JP2005287878A - 生体判別装置および認証装置ならびに生体判別方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複雑な構成を用いることなく、簡易な構成でなりすましを防止することのできる生体判別装置およびそれを用いた認証装置ならびに生体判別方法を提供する。
【解決手段】絞り１と、絞り１の開口度を調節する絞り調節部４と、絞り１の開口度が異なる３枚の画像を撮影する撮影部３と、３枚の画像のうち、もっとも開口度の小さい第１の画像と第１の画像よりも絞り１の開口度の大きな第２の画像とを用いて被写体を抽出する被写体抽出部１０と、第２の画像と第２の画像よりも絞り１の開口度の大きな第３の画像とを比較することによって生体判別を行う生体判別部１１とを備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、被認証者の顔や目の画像等のバイオメトリクス情報を用いて個人認証を行う認証装置に関し、特に被認証者が生体であるか否かを判別する生体判別機能を備えた認証装置に関する。

近年、入退室管理装置等の、高いセキュリティ性が求められる装置におけるアクセス時の本人認証の方法として、被認証者の指紋、虹彩、眼底血管、顔の特徴、腕や指の血管パターン等の、その被認証者固有のバイオメトリクス情報を用いた認証方法を用いた認証装置が実用化されてきている。

このような認証装置においては、不正な者が、あらかじめ登録された他人の顔や目の写真、絵、または映像等を用いることによって、その他人に成り代わって認証を受けてしまう、いわゆる「なりすまし」が大きな課題となっている。

このような課題を解決するために、例えば顔認証装置において、生体が写真等と比較して奥行きを有する立体であることを利用して、２つの異なる撮影条件において被写体を撮影し、その画像の陰影の違い等を比較することによって、被写体が生体であるか否かを判別することのできる生体判別機能を有する認証装置が提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。
特開２００３−１７８３０６号公報

しかしながら、前述したような従来の認証装置においては、被写体が生体であるか否かを判別する際に、照明条件や撮影方向等の撮影条件を変化させて被写体を撮影する必要があった。このように撮影条件を変化させるためには、専用の光源制御回路を設けたり、複数のレンズ系を設けたり、レンズ系を移動させるための機構を設けたりする必要があったため、どうしても構成が複雑になってしまうという課題があった。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、従来のような複雑な構成を用いることなく、簡易な構成でなりすましを防止することのできる生体判別装置およびそれを用いた認証装置ならびに生体判別方法を提供することを目的とする。

本発明の生体判別装置は、絞り部と、絞り部の開口度を調節する開口度調節部と、被写体を撮影する撮影部と、開口度調節部により開口度を異ならせて撮影部で撮影した被写体のそれぞれ開口度の異なる複数の画像を比較することによって被写体が生体であるか否かを判別する生体判別部とを備えたことを特徴としている。

このような構成によれば、絞り部の開口度を調節して開口度の異なる画像を撮影して、その画像を比較するという簡易な構成により、なりすましを防止することのできる生体判別装置を提供することができる。

また、生体判別部は、被写体のそれぞれ開口度の異なる複数の画像における合焦度の違いにもとづいて被写体が生体であるか否かを判別する構成であってもよい。

このような構成によれば、さらに、画像の合焦度を比較するという簡易な構成によって、なりすましを防止することのできる生体判別装置を実現できる。

また、生体判別部は、被写体のそれぞれ開口度の異なる複数の画像同士の合焦度が実質的に等しいときに被写体が生体ではないと判別する構成であってもよい。

このような構成によれば、さらに、開口度の互いに異なる画像の合焦度が実質的に等しいときに被写体が生体ではないと判別するので、写真、絵または画像等の平面的な物体によるなりすましを効果的に防止することが可能となる。

また、生体判別部は、被写体のそれぞれ開口度の異なる複数の画像における合焦度を、ＤＣＴ処理した場合の係数にもとづいて計算する構成であってもよい。

このような構成によれば、さらに、画像圧縮技術等に広く用いられるＤＣＴ処理を用いてその係数にもとづいて合焦度を計算して、その合焦度にもとづいて被写体が生体であるか否かの判別を行うので、ＭＰＥＧ等の画像圧縮技術に用いられるＤＣＴ処理ブロック等を用いて構成することの容易な生体判別装置を提供できる。

