見開き度合が十分大きいか否か、まばたきや被写体の動きによってぶれていないかどうか、フォーカス値が合っているか否か、等を、選択基準として用いることができる。  As a method for selecting feature data to be stored in the iris database, various methods other than using the Hamming distance of the iris code can be considered. For example, the pupil diameter / iris diameter ratio may be used. For example, the pupil diameter / iris diameter ratio may be 0.1 to 0.3, 0.3 to 0.5, and 0.5 to 0.7. You may select one for each entry. In addition, whether or not the degree of eye spread is sufficiently large, whether or not it is shaken by blinking or movement of the subject, whether or not the focus value is correct, and the like can be used as selection criteria.

虹彩コードの選択は、次のような方法によっても行うことができる。すなわち、抽出した複数の虹彩コードのうち任意の１つを実際に登録すると見なしたとき、この仮登録コードと各虹彩コードとのハミング距離から、図１２のようなグラフが作成できる。図１２において、縦軸はハミング距離、横軸は瞳孔径・虹彩径比であり、各点は仮登録コード以外の各虹彩コードに対応している。  The selection of the iris code can also be performed by the following method. That is, when it is assumed that any one of the extracted iris codes is actually registered, a graph as shown in FIG. 12 can be created from the Hamming distance between the temporary registration code and each iris code. In FIG. 12, the vertical axis represents the Hamming distance, the horizontal axis represents the pupil diameter / iris diameter ratio, and each point corresponds to each iris code other than the temporary registration code.

そして図１２のグラフから、許容すべきＦＲＲ（本人拒否率、例えば１％）を満たす瞳孔径・虹彩径比の範囲Ａ１を得ることができる。また、他の虹彩コードについても、同様の処理を行って許容すべきＦＲＲを満たす瞳孔径・虹彩径比の範囲を求める。そして、瞳孔径・虹彩径比がとりうる範囲全てがカバーされるように、虹彩コードを選択することによって、必要最小限の登録虹彩コードを決定することができる。  Then, from the graph of FIG. 12, a pupil diameter / iris diameter ratio range A1 that satisfies an acceptable FRR (person rejection rate, for example, 1%) can be obtained. For other iris codes, the same processing is performed to determine the range of the pupil diameter / iris diameter ratio that satisfies the FRR that should be allowed. The minimum necessary registration iris code can be determined by selecting the iris code so that the entire range of the pupil diameter / iris diameter ratio can be covered.

ただし、この方法を行う必要条件として、登録時に得られる虹彩データの個数が十分多いことが挙げられる。また、認証時には、他の要因（カメラのフォーカスずれ、瞼・睫による隠蔽等）によって本人棄却がなされる可能性も考えられるので、許容すべきＦＲＲを満たす瞳孔径・虹彩径比の範囲は互いに少しずつオーバラップしていることが望ましい。  However, a necessary condition for performing this method is that the number of iris data obtained at the time of registration is sufficiently large. Also, at the time of authentication, there is a possibility that the person will be rejected due to other factors (camera defocus, concealment due to eyelids, etc.), so the range of pupil diameter / iris diameter ratio satisfying the FRR that should be allowed is mutually It is desirable to overlap little by little.

なお、本願発明者らによる実験の結果、一人の登録者について、縮瞳状態、通常状態、および散瞳状態における虹彩画像からそれぞれ得られた３個の特徴データを少なくとも登録しておけば、その登録者は良好に認証可能であることが分かっている。ここで、縮瞳状態とは、瞳孔径・虹彩径比が０．１〜０．３のとき、通常状態とは、瞳孔径／虹彩径が０．３〜０．５のとき、散瞳状態とは、瞳孔径・虹彩径比が０．５〜０．７のときとする。  As a result of experiments by the inventors of the present application, if at least three feature data respectively obtained from iris images in a miosis state, a normal state, and a mydriatic state are registered for one registrant, Registrants are known to be able to authenticate well. Here, the miosis state is when the pupil diameter / iris diameter ratio is 0.1 to 0.3, and the normal state is when the pupil diameter / iris diameter is 0.3 to 0.5, and the mydriatic state Is when the pupil diameter / iris diameter ratio is 0.5 to 0.7.

最後に、ステップＳＡ４で選択した特徴データとしての虹彩コードを、瞳孔開度指標としての瞳孔径・虹彩径比と併せて、虹彩データベース１２に保存する（ＳＡ５）。ここでは、虹彩登録装置１４の特徴送信部３７が、ネットワーク網１３を介して虹彩データベース１２に虹彩コードと瞳孔径・虹彩径比を送信する。  Finally, the iris code as the feature data selected in step SA4 is stored in theiris database 12 together with the pupil diameter / iris diameter ratio as the pupil opening index (SA5). Here, thefeature transmission unit 37 of theiris registration device 14 transmits the iris code and the pupil diameter / iris diameter ratio to theiris database 12 via thenetwork 13.

図１３は虹彩データベース１２のデータ内容の一例を模式的に示す図であり、複数（Ｍ人）の登録者について合計Ｎ個の虹彩コードが登録されている。図１３に示すように、各虹彩コードには、瞳孔径・虹彩径比が付加情報として添付されている。  FIG. 13 is a diagram schematically showing an example of the data content of theiris database 12, and a total of N iris codes are registered for a plurality (M people) of registrants. As shown in FIG. 13, the pupil diameter / iris diameter ratio is attached to each iris code as additional information.

図１４は本実施形態における認証時の処理を示すフローチャートである。図１４のフローに従って、本実施形態に係る虹彩認証方法における認証時の処理について説明する。  FIG. 14 is a flowchart showing processing at the time of authentication in the present embodiment. Processing at the time of authentication in the iris authentication method according to the present embodiment will be described according to the flow of FIG.

まず、被認証者は、虹彩認証装置１５の虹彩画像取得部４１によって、虹彩画像を撮影する（ＳＢ１）。ここで、虹彩認証装置１５として図５の認証機能付携帯電話２０のような可搬型の装置を用いた場合には、場所・時間を問わず認証可能である。昼間の屋外では、縮瞳状態の虹彩画像が撮影されることになり、夜間や照明が暗い場所では、散瞳状態の虹彩画像が撮影される。  First, the person to be authenticated captures an iris image by the irisimage acquisition unit 41 of the iris authentication device 15 (SB1). Here, when a portable device such as themobile phone 20 with an authentication function in FIG. 5 is used as theiris authentication device 15, authentication can be performed regardless of location and time. In the daytime outdoors, an iris image in the miosis state is photographed, and in the night or in a dark place, an iris image in the mydriatic state is photographed.

次に、特徴抽出部４２が、撮影した虹彩画像から特徴データとして虹彩コードを抽出する（ＳＢ２）とともに、比計算部４３が、撮影した虹彩画像から瞳孔開度指標として瞳孔径・虹彩径比を計算する（ＳＢ３）。ステップＳＢ２，ＳＢ３の処理は、登録時におけるステップＳＡ２，ＳＡ３と同様であるため、ここでは説明を省略する。  Next, thefeature extraction unit 42 extracts an iris code as feature data from the photographed iris image (SB2), and theratio calculation unit 43 calculates the pupil diameter / iris diameter ratio as a pupil opening index from the photographed iris image. Calculate (SB3). Since the processing of steps SB2 and SB3 is the same as that of steps SA2 and SA3 at the time of registration, description thereof is omitted here.

次に、特徴データ取得部４４が、虹彩データベース１２の中から、瞳孔径・虹彩径比を対比することによって、照合対象となる虹彩コードを選択する（ＳＢ４）。ここでは、認証時の瞳孔径・虹彩径比と値が近い瞳孔径・虹彩径比と併せて登録されている虹彩コードを選択するものとする。  Next, the feature data acquisition unit 44 selects an iris code to be collated from theiris database 12 by comparing the pupil diameter / iris diameter ratio (SB4). Here, it is assumed that an iris code registered together with a pupil diameter / iris diameter ratio close to the pupil diameter / iris diameter ratio at the time of authentication is selected.

例えば図１のように、認証時の虹彩画像における瞳孔径・虹彩径比Ｒが０．４１であるとき、虹彩データベース１２の中から、比Ｒが０．４１に近い虹彩コードを照合対象として取得する。図１は、自分のＩＤを申告しない、１対Ｎ認証を説明した図である。１対Ｎ認証の場合は、図１に示すように、虹彩データベース１２に登録された全ての登録者について、それぞれ、比Ｒが０．４１に最も近い虹彩コードを１個ずつを取得する。一方、自分のＩＤを申告する１対１認証の場合は、申告したＩＤに該当する登録者について、比Ｒが０．４１に最も近い虹彩コード１個を取得する。  For example, as shown in FIG. 1, when the pupil diameter / iris diameter ratio R in the iris image at the time of authentication is 0.41, an iris code having a ratio R close to 0.41 is acquired from theiris database 12 as a comparison target. To do. FIG. 1 is a diagram for explaining 1-to-N authentication in which one's own ID is not declared. In the case of 1-to-N authentication, as shown in FIG. 1, for each registrant registered in theiris database 12, one iris code having a ratio R closest to 0.41 is acquired. On the other hand, in the case of one-to-one authentication for reporting one's own ID, one iris code having a ratio R closest to 0.41 is acquired for a registrant corresponding to the reported ID.

そして、認証部４５によって、特徴抽出部４２によって抽出した虹彩コードと、特徴データ取得部４４によって取得した虹彩コードとを比較することによって、認証を行う（ＳＢ５）。ここでは、特許文献２の方法と同様に、対象人物の顔の傾きや眼球の回旋運動の影響を補償するために、虹彩コードの相対シフトを行いながら比較を行う。コード比較時における相対シフトは、図１０（ｃ）に示す虹彩コードが、あたかも巻かれて円筒にされるかのように、互いに関して虹彩コードを角度方向にシフトさせながら比較処理を反復することによって実行される。そして、ハミング距離が最小となるシフト時でのハミング距離を最終的なハミング距離として出力する。認証は、この最終的なハミング距離が閾値以上であるか否かによって行い、閾値以上のときは被認証者は他人と判定する一方、閾値未満のときは被認証者は本人であると決定する。  Then, theauthentication unit 45 performs authentication by comparing the iris code extracted by thefeature extraction unit 42 with the iris code acquired by the feature data acquisition unit 44 (SB5). Here, as in the method ofPatent Document 2, a comparison is performed while performing a relative shift of the iris code in order to compensate for the influence of the inclination of the face of the target person and the rotational movement of the eyeball. The relative shift at the time of code comparison is performed by repeating the comparison process while shifting the iris codes in the angular direction with respect to each other as if the iris codes shown in FIG. 10C are wound into a cylinder. Executed. Then, the hamming distance at the time of shifting at which the hamming distance is minimum is output as the final hamming distance. Authentication is performed based on whether or not the final hamming distance is equal to or greater than a threshold value. When the distance is equal to or greater than the threshold value, the authenticated person is determined to be another person. .

