JP3315648B2 - アイリスコード生成装置およびアイリス認識システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、個人識別等に用い
られるアイリスコードを生成するアイリスコード生成装
置、および当該装置を備え、インターネット等のネット
ワークにアクセスする情報通信端末や部屋に出入りする
人物を管理する入退室端末等の機器に適用されるアイリ
ス認識システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】アイリスコードは、目の中の虹彩（アイ
リス）の模様（以下、アイリスパターンという）を基に
して、その特徴点をデジタルコード化したデータであ
る。アイリスコードは個人毎に異なるので高い個人識別
性を有している。そのため、例えば、インターネット等
のネットワークにアクセスする情報通信端末や部屋に出
入りする人物を管理する入退室端末等の機器において、
ネットワークにアクセスする人物が電子決済や電子認証
等のサービスを受けれる正当な権利を有する人物である
のか否かを識別したり、部屋に出入りする人物が部屋に
出入りすることが許可された人物であるのか否かを識別
するための本人識別手段に用いることが提唱されてい
る。以下に、本人識別手段の具体的な構成を説明する。
なお、本人識別手段は被識別者が本人（前述のサービス
を受けれる正当な権利を有する人物や部屋に出入りする
ことが許可された人物を総称して本人という）であるか
否かを識別するようにプログラムされているが、被識別
者が誰であるのかを識別するようにプログラムすること
もできる。

【０００３】図７は本人識別手段としてのアイリス認識
システムの構成を示す図である。図中、３はアイリスコ
ード生成装置であり、８はホストコンピュータ（以下、
ＨＯＳＴという）である。

【０００４】アイリスコード生成装置３は、人物１の目
の画像２を撮影するカメラ４と、撮影された目の画像を
拡大したり、アイリスの切り出し等を行なう画像キャプ
チャボード６と、アイリスコードを生成するアイリスコ
ード生成部７を含むパソコン（以下、ＰＣという）５と
から構成される。またＨＯＳＴ８は、氏名等の本人に関
するデータとアイリスコードとが対応付けられて登録さ
れているアイリスコード登録データベース９と、カメラ
によって撮影されたアイリスコードとアイリスコード登
録データベース９に登録されているアイリスコードを照
合して本人であるのか否かを識別する本人識別照合部１
０とから構成される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】悪意有る者（以下、第
三者という）は様々な不正な手段によってシステムに侵
入することを試みるものと予測される。例えば、第三者
は他人のアイリスコードを盗んだり、偽造することが考
えられる。また、第三者は本人識別照合に耐えられるほ
ど精確な他人の目の画像を取得することが考えられる。
さらに、第三者はシステムの構成物の一部（例えばカメ
ラ４や画像キャプチャボード６等）を不正なものと交換
したり接続することが考えられる。仮に、第三者がこの
ような不正な手段によってシステムに侵入しえた場合
に、第三者は他人になりすまして様々な犯罪（法律に規
定されない不正な行為を含む）を行なうおそれがある。

【０００６】本発明は、このような不正な手段を検知
し、犯罪を未然に防ぐことができるアイリスコード生成
装置やアイリス認識システムを提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明に係るアイリスコード生成装置は、目の画像を
撮影する撮影手段と、撮影した目の画像を処理する画像
処理手段と、被撮影者の目に生体反応を喚起させる光源
からなる刺激手段と、前記光源の点灯を制御する第１の
ライフチェックコードを生成するライフチェックコード
生成手段と、前記第１のライフチェックコードに基づき
光源を点灯させて被撮影者の目の画像を撮影し、前記目
の画像から抽出した生体反応の特徴から第２のライフチ
ェックコードを算出し、前記第１と第２のライフチェッ
クコードを比較して、前記目の画像が正規のものである
か否かを判別する制御手段を有する構成とした。

【０００８】あるいは、アイリスコード生成装置は、目
の画像を撮影する撮影手段と、撮影した目の画像を処理
する画像処理手段と、被撮影者の目に生体反応を喚起さ
せる光源からなる刺激手段と、前記光源の点灯を制御す
る第１のライフチェックコードを生成するライフチェッ
クコード生成手段と、前記第１のライフチェックコード
に基づき光源を点灯させて被撮影者の目の画像を撮影
し、前記目の画像から抽出した生体反応の特徴から第２
のライフチェックコードを算出し、前記第１と第２のラ
イフチェックコードを比較して、前記撮影手段または前
記画像処理手段が正規のものであるか否かを判別する制
御手段を有する構成とした。

【０００９】また、前記刺激手段は可視光を発する光源
と近赤外光を発する光源とからなる構成とした。しか
も、前記刺激手段は可視光を発する光源を中心にして、
その周囲に複数の近赤外光を発する光源を配置する構成
とした。これは、被撮影者は目視できる可視光に視線を
合わせるため、可視光源が瞳孔の中心付近に位置決めさ
れるとともに、複数の近赤外光源も瞳孔の中心から規則
正しく位置決めされ、近赤外光が本人識別に用いられる
アイリスパターンに重なることがないようにするためで
ある。

【００１０】さらに、前記制御手段は、前記複数の近赤
外光を発する光源から目の画像に対して照射された光の
位置に基づいて、前記撮影手段または前記画像処理手段
の真偽を判別する構成とした。

