專利名稱：虹彩注冊方法、虹彩注冊裝置及虹彩注冊程序的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用虹彩圖象進(jìn)行的個人認(rèn)證技術(shù)，特別涉及提高在各種狀況中(例如在陽光等外光下以及夜間等)進(jìn)行的虹彩認(rèn)證的精度的技術(shù)。
背景技術(shù)：
利用采用虹彩圖象進(jìn)行的個人認(rèn)證技術(shù)。虹彩，因其模樣復(fù)雜，他人接受率非常低，可以在保密用途等中應(yīng)用。另一方面，由于瞳孔的大小隨著周圍的明亮度而變，伴隨著這一變化，虹彩圖案的形狀也發(fā)生變化，所以在注冊時和認(rèn)證時的照明環(huán)境大不相同的情況下，本人被拒率就有增加的危險。如何吸收注冊時和認(rèn)證時的這種差異，是將其實用化的一大課題。
專利文獻(xiàn)1公布了將認(rèn)證時取得的虹彩圖象信息和記憶的虹彩圖象信息進(jìn)行比較后，識別個人的虹彩認(rèn)證的基本方式。在該方式中，通過照射眼睛，從而使瞳孔直徑變化，對該照明強(qiáng)度加以控制，以便使瞳孔成為給定的直徑后，比較虹彩圖象或從虹彩圖象中抽出的特征量。
在專利文獻(xiàn)2中，注冊時，使照明強(qiáng)度變化，從而拍攝多張瞳孔直徑大小不同的虹彩圖象，再注冊從拍攝的虹彩圖象中分別抽出的多個特征量。然后，將從認(rèn)證時拍攝的虹彩圖象中抽出的特征量和多個注冊特征量進(jìn)行比較。
在專利文獻(xiàn)3中，注冊時，給予各種變化(瞳孔直徑、變形、切取誤差)后，生成多個特征數(shù)據(jù)，選擇其中的一部分后注冊。
專利文獻(xiàn)1日本國特公平5-84166號公報專利文獻(xiàn)2日本國特開2000-194855號公報專利文獻(xiàn)3日本國特開2001-167279號公報 在專利文獻(xiàn)1中，使瞳孔直徑變成給定的直徑，需要一定的時間，所以存在著認(rèn)證花費(fèi)時間的問題。與此不同，在專利文獻(xiàn)2中，由于在注冊時拍攝多張瞳孔直徑的大小不同的虹彩圖象，所以無論認(rèn)證時的虹彩圖象的瞳孔直徑是何尺寸，都能夠和具有大致相等的瞳孔直徑的注冊特征量進(jìn)行比較。因此，認(rèn)證時不需要控制瞳孔直徑，與專利文獻(xiàn)1相比，能夠縮短認(rèn)證時間。
可是，在上述的專利文獻(xiàn)2中，雖然講述了使照明強(qiáng)度變化拍攝多張虹彩圖象，再分別注冊從拍攝的圖象中抽出的特征量，但是關(guān)于注冊的特征量的個數(shù)及其選擇方法，卻沒有談及。
注冊特征量的個數(shù)較多時，盡管能夠提高認(rèn)證性能，但卻使保持注冊特征量的數(shù)據(jù)庫的容量及認(rèn)證時間增加。另一方面，注冊特征量的個數(shù)較少時，雖然在數(shù)據(jù)庫的容量及認(rèn)證時間上沒有問題，但是由于選擇的注冊特征量，有可能使注冊時和認(rèn)證時的瞳孔的張開度出現(xiàn)差異，造成認(rèn)證性能的下降。就是說，從數(shù)據(jù)庫的容量及認(rèn)證時間的角度上說，如何獲得適當(dāng)?shù)膫€數(shù)的注冊特征量，以便獲得足夠的認(rèn)證精度，是將虹彩認(rèn)證實用化的關(guān)鍵之一。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問題，本發(fā)明的研究課題是提供在利用虹彩圖象進(jìn)行的個人認(rèn)證中，能夠獲得穩(wěn)定的認(rèn)證性能地進(jìn)行特征量的注冊的技術(shù)。
第1個發(fā)明是對被注冊者取得瞳孔的張開度的分布是一致的虹彩圖象的集合，根據(jù)該虹彩圖象的集合，評價認(rèn)證性能，獲得給定數(shù)量的注冊特征量。
采用本發(fā)明后，由于根據(jù)瞳孔的張開度的分布是一致的虹彩圖象的集合，評價認(rèn)證性能，選擇注冊特征量，所以在認(rèn)證時，對在各種亮度下拍攝的任何瞳孔的張開度的虹彩圖象，也能獲得穩(wěn)定的認(rèn)證性能。
而且，瞳孔的張開度的分布是一致的虹彩圖象的集合，可以通過以下方法獲得。即，對多張虹彩圖象，進(jìn)行虹彩圖象的復(fù)制及刪除中的至少一方，使瞳孔的張開度的分布成為一致。另外，還可以一邊使瞳孔的張開度的分布成為一致地控制照明度，一邊拍攝多張虹彩圖象。進(jìn)而，還可以一邊使照明強(qiáng)度變化，一邊使瞳孔的張開度的分布成為一致地控制拍攝間隔，一邊拍攝多張虹彩圖象。
第2個發(fā)明，根據(jù)被注冊者的多張虹彩圖象，通過進(jìn)行虹彩圖象的復(fù)制及刪除中的至少一方，獲得瞳孔的張開度表示給定的分布的虹彩圖象，根據(jù)該虹彩圖象的集合，評價認(rèn)證性能，獲得給定數(shù)量的注冊特征量。而且，作為給定的分布，設(shè)定被注冊者在進(jìn)行認(rèn)證的環(huán)境中獲得的多張虹彩圖象中的瞳孔的張開度的分布。
采用本發(fā)明后，由于獲得瞳孔的張開度表示例如與被注冊者的生活模式對應(yīng)的給定的分布的虹彩圖象的集合，根據(jù)該虹彩圖象的集合，評價認(rèn)證性能，獲得給定數(shù)量的注冊特征量，所以能夠獲得與被注冊者的生活模式一致的注冊特征量，因此能夠獲得更加穩(wěn)定的認(rèn)證性能。
第3個發(fā)明，根據(jù)被注冊者的多張虹彩圖象，分別生成特征量，再根據(jù)各特征量，將認(rèn)證性能作為評價指標(biāo)，選擇給定數(shù)量的注冊特征量，在選擇之際，按照瞳孔的每個張開度的特征量數(shù)加權(quán)后，計算表示認(rèn)證性能的給定的評價值。
采用本發(fā)明后，由于使用按照每個瞳孔的張開度的特征量數(shù)后加權(quán)計算的表示認(rèn)證性能的給定的評價值，選擇注冊特征量，所以即使沒有預(yù)先取得瞳孔的張開度的分布是一致的虹彩圖象的集合及瞳孔的張開度表示給定的分布的虹彩圖象的集合，也能根據(jù)多張虹彩圖象，獲得和第1或第2個發(fā)明同樣的注冊特征量。
采用本發(fā)明后，能夠?qū)嵭兄荚谶M(jìn)行虹彩認(rèn)證的特征量的注冊，從而獲得穩(wěn)定的認(rèn)證性能。


圖1是表示本發(fā)明的第1實施方式涉及的虹彩注冊方法的流程圖。
圖2是表示本發(fā)明的各實施方式中的虹彩注冊系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)的圖形。
圖3是表示本發(fā)明的第1實施方式涉及的虹彩注冊裝置的結(jié)構(gòu)示例的方框圖。
圖4是表示作為虹彩認(rèn)證裝置15的一個示例的帶認(rèn)證功能的手機(jī)的外形圖。
圖5是表示對于瞳孔的張開度而言的虹彩圖象張數(shù)的分布的一個例子的直方圖。
圖6是表示瞳孔的張開度的分布是一致的虹彩圖象的集合的直方圖。
圖7表示瞳孔外緣及虹彩外緣的位置的示意圖。
圖8是用xy坐標(biāo)系表現(xiàn)虹彩區(qū)域的圖形。
圖9是用極坐標(biāo)系表現(xiàn)虹彩區(qū)域的圖形。
圖10表示將虹彩區(qū)域朝半徑方向8分割的解析帶域的圖形，圖11是表示虹彩特征量的編制過程的圖形，圖12是表示漢明距離和瞳孔直徑·虹彩直徑比之差的示意圖。