また、生体判別部は、被写体のそれぞれ開口度の異なる複数の画像における合焦度を、ＤＣＴ処理した場合の所定周波数の係数値を積算して計算する構成であってもよい。

このような構成によれば、さらに、所定周波数の係数値を積算して合焦度を計算するので、より人物の検出に適した生体判別を行うことが可能となる。

また、被写体のそれぞれ開口度の異なる複数の画像から、被写体領域の画像を抽出する被写体抽出部を備えた構成であってもよい。

このような構成によれば、さらに、撮影部から所定の距離に存在する被写体のみを抽出してその生体判別を行うことが可能となる。

また、生体判別部は、被写体領域の画像を用いて被写体が生体であるか否かを判別する構成であってもよい。

このような構成によれば、さらに、被写体抽出部が抽出した領域の画像を用いて判別処理を行うので、演算装置における生体判別処理の負荷を軽くすることが可能である。

さらに、撮影部は、開口度が異なる３枚の画像を撮影し、被写体抽出部は、開口度が異なる３枚の画像のうち、もっとも開口度の小さい第１の画像と第１の画像よりも開口度の大きな第２の画像とを用いて被写体を抽出する処理を行い、生体判別部は、第２の画像と第２の画像よりも開口度の大きな第３の画像とを用いて被写体が生体であるか否かを判別する構成であってもよい。

このような構成によれば、さらに、３枚の画像を撮影してその画像を比較するという簡易な構成により、画像からの被写体の抽出および被写体の生体判別という機能を実現することができる。

また、絞り部は、液晶シャッタを有する構成であってもよい。

このような構成によれば、さらに、絞り部の耐久性を向上することが可能となる。

さらに、絞り調節部は、液晶シャッタを透過する光線の光量が一定になるように光量を調節する光量調節部を有する構成であってもよい。

このような構成によれば、さらに、液晶シャッタを透過する光線の光量を一定にすることができるので、異なる開口度で撮影した画像同士を比較した際に、輝度調整等の前処理が必要でなくなる。

次に、本発明の認証装置は、本発明の生体判別装置と、生体判別部で被写体が生体であると判別された画像を用いて、被写体の認証処理を行う認証処理部を備えたことを特徴としている。

このような構成によれば、生体判別装置によって生体であると判別された被写体について認証処理を行うことができるので、よりなりすましのされにくい、セキュリティ性の高い認証装置を実現することができる。

次に、本発明の生体判別方法は、第１の絞り開口度で被写体の第１の画像を撮影する第１のステップと、第１の絞り開口度よりも大きな第２の絞り開口度で、被写体の第２の画像を撮影する第２のステップと、第２の絞り開口度よりも大きな第３の絞り開口度で、被写体の第３の画像を撮影する第３のステップと、第１の画像および第２の画像それぞれの合焦度を算出する第４のステップと、合焦度を比較することにより、第１の画像および第２の画像から合焦度の高い被写体領域を抽出する第５のステップと、第２の画像および第３の画像それぞれの合焦度を算出する第６のステップと、合焦度を比較することにより、被写体が生体であるか否かを判別する第７のステップとを備えたことを特徴としている。

このような方法によれば、絞り開口度の異なる３枚の画像を撮影して、その比較を行うという簡易な方法により、被写体を抽出することができるとともに、その被写体が生体であるか否かを判別することの可能な生体判別方法を提供することが可能である。

以上述べたように、本発明の生体判別装置およびそれを用いた認証装置ならびに生体判別方法を用いれば、絞り部の開口度を調節して絞り部の開口度の異なる画像を撮影して、その画像を比較するという簡易な構成により、なりすましを防止することのできる生体判別装置および認証装置ならびに生体判別方法を実現することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。

（第１の実施の形態）
まず、本発明の第１の実施の形態における生体判別装置について説明する。

図１は、本発明の第１の実施の形態における生体判別装置の構成を示すブロック図である。

図１において、本発明の第１の実施の形態における生体判別装置１５は、開閉制御の可能な絞り１、絞り１を通過した光線を集光する単焦点のレンズ２、絞り１およびレンズ２を通過した被写体の光像を撮影して画像信号を出力するＣＣＤ等の撮影部３、所定の同期信号を発生する同期信号発生部５、同期信号発生部５によって発生された同期信号にもとづいて、絞り１の開口度を調節する絞り調節部４、同期信号発生部５で発生された同期信号にもとづいて絞り１の開口度の違いに対応した画像信号を撮影部３から取得し、その画像情報を絞り部１の開口度の違いに応じて記憶部に振り分けて出力する振り分け部６、振り分け部６によって振り分けられた画像情報を記憶する第１の画像記憶部７、第２の画像記憶部８および第３の画像記憶部９、第１の画像記憶部７および第２の画像記憶部８に接続され、それぞれに記憶された画像情報から被写体を抽出する被写体抽出部１０、第２の画像記憶部８および第３の画像記憶部９に接続され、それぞれに記憶された画像情報から後述の方法で被写体が生体であるか否かを判別する生体判別部１１、被写体抽出部１０で抽出された被写体の画像を表示する表示部１２、ならびに、生体判別部１１で被写体が生体でない、すなわちなりすましであると判別された場合に警報を発生する警報発生部１３を備える。

