WO2004042658A1 - 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 - Google Patents

Abstract

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・虹彩径比Ｒ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、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、虹彩データベース（１２）から適切な虹彩コードを照合対象として特定し、認証を行う。

Description

明糸田書 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 技術分野

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。 背景技術

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 A T M (Automated Teller Machine) 、 P Cログイン用途などに利用され始め ている。

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'つ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。

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。

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 Z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 Z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。

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。

(特許文献 1 ) 特公平 5— 8 4 1 6 6号公報

(特許文献 2 ) 特表平 8— 5 0 4 9 7 9号公報

(特許文献 3 ) 特開 2 0 0 0— 1 9 4 8 5 5号公報 解決課題

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。 ' 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。

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。 発明の開示

具体的には、 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。 ' 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。

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。

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。

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。

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。 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。

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。

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。 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。

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微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。

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。

以上のように本発明によると、 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。 図面の簡単な説明

図 1は本発明の第 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。 図 2は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。

図 3は本発明の第 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 プロック図である。

図 4は本発明の第 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。

図 5は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。

図 6は本発明の第 1の実施形態における登録時の処理を示すフローチヤ一トである。 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 図 8 ( a ) は虹彩領域を表す図、 図 8 ( b ) は虹彩領域を X y座標系で表現した図、 図

8 ( c ) は虹彩領域を極座標系で表現した図である。

図 9は解析帯域を表す図である。

図 1 0は虹彩コードの作成を示す図である。

図 1 1は虹彩コード同士のハミング距離のマトリクスである。

図 1 2は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。

図 1 3は本発明の第 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。 図 1 4は本発明の第 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。 図 1 5は本発明の第 2の実施形態における虹彩登録装置の構成を示すプロック図である。 図 1 6は本発明の第 2の実施形態における虹彩認証装置の構成を示すプロック図である。 図 1 7は本発明の第 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。 図 1 8は図 1 7のフローにおけるステップ S A 6の処理の詳細を示すフローチヤ一トで める。

図 1 9は図 1 7のフローにおけるステップ S A 6の処理を概念的に説明するための図で ある。

図 2 0は本宪明の第 2の実施形態における虹彩データベース 1 2のデータ内容の一例で ある。

図 2 1は本発 ¾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。 図 2 2は本発明の第 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。

図 2 3は本発明の第 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。

図 2 4は本発明の第 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。

図 2 5は本発明の第 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。

図 2 6は本発明の第 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。 図 2 7は本発明の第 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。

図 2 8は虹彩データベースに格納された変換規則の一例である。

図 2 9は本発明の第 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。 発明を実施するための最良の形態

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微データを得て、 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。

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。

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、 通常状態およぴ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。

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。

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。

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。

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。

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。

. 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。

本発明の第 1 0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。

本発明の第 1 1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。

本発明の第 1 2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のステツ 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 テツ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 1 1態様の個人認証方法を提供する。

本発明の第 1 3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 のステツプにおいて、 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 1 1態様の個人認証方法を提供する。 本発明の第 1 4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 1 1態様の個人認証方法を提供する。 本発明の第 1 5態様では、 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を提供する。

本発明の第 1 6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。 本発明の第 1 7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。

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。

(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 1 2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、 登録側の比尺と、 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。

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 1 1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 1 2 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 1 3に接続され ている。 また、 虹彩登録装置 1 4と虹彩認証装置 1 5も同様にネットワーク網 1 3に接続 されている。 虹彩登録装置 1 4は、 登録時に生成した虹彩コードを虹彩デ一タベース 1 2 に向けて送信する。 虹彩認証装置 1 5は、 認証時に生成した虹彩コードと、 虹彩データべ ース 1 2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つて個人認証を行う。 なお、 虹彩認証サーバ 1 1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、 虹彩データべ一ス 1 2は、 ネットワーク網を介して虹彩認証サーバ 1 1に接続されていてもよい。

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プロ ック図である。 図 3に示すように、 虹彩撮影装置 1 6は、 被登録者の顔周囲に対して可視 光照明を行う照明 3 1、 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 3 2、 および照明 3 1の発光強度を制御する照明制御部 3 3を備えている。