圖13是表示本發(fā)明的第1實施方式取得的注冊圖象的瞳孔的張開度的分布的示例的示意圖。
圖14是表示本發(fā)明的第1實施方式取得的注冊圖象的瞳孔的張開度的分布的其它示例的示意圖。
圖15是表示比較各特征量的手法的圖形。
圖16是表示本發(fā)明的第1實施方式的變形例涉及的虹彩注冊裝置14A的結(jié)構(gòu)示例的方框圖。
圖17是表示本發(fā)明的第2及第3實施方式涉及的虹彩注冊方法的流程圖。
圖18是表示本發(fā)明的第2及第3實施方式涉及的虹彩注冊裝置的結(jié)構(gòu)示例的方框圖。
圖19是表示本發(fā)明的第4實施方式涉及的虹彩注冊方法的流程圖。
圖20是表示本發(fā)明的第4實施方式取得的注冊圖象的對瞳孔直徑·虹彩直徑比而言的分布的示例的示意圖。
圖21是表示白天型的分布的示意圖。
圖22是表示夜晚型的分布的示意圖。
圖23是表示室外型的分布的示意圖。
圖24是表示室內(nèi)型的分布的示意圖。
圖25是表示注冊圖象的對瞳孔直徑·虹彩直徑比而言的分布的示例的示意圖。
符號說明 14、14A、14B虹彩注冊裝置31圖象存放部32特征量抽出部33特征量存放部34、34A特征量選擇部35注冊部36、36A頻度變換部37照明部38攝影部39控制部
具體實施例方式本發(fā)明的第1樣態(tài)，作為虹彩注冊方法，提供具備下述步驟的方法對被注冊者取得瞳孔的張開度的分布是一致的虹彩圖象的集合的第1步驟；根據(jù)在所述第1步驟中取得的虹彩圖象的集合，評價認(rèn)證性能，獲得給定數(shù)量的注冊特征量的第2步驟。
本發(fā)明的第2樣態(tài)，提供具備下述步驟的第1樣態(tài)的虹彩注冊方法在所述第1步驟中，具備獲得多張虹彩圖象的步驟；對所述多張虹彩圖象，進(jìn)行虹彩圖象的復(fù)制及刪除中的至少一方，以便使其瞳孔的張開度的分布成為一致的步驟。
本發(fā)明的第3樣態(tài)，提供具備下述步驟的第1樣態(tài)的虹彩注冊方法在所述第1步驟中，具備使瞳孔的張開度的分布成為一致地控制照明強(qiáng)度，拍攝多張虹彩圖象的步驟。
本發(fā)明的第4樣態(tài)，提供具備下述步驟的第1樣態(tài)的虹彩注冊方法在所述第1步驟中，具備一邊使照明強(qiáng)度變化，一邊使其瞳孔的張開度的分布成為一致地控制拍攝間隔，從而拍攝多張虹彩圖象的步驟。
本發(fā)明的第5樣態(tài)，提供具備下述步驟的第1樣態(tài)的虹彩注冊方法在所述第2步驟中，具備根據(jù)屬于所述集合的各虹彩圖象，分別生成特征量的步驟；根據(jù)所述各特征量，將認(rèn)證性能作為評價指標(biāo)，選擇注冊特征量的步驟。
本發(fā)明的第6樣態(tài)，作為虹彩注冊方法，提供具備下述步驟的方法對被注冊者取得多張虹彩圖象的第1步驟；設(shè)定所述被注冊者在進(jìn)行認(rèn)證的環(huán)境中獲得的多張虹彩圖象中的瞳孔的張開度的分布的第2步驟；根據(jù)在所述第1步驟中取得的多張虹彩圖象，進(jìn)行虹彩圖象的復(fù)制及刪除中的至少一方，以便獲得瞳孔的張開度表示在所述第2步驟中設(shè)定的分布的虹彩圖象的集合的第3步驟；根據(jù)在所述第3步驟中取得的虹彩圖象的集合，評價證性能，獲得給定數(shù)量的注冊特征量的第4步驟。
本發(fā)明的第7樣態(tài)，提供具備下述步驟的第6樣態(tài)的虹彩注冊方法在所述第4步驟中，具備根據(jù)屬于所述集合的各虹彩圖象，分別生成特征量的步驟；根據(jù)所述各特征量，將認(rèn)證性能作為評價指標(biāo)，選擇注冊特征量的步驟。
本發(fā)明的第8樣態(tài)，提供具備下述步驟的第5或第7樣態(tài)的虹彩注冊方法所述特征量生成步驟，是在有通過復(fù)制獲得的虹彩圖象時，對該虹彩圖象，將切出虹彩區(qū)域的位置，從復(fù)制源的虹彩圖象的切出位置錯開微小量后，生成特征量。
本發(fā)明的第9樣態(tài)，提供具備下述步驟的第5或第7樣態(tài)的虹彩注冊方法所述特征量生成步驟，是從M(M是2以上的整數(shù))個特征量中，選擇X(X是1以上、M以下的整數(shù))個注冊特征量；從M個特征量中臨時選擇X個，假設(shè)注冊了臨時選擇的X個特征量，進(jìn)行剩余的(M-X)個特征量的認(rèn)證，一邊變更臨時選擇的X個特征量，一邊反復(fù)進(jìn)行求出表示認(rèn)證性能的給定的評價值的評價處理；根據(jù)所述各評價處理中求出的所述給定的評價值，決定X個的注冊特征量。
本發(fā)明的第10樣態(tài)，提供具備下述步驟的第9樣態(tài)的虹彩注冊方法所述給定的評價值，是本人被拒率或認(rèn)證時的特征量之間的距離的統(tǒng)計值。
本發(fā)明的第11樣態(tài)，提供具備下述步驟的第6樣態(tài)的虹彩注冊方法在所述第2步驟中，使用根據(jù)所述被注冊者的過去的認(rèn)證履歷獲得的瞳孔的張開度的分布，進(jìn)行分布的設(shè)定。
本發(fā)明的第12樣態(tài)，提供具備下述步驟的第6樣態(tài)的虹彩注冊方法在所述第2步驟中，所述被注冊者進(jìn)行分布的設(shè)定。

本發(fā)明的第13樣態(tài)，作為虹彩注冊方法，提供具備下述步驟的方法對被注冊者取得多張虹彩圖象的第1步驟；根據(jù)在所述第1步驟中取得的各虹彩圖象，分別生成特征量的第2步驟；根據(jù)在所述第2步驟中取得的各特征量，將認(rèn)證性能作為評價指標(biāo)，選擇給定數(shù)量的注冊特征量的第3步驟；在所述第3步驟中，按照每個瞳孔的張開度的特征量數(shù)加權(quán)后求出表示認(rèn)證性能的給定的評價值，使用該求出的評價值，選擇注冊特征量。
本發(fā)明的第14樣態(tài)，提供具備下述步驟的第13樣態(tài)的虹彩注冊方法還具備設(shè)定在所述被注冊者進(jìn)行認(rèn)證的環(huán)境中獲得的多張虹彩圖象中的瞳孔的張開度的分布的第4步驟；在所述第3步驟中，根據(jù)在所述第4步驟中設(shè)定的分布，求出所述給定的評價值。
本發(fā)明的第15樣態(tài)，提供具備下述步驟的第14樣態(tài)的虹彩注冊方法在所述第4步驟中，使用根據(jù)所述被注冊者的過去的認(rèn)證履歷獲得的瞳孔的張開度的分布，進(jìn)行分布的設(shè)定。
本發(fā)明的第16樣態(tài)，提供具備下述步驟的第14樣態(tài)的虹彩注冊方法在所述第4步驟中，所述被注冊者進(jìn)行分布的設(shè)定。
本發(fā)明的第17樣態(tài)，作為虹彩注冊裝置，提供具備下述部件的裝置存放被注冊者的多張虹彩圖象的圖象存放部；對所述圖象存放部存放的多張虹彩圖象，進(jìn)行虹彩圖象的復(fù)制及刪除中的至少一方，以便使其瞳孔的張開度的分布成為給定的分布的頻度變換部；根據(jù)所述圖象存放部存放的多張虹彩圖象，評價認(rèn)證性能，生成給定數(shù)量的注冊特征量的注冊特征量生成部。
