JP4953292B2 - Image input device, personal authentication device, and electronic device - Google Patents
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Description
本発明は、生体内部の被写体(例えば人の指の静脈や皮下にある真皮の指紋)の画像を入力する目的に好適な画像入力装置と、そのような被写体の画像を利用する個人認証装置に関する。 The present invention relates to an image input device suitable for the purpose of inputting an image of a subject inside a living body (for example, a vein of a human finger or a fingerprint of a dermis under the skin), and a personal authentication device using such an image of the subject. .
人の指を赤外光又は近赤外光で照明した状態で指内部の静脈パターンを撮像し、その静脈パターンから個人認証を行う個人認証装置が特許文献1,2,3に記載されている。
また、複眼光学系を用いた薄型の画像入力装置が特許文献4,5及び非特許文献1に記載されている。非特許文献1には、指紋認証システムへの適用を目的とした指紋入力への応用例も記載されている。
また、屈折率分布型のロッドレンズを一列に並べたロッドレンズアレイと、このロッドレンズアレイのロッドレンズと受光素子とが1対1に対応したライン撮像素子とを有する密着型イメージセンサが例えば特許文献6に記載されている。
Further, for example, a contact type image sensor having a rod lens array in which refractive index distribution type rod lenses are arranged in a line and a line imaging element in which the rod lens and the light receiving element of the rod lens array correspond one-to-one is disclosed in, for example, a patent.
特許文献1,2,3に記載されているような個人認証装置は、単眼光学系を用いているため被写体距離や撮像距離が制限され、薄型化に限界がある。個人認証装置を携帯電話、小型情報端末(PDA等)、ノートパソコンといった電子機器に搭載するためには、個人認証装置の薄型化が求められている。
The personal authentication devices described in
個人認証装置の薄型化のためには、指の静脈や真皮指紋等の生体内部の被写体の像を入力するための画像入力装置の薄型化が最も重要である。画像入力装置の薄型化には、特許文献4,5や非特許文献1に記載されているような複眼光学系を応用すると一般に有利であろう。しかし、個人認証のための画像入力装置としては、単に薄型化できればよいという訳ではなく、個人認証に利用するための生体内部の被写体の像を品質の良い画像として入力できるものでなければならない。
In order to reduce the thickness of the personal authentication device, it is most important to reduce the thickness of an image input device for inputting an image of a subject inside a living body such as a finger vein or a dermal fingerprint. In order to reduce the thickness of the image input device, it is generally advantageous to apply a compound eye optical system as described in
なお、特許文献6に記載されているようなロッドレンズアレイとライン撮像素子を用いた密着型イメージセンサは、各ロッドレンズによる結像を1画素として撮像する関係から解像力に限界があり、高精細な被写体画像を入力する用途には適さない。また、屈折率分布型のロッドレンズは、結像作用を得るために数mm程度以上の光路長を必要とするため、光学系の薄型化にも限界がある。
Note that the contact type image sensor using the rod lens array and the line imaging element as described in
よって、本発明の主たる目的は、指の静脈や真皮指紋等の生体内部の被写体の像を高精細な画像として入力する用途に好適な薄型画像入力装置と、それを用いた個人認証装置を提供することにある。 Therefore, a main object of the present invention is to provide a thin image input device suitable for use as a high-definition image for inputting an image of a subject inside a living body such as a finger vein or a dermal fingerprint, and a personal authentication device using the same. There is to do.
請求項1記載の発明は、静止した生体の内部に存在する被写体の画像を入力する画像入力装置において、
前記生体に近赤外光を照射する光源、
前記生体側に0又は負のパワーを持つ面を有しかつ像面側に正のパワーを持つ面を有する複数のレンズがアレイ配列されてなる、前記被写体の像を結像するためのレンズアレイ、及び、
前記レンズアレイの像面側に設けられた、前記複数のレンズのそれぞれにより結像される前記被写体の像(以下、この像を個眼画像と記す)の集合である複眼画像を撮像するための撮像素子を含む撮像光学系と、
前記撮像光学系の少なくとも前記撮像素子を、前記レンズの光軸と直交する面内において移動させる移動手段と、
前記撮像素子が前記面内における複数の異なった位置に移動した時に前記撮像素子により撮像された複数の複眼画像をつなぎ合わせる処理を行って1の複眼画像を生成する、つなぎ合わせ処理手段と、
前記つなぎ合わせ処理手段により生成された複眼画像に対し、各個眼画像毎に、予め用意された前記レンズに関する光学伝達関数データに基づいて、前記レンズによる像劣化の補正処理を施す補正処理手段と、
前記補正処理手段により補正された複眼画像から、その個眼画像間の視差を利用して単一画像を再構成する処理を行って1の再構成画像を生成する再構成処理手段とを有し、
前記再構成処理手段により生成された再構成画像を前記被写体の画像として入力する画像入力装置であって、
前記撮像素子によって撮像された複眼画像における個眼画像間の視差に基づいて前記被写体から前記レンズアレイまでの距離(以下、被写体距離)を検出する被写体距離算出手段をさらに有し、
前記補正処理手段は、予め用意された前記レンズに関する複数の光学伝達関数データの中から、前記被写体距離検出手段により検出された被写体距離に応じて、前記補正処理に用いる光学伝達関数データを選択することを特徴とする。
請求項2記載の発明は、静止した生体の内部に存在する被写体の画像を入力する画像入力装置において、
前記生体に近赤外光を照射する光源、
前記生体側に0又は負のパワーを持つ面を有しかつ像面側に正のパワーを持つ面を有する複数のレンズがアレイ配列されてなる、前記被写体の像を結像するためのレンズアレイ、及び、
前記レンズアレイの像面側に設けられた、前記複数のレンズのそれぞれにより結像される前記被写体の像(以下、この像を個眼画像と記す)の集合である複眼画像を撮像するための撮像素子を含む撮像光学系と、
前記撮像光学系の少なくとも前記撮像素子を、前記レンズの光軸と直交する面内において移動させる移動手段と、
前記撮像素子によって撮像された複眼画像に対し、各個眼画像毎に、予め用意された前記レンズに関する光学伝達関数データに基づいて、前記レンズによる像劣化の補正処理を施す補正処理手段と、
前記撮像素子が前記面内における複数の異なった位置に移動した時に前記撮像素子により撮像されて、前記補正処理により補正された複数の複眼画像をつなぎ合わせる処理を行って1の複眼画像を生成する、つなぎ合わせ処理手段と、
前記つなぎ合わせ処理手段により生成された複眼画像から、その個眼画像間の視差を利用して単一画像を再構成する処理を行って1の再構成画像を生成する再構成処理手段とを有し、
前記再構成処理手段により生成された再構成画像を前記被写体の画像として入力する画像入力装置であって、
前記撮像素子によって撮像された複眼画像における個眼画像間の視差に基づいて前記被写体から前記レンズアレイまでの距離(以下、被写体距離)を検出する被写体距離算出手段をさらに有し、
前記補正処理手段は、予め用意された前記レンズに関する複数の光学伝達関数データの中から、前記被写体距離検出手段により検出された被写体距離に応じて、前記補正処理に用いる光学伝達関数データを選択することを特徴とする。
請求項3記載の発明は、静止した生体の内部に存在する被写体の画像を入力する画像入力装置において、
前記生体に近赤外光を照射する光源、
前記生体側に0又は負のパワーを持つ面を有しかつ像面側に正のパワーを持つ面を有する複数のレンズがアレイ配列されてなる、前記被写体の像を結像するためのレンズアレイ、及び、
前記レンズアレイの像面側に設けられた、前記複数のレンズのそれぞれにより結像される前記被写体の像(以下、この像を個眼画像と記す)の集合である複眼画像を撮像するための撮像素子を含む撮像光学系と、
前記撮像光学系の少なくとも前記撮像素子を、前記レンズの光軸と直交する面内において移動させる移動手段と、
前記撮像素子が前記面内における複数の異なった位置に移動した時に前記撮像素子により撮像された複数の複眼画像をつなぎ合わせる処理を行って1の複眼画像を生成する、つなぎ合わせ処理手段と、
前記つなぎ合わせ処理手段により生成された複眼画像から、その個眼画像間の視差を利用して単一画像を再構成する処理を行って1の再構成画像を生成する再構成処理手段と、
前記再構成処理手段により生成された再構成画像に対し、予め用意された前記レンズに関する光学伝達関数データに基づいて、前記レンズによる像劣化の補正処理を施す補正処理手段とを有し、
前記補正処理手段により補正された再構成画像を前記被写体の画像として入力する画像入力装置であって、
前記撮像素子によって撮像された複眼画像における個眼画像間の視差に基づいて前記被写体から前記レンズアレイまでの距離(以下、被写体距離)を検出する被写体距離算出手段をさらに有し、
前記補正処理手段は、予め用意された前記レンズに関する複数の光学伝達関数データの中から、前記被写体距離検出手段により検出された被写体距離に応じて、前記補正処理に用いる光学伝達関数データを選択することを特徴とする。
The invention according to
A light source for irradiating the living body with near-infrared light,
A lens array for forming an image of the subject, wherein a plurality of lenses having a surface having zero or negative power on the living body side and a surface having positive power on the image surface side are arrayed ,as well as,
For capturing a compound eye image that is a set of images of the subject (hereinafter referred to as a single eye image) formed by each of the plurality of lenses provided on the image plane side of the lens array. An imaging optical system including an imaging element;
Moving means for moving at least the image sensor of the imaging optical system in a plane perpendicular to the optical axis of the lens;