なお、ここでは、虹彩認証装置１５において認証まで行う例について説明したが、この代わりに、自分が持つ端末である虹彩認証装置では特徴抽出および比計算までの処理（ＳＢ１〜ＳＢ３）を実行し、抽出した特徴データおよび瞳孔径・虹彩径比の値を虹彩認証サーバ１１に向けて送信し、虹彩認証サーバ１１において、特徴データ取得および認証（ＳＢ４，ＳＢ５）を行ってもかまわない。  In addition, although the example which performs until authentication in theiris authentication apparatus 15 was demonstrated here, instead, the process (SB1-SB3) until characteristic extraction and ratio calculation is performed in the iris authentication apparatus which is a terminal which it has, The extracted feature data and the value of the pupil diameter / iris diameter ratio may be transmitted to theiris authentication server 11, and theiris authentication server 11 may perform feature data acquisition and authentication (SB4, SB5).

以上のように本実施形態によると、登録時には、登録者に対し、瞳孔開度が異なる複数の虹彩画像を取得し、これら複数の虹彩画像から複数の虹彩コードを抽出して、瞳孔径・虹彩径比と対応づけて登録しておき、認証時には、登録された複数の虹彩コードの中から、瞳孔径・虹彩径比を対比して、照合対象の虹彩コードを選択する。すなわち、認証時に撮影した虹彩画像と瞳孔開度が同程度の虹彩画像から抽出した虹彩コードが、照合対象として選択されるので、認証時の瞳孔が、たとえ縮瞳状態であっても散瞳状態であっても、本人拒否率を抑えた個人認証を実行することができる。  As described above, according to the present embodiment, at the time of registration, a plurality of iris images having different pupil openings are acquired for a registrant, a plurality of iris codes are extracted from the plurality of iris images, and the pupil diameter and iris are extracted. It is registered in association with the diameter ratio, and at the time of authentication, the iris code to be verified is selected from the plurality of registered iris codes by comparing the pupil diameter / iris diameter ratio. In other words, the iris code extracted from the iris image taken at the time of authentication and the iris image with the same pupil opening is selected as the verification target, so the pupil at the time of authentication is in the mydriatic state even if it is in the miosis state Even so, it is possible to execute personal authentication with a reduced rejection rate.

また、瞳孔径・虹彩径比を用いて照合対象の虹彩コードを絞り込むので、ただ単に、瞳孔径・虹彩径比が異なる複数の虹彩コードを登録しておき、認証時に最もハミング距離が小さい虹彩コードを選択するような場合に比べて、照合時間を大幅に短縮することができる。  Also, since the iris code to be matched is narrowed down using the pupil diameter / iris diameter ratio, simply register multiple iris codes with different pupil diameter / iris diameter ratios, and the iris code with the smallest Hamming distance at the time of authentication. Compared to the case of selecting, the verification time can be greatly shortened.

（第１の実施形態の変形例）
上述の第１の実施形態では、登録時において、被登録者について、瞳孔開度が異なる複数の虹彩画像を取得し、これら複数の虹彩画像からそれぞれ得た複数の特徴データを虹彩データベースに登録するものとした。ここでは、その変形例について説明する。(Modification of the first embodiment)
In the first embodiment described above, at the time of registration, a plurality of iris images having different pupil openings are acquired for a registered person, and a plurality of feature data respectively obtained from the plurality of iris images is registered in the iris database. It was supposed to be. Here, the modified example will be described.

図２２は本変形例における登録時の処理を示すフローチャートである。図２２のフローに従って、本変形例に係る個人認証方法における登録時の処理について説明する。  FIG. 22 is a flowchart showing processing at the time of registration in the present modification. Processing at the time of registration in the personal authentication method according to this modification will be described according to the flow of FIG.

まず、被登録者は、虹彩画像を撮影する（ＳＡ１’）。第１の実施形態との違いは、必ずしも複数の画像を撮影する必要がないことと、虹彩撮影装置１６のような可視光照明強度を制御可能な装置を用いる必要がないことである。ここでは、例えば図５のような携帯型機器を用いて登録を行う場合を想定している。  First, the registered person takes an iris image (SA1 '). The difference from the first embodiment is that it is not always necessary to capture a plurality of images, and it is not necessary to use a device that can control the intensity of visible light illumination, such as theiris imaging device 16. Here, for example, it is assumed that registration is performed using a portable device as shown in FIG.

次に、ステップＳＡ１’で撮影した虹彩画像から、特徴データとしての虹彩コードを抽出する（ＳＡ２’）。また、取得した虹彩画像から、瞳孔径・虹彩径比を計算する（ＳＡ３’）。虹彩画像から虹彩コードを抽出する方法や、虹彩画像から瞳孔径・虹彩径比を計算する方法は、第１の実施形態と同様なので説明を省略する。  Next, an iris code as feature data is extracted from the iris image photographed at step SA1 '(SA2'). Further, the pupil diameter / iris diameter ratio is calculated from the acquired iris image (SA3 '). Since the method for extracting the iris code from the iris image and the method for calculating the pupil diameter / iris diameter ratio from the iris image are the same as those in the first embodiment, description thereof will be omitted.

最後に、特徴データとしての虹彩コードを、瞳孔開度指標としての瞳孔径・虹彩径比と併せて、虹彩データベース１２に保存する（ＳＡ４’）。  Finally, the iris code as the feature data is stored in theiris database 12 together with the pupil diameter / iris diameter ratio as the pupil opening degree index (SA4 ').

このとき、虹彩登録装置１４または虹彩認証サーバ１１は、同一の被登録者について、虹彩コードが既に登録されているか否かをチェックしてもよい。例えば、虹彩コードが既に登録されている場合は、登録済みの虹彩コードと新たな虹彩コードとの瞳孔径・虹彩径比同士を比較し、瞳孔径・虹彩径比の値が近いとき、新たな虹彩コードの保存を行わないようにする。これは、似たような瞳孔径・虹彩径比を持つ登録虹彩コードが複数あっても、認証性能向上にそれほど貢献せず、いたずらに虹彩データベースの容量が増加するだけだからである。瞳孔径・虹彩径比の値が近いか否かの判断は、所定の閾値を用いて行えばよい。  At this time, theiris registration device 14 or theiris authentication server 11 may check whether or not an iris code has already been registered for the same registered person. For example, if an iris code has already been registered, the pupil diameter / iris diameter ratio of the registered iris code and the new iris code are compared, and when the pupil diameter / iris diameter ratio is close, a new Do not save the iris code. This is because even if there are a plurality of registered iris codes having similar pupil diameter / iris diameter ratios, it does not contribute much to the improvement of the authentication performance and only increases the capacity of the iris database. Whether or not the pupil diameter / iris diameter ratio is close may be determined using a predetermined threshold.

被登録者は、ステップＳＡ１’〜ＳＡ４’までの登録処理を、連続して、または、時間をあけて複数回行ってもよい。その場合、周囲の明るさが異なる環境で登録処理を行うことによって、瞳孔開度が異なる虹彩画像が取得できるので、瞳孔径・虹彩径比の値が異なる複数の虹彩コードを登録することができる。  The registered person may perform the registration process from step SA1 'to SA4' continuously or at a plurality of times at intervals. In that case, by performing registration processing in an environment with different ambient brightness, it is possible to acquire iris images with different pupil opening degrees, and therefore it is possible to register a plurality of iris codes having different pupil diameter / iris diameter ratio values. .

一方、本変形例に係る認証時の処理は第１の実施形態と同様であり、ここでは図１４のフローに従って説明する。  On the other hand, the process at the time of authentication according to the present modification is the same as that of the first embodiment, and will be described according to the flow of FIG.

ステップＳＢ１〜ＳＢ３の処理は、第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。  Since the processing of steps SB1 to SB3 is the same as that of the first embodiment, description thereof is omitted.

次に、特徴データ取得部４４が、虹彩データベース１２の中から、瞳孔径・虹彩径比を対比することによって、照合対象となる虹彩コードを特定する（ＳＢ４）。ここでは、認証時の瞳孔径・虹彩径比と値が近い瞳孔径・虹彩径比と併せて登録されている虹彩コードを選択するものとする。  Next, the feature data acquisition unit 44 identifies the iris code to be collated by comparing the pupil diameter / iris diameter ratio from the iris database 12 (SB4). Here, it is assumed that an iris code registered together with a pupil diameter / iris diameter ratio close to the pupil diameter / iris diameter ratio at the time of authentication is selected.

例えば図２３のように、認証時の虹彩画像における瞳孔径・虹彩径比Ｒが０．２５であるとき、虹彩データベース１２の中から、比Ｒが０．２５に近い虹彩コードを照合対象として取得する。図２３は自分のＩＤを申告しない１対Ｎ認証を示している。１対Ｎ認証の場合、図２３に示すように、虹彩データベース１２に登録された全ての登録者について、それぞれ、比Ｒが０．２５に最も近い虹彩コードを１個ずつ取得する。一方、自分のＩＤを申告する１対１認証の場合は、申告したＩＤに該当する登録者について、比Ｒが０．２５に最も近い虹彩コード１個を取得する。  For example, as shown in FIG. 23, when the pupil diameter / iris diameter ratio R in the iris image at the time of authentication is 0.25, an iris code having a ratio R close to 0.25 is acquired from theiris database 12 as a comparison target. To do. FIG. 23 shows 1-to-N authentication without declaring his / her ID. In the case of 1-to-N authentication, as shown in FIG. 23, for each registrant registered in theiris database 12, one iris code having a ratio R closest to 0.25 is acquired. On the other hand, in the case of one-to-one authentication for reporting one's ID, one iris code having a ratio R closest to 0.25 is acquired for a registrant corresponding to the reported ID.

そして、認証部４５によって、特徴抽出部４２によって抽出した虹彩コードと、特徴データ取得部４４によって取得した虹彩コードとを比較することによって、認証を行う（ＳＢ５）。ステップＳＢ５の処理は、第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。  Then, theauthentication unit 45 performs authentication by comparing the iris code extracted by thefeature extraction unit 42 with the iris code acquired by the feature data acquisition unit 44 (SB5). Since the process of step SB5 is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted.

本変形例では、登録時に、登録する虹彩コードに瞳孔径・虹彩径比を付与することによって、認証時に、瞳孔径・虹彩径比が最も近い虹彩コードを照合対象として特定することができる。よって、本人拒否率がより小さくなるような認証を行うことができる。ただし本変形例では、第１の実施形態のように、登録時に、明るさを変化させて瞳孔開度が異なる複数の虹彩画像を撮影したりはしない。このため、図２３に示すように、登録された虹彩コードの瞳孔径・虹彩径比が密な間隔を持っていない場合がある。このため、第１の実施の形態よりも本人拒否率が増加する可能性がある。  In this modification, by assigning the pupil diameter / iris diameter ratio to the iris code to be registered at the time of registration, the iris code having the closest pupil diameter / iris diameter ratio can be specified as a verification target at the time of authentication. Therefore, it is possible to perform authentication such that the person rejection rate becomes smaller. However, in the present modification, as in the first embodiment, at the time of registration, a plurality of iris images with different pupil openings are not captured by changing the brightness. For this reason, as shown in FIG. 23, the pupil diameter / iris diameter ratio of the registered iris code may not have a close interval. For this reason, there is a possibility that the rejection rate of the principal is increased as compared with the first embodiment.