絞り１は、開口度の調節が可能な絞りであれば、機械式の広く知られた絞りを用いて構成してもよいし、液晶シャッタを用いて構成してもよい。絞り１として液晶シャッタを用いることにより、機械式の絞りよりも耐久性に優れるとともに、絞り調節部４によって、絞り１の開口度の調節のみならず、絞り１を透過する光線の光量を一定にするように、液晶シャッタの透過率を変更させることが可能であるので、後述するような画像情報の比較等を行う際に輝度補正等の余分な処理を行う必要がなくなり、液晶シャッタを用いることが実用性に鑑みて望ましい。

絞り調節部４としては、絞り１として機械式の絞りを用いた場合にはその開口度の調節を行う機構を用いればよいし、絞り１として液晶シャッタを用いた場合には、その開閉制御および透過率の調節を行う制御回路を構成すればよい。

本発明の第１の実施の形態においては、絞り調節部４は、絞り１の開口度が「大」「中」「小」の３つの状態になるように調節することができるものとして説明する。

なお、絞り調節部４が液晶シャッタを透過する光線の光量を一定になるように液晶シャッタの透過率を制御するためには、あらかじめ開口度に対応した、光量が一定になるような透過率についての情報をテーブルに有する構成であってもよいし、図示しないが、液晶シャッタを透過する光量を測定するセンサ部を有し、そのセンサ部からの出力が一定になるように液晶シャッタの透過率を調節する構成であってもよい。

レンズ２は、カメラ付きの携帯電話装置等の携帯型の撮影装置に広く搭載されている、単焦点の簡易な構成のレンズ系を用いることができる。

撮影部３としては、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサ等の広く知られた撮像素子を用いることができる。

同期信号発生部５としては、水晶等を用いた発振回路を用いることができる。

第１の画像記憶部７、第２の画像記憶部８および第３の画像記憶部９としては、それぞれ、ハードディスク装置（ＨＤＤ）や半導体メモリ等の公知の記憶手段から適宜選択して用いることが可能である。

なお、本発明の第１の実施の形態における生体判別装置１５においては、生体判別装置１５が第１の画像記憶部７、第２の画像記憶部８および第３の画像記憶部９の３つの記憶部を備えている構成を示したが、これは本発明の生体判別装置が３つの記憶部を備えている構成に限定されることを意味せず、生体判別装置が１つの記憶部を有し、その記憶されるべき領域が、記憶部内で絞りの開口度毎に割り当てられている構成や、記憶部に記憶される画像情報が、それぞれの画像に対応する絞り１の開口度を示す情報を付加情報として有する構成であってもよいものである。

振り分け部６としては、撮影部３から出力される画像信号を同期信号発生部５で発生される同期信号にもとづいて、第１の画像記憶部７、第２の画像記憶部８または第３の画像記憶部９に振り分けるような専用回路を用いることもできるし、前述のように、記憶部が１つの場合には、その画像情報が記憶されるべき領域を絞りの開口度に応じて割り振ったり、絞りの開口度を示す付加情報を画像情報に付加して記憶させるソフトウェアによって実現されていてもよい。

本発明の第１の実施の形態においては、第１の画像記憶部７に絞り１の開口の大きさが「小」の場合の画像情報（以下、第１の画像情報と記す）が、第２の画像記憶部８に絞り１の開口の大きさが「中」の場合の画像情報（以下、第２の画像情報と記す）が、さらに、第３の画像記憶部９に絞り１の開口の大きさが「大」の場合の画像情報（以下、第３の画像情報と記す）がそれぞれ記憶されているものとする。

被写体抽出部１０は、前述の第１の画像情報と第２の画像情報とを用いて、絞り１の開口度の違いによる物体深度の違いを利用して、生体であるか否かを判別される被写体が撮影可能な所定の範囲内に入ったか否かを検出し、被写体が撮影可能な範囲内に入った場合にその被写体領域を抽出する。