Stitching processing means for creating a single compound eye image by performing a process of stitching a plurality of compound eye images picked up by the image sensor when the image sensor moves to a plurality of different positions in the plane;
Correction processing means for performing correction processing of image degradation by the lens based on optical transfer function data relating to the lens prepared in advance for each single-eye image for the compound eye image generated by the splicing processing means;
Reconstructing processing means for generating a single reconstructed image by performing processing for reconstructing a single image from the compound eye image corrected by the correcting processing means using the parallax between the single-eye images. ,
An image input device for inputting a reconstructed image generated by the reconstructing processing means as an image of the subject ,
Subject distance calculating means for detecting a distance from the subject to the lens array (hereinafter, subject distance) based on parallax between single-eye images in a compound eye image captured by the imaging element;
The correction processing means selects optical transfer function data to be used for the correction process from a plurality of optical transfer function data relating to the lens prepared in advance, according to the subject distance detected by the subject distance detection means. It is characterized by that.
The invention according to
A light source for irradiating the living body with near-infrared light,
A lens array for forming an image of the subject, wherein a plurality of lenses having a surface having zero or negative power on the living body side and a surface having positive power on the image surface side are arrayed ,as well as,
For capturing a compound eye image that is a set of images of the subject (hereinafter referred to as a single eye image) formed by each of the plurality of lenses provided on the image plane side of the lens array. An imaging optical system including an imaging element;
Moving means for moving at least the image sensor of the imaging optical system in a plane perpendicular to the optical axis of the lens;
Correction processing means for performing correction processing of image degradation by the lens based on optical transfer function data relating to the lens prepared in advance for each single-eye image for the compound eye image captured by the imaging device;
When the image sensor is moved to a plurality of different positions in the plane, the image is picked up by the image sensor, and a plurality of compound images corrected by the correction process are connected to generate one compound eye image. , Stitching processing means,
Reconstructing processing means for generating a single reconstructed image by performing processing for reconstructing a single image from the compound eye images generated by the stitching processing means using the parallax between the single-eye images. And
An image input device for inputting a reconstructed image generated by the reconstructing processing means as an image of the subject ,
Subject distance calculating means for detecting a distance from the subject to the lens array (hereinafter, subject distance) based on parallax between single-eye images in a compound eye image captured by the imaging element;
The correction processing means selects optical transfer function data to be used for the correction process from a plurality of optical transfer function data relating to the lens prepared in advance, according to the subject distance detected by the subject distance detection means. It is characterized by that.
The invention according to
A light source for irradiating the living body with near-infrared light,
A lens array for forming an image of the subject, wherein a plurality of lenses having a surface having zero or negative power on the living body side and a surface having positive power on the image surface side are arrayed ,as well as,
For capturing a compound eye image that is a set of images of the subject (hereinafter referred to as a single eye image) formed by each of the plurality of lenses provided on the image plane side of the lens array. An imaging optical system including an imaging element;
Moving means for moving at least the image sensor of the imaging optical system in a plane perpendicular to the optical axis of the lens;
Stitching processing means for creating a single compound eye image by performing a process of stitching a plurality of compound eye images picked up by the image sensor when the image sensor moves to a plurality of different positions in the plane;
Reconstructing processing means for generating a single reconstructed image by performing processing for reconstructing a single image from a compound eye image generated by the splicing processing means using parallax between the single-eye images;
Correction processing means for performing correction processing of image degradation by the lens based on optical transfer function data relating to the lens prepared in advance for the reconstructed image generated by the reconstruction processing means,
An image input device for inputting the reconstructed image corrected by the correction processing means as the image of the subject ,
Subject distance calculating means for detecting a distance from the subject to the lens array (hereinafter, subject distance) based on parallax between single-eye images in a compound eye image captured by the imaging element;
The correction processing means selects optical transfer function data to be used for the correction process from a plurality of optical transfer function data relating to the lens prepared in advance, according to the subject distance detected by the subject distance detection means. It is characterized by that.