また、１対１認証の場合は、本人拒否率を増加させないために、図２４のような認証処理を行うこともできる。ステップＳＢ１〜ＳＢ３の処理は第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。  In the case of one-to-one authentication, authentication processing as shown in FIG. 24 can be performed in order not to increase the identity rejection rate. Since the processing of steps SB1 to SB3 is the same as that of the first embodiment, description thereof is omitted.

次に、特徴データ取得部４４が、虹彩データベース１２の中から、瞳孔径・虹彩径比を対比することによって、照合対象となる虹彩コードを探索する（ＳＢ８）。ここでは、認証時の瞳孔径・虹彩径比と所定程度近い瞳孔径・虹彩径比と併せて登録されている虹彩コードを、探索するものとする。  Next, the feature data acquisition unit 44 searches theiris database 12 for an iris code to be verified by comparing the pupil diameter / iris diameter ratio (SB8). Here, it is assumed that the iris code registered together with the pupil diameter / iris diameter ratio at the time of authentication and the pupil diameter / iris diameter ratio close to a predetermined degree is searched.

例えば図２５のように、認証時の虹彩画像における瞳孔径・虹彩径比Ｒが０．２５であるとき、虹彩データベース１２の中から、比Ｒが０．２５と比べて所定範囲（ここでは例えば±０．１５）内にある虹彩コードを照合対象として探索する。図２５は自分のＩＤを申告する１対１認証を示している。申告したＩＤ＝ｉとすると、登録者ｉの虹彩コードの中から比Ｒが０．２５±０．１５の範囲内にあり、かつ、０．２５に最も近い虹彩コードを探索する。  For example, as shown in FIG. 25, when the pupil diameter / iris diameter ratio R in the iris image at the time of authentication is 0.25, the ratio R is compared to 0.25 from the iris database 12 (here, for example, An iris code within ± 0.15) is searched for a collation target. FIG. 25 shows one-to-one authentication for reporting one's ID. If the reported ID = i, the iris code of the registrant i is searched for an iris code that has a ratio R in the range of 0.25 ± 0.15 and is closest to 0.25.

該当する虹彩コードが存在したか否かをチェックし（ＳＢ９）、存在したときは（Ｙｅｓ）、その虹彩コードを照合対象として用いて認証を行う（ＳＢ１０）。ステップＳＢ１０の処理は第１の実施形態におけるステップＳＢ５と同様であるため、説明を省略する。一方、該当する虹彩コードが存在しないときは（Ｎｏ）、認証処理を中止する（ＳＢ１１）。図２５の例では、該当する虹彩コードが存在しないため、ステップＳＢ１１に進む。  It is checked whether or not the corresponding iris code exists (SB9). If it exists (Yes), authentication is performed using the iris code as a verification target (SB10). Since the process of step SB10 is the same as that of step SB5 in the first embodiment, the description thereof is omitted. On the other hand, when the corresponding iris code does not exist (No), the authentication process is stopped (SB11). In the example of FIG. 25, since there is no corresponding iris code, the process proceeds to step SB11.

ここで、ステップＳＢ１１において、単に認証処理を中止するだけでなく、被認証者に対して、本人拒否率低減のためのアドバイスを行うこともできる。すなわち、認証時の瞳孔開度指標と、登録された特徴データに係る瞳孔開度指標とを基にして、虹彩画像の好ましい撮影条件を推定し、推定した撮影条件における虹彩画像の再取得を被認証者に促すようにする。ここでの虹彩画像の再取得は、再認証のためであっても、新たな特徴データの登録のためであってもよい。これにより、本人拒否率が低減するとともに、ユーザの利便性も向上する。アドバイスの提示は、例えば図５の携帯電話２０のモニタ２３を介して行えばよい。  Here, in step SB11, it is possible not only to simply stop the authentication process but also to give advice to the person to be authenticated for reducing the rejection rate. That is, based on the pupil opening index at the time of authentication and the pupil opening index related to the registered feature data, a preferable shooting condition of the iris image is estimated, and re-acquisition of the iris image under the estimated shooting condition is performed. Prompt the certifier. The re-acquisition of the iris image here may be for re-authentication or for registration of new feature data. This reduces the rejection rate and improves user convenience. The advice may be presented via, for example, themonitor 23 of themobile phone 20 shown in FIG.

例えば図２５の場合、登録者ｉについて、登録虹彩コードの瞳孔径・虹彩径比の最小値は０．４３であり、認証時の瞳孔径・虹彩径比は０．２５であったので、次回の認証では、瞳孔径・虹彩径比が０．２５よりも大きくなるように、より暗い場所で撮影を行うことを促すようにする。あるいは、今後の認証のため、瞳孔径・虹彩径比が０．４３よりも小さな虹彩コードが登録できるように、明るい場所での登録を促してもよい。  For example, in the case of FIG. 25, for the registrant i, the minimum value of the pupil diameter / iris diameter ratio of the registered iris code is 0.43, and the pupil diameter / iris diameter ratio at the time of authentication is 0.25. In this authentication, it is urged to perform photographing in a darker place so that the pupil diameter / iris diameter ratio is larger than 0.25. Alternatively, for future authentication, registration in a bright place may be prompted so that an iris code having a pupil diameter / iris diameter ratio smaller than 0.43 can be registered.

（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態では、登録時において、特徴データと瞳孔開度指標との関係式を求め、この関係式を表すためのパラメータを登録する。そして認証時において、登録されたパラメータによって表された関係式に、抽出した瞳孔開度指標を代入して、照合対象の特徴データを得る。(Second Embodiment)
In the second embodiment of the present invention, at the time of registration, a relational expression between the feature data and the pupil opening degree index is obtained, and a parameter for representing this relational expression is registered. Then, at the time of authentication, the extracted pupil opening degree index is substituted into the relational expression represented by the registered parameter to obtain the feature data to be verified.

本実施形態に係る個人認証方法は、例えば図２の認証システムにおいて実現される。図１５は本実施形態に係る虹彩登録装置１４Ａの構成を示すブロック図であり、図３と共通の構成要素には図３と同一の符号を付している。関係式計算部３８は、特徴データと瞳孔開度指標としての瞳孔径・虹彩径比との関係式を計算し、この関係式を表すパラメータを求める。特徴送信部３７は関係式計算部３８によって求められたパラメータを虹彩データベース１２に送信する。  The personal authentication method according to the present embodiment is realized, for example, in the authentication system of FIG. FIG. 15 is a block diagram showing the configuration of theiris registration device 14A according to the present embodiment, and the same reference numerals as those in FIG. The relationalexpression calculation unit 38 calculates a relational expression between the feature data and the pupil diameter / iris diameter ratio as the pupil opening degree index, and obtains a parameter representing the relational expression. Thefeature transmission unit 37 transmits the parameters obtained by the relationalexpression calculation unit 38 to theiris database 12.

図１６は本実施形態に係る虹彩認証装置１５Ａの構成を示すブロック図であり、図４と共通の構成要素には図４と同一の符号を付している。特徴データ計算部４６は、虹彩データベース１２に登録されたパラメータによって表された関係式に、認証時の瞳孔径・虹彩径比を代入することによって、照合対象の特徴データを取得する。  FIG. 16 is a block diagram showing a configuration of aniris authentication apparatus 15A according to the present embodiment, and the same reference numerals as those in FIG. The feature data calculation unit 46 acquires the feature data to be verified by substituting the pupil diameter / iris diameter ratio at the time of authentication into the relational expression represented by the parameters registered in theiris database 12.

図１７は本実施形態における登録時の処理を示すフローチャートである。図１７のフローに従って、本実施形態に係る個人認証方法における登録時の処理について説明する。  FIG. 17 is a flowchart showing processing at the time of registration in the present embodiment. Processing at the time of registration in the personal authentication method according to the present embodiment will be described according to the flow of FIG.

ステップＳＡ１〜ＳＡ３の処理は、第１の実施形態と同様である。すなわち、虹彩撮影装置１６によって、被登録者について、瞳孔開度が異なる複数の虹彩画像を撮影し（ＳＡ１）、虹彩登録装置１４Ａの特徴抽出部３５によって、複数の虹彩画像から特徴データとしての虹彩コードをそれぞれ抽出し（ＳＡ２）、虹彩登録装置１４Ａの比計算部３６によって、複数の虹彩画像から瞳孔径・虹彩径比をそれぞれ計算する（ＳＡ３）。ただし、ステップＳＡ２では、各虹彩画像について、虹彩コードとともに、図１０（ｂ）に示すような極座標表現した画像にＧａｂｏｒフィルタを適用した後の信号を、保存しておく。  The processing in steps SA1 to SA3 is the same as that in the first embodiment. That is, a plurality of iris images with different pupil openings are photographed for the registered person by the iris photographing device 16 (SA1), and thefeature extraction unit 35 of theiris registration device 14A uses the iris as feature data from the plurality of iris images. Each code is extracted (SA2), and theratio calculation unit 36 of theiris registration device 14A calculates the pupil diameter / iris diameter ratio from the plurality of iris images (SA3). However, in step SA2, for each iris image, together with the iris code, a signal after applying the Gabor filter to an image expressed in polar coordinates as shown in FIG. 10B is stored.

次に、虹彩登録装置１４Ａの関係式計算部３８によって、各次元毎に、瞳孔径・虹彩径比と、特徴データとの関係式を計算する（ＳＡ６）。図１８はステップＳＡ６の処理の詳細を示すフローチャートである。  Next, the relationalexpression calculation unit 38 of theiris registration device 14A calculates a relational expression between the pupil diameter / iris diameter ratio and the feature data for each dimension (SA6). FIG. 18 is a flowchart showing details of the process in step SA6.

まず、ステップＳＡ２で作成された複数（Ｋ個）の虹彩コードについて、ｉ番目のコードを基準とした場合、ｉ番目のコードとｊ番目（ｊ≠ｉ）のコード間のハミング距離を算出する（ＳＡ６１）。コード間のハミング距離の計算方法は、第１の実施形態で説明した方法と同様である。またこのとき、ハミング距離とともに、そのハミング距離を算出した際のシフト量（回転角θ_j）を保存する（ＳＡ６２）。First, for a plurality (K) of iris codes created in step SA2, when the i-th code is used as a reference, the Hamming distance between the i-th code and the j-th (j ≠ i) code is calculated ( SA61). The calculation method of the Hamming distance between codes is the same as the method described in the first embodiment. At this time, together with the Hamming distance, the shift amount (rotation angle θ_j ) when the Hamming distance is calculated is stored (SA62).

そして、ステップＳＡ２で保存しておいたＧａｂｏｒフィルタの出力信号をそれぞれ、回転角θ_jだけ回転させる（ＳＡ６３）。最後に、各出力信号における同一位置の値を観測し、瞳孔径・虹彩径比の値と、出力信号値の関係を多項式（Ｄ次式）でフィッテングする（ＳＡ６４）。Then, the output signal of the Gabor filter stored in step SA2 is rotated by the rotation angle θ_j (SA63). Finally, the value at the same position in each output signal is observed, and the relationship between the pupil diameter / iris diameter ratio value and the output signal value is fitted with a polynomial (order D) (SA64).