【００１１】また、本発明に係るアイリス認識システム
は、前記のアイリスコード生成装置を備え、前記アイリ
スコード生成装置によって生成されたアイリスコードを
予めアイリスコードを登録したデータベースに照合して
個人を識別する構成とした。

【００１２】本発明は、これにより前記撮影手段によっ
て撮影された目の画像が生物のものであるのか否かを判
別することができる。また、前記撮影手段または前記画
像処理手段の真偽を判別することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明は、被撮影者がリアルタイ
ムで目の画像を正規のシステムに入力しているのか、そ
れとも不正な手段によって入力しているのかを検知す
る。これにより第三者が他人になりすまして犯罪（法律
に規定されない不正な行為を含む）を犯すのを未然に防
止する。

【００１４】以下、本発明の実施の形態を説明する。

【００１５】被撮影者がカメラの前にいて、リアルタイ
ムで目の画像をシステムに入力する場合に、入力された
目の画像は、入力時間や被撮影者の姿勢、外部環境（設
置場所の温度や湿度、明るさ等）等によって不連続的に
刻一刻と変化する。本発明では、この変化を目の生体反
応と表現する。目の生体反応は、（１）縮瞳（瞳孔の径
が縮む）、（２）瞳孔反射（瞳孔が光を反射する）、
（３）瞳孔動揺（瞳孔が動く）、（４）眼球運動（眼球
が動く）、（５）まばたき（まぶたが動く）等がある。
本発明はこれらの反応を利用して、システムに入力され
た目の画像の真偽（生物のものであるのか否か）を判定
したり、システムの構成物の真偽（正規のものであるの
か否か）を判定する。

【００１６】例えば、本発明は、アイリスコードを生成
する前に、システムに入力された目の画像の真偽（生物
のものであるのか否か）の判定を行なう。その構成は、
システムに被撮影者の目に生体反応を喚起させる手段
（以下、刺激手段という）を設け、カメラにて被撮影者
の目の画像を撮影する毎に被撮影者の目の生体反応を検
査するためのコード（以下、ライフチェックコードとい
う）を乱数的に作成し、同ライフチェックコードによっ
て刺激手段を制御しつつ被撮影者の目の画像を撮影し、
その画像を検証するというものである。

【００１７】被撮影者の目の画像は、被撮影者がカメラ
からリアルタイムにアイリスを入力している場合は刺激
手段によって何らかの生体反応を示すが、被撮影者がカ
メラからアイリスを入力していない場合は生体反応を示
さない。そのため、本発明はシステムに入力された目の
画像の真偽の判定ができる。

【００１８】また、本発明は、アイリスコードを生成す
る前に、システムの構成物（例えばカメラや画像キャプ
チャボード等）の真偽（正規のものであるのか否か）の
判定を行なう。その構成は、前述の刺激手段を設け、カ
メラにて被撮影者の目の画像を撮影する毎にライフチェ
ックコードを乱数的に作成し、同ライフチェックコード
によって刺激手段を制御しつつ被撮影者の目の画像を撮
影し、その画像を用いて前述のシステムの構成物が正規
の処理を行なっているのか否かを検証するというもので
ある。

【００１９】前述のシステムの構成物は、システムの正
規のものであればライフチェックコードに応じた生体反
応が示された被撮影者の目の画像を撮影したり、画像処
理することできるが、不正なものであればライフチェッ
クコードに応じた生体反応が示された被撮影者の目の画
像を撮影したり、画像処理することできない。そのた
め、本発明は前述のシステムの構成物の真偽の判定がで
きる。

【００２０】本発明は、特に、次の２つの点から第三者
が不正や犯罪を犯しにくくしている。すなわち、本発明
はライフチェックコードを乱数的に作成するため、第三
者が一定しないライフチェックコードを予測することは
不可能に近い。また、仮に第三者が同ライフチェックコ
ードを入手して生体反応があるかのような目の画像を偽
造しえたとしても、本人が実際に目の画像をシステムに
入力して本人識別の照合を行なう場合の処理時間と同等
の早さでその画像を入力して本人識別の照合を行なうこ
とは不可能である。

【００２１】＜刺激手段について＞以下、例えば前述の
（１）の縮瞳と（２）の瞳孔反射の２つの反応を利用し
た実施例を説明する。

【００２２】図１は被撮影者の目に生体反応を喚起させ
る刺激手段の原理を示す図である。図中、１１は刺激手
段となる点光源であり、可視光（波長が約４００ｎｍ〜
７００ｎｍのもの）を発する光源（以下、可視光源とい
う）１２を中心にして、その周囲に複数（本実施例では
４つ）の近赤外光（波長が約７００ｎｍ〜１０００ｎｍ
のもの）を発する光源（以下、近赤外光源という）１３
を配置した構成となっている。なお、以下、このように
５つの光源を有する点光源を５点光源という。５点光源
１１は被撮影者の目に可視光および近赤外光を照射する
ように配置される。

【００２３】４は被撮影者の目２の画像を撮影するカメ
ラであり、そのレンズには可視光を遮断する可視光カッ
トガラス１４が取り付けられている。

【００２４】１５〜１７は、以下の条件により、５点光
源１２により生体反応が喚起された状態で撮影された被
撮影者の目の画像である。なお、図１では説明しやすい
ように、５点光源１１の可視光が当る位置にも光源反射
点を示しているが、実際には、カメラ４に装着された可
視光カットガラス１４により撮影されない。