この被写体抽出部１０の機能については、後述するが、ソフトウェアまたは専用回路のいずれを用いても実現することが可能である。

生体判別部１１は、第２の画像情報および第３の画像情報を用いて、後述する方法で、被写体が生体であるか、写真、絵または映像等のなりすましたものであるかを判別する。生体判別部１１は、ソフトウェアまたは専用回路のいずれを用いても実現することが可能である。

表示部１２としては、ＬＣＤ、ＥＬまたはＰＤＰ等の公知のディスプレイデバイスから適宜選択して用いることができる。

警報発生部１３としては、警報として音声で周囲に異常を報知することのできるものを用いてもよいし、振動や光を用いて周囲に異常を報知できるものを用いてもよい。

なお、本発明の第１の実施の形態においては、生体判別装置１５が表示部１２および警報発生部１３をともに備えた構成を用いて説明するが、本発明の生体判別装置はこの構成に限定されない。例えば、表示部を備えないで、他の装置に対して被写体抽出部１０で抽出された被写体の画像情報を出力する出力部を備える構成であってもよいし、生体判別装置が警報発生部を備えないで、生体判別部がネットワークやケーブル等の接続を介して他の装置等に異常を通知する構成であってもよいものである。

ここで、本発明の第１の実施の形態の被写体抽出部１０および生体判別部１１の機能についてさらに詳細に説明する。

本発明の第１の実施の形態の被写体抽出部１０および生体判別部１１は、絞りの開口度の違いによる物体深度Δの違いを利用して、被写体の抽出および生体判別をそれぞれ行う。

図２は、本発明の第１の実施の形態における生体判別装置１５の被写体抽出部１０または生体判別部１１の機能の基本原理を示す図である。

図２に示したように、物体３１が絞りＤのレンズ３２を透過して撮像素子３３の結像面上に結像した場合を仮定する。

このとき、物体３１からレンズ３２までの距離をｕ、レンズ３２から撮像素子３３の結像面までの距離（焦点距離）をｆとし、撮像素子３３の画素ピッチ（解像度）をεとしたときに、物体深度Δは、

であらわされる。

例えば、画素ピッチε＝０．００１ｍｍのＣＣＤを用い、焦点距離ｆ＝２ｍｍのレンズを用いて、絞りＤを０．３ｍｍ、０．５ｍｍ、１．７ｍｍと変化させた場合の、物体までの距離ｕに対して物体深度Δの値の変化を図３に示す。

図３に示したように、例えば、レンズ３２から物体までの距離ｕが５００ｍｍのとき、絞りの開放時（Ｄ＝１．７ｍｍ）には約７０ｍｍであった物体深度Δが、絞りを約３分の１に絞ったとき（Ｄ＝０．５ｍｍ）には約３３０ｍｍ、さらに絞りを約６分の１に絞ったとき（Ｄ＝０．３ｍｍ）には約１３００ｍｍとなる。

本発明の被写体抽出部１０または生体判別部１１は、このような絞りの開口度の違いによる物体深度Δの違いを利用する。

図４を用いて、本発明の第１の実施の形態の被写体抽出部１０および生体判別部１１の動作原理についてさらに詳細に説明する。

図４は、本発明の第１の実施の形態における生体判別装置１５の被写体抽出部１０および生体判別部１１の動作原理について説明するための図である。

図４に示したように、生体判別装置１５のレンズ２から５００ｍｍの距離に、撮影したい被写体４１と、レンズ２から７００ｍｍはなれた被写体４１よりも遠い位置には、被写体以外の者４２がいるものとする。また、生体判別装置１５に搭載されたレンズ２は、前述のような、物体までの距離ｕを５００ｍｍとしたときに、絞りの開口が「小」の状態での物体深度Δ_１＝１３００ｍｍ（物体までの距離±６５０ｍｍの範囲で合焦する（厳密には焦点位置よりもカメラに近い方の合焦範囲が、焦点位置よりもカメラから遠い方の合焦範囲よりも若干小さいが、以降焦点位置前後で合焦範囲が等しいとして議論を進める。））であり、開口が「中」の状態での物体深度Δ_２＝３３０ｍｍ（物体までの距離±１６５ｍｍの範囲で合焦する）であり、開口が「大」の状態での物体深度Δ_３＝７０ｍｍ（物体までの距離±３５ｍｍで合焦する）であるとする。

このように構成することにより、撮影される画像情報の一例を図５に示す。図５は、本発明の第１の実施の形態における生体判別装置１５によって撮影された画像情報の一例を示す図である。

