專利名稱：個(gè)人認(rèn)證系統(tǒng)和個(gè)人認(rèn)證方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)從利用者取得的虹膜信息和利用者預(yù)先登記的登記虹 膜信息進(jìn)行核對(duì)來進(jìn)行利用者的本人認(rèn)證的個(gè)人認(rèn)證系統(tǒng)和個(gè)人認(rèn)證方法。
背景技術(shù)：
以往，在使用虹膜信息進(jìn)行本人認(rèn)證的個(gè)人認(rèn)證系統(tǒng)中，例如如專 利文獻(xiàn)1所公開的那樣，從拍攝了利用者的眼睛的圖像中，提取由瞳孔 和虹膜的邊界(內(nèi)側(cè)邊界)以及虹膜和鞏膜的邊界(外側(cè)邊界)所包圍 的虹膜區(qū)域，為了校正在攝影時(shí)由于利用者的視線朝向斜向等影響而產(chǎn) 生的該虹膜區(qū)域的瞳孔和虹膜中心的位置偏離，生成使用線性變換對(duì)內(nèi) 側(cè)邊界和外側(cè)邊界之間的距離進(jìn)行了二維校正后的標(biāo)準(zhǔn)化圖像。
而且，在上述個(gè)人認(rèn)證系統(tǒng)中，當(dāng)生成標(biāo)準(zhǔn)化圖像時(shí)，生成以橫軸
為角度(e)、縱軸為從內(nèi)側(cè)邊界到外側(cè)邊界的距離(d)的方式對(duì)該標(biāo)準(zhǔn) 化圖像上的環(huán)狀虹膜區(qū)域進(jìn)行了極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換后的極坐標(biāo)圖像。圖3示出 現(xiàn)有的虹膜信息的生成過程。
而且，在上述個(gè)人認(rèn)證系統(tǒng)中，當(dāng)生成極坐標(biāo)圖像時(shí)，求出在距離 (d)方向上對(duì)該極坐標(biāo)圖像進(jìn)行分割后的環(huán)狀解析頻帶，生成使用加博
濾波器(Gabor filter)按照各個(gè)該環(huán)狀解析頻帶對(duì)角度(e)方向進(jìn)行編 碼后的虹膜代碼，對(duì)該虹膜代碼和預(yù)先登記的登記虹膜代碼進(jìn)行核對(duì)， 當(dāng)兩個(gè)虹膜代碼一致時(shí)，認(rèn)證為利用者是本人。 專利文獻(xiàn)l:日本專利第3307936號(hào)
但是，在上述系統(tǒng)中，即使是同一利用者，當(dāng)視線方向不同時(shí)，也 會(huì)獲得不同的標(biāo)準(zhǔn)化圖像，所以，在使用根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化圖像而生成的虹膜 代碼的情況下，存在本人認(rèn)證精度低的問題點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上問題點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于，提供能夠不受利用者視線方 向影響地生成高精度示出利用者虹膜特征的虹膜信息的個(gè)人認(rèn)證系統(tǒng)和 個(gè)人認(rèn)證方法。
為了解決以上問題點(diǎn)，本發(fā)明采用如下結(jié)構(gòu)。
<結(jié)構(gòu)1>
本發(fā)明的個(gè)人認(rèn)證系統(tǒng)具有攝影單元，其拍攝利用者的包含虹膜 在內(nèi)的眼睛；和瞳孔虹膜區(qū)域提取單元，其從所拍攝的圖像中提取瞳孔 區(qū)域和虹膜區(qū)域，該個(gè)人認(rèn)證系統(tǒng)的特征在于，該個(gè)人認(rèn)證系統(tǒng)具有 三維極坐標(biāo)圖像生成單元，其根據(jù)提取出的瞳孔區(qū)域和虹膜區(qū)域，估計(jì) 眼球的三維中心位置，以該眼球中心為基準(zhǔn)將虹膜區(qū)域轉(zhuǎn)換為三維極坐 標(biāo)，生成三維極坐標(biāo)圖像；以及三維極坐標(biāo)圖像編碼單元，其生成三維 極坐標(biāo)圖像代碼，該三維極坐標(biāo)圖像代碼是提取所生成的三維極坐標(biāo)圖 像的特征并進(jìn)行編碼而得到的。
在上述結(jié)構(gòu)中，其特征在于，三維極坐標(biāo)圖像生成單元具有視線 方向計(jì)算單元，其根據(jù)提取出的瞳孔區(qū)域和虹膜區(qū)域的各區(qū)域的中心位
置的關(guān)系或形狀的關(guān)系，計(jì)算利用者的視線方向；三維模型生成單元， 其使用瞳孔區(qū)域和虹膜區(qū)域以及計(jì)算出的視線方向，生成利用者的眼睛 的三維模型；以及三維極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換單元，其根據(jù)所生成的三維模型判定
用于將利用者的視線方向作為正面進(jìn)行拍攝的假想投影面，對(duì)假想為虹 膜區(qū)域相對(duì)于所判定的假想投影面平行對(duì)置時(shí)的該虹膜區(qū)域進(jìn)行三維極 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。
個(gè)人認(rèn)證系統(tǒng)的特征在于，視線方向計(jì)算單元根據(jù)提取出的瞳孔區(qū) 域和虹膜區(qū)域的各區(qū)域的中心位置的偏差、以及瞳孔區(qū)域的外周和虹膜 區(qū)域的外周之間的距離的關(guān)系，求出視線方向。
個(gè)人認(rèn)證系統(tǒng)的特征在于，三維模型生成單元根據(jù)虹膜的大小，進(jìn) 行三維模型的大小的標(biāo)準(zhǔn)化。
個(gè)人認(rèn)證系統(tǒng)的特征在于，關(guān)于三維極坐標(biāo)圖像，三維模型上的虹膜區(qū)域的各像素以如下兩個(gè)角度A、 B來表示
1 )將三維上連接眼球中心和像素的直線投影到與視線軸正交的面 上，通過眼球中心的預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)線和所投影的直線所成的角度A，
2)將三維上連接眼球中心和像素的直線投影到包含視線軸的垂直面 上，通過眼球中心的預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)線和所投影的直線所成的角度B。
個(gè)人認(rèn)證系統(tǒng)的特征在于，該個(gè)人認(rèn)證系統(tǒng)具有掩蔽處理單元，該 掩蔽處理單元進(jìn)行掩蔽處理并生成掩蔽區(qū)域，以將提取出的虹膜區(qū)域內(nèi) 的包含映入部分的噪聲排除到虹膜信息的對(duì)象外。
個(gè)人認(rèn)證系統(tǒng)的特征在于，該個(gè)人認(rèn)證系統(tǒng)具有掩蔽處理單元，該 掩蔽處理單元進(jìn)行掩蔽處理并生成掩蔽區(qū)域，以將提取出的虹膜區(qū)域內(nèi) 的包含映入部分的噪聲排除到虹膜信息的對(duì)象外，三維極坐標(biāo)圖像編碼 單元將三維極坐標(biāo)圖像劃分為多個(gè)區(qū)域，針對(duì)各個(gè)多個(gè)區(qū)域，當(dāng)區(qū)域是 包含大于等于預(yù)先設(shè)定的閾值面積的掩蔽區(qū)域的區(qū)域時(shí)，針對(duì)區(qū)域生成 掩碼。
個(gè)人認(rèn)證系統(tǒng)的特征在于，三維極坐標(biāo)圖像編碼單元將三維極坐標(biāo) 圖像劃分為多個(gè)區(qū)域，針對(duì)各個(gè)多個(gè)區(qū)域，當(dāng)區(qū)域是包含小于預(yù)先設(shè)定 的閾值面積的掩蔽區(qū)域的區(qū)域和不包含掩蔽區(qū)域的區(qū)域中的任意區(qū)域 時(shí)，針對(duì)區(qū)域提取特征量，對(duì)提取出的特征量進(jìn)行編碼，生成三維極坐 標(biāo)圖像代碼。
個(gè)人認(rèn)證系統(tǒng)的特征在于，三維極坐標(biāo)圖像編碼單元將三維極坐標(biāo) 圖像劃分為多個(gè)區(qū)域，針對(duì)各個(gè)多個(gè)區(qū)域，對(duì)針對(duì)區(qū)域使用具有方向性 和周期性的濾波器而獲得的輸出值所示的特征進(jìn)行編碼，生成三維極坐 標(biāo)圖像代碼。
個(gè)人認(rèn)證系統(tǒng)的特征在于，作為具有方向性和周期性的濾波器，三 維極坐標(biāo)圖像編碼單元使用方向?yàn)V波器和二維加博濾波器中的至少一 方。
個(gè)人認(rèn)證系統(tǒng)的特征在于，在特征量提取中，三維極坐標(biāo)圖像編碼 單元使用二維傅立葉變換和二維小波變換中的至少一方。
個(gè)人認(rèn)證系統(tǒng)的特征在于，該三維極坐標(biāo)圖像編碼單元具有將三維極坐標(biāo)圖像劃分為多個(gè)區(qū)域，使用模式匹配對(duì)各區(qū)域與其他區(qū)域進(jìn)行比 較的模式匹配部，三維極坐標(biāo)圖像編碼單元使用表示各個(gè)多個(gè)區(qū)域的識(shí) 別信息，根據(jù)匹配結(jié)果，對(duì)各區(qū)域與其他區(qū)域中的哪個(gè)區(qū)域相似進(jìn)行編 碼，生成三維極坐標(biāo)代碼。個(gè)人認(rèn)證系統(tǒng)的特征在于，該個(gè)人認(rèn)證系統(tǒng)還具有存儲(chǔ)單元，該存 儲(chǔ)單元將利用者登記時(shí)生成的三維極坐標(biāo)圖像代碼作為登記生物體信息 進(jìn)行存儲(chǔ)。個(gè)人認(rèn)證系統(tǒng)的特征在于，該個(gè)人認(rèn)證系統(tǒng)還具有認(rèn)證判定單元， 該認(rèn)證判定單元對(duì)利用者認(rèn)證時(shí)生成的三維極坐標(biāo)代碼和預(yù)先登記的登 記生物體信息的三維極坐標(biāo)代碼進(jìn)行核對(duì)，判定它們一致還是不一致。<結(jié)構(gòu)2>本發(fā)明的個(gè)人認(rèn)證方法的特征在于，該個(gè)人認(rèn)證方法包含以下步驟 從利用者的包含虹膜在內(nèi)的眼睛的圖像中，提取瞳孔區(qū)域和虹膜區(qū)域， 根據(jù)提取出的瞳孔區(qū)域和虹膜區(qū)域，估計(jì)眼球的三維中心位置，以該眼 球中心為基準(zhǔn)將虹膜區(qū)域轉(zhuǎn)換為三維極坐標(biāo)，生成三維極坐標(biāo)圖像，并 生成三維極坐標(biāo)圖像代碼，該三維極坐標(biāo)圖像代碼是提取所生成的三維 極坐標(biāo)圖像的特征并進(jìn)行編碼而得到的。