本發(fā)明的第18樣態(tài)，作為虹彩注冊裝置，提供具備下述部件的裝置存放被注冊者的多張虹彩圖象的圖象存放部；根據(jù)所述圖象存放部存放的多張虹彩圖象，分別生成特征量的特征量抽出部；根據(jù)所述特征量抽出部生成的各特征量，將認(rèn)證性能作為評價指標(biāo)，選擇給定數(shù)量的注冊特征量的特征量選擇部；所述特征量選擇部，按照每個瞳孔的張開度的特征量數(shù)加權(quán)后，計算表示認(rèn)證性能的給定的評價值，使用該計算出的評價值，選擇注冊特征量。
本發(fā)明的第19樣態(tài)，作為虹彩注冊裝置，提供具備下述部件的裝置通過拍攝，取得被注冊者的虹彩圖象的集合的圖象取得部；存放被所述圖象取得部取得的虹彩圖象的集合的圖象存放部；根據(jù)所述圖象存放部存放的虹彩圖象的集合，評價認(rèn)證性能，生成給定數(shù)量的注冊特征量的注冊特征量生成部。所述圖象取得部，具備照明強(qiáng)度可變的結(jié)構(gòu)的照明部，和能夠連續(xù)拍攝圖象的攝影部；控制所述照明部的照明強(qiáng)度，利用所述攝影部拍攝多張虹彩圖象，從而使瞳孔的張開度成為給定的分布。
本發(fā)明的第20樣態(tài)，作為虹彩注冊裝置，提供具備下述部件的裝置通過拍攝，取得被注冊者的虹彩圖象的集合的圖象取得部；存放被所述圖象取得部取得的虹彩圖象的集合的圖象存放部；根據(jù)所述圖象存放部存放的虹彩圖象的集合，評價認(rèn)證性能，生成給定數(shù)量的注冊特征量的注冊特征量生成部；所述圖象取得部，具備照明強(qiáng)度可變的結(jié)構(gòu)的照明部，和能夠連續(xù)拍攝圖象的攝影部；一邊使所述照明部的照明強(qiáng)度隨著時間變化，一邊控制拍攝間隔，利用所述攝影部拍攝多張虹彩圖象，從而使瞳孔的張開度成為給定的分布。
本發(fā)明的第21樣態(tài)，作為虹彩注冊程序，提供使計算機(jī)實行下述步驟的程序根據(jù)多張虹彩圖象，進(jìn)行虹彩圖象的復(fù)制及刪除中的至少一方，從而獲得瞳孔的張開度表示給定的分布的虹彩圖象的集合的第1步驟；根據(jù)在所述第1步驟中取得的虹彩圖象的集合，評價認(rèn)證性能，生成給定數(shù)量的注冊特征量的第2步驟。
本發(fā)明的第22樣態(tài)，作為虹彩注冊程序，提供使計算機(jī)實行下述步驟的程序根據(jù)多張虹彩圖象，分別生成特征量的第1步驟；根據(jù)所述第1步驟分別的各特征量，將認(rèn)證性能作為評價指標(biāo)，選擇給定數(shù)量的注冊特征量的第2步驟；所述第2步驟，按照每個瞳孔的張開度的特征量數(shù)加權(quán)后求出表示認(rèn)證性能的給定的評價值，使用該求出的評價值，選擇注冊特征量。
下面，參照附圖，講述本發(fā)明涉及的實施方式。
(第1實施方式)圖1是表示本發(fā)明的第1實施方式涉及的虹彩注冊方法的流程圖。圖1的處理，在后文講述的虹彩注冊裝置14中實行。步驟SA0、SA1相當(dāng)于第1步驟，步驟SA2、SA3相當(dāng)于第2步驟。
圖2是表示本實施方式中的虹彩注冊系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)的圖形。在圖2中，虹彩認(rèn)證服務(wù)器11具有至少存放一名以上的注冊者的虹彩特征量的虹彩數(shù)據(jù)庫12，與英特網(wǎng)、專用線、大眾線路等網(wǎng)絡(luò)13連接。另外，虹彩注冊裝置14和虹彩認(rèn)證裝置15，也同樣與網(wǎng)絡(luò)13連接。虹彩注冊裝置14，將注冊時生成的虹彩特征量，向虹彩數(shù)據(jù)庫12發(fā)送。虹彩認(rèn)證裝置15，通過比較認(rèn)證時生成的虹彩特征量，從虹彩數(shù)據(jù)庫12獲得的注冊時的虹彩特征量，從而進(jìn)行個人認(rèn)證。
圖3是表示本實施方式涉及的虹彩注冊裝置14的結(jié)構(gòu)示例的方框圖。圖3的虹彩注冊裝置14，具備存放利用未圖示的攝影裝置拍攝的多張虹彩圖象的圖象存放部31、實行抽出特征量的步驟SA2的特征量抽出部32、存放被特征量抽出部32抽出的特征量的特征量存放部33、實行選擇特征量的步驟SA3的特征量選擇部34、實行注冊步驟SA4的注冊部35及實行頻度一致化的步驟SA1的頻度變換部36。由特征量抽出部32、特征量存放部33及特征量選擇部34，構(gòu)成注冊特征量生成部。
此外，虹彩認(rèn)證服務(wù)器11，在利用的各區(qū)域及各機(jī)關(guān)設(shè)置多個，或者是包含旨在分散負(fù)荷的反射鏡服務(wù)器后的多臺。另外，虹彩數(shù)據(jù)庫12還可以通過網(wǎng)絡(luò)13，與虹彩認(rèn)證服務(wù)器11連接。
另外，還可以在虹彩注冊裝置14中只進(jìn)行虹彩圖象的拍攝，將拍攝的虹彩圖象發(fā)送給虹彩認(rèn)證服務(wù)器11，注冊特征量的生成則在虹彩認(rèn)證服務(wù)器11一側(cè)進(jìn)行。另外，還可以在虹彩認(rèn)證服務(wù)器11中內(nèi)置虹彩注冊裝置14的所有功能。
另外，還可以在虹彩認(rèn)證裝置15中只進(jìn)行認(rèn)證用虹彩圖象的拍攝，將拍攝的虹彩圖象發(fā)送給虹彩認(rèn)證服務(wù)器11，認(rèn)證特征量的生成則在虹彩認(rèn)證服務(wù)器11一側(cè)進(jìn)行。另外，與注冊特征量的比較，也虹彩認(rèn)證服務(wù)器11在中進(jìn)行，虹彩認(rèn)證裝置15只接收認(rèn)證結(jié)果的樣態(tài)。另外，虹彩認(rèn)證裝置15還可以集虹彩認(rèn)證服務(wù)器11、虹彩數(shù)據(jù)庫12、虹彩注冊裝置14的所有功能于一身，由一臺裝置進(jìn)行注冊、特征量的保持和認(rèn)證。
圖4是表示作為本實施方式中的虹彩認(rèn)證裝置15的一個示例的帶認(rèn)證功能的手機(jī)的外形圖。圖4的帶認(rèn)證功能的手機(jī)20，是給手機(jī)附加虹彩圖象拍攝用的照象機(jī)21和虹彩拍攝用的照明22后的產(chǎn)物。除了照象機(jī)21及照明22以外，還具備監(jiān)視器23、操作按鈕24、揚(yáng)聲器25、麥克風(fēng)26及天線27等。照明22由一個或多個近紅外LED構(gòu)成。在監(jiān)視器23中，顯示拍攝中的虹彩圖象及認(rèn)證結(jié)果。
在本實施方式中，被認(rèn)證者使用圖4的那種帶認(rèn)證功能的手機(jī)，無論在室內(nèi)還是在室外，也無論是白天還是在黑夜，可以在各種環(huán)境下進(jìn)行虹彩認(rèn)證。
下面，按照圖1的流程圖，講述本實施方式涉及的虹彩注冊時的處理即虹彩注冊方法。
首先，被注冊者預(yù)先拍攝多張(N張)虹彩圖象(SAO)。這時，例如在周圍的可見光強(qiáng)度變化的環(huán)境中，拍攝多張瞳孔直徑·虹彩直徑比(表示瞳孔的張開度的指標(biāo))不同的虹彩圖象。虹彩圖象的拍攝，既可以利用虹彩注冊裝置14進(jìn)行，也可以將用別的裝置拍攝的圖象傳輸給虹彩注冊裝置14。這里的虹彩圖象，瞳孔的張開度的分布不一致也行。獲得的多張虹彩圖象，存入圖象存放部31。