図５（ａ）は、絞りの開口度が「小」のときの画像情報（第１の画像情報）の一例を示す図である。図５（ａ）に示した第１の画像情報５１のように、全域で焦点の合った画像情報を得ることができる。つまり、絞りの開口が「小」であるときには、物体までの距離５００ｍｍに対して、物体深度Δ_１は±６５０ｍｍであるので、撮影すべき被写体４１（距離５００ｍｍ）および被写体以外の者４２（距離７００ｍｍ）のいずれにも焦点の合った画像情報を得ることができる。

次に、絞りの開口度を「中」とすると、図５（ｂ）に示したような第２の画像情報５２を得ることができる。第２の画像情報５２は、被写体４１は物体までの距離±１６５ｍｍの位置にあるので合焦しており、被写体以外の者４２（距離７００ｍｍ）については、物体深度Δ_２を超えるので、合焦していない、ぼけた画像情報を得ることができる。

すなわち、被写体抽出部１０は、絞りの開口度が「小」の状態で撮影された第１の画像情報５１と、絞りの開口度が「中」の状態で撮影された第２の画像情報５２とを比較して、第１の画像情報５１および第２の画像情報５２のそれぞれにおいて合焦している部分（合焦度の高い部分またはぼけ度合いの低い部分）を抽出することにより、被写体４１の部分の画像情報を抽出して出力することが可能である。

なお、画像情報中のぼけ度合い算出方法、合焦度判定については、例えば、「カメラフォーカスを連続変化させた動画像を用いた奥行き分布検出」、工藤朋之、三池秀敏著、情報処理学会、コンピュータビジョン研究会９８−２、１９９６年１月１８日発行や、“Ａ Ｎｅｗ Ｓｅｎｓｅ ｆｏｒ Ｄｅｐｔｈ ｏｆ Ｆｉｅｌｄ”， Ａ．Ｐｅｎｔｌａｄ， ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ． Ｏｎ Ｐａｔｔｅｒｎ Ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ， ｖｏｌ． ＰＡＭＩ−９，Ｎｏ．４ Ｊｕｌｙ １９８７等に提案された方法を用いることができる。

また、発明者らが既に特開２００１−２２７９１４号公報において提案している方法を用いることも可能である。このような方法によれば、画像を構成する画素を縦×横＝８×８画素の小ブロックに分割して、小ブロック毎に離散コサイン変換（以下、ＤＣＴと記す）した結果の係数を周波数成分毎にマトリックス状に並べて、所定の周波数領域の係数の２乗和をとることによって、画像の合焦の度合いを比較することが可能となる。

さらに、絞りの開口度を「大」とすると、図５（ｃ）に示した第３の画像情報５３のような画像情報を得ることができる。つまり、絞りの開口が「大」であるときには、物体までの距離５００ｍｍに対して、物体深度Δ_３は±７０ｍｍであるので、撮影すべき被写体４１の顔の部分も奥行きを有する立体であることから、物体深度Δ_３の範囲内に入ることのできない顔の一部分がぼけた映像となる。図５（ｃ）においては、頭髪の部分に焦点が合っているが、目鼻等の部分には焦点が合っていない、ぼけた画像となっている。一方で被写体以外の者４２（距離７００ｍｍ）については、物体深度Δ_３を超えるので、合焦していない、ぼけた画像情報を得ることができる。

すなわち、生体判別部１１は、このような絞りの開口度が「中」の状態の第２の画像情報５２と、絞りの開口度が「大」の状態の第３の画像情報５３とを比較して、被写体４１の領域で、合焦度の違う部分が存在する場合には、被写体４１が生体であると判別し、第２の画像情報５２と第３の画像情報５３との合焦度が被写体４１の領域で異ならない場合、すなわち、いずれの画像も合焦していてぼけ度合いが異ならない場合には、被写体４１がなりすましによるものであると判別することができる。

例えば、図６に示したように、生体判別装置１５から５００ｍｍの距離にあらかじめ被写体４１の撮影された写真６０をおいたような場合には、図７に示したように、第１の画像情報６１、第２の画像情報６２および第３の画像情報６３のいずれの画像情報においても、被写体の撮影された写真６０の領域はぼけることなく、合焦した画像が得られることになる。

よって、生体判別部１１は、第２の画像情報６２と第３の画像情報６３の被写体の撮影された領域について合焦度を算出して、その合焦度が等しい場合、または、その差が所定の誤差範囲内にあって実質的に等しいと判断される場合には、被写体４１が写真６０等の平面的な物体によってなりすましたものであると判別して、その判別結果を出力することができる。