請求項4記載の発明は、静止した生体の内部に存在する被写体の画像を入力する画像入力装置において、
前記生体に近赤外光を照射する光源、
前記生体側に0又は負のパワーを持つ面を有しかつ像面側に正のパワーを持つ面を有する複数のレンズがアレイ配列されてなる、前記被写体の像を結像するためのレンズアレイ、及び、
前記レンズアレイの像面側に設けられた、前記複数のレンズのそれぞれにより結像される前記被写体の像(以下、この像を個眼画像と記す)の集合である複眼画像を撮像するための撮像素子
を含む撮像光学系と、
前記撮像光学系の少なくとも前記撮像素子を、前記レンズの光軸と直交する面内において移動させる移動手段と、
前記撮像素子が前記面内における複数の異なった位置に移動した時に前記撮像素子により撮像された複数の複眼画像それぞれから、その個眼画像間の視差を利用して単一画像を再構成する処理を行って複数の再構成画像を生成する再構成処理手段と、
前記再構成処理手段により生成された複数の再構成画像をつなぎ合わせる処理を行って単一画像を生成する、つなぎ合わせ処理手段と、
前記つなぎ合わせ処理手段により生成された単一画像に対し、予め用意された前記レンズに関する光学伝達関数データに基づいて、前記レンズによる像劣化の補正処理を施す補正処理手段とを有し、
前記補正処理手段により補正された単一画像を前記被写体の画像として入力する画像入力装置であって、
前記撮像素子によって撮像された複眼画像における個眼画像間の視差に基づいて前記被写体から前記レンズアレイまでの距離(以下、被写体距離)を検出する被写体距離算出手段をさらに有し、
前記補正処理手段は、予め用意された前記レンズに関する複数の光学伝達関数データの中から、前記被写体距離検出手段により検出された被写体距離に応じて、前記補正処理に用いる光学伝達関数データを選択することを特徴とする。
請求項5記載の発明は、静止した生体の内部に存在する被写体の画像を入力する画像入力装置において、
前記生体に近赤外光を照射する光源、
前記生体側に0又は負のパワーを持つ面を有しかつ像面側に正のパワーを持つ面を有する複数のレンズがアレイ配列されてなる、前記被写体の像を結像するためのレンズアレイ、及び、
前記レンズアレイの像面側に設けられた、前記複数のレンズのそれぞれにより結像される前記被写体の像(以下、この像を個眼画像と記す)の集合である複眼画像を撮像するための撮像素子を含む撮像光学系と、
前記撮像光学系の少なくとも前記撮像素子を、前記レンズの光軸と直交する面内において移動させる移動手段と、
前記撮像素子によって撮像された複眼画像に対し、各個眼画像毎に、予め用意された前記レンズに関する光学伝達関数データに基づいて、前記レンズによる像劣化の補正処理を施す補正処理手段と、
前記撮像素子が前記面内における複数の異なった位置に移動した時に前記撮像素子により撮像されて、前記補正処理手段により補正された複数の複眼画像それぞれから、その個眼画像間の視差を利用して単一画像を再構成する処理を行って複数の再構成画像を生成する再構成処理手段と、
前記再構成処理手段により生成された複数の再構成画像をつなぎ合わせる処理を行って単一画像を生成する、つなぎ合わせ処理手段とを有し、
前記つなぎ合わせ処理手段により生成された単一画像を前記被写体の画像として入力する画像入力装置であって、
前記撮像素子によって撮像された複眼画像における個眼画像間の視差に基づいて前記被写体から前記レンズアレイまでの距離(以下、被写体距離)を検出する被写体距離算出手段をさらに有し、
前記補正処理手段は、予め用意された前記レンズに関する複数の光学伝達関数データの中から、前記被写体距離検出手段により検出された被写体距離に応じて、前記補正処理に用いる光学伝達関数データを選択することを特徴とする。
請求項6記載の発明は、静止した生体の内部に存在する被写体の画像を入力する画像入力装置において、
前記生体に近赤外光を照射する光源、
前記生体側に0又は負のパワーを持つ面を有しかつ像面側に正のパワーを持つ面を有する複数のレンズがアレイ配列されてなる、前記被写体の像を結像するためのレンズアレイ、及び、
前記レンズアレイの像面側に設けられた、前記複数のレンズのそれぞれにより結像される前記被写体の像(以下、この像を個眼画像と記す)の集合である複眼画像を撮像するための撮像素子を含む撮像光学系と、
前記撮像光学系の少なくとも前記撮像素子を、前記レンズの光軸と直交する面内において移動させる移動手段と、
前記撮像素子が前記面内における複数の異なった位置に移動した時に前記撮像素子により撮像された複数の複眼画像それぞれから、その個眼画像間の視差を利用して単一画像を再構成する処理を行って複数の再構成画像を生成する再構成処理手段と、
前記再構成処理手段により生成された複数の再構成画像に対し、予め用意された前記レンズに関する光学伝達関数データに基づいて、前記レンズによる像劣化の補正処理を施す補正処理手段と、
前記補正処理手段により補正された複数の再構成画像をつなぎ合わせる処理を行って単一画像を生成する、つなぎ合わせ処理手段とを有し、
前記つなぎ合わせ処理手段により生成された単一画像を前記被写体の画像として入力する画像入力装置であって、
前記撮像素子によって撮像された複眼画像における個眼画像間の視差に基づいて前記被写体から前記レンズアレイまでの距離(以下、被写体距離)を検出する被写体距離算出手段をさらに有し、
前記補正処理手段は、予め用意された前記レンズに関する複数の光学伝達関数データの中から、前記被写体距離検出手段により検出された被写体距離に応じて、前記補正処理に用いる光学伝達関数データを選択することを特徴とする。
The invention described in
A light source for irradiating the living body with near-infrared light,
A lens array for forming an image of the subject, wherein a plurality of lenses having a surface having zero or negative power on the living body side and a surface having positive power on the image surface side are arrayed ,as well as,
For capturing a compound eye image that is a set of images of the subject (hereinafter referred to as a single eye image) formed by each of the plurality of lenses provided on the image plane side of the lens array. An imaging optical system including an imaging element;
Moving means for moving at least the image sensor of the imaging optical system in a plane perpendicular to the optical axis of the lens;
Processing for reconstructing a single image from the plurality of compound eye images captured by the image sensor when the image sensor moves to a plurality of different positions in the plane, using the parallax between the single-eye images Reconstructing processing means for generating a plurality of reconstructed images by performing
A stitching processing means for performing a process of stitching a plurality of reconstructed images generated by the reconstruction processing means to generate a single image;
Correction processing means for performing correction processing of image degradation by the lens based on optical transfer function data relating to the lens prepared in advance for a single image generated by the stitching processing means,
An image input device for inputting a single image corrected by the correction processing means as an image of the subject ,
Subject distance calculating means for detecting a distance from the subject to the lens array (hereinafter, subject distance) based on parallax between single-eye images in a compound eye image captured by the imaging element;
The correction processing means selects optical transfer function data to be used for the correction process from a plurality of optical transfer function data relating to the lens prepared in advance, according to the subject distance detected by the subject distance detection means. It is characterized by that.
The invention according to
A light source for irradiating the living body with near-infrared light,
A lens array for forming an image of the subject, wherein a plurality of lenses having a surface having zero or negative power on the living body side and a surface having positive power on the image surface side are arrayed ,as well as,
For capturing a compound eye image that is a set of images of the subject (hereinafter referred to as a single eye image) formed by each of the plurality of lenses provided on the image plane side of the lens array. An imaging optical system including an imaging element;
Moving means for moving at least the image sensor of the imaging optical system in a plane perpendicular to the optical axis of the lens;
Correction processing means for performing correction processing of image degradation by the lens based on optical transfer function data relating to the lens prepared in advance for each single-eye image for the compound eye image captured by the imaging device;
When the image sensor moves to a plurality of different positions in the plane, the parallax between the single-eye images is used from each of a plurality of compound-eye images captured by the image sensor and corrected by the correction processing unit. Reconstructing processing means for reconstructing a single image and generating a plurality of reconstructed images;
Stitching processing means for performing a process of stitching together the plurality of reconstructed images generated by the reconstruction processing means to generate a single image;
An image input device for inputting a single image generated by the stitching processing means as an image of the subject ,
Subject distance calculating means for detecting a distance from the subject to the lens array (hereinafter, subject distance) based on parallax between single-eye images in a compound eye image captured by the imaging element;
The correction processing means selects optical transfer function data to be used for the correction process from a plurality of optical transfer function data relating to the lens prepared in advance, according to the subject distance detected by the subject distance detection means. It is characterized by that.