接著，在頻度一致化(一樣化)的步驟SA1中，根據(jù)在步驟SA0中取得的多張虹彩圖象，進(jìn)行虹彩圖象的復(fù)制及刪除，從而獲得頻度一致的虹彩圖象的集合，即獲得對于瞳孔直徑·虹彩直徑比而言的張數(shù)的分布是一致的虹彩圖象的集合。換句話說，該虹彩圖象的集合，其瞳孔的張開度的分布是一致的。該處理由頻度變換部36實行。
圖5是表示對于瞳孔直徑·虹彩直徑比而言的虹彩圖象張數(shù)的分布的一個例子的直方圖。在這里，使用單位時間的拍攝張數(shù)一定的攝影裝置，在使可見光強(qiáng)度從“強(qiáng)”到“弱”的兩個階段的變化的前后，連續(xù)拍攝約300張虹彩圖象。橫軸中C1～C15，分別表示瞳孔直徑·虹彩直徑比的等級，各等級的寬度是0.01?？v軸是出現(xiàn)頻度(圖象張數(shù))。
如圖5所示，可見光強(qiáng)度為“強(qiáng)”時，由于縮瞳狀態(tài)，所以瞳孔直徑·虹彩直徑比成為較小的值。另一方面，將可見光強(qiáng)度切換成“弱”后，逐漸向散瞳狀態(tài)過渡，瞳孔直徑·虹彩直徑比也逐漸變大。而且，由于在瞳孔完全適應(yīng)可見光強(qiáng)度為“弱”后也繼續(xù)拍攝，所以瞳孔直徑·虹彩直徑比比較大的圖象的頻度，相對變高。就是說，在圖5的示例中，瞳孔的張開度的分布不一致。
作為從這樣的多張虹彩圖象中獲得瞳孔的張開度是一致的虹彩圖象的集合的方法，例如可以想到如下方法。
1)求出各等級的頻度最小值，通過刪除虹彩圖象使所有等級的頻度符合該最小值。在圖5的示例中，使所有等級的頻度符合等級C5(或C15)。
2)設(shè)定基準(zhǔn)頻度，進(jìn)行虹彩圖象的復(fù)制及刪除，使各等級的頻度符合該基準(zhǔn)頻度。就是說，對于頻度小于基準(zhǔn)頻度的等級，復(fù)制虹彩圖象，提高頻度；另一方，對于頻度大于基準(zhǔn)頻度的等級，則刪除虹彩圖象，降低頻度。
圖6是表示根據(jù)圖5的分布獲得的瞳孔的張開度的分布是一致的虹彩圖象的集合的直方圖。如圖6所示，在所有的區(qū)分中，未必非要使頻度嚴(yán)密地一致，頻度大致一致就行。
接著，在特征量抽出步驟SA2中，根據(jù)在步驟SA1中獲得的屬于頻度一致的虹彩圖象集合的各虹彩圖象(在這里定為M(M為自然數(shù))張)，分別抽出特征量。該處理由特征量抽出部32實行。抽出特征量，可以使用任意的方法。但在這里使用日本國特許第3307936號公報講述的手法。該手法的簡要過程如下。
(1)決定瞳孔外緣(瞳孔和虹彩之間的交界)及虹彩外緣(虹彩和強(qiáng)膜之間的交界)，切出虹彩區(qū)域。
(2)將切出的虹彩區(qū)域，由xy直交坐標(biāo)系向rθ極坐標(biāo)系變換。
(3)決定解析帶域(將半徑方向8分割成環(huán)狀)。
(4)應(yīng)用多刻度的2-d Gabor濾波器，將Gabor濾波器輸出后的信號二值化，作為虹彩特征量。
圖7是表示瞳孔外緣E1及虹彩外緣E2的位置的模式圖，圖8是將被瞳孔外緣E1及虹彩外緣E2包圍的區(qū)域作為虹彩區(qū)域切出，用xy直角坐標(biāo)系表現(xiàn)的圖形。在該時刻，虹彩區(qū)域的平行移動的影響被吸收。另外，圖9是將瞳孔中心作為原點(diǎn)，用rθ 極坐標(biāo)系表現(xiàn)的圖形((2)的變換)。準(zhǔn)確的說，實際的瞳孔外緣和虹彩外緣，并不是真圓。另外，將兩者用圓近似時，瞳孔的中心和虹彩的中心也不見得同心(偏心)，但是通過將r方向的值在瞳孔外緣設(shè)定為0、在虹彩外緣設(shè)定為1后，能夠吸收偏心、瞳孔張開狀況的差異及擴(kuò)大縮小的影響。
圖10表示用(3)決定的8個環(huán)狀的解析帶域的圖形，圖11是表示(4)的虹彩特征量編制的圖形，決定圖10的解析帶域后的光亮度信號(a)，表示應(yīng)用Gabor濾波器后進(jìn)行(b)二值化(c)的樣子。雖然實際上是二維信號，但在這里為使說明簡潔，而用一維表示。(a)是8個環(huán)中的一個環(huán)的角度方向光亮度信號。實際上應(yīng)用多刻度的Gabor濾波器，但是在單一的刻度的Gabor濾波器中存在實部、虛部。而(b)(c)是應(yīng)用某一個刻度的Gabor濾波器實部的結(jié)果。根據(jù)Gabor濾波器輸出的正負(fù)進(jìn)行二值化后的虹彩特征量(c)中的各比特的位置，能夠與虹彩圖象上的某個位置對應(yīng)。
這樣，對于多張(M張)的虹彩圖象，進(jìn)行上述(1)～(4)的處理后，根據(jù)各虹彩圖象，能夠編制吸收了平行移動、擴(kuò)大縮小、瞳孔的張開差異、瞳孔的偏心的影響的虹彩特征量。在這里，獲得的特征量存入特征量存放部33。
接著，在特征量選擇步驟SA3中，作為最終注冊的注冊特征量，從在步驟SA2中獲得的M個虹彩特征量中，選擇X個特征量。注冊特征量的個數(shù)X，根據(jù)數(shù)據(jù)庫的容量及對認(rèn)證的用途的而言的容許認(rèn)證性能等，預(yù)先規(guī)定。該處理由特征量選擇部34實行。
這里的選擇方法如下。
從M個特征量中臨時選擇X個。然后，假設(shè)注冊了臨時選擇的X個特征量，進(jìn)行剩余的(M-X)個特征量的認(rèn)證，求出表示認(rèn)證性能的給定的評價值。一邊變更臨時選擇的X個特征量，一邊反復(fù)進(jìn)行該評價處理。然后，根據(jù)反復(fù)進(jìn)行的各評價處理中求出的評價值，決定X個注冊特征量。例如，將認(rèn)證性能成為最高的那種、即給定的評價值表示最高的認(rèn)證性能的X個特征量，作為注冊特征量最終選擇。
作為表示認(rèn)證性能的給定的評價值，例如能夠使用進(jìn)行認(rèn)證時的本人被拒率的值(設(shè)(M-X)個特征量中的本人被拒數(shù)為Y，則用Y/(M-X)表示)。另外，還能夠使用作為認(rèn)證時的特征量之間的距離的漢明距離的統(tǒng)計值。作為統(tǒng)計值，例如可以使用平均值、中間值、最小值等。將本人被拒率及特征量之間的距離作為評價值使用時，該值越小，認(rèn)證性能就越高。
經(jīng)過步驟SA2、SA3后，就根據(jù)在步驟SA1中獲得的頻度一致的虹彩圖象集合，評價認(rèn)證性能，獲得了注冊特征量。
最后，在注冊步驟SA4中，注冊在步驟SA3中選擇的注冊特征量。例如注冊部35通過網(wǎng)絡(luò)13做媒介，將注冊特征量發(fā)送給虹彩認(rèn)證服務(wù)器11。發(fā)送的注冊特征量，存入虹彩數(shù)據(jù)庫12。
在這里，利用圖12～圖14，講述本實施方式取得的注冊特征量的特性。
瞳孔的張開度變化后，伴隨著它，虹彩圖案也變化。因此，根據(jù)某個注冊圖象進(jìn)行認(rèn)證時，如圖12所示，認(rèn)證對象的虹彩圖象的瞳孔直徑·虹彩直徑比，和注冊圖象相同時，漢明距離最小，隨著瞳孔直徑·虹彩直徑比和注冊圖象之差變大，漢明距離增大。該漢明距離增大的程度，因眼睛的個體差而異。另外，嚴(yán)密的說，即使是同一個個體(眼睛)，也因注冊圖象的瞳孔直徑·虹彩直徑比而不同。
漢明距離增大的程度，與注冊圖象的瞳孔直徑·虹彩直徑比沒有關(guān)系地共同時，采用本實施方式獲得了注冊特征量的原來的虹彩圖象，就如圖13所示，瞳孔直徑·虹彩直徑比基本上成為等間隔。這是因為如圖13所示，等間隔地注冊特征量后，平均的認(rèn)證性能就成為最高的緣故。