【００２５】画像１５は、可視光源１２の光量を最大に
して瞳孔の径を最小にした上で、４つの近赤外光源１３
を点灯させて瞳孔表面で光を反射させている。

【００２６】画像１６は、可視光源１２の光量を中間に
した上で、３つの近赤外光源１３を点灯させて瞳孔表面
で光を反射させている。なお、このときの可視光源１２
の光量は、可視光源１２の光量が最大の場合の瞳孔の径
の大きさと光量が最小の場合の瞳孔の径の大きさの中間
になるように設定されている。

【００２７】画像１７は、可視光源１２の光量を最小に
して瞳孔の径を最大にした上で、２つの近赤外光源１３
を点灯させて瞳孔表面で光を反射させている。

【００２８】これらに示されるように、被撮影者の目
は、５点光源１１から外的な刺激を受けることによって
生体反応が喚起される。例えば、瞳孔は可視光源１２の
光量が大きくなるほど径が小さくなる。そこで、可視光
源１２の光量を制御することによって、瞳孔の径を変化
させることができる。また、瞳孔は光を反射する。そこ
で、近赤外光源１３の点灯数を制御することによって、
瞳孔表面に写る反射点の数を変化させることができる。

【００２９】なお、可視光源１２と近赤外光源１３の波
長の異なる光源を用いる理由は２つある。

【００３０】第１に、予測した生体反応が撮影できるよ
うに、それぞれの生体反応を独立に喚起させるためであ
る。つまり、瞳孔の径を変化させるように光源を制御し
ているのに瞳孔表面の反射光の数も変化したり、瞳孔の
反射光の数を変化させるように光源を制御しているのに
瞳孔の径も変化するようなことがないようにするためで
ある。これにより、被撮影者が正規の手段で入力してい
るにも関わらず、不正な手段で入力していると判断しな
いようにする。

【００３１】第２に、アイリスは近赤外光に対して特に
強く反射する特性があるからである。つまり、近赤外光
を目に照射すると、アイリスは瞳孔よりも明るくなって
撮影することができる。そのため、近赤外光源１３を被
撮影者の目に照明することで、アイリスと瞳孔の境界を
鮮明にして撮影できるとともに、アイリスパターンも明
るく撮影できるからである。

【００３２】ところで、本実施例では、カメラ４のレン
ズに可視光を遮断し、近赤外光を透過する可視光カット
ガラス１４が取り付けられている。これは、カメラ４の
ＣＣＤ素子（撮影素子）が可視光源１２による反射成分
に反応しやすい傾向があるため、近赤外光源１３の照明
によって反射したアイリスパターンが可視光源１２の反
射成分に隠れた状態で撮影されがちになるのを防ぐため
である。本実施例は、これにより近赤外光を反射する部
分のみを高精細に撮影することができる。

【００３３】本実施例の場合、生体反応のパターン数
は、１回のサンプリングにおいて、可視光源１２の光量
を制御するパターン数が３通りあり、また近赤外光源１
３の点灯を制御するパターン数が２の４乗通りあるの
で、これらをかけ合せると４８通りとなる。それをパタ
ーンを違えて複数回、例えば５回サンプリングする場
合、総パターン数は４８の５乗通り、すなわち、２５
４、８０３、９６８通りとなる。

【００３４】第三者が他人になりすまそうとする場合、
第三者は４８通りのパターンの他人の目の画像を用意
し、前述の総パターン数だけ存在するライフチェックコ
ードに同期して入力するか、あるいは同ライフチェック
コードを読み取って、このライフチェックコードに同期
した他人の目の画像を偽造して入力するしかない。しか
しながら、このようなことを行なえば処理時間がかかる
ため、システムは第三者の不正を検出することができ
る。したがって、第三者が他人になりすますことは困難
である。

【００３５】＜システムの構成について＞図２は、この
ようなアイリスコード生成装置を備えたアイリス認識シ
ステムの構成を示す図である。なお、基本的な構成は、
従来技術と同様であるので、従来技術で説明した構成に
ついては同じ符号を付して説明する。

【００３６】図中、１８はアイリス画像入力部であり、
１９はアイリス画像処理部である。

【００３７】アイリス画像入力部１８の構成は以下の通
りである。すなわち、アイリス画像入力部１８は、５点
光源１１と、イルミネーションドライバー２０と、レン
ズ２１と、レンズドライバー２２と、ＣＣＤ素子２３
と、スキャンニング処理部２４と、シグナルセキュリテ
ィドライバー（以下、ＳＳＤという）２５とを備える。