次に、本発明の第１の実施の形態における生体判別装置１５の動作について説明する。図８は、本発明の第１の実施の形態における生体判別装置１５の動作ステップを示すフローチャートである。

図８に示したように、まず生体判別装置１５は、絞り調節部４によって絞り１の開口度を「小」状態にして、得られる光像を撮影部３で撮影する（Ｓ１）。

ステップＳ１で撮影された画像情報を、振り分け部６は、第１の画像情報５１として第１の画像記憶部７に記憶させる（Ｓ２）。

次に、絞り調節部４によって、絞り１の開口度を「中」状態にして、得られる光像を撮影部３で撮影する（Ｓ３）。

ステップＳ３で撮影された画像情報を、振り分け部６は、第２の画像情報５２として第２の画像記憶部８に記憶させる（Ｓ４）。

次に、絞り調節部４によって、絞り１の開口度を「大」状態にして、得られる光像を撮影部３で撮影する（Ｓ５）。

ステップＳ５で撮影された画像情報を、振り分け部６は、第３の画像情報５３として第３の画像記憶部９に記憶させる（Ｓ６）。

次に、被写体抽出部１０は、第１の画像記憶部７に記憶された第１の画像情報５１と第２の画像記憶部８に記憶された第２の画像情報５２との合焦度を比較する（Ｓ７）。

ステップＳ７において、第１の画像情報５１と第２の画像情報５２との合焦度に差がない場合（Ｓ８）には、未だ被写体４１が所定の位置に存在しない場合であると考えられるので、ステップＳ１に戻って（Ｓ９）、再び第１の画像情報５１の撮影を行う。

ステップＳ７において、第１の画像情報５１と第２の画像情報５２との合焦度に差がある場合には、被写体４１が生体判別装置１５から所定の位置に存在すると考えられるので、第１の画像情報５１と第２の画像情報５２との差分を抽出（Ｓ１０）することにより、被写体４１の含まれる被写体領域を抽出することができる。

次に、生体判別部１１は、第２の画像記憶部８に記憶された第２の画像情報５２と第３の画像記憶部９に記憶された第３の画像情報５３との合焦度を比較する（Ｓ１１）。

ステップＳ１１において、第２の画像情報５２と第３の画像情報５３との間に合焦度の差がない場合、または実質的に差がない場合（Ｓ１２）には、被写体４１がなりすましによるものである可能性が高いので、生体判別部１１は、警報発生部１３に警報を発生させる（Ｓ１４）。

一方、ステップＳ１１において、第２の画像情報５２と第３の画像情報５３との間に合焦度の差がある場合には、被写体４１が生体であるとみなして、その画像情報を表示部１２に表示させて、処理を終了する（Ｓ１３）。

このような動作を行うことにより、本発明の第１の実施の形態における生体判別装置１５を用いれば、生体判別装置１５から所定の距離範囲に入った被写体４１の画像を抽出して表示部１２に表示させることができ、さらに、その被写体４１が生体であるか、なりすましによるものであるかを判別することが可能となる。

さらに、本発明の第１の実施の形態における生体判別装置１５において、図９（ａ）に示したように、絞り１の開口度が「小」のときの物体深度Δ_１を無限大とせずに、有限な値、例えば５００〜１０００ｍｍ程度となるように構成しておくことにおり、図９（ｂ）に示したように、被写体４１については鮮明な画像を撮影できる一方で、被写体以外の者４２の画像については、ぼけた画像しか表示部１２に表示されないので、金融機関等での監視装置に用いた場合等に、被写体以外の者４２の鮮明な画像を無意識の間に撮影してしまう可能性が少なく、プライバシー保護を実現することができる。

（第２の実施の形態）
次に本発明の第２の実施の形態における認証装置について説明する。

図１０は本発明の第２の実施の形態における認証装置７０の構成を示すブロック図であり、図１１は、本発明の第２の実施の形態における認証装置７０の動作ステップを説明するフローチャートである。

まず、図１０に示したように、本発明の第２の実施の形態における認証装置７０が、第１の実施の形態に説明した生体判別装置１５と異なるところは、被写体抽出部１０と表示部１２との間に、被写体抽出部１０で抽出された被写体の画像情報を用いてあらかじめ登録された画像情報と比較して認証処理を行う認証処理部７１を設けたことである。