図１９はステップＳＡ６の処理を概念的に説明するための図である。同図中、（ａ）はステップＳＡ１で撮影した瞳孔開度が異なる複数の虹彩画像であり、虹彩領域を虹彩外縁と瞳孔外縁の２重円で簡略化して表現している。また、ステップＳＡ３で計算された瞳孔径・虹彩径比Ｒの値を併せて示している。図１９（ｂ）はステップＳＡ２で記憶されたＧａｂｏｒフィルタの出力を、ステップＳＡ６１で計算したハミング距離に対応したシフト量の分だけシフトしたもの、図１９（ｃ）は図１９（ｂ）におけるＧａｂｏｒフィルタ出力のうち、座標（ｉ，ｊ）における値を、横軸を瞳孔径・虹彩径比とするグラフにプロットし、Ｄ次式でフィッティングした結果を示す図である。  FIG. 19 is a diagram for conceptually explaining the process of step SA6. In the figure, (a) is a plurality of iris images taken at step SA1 with different pupil opening degrees, and the iris region is simply expressed by a double circle of the iris outer edge and the pupil outer edge. Further, the value of the pupil diameter / iris diameter ratio R calculated in step SA3 is also shown. FIG. 19B shows the output of the Gabor filter stored in step SA2 shifted by the shift amount corresponding to the Hamming distance calculated in step SA61. FIG. 19C shows the Gabor in FIG. 19B. It is a figure which shows the result of having plotted the value in a coordinate (i, j) on the graph which makes a horizontal axis a pupil diameter / iris diameter ratio among filter outputs, and fitting with D order equation.

なお、図１９（ｃ）ではある座標における実部（または虚部）のＧａｂｏｒフィルタ出力について示しているが、実際にはこの処理を、特徴データを求める全座標について、実部および虚部について、並びに、Ｇａｂｏｒフィルタの解析周波数のそれぞれについて行う。例えば、極座標画像において、半径方向にＳ点、角度方向にＴ点、Ｆ種類の周波数のＧａｂｏｒフィルタを適用する場合、このようなＤ次式がＺ個作成される。
Ｚ＝Ｓ×Ｔ×Ｆ×２
２を乗じているのは、実部と虚部に対応する。In addition, although FIG. 19C shows the Gabor filter output of the real part (or imaginary part) at a certain coordinate, this processing is actually performed for all the coordinates for which feature data is obtained for the real part and the imaginary part. In addition, the analysis is performed for each analysis frequency of the Gabor filter. For example, in a polar coordinate image, when applying a Gabor filter having an S point in the radial direction, a T point in the angular direction, and F types of frequencies, Z such D-order equations are created.
Z = S × T × F × 2
The multiplication by 2 corresponds to the real part and the imaginary part.

次元数Ｄに関しては、小さく設定した場合は、虹彩データベース１２のデータ量は削減されるものの、フィッティングの精度は低下する。逆に大きく設定した場合は、虹彩データベース１２の記憶容量が増大するが、フィッティングの精度は向上する。本実施の形態では、次元数Ｄとして「３」を用いることとする。Ｄ＝３のとき、関係式は、
Ｙ＝ａＸ³＋ｂＸ²＋ｃＸ＋ｄ
となる。ここで、Ｘは瞳孔径・虹彩径比、Ｙは極座標のある位置におけるＧａｂｏｒフィルタ出力、ａ，ｂ，ｃ，ｄは係数である。When the dimension number D is set to be small, the data amount of theiris database 12 is reduced, but the fitting accuracy is lowered. On the contrary, when the value is set large, the storage capacity of theiris database 12 is increased, but the accuracy of fitting is improved. In the present embodiment, “3” is used as the dimension number D. When D = 3, the relational expression is
Y = aX³ + bX² + cX + d
It becomes. Here, X is a pupil diameter / iris diameter ratio, Y is a Gabor filter output at a position where polar coordinates are present, and a, b, c, and d are coefficients.

Ｄ＝３を選んだ理由は次のとおりである。虹彩認証を屋内で使用する場合は、虹彩パタンの変化は一様に伸縮するゴムシートとして近似可能である。ゴムシートで近似できるということは、瞳孔径・虹彩径比が変わっても、Ｇａｂｏｒフィルタ出力の符号が変化しないことを意味している。符号が変化しなければ、虹彩コードのビットは変化しない。すなわち、登録虹彩コードの瞳孔径・虹彩径比と近い範囲では、ＹはＸの比較的低次（Ｄ＝１または２）の式で表現可能である。一方、登録虹彩コードの瞳孔径・虹彩径比から離れるような、極端な縮瞳時や散瞳時では、虹彩コードのビットは反転し、Ｇａｂｏｒフィルタの出力の符号は変化する。このような関係を表現するためには、より高次の式が必要であるが、次元が高くなれば係数を保存するための記憶容量が増大となる。よって、本実施の形態ではＤ＝３を選んでいる。もちろん、記憶容量が増加しても精度を優先するような用途の場合は、Ｄの値を３よりも大きく設定してもよい。  The reason for selecting D = 3 is as follows. When the iris authentication is used indoors, the change in the iris pattern can be approximated as a rubber sheet that expands and contracts uniformly. The fact that it can be approximated by a rubber sheet means that the sign of the Gabor filter output does not change even if the pupil diameter / iris diameter ratio changes. If the sign does not change, the bits of the iris code do not change. That is, in a range close to the pupil diameter / iris diameter ratio of the registered iris code, Y can be expressed by a relatively low-order expression (X = 1 or 2) of X. On the other hand, at the time of extreme miosis or mydriasis that deviates from the pupil diameter / iris diameter ratio of the registered iris code, the bits of the iris code are inverted and the sign of the output of the Gabor filter changes. In order to express such a relationship, a higher-order expression is necessary. However, if the dimension becomes higher, the storage capacity for storing the coefficient increases. Therefore, in this embodiment, D = 3 is selected. Of course, the value of D may be set to be larger than 3 for applications where accuracy is given priority even when the storage capacity increases.

このようにして算出された関係式の係数を、パラメータとして、虹彩データベース１２に保存する（ＳＡ７）。図２０は虹彩データベース１２のデータ内容の一例であり、関係式の係数ａ，ｂ，ｃ，ｄが保存されている。各係数の１番目の添字は特徴データの番号に対応しており、２番目の添字は次元数に対応している。  The coefficients of the relational expression thus calculated are stored as parameters in the iris database 12 (SA7). FIG. 20 shows an example of the data contents of theiris database 12, and the coefficients a, b, c, d of the relational expressions are stored. The first subscript of each coefficient corresponds to the feature data number, and the second subscript corresponds to the number of dimensions.

なお、ここでは、瞳孔径・虹彩径比とＧａｂｏｒフィルタ出力との関係式を、多項式フィッテイングすることによって表現する方法について説明したが、これ以外に、例えばコサイン変換等の直交基底によって表現してもよい。  Here, the method of expressing the relational expression between the pupil diameter / iris diameter ratio and the Gabor filter output by polynomial fitting has been described, but other than this, for example, it can be expressed by an orthogonal basis such as cosine transform. Also good.

ここで、特徴データを記憶するための記憶容量について言及する。特許文献２の方法では、特徴データは２０４８次元の二値情報で表現され、特徴データ１個当たり２０４８ｂｉｔ（＝２５６ｂｙｔｅ）の容量を必要とした。これに対して本実施形態の場合、各次元を３次式で表現し、各係数を単精度浮動小数（ｆｌｏａｔ；４ｂｙｔｅ）で表現するものとすると、特徴データ１個当たりの容量は、
２０４８×４×４＝３２７６８（ｂｙｔｅ）
となり、特許文献２の１２８倍の容量が必要になる。Here, the storage capacity for storing the feature data will be mentioned. In the method ofPatent Document 2, feature data is expressed by 2048-dimensional binary information, and a capacity of 2048 bits (= 256 bytes) per feature data is required. On the other hand, in the present embodiment, if each dimension is expressed by a cubic equation and each coefficient is expressed by a single precision floating point number (float; 4 bytes), the capacity per feature data is
2048 × 4 × 4 = 32768 (bytes)
Thus, 128 times the capacity ofPatent Document 2 is required.

また、虹彩データベースの容量を削減したい場合は、各パラメータを間引いて登録してもよい。２次元の極座標において、２−Ｄ Ｇａｂｏｒフィルタを角度方向および半径方向に適用する場合、そのコンボリューション後の出力値は、角度方向および半径方向の空間的に近い位置では相関がある。図１０（ｂ）でも、局所的に見た場合には値が連続しているので、角度方向の近い位置では相関があることが分かる。よって、Ｇａｂｏｒフィルタ出力値から得られたＤ次式の各係数値も相関があるものとして、角度方向、半径方向ともに数点おきに係数を登録する。仮に、角度方向、半径方向ともに１点おきに係数を登録する場合、上述の例における１２８倍の容量増加を、１２８／２／２＝３２倍まで抑制することができる。また認証の際は、周囲の係数値から補間することにより、係数値を計算することができる。  Further, when it is desired to reduce the capacity of the iris database, each parameter may be thinned out and registered. When the 2-D Gabor filter is applied in the angular direction and the radial direction in two-dimensional polar coordinates, the output value after the convolution is correlated at spatially close positions in the angular direction and the radial direction. Also in FIG. 10B, since the values are continuous when viewed locally, it can be seen that there is a correlation at a position close to the angular direction. Accordingly, assuming that each coefficient value of the D-order equation obtained from the Gabor filter output value is also correlated, coefficients are registered every several points in both the angular direction and the radial direction. If the coefficient is registered every other point in the angular direction and the radial direction, the capacity increase of 128 times in the above example can be suppressed to 128/2/2 = 32 times. In the authentication, the coefficient value can be calculated by interpolating from the surrounding coefficient values.

図２１は本実施形態における認証時の処理を示すフローチャートである。図２１のフローに従って、本実施形態に係る個人認証方法における認証時の処理について説明する。  FIG. 21 is a flowchart showing processing at the time of authentication in the present embodiment. Processing at the time of authentication in the personal authentication method according to the present embodiment will be described according to the flow of FIG.

ステップＳＢ１〜ＳＢ３の処理は、第１の実施形態と同様である。すなわち、まず被認証者は、虹彩認証装置１５Ａの虹彩画像取得部４１によって、虹彩画像を撮影する（ＳＢ１）。次に、特徴抽出部４２が、撮影した虹彩画像から特徴データとして虹彩コードを抽出する（ＳＢ２）とともに、比計算部４３が、撮影した虹彩画像から瞳孔開度指標として瞳孔径・虹彩径比を計算する（ＳＢ３）。  The processing in steps SB1 to SB3 is the same as that in the first embodiment. That is, first, the person to be authenticated captures an iris image by the irisimage acquisition unit 41 of theiris authentication device 15A (SB1). Next, thefeature extraction unit 42 extracts an iris code as feature data from the photographed iris image (SB2), and theratio calculation unit 43 calculates the pupil diameter / iris diameter ratio as a pupil opening index from the photographed iris image. Calculate (SB3).