另一方面，漢明距離增大的程度，隨著注冊圖象的瞳孔直徑·虹彩直徑比的不同而不同時，采用本實施方式獲得了注冊特征量的原來的虹彩圖象，就如圖14所示，瞳孔直徑·虹彩直徑比未必成為等間隔。
如本實施方式所示，根據(jù)瞳孔的張開度的分布是一致的虹彩圖象的集合，評價認(rèn)證性能，獲得給定數(shù)量的注冊特征量后，無論是成為圖13所示的那種情況，還是成為圖14所示的那種情況，都能夠根據(jù)有限的特征量數(shù)，將認(rèn)證精度提高到最大限度。
此外，在步驟SA1中，為了將虹彩圖象集合的張數(shù)分布一致化而復(fù)制虹彩圖象時，在步驟SA2中，根據(jù)復(fù)制的虹彩圖象和復(fù)制源的虹彩圖象，抽出完全相同的特征量。這時，在步驟SA3中，例如在臨時選擇了根據(jù)復(fù)制的虹彩圖象獲得的特征量時，表示認(rèn)證性能的評價值，有可能實際上成為比預(yù)想的性能還要好的值。其結(jié)果，有不能適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行特征量選擇的危險。
因此，有通過復(fù)制獲得的虹彩圖象時，最好對該虹彩圖象，將切出虹彩區(qū)域的位置(瞳孔外緣及虹彩外緣)，從對復(fù)制源的虹彩圖象而言的切出位置錯開微小量后，生成特征量。具體的說，例如可以使分別表示修整了的圓的中心坐標(biāo)(x，y)及半徑r的共計6個參數(shù)中的部分或全部，與瞳孔外緣及虹彩外緣錯開微小量。這樣，就能夠根據(jù)復(fù)制的虹彩圖象，生成和復(fù)制源的虹彩圖象不同的特征量。
另外，簡單講述認(rèn)證時的處理。
首先，被認(rèn)證者利用虹彩認(rèn)證裝置15拍攝虹彩圖象。在這里，作為虹彩認(rèn)證裝置15，使用圖4的帶認(rèn)證功能的手機(jī)20那樣的可移動型的裝置時，可以隨時、隨地地進(jìn)行認(rèn)證。在白天的室外，拍攝縮瞳狀態(tài)的虹彩圖象；在夜間及照明暗淡的場所，拍攝散瞳狀態(tài)的虹彩圖象。
接著，從拍攝的虹彩圖象中抽出特征量。這里的處理，和注冊時的步驟SA2同樣，所以不再贅述。
然后，將認(rèn)證時抽出的特征量和注冊特征量加以比較，從而進(jìn)行認(rèn)證。注冊特征量，由虹彩數(shù)據(jù)庫12通過網(wǎng)絡(luò)13，發(fā)送給虹彩認(rèn)證裝置15。為了補(bǔ)償對象人物的頭部的傾斜及眼球的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動帶來的影響，如圖15所示，一邊將特征量朝著角度方向相對位移，一邊進(jìn)行比較。然后，將漢明距離成為最小時的位移中的漢明距離，作為比較結(jié)果輸出。
在這里，報告自己的ID的一對一認(rèn)證時，和注冊特征量中具有該ID的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，將漢明距離的最小值，作為認(rèn)證結(jié)果輸出。根據(jù)該認(rèn)證結(jié)果的漢明距離是否為臨界值以上來進(jìn)行認(rèn)證，為臨界值以上時，判定被認(rèn)證者是他人；而為臨界值以下時，決定被認(rèn)證者是本人。
另一方面，不報告自己的ID的一對N認(rèn)證時，和所有的注冊特征量進(jìn)行比較，將漢明距離的最小值，作為認(rèn)證結(jié)果輸出。根據(jù)該認(rèn)證結(jié)果的漢明距離是否為臨界值以上來進(jìn)行認(rèn)證，為臨界值以上時，判定被認(rèn)證者不是注冊的人物；而為臨界值以下時，決定被認(rèn)證者是注冊的人物。
此外，在這里，講述了在虹彩認(rèn)證裝置15中進(jìn)行直到認(rèn)證為止的例子。但是也可以取而代之，例如在虹彩認(rèn)證裝置15中實行特征抽出為止的處理，將抽出的特征量發(fā)送給虹彩認(rèn)證服務(wù)器11，在虹彩認(rèn)證服務(wù)器11中進(jìn)行特征數(shù)據(jù)的取得及認(rèn)證。
綜上所述，在本實施方式中，根據(jù)瞳孔的張開度的分布是一致的虹彩圖象的集合，評價認(rèn)證性能，獲得給定數(shù)的注冊特征量。這樣，可以與認(rèn)證的虹彩圖象的瞳孔的張開度無關(guān)，獲得穩(wěn)定的認(rèn)證性能。另外，復(fù)制及刪除虹彩圖象后，使瞳孔的張開度的分布成為一致，所以即使拍攝的多張虹彩圖象中瞳孔的張開度的分布未必一致，也能獲得上述效果。
(變形例)在上述的實施方式中，可以取代實行步驟SA1的處理，根據(jù)瞳孔的張開度的分布未必一致的虹彩圖象的集合，獲得給定數(shù)的注冊特征量，以便使認(rèn)證性能得到平均性的提高。就是說，雖然在從各虹彩圖象中抽出特征量，將認(rèn)證性能作為評價指標(biāo)，選擇注冊特征量的這一點(diǎn)上，和上述的實施方式同樣，但是按照每個瞳孔的張開度的特征量數(shù)正規(guī)化后求出表示認(rèn)證性能的給定的評價值。這樣，可以獲得和上述的實施方式一樣的效果。
現(xiàn)在，假設(shè)抽出了N個特征量。這時，從N個特征量中臨時選擇X個，假設(shè)注冊了臨時選擇的X個特征量，求出剩余的(N-X)個的特征量的性能。
在這里，將區(qū)分瞳孔直徑·虹彩直徑比的等級數(shù)定為C，屬于等級Ci的特征量的個數(shù)定為Ni，臨時注冊、認(rèn)證X個特征量時屬于等級Ci的本人被拒數(shù)定為FRi，等級Ci中的第j個漢明距離定為HDij。在這里是(數(shù)1)。 數(shù)1N=Σi=1CNi]]> 例如，作為評價值，使用本人被拒率時，等級Ci的本人被拒率能夠表示成“FRi/Ni”，利用屬于等級的特征量數(shù)將它正規(guī)化、即利用頻度的倒數(shù)加權(quán)后，求出本人被拒率FRR，就成為(數(shù)2)。 數(shù)2FRR=1Σi=1C1NiΣi=1C1NiFRiNi]]> 另外，作為評價值，使用漢明距離時，使用等級Ci包含的特征量的漢明距離HDij(j＝1，2，…，Ni)，利用屬于等級的特征量數(shù)將它正規(guī)化，求出全部的漢明距離的平均值HD，就成為(數(shù)3)。 數(shù)3HD=1CΣi=1C1NiΣj=1Ni(HDij)]]> 這樣，利用頻度的倒數(shù)加權(quán)后，能夠求出不受各等級的頻度不勻的影響的評價值。這樣，能夠與認(rèn)證的虹彩圖象的瞳孔的張開度無關(guān)地獲得可以得到穩(wěn)定的認(rèn)證性能的那種給定數(shù)的注冊特征量。
圖16是表示本變形例涉及的虹彩注冊裝置14A的結(jié)構(gòu)示例的方框圖。對和圖3共同的構(gòu)成要素，賦予和圖3相同的符號，不再贅述。與圖3相比，省去了頻度變換部36。另外，特征量選擇部34A實行上述那種注冊特征量的選擇處理。
(第2實施方式)圖17是表示本發(fā)明的第2實施方式涉及的虹彩注冊方法的流程圖。在圖17中，對和圖1共同的步驟，賦予和圖1相同的符號。本實施方式，也能夠在例如圖2的那種虹彩認(rèn)證系統(tǒng)中實現(xiàn)。步驟SB1相當(dāng)于第1步驟。