在上述結(jié)構(gòu)中，其特征在于，三維極坐標(biāo)圖像的生成步驟包含以下 步驟根據(jù)提取出的瞳孔區(qū)域和虹膜區(qū)域的各區(qū)域的中心位置的關(guān)系或 形狀的關(guān)系，計(jì)算利用者的視線方向的步驟；使用瞳孔區(qū)域和虹膜區(qū)域 以及計(jì)算出的視線方向，生成利用者的眼睛的三維模型的步驟；以及根 據(jù)所生成的三維模型判定用于將利用者的視線方向作為正面進(jìn)行拍攝的 假想投影面，對(duì)假想為虹膜區(qū)域相對(duì)于所判定的假想投影面平行對(duì)置時(shí) 的該虹膜區(qū)域進(jìn)行三維極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的步驟。個(gè)人認(rèn)證方法的特征在于，根據(jù)提取出的瞳孔區(qū)域和虹膜區(qū)域的各 區(qū)域的中心位置的偏差、以及瞳孔區(qū)域的外周和虹膜區(qū)域的外周之間的 距離的關(guān)系，來求出視線方向。個(gè)人認(rèn)證方法的特征在于，根據(jù)虹膜的大小，進(jìn)行三維模型的大小 的標(biāo)準(zhǔn)化。11個(gè)人認(rèn)證方法的特征在于，關(guān)于三維極坐標(biāo)圖像，三維模型上的虹 膜區(qū)域的各像素以如下兩個(gè)角度A、 B來表示1) 將三維上連接眼球中心和像素的直線投影到與視線軸正交的面 上，通過眼球中心的預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)線和所投影的直線所成的角度A，2) 將三維上連接眼球中心和像素的直線投影到包含視線軸的垂直面 上，通過眼球中心的預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)線和所投影的直線所成的角度B。個(gè)人認(rèn)證方法的特征在于，進(jìn)行掩蔽處理并生成掩蔽區(qū)域，以將提 取出的虹膜區(qū)域的包含映入部分的噪聲排除到虹膜信息的對(duì)象外。個(gè)人認(rèn)證方法的特征在于，進(jìn)行掩蔽處理并生成掩蔽區(qū)域以將提取 出的虹膜區(qū)域的包含映入部分的噪聲排除到虹膜信息的對(duì)象外，將三維 極坐標(biāo)圖像劃分為多個(gè)區(qū)域，針對(duì)各個(gè)多個(gè)區(qū)域，當(dāng)區(qū)域是包含大于等 于預(yù)先設(shè)定的閾值面積的掩蔽區(qū)域的區(qū)域時(shí)，針對(duì)區(qū)域生成掩碼。個(gè)人認(rèn)證方法的特征在于，進(jìn)行掩蔽處理并生成掩蔽區(qū)域以將提取 出的虹膜區(qū)域內(nèi)的包含映入部分的噪聲排除到虹膜信息的對(duì)象外，將三 維極坐標(biāo)圖像劃分為多個(gè)區(qū)域，針對(duì)各個(gè)多個(gè)區(qū)域，當(dāng)區(qū)域是包含小于 預(yù)先設(shè)定的閾值面積的掩蔽區(qū)域的區(qū)域和不包含掩蔽區(qū)域的區(qū)域中的任 意區(qū)域時(shí)，針對(duì)區(qū)域提取特征量，對(duì)提取出的特征量進(jìn)行編碼，生成三 維極坐標(biāo)圖像代碼。個(gè)人認(rèn)證方法的特征在于，關(guān)于生成三維極坐標(biāo)圖像代碼的方法， 將三維極坐標(biāo)圖像劃分為多個(gè)區(qū)域，針對(duì)各個(gè)多個(gè)區(qū)域，對(duì)針對(duì)區(qū)域使 用具有方向性和周期性的濾波器而獲得的輸出值所示的特征進(jìn)行編碼， 生成三維極坐標(biāo)圖像代碼。個(gè)人認(rèn)證方法的特征在于，作為具有方向性和周期性的濾波器，使 用方向?yàn)V波器和二維加博濾波器中的至少一方。個(gè)人認(rèn)證方法的特征在于，在特征量提取中，使用二維傅立葉變換 和二維小波變換中的至少一方。個(gè)人認(rèn)證方法的特征在于，關(guān)于生成三維極坐標(biāo)圖像代碼的方法， 將三維極坐標(biāo)圖像劃分為多個(gè)區(qū)域，使用模式匹配對(duì)各區(qū)域與其他區(qū)域 進(jìn)行比較，使用表示各個(gè)多個(gè)區(qū)域的識(shí)別信息，根據(jù)匹配結(jié)果，對(duì)各區(qū)域與其他區(qū)域中的哪個(gè)區(qū)域相似進(jìn)行編碼，生成三維極坐標(biāo)代碼。個(gè)人認(rèn)證方法的特征在于，將利用者登記時(shí)生成的三維極坐標(biāo)圖像代碼作為登記生物體信息進(jìn)行存儲(chǔ)。個(gè)人認(rèn)證方法的特征在于，對(duì)利用者認(rèn)證時(shí)生成的三維極坐標(biāo)代碼和預(yù)先登記的登記生物體信息的三維極坐標(biāo)代碼進(jìn)行核對(duì)，判定它們一致還是不一致。根據(jù)本發(fā)明，根據(jù)所拍攝的眼睛的圖像來生成將視線設(shè)定為正面的 三維眼睛圖像，并根據(jù)該眼睛圖像來生成虹膜信息，所以，能夠獲得準(zhǔn) 確示出利用者的虹膜特征的虹膜信息，因此，能夠提高本人認(rèn)證精度。


圖1是示出本發(fā)明的實(shí)施例的生物體信息生成部的框圖。 圖2是示出本發(fā)明的實(shí)施例的個(gè)人認(rèn)證系統(tǒng)的框圖。圖3是示出現(xiàn)有技術(shù)的虹膜信息的生成過程的圖。 圖4是示出本發(fā)明的眼睛結(jié)構(gòu)的圖。圖5是本發(fā)明的實(shí)施例的攝影極坐標(biāo)系計(jì)算部中的眼球3D模型生成 的說明圖(其一)。圖6是本發(fā)明的實(shí)施例的攝影極坐標(biāo)系計(jì)算部中的眼球3D模型生成的說明圖(其二)。圖7A是本發(fā)明的實(shí)施例的攝影極坐標(biāo)系計(jì)算部中的眼球3D模型生成的說明圖(其三)。圖7B是本發(fā)明的實(shí)施例的攝影極坐標(biāo)系計(jì)算部中的眼球3D模型生 成的說明圖(其三)。圖8A是本發(fā)明的實(shí)施例的虹膜立體極坐標(biāo)圖像的標(biāo)準(zhǔn)化處理的說 明圖。圖8B是本發(fā)明的實(shí)施例的虹膜立體極坐標(biāo)圖像的標(biāo)準(zhǔn)化處理的說 明圖。圖9是示出將本發(fā)明的實(shí)施例的標(biāo)準(zhǔn)化虹膜立體極坐標(biāo)圖像劃分為 多個(gè)區(qū)域后的狀態(tài)的圖。圖IO是本發(fā)明的實(shí)施例的方向?yàn)V波器的說明圖。圖11是示出本發(fā)明的實(shí)施例的利用者登記處理的動(dòng)作的流程圖。 圖12是示出本發(fā)明的實(shí)施例的利用者認(rèn)證處理的動(dòng)作的流程圖。 標(biāo)號(hào)說明10:登記裝置；11:通信部；12:控制部；13:顯示部；14:輸入 部；15:攝影部；16:臨時(shí)存儲(chǔ)部；17:生物體信息生成部；171:瞳孔 虹膜邊界提取部；172:虹膜區(qū)域判定部；173:焦點(diǎn)判定部；174:掩蔽 處理部；175:掩蔽區(qū)域判定部；176:虹膜立體極坐標(biāo)圖像生成部；1761: 攝影極坐標(biāo)系計(jì)算部；1762:虹膜立體極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換部；1763:瞳孔標(biāo)準(zhǔn) 化處理部；177:虹膜立體極坐標(biāo)代碼生成部；20:生物體信息數(shù)據(jù)庫(DB); 30:認(rèn)證裝置；31:通信部；32:控制部；33:顯示部；34: 輸入部；35:攝影部；36:臨時(shí)存儲(chǔ)部；37:生物體信息生成部；371: 瞳孔虹膜邊界提取部；372:虹膜區(qū)域判定部；373:焦點(diǎn)判定部；374: 掩蔽處理部；375:掩蔽區(qū)域判定部；376:虹膜立體極坐標(biāo)圖像生成部； 3761:攝影極坐標(biāo)系計(jì)算部；3762:虹膜立體極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換部；3763:瞳 孔標(biāo)準(zhǔn)化處理部；377:虹膜立體極坐標(biāo)代碼生成部；38:核對(duì)判定部； 40:網(wǎng)纟各。
具體實(shí)施方式
下面，使用附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式。 實(shí)施例<實(shí)施例的結(jié)構(gòu)>如圖2所示，本發(fā)明的實(shí)施例的個(gè)人認(rèn)證系統(tǒng)由登記裝置IO、經(jīng)由 網(wǎng)絡(luò)40與該登記裝置IO連接的生物體信息數(shù)據(jù)庫(DB) 20、以及認(rèn)證 裝置30構(gòu)成。這里，本發(fā)明的個(gè)人認(rèn)證系統(tǒng)例如用于企業(yè)的建筑物或研 究設(shè)施的電子門的開鎖系統(tǒng)等。在此，為了簡(jiǎn)化說明，圖2僅示出一臺(tái)認(rèn)證裝置30，但是，在網(wǎng)絡(luò) 40上連接有具有與認(rèn)證裝置30相同功能的多個(gè)認(rèn)證裝置30。登記裝置10是為了作為個(gè)人認(rèn)證系統(tǒng)的利用者進(jìn)行登記手續(xù)而由登記希望者進(jìn)行操作的裝置，登記裝置10具有與網(wǎng)絡(luò)40連接的通信部11、控制裝置整體的控制部12、顯示部13、輸入部14、攝影部15、 臨時(shí)存儲(chǔ)部16、以及生物體信息生成部17。生物體信息DB 20是如下的數(shù)據(jù)庫在經(jīng)由登記裝置10生成后述的 虹膜立體極坐標(biāo)代碼的情況下，將利用者的識(shí)別信息(ID編號(hào))和虹膜 立體極坐標(biāo)代碼對(duì)應(yīng)起來作為登記生物體信息進(jìn)行保持。登記裝置10具有未圖示的傳感器，當(dāng)該傳感器檢測(cè)到登記希望者 時(shí)，控制部12執(zhí)行未圖示的存儲(chǔ)器的控制程序，在顯示部13所具有的 顯示器上，顯示用于使登記希望者輸入個(gè)人識(shí)別信息(ID編號(hào))的輸入 指示畫面。輸入部14由觸摸面板或按鈕等構(gòu)成，用于使登記希望者參照在顯示 部13上顯示的輸入指示畫面，輸入識(shí)別信息(ID編號(hào))。當(dāng)經(jīng)由輸入部14輸入識(shí)別信息后，控制部12將該識(shí)別信息存儲(chǔ)在 臨時(shí)存儲(chǔ)部16中，并且，檢索生物體信息DB 20中是否存在符合識(shí)別信 息的登記生物體信息。然后，當(dāng)生物體信息DB 20中不存在符合識(shí)別信息的登記生物體信 息時(shí)，控制部12執(zhí)行未圖示的存儲(chǔ)器的控制程序，在顯示部13上顯示 攝影指示通知畫面，并且指示攝影部15進(jìn)行攝影，其中，該攝影指示通 知畫面用于指示登記希望者注視攝影部15所具有的照相機(jī)。另一方面，當(dāng)存在符合識(shí)別信息的登記生物體信息時(shí)，控制部12執(zhí) 行未圖示的存儲(chǔ)器的控制程序，在顯示部13上顯示用于通知登記希望者 已經(jīng)登記生物體信息的己登記通知畫面，并中止登記處理。攝影部15具有拍攝登記希望者的眼睛的照相機(jī)，當(dāng)接受攝影指示 后，利用照相機(jī)拍攝登記希望者，來取得其攝影圖像。當(dāng)攝影部15取得攝影圖像后，控制部12將該攝影圖像存儲(chǔ)在臨時(shí) 存儲(chǔ)部16中，并且，指示生物體信息生成部17生成生物體信息。如圖l、圖2所示，生物體信息生成部17具有瞳孔虹膜邊界提取 部171、虹膜區(qū)域判定部172、焦點(diǎn)判定部173、掩蔽處理部174、掩蔽 區(qū)域判定部175、虹膜立體極坐標(biāo)圖像生成部176、以及虹膜立體極坐標(biāo)代碼生成部177。