また虹彩登録装置 1 4は、 虹彩画像を取得する虹彩画像取得部 3 4、 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 3 5、 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 3 6、 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 1 3へ送信する特徴送信部 3 7を 備えている。 ここでは虹彩画像取得部 3 4は、 虹彩撮影装置 1 6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、 特微送信部 3 7からネットワーク網 1 3へ送信 された特徴データは、 虹彩データベース 1 2に登録される。

なお、 虹彩登録装置 1 4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 3 7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 1 4と虹彩撮影装置 1 6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 1 4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 1 1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 1 1側で行うようにしてもよい。 また、 虹彩登録 装置 1 4の全機能を個人認証サーバ 1 1に内蔵してもよい。

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 1 5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 4 1、 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 4 2、 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 4 3、 ネットワーク網 1 3を介して虹彩データ ベース 1 2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 4 4、 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 4 5を備えている。 なお、 虹彩認証装置 1 5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 1 1に送信し、 虹彩コードの生成を虹彩認証サーバ 1 1で行うようにして もよレ、。 また、 登録虹彩コードとの比較も虹彩サーバ 1 1において行い、 認証結果のみを 虹彩認証装置 1 5が受け取るような形態であってもかまわな V、。 また、 虹彩認証装置 1 5 が、 図 2における虹彩認証サーバ 1 1、 虹彩データベース 1 2、 虹彩登録装置 1 4および 虹彩撮影装置 1 6の機能を全て有し、 登録、 虹彩データの保持、 認証を 1台の装置によつ て行うようにしてもかまわない。

図 5は本実施形態における虹彩認証装置 1 5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 2 0は、 携帯電話に、 虹彩画像撮影用のカメ ラ 2 1と虹彩撮影用の照明 2 2とが付加されたものである。 カメラ 2 1および照明 2 2以 外には、 モニタ 2 3、 操作ボタン 2 4、 スピーカ 2 5、 マイク 2 6およびアンテナ 2 7等 を備えている。 照明 2 2は 1個または数個の近赤外 L E Dによって構成されている。 カメ ラ 2 1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 2 3には、 撮影中の虹彩画像や認証結果が表示される。

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 Z屋内 を問わず、 また、 昼ノ夜を問わず、 様々な環境下で虹彩認証を行うものとする。

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ヤ一トである。 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。

まず、 被登録者は、 虹彩撮影装置 1 6によって、 瞳孔開度が異なる複数の虹彩画像を撮 影する （S A 1 ) 。 虹彩撮影装置 1 6では、 撮影部 3 2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 3 1の発光強度を照明制御部 3 3によって制御することができ る。 ここでは、 照明制御部 3 3は、 撮影部 3 2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 3 1を、 所定のタイミング で消灯するものとする。

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 3 1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 3 1がー様に点灯 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。

そして時刻 tにおいて、 照明制御部によって照明 3 1が消灯されると、 瞳孔は明るさに 順応するまで散大し、 ）噴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 3 2が図 7 ( b ) に示す撮影タイミングで複数枚 （ここでは 1 0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。

このように、 可視光照明強度を変ィ匕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 3 1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。

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。

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。

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ィ匕 させてもよい。

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。

次に、 ステップ S A 1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 （ S A 2 ) 。 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 （瞳孔と虹彩との聞の境 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 r 0極座標系へと変換する

(3) 解析帯域を決定する 方向をリング状に 8分割） ―

(4) マノレチスケールの 2_d G a b o rフィルタを適用し、 G a b o r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 O R) 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

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、 X y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 r 0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） 力 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。

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 1 0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、 G a b o r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 G a b o rフィルタを適用し、 単一のスケールの G a b o r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 G a b o rフィルタ実部を適用した結果である。 G a b o r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。

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。 '

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 （S A 3 ) 。 この処理は、 虹彩登録装置 1 4の比計算部 3 6によつて行われる。 ここでは、 瞳孔外縁を 半径 r _P の円で、 虹彩外縁を半径 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 / X 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。

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 P D A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。