The invention described in
A light source for irradiating the living body with near-infrared light,
A lens array for forming an image of the subject, wherein a plurality of lenses having a surface having zero or negative power on the living body side and a surface having positive power on the image surface side are arrayed ,as well as,
For capturing a compound eye image that is a set of images of the subject (hereinafter referred to as a single eye image) formed by each of the plurality of lenses provided on the image plane side of the lens array. An imaging optical system including an imaging element;
Moving means for moving at least the image sensor of the imaging optical system in a plane perpendicular to the optical axis of the lens;
Processing for reconstructing a single image from the plurality of compound eye images captured by the image sensor when the image sensor moves to a plurality of different positions in the plane, using the parallax between the single-eye images Reconstructing processing means for generating a plurality of reconstructed images by performing
Correction processing means for performing image deterioration correction processing by the lens based on optical transfer function data relating to the lens prepared in advance for a plurality of reconstructed images generated by the reconstruction processing means;
Stitching processing means for generating a single image by stitching together the plurality of reconstructed images corrected by the correction processing means;
An image input device for inputting a single image generated by the stitching processing means as an image of the subject ,
Subject distance calculating means for detecting a distance from the subject to the lens array (hereinafter, subject distance) based on parallax between single-eye images in a compound eye image captured by the imaging element;
The correction processing means selects optical transfer function data to be used for the correction process from a plurality of optical transfer function data relating to the lens prepared in advance, according to the subject distance detected by the subject distance detection means. It is characterized by that.
請求項7記載の発明は、移動する生体の内部に存在する被写体の画像を入力する画像入力装置において、
前記生体に近赤外光を照射する光源、
前記生体側に0又は負のパワーを持つ面を有しかつ像面側に正のパワーを持つ面を有する複数のレンズがアレイ配列されてなる、前記被写体の像を結像するためのレンズアレイ、及び、
前記レンズアレイの像面側に設けられた、前記複数のレンズのそれぞれにより結像される前記被写体の像(以下、この像を個眼画像と記す)の集合である複眼画像を撮像するための撮像素子
を含む撮像光学系と、
所定の時間間隔で連続的に前記撮像素子により撮像された複数の複眼画像それぞれから、その個眼画像間の視差を利用して単一画像を再構成する処理を行って複数の再構成画像を生成する再構成処理手段と、
前記再構成処理手段により生成された複数の再構成画像の相互間の視差を検出する再構成画像間視差検出手段と、
前記再構成画像間視差検出手段により検出された視差を利用して、前記再構成処理手段により生成された複数の再構成画像をつなぎ合わせる処理を行って単一画像を生成する、つなぎ合わせ処理手段と、
前記つなぎ合わせ処理手段により生成された単一画像に対し、予め用意された前記レンズに関する光学伝達関数データに基づいて、前記レンズによる像劣化の補正処理を施す補正処理手段とを有し、
前記補正処理手段により補正された単一画像を前記被写体の画像として入力する画像入力装置であって、
前記撮像素子によって撮像された複眼画像における個眼画像間の視差に基づいて前記被写体から前記レンズアレイまでの距離(以下、被写体距離)を検出する被写体距離算出手段をさらに有し、
前記補正処理手段は、予め用意された前記レンズに関する複数の光学伝達関数データの中から、前記被写体距離検出手段により検出された被写体距離に応じて、前記補正処理に用いる光学伝達関数データを選択することを特徴とする。
請求項8記載の発明は、移動する生体の内部に存在する被写体の画像を入力する画像入力装置において、
前記生体に近赤外光を照射する光源、
前記生体側に0又は負のパワーを持つ面を有しかつ像面側に正のパワーを持つ面を有する複数のレンズがアレイ配列されてなる、前記被写体の像を結像するためのレンズアレイ、及び、
前記レンズアレイの像面側に設けられた、前記複数のレンズのそれぞれにより結像される前記被写体の像(以下、この像を個眼画像と記す)の集合である複眼画像を撮像するための撮像素子を含む撮像光学系と、
前記撮像素子によって撮像された複眼画像に対し、各個眼画像毎に、予め用意された前記レンズに関する光学伝達関数データに基づいて、前記レンズによる像劣化の補正処理を施す補正処理手段と、
所定の時間間隔で連続的に前記撮像素子により撮像されて、前記補正手段により補正された複数の複眼画像それぞれから、その個眼画像間の視差を利用して単一画像を再構成する処理を行って複数の再構成画像を生成する再構成処理手段と、
前記再構成処理手段により生成された複数の再構成画像の相互間の視差を検出する再構成画像間視差検出手段と、
前記再構成画像間視差検出手段により検出された視差を利用して、前記再構成処理手段により生成された複数の再構成画像をつなぎ合わせる処理を行って単一画像を生成する、つなぎ合わせ処理手段とを有し、
前記つなぎ合わせ処理手段により生成された単一画像を前記被写体の画像として入力する画像入力装置であって、
前記撮像素子によって撮像された複眼画像における個眼画像間の視差に基づいて前記被写体から前記レンズアレイまでの距離(以下、被写体距離)を検出する被写体距離算出手段をさらに有し、
前記補正処理手段は、予め用意された前記レンズに関する複数の光学伝達関数データの中から、前記被写体距離検出手段により検出された被写体距離に応じて、前記補正処理に用いる光学伝達関数データを選択することを特徴とする。
請求項9記載の発明は、移動する生体の内部に存在する被写体の画像を入力する画像入力装置において、
前記生体に近赤外光を照射する光源、
前記生体側に0又は負のパワーを持つ面を有しかつ像面側に正のパワーを持つ面を有する複数のレンズがアレイ配列されてなる、前記被写体の像を結像するためのレンズアレイ、及び、
前記レンズアレイの像面側に設けられた、前記複数のレンズのそれぞれにより結像される前記被写体の像(以下、この像を個眼画像と記す)の集合である複眼画像を撮像するための撮像素子を含む撮像光学系と、
所定の時間間隔で連続的に前記撮像素子により撮像された複数の複眼画像それぞれから、その個眼画像間の視差を利用して単一画像を再構成する処理を行って複数の再構成画像を生成する再構成処理手段と、
前記再構成処理手段により生成された複数の再構成画像に対し、予め用意された前記レンズに関する光学伝達関数データに基づいて、前記レンズによる像劣化の補正処理を施す補正処理手段と、
前記補正処理手段により補正された複数の再構成画像の相互間の視差を検出する再構成画像間視差検出手段と、
前記再構成画像間視差検出手段により検出された視差を利用して、前記補正処理手段により補正された複数の再構成画像をつなぎ合わせる処理を行って単一画像を生成する、つなぎ合わせ処理手段とを有し、
前記つなぎ合わせ処理手段により生成された単一画像を前記被写体の画像として入力する画像入力装置であって、
前記撮像素子によって撮像された複眼画像における個眼画像間の視差に基づいて前記被写体から前記レンズアレイまでの距離(以下、被写体距離)を検出する被写体距離算出手段をさらに有し、
前記補正処理手段は、予め用意された前記レンズに関する複数の光学伝達関数データの中から、前記被写体距離検出手段により検出された被写体距離に応じて、前記補正処理に用いる光学伝達関数データを選択することを特徴とする。
The invention according to
A light source for irradiating the living body with near-infrared light,
A lens array for forming an image of the subject, wherein a plurality of lenses having a surface having zero or negative power on the living body side and a surface having positive power on the image surface side are arrayed ,as well as,
For capturing a compound eye image that is a set of images of the subject (hereinafter referred to as a single eye image) formed by each of the plurality of lenses provided on the image plane side of the lens array. An imaging optical system including an imaging element;
A plurality of reconstructed images are obtained by performing a process of reconstructing a single image using parallax between the single-eye images from each of a plurality of compound-eye images continuously captured by the image sensor at predetermined time intervals. Reconfiguration processing means to generate,
Reconstructed image parallax detection means for detecting parallax between a plurality of reconstructed images generated by the reconstruction processing means;
A stitching processing means for generating a single image by performing a process of stitching together a plurality of reconstructed images generated by the reconstruction processing means using the parallax detected by the parallax detection means between the reconstructed images When,
Correction processing means for performing correction processing of image degradation by the lens based on optical transfer function data relating to the lens prepared in advance for a single image generated by the stitching processing means,
An image input device for inputting a single image corrected by the correction processing means as an image of the subject ,
Subject distance calculating means for detecting a distance from the subject to the lens array (hereinafter, subject distance) based on parallax between single-eye images in a compound eye image captured by the imaging element;
The correction processing means selects optical transfer function data to be used for the correction process from a plurality of optical transfer function data relating to the lens prepared in advance, according to the subject distance detected by the subject distance detection means. It is characterized by that.