生物體信息生成部17是如下的部分當(dāng)接受生成生物體信息的指示
后，根據(jù)由攝影部15取得的攝影圖像，生成表示虹膜特征的虹膜信息。 然后，在生物體信息生成部17中，當(dāng)接受生成生物體信息的指示后，
瞳孔虹膜邊界提取部171開始提取瞳孔虹膜邊界。
瞳孔虹膜邊界提取部171是如下的部分從由臨時(shí)存儲(chǔ)部16保持的
攝影圖像中，提取表示瞳孔和虹膜的邊界(內(nèi)側(cè)邊界)以及虹膜和鞏膜
的邊界(外側(cè)邊界)的各橢圓。這里，表示內(nèi)側(cè)邊界和外側(cè)邊界的各橢
圓的提取方法是公知的，因此省略說明(參照參考文獻(xiàn)1:日本特開平
10-262952號(hào)公報(bào))。
然后，瞳孔虹膜邊界提取部171檢索攝影圖像上的表示內(nèi)側(cè)邊界和 外側(cè)邊界的各橢圓，當(dāng)存在表示內(nèi)側(cè)邊界和外側(cè)邊界的兩個(gè)橢圓時(shí)，提 取兩個(gè)橢圓，并且，提取瞳孔區(qū)域和虹膜區(qū)域。
當(dāng)瞳孔虹膜邊界提取部171提取內(nèi)側(cè)邊界和外側(cè)邊界后，控制部12 指示虹膜區(qū)域判定部172判定虹膜區(qū)域。
另一方面，當(dāng)瞳孔虹膜邊界提取部171由于上述攝影圖像上不存在 表示內(nèi)側(cè)邊界和外側(cè)邊界的兩個(gè)橢圓而無法提取兩個(gè)邊界時(shí)，作為虹膜 信息生成錯(cuò)誤，控制部12利用未圖示的計(jì)數(shù)部對(duì)錯(cuò)誤次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)。
然后，當(dāng)對(duì)錯(cuò)誤次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)后，控制部12對(duì)該錯(cuò)誤次數(shù)和預(yù)先設(shè) 定在未圖示的存儲(chǔ)器中的最大次數(shù)進(jìn)行比較，當(dāng)錯(cuò)誤次數(shù)小于最大次數(shù) 時(shí)，執(zhí)行未圖示的存儲(chǔ)器的控制程序，在顯示部13上顯示用于指示登記 希望者重新拍攝眼睛的重新攝影通知畫面，并且，指示攝影部15進(jìn)行攝 影。
并且，當(dāng)錯(cuò)誤次數(shù)為最大次數(shù)時(shí)，控制部12執(zhí)行未圖示的存儲(chǔ)器的 控制程序，在顯示部13所具有的顯示器上，顯示用于通知登記希望者無 法登記生物體信息的無法登記通知畫面，并中止登記處理。
虹膜區(qū)域判定部172是如下的部分根據(jù)虹膜區(qū)域是否大于等于預(yù) 先設(shè)定的虹膜面積閾值，來判定虹膜區(qū)域是否有效。
艮P，當(dāng)虹膜區(qū)域判定部172接受判定虹膜區(qū)域的指示后，計(jì)算所提取的虹膜區(qū)域的面積，當(dāng)虹膜區(qū)域的面積大于等于預(yù)先設(shè)定在未圖示的 存儲(chǔ)器中的虹膜面積閾值時(shí)，判定為虹膜區(qū)域有效。
另一方面，當(dāng)虹膜區(qū)域的面積小于虹膜面積閾值時(shí)，虹膜區(qū)域判定 部172判定為虹膜區(qū)域無效。
當(dāng)虹膜區(qū)域判定部172判定為虹膜區(qū)域有效時(shí)，控制部12指示焦點(diǎn) 判定部173進(jìn)行焦點(diǎn)判定。
另一方面，當(dāng)虹膜區(qū)域判定部172判定為虹膜區(qū)域無效時(shí)，作為虹 膜信息生成錯(cuò)誤，控制部12利用未圖示的計(jì)數(shù)部對(duì)錯(cuò)誤次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)。
焦點(diǎn)判定部173是判定虹膜區(qū)域的焦點(diǎn)是否對(duì)焦的部分。
艮口，當(dāng)焦點(diǎn)判定部173接受焦點(diǎn)判定的指示后，當(dāng)虹膜區(qū)域的邊緣 強(qiáng)度的平均大于等于預(yù)先設(shè)定的邊緣強(qiáng)度閾值時(shí)，判定為焦點(diǎn)對(duì)焦。這 里，也可以根據(jù)邊緣強(qiáng)度的最大值是否大于等于預(yù)先設(shè)定的邊緣強(qiáng)度閾 值，來進(jìn)行焦點(diǎn)判定。
另一方面，當(dāng)虹膜區(qū)域的邊緣強(qiáng)度的平均小于預(yù)先設(shè)定的邊緣強(qiáng)度 時(shí)，焦點(diǎn)判定部173判定為焦點(diǎn)沒有對(duì)焦。
當(dāng)焦點(diǎn)判定部173判定為焦點(diǎn)對(duì)焦時(shí)，控制部12指示掩蔽處理部 174進(jìn)行掩蔽處理。
另一方面，當(dāng)焦點(diǎn)判定部173判定為焦點(diǎn)沒有對(duì)焦時(shí)，作為虹膜信 息生成錯(cuò)誤，控制部12利用未圖示的計(jì)數(shù)部對(duì)錯(cuò)誤次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)。
掩蔽處理部174是如下的部分為了對(duì)位于虹膜區(qū)域中的眼瞼部分、 睫毛部分、由于照明等的映入等而使亮度超過閾值的部分等進(jìn)行設(shè)定以 將其作為噪聲排除到虹膜信息的對(duì)象外，對(duì)虹膜區(qū)域進(jìn)行掩蔽處理。
艮口，當(dāng)掩蔽處理部174接受掩蔽處理的指示后，對(duì)虹膜區(qū)域進(jìn)行掩 蔽處理。
當(dāng)掩蔽處理部174進(jìn)行掩蔽處理后，控制部12指示掩蔽區(qū)域判定部 175判定掩蔽區(qū)域。
掩蔽區(qū)域判定部175是如下的部分根據(jù)掩蔽處理后的虹膜區(qū)域內(nèi) 的掩蔽區(qū)域是否小于等于預(yù)先設(shè)定的掩蔽區(qū)域面積閾值，來判定虹膜區(qū) 域是否有效。艮P，當(dāng)掩蔽區(qū)域判定部175接受判定掩蔽區(qū)域的指示后，提取虹膜 區(qū)域內(nèi)的掩蔽區(qū)域，當(dāng)掩蔽區(qū)域小于等于預(yù)先設(shè)定的掩蔽區(qū)域面積閾值 時(shí)，判定為虹膜區(qū)域有效。
另一方面，當(dāng)掩蔽區(qū)域大于預(yù)先設(shè)定的掩蔽區(qū)域面積閾值時(shí)，掩蔽
區(qū)域判定部175判定為虹膜區(qū)域無效。
當(dāng)掩蔽區(qū)域判定部175判定為虹膜區(qū)域有效時(shí)，控制部12指示虹膜 立體極坐標(biāo)圖像生成部176生成虹膜立體極坐標(biāo)圖像。
另一方面，當(dāng)掩蔽區(qū)域判定部175判定為虹膜區(qū)域無效時(shí)，作為虹 膜信息生成錯(cuò)誤，控制部12利用未圖示的計(jì)數(shù)部對(duì)錯(cuò)誤次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)。
如圖1所示，虹膜立體極坐標(biāo)圖像生成部176具有攝影極坐標(biāo)系 計(jì)算部1761、虹膜立體極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換部1762、以及瞳孔標(biāo)準(zhǔn)化處理部1763。
虹膜立體極坐標(biāo)圖像生成部176根據(jù)由攝影部15所具有的照相機(jī)所 拍攝的圖5所示的攝影圖像(掩蔽處理后)，生成圖6、圖7A和圖7B所 示的由xyz的三維坐標(biāo)系所表現(xiàn)的眼球的3D模型。然后，對(duì)所生成的 3D模型進(jìn)行極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，生成圖8A所示的橫軸為該3D模型的xy平面 上的角度0xy、縱軸為該3D模型的zy平面上的角度0zy的立體極坐標(biāo)圖 像，生成圖8B所示的調(diào)整了該立體極坐標(biāo)圖像的瞳孔尺寸后的標(biāo)準(zhǔn)化立 體極坐標(biāo)圖像。
這里，在虹膜立體極坐標(biāo)圖像生成部176生成眼球的3D模型時(shí)，如 圖4示出的眼睛的結(jié)構(gòu)圖所示，在成人的情況下，眼球直徑為24mm，能 夠從外部觀察到的虹膜直徑(角膜直徑)為12mm，這些值使用個(gè)人差極 小且恒定的、參考文獻(xiàn)2所記載的數(shù)據(jù)。然后，在圖7B所示的眼球的 3D模型中，虹膜的厚度恒定，但是，如圖4所示，實(shí)際虹膜為中央部分 鼓出的形狀(參照參考文獻(xiàn)2:日本人體解剖學(xué)金子丑之助1999年"I 視覚器A.眼球")。
然后，在虹膜立體極坐標(biāo)圖像生成部176中，接受生成虹膜立體極 坐標(biāo)圖像的指示后，攝影極坐標(biāo)系計(jì)算部1761開始計(jì)算攝影極坐標(biāo)系。
艮P，如圖5所示，攝影極坐標(biāo)系計(jì)算部1761以二維方式計(jì)算表現(xiàn)視 線朝向斜上方的眼睛的攝影圖像(掩蔽處理后)內(nèi)的表示內(nèi)側(cè)邊界和外
18側(cè)邊界的橢圓的各中心位置，在掩蔽圖像內(nèi)的表示內(nèi)側(cè)邊界和外側(cè)邊界 的橢圓中，從在以內(nèi)側(cè)邊界的橢圓中心為起點(diǎn)的射線上且連接內(nèi)側(cè)邊界 和外側(cè)邊界的線段中，提取距離最大的線段A。
然后，攝影極坐標(biāo)系計(jì)算部1761提取上述線段A后，提取與該線段 A隔著瞳孔位于相反側(cè)的表示內(nèi)側(cè)邊界和外側(cè)邊界的距離的線段B。