次に、特徴データ計算部４６は、虹彩データベース１２に登録されたパラメータから関係式を得て、この関係式に、比計算部４３によって計算した瞳孔径・虹彩径比を代入して、照合対象の虹彩データを計算する（ＳＢ６）。例えば、認証時の虹彩画像から抽出した瞳孔径・虹彩径比が０．４１のとき、図２０のような虹彩データベースに格納されたパラメータから作成されるＤ次式に、瞳孔径・虹彩径比として０．４１を代入し、出力値を計算する。そして、その出力値を二値化する。この処理を全次元について行い、２値の虹彩コードを生成する。  Next, the feature data calculation unit 46 obtains a relational expression from the parameters registered in theiris database 12, and substitutes the pupil diameter / iris diameter ratio calculated by theratio calculation unit 43 into this relational expression, so that the comparison target Is calculated (SB6). For example, when the pupil diameter / iris diameter ratio extracted from the iris image at the time of authentication is 0.41, the pupil diameter / iris diameter ratio is expressed by a D-order equation created from the parameters stored in the iris database as shown in FIG. As a result, 0.41 is substituted and the output value is calculated. Then, the output value is binarized. This process is performed for all dimensions, and a binary iris code is generated.

このとき、１対Ｎ認証の場合は、虹彩データベース１２に登録された全ての登録者について、虹彩コードをそれぞれ取得する。一方、自分のＩＤを申告する１対１認証の場合は、申告したＩＤに該当する登録者について、登録されたパラメータから作成されるＤ次式に瞳孔径・虹彩径比を代入することによって、虹彩コード１個を取得する。  At this time, in the case of 1-to-N authentication, iris codes are acquired for all registrants registered in theiris database 12. On the other hand, in the case of one-to-one authentication for reporting one's ID, by substituting the pupil diameter / iris diameter ratio into the D-order equation created from the registered parameters for the registrant corresponding to the reported ID, Obtain one iris code.

そして、認証部４５によって、特徴抽出部４２によって抽出した虹彩コードと、特徴データ計算部４６によって求めた虹彩コードとを比較することによって、認証を行う（ＳＢ７）。ここでの処理は、第１の実施形態におけるステップＳＢ５と同様であるため、説明を省略する。  Then, theauthentication unit 45 performs authentication by comparing the iris code extracted by thefeature extraction unit 42 with the iris code obtained by the feature data calculation unit 46 (SB7). Since the process here is the same as that of step SB5 in 1st Embodiment, description is abbreviate | omitted.

以上のように本実施形態によると、登録時には、登録者に対し、瞳孔開度が異なる複数の虹彩画像を取得し、これら複数の虹彩画像から特徴データを生成するＤ次式のパラメータを計算して登録しておき、認証時には、認証時の瞳孔径・虹彩径比を、登録されたパラメータから計算されるＤ次式に代入して、照合対象の虹彩コードを決定する。すなわち、認証時に撮影した虹彩画像の瞳孔開度に応じた虹彩コードが照合対象として生成されるので、認証時の瞳孔が、たとえ縮瞳状態であっても散瞳状態であっても、本人拒否率を抑えた個人認証を実行することができる。  As described above, according to the present embodiment, at the time of registration, a plurality of iris images having different pupil openings are acquired for a registrant, and a parameter of a D-order equation for generating feature data from the plurality of iris images is calculated. In the authentication, the pupil diameter / iris diameter ratio at the time of authentication is substituted into the D-order equation calculated from the registered parameters to determine the iris code to be verified. In other words, an iris code corresponding to the pupil opening degree of the iris image taken at the time of authentication is generated as a verification target. Personal authentication can be executed at a reduced rate.

なお、特許文献３では、特許文献２のように極座標表現を用いて登録時と認証時の瞳孔径の差を吸収するのではなく、瞳孔径が異なる複数の登録画像を準備することによって、登録時と認証時の瞳孔径の差を吸収している。よって、認証精度を高めようとすれば、瞳孔径がわずかに異なる多数の虹彩画像または特徴データを必要とし、データベースの容量の増大を招いてしまう。これは瞳孔径が少しでも異なると、異なる特徴データが得られてしまうからである。また、認証時に多数の虹彩画像と照合する必要があるため、認証時間が大幅に増加するという問題がある。なお１対Ｎ認証の場合には、多数の登録者について多数の特徴データを登録し、かつ、これら全てを認証時に照合しないといけないので、この問題はより深刻なものとなる。  InPatent Document 3, registration is performed by preparing a plurality of registered images with different pupil diameters instead of absorbing the difference between the pupil diameters at the time of registration and authentication using polar coordinate representation as inPatent Document 2. Absorbs the difference in pupil diameter at the time of authentication. Therefore, if the authentication accuracy is to be increased, a large number of iris images or feature data having slightly different pupil diameters are required, which increases the capacity of the database. This is because if the pupil diameter is slightly different, different feature data can be obtained. Moreover, since it is necessary to collate with a large number of iris images at the time of authentication, there is a problem that the authentication time increases significantly. In the case of 1-to-N authentication, a large number of feature data must be registered for a large number of registrants, and all of these must be collated at the time of authentication, so this problem becomes more serious.

これに対して、上述の各実施形態では、複数の虹彩コードを瞳孔径・虹彩径比と対応づけて登録しておき、認証時に、瞳孔径・虹彩径比を対比して照合対象の虹彩コードを選択したり、特徴データを生成するＤ次式のパラメータを登録しておき、認証時に、認証時の瞳孔径・虹彩径比を登録されたパラメータから計算されるＤ次式に代入して照合対象の虹彩コードを決定したりするので、虹彩データベースの容量や認証時間の増加を招くことがなく、したがって、特許文献３と比較して、実用性が格段に向上している、といえる。  On the other hand, in each of the above-described embodiments, a plurality of iris codes are registered in association with the pupil diameter / iris diameter ratio, and at the time of authentication, the iris code to be collated is compared with the pupil diameter / iris diameter ratio. Or register D-order parameters that generate feature data, and at the time of authentication, substitute the pupil diameter / iris diameter ratio at the time of authentication into the D-order expression calculated from the registered parameters for verification. Since the target iris code is determined, the capacity of the iris database and the authentication time are not increased. Therefore, it can be said that the practicality is remarkably improved as compared withPatent Document 3.

なお、屋外での認証時には、虹彩パタンの変化だけではなく、外光の映り込みも認証阻害要因となるが、この映り込みに関しては、例えば本願発明者らによる特願２００２−２８４４６号によって、対応可能である。  In addition, at the time of outdoor authentication, not only the change of the iris pattern but also the reflection of external light becomes an obstacle to authentication, but this reflection can be dealt with by, for example, Japanese Patent Application No. 2002-28446 by the present inventors. Is possible.

（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態では、登録時に、瞳孔径・虹彩径比が付された虹彩コードととともに、この登録虹彩コードから瞳孔径・虹彩径比が異なる他の虹彩コードへの変換規則を、虹彩データベースに併せて登録する。そして認証時には、求めた瞳孔径・虹彩径比を用いて、虹彩データベースに登録された虹彩コードおよび変換規則を基にして、照合対象の虹彩コードを生成する。(Third embodiment)
In the third embodiment of the present invention, at the time of registration, together with the iris code to which the pupil diameter / iris diameter ratio is added, a conversion rule from this registered iris code to another iris code having a different pupil diameter / iris diameter ratio is set. Register with the iris database. At the time of authentication, using the obtained pupil diameter / iris diameter ratio, an iris code to be collated is generated based on the iris code registered in the iris database and the conversion rule.

図２６は本実施形態における登録時の処理を示すフローチャートである。図２６のフローに従って、本実施形態に係る個人認証方法における登録時の処理について説明する。  FIG. 26 is a flowchart showing processing at the time of registration in the present embodiment. Processing at the time of registration in the personal authentication method according to the present embodiment will be described according to the flow of FIG.

まず、被登録者は、瞳孔開度が異なる複数の虹彩画像を撮影する（ＳＡ１）。そして、ステップＳＡ１で撮影した複数の虹彩画像から、特徴データをそれぞれ抽出する（ＳＡ２）とともに、瞳孔径・虹彩径比をそれぞれ計算する（ＳＡ３）。これらの処理は、第１の実施形態と同様なので説明を省略する。  First, the registered person captures a plurality of iris images having different pupil openings (SA1). Then, feature data is extracted from each of the plurality of iris images photographed in step SA1 (SA2), and the pupil diameter / iris diameter ratio is calculated (SA3). Since these processes are the same as those in the first embodiment, a description thereof will be omitted.

次に、虹彩データベースに登録する特徴データを少なくとも１個特定し（ＳＡ８）、特定した特徴データを虹彩データベースに保存する（ＳＡ９）。ここでは、最も平均的な瞳孔径・虹彩径比を持つ特徴データを登録特徴データとして選択するものとする。その理由は、認証時には、平均的な瞳孔径・虹彩径比を持つ虹彩画像が入力される確率が最も高いであろうと予想されるためである。例えば、取得した複数の虹彩画像の瞳孔径・虹彩径比のうち最大値と最小値を求め、その平均値（（最大値＋最小値）／２）に最も近い瞳孔径・虹彩径比を持つ特徴データを選択する。登録虹彩データの瞳孔径・虹彩径比と認証時の瞳孔径・虹彩径比とが近いときは、登録虹彩データを変換しなくても、本人拒否率を抑えた認証が可能である。  Next, at least one feature data to be registered in the iris database is specified (SA8), and the specified feature data is stored in the iris database (SA9). Here, feature data having the most average pupil diameter / iris diameter ratio is selected as registered feature data. The reason is that at the time of authentication, the probability that an iris image having an average pupil diameter / iris diameter ratio will be input is expected to be the highest. For example, the maximum value and the minimum value are obtained from the pupil diameter / iris diameter ratio of the plurality of acquired iris images, and the pupil diameter / iris diameter ratio closest to the average value ((maximum value + minimum value) / 2) is obtained. Select feature data. When the pupil diameter / iris diameter ratio of the registered iris data is close to the pupil diameter / iris diameter ratio at the time of authentication, authentication can be performed with a reduced rejection rate without converting the registered iris data.

また、被登録者が最も頻繁に認証動作を行う状況下で撮影される虹彩画像の瞳孔径・虹彩径比を持つ特徴データを、登録特徴データとして選択してもよい。例えば、室内で頻繁に認証を行う人物については、室内の明るさにおける瞳孔径・虹彩径比を持つ特徴データを選択し、屋外で頻繁に認証を行う人物については、屋外の明るさにおける瞳孔径・虹彩径比を持つ特徴データを選択する。  In addition, feature data having a pupil diameter / iris diameter ratio of an iris image captured under a situation where the registered person performs the authentication operation most frequently may be selected as registered feature data. For example, for a person who frequently authenticates indoors, select feature data that has a pupil diameter / iris diameter ratio at indoor brightness, and for a person who frequently authenticates outdoors, pupil diameter at outdoor brightness・ Select feature data with iris diameter ratio.

次に、ステップＳＡ９で保存した登録特徴データから他の瞳孔径・虹彩径比を持つ特徴データへの変換規則を算出する（ＳＡ１０）。瞳孔径が変化したとき、厳密には、虹彩パタンは円周方向に一様でない収縮をする。一方、図２３から分かるように、瞳孔径が多少変動してもハミング距離の変化は少ないため、登録時と認証時の瞳孔径・虹彩径比の差が小さい場合は、認証可能である。ここでは、瞳孔径・虹彩径比の差がある程度大きい場合の、特徴データの変換規則を算出する。  Next, a conversion rule from the registered feature data stored in step SA9 to feature data having another pupil diameter / iris diameter ratio is calculated (SA10). Strictly speaking, when the pupil diameter changes, the iris pattern contracts unevenly in the circumferential direction. On the other hand, as can be seen from FIG. 23, the change in the Hamming distance is small even if the pupil diameter varies somewhat. Therefore, if the difference in the pupil diameter / iris diameter ratio between registration and authentication is small, authentication is possible. Here, a rule for converting feature data when the difference between the pupil diameter and iris diameter ratio is large to some extent is calculated.

