瞳孔検出装置および虹彩認証装置
【課題】高速にかつ精度よく瞳孔位置の検出が可能な瞳孔検出装置を提供する。
【解決手段】同心円状の複数の円をそれぞれ積分円として目画像上に設定し積分円の円周上に位置する目画像の画像データを抽出する画像データ抽出部２２０と、積分円の中心座標を示すポインタ部２６０と、画像データ抽出部２２０が抽出した画像データを積分円のそれぞれの円周に沿って積分する周回積分部２３０と、積分円の積分値が積分円の半径に対してステップ状に変化したことを検出する瞳孔半径検出部２５０と、積分円の積分値が積分円の半径に対してステップ状に変化した場合にその積分円の中心座標を瞳孔位置座標として検出する瞳孔位置検出部２８０とを備え、画像データ抽出部２２０は複数個の画像データを同時に抽出する。
【解決手段】同心円状の複数の円をそれぞれ積分円として目画像上に設定し積分円の円周上に位置する目画像の画像データを抽出する画像データ抽出部２２０と、積分円の中心座標を示すポインタ部２６０と、画像データ抽出部２２０が抽出した画像データを積分円のそれぞれの円周に沿って積分する周回積分部２３０と、積分円の積分値が積分円の半径に対してステップ状に変化したことを検出する瞳孔半径検出部２５０と、積分円の積分値が積分円の半径に対してステップ状に変化した場合にその積分円の中心座標を瞳孔位置座標として検出する瞳孔位置検出部２８０とを備え、画像データ抽出部２２０は複数個の画像データを同時に抽出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、個人認証等に用いられる虹彩認証装置に関し、特に目画像（目を含む画像）の中から瞳孔の位置を検出する瞳孔検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より目画像の中から瞳孔の位置を検出する様々な方法が提案されており、たとえば、目画像の画像データ（以下、「目画像データ」と略記する）を２値化し、低輝度領域の中の円形の領域を検出する方法や、半径がｒであり、中心座標が（ｘ０、ｙ０）である円の弧に対して画像強度Ｉ（ｘ、ｙ）の周回積分を計算し、半径ｒが増加するにしたがってｒに関するこの量の部分的な導関数を計算する方法（特許文献１参照）等が知られている。
【特許文献１】特表平８−５０４９７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
これらの方法を用いて精度よく瞳孔を検出するためには膨大な画像データを高速に処理する必要があり、処理能力の高い大きなＣＰＵや大容量メモリを用いても、現状では目画像の画像データをリアルタイムで処理することは難しい。また、画像データをリアルタイムで処理できる程度にＣＰＵの処理量を減らすと検出精度が低下する等の課題があり実用的ではなかった。
【０００４】
本発明は、これらの課題に鑑みなされたものであり、高速にかつ精度よく瞳孔位置の検出が可能な瞳孔検出装置および虹彩認証装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の瞳孔検出装置は、複数の円をそれぞれ積分円として目画像上に設定し積分円の円周上に位置する目画像の画像データを抽出する画像データ抽出部と、画像データ抽出部が抽出した画像データを積分円のそれぞれの円周に沿って積分する周回積分部と、周回積分部の積分値が積分円の半径に対してステップ状に変化したことを検出する瞳孔半径検出部と、瞳孔半径検出部がステップ状の変化を検出した場合にその積分円の中心座標を瞳孔位置座標として検出する瞳孔位置検出部とを備え、複数の円は同心円状に設定され、画像データ抽出部は複数個の画像データを同時に抽出することを特徴とする。この構成により、高速にかつ精度よく瞳孔位置の検出が可能な瞳孔検出装置を提供することができる。
【０００６】
また、本発明の瞳孔検出装置の瞳孔半径検出部は、同心円状の複数の積分円のうち半径の最も近い２つの積分円の積分値の差分値が所定の閾値より大きい場合に、積分値が積分円の半径に対してステップ状に変化したとみなす構成が望ましい。これにより、比較的小規模な回路を用いて瞳孔半径検出部を構成することが可能となる。
【０００７】
また、本発明の瞳孔検出装置における所定の閾値は、積分円が虹彩上にある場合の積分値と積分円が瞳孔上にある場合の積分値との差の１／４倍〜１倍の範囲に設定されていることが望ましい。これにより、瞳孔を正しく検出する確率を上げることができる。
【０００８】
また、本発明の瞳孔検出装置の画像データ抽出部は、ファーストイン−ファーストアウト（ＦＩＦＯ）型のラインメモリを複数本つなぎ合わせた部分フレームメモリであって、同心円状の複数の積分円のそれぞれの円周上の画素に対応する画像データを引出すための引出し線を設けた部分フレームメモリを備えた構成が望ましい。これにより、比較的小規模な回路を用いて画像データ抽出部を構成することが可能となる。
【０００９】
また、本発明の瞳孔検出装置は積分円の中心座標を示すポインタ部を備え、そのポインタ部は部分フレームメモリへ画像データを取り込む周期と同期したクロックをカウントするカウンタを備えた構成が望ましい。これにより、比較的小規模な回路を用いてポインタ部を構成することが可能となる。
【００１０】
また、本発明の瞳孔検出装置の周回積分部は、画像データ抽出部が抽出した画像データを積分円のそれぞれの円周に沿って加算する複数の加算器を有することが望ましい。これにより、比較的小規模な回路を用いて周回積分部を構成することが可能となる。
【００１１】
また、本発明の瞳孔検出装置の瞳孔半径検出部は、同心円状の複数の積分円のうち半径の最も近い２つの積分円の積分値の差分値を計算する差分器と、差分器から出力される差分値と所定の閾値とを比較する比較器と、差分値が所定の閾値より大きい場合の積分円の半径を瞳孔半径として保持するレジスタとを備えた構成が望ましい。これにより、比較的小規模な回路を用いて瞳孔半径検出部を構成することが可能となる。
【００１２】