進(jìn)而，攝影極坐標(biāo)系計(jì)算部1761提取上述線段A和線段B后，使 用上述各中心位置、該線段A和線段B的距離、以及該線段A和線段B 的斜率等，生成圖6所示的xyz坐標(biāo)系上的眼球的3D模型，該xyz坐標(biāo) 系以判定用于把登記希望者的視線方向作為正面進(jìn)行拍攝的假想照相機(jī) 投影面、且假想為瞳孔區(qū)域和虹膜區(qū)域相對(duì)于該假想投影面平行對(duì)置時(shí) 的瞳孔區(qū)域和虹膜區(qū)域?yàn)橹行?。這里，圖7A示出眼球的3D模型的xy 平面圖，圖7B示出眼球的3D模型的zy平面圖。
當(dāng)攝影極坐標(biāo)系計(jì)算部1761生成眼球的3D模型后，控制部12指示 虹膜立體極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換部1762進(jìn)行虹膜立體極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。
虹膜立體極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換部1762是如下的部分在眼球的3D模型上的 瞳孔區(qū)域和虹膜區(qū)域中，計(jì)算用xy平面上的角度0xy和zy平面上的角 度0zy表現(xiàn)相對(duì)于眼球的3D模型的原點(diǎn)的位置的立體極坐標(biāo)(exy， 6zy) 上的各像素值，生成橫軸用exy表示、縱軸用0zy表示的虹膜立體極坐 標(biāo)圖像。
艮口，當(dāng)虹膜立體極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換部1762接受虹膜立體極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的指示 后，使用眼球的3D模型，生成圖8A所示的虹膜立體極坐標(biāo)圖像。
當(dāng)虹膜立體極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換部1762生成虹膜立體極坐標(biāo)圖像后，控制部 12指示瞳孔標(biāo)準(zhǔn)化處理部1763進(jìn)行瞳孔區(qū)域尺寸的標(biāo)準(zhǔn)化。
瞳孔標(biāo)準(zhǔn)化處理部1763是如下的部分將虹膜立體極坐標(biāo)圖像上的 瞳孔區(qū)域尺寸標(biāo)準(zhǔn)化為預(yù)先設(shè)定的規(guī)定瞳孔區(qū)域尺寸，生成表示標(biāo)準(zhǔn)的 虹膜區(qū)域極坐標(biāo)圖像的標(biāo)準(zhǔn)化虹膜立體極坐標(biāo)圖像。
艮P，當(dāng)瞳孔標(biāo)準(zhǔn)化處理部1763接受瞳孔區(qū)域尺寸的標(biāo)準(zhǔn)化的指示 后，將虹膜立體極坐標(biāo)圖像的瞳孔區(qū)域尺寸標(biāo)準(zhǔn)化為規(guī)定瞳孔區(qū)域尺寸， 生成圖8B所示的標(biāo)準(zhǔn)化虹膜立體極坐標(biāo)圖像。當(dāng)瞳孔標(biāo)準(zhǔn)化處理部1763生成標(biāo)準(zhǔn)化虹膜立體極坐標(biāo)圖像后，控制 部12指示虹膜立體極坐標(biāo)代碼生成部177生成虹膜立體極坐標(biāo)代碼。
如圖9所示，虹膜立體極坐標(biāo)代碼生成部177是如下的部分將標(biāo) 準(zhǔn)化虹膜立體極坐標(biāo)圖像劃分為MXN的區(qū)域，根據(jù)各區(qū)域的特征對(duì)標(biāo) 準(zhǔn)化虹膜立體極坐標(biāo)圖像進(jìn)行編碼。
這里，虹膜立體極坐標(biāo)代碼生成部177針對(duì)MXN的各區(qū)域，使用 圖IO所示的方向?yàn)V波器和加博濾波器中的任意一種濾波器，或者使用方 向?yàn)V波器和加博濾波器這兩個(gè)濾波器，提取表示各區(qū)域特征的邊緣分量 的方向性和頻率，生成對(duì)這些方向性和頻率進(jìn)行編碼后的虹膜立體極坐 標(biāo)代碼。另外，在標(biāo)準(zhǔn)化虹膜立體極坐標(biāo)圖像的MXN的區(qū)域劃分中， 也可以使用相鄰區(qū)域彼此重合一部分的劃分方法。
并且，虹膜立體極坐標(biāo)代碼生成部177也可以針對(duì)MXN的各區(qū)域， 進(jìn)行二維傅立葉變換和二維小波變換中的任意一種變換，或者進(jìn)行二維 傅立葉變換和二維小波變換這兩種變換，生成對(duì)通過變換而得到的各區(qū) 域的特征量進(jìn)行編碼后的虹膜立體極坐標(biāo)代碼。
并且，虹膜立體極坐標(biāo)代碼生成部177也可以針對(duì)MXN的各區(qū)域， 使用模式匹配來比較各區(qū)域和其他區(qū)域，使用表示各區(qū)域的識(shí)別信息， 根據(jù)匹配結(jié)果，對(duì)各區(qū)域與其他區(qū)域中的哪個(gè)區(qū)域相似進(jìn)行編碼來生成 虹膜立體極坐標(biāo)代碼。
然后，當(dāng)在MXN的各區(qū)域中存在包含大于等于預(yù)先設(shè)定在未圖示 的存儲(chǔ)器中的閾值面積的掩蔽區(qū)域在內(nèi)的區(qū)域時(shí)，虹膜立體極坐標(biāo)代碼 生成部177不對(duì)該區(qū)域進(jìn)行特征提取，生成掩碼以將該區(qū)域排除到虹膜 信息的對(duì)象外。
艮P，當(dāng)虹膜立體極坐標(biāo)代碼生成部177接受生成虹膜立體極坐標(biāo)代 碼的指示后，將標(biāo)準(zhǔn)化虹膜立體極坐標(biāo)圖像劃分為MXN的區(qū)域，生成 表示各區(qū)域的特征的包含掩碼的虹膜立體極坐標(biāo)代碼。
當(dāng)虹膜立體極坐標(biāo)代碼生成部177生成虹膜立體極坐標(biāo)代碼后，控 制部12在生物體信息DB 20中存儲(chǔ)將該虹膜立體極坐標(biāo)代碼和由臨時(shí)存 儲(chǔ)部16保持的識(shí)別編號(hào)(ID編號(hào))對(duì)應(yīng)起來的登記生物體信息。然后，當(dāng)控制部12在生物體信息DB 20中存儲(chǔ)登記生物體信息后， 執(zhí)行由未圖示的存儲(chǔ)器保持的控制程序，在顯示部13上顯示通知生物體 信息登記已完成的登記完成通知畫面，同時(shí)結(jié)束登記處理。
認(rèn)證裝置30是為了進(jìn)行個(gè)人認(rèn)證系統(tǒng)的利用者的本人認(rèn)證而由被 識(shí)別者操作的裝置，如圖2所示，認(rèn)證裝置30具有與網(wǎng)絡(luò)40連接的 通信部31、控制裝置整體的控制部32、顯示部33、輸入部34、攝影部 35、臨時(shí)存儲(chǔ)部36、生物體信息生成部37、以及核對(duì)判定部38。
生物體信息生成部37與圖1、圖2所示的登記裝置10的生物體信 息生成部17的結(jié)構(gòu)相同，其具有瞳孔虹膜邊界提取部371、虹膜區(qū)域 判定部372、焦點(diǎn)判定部373、掩蔽處理部374、掩蔽區(qū)域判定部375、 虹膜立體極坐標(biāo)圖像生成部376、以及虹膜立體極坐標(biāo)代碼生成部377。
虹膜立體極坐標(biāo)圖像生成部376與圖2所示的登記裝置10的虹膜立 體極坐標(biāo)圖像生成部176的結(jié)構(gòu)相同，其具有攝影極坐標(biāo)系計(jì)算部3761、 虹膜立體極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換部3762、以及瞳孔標(biāo)準(zhǔn)化處理部3763。
認(rèn)證裝置30具有未圖示的傳感器，當(dāng)該傳感器檢測(cè)到被識(shí)別者時(shí)， 控制部32執(zhí)行未圖示的存儲(chǔ)器的控制程序，在顯示部33所具有的顯示 器上，顯示用于使被識(shí)別者輸入識(shí)別信息(ID編號(hào))的輸入指示畫面。
輸入部34由觸摸面板或按鈕等構(gòu)成，用于使被識(shí)別者參照在顯示部 33上顯示的輸入指示畫面，輸入識(shí)別信息(ID編號(hào))。
當(dāng)經(jīng)由輸入部34輸入識(shí)別信息后，控制部32將該識(shí)別信息存儲(chǔ)在 臨時(shí)存儲(chǔ)部36中，并且，執(zhí)行未圖示的控制程序，在顯示部33上顯示 用于指示被識(shí)別者注視攝影部35所具有的照相機(jī)的攝影指示畫面。然后， 控制部32在顯示部33上顯示攝影指示畫面，并且，指示攝影部35進(jìn)行 攝影。
當(dāng)對(duì)錯(cuò)誤次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)后，控制部32對(duì)該錯(cuò)誤次數(shù)和預(yù)先設(shè)定在未 圖示的存儲(chǔ)器中的最大次數(shù)進(jìn)行比較，當(dāng)錯(cuò)誤次數(shù)小于最大次數(shù)時(shí)，執(zhí) 行未圖示的存儲(chǔ)器的控制程序，在顯示部33上顯示用于指示被識(shí)別者重 新拍攝眼睛的重新攝影通知畫面，并且，指示攝影部35進(jìn)行攝影。
并且，當(dāng)錯(cuò)誤次數(shù)為最大次數(shù)時(shí)，控制部32執(zhí)行未圖示的存儲(chǔ)器的
21控制程序，在顯示部33所具有的顯示器上，顯示用于通知被識(shí)別者無法 認(rèn)證生物體信息的無法認(rèn)證通知畫面，并中止認(rèn)證處理。
當(dāng)由虹膜立體極坐標(biāo)代碼生成部377生成虹膜立體極坐標(biāo)代碼后， 控制部32指示核對(duì)判定部38進(jìn)行核對(duì)判定。這里，虹膜立體極坐標(biāo)代 碼生成部377具有與登記裝置10的虹膜立體極坐標(biāo)代碼生成部177相同 的結(jié)構(gòu)和功能。
核對(duì)判定部38是如下的部分判定從被識(shí)別者取得的虹膜立體極坐 標(biāo)代碼是否與由生物體信息DB 20保持的利用者的登記生物體信息的登 記立體極坐標(biāo)代碼一致。
艮P，當(dāng)核對(duì)判定部38接受核對(duì)判定的指示后，根據(jù)由臨時(shí)存儲(chǔ)部 36保持的識(shí)別信息(ID編號(hào))，檢索生物體信息DB 20的登記生物體信 息，對(duì)該登記生物體信息的立體極坐標(biāo)代碼和所生成的立體極坐標(biāo)代碼 進(jìn)行核對(duì)來判定一致還是不一致，當(dāng)一致時(shí)，判定為核對(duì)一致。這里， 核對(duì)判定部38考慮認(rèn)證時(shí)拍攝的被識(shí)別者的面部朝向(眼睛朝向)和登 記時(shí)拍攝的登記希望者的面部朝向(眼睛朝向)不同的情況， 一邊使登 記立體極坐標(biāo)代碼和立體極坐標(biāo)代碼中的任意一個(gè)代碼在9xy方向上移 動(dòng)， 一邊判定兩個(gè)立體極坐標(biāo)代碼是否一致。