ここで、登録特徴データの瞳孔径・虹彩径比をＲ０とし、変換規則を算出する対象の特徴データの瞳孔径・虹彩径比をＲ１とする。図２７のように、瞳孔径・虹彩径比Ｒ０の虹彩コードの一部のビット群が、瞳孔径・虹彩径比Ｒ１の虹彩コードの一部のビット群に対応する箇所を求め、両ビット群間の移動量（ビットシフト量）によって、変換規則を表現する。このビットシフト量は、基本的に、２つのコードの瞳孔径・虹彩径比の差が大きいほど大きくなる。図２７の例では、変換規則は、「第６〜１０ビットを３ビットシフト」「第１９〜２５ビットを−３ビットシフト」と表される。  Here, the pupil diameter / iris diameter ratio of the registered feature data is R0, and the pupil diameter / iris diameter ratio of the target feature data for which the conversion rule is calculated is R1. As shown in FIG. 27, a part of the iris code having the pupil diameter / iris diameter ratio R0 corresponding to a part of the bit group of the iris code having the pupil diameter / iris diameter ratio R1 is obtained. The conversion rule is expressed by the amount of movement between them (bit shift amount). This bit shift amount basically increases as the difference between the pupil diameter / iris diameter ratio of the two codes increases. In the example of FIG. 27, the conversion rule is expressed as “6th to 10th bits are shifted by 3 bits” and “19th to 25th bits are shifted by −3 bits”.

そして、算出した変換規則を虹彩データベースに保存する（ＳＡ１１）。変換規則は、例えば図２８のようなテーブル形式で格納される。ここでは、変換規則を虹彩データベースに保存するものとしたが、被認証者が例えば図５の携帯型認証装置のような同一の端末を常に用いる場合は、変換規則を認証装置に保存しても構わない。その場合は、被認証者の眼に対応するテーブルのみが認証装置に保存される。  Then, the calculated conversion rule is stored in the iris database (SA11). The conversion rule is stored in a table format as shown in FIG. 28, for example. Here, the conversion rule is stored in the iris database. However, when the person to be authenticated always uses the same terminal such as the portable authentication device of FIG. 5, the conversion rule may be stored in the authentication device. I do not care. In that case, only the table corresponding to the eye of the person to be authenticated is stored in the authentication device.

図２９は本実施形態における認証時の処理を示すフローチャートである。図２９のフローに従って、本実施形態に係る個人認証方法における認証時の処理について説明する。  FIG. 29 is a flowchart showing processing at the time of authentication in the present embodiment. Processing at the time of authentication in the personal authentication method according to the present embodiment will be described according to the flow of FIG.

ステップＳＢ１〜ＳＢ３の処理は、第１の実施形態と同様なので説明を省略する。  Since the processing of steps SB1 to SB3 is the same as that of the first embodiment, description thereof is omitted.

次に、変換規則を基にして、認証時の瞳孔径・虹彩径比を用いて、登録特徴データを変換する（ＳＢ１２）。虹彩データベースに複数人物（眼）の特徴データが登録されている場合は、変換規則も人物（眼）毎に保存されている。１対Ｎ認証の場合は、着目する登録者に対応する変換規則を基にして、認証時に取得した虹彩画像の瞳孔径・虹彩径比を用いて、登録虹彩コードを変換する。１対１認証の場合は、被認証者に対応する変換規則を基にして、認証時に取得した虹彩画像の瞳孔径・虹彩径比を用いて、登録虹彩コードを変換する。変換規則が認証装置に保存されている場合には、１対Ｎ認証のとき、認証装置に保存された被認証者の変換規則を用いて全ての登録虹彩コードを変換してもよい。  Next, based on the conversion rule, the registered feature data is converted using the pupil diameter / iris diameter ratio at the time of authentication (SB12). When feature data of a plurality of persons (eye) is registered in the iris database, conversion rules are also stored for each person (eye). In the case of 1-to-N authentication, the registered iris code is converted using the pupil diameter / iris diameter ratio of the iris image acquired at the time of authentication based on the conversion rule corresponding to the registrant of interest. In the case of one-to-one authentication, the registered iris code is converted using the pupil diameter / iris diameter ratio of the iris image acquired at the time of authentication based on the conversion rule corresponding to the person to be authenticated. When the conversion rule is stored in the authentication device, all registered iris codes may be converted using the conversion rule of the person to be authenticated stored in the authentication device during 1-to-N authentication.

そして、登録特徴データを変換して得られた照合対象の特徴データと、認証時の特徴データとを照合して認証を行う（ＳＢ１３）。  Then, authentication is performed by comparing the feature data to be collated obtained by converting the registered feature data with the feature data at the time of authentication (SB13).

以上のように本実施形態によると、登録時において、虹彩コードとともに、瞳孔径・虹彩径比が異なる虹彩コードへの変換規則を登録し、認証時において、変換規則を基にして、認証時に取得した虹彩画像の瞳孔径・虹彩径比を用いて、登録虹彩コードを変換して照合対象を生成する。これにより、本人拒否率の増加を抑えた認証を行うことができる。  As described above, according to the present embodiment, at the time of registration, the conversion rule for the iris code having a different pupil diameter / iris diameter ratio is registered together with the iris code, and at the time of authentication, the conversion rule is acquired based on the conversion rule Using the pupil diameter / iris diameter ratio of the iris image, the registered iris code is converted to generate a verification target. Thereby, it is possible to perform authentication while suppressing an increase in the person rejection rate.

なお、上述の各実施形態では、虹彩画像の特徴データとして、虹彩コードを用いるものとしたが、他の特徴データを用いてもよい。また、特徴データの生成のために極座標系表現を利用したが、これを利用しなくてもかまわない。  In each of the above-described embodiments, the iris code is used as the feature data of the iris image. However, other feature data may be used. Moreover, although the polar coordinate system representation is used for generating the feature data, it is not necessary to use this.

なお、上述の各実施形態で示した処理は、その全部または一部を、コンピュータにプログラムを実行させることによって、実施することができる。例えば虹彩認証装置に、コンピュータと、虹彩認証プログラムを記憶する記録媒体としてのメモリとを搭載する。この虹彩認証プログラムは、上述の各実施形態で示した認証時の処理を、コンピュータに実行させるものであればよい。  In addition, the process shown by each above-mentioned embodiment can be implemented by making a computer run a program for all or one part. For example, the iris authentication apparatus is equipped with a computer and a memory as a recording medium for storing an iris authentication program. The iris authentication program may be any program that causes a computer to execute the authentication processing shown in the above embodiments.

本発明は、様々な状況下において、本人拒否率が抑えられた十分に精度の高い個人認証を可能にするので、例えば、携帯電話・ＰＤＡなどに虹彩認証機能を搭載し、電子商取引用途のモバイル認証を行う際に、有効である。  Since the present invention enables sufficiently accurate personal authentication with a reduced identity rejection rate under various circumstances, for example, an iris authentication function is incorporated in a mobile phone / PDA or the like, and mobile for electronic commerce use. It is effective when performing authentication.

本発明の第１の実施形態に係る個人認証方法を概念的に示す図である。It is a figure which shows notionally the personal authentication method which concerns on the 1st Embodiment of this invention.本発明の各実施形態における虹彩認証システムの全体構成を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of the iris authentication system in each embodiment of this invention.本発明の第１の実施形態における虹彩登録装置および虹彩撮影装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the iris registration apparatus and iris imaging device in the 1st Embodiment of this invention.本発明の第１の実施形態における虹彩認証装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the iris authentication apparatus in the 1st Embodiment of this invention.虹彩認証装置の一例としての認証機能付携帯電話の外観を示す図である。It is a figure which shows the external appearance of the mobile telephone with an authentication function as an example of an iris authentication apparatus.本発明の第１の実施形態における登録時の処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process at the time of registration in the 1st Embodiment of this invention.虹彩画像の撮影時における照明制御と瞳孔開度の変化、および撮影タイミングを示すグラフである。It is a graph which shows the illumination control at the time of imaging | photography of an iris image, the change of a pupil opening degree, and imaging | photography timing.（ａ）は虹彩領域を表す図、（ｂ）は虹彩領域をｘｙ座標系で表現した図、（ｃ）は虹彩領域を極座標系で表現した図である。(A) is a diagram representing an iris region, (b) is a diagram representing the iris region in the xy coordinate system, and (c) is a diagram representing the iris region in the polar coordinate system.解析帯域を表す図である。It is a figure showing an analysis zone | band.虹彩コードの作成を示す図である。It is a figure which shows creation of an iris code.虹彩コード同士のハミング距離のマトリクスである。It is a matrix of the Hamming distance between iris codes.虹彩コード同士のハミング距離をプロットしたグラフである。It is the graph which plotted the Hamming distance between iris codes.本発明の第１の実施形態における虹彩データベースのデータ内容の一例である。It is an example of the data content of the iris database in the 1st Embodiment of this invention.本発明の第１の実施形態における認証時の処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process at the time of the authentication in the 1st Embodiment of this invention.本発明の第２の実施形態における虹彩登録装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the iris registration apparatus in the 2nd Embodiment of this invention.本発明の第２の実施形態における虹彩認証装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the iris authentication apparatus in the 2nd Embodiment of this invention.本発明の第２の実施形態における登録時の処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process at the time of registration in the 2nd Embodiment of this invention.図１７のフローにおけるステップＳＡ６の処理の詳細を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the detail of the process of step SA6 in the flow of FIG.図１７のフローにおけるステップＳＡ６の処理を概念的に説明するための図である。It is a figure for demonstrating notionally the process of step SA6 in the flow of FIG.本発明の第２の実施形態における虹彩データベース１２のデータ内容の一例である。It is an example of the data content of theiris database 12 in the 2nd Embodiment of this invention.本発明の第２の実施形態における認証時の処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process at the time of the authentication in the 2nd Embodiment of this invention.本発明の第１の実施形態の変形例における登録時の処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process at the time of registration in the modification of the 1st Embodiment of this invention.本発明の第１の実施形態の変形例における認証時の処理を概念的に示す図である。It is a figure which shows notionally the process at the time of the authentication in the modification of the 1st Embodiment of this invention.本発明の第１の実施形態の変形例における認証時の処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process at the time of the authentication in the modification of the 1st Embodiment of this invention.本発明の第１の実施形態の変形例における認証時の処理を概念的に示す図である。It is a figure which shows notionally the process at the time of the authentication in the modification of the 1st Embodiment of this invention.本発明の第３の実施形態における登録時の処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process at the time of registration in the 3rd Embodiment of this invention.本発明の第３の実施形態における変換規則の算出方法の一例を概念的に示す図である。It is a figure which shows notionally an example of the calculation method of the conversion rule in the 3rd Embodiment of this invention.虹彩データベースに格納された変換規則の一例である。It is an example of the conversion rule stored in the iris database.本発明の第３の実施形態における認証時の処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process at the time of the authentication in the 3rd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１１ 虹彩認証サーバ
１２ 虹彩データベース
１３ ネットワーク網
１４，１４Ａ 虹彩登録装置
１５，１５Ａ 虹彩認証装置
１６ 虹彩撮影装置
３１ 照明
３２ 撮影部
３３ 照明制御部
３４ 虹彩画像取得部
３５ 特徴抽出部
３６ 比計算部
３７ 特徴送信部
３８ 関係式計算部
４１ 虹彩画像取得部
４２ 特徴取得部
４３ 比計算部
４４ 特徴データ取得部
４５ 認証部
４６ 特徴データ計算部11Iris Authentication Server 12Iris Database 13Network 14, 14 AIris Registration Device 15, 15 AIris Authentication Device 16Iris Imaging Device 31Illumination 32Imaging Unit 33 Illumination Control Unit 34 IrisImage Acquisition Unit 35Feature Extraction Unit 36Ratio Calculation Unit 37Features Transmission unit 38 Relationalexpression calculation unit 41 Irisimage acquisition unit 42Feature acquisition unit 43 Ratio calculation unit 44 Featuredata acquisition unit 45 Authentication unit 46 Feature data calculation unit