また、本発明の瞳孔検出装置の瞳孔位置検出部は、瞳孔半径検出部が積分円の半径を瞳孔半径として検出したとき、その積分円の中心座標を示すポインタ部のカウンタ出力を瞳孔位置座標として保持するレジスタを備えた構成が望ましい。これにより、比較的小規模な回路を用いて瞳孔位置検出部を構成することが可能となる。
【００１３】
また、本発明の虹彩認証装置は、請求項１から請求項８までのいずれかに記載の瞳孔検出装置を備えたことを特徴とする。この構成によって、高速にかつ精度よく瞳孔位置の検出が可能な瞳孔検出装置を搭載した虹彩認証装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、高速にかつ精度よく瞳孔位置の検出が可能な瞳孔検出装置および虹彩認証装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態における瞳孔検出装置を用いた虹彩認証装置について、図面を用いて説明する。
【００１６】
（実施の形態）
図１は本発明の実施の形態における瞳孔検出装置２００を用いた虹彩認証装置１００の回路ブロック図である。図１には、瞳孔検出装置２００に加えて虹彩認証装置１００を構成するために必要な撮像部１２０、照明部１３０、認証処理部１４０も示している。
【００１７】
虹彩認証装置１００は、使用者の目画像を撮像する撮像部１２０、目画像の中から瞳孔位置とその半径を検出する瞳孔検出装置２００、目画像から得られた虹彩コードを登録されている虹彩コードと比較して個人認証を行う認証処理部１４０、目画像取得に適した光量の近赤外線を照射し使用者の目とその周辺部分を照明する照明部１３０を備えている。
【００１８】
撮像部１２０は、誘導ミラー１２１、可視光カットフィルタ１２２、レンズ１２３、撮像素子１２４および前処理部１２５を有する。本発明の実施の形態においては、レンズ１２３として固定焦点レンズを用いることにより光学系の小型、軽量化と低コスト化を実現している。誘導ミラー１２１は使用者が自らの目を映すことにより目を正しい撮像位置へ誘導する。そして、使用者の目は可視光カットフィルタ１２２およびレンズ１２３を通して撮像素子１２４で撮像される。前処理部１２５は、撮像素子１２４の出力信号から画像データ成分を取り出し、ゲイン調整等画像データとして必要な処理を行った上で、使用者の目画像データとして出力する。
【００１９】
瞳孔検出装置２００は、画像データ抽出部２２０、周回積分部２３０、瞳孔半径検出部２５０、ポインタ部２６０、瞳孔位置検出部２８０を備えている。詳細は後述するが、この構成によって、前処理部１２５から出力された目画像データの中から瞳孔を検出し、瞳孔中心座標とその半径を認証処理部１４０へ出力する。
【００２０】
認証処理部１４０は、瞳孔検出装置２００から出力された瞳孔の中心座標に基づき、目画像データの中から虹彩画像を切り出す。そして、虹彩画像を虹彩の模様を示す固有の虹彩コードに変換し、登録されている虹彩コードと比較することによって認証動作を実行する。
【００２１】
図２は本発明の実施の形態における瞳孔検出装置２００を用いた虹彩認証装置１００の動作を示すフローチャートである。まず、使用者が虹彩認証装置１００の前に立つ等により認証動作を開始させる（Ｓ１１）。すると撮像部１２０が使用者の目画像を撮像する（Ｓ１２）。前処理部１２５は取得した目画像のフォーカス、輝度、コントラスト等の画質が適切であるかを判定し、適切でない場合には照明制御や使用者に対する指示等必要な処理を行い、再度目画像を取り込む（Ｓ１３）。取得した目画像が適切な場合は瞳孔検出装置２００が瞳孔位置とその半径を検出する。そして瞳孔の中心座標とその半径を認証処理部１４０へ出力する（Ｓ２０）。瞳孔が検出されると、認証処理部１４０は瞳孔の中心座標に基づき目画像データの中から虹彩画像を切り出す（Ｓ４１）。そして、虹彩画像を虹彩の模様を示す固有の虹彩コードに変換し（Ｓ４２）、登録されている虹彩コードと比較することによって認証動作を実行する（Ｓ４３）。
【００２２】
次に瞳孔検出装置２００の構成とその動作について詳細に説明する。図３は瞳孔検出装置２００の瞳孔検出方法を説明するための図である。瞳孔を含む画像の中には図３（ａ）に示すように、瞳孔を示す円盤状の低輝度領域とその外側に虹彩を示す円環状の中輝度領域とが存在する。したがって、瞳孔中心の位置座標（Ｘｏ、Ｙｏ）を中心として半径Ｒの積分円Ｃの円周に沿って画像データを周回積分すると図３（ｂ）に示すように積分値Ｉは瞳孔半径Ｒｏを境としてステップ状に変化することになる。そこで、図３（ｃ）に示すように積分値Ｉを半径Ｒで微分した値ｄＩ／ｄＲが所定の閾値（以下、「差分閾値」と記す）ΔＩｔｈを超えるときの積分円の半径を求めることにより瞳孔半径Ｒｏを知ることができる。
【００２３】
瞳孔検出装置２００は以上の考え方に基づき瞳孔の位置座標（Ｘｏ、Ｙｏ）と瞳孔半径Ｒｏを検出する。まず、図３（ｄ）に示すように中心座標が等しく半径の異なるｎ個の積分円Ｃ１〜Ｃｎを目画像上に想定し、各々の積分円Ｃｉ（ｉ＝１〜ｎ）に対してその円周上に位置する画像データを積分する。現実的には各々の積分円Ｃｉの円周上に位置する画素の画像データの平均値を計算するか、円周上に位置する画素の中から一定数（ｍ個）の画素を選んでその画像データを加算する。本発明の実施の形態においては同心円状の積分円の数ｎを２０とし、各積分円Ｃｉの円周上に位置する画素の中からｍ＝８画素を選んでその画像データを加算し周回積分の積分値Ｉとした。このとき、積分円Ｃ１〜Ｃｎの中心が瞳孔中心と一致している場合には、上述したように、各積分円Ｃｉに対する積分値Ｉｉがステップ状に変化するので、積分値Ｉｉの半径Ｒに対する差分値ΔＩｉを求めると瞳孔半径Ｒｏに等しいところで大きな極大値ΔＩを示すことになる。ただし、積分円Ｃ１〜Ｃｎの中心が瞳孔中心に一致しない場合は、積分値Ｉｉは緩やかに変化するので、その差分値ΔＩｉは大きな値を示さない。したがって、差分値ΔＩｉが差分閾値ΔＩｔｈよりも大きな値を示す積分円Ｃｉを求めることで、瞳孔の位置とその半径を求めることができる。
【００２４】
そして、目画像上の各位置に積分円Ｃ１〜Ｃｎを移動させて上述の動作を繰り返す。こうして差分値ΔＩｉが大きな値を示すときの積分円Ｃｉの中心座標（Ｘ、Ｙ）とそのときの半径Ｒを求めることにより、瞳孔の位置座標（Ｘｏ、Ｙｏ）と瞳孔半径Ｒｏを求めることができる。