另一方面，當(dāng)?shù)怯浬矬w信息的立體極坐標(biāo)代碼和立體極坐標(biāo)代碼 不一致時(shí)，核對(duì)判定部38判定為核對(duì)不一致。而且，當(dāng)在生物體信息 DB 20中不存在被識(shí)別者輸入的識(shí)別信息時(shí)，核對(duì)判定部38判定為核對(duì) 不一致。
當(dāng)核對(duì)判定部38判定為核對(duì)一致時(shí)，控制部32執(zhí)行未圖示的存儲(chǔ) 器的控制程序，在顯示部33上顯示用于通知被識(shí)別者進(jìn)行了本人認(rèn)證的 本人認(rèn)證通知畫面，并且例如解除未圖示的電子門的上鎖，結(jié)束認(rèn)證處 理。
另一方面，當(dāng)核對(duì)判定部38判定為核對(duì)不一致時(shí)，控制部32執(zhí)行 未圖示的存儲(chǔ)器的控制程序，在顯示部33上顯示用于通知被識(shí)別者無法 認(rèn)證的無法認(rèn)證通知畫面，并中止認(rèn)證處理。
另外，其他結(jié)構(gòu)與登記裝置10的結(jié)構(gòu)相同。<實(shí)施例的動(dòng)作>
接著，說明本發(fā)明的個(gè)人認(rèn)證系統(tǒng)的實(shí)施例的動(dòng)作。
首先，說明使登記希望者作為系統(tǒng)利用者進(jìn)行登記的動(dòng)作。圖ll示
出實(shí)施例的利用者登記處理的動(dòng)作流程圖。
當(dāng)?shù)怯浹b置10的未圖示的傳感器檢測(cè)到登記希望者時(shí)，控制部12
執(zhí)行未圖示的存儲(chǔ)器的控制程序，在顯示部13所具有的顯示器上，顯示
用于使登記希望者輸入個(gè)人識(shí)別信息(ID編號(hào))的輸入指示畫面。
當(dāng)?shù)怯浵Ｍ邊⒄赵陲@示部13上顯示的輸入畫面，使用輸入部14 所具有的觸摸面板或按鈕輸入識(shí)別信息(ID編號(hào))時(shí)(步驟S101)，控 制部12將該識(shí)別信息存儲(chǔ)在臨時(shí)存儲(chǔ)部16中，并且，經(jīng)由通信部ll檢 索生物體信息DB 20中是否存在符合識(shí)別信息的登記生物體信息。
然后，當(dāng)生物體信息DB 20中不存在符合識(shí)別信息的登記生物體信 息時(shí)(步驟S102)，控制部12執(zhí)行未圖示的存儲(chǔ)器的控制程序，在顯示 部13上顯示用于指示登記希望者注視攝影部15所具有的照相機(jī)的攝影 指示通知畫面，并且，指示攝影部15進(jìn)行攝影。
另一方面，當(dāng)存在符合識(shí)別信息的登記生物體信息時(shí)，控制部12執(zhí) 行未圖示的存儲(chǔ)器的控制程序，在顯示部13上顯示用于通知登記希望者 已經(jīng)登記生物體信息的已登記通知畫面，并中止登記處理。
當(dāng)攝影部15接受攝影指示后，利用照相機(jī)拍攝登記希望者，取得其 攝影圖像(步驟S103)。
當(dāng)攝影部15取得攝影圖像后，控制部12將該攝影圖像存儲(chǔ)在臨時(shí) 存儲(chǔ)部16中，并且，指示生物體信息生成部17生成生物體信息。
然后，在生物體信息生成部17中，當(dāng)接受生成生物體信息的指示后， 瞳孔虹膜邊界提取部171開始提取瞳孔虹膜邊界。
瞳孔虹膜邊界提取部171檢索由臨時(shí)存儲(chǔ)部16保持的攝影圖像上的 表示瞳孔和虹膜的邊界(內(nèi)側(cè)邊界)以及虹膜和鞏膜的邊界(外側(cè)邊界) 的各橢圓，當(dāng)存在表示內(nèi)側(cè)邊界和外側(cè)邊界的兩個(gè)橢圓時(shí)，提取兩個(gè)橢 圓，并且，提取瞳孔區(qū)域和虹膜區(qū)域(步驟S104)。
當(dāng)瞳孔虹膜邊界提取部171提取內(nèi)側(cè)邊界和外側(cè)邊界后，控制部12指示虹膜區(qū)域判定部172判定虹膜區(qū)域。
另一方面，當(dāng)瞳孔虹膜邊界提取部171由于上述攝影圖像上不存在
表示內(nèi)側(cè)邊界和外側(cè)邊界的兩個(gè)橢圓而無法提取兩個(gè)邊界時(shí)，作為虹膜
信息生成錯(cuò)誤，控制部12利用未圖示的計(jì)數(shù)部對(duì)錯(cuò)誤次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)。
然后，當(dāng)對(duì)錯(cuò)誤次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)后，控制部12對(duì)該錯(cuò)誤次數(shù)和預(yù)先設(shè)定在未圖示的存儲(chǔ)器中的最大次數(shù)進(jìn)行比較，當(dāng)錯(cuò)誤次數(shù)小于最大次數(shù)時(shí)(步驟S105)，執(zhí)行未圖示的存儲(chǔ)器的控制程序，在顯示部13上顯示用于指示登記希望者重新拍攝眼睛的重新攝影通知畫面，并且，指示攝影部15進(jìn)行攝影。
并且，當(dāng)錯(cuò)誤次數(shù)為最大次數(shù)時(shí)，控制部12執(zhí)行未圖示的存儲(chǔ)器的控制程序，在顯示部13所具有的顯示器上，顯示用于通知登記希望者無法登記生物體信息的無法登記通知畫面，并中止登記處理。
當(dāng)虹膜區(qū)域判定部172接受判定虹膜區(qū)域的指示后，計(jì)算所提取的虹膜區(qū)域的面積，當(dāng)虹膜區(qū)域的面積大于等于預(yù)先設(shè)定在未圖示的存儲(chǔ)器中的虹膜面積閾值時(shí)(步驟S106)，判定為虹膜區(qū)域有效。
另一方面，當(dāng)虹膜區(qū)域的面積小于虹膜面積閾值時(shí)，虹膜區(qū)域判定部172判定為虹膜區(qū)域無效。
當(dāng)虹膜區(qū)域判定部172判定為虹膜區(qū)域有效時(shí)，控制部12指示焦點(diǎn)判定部173進(jìn)行焦點(diǎn)判定。
另一方面，當(dāng)虹膜區(qū)域判定部172判定為虹膜區(qū)域無效時(shí)，作為虹膜信息生成錯(cuò)誤，控制部12利用未圖示的計(jì)數(shù)部對(duì)錯(cuò)誤次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)。然后，當(dāng)對(duì)錯(cuò)誤次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)后，控制部12進(jìn)行與步驟S105相同的動(dòng)作。
當(dāng)焦點(diǎn)判定部173接受焦點(diǎn)判定的指示后，當(dāng)虹膜區(qū)域的邊緣強(qiáng)度的平均大于等于預(yù)先設(shè)定的邊緣強(qiáng)度閾值時(shí)，判定為焦點(diǎn)對(duì)焦(步驟S107)。
另一方面，當(dāng)虹膜區(qū)域的邊緣強(qiáng)度的平均小于預(yù)先設(shè)定的邊緣強(qiáng)度時(shí)，焦點(diǎn)判定部173判定為焦點(diǎn)沒有對(duì)焦。
當(dāng)焦點(diǎn)判定部173判定為焦點(diǎn)對(duì)焦時(shí)，控制部12指示掩蔽處理部174進(jìn)行掩蔽處理。
另一方面，當(dāng)焦點(diǎn)判定部173判定為焦點(diǎn)沒有對(duì)焦時(shí)，作為虹膜信息生成錯(cuò)誤，控制部12利用未圖示的計(jì)數(shù)部對(duì)錯(cuò)誤次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)。然后，當(dāng)對(duì)錯(cuò)誤次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)后，控制部12進(jìn)行與步驟S105相同的動(dòng)作。
當(dāng)掩蔽處理部174接受掩蔽處理的指示后，為了對(duì)位于虹膜區(qū)域中的眼瞼部分、睫毛部分、由于照明等的映入等而使亮度超過閾值的部分等進(jìn)行設(shè)定以將其作為噪聲排除到虹膜信息的對(duì)象外，對(duì)虹膜區(qū)域進(jìn)行掩蔽處理(步驟S108)。
當(dāng)掩蔽處理部174進(jìn)行掩蔽處理后，控制部12指示掩蔽區(qū)域判定部175判定掩蔽區(qū)域。
當(dāng)掩蔽區(qū)域判定部175接受判定掩蔽區(qū)域的指示后，提取虹膜區(qū)域內(nèi)的掩蔽區(qū)域，當(dāng)掩蔽區(qū)域小于等于預(yù)先設(shè)定的掩蔽區(qū)域面積閾值時(shí)(步驟S109)，判定為虹膜區(qū)域有效。
另一方面，當(dāng)掩蔽區(qū)域大于預(yù)先設(shè)定的掩蔽區(qū)域面積閾值時(shí)，掩蔽區(qū)域判定部175判定為虹膜區(qū)域無效。
當(dāng)掩蔽區(qū)域判定部175判定為虹膜區(qū)域有效時(shí)，控制部12指示虹膜立體極坐標(biāo)圖像生成部176生成虹膜立體極坐標(biāo)圖像。
另一方面，當(dāng)掩蔽區(qū)域判定部175判定為虹膜區(qū)域無效時(shí)，作為虹膜信息生成錯(cuò)誤，控制部12利用未圖示的計(jì)數(shù)部對(duì)錯(cuò)誤次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)。然后，當(dāng)對(duì)錯(cuò)誤次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)后，控制部12進(jìn)行與步驟S105相同的動(dòng)作。
然后，在虹膜立體極坐標(biāo)圖像生成部176中，接受生成虹膜立體極坐標(biāo)圖像的指示后，攝影極坐標(biāo)系計(jì)算部1761開始計(jì)算攝影極坐標(biāo)系。
如圖5所示，攝影極坐標(biāo)系計(jì)算部1761以二維方式計(jì)算表現(xiàn)視線朝向斜上方的眼睛的攝影圖像(掩蔽處理后)內(nèi)的表示內(nèi)側(cè)邊界和外側(cè)邊界的橢圓的各中心位置，在掩蔽圖像內(nèi)的表示內(nèi)側(cè)邊界和外側(cè)邊界的橢圓中，從在以內(nèi)側(cè)邊界的橢圓中心為起點(diǎn)的射線上且連接內(nèi)側(cè)邊界和外側(cè)邊界的線段中，提取距離最大的線段A。