The invention according to claim 8 is an image input device for inputting an image of a subject existing inside a living living body .
A light source for irradiating the living body with near-infrared light,
A lens array for forming an image of the subject, wherein a plurality of lenses having a surface having zero or negative power on the living body side and a surface having positive power on the image surface side are arrayed ,as well as,
For capturing a compound eye image that is a set of images of the subject (hereinafter referred to as a single eye image) formed by each of the plurality of lenses provided on the image plane side of the lens array. An imaging optical system including an imaging element;
Correction processing means for performing correction processing of image degradation by the lens based on optical transfer function data relating to the lens prepared in advance for each single-eye image for the compound eye image captured by the imaging device;
A process of reconstructing a single image using parallax between the single-eye images from each of a plurality of compound-eye images continuously captured at a predetermined time interval and corrected by the correction unit. Reconstructing processing means for generating a plurality of reconstructed images, and
Reconstructed image parallax detection means for detecting parallax between a plurality of reconstructed images generated by the reconstruction processing means;
A stitching processing means for generating a single image by performing a process of stitching together a plurality of reconstructed images generated by the reconstruction processing means using the parallax detected by the parallax detection means between the reconstructed images And
An image input device for inputting a single image generated by the stitching processing means as an image of the subject ,
Subject distance calculating means for detecting a distance from the subject to the lens array (hereinafter, subject distance) based on parallax between single-eye images in a compound eye image captured by the imaging element;
The correction processing means selects optical transfer function data to be used for the correction process from a plurality of optical transfer function data relating to the lens prepared in advance, according to the subject distance detected by the subject distance detection means. It is characterized by that.
The invention according to
A light source for irradiating the living body with near-infrared light,
A lens array for forming an image of the subject, wherein a plurality of lenses having a surface having zero or negative power on the living body side and a surface having positive power on the image surface side are arrayed ,as well as,
For capturing a compound eye image that is a set of images of the subject (hereinafter referred to as a single eye image) formed by each of the plurality of lenses provided on the image plane side of the lens array. An imaging optical system including an imaging element;
A plurality of reconstructed images are obtained by performing a process of reconstructing a single image using parallax between the single-eye images from each of a plurality of compound-eye images continuously captured by the image sensor at predetermined time intervals. Reconfiguration processing means to generate,
Correction processing means for performing image deterioration correction processing by the lens based on optical transfer function data relating to the lens prepared in advance for a plurality of reconstructed images generated by the reconstruction processing means;
Reconstructed image parallax detecting means for detecting parallax between a plurality of reconstructed images corrected by the correction processing means;
A splicing processing unit that generates a single image by performing a process of splicing a plurality of reconstructed images corrected by the correction processing unit using the parallax detected by the reconstructed inter-parallax detection unit; Have
An image input device for inputting a single image generated by the stitching processing means as an image of the subject ,
Subject distance calculating means for detecting a distance from the subject to the lens array (hereinafter, subject distance) based on parallax between single-eye images in a compound eye image captured by the imaging element;
The correction processing means selects optical transfer function data to be used for the correction process from a plurality of optical transfer function data relating to the lens prepared in advance, according to the subject distance detected by the subject distance detection means. It is characterized by that.
請求項10記載の発明は、移動する生体の内部に存在する被写体の画像を入力する画像入力装置において、
前記生体に近赤外光を照射する光源、
前記生体側に0又は負のパワーを持つ面を有しかつ像面側に正のパワーを持つ面を有する複数のレンズがアレイ配列されてなる、前記被写体の像を結像するためのレンズアレイ、及び、
前記レンズアレイの像面側に設けられた、前記複数のレンズのそれぞれにより結像される前記被写体の像(以下、この像を個眼画像と記す)の集合である複眼画像を撮像するための撮像素子を含む撮像光学系と、
所定の時間間隔で連続的に前記撮像素子により撮像された複数の複眼画像の相互間の視差を検出する複眼画像間視差検出手段と、
前記複眼画像間視差検出手段により検出された視差を利用して、前記撮像素子により撮像された複数の複眼画像をつなぎ合わせる処理を行って1の複眼画像を生成する、つなぎ合わせ処理手段と、
前記つなぎ合わせ処理手段により生成された複眼画像から、その個眼画像間の視差を利用して単一画像を再構成する処理を行って1の再構成画像を生成する再構成処理手段とを有し、
前記つなぎ合わせ処理手段により生成された複眼画像に対し、各個眼画像毎に、予め用意された前記レンズに関する光学伝達関数データに基づいて、前記レンズによる像劣化の補正処理を施す補正処理手段と、
前記補正処理手段により補正された再構成画像を前記被写体の画像として入力する画像入力装置であって、
前記撮像素子によって撮像された複眼画像における個眼画像間の視差に基づいて前記被写体から前記レンズアレイまでの距離(以下、被写体距離)を検出する被写体距離算出手段をさらに有し、
前記補正処理手段は、予め用意された前記レンズに関する複数の光学伝達関数データの中から、前記被写体距離検出手段により検出された被写体距離に応じて、前記補正処理に用いる光学伝達関数データを選択することを特徴とする。
請求項11記載の発明は、移動する生体の内部に存在する被写体の画像を入力する画像入力装置において、
前記生体に近赤外光を照射する光源、
前記生体側に0又は負のパワーを持つ面を有しかつ像面側に正のパワーを持つ面を有する複数のレンズがアレイ配列されてなる、前記被写体の像を結像するためのレンズアレイ、及び、
前記レンズアレイの像面側に設けられた、前記複数のレンズのそれぞれにより結像される前記被写体の像(以下、この像を個眼画像と記す)の集合である複眼画像を撮像するための撮像素子を含む撮像光学系と、
前記撮像素子によって撮像された複眼画像に対し、各個眼画像毎に、予め用意された前記レンズに関する光学伝達関数データに基づいて、前記レンズによる像劣化の補正処理を施す補正処理手段と、
所定の時間間隔で連続的に前記撮像素子により撮像されて、前記補正手段により補正された複数の複眼画像の相互間の視差を検出する複眼画像間視差検出手段と、
前記複眼画像間視差検出手段により検出された視差を利用して、前記撮像素子により撮像された複数の複眼画像をつなぎ合わせる処理を行って1の複眼画像を生成する、つなぎ合わせ処理手段と、
前記つなぎ合わせ処理手段により生成された複眼画像から、その個眼画像間の視差を利用して単一画像を再構成する処理を行って1の再構成画像を生成する再構成処理手段とを有し、
前記再構成処理手段により生成された再構成画像を前記被写体の画像として入力する画像入力装置であって、
前記撮像素子によって撮像された複眼画像における個眼画像間の視差に基づいて前記被写体から前記レンズアレイまでの距離(以下、被写体距離)を検出する被写体距離算出手段をさらに有し、
前記補正処理手段は、予め用意された前記レンズに関する複数の光学伝達関数データの中から、前記被写体距離検出手段により検出された被写体距離に応じて、前記補正処理に用いる光学伝達関数データを選択することを特徴とする。
請求項12記載の発明は、移動する生体の内部に存在する被写体の画像を入力する画像入力装置において、
前記生体に近赤外光を照射する光源、
前記生体側に0又は負のパワーを持つ面を有しかつ像面側に正のパワーを持つ面を有する複数のレンズがアレイ配列されてなる、前記被写体の像を結像するためのレンズアレイ、及び、
前記レンズアレイの像面側に設けられた、前記複数のレンズのそれぞれにより結像される前記被写体の像(以下、この像を個眼画像と記す)の集合である複眼画像を撮像するための撮像素子を含む撮像光学系と、
所定の時間間隔で連続的に前記撮像素子により撮像された複数の複眼画像の相互間の視差を検出する複眼画像間視差検出手段と、
前記複眼画像間視差検出手段により検出された視差を利用して、前記撮像素子により撮像された複数の複眼画像をつなぎ合わせる処理を行って1の複眼画像を生成する、つなぎ合わせ処理手段と、
前記つなぎ合わせ処理手段により生成された複眼画像から、その個眼画像間の視差を利用して単一画像を再構成する処理を行って1の再構成画像を生成する再構成処理手段と、
前記再構成処理手段により生成された再構成画像に対し、予め用意された前記レンズに関する光学伝達関数データに基づいて、前記レンズによる像劣化の補正処理を施す補正処理手段とを有し、
前記補正処理手段により補正された再構成画像を前記被写体の画像として入力する画像入力装置であって、
前記撮像素子によって撮像された複眼画像における個眼画像間の視差に基づいて前記被写体から前記レンズアレイまでの距離(以下、被写体距離)を検出する被写体距離算出手段をさらに有し、
前記補正処理手段は、予め用意された前記レンズに関する複数の光学伝達関数データの中から、前記被写体距離検出手段により検出された被写体距離に応じて、前記補正処理に用いる光学伝達関数データを選択することを特徴とする。