【００２５】
なお、２５６階調の画像信号の場合、瞳孔の平均輝度が４０階調程度、虹彩の平均輝度が１００階調程度となるため、積分円が瞳孔上にある場合の積分値Ｉはおよそ４０×８＝３２０であり、積分円が虹彩上にある場合の積分値Ｉはおよそ１００×８＝８００である。そこで、差分閾値ΔＩｔｈとしては、その差４８０からその１／４である１２０の範囲内で設定するとよい。ただし差分閾値ΔＩｔｈが小さすぎると瞳孔以外のものを誤検出する確率が増え、逆に大きすぎると瞳孔を検出できなくなる可能性が大きくなる。したがって実験的に最適値を求め差分閾値ΔＩｔｈを設定することが望ましい。本発明の実施の形態においては瞳孔の平均輝度の積分値と虹彩の平均輝度の積分値との差の２／３に差分閾値ΔＩｔｈを設定している。
【００２６】
図４は、本発明の実施の形態における瞳孔検出装置２００の回路ブロック図である。瞳孔検出装置２００は、目画像上に積分円Ｃ１〜Ｃｎを設定し各積分円Ｃｉの円周上の画像データを抽出する画像データ抽出部２２０、抽出された画像データを積分円Ｃｉ毎に周回積分する周回積分部２３０、積分値Ｉｉの半径Ｒｉに対する差分値ΔＩｉを求め、それらと差分閾値ΔＩｔｈとを比較し、差分閾値ΔＩｔｈよりも大きい差分値を示すときの積分円の半径を求めることにより、同心円状の積分円の積分値がステップ状に変化する積分円の半径を検出する瞳孔半径検出部２５０、積分円Ｃ１〜Ｃｎの中心座標（Ｘ、Ｙ）を示すポインタ部２６０、差分値ΔＩｉが差分閾値ΔＩｔｈより大きくなったときの積分円の中心座標を保持する瞳孔位置検出部２８０を備えている。
【００２７】
図５は、画像データ抽出部２２０の回路図である。あわせて図５には１つの積分円Ｃｉと、それに対応する加算器２３０ｉも示している。画像データ抽出部２２０は部分フレームメモリ２１０とそこから画像データを引出すための引出し線Ｌｉから構成されている。部分フレームメモリ２１０はファーストイン−ファーストアウト（ＦＩＦＯ型）のラインメモリ２１５を複数個直列に接続したものである。そして、引出し線Ｌｉによって画像上で積分円Ｃｉに対応するｍ個の画素から画像データを引出している。なお、図を見やすくするため図５には１つの積分円Ｃｉとその円周上にある４個の画素データを引出す引出し線Ｌｉのみを示したが、本発明の実施の形態においては２０個の積分円Ｃ１〜Ｃ２０から各々８個ずつデータの引出し線が引出されている。
【００２８】
そして、部分フレームメモリ２１０に１画素ずつ画像データｓｉｇを入力する毎に部分フレームメモリ２１０に保持されている画像全体が１画素ずつシフトするので、引出し線Ｌｉから引出される画像データも１画素ずつシフトすることになる。すなわち、部分フレームメモリ２１０に画像データｓｉｇを１画素分入力すると目画像上では積分円Ｃ１〜Ｃｎが右に１画素分移動し、１ライン分の画像データｓｉｇを入力すると目画像上では積分円Ｃ１〜Ｃｎが１ライン分下へ移動する。こうして、１フレーム分の画像データが部分フレームメモリ２１０に入力する間に、目画像上では積分円Ｃ１〜Ｃｎが目画像全体を走査することになる。したがってポインタ部２６０は、部分フレームメモリ２１０へ画像データを取り込む周期と同期したクロックをカウントすることにより、Ｘカウンタ２６２およびＹカウンタ２６４の出力によって積分円の中心座標（Ｘ、Ｙ）が示される。
【００２９】
図４に示すように、周回積分部２３０は積分円Ｃ１〜Ｃｎの各々に対して独立な加算器２３０１〜２３０ｎを備え、各積分円Ｃｉの円周上に位置するｍ個の画像データを加算し、各々の加算結果を積分値Ｉｉとして瞳孔半径検出部２５０へ出力する。
【００３０】
瞳孔半径検出部２５０は、ｎ−１個の減算器２５２１〜２５２ｎ−１、セレクタ２５３、コンパレータ２５４、レジスタ２５５を備えている。減算器２５２１〜２５２ｎ−１は各積分円Ｃｉに対する積分値Ｉｉの半径Ｒに対する差分を求める。すなわち、積分円Ｃ１〜Ｃｎのうち、半径の１つ違う円ＣｉとＣｉ−１とに対する積分値ＩｉとＩｉ−１との差分値ΔＩｉを求める。そしてセレクタ２５３を介して順次コンパレータ２５４で差分閾値ΔＩｔｈと比較される。差分値ΔＩｉが差分閾値ΔＩｔｈよりも大きい場合には、レジスタ２５５はそのときの積分円の半径を保持する。なお、差分値ΔＩｉが差分閾値ΔＩｔｈよりも大きい場合にこのときの差分値ΔＩｉを保持するレジスタ２５９を設けてもよく、図４にはレジスタ２５９を破線で示している。
【００３１】
瞳孔位置検出部２８０は、レジスタ２８６、２８７を備えており、瞳孔半径検出部２５０で瞳孔を検出したときの、Ｘカウンタ２６２およびＹカウンタ２６４の値をレジスタ２８６、２８７に保持する。
【００３２】
次に、瞳孔検出装置２００の動作についてフローチャートを用いて説明する。以下の説明では、目画像データが順次走査データであり、１フレームが、たとえば４８０ライン×６４０ピクセルのデジタルデータで構成されているものとする。図６は、本発明の実施の形態における瞳孔検出装置２００の目画像１フレーム分の動作を示すフローチャートである。
【００３３】
まず瞳孔検出装置２００は１画素分の画像データｓｉｇを取り込む（Ｓ５１）。取り込んだ画像データが１フレームの先頭のデータであれば（Ｓ５２）、Ｙカウンタ２６４をリセットするとともに、瞳孔半径検出部２５０のレジスタ２５５、瞳孔位置検出部２８０のレジスタ２８６、２８７をリセットする（Ｓ５３）。取り込んだデータが１ラインの先頭のデータであれば（Ｓ５４）、Ｘカウンタ２６２をリセットし、Ｙカウンタ２６４をインクリメントする（Ｓ５５）。そして、Ｘカウンタ２６２をインクリメントする（Ｓ５６）。
【００３４】