然后，攝影極坐標(biāo)系計(jì)算部1761提取上述線段A后，提取隔著瞳孔位于該線段A的相反側(cè)的表示內(nèi)側(cè)邊界和外側(cè)邊界的距離的線段B。
進(jìn)而，攝影極坐標(biāo)系計(jì)算部1761提取上述線段A和線段B后，使用上述各中心位置、該線段A和線段B的距離、以及該線段A和線段B的斜率等，生成圖6所示的xyz坐標(biāo)系上的眼球的3D模型，該xyz坐標(biāo)系以判定用于將登記希望者的視線方向作為正面進(jìn)行拍攝的假想照相機(jī)投影面、且假想為瞳孔區(qū)域和虹膜區(qū)域相對(duì)于該假想投影面平行對(duì)置時(shí)的瞳孔區(qū)域和虹膜區(qū)域?yàn)橹行?步驟S110)。
當(dāng)攝影極坐標(biāo)系計(jì)算部1761生成眼球的3D模型后，控制部12指示虹膜立體極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換部1762進(jìn)行虹膜立體極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。
當(dāng)虹膜立體極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換部1762接受虹膜立體極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的指示后，在眼球的3D模型上的瞳孔區(qū)域和虹膜區(qū)域中，計(jì)算用xy平面上的角度0xy和zy平面上的角度ezy來表現(xiàn)相對(duì)于眼球的3D模型的原點(diǎn)的位置的立體極坐標(biāo)(exy， 9zy)上的各像素值，生成橫軸用0xy表示、縱軸用ezy表示的虹膜立體極坐標(biāo)圖像(步驟Slll)。
當(dāng)虹膜立體極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換部1762生成虹膜立體極坐標(biāo)圖像后，控制部12指示瞳孔標(biāo)準(zhǔn)化處理部1763進(jìn)行瞳孔區(qū)域的尺寸的標(biāo)準(zhǔn)化。
當(dāng)瞳孔標(biāo)準(zhǔn)化處理部1763接受瞳孔區(qū)域的尺寸的標(biāo)準(zhǔn)化的指示后，將虹膜立體極坐標(biāo)圖像的瞳孔區(qū)域的尺寸標(biāo)準(zhǔn)化為規(guī)定瞳孔區(qū)域尺寸，生成圖8B所示的標(biāo)準(zhǔn)化虹膜立體極坐標(biāo)圖像(步驟S112)。
當(dāng)瞳孔標(biāo)準(zhǔn)化處理部1763生成標(biāo)準(zhǔn)化虹膜立體極坐標(biāo)圖像后，控制部12指示虹膜立體極坐標(biāo)代碼生成部177生成虹膜立體極坐標(biāo)代碼。
當(dāng)虹膜立體極坐標(biāo)代碼生成部177接受生成虹膜立體極坐標(biāo)代碼的指示后，如圖9所示，將標(biāo)準(zhǔn)化虹膜立體極坐標(biāo)圖像劃分為MXN的區(qū)域，當(dāng)在各區(qū)域中存在包含大于等于預(yù)先設(shè)定在未圖示的存儲(chǔ)器中的閾值面積的掩蔽區(qū)域在內(nèi)的區(qū)域時(shí)，不對(duì)該區(qū)域進(jìn)行特征提取，生成掩碼以將該區(qū)域排除到虹膜信息的對(duì)象外。
然后，虹膜立體極坐標(biāo)代碼生成部177針對(duì)小于預(yù)先設(shè)定在未圖示的存儲(chǔ)器中的閾值面積的區(qū)域、或不包含掩蔽區(qū)域的區(qū)域，使用圖10所示的方向?yàn)V波器，來提取表示各區(qū)域的特征的邊緣分量的方向性和頻率，
26生成對(duì)這些方向性和頻率進(jìn)行編碼后的虹膜立體極坐標(biāo)代碼。由此，虹膜立體極坐標(biāo)代碼生成部177生成虹膜立體極坐標(biāo)代碼，該虹膜立體極
坐標(biāo)代碼包含表示各區(qū)域的特征的掩碼(步驟S113)。
當(dāng)虹膜立體極坐標(biāo)代碼生成部177生成虹膜立體極坐標(biāo)代碼后，控制部12在生物體信息DB 20中存儲(chǔ)將該虹膜立體極坐標(biāo)代碼和由臨時(shí)存儲(chǔ)部16保持的識(shí)別編號(hào)(ID編號(hào))對(duì)應(yīng)起來的登記生物體信息(步驟S114)。
然后，當(dāng)控制部12在生物體信息DB 20中存儲(chǔ)登記生物體信息后，執(zhí)行由未圖示的存儲(chǔ)器保持的控制程序，在顯示部13上顯示通知生物體信息登記已完成的登記完成通知畫面，并結(jié)束登記處理。
接著，說明使被識(shí)別者作為系統(tǒng)利用者進(jìn)行本人認(rèn)證的動(dòng)作。圖12示出實(shí)施例的利用者認(rèn)證處理的動(dòng)作的流程圖。
當(dāng)認(rèn)證裝置30的未圖示的傳感器檢測(cè)到被識(shí)別者時(shí)，控制部32執(zhí)行未圖示的存儲(chǔ)器的控制程序，在顯示部33所具有的顯示器上，顯示用于使被識(shí)別者輸入識(shí)別信息(ID編號(hào))的輸入指示畫面。
當(dāng)被識(shí)別者參照在顯示部33所具有的顯示器上顯示的輸入指示畫面，并使用輸入部34所具有的觸摸面板或按鈕來輸入識(shí)別信息(ID編號(hào))時(shí)(步驟S201)，控制部32將該識(shí)別信息存儲(chǔ)在臨時(shí)存儲(chǔ)部36中，并且，執(zhí)行未圖示的控制程序，在顯示部33上顯示用于指示被識(shí)別者注視攝影部35所具有的照相機(jī)的攝影指示畫面。而且，控制部32在顯示部33上顯示攝影指示畫面，并且，指示攝影部35進(jìn)行攝影。
利用者認(rèn)證處理的步驟S202、 S203的動(dòng)作與利用者登記處理的步驟S103、 S104的動(dòng)作相同。
當(dāng)對(duì)錯(cuò)誤次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)后，控制部32對(duì)該錯(cuò)誤次數(shù)和預(yù)先設(shè)定在未圖示的存儲(chǔ)器中的最大次數(shù)進(jìn)行比較，當(dāng)錯(cuò)誤次數(shù)小于最大次數(shù)時(shí)(步驟S204)，執(zhí)行未圖示的存儲(chǔ)器的控制程序，在顯示部33上顯示用于指示被識(shí)別者重新拍攝眼睛的重新攝影通知畫面，并且，指示攝影部35進(jìn)行攝影。
并且，當(dāng)錯(cuò)誤次數(shù)為最大次數(shù)時(shí)，控制部32執(zhí)行未圖示的存儲(chǔ)器的控制程序，在顯示部33所具有的顯示器上，顯示用于通知被識(shí)別者無法
認(rèn)證生物體信息的無法認(rèn)證通知畫面，并中止認(rèn)證處理。
利用者認(rèn)證處理的步驟S205 S212的動(dòng)作與利用者登記處理的步驟S106 S113的動(dòng)作相同。
當(dāng)由虹膜立體極坐標(biāo)代碼生成部377生成虹膜立體極坐標(biāo)代碼后，控制部32指示核對(duì)判定部38進(jìn)行核對(duì)判定。
當(dāng)核對(duì)判定部38接受核對(duì)判定的指示后，經(jīng)由通信部31，根據(jù)由臨時(shí)存儲(chǔ)部36保持的識(shí)別信息(ID編號(hào))，來檢索生物體信息DB 20的登記生物體信息，對(duì)該登記生物體信息的立體極坐標(biāo)代碼和所生成的立體極坐標(biāo)代碼進(jìn)行核對(duì)來判定一致還是不一致，當(dāng)一致時(shí)(步驟S213)，判定為核對(duì)一致。這里，核對(duì)判定部38考慮認(rèn)證時(shí)拍攝的被識(shí)別者的面部朝向(眼睛朝向)和登記時(shí)拍攝的登記希望者的面部朝向(眼睛朝向)不同的情況， 一邊使登記立體極坐標(biāo)代碼和立體極坐標(biāo)代碼中的任意一個(gè)代碼在exy方向上移動(dòng)， 一邊判定兩個(gè)立體極坐標(biāo)代碼是否一致。
另一方面，當(dāng)?shù)怯浬矬w信息的立體極坐標(biāo)代碼和立體極坐標(biāo)代碼不一致時(shí)，核對(duì)判定部38判定為核對(duì)不一致。而且，當(dāng)在生物體信息DB 20中不存在被識(shí)別者輸入的識(shí)別信息時(shí)，核對(duì)判定部38判定為核對(duì)不一致。
當(dāng)核對(duì)判定部38判定為核對(duì)一致時(shí)，控制部32執(zhí)行未圖示的存儲(chǔ)器的控制程序，在顯示部33上顯示用于通知被識(shí)別者進(jìn)行了本人認(rèn)證的本人認(rèn)證通知畫面，例如解除未圖示的電子門的上鎖，并結(jié)束認(rèn)證處理(步驟S214)。
另一方面，當(dāng)核對(duì)判定部38判定為核對(duì)不一致時(shí)，控制部32執(zhí)行未圖示的存儲(chǔ)器的控制程序，在顯示部33上顯示用于通知被識(shí)別者無法認(rèn)證的無法認(rèn)證通知畫面，并中止認(rèn)證處理。
<實(shí)施例的效果>
以往，在面部朝向和視線不是正面的情況下，不根據(jù)實(shí)際的眼球的3D模型進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，而僅在二維平面上以幾何學(xué)的方式對(duì)所拍攝的二維圖像進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。因此，利用現(xiàn)有技術(shù)生成的虹膜代碼在登記側(cè)和核對(duì)側(cè)面部朝向和視線不同的情況下的認(rèn)證精度降低。根據(jù)實(shí)施例的個(gè)人認(rèn) 證系統(tǒng)，根據(jù)以二維方式表現(xiàn)視線朝向斜上方的眼球的攝影圖像(掩蔽
處理后)，生成xyz坐標(biāo)系上的眼球的3D模型，該xyz坐標(biāo)系以判定用 于將登記希望者的視線方向作為正面進(jìn)行拍攝的假想照相機(jī)投影面、且 假想為瞳孔區(qū)域和虹膜區(qū)域相對(duì)于該假想投影面平行對(duì)置時(shí)的瞳孔區(qū)域 和虹膜區(qū)域?yàn)橹行模裕軌虿皇芾谜咭暰€方向的影響，生成以高 精度示出利用者虹膜特征的虹膜立體極坐標(biāo)代碼。通過使用這種根據(jù)實(shí) 際的眼球的3D模型進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化的虹膜立體極坐標(biāo)代碼，即使在面部朝 向和視線不是正面的情況下，也能夠以高精度進(jìn)行核對(duì)。并且，關(guān)于在 登記圖像和核對(duì)圖像中眼睛的旋轉(zhuǎn)方向的偏差，通過進(jìn)行exy方向的位 移，也能夠迅速地應(yīng)對(duì)。