According to a tenth aspect of the present invention, in the image input device for inputting an image of a subject existing inside a moving living body ,
A light source for irradiating the living body with near-infrared light,
A lens array for forming an image of the subject, wherein a plurality of lenses having a surface having zero or negative power on the living body side and a surface having positive power on the image surface side are arrayed ,as well as,
For capturing a compound eye image that is a set of images of the subject (hereinafter referred to as a single eye image) formed by each of the plurality of lenses provided on the image plane side of the lens array. An imaging optical system including an imaging element;
A compound eye inter-image parallax detecting means for detecting a parallax between a plurality of compound eye images continuously captured by the imaging device at a predetermined time interval;
A stitching processing means for generating a single compound eye image by performing a process of stitching a plurality of compound eye images captured by the image sensor using the parallax detected by the compound eye inter-image parallax detection means;
Reconstructing processing means for generating a single reconstructed image by performing processing for reconstructing a single image from the compound eye images generated by the stitching processing means using the parallax between the single-eye images. And
Correction processing means for performing correction processing of image degradation by the lens based on optical transfer function data relating to the lens prepared in advance for each single-eye image for the compound eye image generated by the splicing processing means;
An image input device for inputting the reconstructed image corrected by the correction processing means as the image of the subject ,
Subject distance calculating means for detecting a distance from the subject to the lens array (hereinafter, subject distance) based on parallax between single-eye images in a compound eye image captured by the imaging element;
The correction processing means selects optical transfer function data to be used for the correction process from a plurality of optical transfer function data relating to the lens prepared in advance, according to the subject distance detected by the subject distance detection means. It is characterized by that.
The invention according to claim 11 is an image input device for inputting an image of a subject existing inside a living body ,
A light source for irradiating the living body with near-infrared light,
A lens array for forming an image of the subject, wherein a plurality of lenses having a surface having zero or negative power on the living body side and a surface having positive power on the image surface side are arrayed ,as well as,
For capturing a compound eye image that is a set of images of the subject (hereinafter referred to as a single eye image) formed by each of the plurality of lenses provided on the image plane side of the lens array. An imaging optical system including an imaging element;
Correction processing means for performing correction processing of image degradation by the lens based on optical transfer function data relating to the lens prepared in advance for each single-eye image for the compound eye image captured by the imaging device;
A compound-eye image parallax detection unit that detects parallax between a plurality of compound-eye images that are continuously captured at predetermined time intervals by the imaging device and corrected by the correction unit;
A stitching processing means for generating a single compound eye image by performing a process of stitching a plurality of compound eye images captured by the image sensor using the parallax detected by the compound eye inter-image parallax detection means;
Reconstructing processing means for generating a single reconstructed image by performing processing for reconstructing a single image from the compound eye images generated by the stitching processing means using the parallax between the single-eye images. And
An image input device for inputting a reconstructed image generated by the reconstructing processing means as an image of the subject ,
Subject distance calculating means for detecting a distance from the subject to the lens array (hereinafter, subject distance) based on parallax between single-eye images in a compound eye image captured by the imaging element;
The correction processing means selects optical transfer function data to be used for the correction process from a plurality of optical transfer function data relating to the lens prepared in advance, according to the subject distance detected by the subject distance detection means. It is characterized by that.
According to a twelfth aspect of the present invention, in an image input device for inputting an image of a subject existing inside a moving living body ,
A light source for irradiating the living body with near-infrared light,
A lens array for forming an image of the subject, wherein a plurality of lenses having a surface having zero or negative power on the living body side and a surface having positive power on the image surface side are arrayed ,as well as,
For capturing a compound eye image that is a set of images of the subject (hereinafter referred to as a single eye image) formed by each of the plurality of lenses provided on the image plane side of the lens array. An imaging optical system including an imaging element;
A compound eye inter-image parallax detecting means for detecting a parallax between a plurality of compound eye images continuously captured by the imaging device at a predetermined time interval;
A stitching processing means for generating a single compound eye image by performing a process of stitching a plurality of compound eye images captured by the image sensor using the parallax detected by the compound eye inter-image parallax detection means;
Reconstructing processing means for generating a single reconstructed image by performing processing for reconstructing a single image from a compound eye image generated by the splicing processing means using parallax between the single-eye images;
Correction processing means for performing correction processing of image degradation by the lens based on optical transfer function data relating to the lens prepared in advance for the reconstructed image generated by the reconstruction processing means,
An image input device for inputting the reconstructed image corrected by the correction processing means as the image of the subject ,
Subject distance calculating means for detecting a distance from the subject to the lens array (hereinafter, subject distance) based on parallax between single-eye images in a compound eye image captured by the imaging element;
The correction processing means selects optical transfer function data to be used for the correction process from a plurality of optical transfer function data relating to the lens prepared in advance, according to the subject distance detected by the subject distance detection means. It is characterized by that.