次に、取り込んだ画像データを部分フレームメモリ２１０に取り込む。すると目画像上でｎ個の積分円Ｃ１〜Ｃｎに対応する画素のうち各々の積分円Ｃｉからｍ個ずつ、合計でｎ×ｍ個の画像データが引出される。そして各積分円Ｃｉに対応する加算器２３０ｉはそれぞれ画像データの積分値Ｉｉを算出し、瞳孔半径検出部２５０はそれぞれの積分値Ｉｉの差分値ΔＩｉを計算する（Ｓ５７）。そして、差分値ΔＩｉと差分閾値ΔＩｔｈとを比較し（Ｓ５８）、差分値ΔＩｉが差分閾値ΔＩｔｈよりも大きい場合には瞳孔が検出されたものとみなし、そのときの積分円の半径を瞳孔半径Ｒｏとして保持する。同時に瞳孔位置検出部２８０は積分円の中心座標を瞳孔位置座標（Ｘｏ、Ｙｏ）として保持する（Ｓ５９）。差分値ΔＩｉが差分閾値ΔＩｔｈ以下の場合には、ステップＳ５１にもどり、次の１画素分の画像データを取り込む。
【００３５】
以上の、ステップＳ５１からステップＳ５９までの一連の動作は、部分フレームメモリ２１０に画像データを１画素分入力する毎に実行される。たとえばフレーム周波数が３０Ｈｚ、目画像が６４０×４８０画素で構成されている場合、１／（３０×６４０×４８０）秒以下の時間で上記の一連の動作が実行される。そして、部分フレームメモリ２１０に１画素入力されると積分円は画像上で１画素分移動するので、１フレームの画像を入力する間に積分円が画像上を１回走査することになる。このようにして、比較的小規模な回路を用いて、撮像部１２０で撮像された画像データに対してリアルタイムで瞳孔検出することができる。
【００３６】
なお、上記の実施の形態においては、差分値ΔＩｉと差分閾値ΔＩｔｈとを比較し、差分値ΔＩｉが差分閾値ΔＩｔｈよりも大きくなった時点で瞳孔が検出されたものとみなし、そのときの積分円の半径および中心座標をそれぞれ瞳孔の半径および瞳孔の中心座標とした。しかし、真の瞳孔位置以外の位置で偶発的に差分値ΔＩｉが差分閾値ΔＩｔｈよりも大きくなる可能性を考慮して、差分閾値ΔＩｔｈよりも大きい差分値ΔＩｉが複数存在した場合、最も大きい差分値に対応する積分円の半径および中心座標をそれぞれ瞳孔の半径および瞳孔の中心座標とする構成にしてもよい。この構成により、瞳孔検出装置の誤動作を防ぎ、瞳孔検出精度を上げることができる。
【００３７】
また、本実施の形態においては同心円状の積分円の数を２０、１つの積分円から引出す画像データの数を８個としたが、これらの数は検出精度、処理時間、回路規模等との兼ね合いで決定することが望ましい。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は、高速にかつ精度よく瞳孔位置の検出が可能な瞳孔検出装置を提供することができるので、個人認証等に用いられる虹彩認証装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施の形態における瞳孔検出装置を用いた虹彩認証装置の回路ブロック図
【図２】本発明の実施の形態における瞳孔検出装置を用いた虹彩認証装置の動作を示すフローチャート
【図３】本発明の実施の形態における瞳孔検出装置の瞳孔検出方法を説明するための図
【図４】本発明の実施の形態における瞳孔検出装置の回路ブロック図
【図５】本発明の実施の形態における画像データ抽出部の回路図
【図６】本発明の実施の形態における瞳孔検出装置の目画像１フレーム分の動作を示すフローチャート
【符号の説明】
【００４０】
１００ 虹彩認証装置
１２０ 撮像部
１３０ 照明部
１４０ 認証処理部
２００ 瞳孔検出装置
２２０ 画像データ抽出部
２３０ 周回積分部
２５０ 瞳孔半径検出部
２６０ ポインタ部
２８０ 瞳孔位置検出部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、個人認証等に用いられる虹彩認証装置に関し、特に目画像（目を含む画像）の中から瞳孔の位置を検出する瞳孔検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より目画像の中から瞳孔の位置を検出する様々な方法が提案されており、たとえば、目画像の画像データ（以下、「目画像データ」と略記する）を２値化し、低輝度領域の中の円形の領域を検出する方法や、半径がｒであり、中心座標が（ｘ０、ｙ０）である円の弧に対して画像強度Ｉ（ｘ、ｙ）の周回積分を計算し、半径ｒが増加するにしたがってｒに関するこの量の部分的な導関数を計算する方法（特許文献１参照）等が知られている。
【特許文献１】特表平８−５０４９７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
これらの方法を用いて精度よく瞳孔を検出するためには膨大な画像データを高速に処理する必要があり、処理能力の高い大きなＣＰＵや大容量メモリを用いても、現状では目画像の画像データをリアルタイムで処理することは難しい。また、画像データをリアルタイムで処理できる程度にＣＰＵの処理量を減らすと検出精度が低下する等の課題があり実用的ではなかった。
【０００４】
本発明は、これらの課題に鑑みなされたものであり、高速にかつ精度よく瞳孔位置の検出が可能な瞳孔検出装置および虹彩認証装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の瞳孔検出装置は、複数の円をそれぞれ積分円として目画像上に設定し積分円の円周上に位置する目画像の画像データを抽出する画像データ抽出部と、画像データ抽出部が抽出した画像データを積分円のそれぞれの円周に沿って積分する周回積分部と、周回積分部の積分値が積分円の半径に対してステップ状に変化したことを検出する瞳孔半径検出部と、瞳孔半径検出部がステップ状の変化を検出した場合にその積分円の中心座標を瞳孔位置座標として検出する瞳孔位置検出部とを備え、複数の円は同心円状に設定され、画像データ抽出部は複数個の画像データを同時に抽出することを特徴とする。この構成により、高速にかつ精度よく瞳孔位置の検出が可能な瞳孔検出装置を提供することができる。
【０００６】
また、本発明の瞳孔検出装置の瞳孔半径検出部は、同心円状の複数の積分円のうち半径の最も近い２つの積分円の積分値の差分値が所定の閾値より大きい場合に、積分値が積分円の半径に対してステップ状に変化したとみなす構成が望ましい。これにより、比較的小規模な回路を用いて瞳孔半径検出部を構成することが可能となる。
【０００７】
また、本発明の瞳孔検出装置における所定の閾値は、積分円が虹彩上にある場合の積分値と積分円が瞳孔上にある場合の積分値との差の１／４倍〜１倍の範囲に設定されていることが望ましい。これにより、瞳孔を正しく検出する確率を上げることができる。