【００３８】５点光源１１は前述の通りである。

【００３９】イルミネーションドライバー２０はライフ
チェックコードによって５点光源１１の各光源の点灯・
消灯を制御する。

【００４０】レンズドライバー２２は、ＣＣＤ素子２３
からの信号を用いて、レンズ２１の位置や絞りの開放率
を制御し、画像のピントを調整する。

【００４１】スキャニング処理部２４は、ＣＣＤ素子２
３の各画素に結像した画像のコントラストパターン（光
量の強弱パターン）の強弱に比例して出力する電圧（以
下、コントラスト電圧という）を検出し、水平方向の画
素と垂直方向の画素とで合成して画像を取得して記憶す
る。記憶する画像のフレーム数はライフチェックコード
によって規定されており、スキャニング処理部２４は、
規定された数のフレームがサンプリングできた段階でフ
レーム単位で画像をＳＳＤ２５を介してアイリス画像処
理部１９に送信する。なお、スキャニング処理部２４
は、各画素ごとにコントラスト電圧が独立に出力できる
場合には、画像の読取方法をランダムに変えることがで
きる。例えば、縦・横・斜め等の読取方法をライフチェ
ックコードの一部に関係づけて行なうことが可能であ
る。すなわち、ライフチェックコードの中から一部を抽
出し、その値を３で割り、余りがないときは縦方向読
取、余りが１のときは横方向読取、余りが２のときは斜
め読取と設定することができる。

【００４２】ＳＳＤ２５は、アイリス画像入力部１８と
アイリス画像処理部１９の間を接続するケーブルやデー
タのセキュリティを管理する。

【００４３】例えば、アイリス画像データや後述のライ
フチェックコードが外部に漏れないように、データを送
受信する前に、ケーブルのインダクタンス等を計測して
同値に変化がないことを識別する。これによりケーブル
にバイパス線が追加されるとインダクタンス等の値が変
化するため、不正な行為を検出し、データが外部に漏洩
するのを防止することができる。また、仮にデータが外
部に漏洩してもそれを解読できないようデータを暗号化
する。これは、例えば公知のＲＳＡ等の暗号化の理論を
用いることによって行なうことができる。また、スキャ
ニング処理部２４で説明した画像の読取方法の変換を用
いることによって行なうことができる。更に、ライフチ
ェックコードの３ｒｄコードの値を１０進数値に変換し
た値Ｎが偶数か奇数かで、サンプリングした画像のフレ
ーム送信順番を変化させることによって行なうことがで
きる。これらの暗号化によって、仮に画像が漏洩して
も、正しい生体反応を示す目の画像を復元して正しい順
番通りに送信することができず、第三者が他人になりす
ますのを防止することができる。

【００４４】アイリス画像処理部１９は従来技術におけ
る画像キャプチャボード６に後述のライフチェック処理
部を組み込んだものであり、ＰＣ５に装着される。ライ
フチェック処理部２６は、ライフチェックコードを乱数
的に作成するライフチェック制御部２７と、システムに
入力された目の画像の真偽（生物のものであるのか否
か）を判定したり、システムの構成物の真偽（正規のも
のであるのか否か）を判定する真偽判定処理部２８を備
える。

【００４５】ライフチェック制御部２７は、ライフチェ
ックコードを乱数的に作成する。このライフチェックコ
ードはイルミネーションドライバー２０に供給され、イ
ルミネーションドライバー２０はこのライフチェックコ
ードに基づいて５点光源１１の各光源を点灯させる。こ
れによって、被撮影者の目は外的刺激を受けて生体反応
が喚起される。

【００４６】真偽判定処理部２８は、ライフチェック制
御部２７からこのライフチェックコードを受けとるとと
もに、このライフチェックコードに基づく外的刺激に反
応した被撮影者の目の画像データをアイリス画像入力部
１１から受けとる。そして、この画像を所定の手順で縮
瞳や瞳孔反射等の生体反応の特徴を抽出し、生体反応の
特徴の有無によって画像が生物のものであるのか否かを
検証する。すなわち、生体反応の特徴が有れば画像は生
物のものであると判断して引き続き本人識別照合のため
の処理を行ない、生体反応の特徴が無けらば画像は生物
のものでないと判断して以降の処理を中止する。真偽判
定処理部２８は、生体反応の特徴が有る場合、抽出した
生体反応の特徴からライフチェックコードを算出し、算
出したコードと先にライフチェック制御部２７から受け
取ったライフチェックコードとを比較して一致するのか
否かを識別する。真偽判定処理部２８は、一致すれば目
の画像が真正なものであり、またカメラ４がシステムの
真正なものであると判断して引き続き本人識別照合のた
めの処理を行ない、一致しなければ目の画像が真正なも
のではない、あるいはカメラ４がシステムの真正なもの
ではないと判断して以降の処理を中止する。

【００４７】また、アイリス画像処理部１９は、画像処
理部２９と、ＳＳＤ３０を備える。

【００４８】画像処理部２９は、ＳＳＤ２５によってサ
ンプリング順番が変えられて送信された画像の順番を正
規の順番に戻して真偽判定処理部２８に送信するととも
に、真偽判定処理部２８で判断された画像の真偽判定の
結果を得て、アイリスコード生成部７に画像を送信す
る。

【００４９】ＳＳＤ３０は、ＳＳＤ２５と同様にしてア
イリス画像入力部１８とアイリス画像処理部１９の間を
接続するケーブルやデータのセキュリティを管理する。

【００５０】このようなアイリス画像処理部１９が装着
されるＰＣ５は、アイリスコード生成部７と、ＨＯＳＴ
８との間で入出力する信号を調停したり暗号化するセキ
ュリティコード処理部３１を備える。