次に、本発明の第２の実施の形態における認証装置７０の動作について説明する。

図１１に示したように、本発明の第２の実施の形態における認証装置７０は、絞り調節部４によって絞り１の開口度を「小」状態にして、得られる光像を撮影部３で撮影する（Ｓ１）。

ステップＳ１で撮影された画像情報を、振り分け部６は、第１の画像情報５１として第１の画像記憶部７に記憶させる（Ｓ２）。

次に、絞り調節部４によって、絞り１の開口度を「中」状態にして、得られる光像を撮影部３で撮影する（Ｓ３）。

ステップＳ３で撮影された画像情報を、振り分け部６は、第２の画像情報５２として第２の画像記憶部８に記憶させる（Ｓ４）。

次に、絞り調節部４によって、絞り１の開口度を「大」状態にして、得られる光像を撮影部３で撮影する（Ｓ５）。

ステップＳ５で撮影された画像情報を、振り分け部６は、第３の画像情報５３として第３の画像記憶部９に記憶させる（Ｓ６）。

次に、被写体抽出部１０は、第１の画像記憶部７に記憶された第１の画像情報５１と第２の画像記憶部８に記憶された第２の画像情報５２との合焦度を比較する（Ｓ７）。

ステップＳ７において、第１の画像情報５１と第２の画像情報５２との合焦度に差がない場合（Ｓ８）には、未だ被写体４１が所定の位置に存在しない場合であると考えられるので、ステップＳ１に戻って（Ｓ９）、再び第１の画像情報５１の撮影を行う。

ステップＳ７において、第１の画像情報５１と第２の画像情報５２との合焦度に差がある場合には、被写体４１が生体判別装置１５から所定の位置に存在すると考えられるので、第１の画像情報５１と第２の画像情報５２との差分を抽出（Ｓ１０）することにより、被写体４１の含まれる被写体領域を抽出することができる。

次に、生体判別部１１は、第２の画像記憶部８に記憶された第２の画像情報５２と第３の画像記憶部９に記憶された第３の画像情報５３との合焦度を比較する（Ｓ１１）。

ステップＳ１１において、第２の画像情報５２と第３の画像情報５３との間に合焦度の差がない場合、または実質的に差がない場合（Ｓ１２）には、被写体４１がなりすましによるものである可能性が高いので、生体判別部１１は、警報発生部１３に警報を発生させる（Ｓ１４）。

一方、ステップＳ１１において、第２の画像情報５２と第３の画像情報５３との間に合焦度の差がある場合には、被写体４１が生体であるとみなして、その画像情報を用いて認証処理部７１が認証処理を行う（Ｓ２０）。必要な場合には認証処理部７１が認証処理を行った結果を表示部１２に表示させて、処理を終了する。

なお、本発明は、認証処理部で行うべき認証処理を限定するものではないが、顔を用いた認証方法としては、顔の特徴点を抽出してその位置をあらかじめ登録された特徴点の位置と比較して認証を行う技術等の公知技術を適宜用いることが可能であるし、被写体の虹彩パターンを用いた認証処理としては、例えば特許第３３０７９３６号公報に示されたような虹彩認証方法等を用いることが可能である。

このように、本発明の第２の実施の形態における認証装置７０を用いれば、あらかじめ生体判別部１１で生体であると判別された被写体４１の画像について認証処理を行うことができるので、よりセキュリティ性の高い認証装置を実現することが可能である。

本発明に係る生体判別装置およびそれを用いた認証装置ならびに生体判別方法によれば、絞り部の開口度を調節して絞り部の開口度の異なる画像を撮影して、その画像を比較するという簡易な構成により、なりすましを防止することができるという効果を奏することができるので、被認証者の顔や目の画像等のバイオメトリクス情報を用いて個人認証を行う認証装置、特に被認証者が生体であるか否かを判別する生体判別機能を備えた認証装置として有用である。

本発明の第１の実施の形態における生体判別装置の構成を示すブロック図 本発明の第１の実施の形態における生体判別装置の被写体抽出部または生体判別部の機能の基本原理を示す図 本発明の第１の実施の形態におけるレンズの開口度の違いによる物体深度の違いを示す図 本発明の第１の実施の形態における生体判別装置の被写体抽出部および生体判別部の動作原理について説明するための図 本発明の第１の実施の形態における生体判別装置によって撮影された画像情報の一例を示す図 本発明の第１の実施の形態における生体判別装置の被写体抽出部および生体判別部の他の動作原理について説明するための図 本発明の第１の実施の形態における生体判別装置によって撮影された画像情報の他の例を示す図 本発明の第１の実施の形態における生体判別装置の動作ステップを示すフローチャート 本発明の第１の実施の形態における生体判別装置の効果を説明するための図 本発明の第２の実施の形態における認証装置の構成を示すブロック図 本発明の第２の実施の形態における認証装置の動作ステップを説明するフローチャート