【０００８】
また、本発明の瞳孔検出装置の画像データ抽出部は、ファーストイン−ファーストアウト（ＦＩＦＯ）型のラインメモリを複数本つなぎ合わせた部分フレームメモリであって、同心円状の複数の積分円のそれぞれの円周上の画素に対応する画像データを引出すための引出し線を設けた部分フレームメモリを備えた構成が望ましい。これにより、比較的小規模な回路を用いて画像データ抽出部を構成することが可能となる。
【０００９】
また、本発明の瞳孔検出装置は積分円の中心座標を示すポインタ部を備え、そのポインタ部は部分フレームメモリへ画像データを取り込む周期と同期したクロックをカウントするカウンタを備えた構成が望ましい。これにより、比較的小規模な回路を用いてポインタ部を構成することが可能となる。
【００１０】
また、本発明の瞳孔検出装置の周回積分部は、画像データ抽出部が抽出した画像データを積分円のそれぞれの円周に沿って加算する複数の加算器を有することが望ましい。これにより、比較的小規模な回路を用いて周回積分部を構成することが可能となる。
【００１１】
また、本発明の瞳孔検出装置の瞳孔半径検出部は、同心円状の複数の積分円のうち半径の最も近い２つの積分円の積分値の差分値を計算する差分器と、差分器から出力される差分値と所定の閾値とを比較する比較器と、差分値が所定の閾値より大きい場合の積分円の半径を瞳孔半径として保持するレジスタとを備えた構成が望ましい。これにより、比較的小規模な回路を用いて瞳孔半径検出部を構成することが可能となる。
【００１２】
また、本発明の瞳孔検出装置の瞳孔位置検出部は、瞳孔半径検出部が積分円の半径を瞳孔半径として検出したとき、その積分円の中心座標を示すポインタ部のカウンタ出力を瞳孔位置座標として保持するレジスタを備えた構成が望ましい。これにより、比較的小規模な回路を用いて瞳孔位置検出部を構成することが可能となる。
【００１３】
また、本発明の虹彩認証装置は、請求項１から請求項８までのいずれかに記載の瞳孔検出装置を備えたことを特徴とする。この構成によって、高速にかつ精度よく瞳孔位置の検出が可能な瞳孔検出装置を搭載した虹彩認証装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、高速にかつ精度よく瞳孔位置の検出が可能な瞳孔検出装置および虹彩認証装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態における瞳孔検出装置を用いた虹彩認証装置について、図面を用いて説明する。
【００１６】
（実施の形態）
図１は本発明の実施の形態における瞳孔検出装置２００を用いた虹彩認証装置１００の回路ブロック図である。図１には、瞳孔検出装置２００に加えて虹彩認証装置１００を構成するために必要な撮像部１２０、照明部１３０、認証処理部１４０も示している。
【００１７】
虹彩認証装置１００は、使用者の目画像を撮像する撮像部１２０、目画像の中から瞳孔位置とその半径を検出する瞳孔検出装置２００、目画像から得られた虹彩コードを登録されている虹彩コードと比較して個人認証を行う認証処理部１４０、目画像取得に適した光量の近赤外線を照射し使用者の目とその周辺部分を照明する照明部１３０を備えている。
【００１８】
撮像部１２０は、誘導ミラー１２１、可視光カットフィルタ１２２、レンズ１２３、撮像素子１２４および前処理部１２５を有する。本発明の実施の形態においては、レンズ１２３として固定焦点レンズを用いることにより光学系の小型、軽量化と低コスト化を実現している。誘導ミラー１２１は使用者が自らの目を映すことにより目を正しい撮像位置へ誘導する。そして、使用者の目は可視光カットフィルタ１２２およびレンズ１２３を通して撮像素子１２４で撮像される。前処理部１２５は、撮像素子１２４の出力信号から画像データ成分を取り出し、ゲイン調整等画像データとして必要な処理を行った上で、使用者の目画像データとして出力する。
【００１９】
瞳孔検出装置２００は、画像データ抽出部２２０、周回積分部２３０、瞳孔半径検出部２５０、ポインタ部２６０、瞳孔位置検出部２８０を備えている。詳細は後述するが、この構成によって、前処理部１２５から出力された目画像データの中から瞳孔を検出し、瞳孔中心座標とその半径を認証処理部１４０へ出力する。
【００２０】
認証処理部１４０は、瞳孔検出装置２００から出力された瞳孔の中心座標に基づき、目画像データの中から虹彩画像を切り出す。そして、虹彩画像を虹彩の模様を示す固有の虹彩コードに変換し、登録されている虹彩コードと比較することによって認証動作を実行する。
【００２１】
図２は本発明の実施の形態における瞳孔検出装置２００を用いた虹彩認証装置１００の動作を示すフローチャートである。まず、使用者が虹彩認証装置１００の前に立つ等により認証動作を開始させる（Ｓ１１）。すると撮像部１２０が使用者の目画像を撮像する（Ｓ１２）。前処理部１２５は取得した目画像のフォーカス、輝度、コントラスト等の画質が適切であるかを判定し、適切でない場合には照明制御や使用者に対する指示等必要な処理を行い、再度目画像を取り込む（Ｓ１３）。取得した目画像が適切な場合は瞳孔検出装置２００が瞳孔位置とその半径を検出する。そして瞳孔の中心座標とその半径を認証処理部１４０へ出力する（Ｓ２０）。瞳孔が検出されると、認証処理部１４０は瞳孔の中心座標に基づき目画像データの中から虹彩画像を切り出す（Ｓ４１）。そして、虹彩画像を虹彩の模様を示す固有の虹彩コードに変換し（Ｓ４２）、登録されている虹彩コードと比較することによって認証動作を実行する（Ｓ４３）。
【００２２】
次に瞳孔検出装置２００の構成とその動作について詳細に説明する。図３は瞳孔検出装置２００の瞳孔検出方法を説明するための図である。瞳孔を含む画像の中には図３（ａ）に示すように、瞳孔を示す円盤状の低輝度領域とその外側に虹彩を示す円環状の中輝度領域とが存在する。したがって、瞳孔中心の位置座標（Ｘｏ、Ｙｏ）を中心として半径Ｒの積分円Ｃの円周に沿って画像データを周回積分すると図３（ｂ）に示すように積分値Ｉは瞳孔半径Ｒｏを境としてステップ状に変化することになる。そこで、図３（ｃ）に示すように積分値Ｉを半径Ｒで微分した値ｄＩ／ｄＲが所定の閾値（以下、「差分閾値」と記す）ΔＩｔｈを超えるときの積分円の半径を求めることにより瞳孔半径Ｒｏを知ることができる。