【００５１】アイリスコード生成部７は、画像処理部２
９から送信された真正なアイリス画像からアイリスコー
ドを生成する。なお、撮影された画像は図１の画像１５
〜１７のようになる。これらに示されるように生体反応
を示す部分はアイリスパターン上にないので、アイリス
コードを生成するときの支障になることはない。

【００５２】セキュリティコード処理部３１は、ＲＳＡ
等の暗号化技術を用いてアイリスコードの暗号化処理を
行う。つまり、ＰＣ５は暗号コード（公開カギ）を用い
てアイリスコードを暗号化してＨＯＳＴ８に送信し、Ｈ
ＯＳＴ８は受信したアイリスコードから復元コード（秘
密カギ）を用いて被撮影者の真のアイリスコードを復元
する。なお、仮に、第三者が暗号化されたアイリスコー
ドと暗号コードを盗んでも、第三者はＨＯＳＴ８がもつ
復元コードを生成することはできないため、他人のアイ
リスコードを復元することはできず、不正を行うことは
できない。

【００５３】また、このようなＰＣ５と通信回線等によ
って接続されるＨＯＳＴ８は、アイリスコード登録デー
タベース９と、本人識別照合部１０と、アイリス画像処
理部１９との間で入出力する信号を調停したり暗号化す
るセキュリティコード処理部３２を備える。

【００５４】なお、本実施例では刺激手段として縮瞳と
瞳孔反射を利用したものを説明しているが、その他の瞳
孔動揺や眼球運動、まばたき等を利用したものもありえ
る。本発明はこれら他の反応を利用したものも含むもの
である。

【００５５】また、ライフチェック処理部２６は画像キ
ャプチャーボードであるアイリス画像処理部１９からＰ
Ｃ５側に移した構成とし、アイリス画像処理部１９に対
しても真偽を判定する構成にすることができる。さら
に、アイリス画像入力部１８とアイリス画像処理部１９
及びＰＣ５を被撮影者が所有または管理するシステムと
し、ＰＣ５とＨＯＳＴ８間を公共の通信網を利用する構
成にすることができる。また、アイリス画像入力部１８
のみを被撮影者が所有または管理するシステムとし、ア
イリス画像処理部１９及びＰＣ５をＨＯＳＴ８と一体化
して、アイリス画像処理部１９及びＰＣ５を一体化した
ＨＯＳＴ８のライフチェック処理部２６によって被撮影
者が入力した目の画像の真偽及びアイリス画像入力部１
８の構成物の真偽を判定する構成にすることもできる。
本発明はこれら構成も含むものである。

【００５６】＜システムの動作について＞以下に、真偽
判定メカニズムを説明する。

【００５７】まず、ライフチェック処理部２６のライフ
チェック制御部２７がライフチャックコードを算出し、
同コードをＳＳＤ３０を介してアイリス画像入力部１８
に送信するとともに、真偽判定処理部２８に送信する。
なお、以下の説明ではこのときのコードをライフチェッ
クコードＩＮという。このコードは、後処理において、
真偽判定処理部２８で使用されることになる。

【００５８】次に、アイリス画像入力部１８はＳＳＤ２
５を介して同コードを受信し、同コードを解読してイル
ミネーションドライバー２０に送信する。イルミネーシ
ョンドライバー２０は、ライフチェックコードＩＮに基
づいて５点光源１１の各光源を点灯させて被撮影者の目
に外的刺激を与える。このとき、被撮影者が前述した本
人の場合にはリアルタイムで予期する通りの生体反応を
示すことができるが、被撮影者が本人でない場合（第三
者が他人になりすましている場合）にはこのような生体
反応を示すことができない。

【００５９】被撮影者の目の画像はレンズ２１を通して
ＣＣＤ画素２３に結像される。スキャニング処理部２４
はライフチェックコードＩＮによって規定されたサンプ
リング周期、すなわち５点光源１１の制御周期とは同期
した周期で撮影された画像をサンプリングして記憶しつ
づける。そして、スキャニング処理部２４はライフチェ
ックコードＩＮによって規定されたフレーム数サンプリ
ングすると、ＳＳＤ２５によって画像データを所定のデ
ータ変換処理（サンプリングの順序を変換）してアイリ
ス画像処理部１９に送信する。

【００６０】次に、アイリス画像処理部１９はＳＳＤ３
０を介して画像データを受信し、画像処理部２９に送信
する。画像処理部２９はサンプリングの順序を解読して
画像データを元の順序に変換し、真偽判定処理部２８に
送信する。

【００６１】真偽判定処理部２８は、画像データから所
定の手順で縮瞳や瞳孔反射等の生体反応の特徴を抽出
し、生体反応の特徴の有無によって画像が生物のもので
あるのか否かを検証する。すなわち、生体反応の特徴が
有れば画像は生物のものであると判断して引き続き本人
識別照合のための処理を行ない、生体反応の特徴が無け
らば画像は生物のものでないと判断して以降の処理を中
止する。生体反応の特徴が有る場合、抽出した生体反応
の特徴からライフチェックコード（以後、ライフチェッ
クコードＯＵＴという）を算出し、ライフチェックコー
ドＯＵＴとライフチェックコードＩＮとを比較して一致
するのか否かを識別する。一致すれば目の画像が真正な
ものであり、またアイリス入力部１８がシステムの真正
なものであると判断して画像処理部２９に真である旨の
信号を送信し、一致しなければ目の画像が真正なもので
はない、あるいはアイリス入力部１８がシステムの真正
なものではないと判断して偽である旨の信号を送信す
る。