請求項13記載の発明は、請求項1乃至12のいずれか1項記載の発明に係る画像入力装置において、前記光源を間欠的に発光させる制御を行う手段と、前記光源の発光状態で前記撮像素子により撮像された複眼画像と、前記光源の消光状態で前記撮像素子により撮像された複眼画像との差分をとることにより、前記光源により照射された近赤外光以外の光によるバイアス成分を除去した複眼画像を生成するバイアス成分除去処理手段とをさらに有し、前記バイアス成分除去処理手段により生成されたバイアス成分除去後の複眼画像を、前記撮像素子により撮像された複眼画像として扱うことを特徴とする。
Invention of claim 13, the image input apparatus according to the invention of any one of
請求項14記載の発明には、請求項1乃至12のいずれか1項記載の発明に係る画像入力装置において、前記光源に対し、前記生体に照射される近赤外光の強度を正弦波状に変化させる制御を行う手段と、前記光源により前記生体に照射される近赤外光の強度の正弦波状変化周期内の複数の異なった位相時点で前記撮像素子によりそれぞれ撮像された複数の複眼画像から演算処理によって、前記光源により照射された近赤外光以外の光によるバイアス成分を除去した複眼画像を生成するバイアス成分除去処理手段とをさらに有し、前記バイアス成分除去処理手段により生成されたバイアス成分除去後の複眼画像を、前記撮像素子により撮像された複眼画像として扱うことを特徴とする。
The invention of claim 14, wherein, in the image input apparatus according to the invention of any one of
請求項15記載の発明に係る個人認証装置は、請求項1乃至14のいずれか1項記載の発明に係る画像入力装置と、該画像入力装置により入力された被写体の画像に基づいて個人認証処理を行う認証処理手段とを有することを特徴とする。 According to a fifteenth aspect of the present invention, there is provided a personal authentication device based on the image input device according to any one of the first to fourteenth aspects and a subject image input by the image input device. And authentication processing means for performing the above.
請求項16記載の発明に係る電子機器は、請求項15記載の発明に係る個人認証装置を備え、該個人認証装置による個人認証処理の結果に応じて動作が制御されることを特徴する。 According to a sixteenth aspect of the present invention, there is provided an electronic apparatus comprising the personal authentication device according to the fifteenth aspect of the present invention, wherein the operation is controlled in accordance with a result of the personal authentication processing by the personal authentication device.
本発明によれば以下のような効果が得られる。
(1)撮像光学系が薄型化の容易な構造であるので、全体として薄型の画像入力装置を実現できる。
(2)生体内部の静脈等による吸収は大きいが、静脈等の存在しない部分では吸収の少ない近赤外光を光源により生体に照射するため、静脈等の鮮明な像を撮像素子に結像させることができる。また、複眼光学系では、レンズアレイにおけるレンズの正のパワーを持つ面(例えば平凸レンズの凸面)を被写体側に向けるのが通常であるが、本発明では、レンズアレイのレンズとして、被写体側に0又は負のパワーを持つ面を有し、かつ、像面側に正のパワーを持つ面を有するレンズ(例えば像面側に凸面を向けた平凸レンズ)を用いるため、被写体距離が小さい条件でも、被写体の見込み角(レンズへの光線の入射角)の違いに伴うMTFの変化が小さくなり、また歪曲や湾曲といった面内誤差も抑えられる。さらに、皮膚厚みの個人差等によって被写体距離は変動するが、個眼画像間の視差を利用した複眼画像から単一画像の再構成処理は、被写体距離の変動に容易に対応し、解像度低下等を補償することができる。以上より、静脈等、生体内部の被写体の高品質、高精細な画像を入力可能になる。
(3)レンズの光学伝達関数データに基づいてレンズによる像劣化の補正処理を施すため、レンズによる像劣化の補正されたより高品質の画像を入力することができる。そして、レンズアレイのレンズとして、被写体側に0又は負のパワーを持つ面を有し、かつ、像面側に正のパワーを持つ面を有するレンズを用いることにより被写体の見込み角(レンズへの光線の入射角)の違いに伴うMTFの変化が抑えられるため、像劣化の補正処理も容易である。
(4)被写体距離に応じて像劣化の補正処理に用いる光学伝達関数データを選択することにより、被写体距離が変動しても高精度の像劣化補正を行うことができるため、被写体距離の違いによる影響を軽減し、入力画像の品質をさらに高めることができる。
(5)撮像光学系の少なくとも撮像素子を移動させ、又は生体を移動させて被写体を撮像するため、撮像すべき被写体の大きさに比べて小さな標準的なエリア撮像素子又はライン撮像素子を使用可能である。このため、被写体のサイズ等に合わせた専用の撮像素子を用いる場合に比べ画像入力装置のコスト削減が可能である、等々の効果を得られる。
(6)薄型化が容易な画像入力装置を用いるため、電子機器への組み込み用途等に適した薄型の個人認証装置を実現することができる。
(7)静脈等の生体内被写体の像を高品質な画像として入力することができるため、高精度な個人認証を行うことができる。
(8)皮膚厚の個人差や外部光の影響を受けにくいため、安定かつ高精度の個人認証が可能である。
(9)個人認証装置は薄型化可能であるため、個人認証装置を装備することによる電子機器の大型化を避けることができる。
(10)個人認証装置による個人認証処理の結果に応じて小型情報端末やノートパソコンの電子機器におけるログイン制御等を行うことにより、電子機器に対するセキュリティを向上させることができる。
According to the present invention, the following effects can be obtained.
(1) Since the imaging optical system has a structure that can be easily thinned, a thin image input device can be realized as a whole.
(2) Although near-infrared light is absorbed by a light source in a portion where a vein or the like does not exist, but absorbs near-infrared light with a light source, a clear image such as a vein is formed on the image sensor. be able to. Further, in a compound eye optical system, it is normal that the surface having the positive power of the lens in the lens array (for example, the convex surface of the plano-convex lens) is directed to the subject side. Since a lens having a surface having zero or negative power and a surface having positive power on the image surface side (for example, a plano-convex lens having a convex surface facing the image surface side) is used, even under a condition where the subject distance is small The change in MTF due to the difference in the expected angle of the subject (the incident angle of the light beam to the lens) is reduced, and in-plane errors such as distortion and curvature are also suppressed. Furthermore, the subject distance varies depending on individual differences in skin thickness, etc., but reconstructing a single image from a compound eye image using parallax between single-eye images can easily cope with variations in the subject distance, reducing resolution, etc. Can be compensated. As described above, it is possible to input a high-quality, high-definition image of a subject inside a living body such as a vein.
(3) Since the image degradation correction process by the lens is performed based on the optical transfer function data of the lens, it is possible to input a higher quality image corrected by the lens image degradation. Then, as a lens of the lens array, by using a lens having a surface having zero or negative power on the object side and a surface having positive power on the image surface side, the expected angle of the object (to the lens) Since the change of the MTF due to the difference in the incident angle of the light beam is suppressed, the image degradation correction process is also easy.
(4) By selecting the optical transfer function data used for the image degradation correction process according to the subject distance, high-accuracy image degradation correction can be performed even if the subject distance fluctuates. The influence can be reduced and the quality of the input image can be further improved.
(5) Since at least the image sensor of the imaging optical system is moved or the subject is moved and the subject is moved, a standard area image sensor or line image sensor that is smaller than the size of the subject to be imaged can be used. It is. For this reason, the cost of the image input apparatus can be reduced as compared with the case where a dedicated image sensor that matches the size of the subject is used.
(6) Since an image input device that can be easily reduced in thickness is used, a thin personal authentication device suitable for use in an electronic device can be realized.
(7) Since an image of an in-vivo subject such as a vein can be input as a high-quality image, highly accurate personal authentication can be performed.
(8) Since it is not easily affected by individual differences in skin thickness or external light, stable and highly accurate personal authentication is possible.