另外，作為本實(shí)施例的個(gè)人認(rèn)證系統(tǒng)的利用者，也可以包含馬等動(dòng)物。
在本實(shí)施例的個(gè)人認(rèn)證系統(tǒng)中，說明了根據(jù)拍攝了利用者一只眼睛 的攝影圖像來生成虹膜立體極坐標(biāo)圖像并取得虹膜立體極坐標(biāo)代碼的例 子，但是，也可以根據(jù)拍攝了利用者兩只眼睛的攝影圖像，來分別生成 虹膜立體極坐標(biāo)圖像，分別取得虹膜立體極坐標(biāo)代碼，在本人認(rèn)證中使 用兩個(gè)虹膜立體極坐標(biāo)代碼。由此，提高本實(shí)施例的個(gè)人認(rèn)證系統(tǒng)的認(rèn) 證精度。
在上述結(jié)構(gòu)中，在生物體信息DB 20中分別存儲(chǔ)利用者兩只眼睛的 虹膜立體極坐標(biāo)代碼，但是不限于此，作為登記生物體信息，也可以在 生物體信息DB 20中分別存儲(chǔ)根據(jù)改變攝影條件而多次拍攝了利用者兩 只眼睛的各圖像而生成的多個(gè)兩只眼睛的虹膜立體極坐標(biāo)代碼。
而且，在上述結(jié)構(gòu)中，在利用者認(rèn)證時(shí)，當(dāng)從被識(shí)別者取得的兩只 眼睛的各虹膜立體極坐標(biāo)代碼中的任意一個(gè)代碼和由生物體信息DB 20 保持的登記生物體信息的一個(gè)虹膜立體極坐標(biāo)代碼一致時(shí)，認(rèn)證為是利 用者本人。
并且，在上述結(jié)構(gòu)中，在利用者認(rèn)證時(shí)，當(dāng)在生物體信息DB20中 保持與從被識(shí)別者取得的兩只眼睛的各虹膜立體極坐標(biāo)代碼一致的登記
29生物體信息的虹膜立體極坐標(biāo)代碼時(shí)，也可以認(rèn)證為是利用者本人。
并且，在上述結(jié)構(gòu)中，在利用者認(rèn)證時(shí)，當(dāng)以大于等于預(yù)先設(shè)定的
閾值的比例，在生物體信息DB 20中保持與從被識(shí)別者取得的兩只眼睛 和一只眼睛中的任意一種虹膜立體極坐標(biāo)代碼一致的登記生物體信息的 虹膜立體極坐標(biāo)代碼時(shí)，也可以認(rèn)證為是利用者本人。
而且，在本實(shí)施例的個(gè)人認(rèn)證系統(tǒng)中，作為內(nèi)側(cè)邊界和外側(cè)邊界的 提取，說明了瞳孔區(qū)域和虹膜區(qū)域是橢圓的例子，但是不限于此，也可 以應(yīng)用于外形為具有凹凸連續(xù)形狀的"自由閉合曲線"的虹膜。
并且，在本實(shí)施例的個(gè)人認(rèn)證系統(tǒng)中，構(gòu)成為從認(rèn)證裝置30的輸入 部34輸入識(shí)別信息(ID編號(hào))，但是，也可以構(gòu)成為不輸入識(shí)別信息， 而是對(duì)所取得的被識(shí)別者的虹膜立體極坐標(biāo)代碼和由生物體信息DB 20 保持的登記生物體信息的虹膜立體極坐標(biāo)代碼進(jìn)行核對(duì)，來判定被識(shí)別 者是否是利用者。
并且，在本實(shí)施例的個(gè)人認(rèn)證系統(tǒng)中，構(gòu)成為具有登記裝置10和認(rèn) 證裝置30，但是，也可以構(gòu)成為具有將登記裝置10和認(rèn)證裝置30集中 為一個(gè)裝置(終端)的登記認(rèn)證裝置。
在上述結(jié)構(gòu)中，登記認(rèn)證裝置也可以在登記認(rèn)證裝置內(nèi)具有生物體 信息DB 20。由此，僅使用登記認(rèn)證裝置，就能夠進(jìn)行利用者登記和利 用者認(rèn)證。
而且，上述結(jié)構(gòu)的登記認(rèn)證裝置也可以是在登記認(rèn)證裝置內(nèi)的生物 體信息DB 20內(nèi)的生物體信息DB 20中存儲(chǔ)利用者一人的登記生物體信 息的、例如PDA (Personal Digital Assistant,個(gè)人數(shù)字助理)和便攜電話 等個(gè)人終端。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性
在所述實(shí)施例中，說明了將本發(fā)明的實(shí)施例的個(gè)人認(rèn)證系統(tǒng)用于電 子門的開鎖時(shí)的例子，但是不限于此，也可以用于登機(jī)口的本人認(rèn)證、 終端的注冊(cè)系統(tǒng)等。
權(quán)利要求
1.一種個(gè)人認(rèn)證系統(tǒng)，該個(gè)人認(rèn)證系統(tǒng)具有攝影單元，其拍攝利用者的包含虹膜在內(nèi)的眼睛；和瞳孔虹膜區(qū)域提取單元，其從所述所拍攝的圖像中提取瞳孔區(qū)域和虹膜區(qū)域，其特征在于，該個(gè)人認(rèn)證系統(tǒng)具有三維極坐標(biāo)圖像生成單元，其根據(jù)所述提取出的瞳孔區(qū)域和虹膜區(qū)域，來估計(jì)眼球的三維中心位置，以該眼球中心為基準(zhǔn)將所述虹膜區(qū)域轉(zhuǎn)換為三維極坐標(biāo)，生成三維極坐標(biāo)圖像；以及三維極坐標(biāo)圖像編碼單元，其生成三維極坐標(biāo)圖像代碼，該三維極坐標(biāo)圖像代碼是提取所述所生成的三維極坐標(biāo)圖像的特征并進(jìn)行編碼而得到的。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的個(gè)人認(rèn)證系統(tǒng)，其特征在于， 所述三維極坐標(biāo)圖像生成單元具有視線方向計(jì)算單元，其根據(jù)所述提取出的瞳孔區(qū)域和虹膜區(qū)域的各 區(qū)域的中心位置的關(guān)系或形狀的關(guān)系，來計(jì)算所述利用者的視線方向；三維模型生成單元，其使用所述瞳孔區(qū)域和所述虹膜區(qū)域以及所述 計(jì)算出的視線方向，生成所述利用者的眼睛的三維模型；以及三維極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換單元，其根據(jù)所述所生成的三維模型判定用于將利 用者的視線方向作為正面進(jìn)行拍攝的假想投影面，對(duì)假想為虹膜區(qū)域相 對(duì)于所述所判定的假想投影面平行對(duì)置時(shí)的該虹膜區(qū)域進(jìn)行三維極坐標(biāo) 轉(zhuǎn)換。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的個(gè)人認(rèn)證系統(tǒng)，其特征在于， 所述視線方向計(jì)算單元根據(jù)所述提取出的瞳孔區(qū)域和虹膜區(qū)域的各區(qū)域的中心位置的偏差、以及瞳孔區(qū)域的外周和虹膜區(qū)域的外周之間的 距離的關(guān)系，來求出所述視線方向。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的個(gè)人認(rèn)證系統(tǒng)，其特征在于， 所述三維模型生成單元根據(jù)所述虹膜的大小，進(jìn)行所述三維模型的大小的標(biāo)準(zhǔn)化。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的個(gè)人認(rèn)證系統(tǒng)，其特征在于， 關(guān)于所述三維極坐標(biāo)圖像，所述三維模型上的虹膜區(qū)域的各像素以如下兩個(gè)角度A、 B來表示1) 將三維上連接眼球中心和像素的直線投影到與視線軸正交的面 上，通過眼球中心的預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)線和所述所投影的直線所成的角度 A，2) 將三維上連接眼球中心和像素的直線投影到包含視線軸的垂直面 上，通過眼球中心的預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)線和所述所投影的直線所成的角度 B。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的個(gè)人認(rèn)證系統(tǒng)，其特征在于， 該個(gè)人認(rèn)證系統(tǒng)具有掩蔽處理單元，該掩蔽處理單元進(jìn)行掩蔽處理并生成掩蔽區(qū)域，以將所述提取出的虹膜區(qū)域內(nèi)的包含映入部分的噪聲 排除到虹膜信息的對(duì)象外。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的個(gè)人認(rèn)證系統(tǒng)，其特征在于， 該個(gè)人認(rèn)證系統(tǒng)具有掩蔽處理單元，該掩蔽處理單元進(jìn)行掩蔽處理并生成掩蔽區(qū)域，以將所述提取出的虹膜區(qū)域內(nèi)的包含映入部分的噪聲 排除到虹膜信息的對(duì)象外，所述三維極坐標(biāo)圖像編碼單元將所述三維極坐標(biāo)圖像劃分為多個(gè)區(qū) 域，針對(duì)各個(gè)所述多個(gè)區(qū)域，當(dāng)所述區(qū)域是包含大于等于預(yù)先設(shè)定的閾 值面積的掩蔽區(qū)域的區(qū)域時(shí)，針對(duì)所述區(qū)域生成掩碼。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的個(gè)人認(rèn)證系統(tǒng)，其特征在于， 所述三維極坐標(biāo)圖像編碼單元將所述三維極坐標(biāo)圖像劃分為多個(gè)區(qū)域，針對(duì)各個(gè)所述多個(gè)區(qū)域，當(dāng)所述區(qū)域是包含小于預(yù)先設(shè)定的閾值面 積的掩蔽區(qū)域的區(qū)域和不包含掩蔽區(qū)域的區(qū)域中的任意區(qū)域時(shí)，針對(duì)所 述區(qū)域提取特征量，對(duì)所述提取出的特征量進(jìn)行編碼，生成三維極坐標(biāo) 圖像代碼。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的個(gè)人認(rèn)證系統(tǒng)，其特征在于， 所述三維極坐標(biāo)圖像編碼單元將所述三維極坐標(biāo)圖像劃分為多個(gè)區(qū)域，針對(duì)各個(gè)所述多個(gè)區(qū)域，對(duì)針對(duì)所述區(qū)域使用具有方向性和周期性的濾波器而獲得的輸出值所示的特征進(jìn)行編碼，生成三維極坐標(biāo)圖像代 碼。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的個(gè)人認(rèn)證系統(tǒng)，其特征在于， 作為所述具有方向性和周期性的濾波器，所述三維極坐標(biāo)圖像編碼單元使用方向?yàn)V波器和二維加博濾波器中的至少一方。