圖18是表示本實施方式涉及的虹彩注冊裝置14B的結(jié)構(gòu)示例的方框圖。在圖18中，對和圖3共同的構(gòu)成要素，賦予和圖3相同的符號。與圖3相比，省去了頻度變換部36，信號取而代之，設(shè)置了照射可見光而且可以控制照明強(qiáng)度的照明部37、可以連續(xù)拍攝圖象的攝影部38以及控制照明部37和攝影部38的控制部39。由照明部37、攝影部38及控制部39構(gòu)成圖象取得部，實行攝影步驟SB1。
下面，按照圖17的流程圖，講述本實施方式涉及的虹彩注冊時的處理即虹彩注冊方法。
首先，在攝影步驟SB1中，被注冊者拍攝多張虹彩圖象。這時，控制照明強(qiáng)度，以便使瞳孔的張開度的分布一致。
例如，照明部37可以將照明強(qiáng)度設(shè)定成多個階段(P種)L1～LP。預(yù)先將瞳孔直徑虹彩直徑比分成與各照明強(qiáng)度L1～LP對應(yīng)的P個等級C1～CP，而且預(yù)先規(guī)定每個等級的虹彩圖象的張數(shù)。然后，用第1照明強(qiáng)度L1開始連續(xù)拍攝，按照拍攝的各圖象，求出瞳孔直徑·虹彩直徑比。將瞳孔直徑·虹彩直徑比被等級C1包含的虹彩圖象存入圖象存放部31，沒有包含的虹彩圖象則不予不保存地丟棄。然后，等級C1的虹彩圖象的張數(shù)達(dá)到給定數(shù)時，將照明強(qiáng)度變更成L2，進(jìn)行同樣的攝影。在所有的等級C1～CP中，給定數(shù)的虹彩圖象被圖象存放部31保存時，結(jié)束攝影。
這樣，使用照明強(qiáng)度可以控制的照明部37后，可以通過拍攝獲得瞳孔的張開度的分布是一致的虹彩圖象的集合。
然后，對獲得的虹彩圖象的集合，實行特征量抽出步驟SA2、特征量選擇步驟SA3及注冊步驟SA4。步驟SA2～步驟SA4的處理，和第1實施方式相同，所以不再贅述。
另外，認(rèn)證時的動作，和第1實施方式相同，所以也不再贅述。
這樣，采用本實施方式后，由于能夠在虹彩圖象的拍攝階段，使瞳孔的張開度的分布成為一致，所以不需要進(jìn)行第1實施方式所示的那種頻度一致化的處理。
(第3實施方式)在本發(fā)明的第3實施方式中，取代控制照明強(qiáng)度，而通過控制拍攝間隔后，可以通過拍攝，獲得瞳孔的張開度的分布是一致的虹彩圖象的集合。本實施方式涉及的虹彩注冊方法及虹彩注冊裝置，和圖17及圖18所示的一樣。
首先，在攝影步驟SB1中，被注冊者拍攝多張虹彩圖象。這時，一邊改變照明強(qiáng)度，一邊控制拍攝間隔，以便使瞳孔的張開度的分布成為一致。在這里，攝影部38采用單位時間的拍攝張數(shù)可以控制的結(jié)構(gòu)。另外，照明部37和第2實施方式一樣，采用可以控制照明強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)。
前文所示的圖5的直方圖，是根據(jù)使用拍攝間隔一定的攝影裝置，在使照明強(qiáng)度由“強(qiáng)”到“弱”的兩個階段變化的前后，連續(xù)拍攝的大約300張虹彩圖象中獲得的。在圖5中，瞳孔直徑·虹彩直徑比比較大的圖象的張數(shù)之所以比較多，是因為被拍攝者的瞳孔完全適應(yīng)了可見光強(qiáng)度的“弱”后也繼續(xù)拍攝的緣故。另外，在瞳孔直徑·虹彩直徑比比較小的范圍或者中間程度的范圍，張數(shù)也沒有成為一定。這是因為瞳孔的張開度，對時間而言未必線性變化的緣故。
因此，預(yù)先將瞳孔直徑·虹彩直徑比分成多個(P個)等級C1～CP，而且預(yù)先規(guī)定每個等級的虹彩圖象的張數(shù)。如此同時，還與拍攝使用的照明控制一致，預(yù)先計測每個人物或者多個人物的平均性的瞳孔直徑的時間變化。然后，根據(jù)瞳孔直徑的時間變化和等級C1～CP，求出單位時間的拍攝張數(shù)，根據(jù)它控制攝影部38的攝影間隔，從而可以通過拍攝獲得瞳孔的張開度的分布是一致的虹彩圖象的集合。
然后，對獲得的虹彩圖象的集合，實行特征量抽出步驟SA2、特征量選擇步驟SA3及注冊步驟SA4。步驟SA2～步驟SA4的處理，和第1實施方式相同，所以不再贅述。
另外，認(rèn)證時的動作，和第1實施方式相同，所以也不再贅述。
這樣，采用本實施方式后，由于能夠在虹彩圖象的拍攝階段，使瞳孔的張開度的分布成為一致，所以不需要進(jìn)行第1實施方式所示的那種頻度一致化的處理。
(第4實施方式)圖19是表示本發(fā)明的第4實施方式涉及的虹彩注冊方法的流程圖。在圖19中，對和圖1共同的步驟，賦予和圖1相同的符號。本實施方式，也能夠在例如圖2的那種虹彩認(rèn)證系統(tǒng)中實現(xiàn)。另外，步驟SA0相當(dāng)于第1步驟步驟，SC1相當(dāng)于第2及第3步驟，步驟SA2、SA3相當(dāng)于第4步驟。
下面，按照圖19的流程圖，講述本實施方式涉及的虹彩注冊時的處理、即虹彩注冊方法。
首先，被注冊者預(yù)先拍攝多張(N張)瞳孔直徑·虹彩直徑比不同的虹彩圖象(SAO)。虹彩圖象的攝影，既可以利用虹彩注冊裝置14進(jìn)行，也可以將用別的裝置拍攝的圖象傳輸給虹彩注冊裝置14。這里的虹彩圖象，瞳孔的張開度的分布既可以大致一致，也可以不一致。就是說，能夠使用第1～第3實施方式講述的拍攝方法中的任何一種。獲得的多張虹彩圖象，存入圖象存放部31。
接著，在頻度變換步驟SC1中，設(shè)定在被注冊者進(jìn)行認(rèn)證的環(huán)境中獲得的多張虹彩圖象中的瞳孔的張開度的分布。然后，根據(jù)在步驟SA0中取得的多張虹彩圖象，進(jìn)行虹彩圖象的復(fù)制及刪除，從而得到對瞳孔直徑·虹彩直徑比而言的張數(shù)的分布，成為設(shè)定的給定的分布的虹彩圖象的集合。該虹彩圖象的集合，可以說是瞳孔的張開度表示給定的分布。該處理，由頻度變換部36A實行。
圖20是表示實行步驟SC1后對瞳孔直徑·虹彩直徑比而言的虹彩圖象的張數(shù)的分布的一個例子的直方圖。在圖20的例子中，對于在室外頻繁進(jìn)行虹彩認(rèn)證的人物，瞳孔直徑·虹彩直徑比小的圖象的張數(shù)比較多。這里的變換方法，和第1實施方式一樣，例如對于張數(shù)少于目標(biāo)的等級，復(fù)制虹彩圖象，以便增加張數(shù)；而對于張數(shù)多于目標(biāo)的等級，則刪除虹彩圖象，以便減少張數(shù)。
作為這里的給定的分布，可以考慮各種情況。例如可以設(shè)想利用者的生活模式，預(yù)先編制白天型/夜晚型、室外型/室內(nèi)型等的分布。作為白天型的分布，例如圖21所示，可以使用瞳孔直徑·虹彩直徑比小的等級的頻度數(shù)較大的分布。另外，作為夜晚型的分布，例如圖22所示，可以使用瞳孔直徑·虹彩直徑比大的等級的頻度數(shù)較大的分布。作為設(shè)想白天明亮、夜晚黑暗的室外的室外型的分布，例如圖23所示，可以使用瞳孔直徑·虹彩直徑比小的等級和大的等級的兩者的頻度數(shù)較大的分布。作為設(shè)想全天確保中等程度的明亮度的室內(nèi)的室內(nèi)型的分布，例如圖24所示，可以使用瞳孔直徑·虹彩直徑比為中等程度的等級的頻度數(shù)較大的分布。另外，注冊時，利用者也可以使用能夠從預(yù)先編制的白天型/夜晚型、室外型/室內(nèi)型等的分布及一致分布中，選擇任意的分布的接口。另外，不僅從預(yù)先編制的分布形狀中選擇，而且被注冊者還可以輸入分布的形狀。