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。

次に、 最終的に保存する特徴データを選択する （S A 4 ) 。 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 1 0枚の虹彩画像を撮影している。 この 1 0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 1 2に登録してもよいが、 ここでは、 虹彩データベース 1 2に格納するデータ量をできるだけ少なくするために、 必 要最小限の虹彩コ一ドを選択するものとする。

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。 本実施形態では、 虹彩コードが 1 0個存在するため、 ハミング距離は 4 5通り （= _{1 0} C ) 計算される。 この結果、 図 1 1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。 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 . 2 0とする。

具体的には、 図 1 1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 . 1 5であり、 虹彩コード 2とのハミング距離は 0 . 1 6である。 すなわち、 ノヽミ ング距離が両方とも閾値すなわち 0 . 2 0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、 認証時の虹彩コ一ドが虹彩コード 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つて認証が成功するため、 虹彩コ一 ド 1は省略してもよい、 という思想に基づく。

そして、 図 1 1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 . 2 0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 . 1 4であり、 虹彩コード 4とのハミング距離は 0 · 1 3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。

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 1 2のデータ量を削減することができる。

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力、 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。

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 1 2のようなグラフ が作成できる。 図 1 2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。

そして図 1 2のグラフから、 許容すべき F R R (本人拒否率、 例えば 1 % ) を 満たす瞳孔径 '虹彩径比の範囲 A 1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 F R R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。

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 （カメラのフォー力 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 F R Rを満たす瞳孔径 '虹彩径比の範囲は互いに少しずつォー バラップしていることが望ましい。

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 つている。 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 Z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。

最後に、 ステップ S A 4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 1 2に保存する （S A 5 ) 。 ここで は、 虹彩登録装置 1 4の特徴送信部 3 7が、 ネットワーク網 1 3を介して虹彩データべ一 ス 1 ·2に虹彩コードと瞳孔径 ·虹彩径比を送信する。

図 1 3は虹彩データベース 1 2のデータ内容の一例を模式的に示す図であり、 複数 （Μ 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 1 3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。

図 1 4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 1 4のフロ 一に従って、 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。 まず、 被認証者は、 虹彩認証装置 1 5の虹彩画像取得部 4 1によって、 虹彩画像を撮影 する （ S B 1 ) 。 ここで、 虹彩認証装置 1 5として図 5の認証機能付携帯電話 2 0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。

次に、 特徴抽出部 4 2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 （ S B 2 ) とともに、 比計算部 4 3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 （S B 3 ) 。 ステップ S B 2 , S B 3の処理は、 登録時における ステップ S A 2， S A 3と同様であるため、 ここでは説明を省略する。

次に、 特徴データ取得部 4 4が、 虹彩データベース 1 2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 （S B 4 ) 。 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。

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 . 4 1である とき、 虹彩データベース 1 2の中から、 比 Rが 0 . 4 1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 I D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 1 2に登録された全ての登録者につ いて、 それぞれ、 比 Rが 0 . 4 1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 I Dを申告する 1対 1認証の場合は、 申告した I Dに該当する登録者について、 比 R が 0 . 4 1に最も近い虹彩コード 1個を取得する。

そして、 認証部 4 5によって、 特徴抽出部 4 2によって抽出した虹彩コードと、 特徴デ ータ取得部 4 4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 （S B 5 ) 。 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 影響を捕償するために、 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 1 0 ( c ) に示す虹彩コードが、 あたかも卷かれて円筒にされ 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。

なお、 ここでは、 虹彩認証装置 1 5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 （S B 1〜 S B 3 ) 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 1 1に向けて送信し、 虹彩認証サーバ 1 1において、 特徴データ取得および認証 （S B 4 , S B 5 ) を行ってもかまわない。

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。

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。

(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。

図 2 2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 2 2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。

まず、 被登録者は、 虹彩画像を撮影する （S A 1 ' ) 。 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 1 6のような可視光照明強 度を制御可能な装置を用！/ヽ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。

次に、 ステップ S A 1 ' 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 （S A 2 ' ) 。 また、 取得した虹彩画像から、 瞳孔径 ·虹彩径比を計算する （S A 3 ' ) 。 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。