【００６２】画像処理部２９は、真偽判定処理部２８か
ら真である旨の信号を受信した場合にはアイリスコード
生成部７に画像データを送信する。真偽判定処理部２８
から偽である旨の信号を受信した場合には以降の処理を
中止する旨の信号をＰＣ５に送信する。

【００６３】アイリスコード生成部７は画像処理部２９
から受信した画像データに基づいて被撮影者のアイリス
コードを生成し、セキュリティコード処理部３１によっ
てアイリスコードを暗号化してＨＯＳＴ８に送信する。

【００６４】ＨＯＳＴ８は、セキュリティコード処理部
３２を介してアイリスコードを受信して復号化し、本人
識別照合部１０に送信する。

【００６５】本人識別照合部１０は、受信したアイリス
コードとアイリスコード登録データベース９に登録され
ているアイリスコードと比較して本人識別の照合を行な
う。そして、その結果をＰＣ５に送信する。

【００６６】＜真偽判定処理について＞真偽判定処理部
２８は、アイリス画像入力部１８から受信した画像デー
タから以下のようにしてライフチェックコードＯＵＴを
算出し、ライフチェックコードＯＵＴとライフチェック
コードＩＮとを比較して、画像の真偽判定やシステムの
構成物の真偽判定を行なう。ところで、ライフチェック
コードは、本実施例では可視光源１２の光量を制御する
とともに、４つの近赤外線光源１３の点灯・消灯を制御
し、またサンプリングするフレーム数を指示することが
できる。そこで、ライフチェックコードは、例えば可視
光源１２の光量を定めるコード（以下、１ｓｔコードと
いう）と、近赤外線光源１３の点灯・消灯を制御するコ
ード（以下、２ｎｄコードという）と、サンプリングす
るフレーム数を定めるコード（以下、３ｒｄコードとい
う）により構成されるものとする。

【００６７】真偽判定処理部２８は、画像の真偽判定お
よびシステムの構成物の真偽判定を行なうにあたり、瞳
孔円検出と、瞳孔反射点検出と、フレーム数検出の３つ
の検出動作を行なう。

【００６８】瞳孔円検出とは、画像データから瞳孔とア
イリスの境界の円（以下、瞳孔円という）を抽出して瞳
孔円のサイズを測定することである。瞳孔反射点検出と
は、瞳孔表面に反射して画像上に形成された反射点（以
下、瞳孔反射点という）を抽出して瞳孔反射点の数と位
置を測定することである。フレーム数検出とは、サンプ
リングされた画像のフレーム数を検出することである。

【００６９】瞳孔円検出により算出した瞳孔円のサイズ
Ｄｄは可視光源１２の光量に反応したものであるので、
瞳孔円のサイズＤｄを測定することで１ｓｔコードを求
めることができる。そこで、真偽判定処理部２８は、瞳
孔円検出により瞳孔円のサイズＤｄを算出し、予め規定
された基準に基づいて３段階に分類する。そして、分類
が光量が大のものであるのか、中くらいのもであるの
か、小のものであるのを判定し、１ｓｔコードを求め
る。なお、どのようにして瞳孔円を検出するのかについ
ては後述する。

【００７０】瞳孔反射点検出によりにより検出した瞳孔
反射点は近赤外光源２０の各光源の点灯を表している。
そのため、真偽判定処理部２８はその位置を識別するこ
とにより２ｎｄコードを求めることができる。なお、ど
のようにして瞳孔反射点を検出するのかについては後述
する。

【００７１】３ｒｄコードはアイリス画像入力部１８か
ら受信したフレーム数を検出により求めることができ
る。

【００７２】以上によって、真偽判定処理部２８はこれ
ら３つのコードを求めることができ、これら３つのコー
ドからライフチェックコードＯＵＴを算出することがで
きる。

【００７３】＜瞳孔円検出について＞図３は瞳孔円検出
の原理を説明する図である。図３は、ＣＣＤ素子２３の
表面に結像した被撮影者の目の画像と同画像より得られ
るコントラスト電圧との関係を示している。同図の中央
部分には撮影した目の画像が配されており、また、同図
の右部分にはＡ−Ａ’ラインを目の画像の左から右方向
に走査したときのＡ−Ａ’ライン上の画素から出力され
るコントラスト電圧ＶＡの波形図が配されている。ま
た、同図の下部分にはＢ−Ｂ’ラインを目の画像の下か
ら上方向に走査したときのＢ−Ｂ’ライン上の画素から
出力されるコントラスト電圧ＶＢの波形図が配されてい
る。