【００２３】
瞳孔検出装置２００は以上の考え方に基づき瞳孔の位置座標（Ｘｏ、Ｙｏ）と瞳孔半径Ｒｏを検出する。まず、図３（ｄ）に示すように中心座標が等しく半径の異なるｎ個の積分円Ｃ１〜Ｃｎを目画像上に想定し、各々の積分円Ｃｉ（ｉ＝１〜ｎ）に対してその円周上に位置する画像データを積分する。現実的には各々の積分円Ｃｉの円周上に位置する画素の画像データの平均値を計算するか、円周上に位置する画素の中から一定数（ｍ個）の画素を選んでその画像データを加算する。本発明の実施の形態においては同心円状の積分円の数ｎを２０とし、各積分円Ｃｉの円周上に位置する画素の中からｍ＝８画素を選んでその画像データを加算し周回積分の積分値Ｉとした。このとき、積分円Ｃ１〜Ｃｎの中心が瞳孔中心と一致している場合には、上述したように、各積分円Ｃｉに対する積分値Ｉｉがステップ状に変化するので、積分値Ｉｉの半径Ｒに対する差分値ΔＩｉを求めると瞳孔半径Ｒｏに等しいところで大きな極大値ΔＩを示すことになる。ただし、積分円Ｃ１〜Ｃｎの中心が瞳孔中心に一致しない場合は、積分値Ｉｉは緩やかに変化するので、その差分値ΔＩｉは大きな値を示さない。したがって、差分値ΔＩｉが差分閾値ΔＩｔｈよりも大きな値を示す積分円Ｃｉを求めることで、瞳孔の位置とその半径を求めることができる。
【００２４】
そして、目画像上の各位置に積分円Ｃ１〜Ｃｎを移動させて上述の動作を繰り返す。こうして差分値ΔＩｉが大きな値を示すときの積分円Ｃｉの中心座標（Ｘ、Ｙ）とそのときの半径Ｒを求めることにより、瞳孔の位置座標（Ｘｏ、Ｙｏ）と瞳孔半径Ｒｏを求めることができる。
【００２５】
なお、２５６階調の画像信号の場合、瞳孔の平均輝度が４０階調程度、虹彩の平均輝度が１００階調程度となるため、積分円が瞳孔上にある場合の積分値Ｉはおよそ４０×８＝３２０であり、積分円が虹彩上にある場合の積分値Ｉはおよそ１００×８＝８００である。そこで、差分閾値ΔＩｔｈとしては、その差４８０からその１／４である１２０の範囲内で設定するとよい。ただし差分閾値ΔＩｔｈが小さすぎると瞳孔以外のものを誤検出する確率が増え、逆に大きすぎると瞳孔を検出できなくなる可能性が大きくなる。したがって実験的に最適値を求め差分閾値ΔＩｔｈを設定することが望ましい。本発明の実施の形態においては瞳孔の平均輝度の積分値と虹彩の平均輝度の積分値との差の２／３に差分閾値ΔＩｔｈを設定している。
【００２６】
図４は、本発明の実施の形態における瞳孔検出装置２００の回路ブロック図である。瞳孔検出装置２００は、目画像上に積分円Ｃ１〜Ｃｎを設定し各積分円Ｃｉの円周上の画像データを抽出する画像データ抽出部２２０、抽出された画像データを積分円Ｃｉ毎に周回積分する周回積分部２３０、積分値Ｉｉの半径Ｒｉに対する差分値ΔＩｉを求め、それらと差分閾値ΔＩｔｈとを比較し、差分閾値ΔＩｔｈよりも大きい差分値を示すときの積分円の半径を求めることにより、同心円状の積分円の積分値がステップ状に変化する積分円の半径を検出する瞳孔半径検出部２５０、積分円Ｃ１〜Ｃｎの中心座標（Ｘ、Ｙ）を示すポインタ部２６０、差分値ΔＩｉが差分閾値ΔＩｔｈより大きくなったときの積分円の中心座標を保持する瞳孔位置検出部２８０を備えている。
【００２７】
図５は、画像データ抽出部２２０の回路図である。あわせて図５には１つの積分円Ｃｉと、それに対応する加算器２３０ｉも示している。画像データ抽出部２２０は部分フレームメモリ２１０とそこから画像データを引出すための引出し線Ｌｉから構成されている。部分フレームメモリ２１０はファーストイン−ファーストアウト（ＦＩＦＯ型）のラインメモリ２１５を複数個直列に接続したものである。そして、引出し線Ｌｉによって画像上で積分円Ｃｉに対応するｍ個の画素から画像データを引出している。なお、図を見やすくするため図５には１つの積分円Ｃｉとその円周上にある４個の画素データを引出す引出し線Ｌｉのみを示したが、本発明の実施の形態においては２０個の積分円Ｃ１〜Ｃ２０から各々８個ずつデータの引出し線が引出されている。
【００２８】
そして、部分フレームメモリ２１０に１画素ずつ画像データｓｉｇを入力する毎に部分フレームメモリ２１０に保持されている画像全体が１画素ずつシフトするので、引出し線Ｌｉから引出される画像データも１画素ずつシフトすることになる。すなわち、部分フレームメモリ２１０に画像データｓｉｇを１画素分入力すると目画像上では積分円Ｃ１〜Ｃｎが右に１画素分移動し、１ライン分の画像データｓｉｇを入力すると目画像上では積分円Ｃ１〜Ｃｎが１ライン分下へ移動する。こうして、１フレーム分の画像データが部分フレームメモリ２１０に入力する間に、目画像上では積分円Ｃ１〜Ｃｎが目画像全体を走査することになる。したがってポインタ部２６０は、部分フレームメモリ２１０へ画像データを取り込む周期と同期したクロックをカウントすることにより、Ｘカウンタ２６２およびＹカウンタ２６４の出力によって積分円の中心座標（Ｘ、Ｙ）が示される。
【００２９】
図４に示すように、周回積分部２３０は積分円Ｃ１〜Ｃｎの各々に対して独立な加算器２３０１〜２３０ｎを備え、各積分円Ｃｉの円周上に位置するｍ個の画像データを加算し、各々の加算結果を積分値Ｉｉとして瞳孔半径検出部２５０へ出力する。
【００３０】
瞳孔半径検出部２５０は、ｎ−１個の減算器２５２１〜２５２ｎ−１、セレクタ２５３、コンパレータ２５４、レジスタ２５５を備えている。減算器２５２１〜２５２ｎ−１は各積分円Ｃｉに対する積分値Ｉｉの半径Ｒに対する差分を求める。すなわち、積分円Ｃ１〜Ｃｎのうち、半径の１つ違う円ＣｉとＣｉ−１とに対する積分値ＩｉとＩｉ−１との差分値ΔＩｉを求める。そしてセレクタ２５３を介して順次コンパレータ２５４で差分閾値ΔＩｔｈと比較される。差分値ΔＩｉが差分閾値ΔＩｔｈよりも大きい場合には、レジスタ２５５はそのときの積分円の半径を保持する。なお、差分値ΔＩｉが差分閾値ΔＩｔｈよりも大きい場合にこのときの差分値ΔＩｉを保持するレジスタ２５９を設けてもよく、図４にはレジスタ２５９を破線で示している。