然后，對獲得的虹彩圖象的集合，實行抽出特征量的步驟SA2、選擇特征量的步驟SA3及注冊步驟SA4。步驟SA2～SA4的處理，和第1實施方式相同，所以不再贅述。
求出特征量的對象的虹彩圖象，成為圖20那樣的分布時，在和第1實施方式同樣的選擇特征量的步驟SA3中，作為注冊的特征量，容易選擇瞳孔直徑·虹彩直徑比小的數(shù)據(jù)。因此，對于在室外頻繁進(jìn)行虹彩認(rèn)證的人物來說，特別需要提高室外的虹彩認(rèn)證性能。
另外，認(rèn)證時的動作，和第1實施方式相同，所以不再贅述。
綜上所述，在本實施方式中，根據(jù)瞳孔的張開度的分布例如與被注冊者的生活模式一致的、成為給定的分布的虹彩圖象的集合，評價認(rèn)證性能，獲得給定數(shù)的注冊特征量。這樣，認(rèn)證時，能夠?qū)τ诒蛔哉咴谧约旱纳钅Ｊ街信臄z的虹彩圖象，獲得穩(wěn)定的認(rèn)證性能。另外，由于復(fù)制及刪除虹彩圖象后，使瞳孔的張開度的分布成為給定的分布，所以無論拍攝的多張虹彩圖象中的瞳孔的張開度的分布成為什么樣的分布，也可以獲得上述效果。
此外，積蓄認(rèn)證履歷后，還可以在以后進(jìn)行注冊時，利用積蓄的認(rèn)證履歷。作為履歷，可以使用圖20的那種張數(shù)分布。就是說，對于認(rèn)證時拍攝的虹彩圖象，求出瞳孔的張開度，在多次的認(rèn)證動作中，積蓄它后，就能夠獲得圖20的那種張數(shù)分布。例如，在白天等明亮的環(huán)境中進(jìn)行認(rèn)證較多的利用者，就如圖20所示，瞳孔直徑·虹彩直徑比小的等級的度數(shù)變大。另一方面，在夜間等暗淡的環(huán)境中進(jìn)行認(rèn)證較多的利用者，瞳孔直徑·虹彩直徑比大的等級的度數(shù)則變大。另外，注冊時使用的分布形狀和根據(jù)認(rèn)證履歷獲得的分布形狀的差異，大于給定的臨界值時，使用根據(jù)認(rèn)證履歷獲得的分布形狀后，可以自動進(jìn)行重新注冊。這時，只向虹彩注冊裝置發(fā)送根據(jù)認(rèn)證履歷獲得的分布形狀數(shù)據(jù)，使用初次注冊時被圖象存放部31積蓄的虹彩圖象集合或被特征量存放部33積蓄的特征量集合和根據(jù)認(rèn)證履歷獲得的分布形狀后，也可以重新取得注冊特征量。
另外，取代在頻度變換步驟SC1中變換分布，和第1實施方式的變形例一樣，在特征量選擇步驟SA3中，對每個等級的評價值，根據(jù)所需的分布，進(jìn)行與屬于該等級的特征量數(shù)對應(yīng)的加權(quán)，求出整體的評價值也行。具體地說，例如進(jìn)行以下的處理。
現(xiàn)在，假設(shè)抽出了N個特征量。這時，從N個特征量中臨時選擇X個，假設(shè)注冊了臨時選擇的X個特征量，求出剩余的(N-X)個的特征量的性能。
在這里，將區(qū)分瞳孔直徑·虹彩直徑比的等級數(shù)定為C，屬于等級Ci的特征量的個數(shù)定為Ni，臨時注冊、認(rèn)證X個特征量時屬于等級Ci的本人被拒數(shù)定為FRi，等級Ci中的第j個漢明距離定為HDij。在這里是(數(shù)1)。 數(shù)1N=Σi=1CNi]]> 例如，作為評價值，使用本人被拒率時，等級Ci的本人被拒率能夠表示成“FRi/Ni”，利用在步驟SA0中取得的虹彩圖象中的屬于等級Ci的特征量數(shù)Ni及所需的分布中的對于等級Ci而言的加權(quán)Wi后，求出本人被拒率FRR，就成為(數(shù)4)。 數(shù)4FRR=1Σi=1CWiNiΣi=1CWiNiFRiNi]]> 在這里，所需的分布，是圖20的那種離散性的分布時，作為加權(quán)Wi，可以使用等級Ci的度數(shù)。所需的分布，是圖25的那種用連續(xù)函數(shù)表現(xiàn)時，作為加權(quán)Wi，例如可以使用代表等級Ci的瞳孔直徑·虹彩直徑比代表值Ri中的函數(shù)值f(Rf)。作為加權(quán)Wi的其它定義，還可以使用在相當(dāng)于等級Ci的瞳孔直徑·虹彩直徑比的范圍內(nèi)對連續(xù)函數(shù)f(r)進(jìn)行積分的值(數(shù)5)。 數(shù)5fRi-ΔRi+Δf(r)dr]]> 另外，作為評價值，使用漢明距離時，使用等級Ci包含的特征量的漢明距離HDij(j＝1，2，…，Ni)，利用在步驟SA0中取得的虹彩圖象中的屬于等級Ci的特征量數(shù)Ni及所需的分布中的對于等級Ci而言的加權(quán)Wi將它進(jìn)行加權(quán)后，求出全部的漢明距離的平均值HD，就成為(數(shù)6)。 數(shù)6HD=1Σi=1CWiΣi=1CWiNiΣj=1Ni(HDij)]]> 這樣，利用在步驟SA0中取得的虹彩圖象中的屬于等級Ci的特征量數(shù)Ni及所需的分布中的對于等級Ci而言的加權(quán)Wi進(jìn)行加權(quán)后，能夠在不受各個等級的頻度不勻的影響的同時，求出與所需的分布對應(yīng)的評價值。這樣，能夠與認(rèn)證的虹彩圖象的瞳孔的張開度無關(guān)，在設(shè)想的環(huán)境中，獲得可以獲得穩(wěn)定的認(rèn)證性能的那種給定數(shù)的注冊特征量。
此外，本發(fā)明涉及的虹彩注冊方法的各步驟，既可以使用專用的硬件，實現(xiàn)其全部或部分，也可以利用計算機(jī)的程序，軟件性地實現(xiàn)。就是說，本發(fā)明涉及的虹彩注冊方法，可以通過具備實行為了實現(xiàn)該方法的程序的計算機(jī)的裝置來實現(xiàn)，還能夠?qū)榱藢崿F(xiàn)該方法的程序記錄到計算機(jī)可以讀取的記錄介質(zhì)上后，通過使計算機(jī)實行記錄到記錄介質(zhì)上的程序后實現(xiàn)。
本發(fā)明由于提供為了在各種亮度下，可以抑制本人被拒率的個人認(rèn)證的注冊方法，所以例如在給手機(jī)、PDA等搭載虹彩認(rèn)證功能，進(jìn)行電子商務(wù)用的可移動型的認(rèn)證之際，非常有效。
權(quán)利要求
1.一種虹彩注冊方法，具備對被注冊者取得瞳孔的張開度的分布是一致的虹彩圖象的集合的第1步驟；和一邊根據(jù)在所述第1步驟中取得的虹彩圖象的集合，評價認(rèn)證性能，一邊獲得給定數(shù)量的注冊特征量的第2步驟。
2.如權(quán)利要求1所述的虹彩注冊方法，其特征在于在所述第1步驟中，具備獲得多張虹彩圖象的步驟；和對所述多張虹彩圖象，進(jìn)行虹彩圖象的復(fù)制及刪除中的至少一方，以便使瞳孔的張開度的分布成為一致的步驟。
3.如權(quán)利要求1所述的虹彩注冊方法，其特征在于在所述第1步驟中，具備一邊使瞳孔的張開度的分布成為一致地控制照明強(qiáng)度，一邊拍攝多張虹彩圖象的步驟。
4.如權(quán)利要求1所述的虹彩注冊方法，其特征在于在所述第1步驟中，具備一邊使照明強(qiáng)度變化，一邊使瞳孔的張開度的分布成為一致地控制拍攝間隔，一邊拍攝多張虹彩圖象的步驟。
5.如權(quán)利要求1所述的虹彩注冊方法，其特征在于在所述第2步驟中，具備根據(jù)屬于所述集合的各虹彩圖象，分別生成特征量的步驟；和根據(jù)所述各特征量，將認(rèn)證性能作為評價指標(biāo)，選擇注冊特征量的步驟。