符号の説明

１ 絞り
２，３２ レンズ
３，３３ 撮影部（撮像素子）
４ 絞り調節部
５ 同期信号発生部
６ 振り分け部
７ 第１の画像記憶部
８ 第２の画像記憶部
９ 第３の画像記憶部
１０ 被写体抽出部
１１ 生体判別部
１２ 表示部
１３ 警報発生部
１５ 生体判別装置
３１ 物体
４１ 被写体
４２ 被写体以外の者
５１，６１ 第１の画像情報
５２，６２ 第２の画像情報
５３，６３ 第３の画像情報
６０ 写真
７０ 認証装置
７１ 認証処理部

Claims (12)

1. 絞り部と、
   前記絞り部の開口度を調節する開口度調節部と、
   被写体を撮影する撮影部と、
   前記開口度調節部により前記開口度を異ならせて前記撮影部で撮影した前記被写体のそれぞれ前記開口度の異なる複数の画像を比較することによって前記被写体が生体であるか否かを判別する生体判別部とを備えたことを特徴とする生体判別装置。
2. 前記生体判別部は、前記被写体のそれぞれ前記開口度の異なる複数の画像における合焦度の違いにもとづいて前記被写体が生体であるか否かを判別することを特徴とする請求項１に記載の生体判別装置。
3. 前記生体判別部は、前記被写体のそれぞれ前記開口度の異なる複数の画像同士の合焦度が実質的に等しいときに前記被写体が生体ではないと判別することを特徴とする請求項２に記載の生体判別装置。
4. 前記生体判別部は、前記被写体のそれぞれ前記開口度の異なる複数の画像における合焦度を、ＤＣＴ処理した場合の係数にもとづいて計算することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の生体判別装置。
5. 前記生体判別部は、前記被写体のそれぞれ前記開口度の異なる複数の画像における合焦度を、ＤＣＴ処理した場合の所定周波数の係数値を積算して計算することを特徴とする請求項４に記載の生体判別装置。
6. 前記被写体のそれぞれ前記開口度の異なる複数の画像から、被写体領域の画像を抽出する被写体抽出部を備えた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１項に記載の生体判別装置。
7. 前記生体判別部は、前記被写体領域の画像を用いて前記被写体が生体であるか否かを判別することを特徴とする請求項６に記載の生体判別装置。
8. 前記撮影部は、前記開口度が異なる３枚の画像を撮影し、
   前記被写体抽出部は、前記開口度が異なる３枚の画像のうち、もっとも前記開口度の小さい第１の画像と前記第１の画像よりも前記開口度の大きな第２の画像とを用いて前記被写体を抽出する処理を行い、
   前記生体判別部は、前記第２の画像と前記第２の画像よりも前記開口度の大きな第３の画像とを用いて前記被写体が生体であるか否かを判別することを特徴とする請求項６または請求項７に記載の生体判別装置。
9. 前記絞り部は、液晶シャッタを有することを特徴とする請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の生体判別装置。
10. 前記開口度調節部は、前記液晶シャッタを透過する光線の光量が一定になるように前記光量を調節する光量調節部を有することを特徴とする請求項９に記載の生体判別装置。
11. 請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載の生体判別装置と、
    前記生体判別部で前記被写体が生体であると判別された画像を用いて、前記被写体の認証処理を行う認証処理部を備えたことを特徴とする認証装置。
12. 第１の絞り開口度で被写体の第１の画像を撮影する第１のステップと、
    前記第１の絞り開口度よりも大きな第２の絞り開口度で、前記被写体の第２の画像を撮影する第２のステップと、
    前記第２の絞り開口度よりも大きな第３の絞り開口度で、前記被写体の第３の画像を撮影する第３のステップと、
    前記第１の画像および前記第２の画像それぞれの合焦度を算出する第４のステップと、
    前記合焦度を比較することにより、前記第１の画像および前記第２の画像から合焦度の高い被写体領域を抽出する第５のステップと、
    前記第２の画像および前記第３の画像それぞれの合焦度を算出する第６のステップと、
    前記合焦度を比較することにより、前記被写体が生体であるか否かを判別する第７のステップとを備えたことを特徴とする生体判別方法。

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