【００７４】図中、３３は白目であり、３４はアイリ
ス、３５は瞳孔、３６は上瞼、３７は下瞼、３８はＣＣ
Ｄ素子、Ａ−Ａ’は水平方向の走査ライン、Ｂ−Ｂ’は
垂直方向の走査ライン、ＶＡとＶＢはコントラスト電
圧、ＶＡ０とＶＢ０はコントラスト電圧のしきい値、Ｖ
１とＶ２Ｖ３とＶ４は瞳孔円の交点、Ｏは瞳孔円の中心
である。なお、ＣＣＤ素子２３にて撮影される画像のコ
ントラスト分布は、白目３３が最も明るく、次に上下瞼
３６と３７、アイリス３４、瞳孔３５の順となる。つま
り、瞳孔が最も暗い部分となる。また、同図のＣＣＤ素
子２３を構成する画素数は、水平方向がＰｍ、垂直方向
がＰｎとなっている。

【００７５】真偽判定処理部２８は、コントラスト電圧
ＶＡとＶＢがそれぞれのしきい値ＶＡ０とＶＢ０にほぼ
一致する点、すなわち点Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４を瞳孔
円の交点と判断し、ＶＡとＶＢがしきい値ＶＡ０とＶＢ
０より小さくなる部分を瞳孔と判断する。

【００７６】真偽判定処理部２８は、瞳孔がほぼ円形状
になっていることから、瞳孔円の直径を算出する。これ
は、Ａ−Ａ’ラインまたはＢ−Ｂ’ラインで瞳孔を走査
するときに、瞳孔円の縁から中心までは瞳孔円の各交点
間の距離、すなわちＶ１とＶ２またはＶ３とＶ４間の距
離が増加し、中心を越えたらこれら交点間の距離は減少
するので、瞳孔円の直径はこれら交点間の距離が最大に
なるときの値を求めることにより算出できる。さらに、
これら交点間の距離が最大になったときのＡ−Ａ’ライ
ンとＢ−Ｂ’ラインの位置を記憶しておくことにより瞳
孔円の中心Ｏの座標（ＯＸ，ＯＹ）を算出することもで
きる。真偽判定処理部２８は、このようにして瞳孔円を
検出し、それを基にしてライフチェックコードの１ｓｔ
コードを生成する。

【００７７】図４はこれら瞳孔円検出の動作を示すフロ
ーチャートである。

【００７８】真偽判定処理部２８は、まず、画像処理部
２９から被撮影者の目の画像データを受信し、瞳孔円検
出を開始する（ステップＳ１）。

【００７９】次に、Ａ−Ａ’ラインによるコントラスト
波形を抽出する（Ｓ２）。

【００８０】しきい値ＶＡ０を用いて瞳孔円の交点Ｖ１
とＶ２を抽出する（Ｓ３）。

【００８１】交点Ｖ１とＶ２間の距離を求め、瞳孔円の
直径ＤＡを算出する（Ｓ４）。

【００８２】次に、Ｂ−Ｂ’ラインによるコントラスト
波形を抽出する（Ｓ５）。

【００８３】しきい値ＶＢ０を用いて瞳孔円の交点Ｖ３
とＶ４を抽出する（Ｓ６）。

【００８４】交点Ｖ３とＶ４間の距離を求め、瞳孔円の
直径ＤＢを算出する（Ｓ７）。

【００８５】瞳孔円の中心Ｏの座標を算出する（Ｓ
８）。

【００８６】瞳孔円の直径Ｄｄを算出する（Ｓ９）。

【００８７】瞳孔円のサイズを３段階に分類する（Ｓ１
０）。

【００８８】１ｓｔコードを算出する（Ｓ１１）。

【００８９】以上により瞳孔円検出の動作を終了する
（Ｓ１２）。

【００９０】＜瞳孔反射点検出について＞図５は瞳孔反
射点検出の原理を説明する図である。図５は図３とほぼ
同様のものであるので、図３にて説明した構成について
は同一の符号を付して説明を省略し、新規の構成につい
てのみ新たな符号を付して以下に説明する。

【００９１】図中、３９は反射点であり、４０〜４３は
反射点検出領域である。ＶＡ１とＶＢ１はコントラスト
電圧のしきい値である。

【００９２】真偽判定処理部２８は、まず、目の画像デ
ータに対して検査すべき領域を設定する（特徴検出範囲
設定）。ここでは、反射点は瞳孔円の中の領域にあるの
で、瞳孔円内の領域を特徴検出範囲として設定する。

【００９３】次に、特徴検出範囲である瞳孔円内の領域
を瞳孔円の中心Ｏの座標（ＯＸ，ＯＹ）を基準にして、
近赤外光源２０の配列に対向する配列で分割する（反射
点検出領域設定）。

【００９４】Ａ−Ａ’ラインとＢ−Ｂ’ラインによる走
査にて反射点を検出する（反射点検出）。これは、コン
トラスト電圧ＶＡとＶＢが反射点を検出するために設定
されたしきい値ＶＡ１とＶＢ１よりもそれぞれ大きくな
った部分を反射点と判断することによってなされる。

【００９５】反射点がどの位置の近赤外光源２０に対応
するものであるのかを判定する（反射点位置判定）。な
お、このとき、瞳孔円は可視光源１２の光量によってサ
イズが変わるが、反射点の位置は変わらないので、瞳孔
円の径のサイズに対する反射点の位置の割合を検出する
ことによって目の画像データの真偽（生体のものである
のか否か）も判定することができる。