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 1 2に保存する （S A 4 ' ) 。

このとき、 虹彩登録装置 1 4または虹彩認証サーバ 1 1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 レ、₀

被登録者は、 ステップ S A 1 ' - S A 4 ' 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レ、。 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西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。 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 1 4のフローに従って説明する。

ステップ S B 1〜S B 3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。 次に、 特徴データ取得部 4 4が、 虹彩データベース 1 2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 （S B 4 ) 。 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。

例えば図 2 3のように、 認証時の虹彩画像における瞳孔径 ·虹彩径比尺が 0 . 2 5であ るとき、 虹彩データベース 1 2の中から、 比 Rが 0 . 2 5に近い虹彩コードを照合対象と して取得する。 図 2 3は自分の I D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 2 3に示すように、 虹彩データベース 1 2に登録された全ての登録者について、 それぞれ、 比 Rが 0 . 2 5に最も近い虹彩コードを 1個ずつ取得する。 一方、 自分の I D を申告する 1対 1認証の場合は、 申告した I Dに該当する登録者について、 比 Rが 0 . 2 5に最も近 、虹彩コード 1個を取得する。

そして、 認証部 4 5によって、 特徴抽出部 4 2によって抽出した虹彩コードと、 特徴デ ータ取得部 4 4によって取得した虹彩コ 'ドとを比較することによって、 認証を行う （S' B 5 ) 。 ステップ S B 5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。 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 つて、 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 2 3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。

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 2 4のような認証処 理を行うこともできる。 ステップ S B 1〜S B 3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。

次に、 特徴データ取得部 44が、 虹彩データベース 1 2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 （SB 8) 。 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。

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. 1 5) 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 I Dを 申告する 1対 1認証を示している。 申告した I D= 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. 1 5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。

該当する虹彩コードが存在したか否かをチェックし （SB 9) 、 存在したときは （Ye s) 、 その虹彩コードを照合対象として用いて認証を行う （SB 10) 。 ステップ SB 1 0の処理は第 1の実施形態におけるステップ SB 5と同様であるため、 説明を省略する。 —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 （SB 1 1) 。 図 2'5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 SB 1 1に進む。 ここで、 ステップ SB 1 1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。

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であつたので、 次回の認証では、 瞳孔径 ·虹彩径比が 0 . 2 5よりも大きくなるように、 より喑 1/、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 . 4 3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。

(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。

本実 ¾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 1 5は本実施形態に係る虹彩登録装置 1 4 Aの構成を示すプロック図で 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 3 8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 3 7は関係式計算部 3 8 によって求められたパラメータを虹彩データベース 1 2に送信する。

図 1 6は本実施形態に係る虹彩認証装置 1 5 A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 4 6· . は、 虹彩データベース 1 2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。

図 1 7は本実施形態における登録時の処理を示すフローチヤ一トである。 図 1 7 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。

ステップ S A 1〜S A 3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 1 6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 （S A 1 ) 、 虹彩登録装置 1 4 Aの特徴抽出部 3 5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 （S A 2 ) 、 虹彩登録装置 1 4 Aの比計算部 3 6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 （S A 3 ) 。 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 G a b o rフィルタを適用した後の信号を、 保存してお <。

次に、 虹彩登録装置 14 A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。

まず、 ステップ S A 2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 U≠ i) のコード間のハミング距離を算 出する （ S A 61 ) 。 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 を保存する （SA62) 。

そして、 ステップ SA2で保存しておいた G a b o rフィルタの出力信号をそれぞれ、 回転角 0 i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） でフイッテングする (S A64) 。

図 1 9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 S A 1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 S A 3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 1 9 (b) はステップ SA2で記憶された G a b o rフイノレタの出力を、 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 1 9 (c) は図 1 9 (b) における Ga b o rフイノレタ出 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。

なお、 図 1 9 (c) ではある座標における実部 （または虚部） の Ga b o r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、 G a b o r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 G a b o r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=SXTXFX 2

2を乗じているのは、 実部と虚部に対応する。

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 1 2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= a X³ +b X² + c X+ 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 G a b o rブイ ルタ出力、 a, b, c, dは係数である。