【００３１】
瞳孔位置検出部２８０は、レジスタ２８６、２８７を備えており、瞳孔半径検出部２５０で瞳孔を検出したときの、Ｘカウンタ２６２およびＹカウンタ２６４の値をレジスタ２８６、２８７に保持する。
【００３２】
次に、瞳孔検出装置２００の動作についてフローチャートを用いて説明する。以下の説明では、目画像データが順次走査データであり、１フレームが、たとえば４８０ライン×６４０ピクセルのデジタルデータで構成されているものとする。図６は、本発明の実施の形態における瞳孔検出装置２００の目画像１フレーム分の動作を示すフローチャートである。
【００３３】
まず瞳孔検出装置２００は１画素分の画像データｓｉｇを取り込む（Ｓ５１）。取り込んだ画像データが１フレームの先頭のデータであれば（Ｓ５２）、Ｙカウンタ２６４をリセットするとともに、瞳孔半径検出部２５０のレジスタ２５５、瞳孔位置検出部２８０のレジスタ２８６、２８７をリセットする（Ｓ５３）。取り込んだデータが１ラインの先頭のデータであれば（Ｓ５４）、Ｘカウンタ２６２をリセットし、Ｙカウンタ２６４をインクリメントする（Ｓ５５）。そして、Ｘカウンタ２６２をインクリメントする（Ｓ５６）。
【００３４】
次に、取り込んだ画像データを部分フレームメモリ２１０に取り込む。すると目画像上でｎ個の積分円Ｃ１〜Ｃｎに対応する画素のうち各々の積分円Ｃｉからｍ個ずつ、合計でｎ×ｍ個の画像データが引出される。そして各積分円Ｃｉに対応する加算器２３０ｉはそれぞれ画像データの積分値Ｉｉを算出し、瞳孔半径検出部２５０はそれぞれの積分値Ｉｉの差分値ΔＩｉを計算する（Ｓ５７）。そして、差分値ΔＩｉと差分閾値ΔＩｔｈとを比較し（Ｓ５８）、差分値ΔＩｉが差分閾値ΔＩｔｈよりも大きい場合には瞳孔が検出されたものとみなし、そのときの積分円の半径を瞳孔半径Ｒｏとして保持する。同時に瞳孔位置検出部２８０は積分円の中心座標を瞳孔位置座標（Ｘｏ、Ｙｏ）として保持する（Ｓ５９）。差分値ΔＩｉが差分閾値ΔＩｔｈ以下の場合には、ステップＳ５１にもどり、次の１画素分の画像データを取り込む。
【００３５】
以上の、ステップＳ５１からステップＳ５９までの一連の動作は、部分フレームメモリ２１０に画像データを１画素分入力する毎に実行される。たとえばフレーム周波数が３０Ｈｚ、目画像が６４０×４８０画素で構成されている場合、１／（３０×６４０×４８０）秒以下の時間で上記の一連の動作が実行される。そして、部分フレームメモリ２１０に１画素入力されると積分円は画像上で１画素分移動するので、１フレームの画像を入力する間に積分円が画像上を１回走査することになる。このようにして、比較的小規模な回路を用いて、撮像部１２０で撮像された画像データに対してリアルタイムで瞳孔検出することができる。
【００３６】
なお、上記の実施の形態においては、差分値ΔＩｉと差分閾値ΔＩｔｈとを比較し、差分値ΔＩｉが差分閾値ΔＩｔｈよりも大きくなった時点で瞳孔が検出されたものとみなし、そのときの積分円の半径および中心座標をそれぞれ瞳孔の半径および瞳孔の中心座標とした。しかし、真の瞳孔位置以外の位置で偶発的に差分値ΔＩｉが差分閾値ΔＩｔｈよりも大きくなる可能性を考慮して、差分閾値ΔＩｔｈよりも大きい差分値ΔＩｉが複数存在した場合、最も大きい差分値に対応する積分円の半径および中心座標をそれぞれ瞳孔の半径および瞳孔の中心座標とする構成にしてもよい。この構成により、瞳孔検出装置の誤動作を防ぎ、瞳孔検出精度を上げることができる。
【００３７】
また、本実施の形態においては同心円状の積分円の数を２０、１つの積分円から引出す画像データの数を８個としたが、これらの数は検出精度、処理時間、回路規模等との兼ね合いで決定することが望ましい。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は、高速にかつ精度よく瞳孔位置の検出が可能な瞳孔検出装置を提供することができるので、個人認証等に用いられる虹彩認証装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施の形態における瞳孔検出装置を用いた虹彩認証装置の回路ブロック図
【図２】本発明の実施の形態における瞳孔検出装置を用いた虹彩認証装置の動作を示すフローチャート
【図３】本発明の実施の形態における瞳孔検出装置の瞳孔検出方法を説明するための図
【図４】本発明の実施の形態における瞳孔検出装置の回路ブロック図
【図５】本発明の実施の形態における画像データ抽出部の回路図
【図６】本発明の実施の形態における瞳孔検出装置の目画像１フレーム分の動作を示すフローチャート
【符号の説明】
【００４０】
１００ 虹彩認証装置
１２０ 撮像部
１３０ 照明部
１４０ 認証処理部
２００ 瞳孔検出装置
２２０ 画像データ抽出部
２３０ 周回積分部
２５０ 瞳孔半径検出部
２６０ ポインタ部
２８０ 瞳孔位置検出部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の円をそれぞれ積分円として目画像上に設定し、前記積分円の円周上に位置する目画像の画像データを抽出する画像データ抽出部と、
前記画像データ抽出部が抽出した画像データを積分円のそれぞれの円周に沿って積分する周回積分部と、
前記周回積分部の積分値が積分円の半径に対してステップ状に変化したことを検出する瞳孔半径検出部と、
前記瞳孔半径検出部が前記ステップ状の変化を検出した場合に、その積分円の中心座標を瞳孔位置座標として検出する瞳孔位置検出部とを備え、
前記複数の円は同心円状に設定され、
前記画像データ抽出部は複数個の画像データを同時に抽出することを特徴とする瞳孔検出装置。
【請求項２】
前記瞳孔半径検出部は、同心円状の複数の積分円のうち、半径の最も近い２つの積分円の積分値の差分値が所定の閾値より大きい場合に、積分値が積分円の半径に対してステップ状に変化したとみなすことを特徴とする請求項１に記載の瞳孔検出装置。
【請求項３】