【００９６】最後に、求めた反射点の位置に基づいてラ
イフチェックコードの２ｎｄコードを生成する。

【００９７】図６はこれら瞳孔反射点検出の動作を示す
フローチャートである。

【００９８】真偽判定処理部２８は、被撮影者の目の画
像データ瞳孔円検出を終えたら、瞳孔点反射検出を開始
する（ステップＳ２１）。

【００９９】特徴検出範囲を設定する（Ｓ２２）。

【０１００】反射点検出領域を設定する（Ｓ２３）。

【０１０１】Ａ−Ａ’ラインにより反射点を検出する
（Ｓ２４）。

【０１０２】Ｂ−Ｂ’ラインによる反射点を検出する
（Ｓ２５）。

【０１０３】反射点位置を判定する（Ｓ２６）。

【０１０４】２ｎｄコードを算出する（Ｓ２７）。

【０１０５】以上により瞳孔円検出の動作を終了する
（Ｓ２８）。

【０１０６】

【発明の効果】以上説明した本発明には、次の効果があ
る。

【０１０７】本発明は、被撮影者がリアルタイムで目の
画像を正規のシステムに入力しているのか、それとも不
正な手段によって入力しているのかを検知する。すなわ
ち、システムに入力された目の画像が真のものであるの
か偽のものであるのかが判定できる。また、システムの
構成物が正規のものであるのか不正なものであるのかが
判定できる。そのため、第三者が他人になりすまして犯
罪を犯すのを未然に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の刺激手段の原理を示す図である。

【図２】本発明のアイリス認識システムの構成を示す図
である。

【図３】瞳孔円検出の原理を説明する図である。

【図４】瞳孔円検出の動作を示すフローチャートであ
る。

【図５】瞳孔反射点検出の原理を説明する図である。

【図６】瞳孔反射点検出の動作を示すフローチャートで
ある。

【図７】従来のアイリス認識システムの構成を示す図で
ある。

【符号の説明】

２ 目の画像 ３ アイリスコード生成装置 ５ ＰＣ ７ アイリスコード生成部 ８ ホストコンピュータ ９ アイリスコード登録データベース １０ 本人識別照合部 １１ ５点光源 １２ 可視光源 １３ 近赤外光源 １４ 可視光カットガラス １８ アイリス入力部 １９ アイリス画像処理部 ２０ イルミネーションドライバー ２１ レンズ ２２ レンズドライバー ２３ ＣＣＤ素子 ２４ スキャニング処理部 ２５ シグナルセキュリティドライバー ２６ ライフチェック処理部 ２７ ライフチェック制御部 ２８ 真偽判定処理部 ２９ 画像処理部 ３０ シグナルセキュリティドライバー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A61B 5/117 G06T 7/00

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】目の画像から取得したアイリスの特徴点を
   コード化してアイリスコードを生成するアイリスコード
   生成装置において、 目の画像を撮影する撮影手段と、 撮影した目の画像を処理する画像処理手段と、 被撮影者の目に生体反応を喚起させる光源からなる刺激
   手段と、 前記光源の点灯を制御する第１のチェックコードを生成
   するチェックコード生成手段と、 前記第１のチェックコードに基づき光源を点灯させて被
   撮影者の目の画像を撮影し、 前記目の画像から抽出した生体反応の特徴から第２のチ
   ェックコードを算出し、前記第１と第２のチェックコー
   ドを比較して、 前記目の画像が正規のものであるか否かを判別する制御
   手段を有することを特徴とするアイリスコード生成装
   置。
2. 【請求項２】前記刺激手段は可視光を発する光源からな
   ることを特徴とする請求項１に記載のアイリスコード生
   成装置。
3. 【請求項３】前記刺激手段は近赤外光を発する複数の光
   源からなることを特徴とする請求項１に記載のアイリス
   コード生成装置。
4. 【請求項４】前記刺激手段は可視光を発する光源と近赤
   外光を発する複数の光源からなることを特徴とする請求
   項１に記載のアイリスコード生成装置。
5. 【請求項５】前記可視光を発する光源は光量が可変であ
   る請求項２または４に記載のアイリスコード生成装置。
6. 【請求項６】前記光量は乱数的に生成される前記第１の
   チェックコードに基づき調整されることを特徴とする請
   求項５に記載のアイリスコード生成装置。
7. 【請求項７】前記制御手段は、前記複数の近赤外光を発
   する光源からの目の画像に対して照射された光の位置に
   基づいて、前記目の画像が正規のものであるか否かを判
   別する請求項３または４に記載のアイリスコード生成装
   置。
8. 【請求項８】前記複数の近赤外光を発する光源は１また
   は２以上の組み合わせにより発光することを特徴とする
   請求項７に記載のアイリスコード生成装置。
9. 【請求項９】前記組み合わせは乱数的に生成されること
   を特徴とする請求項８に記載のアイリスコード生成装
   置。
10. 【請求項１０】複数の目の画像を用いて、前記目の画像
    が正規のものであるか否かを判別する請求項１乃至９の
    いずれかに記載のアイリスコード生成装置。
11. 【請求項１１】請求項１乃至１０のいずれかに記載のア
    イリスコード生成装置を備え、 前記アイリスコード生成装置によって生成されたアイリ
    スコードを予めアイリスコードを登録したデータベース
    に照合して個人を識別することを特徴とするアイリス認
    識システム。