Claims (22)

Translated fromJapanese

虹彩画像を用いた個人認証方法であって、
登録時において、
被登録者について、虹彩画像を取得し、
取得した虹彩画像から、特徴データと、瞳孔開度指標とを求め、
求めた特徴データおよび瞳孔開度指標を用いて、虹彩データベースに、前記被登録者についてのデータ登録を行い、
認証時において、
被認証者について、虹彩画像を取得し、
取得した虹彩画像から、特徴データと、瞳孔開度指標とを求め、
前記虹彩データベースに登録者について登録されているデータを参照し、認証時に求めた瞳孔開度指標を用いて、照合対象の特徴データを得て、
前記照合対象の特徴データと、認証時に求めた特徴データとを比較することによって、前記被認証者が前記登録者と同一であるか否かを、判断する
ことを特徴とする個人認証方法。A personal authentication method using an iris image,
At the time of registration,
For the registered person, obtain an iris image,
From the acquired iris image, obtain feature data and pupil opening index,
Using the obtained feature data and pupil opening index, perform data registration for the registered person in the iris database,
At the time of authentication,
Obtain an iris image for the person to be authenticated,
From the acquired iris image, obtain feature data and pupil opening index,
With reference to the data registered for the registrant in the iris database, using the pupil opening index obtained at the time of authentication, to obtain the feature data of the verification target,
A personal authentication method, wherein it is determined whether or not the person to be authenticated is the same as the registrant by comparing the characteristic data to be verified with the characteristic data obtained at the time of authentication. 請求項１において、
登録時において、
特徴データを、瞳孔開度指標と併せて、前記被登録者と対応づけて、前記虹彩データベースに登録し、
認証時において、
前記虹彩データベースに登録者と対応付けて登録されている特徴データの中から、当該特徴データと併せて登録されている瞳孔開度指標と認証時に求めた瞳孔開度指標とを対比することによって、前記照合対象の特徴データを特定する
ことを特徴とする個人認証方法。In claim 1,
At the time of registration,
The feature data is registered in the iris database in association with the registered person in combination with the pupil opening index,
At the time of authentication,
From the feature data registered in association with the registrant in the iris database, by comparing the pupil opening index registered together with the feature data and the pupil opening index determined at the time of authentication, A personal authentication method characterized by identifying the characteristic data to be collated. 請求項２において、
登録時において、前記被登録者について、縮瞳状態、通常状態および散瞳状態における虹彩画像からそれぞれ得られた３個の特徴データを、少なくとも登録する
ことを特徴とする個人認証方法。In claim 2,
A personal authentication method characterized in that at the time of registration, at least three feature data respectively obtained from iris images in a miosis state, a normal state, and a mydriatic state are registered for the registered person. 請求項２において、
登録時において、
前記被登録者について、瞳孔開度が異なる複数の虹彩画像を取得し、
取得した前記複数の虹彩画像から、それぞれ、特徴データを求め、
求めた複数の特徴データ同士を照合することによって、前記複数の特徴データから、前記虹彩データベースに登録する特徴データを、選択する
ことを特徴とする個人認証方法。In claim 2,
At the time of registration,
For the registered person, obtain a plurality of iris images with different pupil openings,
From each of the acquired iris images, feature data is obtained,
A personal authentication method comprising: selecting feature data to be registered in the iris database from the plurality of feature data by collating the plurality of obtained feature data. 請求項２において、
認証時において、求めた瞳孔開度指標と所定程度近い瞳孔開度指標を有する特徴データが、前記登録者について登録されていないとき、認証処理を中止する
ことを特徴とする個人認証方法。In claim 2,
At the time of authentication, the personal authentication method is characterized in that the authentication process is stopped when feature data having a pupil opening index that is close to a predetermined degree to the obtained pupil opening index is not registered for the registrant. 請求項５において、
認証処理を中止したとき、
認証時に求めた瞳孔開度指標と、登録されている特徴データに係る瞳孔開度指標とを基にして、虹彩画像の好ましい撮影条件を推定し、
前記被認証者に、推定した撮影条件における虹彩画像の再取得を促す
ことを特徴とする個人認証方法。In claim 5,
When the authentication process is canceled,
Based on the pupil opening index obtained at the time of authentication and the pupil opening index related to the registered feature data, the preferable imaging conditions of the iris image are estimated,
A personal authentication method that prompts the person to be authenticated to reacquire an iris image under the estimated photographing conditions. 請求項１において、
登録時において、
前記被登録者について、瞳孔開度が異なる複数の虹彩画像を取得し、
取得した前記複数の虹彩画像からそれぞれ求めた複数の特徴データおよび瞳孔開度指標から、特徴データと瞳孔開度指標との関係式を求め、
この関係式を表すためのパラメータを、前記被登録者と対応づけて、前記虹彩データベースに登録し、
認証時において、
前記虹彩データベースに登録者と対応づけて登録されたパラメータから関係式を得て、この関係式に、認証時に求めた瞳孔開度指標を代入して、前記照合対象の特徴データを得る
ことを特徴とする個人認証方法。In claim 1,
At the time of registration,
For the registered person, obtain a plurality of iris images with different pupil openings,
From a plurality of feature data and pupil opening index obtained from the acquired plurality of iris images respectively, a relational expression between the feature data and the pupil opening index is obtained,
A parameter for expressing this relational expression is registered in the iris database in association with the registered person,
At the time of authentication,
Obtaining a relational expression from parameters registered in association with the registrant in the iris database, substituting the pupil opening index obtained at the time of authentication into the relational expression, and obtaining the feature data of the collation target Personal authentication method. 請求項７において、
登録時において、前記パラメータを、間引いて登録し、
認証時において、間引かれたパラメータを、補間によって復元する
ことを特徴とする個人認証方法。In claim 7,
At the time of registration, the parameters are thinned out and registered,
A personal authentication method characterized by restoring the thinned parameters by interpolation at the time of authentication. 請求項１において、
登録時において、
前記被登録者について、瞳孔開度が異なる複数の虹彩画像を取得し、
取得した前記複数の虹彩画像からそれぞれ求めた複数の特徴データから、登録する特徴データを特定するとともに、この登録特徴データから瞳孔開度指標が異なる他の特徴データへの変換を行うための変換規則を求め、
前記登録特徴データおよび変換規則を、前記被登録者と対応づけて、前記虹彩データベースに登録し、
認証時において、
前記虹彩データベースに登録者と対応付けて登録された特徴データおよび変換規則を基にして、認証時に求めた瞳孔開度指標を用いて、前記照合対象の特徴データを生成する
ことを特徴とする個人認証方法。In claim 1,
At the time of registration,
For the registered person, obtain a plurality of iris images with different pupil openings,
A conversion rule for identifying feature data to be registered from a plurality of feature data respectively obtained from the plurality of acquired iris images and converting the registered feature data into other feature data having a different pupil opening index Seeking
The registered feature data and conversion rules are registered in the iris database in association with the registered person,
At the time of authentication,
The feature data to be collated is generated based on the feature data registered in association with the registrant and the conversion rule in the iris database, and using the pupil opening degree index obtained at the time of authentication. Authentication method. 請求項１において、
前記瞳孔開度指標は、虹彩画像における瞳孔径と虹彩径との比である
ことを特徴とする個人認証方法。In claim 1,
The pupil opening index is a ratio of pupil diameter to iris diameter in an iris image. 虹彩画像を用いた個人認証方法であって、
被認証者について、虹彩画像を取得する第１のステップと、
前記第１のステップにおいて取得した虹彩画像から、特徴データと、瞳孔開度指標とを求める第２のステップと、
瞳孔開度指標を用いたデータ登録がなされた虹彩データベースに登録者について登録されているデータを参照し、前記第２のステップにおいて求めた瞳孔開度指標を用いて、照合対象の特徴データを得る第３のステップと、
前記第３のステップにおいて得た照合対象の特徴データと、前記第２のステップにおいて求めた特徴データとを比較することによって、前記被認証者が前記登録者と同一であるか否かを、判断する第４のステップと
を備えたことを特徴とする個人認証方法。A personal authentication method using an iris image,
A first step of obtaining an iris image for the person to be authenticated;
A second step of obtaining feature data and a pupil opening index from the iris image acquired in the first step;
Refer to the data registered for the registrant in the iris database that has been registered using the pupil opening index, and use the pupil opening index obtained in the second step to obtain feature data to be collated A third step;
It is determined whether or not the person to be authenticated is the same as the registrant by comparing the feature data to be collated obtained in the third step with the feature data obtained in the second step. A personal authentication method comprising: a fourth step. 請求項１１において、
前記虹彩データベースは、各登録者について、虹彩画像の特徴データが少なくとも１つ、瞳孔開度指標と併せて登録されたものであり、
前記第３のステップにおいて、前記虹彩データベースに登録者と対応づけて登録された少なくとも１つの特徴データの中から、当該特徴データと併せて登録されている瞳孔開度指標と前記第２のステップにおいて求めた瞳孔開度指標とを対比することによって、前記照合対象の特徴データを特定する
ことを特徴とする個人認証方法。In claim 11,
The iris database is registered for each registrant with at least one feature data of an iris image and a pupil opening index.
In the third step, out of at least one feature data registered in association with the registrant in the iris database, the pupil opening degree index registered together with the feature data and the second step A personal authentication method characterized in that the feature data to be collated is specified by comparing the obtained pupil opening degree index. 請求項１１において、
前記虹彩データベースは、各登録者について、虹彩画像の特徴データと瞳孔開度指標との関係式を表すパラメータが登録されたものであり、
前記第３のステップにおいて、前記虹彩データベースに登録者と対応づけて登録されたパラメータから関係式を得て、この関係式に、前記第２のステップにおいて求めた瞳孔開度指標を代入することによって、前記照合対象の特徴データを得る
ことを特徴とする個人認証方法。In claim 11,
In the iris database, for each registrant, a parameter representing a relational expression between feature data of an iris image and a pupil opening index is registered.
In the third step, a relational expression is obtained from the parameters registered in association with the registrant in the iris database, and the pupil opening degree index obtained in the second step is substituted into the relational expression. A personal authentication method characterized by obtaining characteristic data to be collated. 請求項１１において、
前記虹彩データベースは、各登録者について、虹彩画像の特徴データと、この特徴データから瞳孔開度指標が異なる他の特徴データへの変換を行うための変換規則とが登録されたものであり、
前記第３のステップにおいて、前記虹彩データベースに登録者と対応付けて登録された特徴データおよび変換規則を基にして、前記第２のステップにおいて求めた瞳孔開度指標を用いて、前記照合対象の特徴データを生成する
ことを特徴とする個人認証方法。In claim 11,