6.一種虹彩注冊方法，具備對被注冊者取得多張虹彩圖象的第1步驟；設(shè)定所述被注冊者在進(jìn)行認(rèn)證的環(huán)境中獲得的多張虹彩圖象中的瞳孔的張開度的分布的第2步驟；根據(jù)在所述第1步驟中取得的多張虹彩圖象，進(jìn)行虹彩圖象的復(fù)制及刪除中的至少一方，以便獲得瞳孔的張開度表示在所述第2步驟中設(shè)定的分布的虹彩圖象的集合的第3步驟；以及一邊根據(jù)在所述第3步驟中取得的虹彩圖象的集合，評價認(rèn)證性能，一邊獲得給定數(shù)量的注冊特征量的第4步驟。
7.如權(quán)利要求6所述的虹彩注冊方法，其特征在于在所述第4步驟中，具備根據(jù)屬于所述集合的各虹彩圖象，分別生成特征量的步驟；和根據(jù)所述各特征量，將認(rèn)證性能作為評價指標(biāo)，選擇注冊特征量的步驟。
8.如權(quán)利要求5或7所述的虹彩注冊方法，其特征在于所述特征量生成步驟，在有通過復(fù)制獲得的虹彩圖象時，對該虹彩圖象，將虹彩區(qū)域的切出位置，從復(fù)制源的虹彩圖象的切出位置錯開微小量后，生成特征量。
9.如權(quán)利要求5或7所述的虹彩注冊方法，其特征在于所述特征量選擇步驟，從M個特征量中，選擇X個注冊特征量，其中，M是2以上的整數(shù)，X是1以上、M以下的整數(shù)；從M個特征量中臨時選擇X個，假設(shè)注冊了所述X個特征量，進(jìn)行剩余的M-X個特征量的認(rèn)證，一邊變更臨時選擇的X個特征量，一邊反復(fù)進(jìn)行求出表示認(rèn)證性能的給定的評價值的評價處理；根據(jù)所述各評價處理中求出的所述給定的評價值，決定X個的注冊特征量。
10.如權(quán)利要求9所述的虹彩注冊方法，其特征在于所述給定的評價值，是本人被拒率或認(rèn)證時的特征量之間的距離的統(tǒng)計值。
11.如權(quán)利要求6所述的虹彩注冊方法，其特征在于在所述第2步驟中，使用根據(jù)所述被注冊者的過去的認(rèn)證履歷獲得的瞳孔的張開度的分布，進(jìn)行分布的設(shè)定。
12.如權(quán)利要求6所述的虹彩注冊方法，其特征在于在所述第2步驟中，所述被注冊者進(jìn)行分布的設(shè)定。
13.一種虹彩注冊方法，具備對被注冊者取得多張虹彩圖象的第1步驟；根據(jù)在所述第1步驟中取得的各虹彩圖象，分別生成特征量的第2步驟；以及根據(jù)在所述第2步驟中取得的各特征量，將認(rèn)證性能作為評價指標(biāo)，選擇給定數(shù)量的注冊特征量的第3步驟；在所述第3步驟中，按照瞳孔的每個張開度的特征量數(shù)加權(quán)后求出表示認(rèn)證性能的給定的評價值，使用該求出的評價值，選擇注冊特征量。
14.如權(quán)利要求13所述的虹彩注冊方法，其特征在于還具有設(shè)定在所述被注冊者進(jìn)行認(rèn)證的環(huán)境中獲得的多張虹彩圖象中的瞳孔的張開度的分布的第4步驟；在所述第3步驟中，根據(jù)在所述第4步驟中設(shè)定的分布，求出所述給定的評價值。
15.如權(quán)利要求14所述的虹彩注冊方法，其特征在于在所述第4步驟中，使用根據(jù)所述被注冊者的過去的認(rèn)證履歷獲得的瞳孔的張開度的分布，進(jìn)行分布的設(shè)定。
16.如權(quán)利要求14所述的虹彩注冊方法，其特征在于在所述第4步驟中，所述被注冊者進(jìn)行分布的設(shè)定。
17.一種虹彩注冊裝置，具備存放被注冊者的多張虹彩圖象的圖象存放部；對所述圖象存放部存放的多張虹彩圖象，進(jìn)行虹彩圖象的復(fù)制及刪除中的至少一方，以便使瞳孔的張開度的分布成為給定的分布的頻度變換部；以及一邊根據(jù)所述圖象存放部存放的多張虹彩圖象，評價認(rèn)證性能，一邊生成給定數(shù)量的注冊特征量的注冊特征量生成部。
18.一種虹彩注冊裝置，具備存放被注冊者的虹彩圖象的集合的圖象存放部；根據(jù)所述圖象存放部存放的各虹彩圖象，分別生成特征量的特征量抽出部；以及根據(jù)所述特征量抽出部生成的各特征量，將認(rèn)證性能作為評價指標(biāo)，選擇給定數(shù)量的注冊特征量的特征量選擇部；所述特征量選擇部，按照瞳孔的每個張開度的特征量數(shù)加權(quán)后，計算表示認(rèn)證性能的給定的評價值，使用該計算出的評價值，選擇注冊特征量。
19.一種虹彩注冊裝置，具備通過拍攝，取得被注冊者的虹彩圖象的集合的圖象取得部；存放由所述圖象取得部取得的虹彩圖象的集合的圖象存放部；以及一邊根據(jù)所述圖象存放部存放的虹彩圖象的集合，評價認(rèn)證性能，一邊生成給定數(shù)量的注冊特征量的注冊特征量生成部，所述圖象取得部，具備照明強(qiáng)度可變的照明部，和能夠連續(xù)拍攝圖象的攝影部；一邊控制所述照明部的照明強(qiáng)度使瞳孔的張開度成為給定的分布，一邊利用所述攝影部拍攝多張虹彩圖象。
20.一種虹彩注冊裝置，具備通過拍攝，取得被注冊者的虹彩圖象的集合的圖象取得部；存放由所述圖象取得部取得的虹彩圖象的集合的圖象存放部；以及一邊根據(jù)所述圖象存放部存放的虹彩圖象的集合，評價認(rèn)證性能，一邊生成給定數(shù)量的注冊特征量的注冊特征量生成部，所述圖象取得部，具備照明強(qiáng)度可變的照明部，和能夠連續(xù)拍攝圖象的攝影部；一邊使所述照明部的照明強(qiáng)度隨著時間變化，一邊控制拍攝間隔使瞳孔的張開度成為給定的分布，一邊利用所述攝影部拍攝多張虹彩圖象。
21.一種虹彩注冊程序，使計算機(jī)執(zhí)行下述步驟根據(jù)多張虹彩圖象，進(jìn)行虹彩圖象的復(fù)制及刪除中的至少一方，從而獲得瞳孔的張開度表示給定的分布的虹彩圖象的集合的第1步驟；和根據(jù)在所述第1步驟中取得的虹彩圖象的集合，一邊評價認(rèn)證性能，一邊生成給定數(shù)量的注冊特征量的第2步驟。
22.一種虹彩注冊程序，使計算機(jī)執(zhí)行下述步驟根據(jù)多張虹彩圖象，分別生成特征量的第1步驟；和根據(jù)在所述第1步驟生成的各特征量，將認(rèn)證性能作為評價指標(biāo)，選擇給定數(shù)量的注冊特征量的第2步驟；所述第2步驟，按照瞳孔的每個張開度的特征量數(shù)加權(quán)后求出表示認(rèn)證性能的給定的評價值，使用該求出的評價值，選擇注冊特征量。
全文摘要
取得多張虹彩圖象(SA0)，根據(jù)該多張虹彩圖象，通過復(fù)制及刪除，從而獲得瞳孔的張開度的分布是一致的虹彩圖象的集合(SA1)。根據(jù)屬于該集合的各虹彩圖象，分別生成特征量(SA2)；根據(jù)各特征量，將認(rèn)證性能作為評價指標(biāo)，選擇給定數(shù)量的注冊特征量(SA3)。
文檔編號G06K9/00GK1947150SQ20058000496
公開日2007年4月11日 申請日期2005年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月10日
發(fā)明者近藤堅司, 吾妻健夫, 若森正浩 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社