前記所定の閾値は、積分円が虹彩上にある場合の積分値と積分円が瞳孔上にある場合の積分値との差の１／４倍〜１倍の範囲に設定されていることを特徴とする請求項２に記載の瞳孔検出装置。
【請求項４】
前記画像データ抽出部は、ファーストイン−ファーストアウト（ＦＩＦＯ）型のラインメモリを複数本つなぎ合わせた部分フレームメモリであって、同心円状の複数の積分円のそれぞれの円周上の画素に対応する画像データを引出すための引出し線を設けた部分フレームメモリを備えたことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかに記載の瞳孔検出装置。
【請求項５】
積分円の中心座標を示すポインタ部を備え、
前記ポインタ部は、前記部分フレームメモリへ画像データを取り込む周期と同期したクロックをカウントするカウンタを備えたことを特徴とする請求項４に記載の瞳孔検出装置。
【請求項６】
前記周回積分部は、前記画像データ抽出部が抽出した画像データを積分円のそれぞれの円周に沿って加算する複数の加算器を有することを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれかに記載の瞳孔検出装置。
【請求項７】
前記瞳孔半径検出部は、同心円状の複数の積分円のうち、半径の最も近い２つの積分円の積分値の差分値を計算する差分器と、
前記差分器から出力される差分値と前記所定の閾値とを比較する比較器と、
前記差分値が前記所定の閾値より大きい場合の積分円の半径を瞳孔半径として保持するレジスタと、
を備えたことを特徴とする請求項２から請求項６までのいずれかに記載の瞳孔検出装置。
【請求項８】
前記瞳孔位置検出部は、前記瞳孔半径検出部が積分円の半径を瞳孔半径として検出したとき、その積分円の中心座標を示す前記ポインタ部のカウンタ出力を瞳孔位置座標として保持するレジスタを備えたことを特徴とする請求項５から請求項７までのいずれかに記載の瞳孔検出装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８までのいずれかに記載の瞳孔検出装置を備えたことを特徴とする虹彩認証装置。
【請求項１】
複数の円をそれぞれ積分円として目画像上に設定し、前記積分円の円周上に位置する目画像の画像データを抽出する画像データ抽出部と、
前記画像データ抽出部が抽出した画像データを積分円のそれぞれの円周に沿って積分する周回積分部と、
前記周回積分部の積分値が積分円の半径に対してステップ状に変化したことを検出する瞳孔半径検出部と、
前記瞳孔半径検出部が前記ステップ状の変化を検出した場合に、その積分円の中心座標を瞳孔位置座標として検出する瞳孔位置検出部とを備え、
前記複数の円は同心円状に設定され、
前記画像データ抽出部は複数個の画像データを同時に抽出することを特徴とする瞳孔検出装置。
【請求項２】
前記瞳孔半径検出部は、同心円状の複数の積分円のうち、半径の最も近い２つの積分円の積分値の差分値が所定の閾値より大きい場合に、積分値が積分円の半径に対してステップ状に変化したとみなすことを特徴とする請求項１に記載の瞳孔検出装置。
【請求項３】
前記所定の閾値は、積分円が虹彩上にある場合の積分値と積分円が瞳孔上にある場合の積分値との差の１／４倍〜１倍の範囲に設定されていることを特徴とする請求項２に記載の瞳孔検出装置。
【請求項４】
前記画像データ抽出部は、ファーストイン−ファーストアウト（ＦＩＦＯ）型のラインメモリを複数本つなぎ合わせた部分フレームメモリであって、同心円状の複数の積分円のそれぞれの円周上の画素に対応する画像データを引出すための引出し線を設けた部分フレームメモリを備えたことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかに記載の瞳孔検出装置。
【請求項５】
積分円の中心座標を示すポインタ部を備え、
前記ポインタ部は、前記部分フレームメモリへ画像データを取り込む周期と同期したクロックをカウントするカウンタを備えたことを特徴とする請求項４に記載の瞳孔検出装置。
【請求項６】
前記周回積分部は、前記画像データ抽出部が抽出した画像データを積分円のそれぞれの円周に沿って加算する複数の加算器を有することを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれかに記載の瞳孔検出装置。
【請求項７】
前記瞳孔半径検出部は、同心円状の複数の積分円のうち、半径の最も近い２つの積分円の積分値の差分値を計算する差分器と、
前記差分器から出力される差分値と前記所定の閾値とを比較する比較器と、
前記差分値が前記所定の閾値より大きい場合の積分円の半径を瞳孔半径として保持するレジスタと、
を備えたことを特徴とする請求項２から請求項６までのいずれかに記載の瞳孔検出装置。
【請求項８】
前記瞳孔位置検出部は、前記瞳孔半径検出部が積分円の半径を瞳孔半径として検出したとき、その積分円の中心座標を示す前記ポインタ部のカウンタ出力を瞳孔位置座標として保持するレジスタを備えたことを特徴とする請求項５から請求項７までのいずれかに記載の瞳孔検出装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８までのいずれかに記載の瞳孔検出装置を備えたことを特徴とする虹彩認証装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００６−２５９７０（Ｐ２００６−２５９７０Ａ）
【公開日】平成１８年２月２日（２００６．２．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２０６９３３（Ｐ２００４−２０６９３３）
【出願日】平成１６年７月１４日（２００４．７．１４）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年２月２日（２００６．２．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年７月１４日（２００４．７．１４）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]