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 レヽうことは、 瞳孔径 ·虹彩径比が変わっても、 G a b o r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=l 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、 G a b o r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。

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 1 2 に保存する （SA7) 。 図 20は虹彩データベース 1 2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。 なお、 ここでは、 瞳孔径 ·虹彩径比と G a b o rフィルタ出力との関係式を、 多項式フ イツティ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つて表現してもよい。

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^ [データ 1個当たり 2048 b i t (= 256 b y t e) 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 （f l o a t ; 4 b y t e) 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 X4X4 = 32768 (b y t e)

となり、 特許文献 2の 128倍の容量が必要になる。

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 G a b o r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ヨン後の出力値は、 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、 Ga b o rフィノレ タ出力値から得られた D次式の各係数値も相関がある 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 1 28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。

図 2 1は本実施形態における認証時の処理を示すフローチヤ一トである。 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。

ステップ SB 1〜SB 3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 15 Aの虹彩画像取得部 41によって、 虹彩画像を撮影する （SB 1) 。 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 （S B 2 ) とともに、 比計算部 4 3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 （S B 3 ) 。

次に、 特徴データ計算部 4 6は、 虹彩データベース 1 2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 4 3によつて計算した瞳孔径 ·虹彩径比を代入して、 照合対象の虹彩データを計算する （S B 6 ) 。 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 . 4 1のとき、 図 2 0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 4 1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。

このとき、 1対 N認証の場合は、 虹彩データベース 1 2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 I Dを申告する 1 対 1認証の場合は、 申告した I D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 一ド 1個を取得する。

そして、 認証部 4 5によって、 特徴抽出部 4 2によって抽出した虹彩コードと、 特徴データ計算部 4 6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 （S B 7 ) 。 ここでの処理は、 第 1の実施形態におけるステップ S B 5 と同様であるため、 説明を省略する。

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。 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、 デ一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。

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。

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 2 0 0 2 _ 2 8 4 4 6号によって、 対応可能である。

(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。 図 2 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 2 6のフロ 一に従って、 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。 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 （S A 1 ) 。 そして、 ステップ S A 1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 （S A 2 ) とともに、 瞳孔径 ·虹彩径比をそれぞれ計算する （S A 3 ) 。 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。

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 （S A 8 ) 、 特 定した特徴データを虹彩データベースに保存する （S A 9 ) 。 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。

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。

次に、 ステップ S A 9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 （S A 1 0 ) 。 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 2 3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。 ここで、 登録特徴データの瞳孔径 ·虹彩径比を R 0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 R 1とする。 図 2 7のように、 瞳孔径 ·虹彩径比 R 0の虹 彩コ一ドの一部のビット群が、 瞳孔径 ·虹彩径比 R 1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 2 7の例では、 変換規則は、 「第 6〜 1 0ビットを 3ビットシフト」 「第 1 9〜2 5ビットを一 3ビットシフト J と表される。

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 （S A 1 1 ) 。 変換規則は、 例えば図 2 8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べ一 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。 '· 図 2 9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 2 9のフロ 一に従って、 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。 ステップ S B 1〜S B 3の処理は、 第 1の実施形態と同様なので説明を省略する。 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 （S B 1 2 ) 。 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レ、て全ての登録虹彩コ一ドを変換してもよい。

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 一タとを照合して認証を行う （S B 1 3 ) 。

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。

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。

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、 コンビユー 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。

産業上の利用可能性

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 · P D Aなどに虹彩認証機能を搭載 し、 電子商取引用途のモパイル認証を行う際に、 有効である。

Claims

言青求の範囲

1 . 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、 照合対象の特徴デ一タを得て、

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。

2 . 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。

3 . 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。

4 . 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。

5 . 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。

6 . 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。

7 . 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。

8 . 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、 間引力れたパラメータを、 捕間によつて復元する

ことを特徴とする個人認証方法。

9 . 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。

1 0 . 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 e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。

1 1 . 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のステツ 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。

1 2 . 請求項 1 1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のステツ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。

1 3 . 請求項 1 1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。

1 4 . 請求項 1 1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。

1 5 . 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、 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。

1 6 . 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。

1 7 . 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 つて、

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。