In the iris database, for each registrant, feature data of an iris image and a conversion rule for performing conversion from the feature data to other feature data having a different pupil opening index are registered.
In the third step, based on the feature data registered in association with the registrant in the iris database and the conversion rule, the pupil opening degree index obtained in the second step is used, and the verification target A personal authentication method characterized by generating feature data.被認証者について、虹彩画像を取得し、
取得した虹彩画像から、特徴データと、瞳孔開度指標とを求め、
虹彩データベースに登録者について登録されているデータを参照し、求めた瞳孔開度指標を用いて、照合対象の特徴データを得て、
照合対象の特徴データと、求めた特徴データとを比較することによって、前記被認証者が前記登録者と同一であるか否かを判断する虹彩認証のためのデータ登録を行う装置であって、
被登録者について、虹彩画像を取得する手段と、
前記虹彩画像から、特徴データと、瞳孔開度指標とを求める手段と、
前記特徴データおよび瞳孔開度指標を用いて、前記虹彩データベースに、前記被登録者についてのデータ登録を行う手段とを備えた
ことを特徴とする虹彩登録装置。Obtain an iris image for the person to be authenticated,
From the acquired iris image, obtain feature data and pupil opening index,
By referring to the data registered for the registrant in the iris database, using the obtained pupil opening index, obtain the feature data for the verification target,
A device for performing data registration for iris authenticationthat determines whether the person to be authenticated is the same as the registrant by comparing the feature data to be collated with the obtained feature data ,
A means for acquiring an iris image for a registered person;
Means for obtaining feature data and pupil opening index from the iris image;
Using said feature data and pupil opening degree index inthe iris database, the iris registration device characterized by comprising a means for performing data registration for the registrant. 虹彩画像を用いて個人認証を行うための装置であって、
被認証者について、虹彩画像を取得する手段と、
前記虹彩画像から、特徴データと、瞳孔開度指標とを求める手段と、
前記瞳孔開度指標を用いて、瞳孔開度指標を用いたデータ登録がなされた虹彩データベースに登録者と対応付けて登録されたデータを参照し、照合対象の特徴データを得る手段と、
前記照合対象の特徴データと、前記特徴データとを比較することによって、前記被認証者が前記登録者と同一であるか否かを、判断する手段とを備えた
ことを特徴とする虹彩認証装置。A device for performing personal authentication using an iris image,
Means for acquiring an iris image for the person to be authenticated;
Means for obtaining feature data and pupil opening index from the iris image;
Using the pupil opening index, referring to the data registered in association with the registrant in the iris database in which data registration using the pupil opening index is made, and means for obtaining feature data to be collated;
An iris authentication apparatus comprising: means for determining whether or not the person to be authenticated is the same as the registrant by comparing the feature data to be collated with the feature data . 虹彩画像を用いた個人認証をコンピュータに実行させるプログラムであって、
被認証者について取得した虹彩画像から、特徴データと、瞳孔開度指標とを求めるステップと、
前記瞳孔開度指標を用いて、瞳孔開度指標を用いたデータ登録がなされた虹彩データベースに登録者について登録されているデータを参照し、照合対象の特徴データを得るステップと、
前記照合対象の特徴データと、前記特徴データとを比較することによって、前記被認証者が前記登録者と同一であるか否かを、判断するステップと
をコンピュータに実行させるプログラム。A program for causing a computer to perform personal authentication using an iris image,
From the iris image acquired for the person to be authenticated, obtaining feature data and a pupil opening index,
Using the pupil opening index, referring to the data registered for the registrant in the iris database that has been registered using the pupil opening index, and obtaining feature data to be verified;
A program that causes a computer to execute a step of determining whether or not the person to be authenticated is the same as the registrant by comparing the feature data to be collated with the feature data. 虹彩画像を用いた個人認証方法であって、
登録時において、
被登録者について、虹彩画像を取得し、
取得した虹彩画像から、特徴データを求めるとともに、瞳孔開度指標として、虹彩画像取得時の周囲の明るさを求め、
求めた特徴データおよび瞳孔開度指標を用いて、虹彩データベースに、前記被登録者についてのデータ登録を行い、
認証時において、
被認証者について、虹彩画像を取得し、
取得した虹彩画像から、特徴データを求めるとともに、瞳孔開度指標として、虹彩画像取得時の周囲の明るさを求め、
前記虹彩データベースに登録者について登録されているデータを参照し、認証時に求めた瞳孔開度指標を用いて、照合対象の特徴データを得て、
前記照合対象の特徴データと、認証時に求めた特徴データとを比較することによって、前記被認証者が前記登録者と同一であるか否かを、判断する
ことを特徴とする個人認証方法。A personal authentication method using an iris image,
At the time of registration,
For the registered person, obtain an iris image,
While obtaining feature data from the acquired iris image,as a pupil opening index, obtain the ambient brightness at the time of iris image acquisition,
Using the obtained feature data and pupil opening index, perform data registration for the registered person in the iris database,
At the time of authentication,
Obtain an iris image for the person to be authenticated,
While obtaining feature data from the acquired iris image,as a pupil opening index, obtain the ambient brightness at the time of iris image acquisition,
With reference to the data registered for the registrant in the iris database, using the pupil opening index obtained at the time of authentication, to obtain the feature data of the verification target,
A personal authentication method, wherein it is determined whether or not the person to be authenticated is the same as the registrant by comparing the characteristic data to be verified with the characteristic data obtained at the time of authentication. 虹彩画像を用いた個人認証方法であって、
被認証者について、虹彩画像を取得する第１のステップと、
前記第１のステップにおいて取得した虹彩画像から、特徴データを求めるとともに、瞳孔開度指標として、虹彩画像取得時の周囲の明るさを求める第２のステップと、
瞳孔開度指標を用いたデータ登録がなされた虹彩データベースに登録者について登録されているデータを参照し、前記第２のステップにおいて求めた瞳孔開度指標を用いて、照合対象の特徴データを得る第３のステップと、
前記第３のステップにおいて得た照合対象の特徴データと、前記第２のステップにおいて求めた特徴データとを比較することによって、前記被認証者が前記登録者と同一であるか否かを、判断する第４のステップと
を備えたことを特徴とする個人認証方法。A personal authentication method using an iris image,
A first step of obtaining an iris image for the person to be authenticated;
A second step of obtaining feature data from the iris image acquired in the first step, and obtaininga surrounding brightness at the time of obtaining the iris image as a pupil opening index ;
Refer to the data registered for the registrant in the iris database that has been registered using the pupil opening index, and use the pupil opening index obtained in the second step to obtain feature data to be collated A third step;
It is determined whether or not the person to be authenticated is the same as the registrant by comparing the feature data to be collated obtained in the third step with the feature data obtained in the second step. A personal authentication method comprising: a fourth step. 被認証者について、虹彩画像を取得し、
取得した虹彩画像から特徴データを求めるとともに、瞳孔開度指標として、虹彩画像取得時の周囲の明るさを求め、
虹彩データベースに登録者について登録されているデータを参照し、求めた瞳孔開度指標を用いて、照合対象の特徴データを得て、
照合対象の特徴データと、求めた特徴データとを比較することによって、前記被認証者が前記登録者と同一であるか否かを判断する虹彩認証のためのデータ登録を行う装置であって、
被登録者について、虹彩画像を取得する手段と、
前記虹彩画像から特徴データを求めるとともに、瞳孔開度指標として、虹彩画像取得時の周囲の明るさを求める手段と、
前記特徴データおよび瞳孔開度指標を用いて、前記虹彩データベースに、前記被登録者についてのデータ登録を行う手段とを備えた
ことを特徴とする虹彩登録装置。Obtain an iris image for the person to be authenticated,
While obtaining the feature data from the acquired iris image, as apupil opening index, obtain the ambient brightness at the time of iris image acquisition,
By referring to the data registered for the registrant in the iris database, using the obtained pupil opening index, obtain the feature data for the verification target,
A device for performing data registration for iris authentication that determines whether the person to be authenticated is the same as the registrant by comparing the feature data to be collated with the obtained feature data,
A means for acquiring an iris image for a registered person;
Whileobtaining feature data from the iris image, as apupil opening index, meansfor obtainingambient brightness at the time of obtaining the iris image ;
An iris registration device comprising: means for registering data on the registered person in the iris database using the feature data and pupil opening index. 虹彩画像を用いて個人認証を行うための装置であって、
被認証者について、虹彩画像を取得する手段と、
前記虹彩画像から特徴データを求めるとともに、瞳孔開度指標として、虹彩画像取得時の周囲の明るさを求める手段と、
前記瞳孔開度指標を用いて、瞳孔開度指標を用いたデータ登録がなされた虹彩データベースに登録者と対応付けて登録されたデータを参照し、照合対象の特徴データを得る手段と、
前記照合対象の特徴データと、前記特徴データとを比較することによって、前記被認証者が前記登録者と同一であるか否かを、判断する手段とを備えた
ことを特徴とする虹彩認証装置。A device for performing personal authentication using an iris image,
Means for acquiring an iris image for the person to be authenticated;
Whileobtaining feature data from the iris image, as apupil opening index, meansfor obtainingambient brightness at the time of obtaining the iris image ;
Using the pupil opening index, referring to the data registered in association with the registrant in the iris database in which data registration using the pupil opening index is made, and means for obtaining feature data to be collated;
An iris authentication apparatus comprising: means for determining whether or not the person to be authenticated is the same as the registrant by comparing the feature data to be collated with the feature data . 虹彩画像を用いた個人認証をコンピュータに実行させるプログラムであって、
被認証者について取得した虹彩画像から特徴データを求めるとともに、瞳孔開度指標として、虹彩画像取得時の周囲の明るさを求めるステップと、
前記瞳孔開度指標を用いて、瞳孔開度指標を用いたデータ登録がなされた虹彩データベースに登録者について登録されているデータを参照し、照合対象の特徴データを得るステップと、
前記照合対象の特徴データと、前記特徴データとを比較することによって、前記被認証者が前記登録者と同一であるか否かを、判断するステップと
をコンピュータに実行させるプログラム。A program for causing a computer to perform personal authentication using an iris image,
While obtaining feature data from the iris image acquired for the person to be authenticated,as a pupil opening index, obtaining the ambient brightness at the time of obtaining the iris image ;
Using the pupil opening index, referring to the data registered for the registrant in the iris database that has been registered using the pupil opening index, and obtaining feature data to be verified;
A program that causes a computer to execute a step of determining whether or not the person to be authenticated is the same as the registrant by comparing the feature data to be collated with the feature data.

Images