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的個(gè)人認(rèn)證系統(tǒng)，其特征在于， 在所述特征量提取中，所述三維極坐標(biāo)圖像編碼單元使用二維傅立葉變換和二維小波變換中的至少一方。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的個(gè)人認(rèn)證系統(tǒng)，其特征在于，所述三維極坐標(biāo)圖像編碼單元具有模式匹配部，該模式匹配部將所 述三維極坐標(biāo)圖像劃分為多個(gè)區(qū)域，使用模式匹配對(duì)各區(qū)域與其他區(qū)域 進(jìn)行比較，所述三維極坐標(biāo)圖像編碼單元使用表示各個(gè)所述多個(gè)區(qū)域的 識(shí)別信息，根據(jù)匹配結(jié)果，對(duì)所述各區(qū)域與所述其他區(qū)域中的哪個(gè)區(qū)域 相似進(jìn)行編碼，生成三維極坐標(biāo)代碼。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的個(gè)人認(rèn)證系統(tǒng)，其特征在于， 該個(gè)人認(rèn)證系統(tǒng)還具有存儲(chǔ)單元，該存儲(chǔ)單元將利用者登記時(shí)生成的所述三維極坐標(biāo)圖像代碼作為登記生物體信息進(jìn)行存儲(chǔ)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的個(gè)人認(rèn)證系統(tǒng)，其特征在于， 該個(gè)人認(rèn)證系統(tǒng)還具有認(rèn)證判定單元，該認(rèn)證判定單元對(duì)利用者認(rèn)證時(shí)生成的所述三維極坐標(biāo)代碼和預(yù)先登記的登記生物體信息的三維極 坐標(biāo)代碼進(jìn)行核對(duì)，判定它們一致還是不一致。
15. —種個(gè)人認(rèn)證方法，其特征在于，該個(gè)人認(rèn)證方法包含以下步驟從利用者包含的虹膜在內(nèi)的眼睛的圖像中，提取瞳孔區(qū)域和虹膜區(qū)域，根據(jù)所述提取出的瞳孔區(qū)域和虹膜區(qū)域，來估計(jì)眼球的三維中心位 置，以該眼球中心為基準(zhǔn)將所述虹膜區(qū)域轉(zhuǎn)換為三維極坐標(biāo)，生成三維 極坐標(biāo)圖像，生成三維極坐標(biāo)圖像代碼，該三維極坐標(biāo)圖像代碼是提取所述所生成的三維極坐標(biāo)圖像的特征并進(jìn)行編碼而得到的。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的個(gè)人認(rèn)證方法，其特征在于，所述三維極坐標(biāo)圖像的生成步驟包含以下步驟根據(jù)所述提取出的瞳孔區(qū)域和虹膜區(qū)域的各區(qū)域的中心位置的關(guān)系 或形狀的關(guān)系，來計(jì)算所述利用者的視線方向的步驟；使用所述瞳孔區(qū)域和所述虹膜區(qū)域以及所述計(jì)算出的視線方向，生 成所述利用者的眼睛的三維模型的步驟；以及根據(jù)所述所生成的三維模型判定用于將利用者的視線方向作為正面 進(jìn)行拍攝的假想投影面，對(duì)假想為所述虹膜區(qū)域相對(duì)于所述所判定的假 想投影面平行對(duì)置時(shí)的該虹膜區(qū)域進(jìn)行三維極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的步驟。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的個(gè)人認(rèn)證方法，其特征在于，根據(jù)所述提取出的瞳孔區(qū)域和虹膜區(qū)域的各區(qū)域的中心位置的偏 差、以及瞳孔區(qū)域的外周和虹膜區(qū)域的外周之間的距離的關(guān)系，來求出 所述視線方向。
18. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的個(gè)人認(rèn)證方法，其特征在于，根據(jù)所述虹膜的大小，進(jìn)行所述三維模型的大小的標(biāo)準(zhǔn)化。
19. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的個(gè)人認(rèn)證方法，其特征在于， 關(guān)于所述三維極坐標(biāo)圖像，所述三維模型上的虹膜區(qū)域的各像素以如下兩個(gè)角度A、 B來表示1 )將三維上連接眼球中心和像素的直線投影到與視線軸正交的面 上，通過眼球中心的預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)線和所述所投影的直線所成的角度 A，2)將三維上連接眼球中心和像素的直線投影到包含視線軸的垂直面 上，通過眼球中心的預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)線和所述所投影的直線所成的角度 B。
20. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的個(gè)人認(rèn)證方法，其特征在于， 進(jìn)行掩蔽處理并生成掩蔽區(qū)域，以將所述提取出的虹膜區(qū)域的包含映入部分的噪聲排除到虹膜信息的對(duì)象外。
21. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的個(gè)人認(rèn)證方法，其特征在于，進(jìn)行掩蔽處理并生成掩蔽區(qū)域，以將所述提取出的虹膜區(qū)域的包含 映入部分的噪聲排除到虹膜信息的對(duì)象外，將所述三維極坐標(biāo)圖像劃分為多個(gè)區(qū)域，針對(duì)各個(gè)所述多個(gè)區(qū)域， 當(dāng)所述區(qū)域是包含大于等于預(yù)先設(shè)定的閾值面積的掩蔽區(qū)域的區(qū)域時(shí)， 針對(duì)所述區(qū)域生成掩碼。
22. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的個(gè)人認(rèn)證方法，其特征在于， 進(jìn)行掩蔽處理并生成掩蔽區(qū)域，以將所述提取出的虹膜區(qū)域內(nèi)的包含映入部分的噪聲排除到虹膜信息的對(duì)象外，將所述三維極坐標(biāo)圖像劃分為多個(gè)區(qū)域，針對(duì)各個(gè)所述多個(gè)區(qū)域， 當(dāng)所述區(qū)域是包含小于預(yù)先設(shè)定的閾值面積的掩蔽區(qū)域的區(qū)域和不包含 掩蔽區(qū)域的區(qū)域中的任意區(qū)域時(shí)，針對(duì)所述區(qū)域提取特征量，對(duì)所述提 取出的特征量進(jìn)行編碼，生成三維極坐標(biāo)圖像代碼。
23. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的個(gè)人認(rèn)證方法，其特征在于， 關(guān)于生成所述三維極坐標(biāo)圖像代碼的方法，將所述三維極坐標(biāo)圖像劃分為多個(gè)區(qū)域，針對(duì)各個(gè)所述多個(gè)區(qū)域，對(duì)針對(duì)所述區(qū)域使用具有方 向性和周期性的濾波器而獲得的輸出值所示的特征進(jìn)行編碼，生成三維 極坐標(biāo)圖像代碼。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的個(gè)人認(rèn)證方法，其特征在于， 作為所述具有方向性和周期性的濾波器，使用方向?yàn)V波器和二維加博濾波器中的至少一方。
25. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的個(gè)人認(rèn)證方法，其特征在于， 在所述特征量提取中，使用二維傅立葉變換和二維小波變換中的至少一方。
26. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的個(gè)人認(rèn)證方法，其特征在于， 關(guān)于生成所述三維極坐標(biāo)圖像代碼的方法，將所述三維極坐標(biāo)圖像劃分為多個(gè)區(qū)域，使用模式匹配對(duì)各區(qū)域與其他區(qū)域進(jìn)行比較，使用表 示各個(gè)所述多個(gè)區(qū)域的識(shí)別信息，根據(jù)匹配結(jié)果，對(duì)所述各區(qū)域與所述 其他區(qū)域中的哪個(gè)區(qū)域相似進(jìn)行編碼，生成三維極坐標(biāo)代碼。
27. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的個(gè)人認(rèn)證方法，其特征在于，將利用者登記時(shí)生成的所述三維極坐標(biāo)圖像代碼作為登記生物體信 息進(jìn)行存儲(chǔ)。
28.根據(jù)權(quán)利要求15所述的個(gè)人認(rèn)證方法，其特征在于， 對(duì)利用者認(rèn)證時(shí)生成的所述三維極坐標(biāo)代碼和預(yù)先登記的登記生物 體信息的三維極坐標(biāo)代碼進(jìn)行核對(duì)，判定它們一致還是不一致。
全文摘要
個(gè)人認(rèn)證系統(tǒng)具有攝影單元，其拍攝利用者的包含虹膜在內(nèi)的眼睛；和瞳孔虹膜區(qū)域提取單元，其從所拍攝的圖像中提取瞳孔區(qū)域和虹膜區(qū)域；三維極坐標(biāo)圖像生成單元，其根據(jù)提取出的瞳孔區(qū)域和虹膜區(qū)域，估計(jì)眼球的三維中心位置，以該眼球中心為基準(zhǔn)將虹膜區(qū)域轉(zhuǎn)換為三維極坐標(biāo)，生成三維極坐標(biāo)圖像；以及三維極坐標(biāo)圖像編碼單元，其生成三維極坐標(biāo)圖像代碼，該三維極坐標(biāo)圖像代碼是提取所生成的三維極坐標(biāo)圖像的特征并進(jìn)行編碼而得到的，該個(gè)人認(rèn)證系統(tǒng)能夠不受利用者視線方向的影響，生成以高精度示出利用者虹膜特征的虹膜信息。
文檔編號(hào)G06T7/00GK101517615SQ200780035129
公開日2009年8月26日 申請(qǐng)日期2007年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月29日
發(fā)明者藤井明宏, 藤根俊夫 申請(qǐng)人:沖電氣工業(yè)株式會(huì)社