(9) Since the personal authentication device can be reduced in thickness, it is possible to avoid an increase in the size of the electronic device due to the provision of the personal authentication device.
(10) The security for the electronic device can be improved by performing login control or the like in the electronic device of the small information terminal or the notebook personal computer according to the result of the personal authentication processing by the personal authentication device.
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態について詳細に説明する。ここでは、生体として人の指を想定し、被写体として指の内部の静脈を想定する。そして、静脈の画像を入力し、その静脈パターンの特徴を利用して個人認証を行う場合を想定する。また、以下の説明中で参照される複数の図面において、説明の重複を減らすため、同一又は同等の要素に対し同一の参照番号を用いる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Here, a human finger is assumed as a living body, and a vein inside the finger is assumed as a subject. A case is assumed in which a vein image is input and personal authentication is performed using features of the vein pattern. In addition, in the drawings referred to in the following description, the same reference numerals are used for the same or equivalent elements in order to reduce duplication of description.
[第1の実施形態]
図1は本発明の第1の実施形態に係る画像入力装置及び個人認証装置の説明図である。図1において、撮像光学系100、つなぎ合わせ処理部101、前処理部102、再構成演算部103及び後処理部104は画像入力装置を構成する。認証演算部105と登録データメモリ106は、静脈パターンを利用して個人認証処理を行う認証処理手段を構成する。このような認証処理手段及び画像入力装置とから個人認証装置が構成される。
[First Embodiment]
FIG. 1 is an explanatory diagram of an image input apparatus and a personal authentication apparatus according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, an imaging
図1において、1は指(生体)を模式的に示している。この撮像光学系100は、静止した状態の指1の内部の静脈2を被写体として、その像を分割撮像して入力するものである。撮像光学系100は、光源6、レンズアレイ3、遮光部材(遮光手段)4、撮像素子5及び光学的バンドパスフィルタ7から構成される。
In FIG. 1, 1 schematically shows a finger (living body). The imaging
レンズアレイ3は被写体像を結像させるためのもので、複数のレンズ3aがレンズ光軸と略直交する平面内に2次元アレイ配列されたものである。
The
本発明によれば、レンズアレイ3の各レンズ3aは、被写体側に0又は負のパワーを持つ面を有し、像面側(図中、下面側)に正のパワーを持つ面を有するレンズとされる。本実施形態(及び後記各実施形態)においては、図示のように、レンズ3aとして像面側に凸面を向けた平凸レンズが用いられる。その凸面は球面でも非球面でもよく、非球面とするとレンズ3aの光学特性を向上させる設計の自由度が大きくなる。
According to the present invention, each
遮光部材4は、レンズアレイ3の各レンズ3aを通過した光線の像面上でのクロストークを防止し、ゴーストやフレアなどのノイズ光を抑制するためのものである。本実施形態の遮光部材4はレンズアレイ3の各レンズ3aから像面までの高さを持ち、各レンズ3aに対応した開口部(通し穴)が2次元アレイ配列された構造であり、各開口部は正方形断面形状を有する。なお、遮光部材4は、レンズアレイ3の各レンズ3aに開口部が対応したピンホールアレイでもよいし、各レンズ3aに対応した開口部が形成された透明平行平板の上面又は下面あるいは上下両面に不透明膜を蒸着等で成膜したものでもよい。
The
撮像素子5は、レンズアレイ3の各レンズ3aにより結像される像(個眼画像)の集合である複眼画像を撮像するための撮像手段であり、受光素子5aが2次元アレイ配列されたエリア撮像素子である。このような撮像素子5としては、標準的なCCD撮像素子やCMOS撮像素子を用いることができる。ここでは、撮像素子5は、受光素子5aによる光電変換信号のゲインを調整したりアナログ信号からデジタル信号へ変換したりする回路を内蔵し、撮像画像をデジタル画像データとして出力する構成のものとする。なお、撮像素子5は個々の個眼画像を複数画素からなる2次元画像として撮像する。
The
光源6は、生体による吸収率が低い近赤外光を指(生体)1に照射するものであり、例えば発光ダイオード(LED)である。光源6により指1に照射された近赤外光は、指1の内部の静脈(被写体)2内の還元ヘモグロビンに吸収されるが、静脈2以外の部分では殆ど吸収されることがないため、静脈パターンを透視可能である。この静脈パターンはレンズアレイ3の各レンズ3aにより撮像素子5の撮像面に複眼画像として結像される。
The
光学的バンドパスフィルタ7は、光源6より照射される近赤外光が含まれる所定の波長域の光のみを透過させるものである。この光学的バンドパスフィルタ7は、光源6以外の光源からのノイズ光の影響を除去するために設けられているものである。ノイズ光の入射を考慮する必要がない場合や、後記の第8の実施形態におけるように演算処理によってノイズ光の影響を除去する場合には、光学的バンドパスフィルタ7を省いてもよい。また、光学的バンドパスフィルタ7をレンズアレイ3の像面側、例えば撮像素子5の撮像面上に配置することも可能である。
The
図1には光源6は1個のみ示されているが、被写体の領域を照明するような配置で複数個設置してもよい。光源6としてレーザダイオード(LD)を用いてもよい。また、図1では指1をレンズアレイ3と対向しない側の面(図中、上面)から照明するように光源6が配置されている。しかし、光源6より照射された近赤外光は指1の内部であらゆる方向に拡散されるため、指1を側面又は下面から照明するように光源6を配置してもよく、このようにしても静脈像を問題なく撮像可能である。また、光源6の発した近赤外光を指1へ向けて導く光導体を追加してもよい。
Although only one
撮像素子5は、レンズアレイ3により結像される静脈パターン(被写体像)の複眼画像を撮像し、それをデジタル画像データとして出力する。このデジタル画像データは、つなぎ合わせ処理部(つなぎ合わせ処理手段)101に入力される。本実施形態では、撮像光学系100は、その全体が一体として、レンズ3aの光軸と直交する面内において矢印15に示す方向に移動させられながら、複数の異なった位置において被写体像を撮像し、撮像した複数の複眼画像をつなぎ合わせ処理部101に入力する。つなぎ合わせ処理部101は、入力された複数の複眼画像をつなぎ合わせる処理を行って、1つの複眼画像を生成する。
The
図2に、撮像光学系100を移動させる駆動機構の一例を示す。図2において、8は撮像素子5が固定されるステージ、10はステージ8と係合したボールねじ、9はボールねじ10の一端に結合されたステッピングモータである。パルス発生器20で発生されたパルスがモータドライバ19を介してステッピングモータ9に供給されることにより、ステッピングモータ9が回転してボールねじ10を回転駆動することにより、ステージ8を矢印に示すように進退させる。21はパルス発生器20から供給されるパルスをカウントするカウンタであり、このカウンタ21の値からステージ8の位置、すなわち撮像光学系100の位置もしくは移動量を検知できる。カウンタ21の値は、位置情報もしくは移動量情報として、つなぎ合わせ処理部101と撮像素子駆動部22へ供給される。
FIG. 2 shows an example of a drive mechanism that moves the imaging
なお、撮像光学系100の駆動を、ステッピングモータではなくDCモータ、超音波モータ、ピエゾ素子等を用いて行うようにしてもよい。また、位置もしくは移動量の検知は、リニアスケールや変位計等を用いて行うようにしてもよい。
The imaging
指全体の静脈パターンを撮像する場合の動作について説明する。被写体すなわち静脈2のサイズを60×10mmとし、撮像光学系100が一度の撮像できるエリアを10×10mmであるとする。撮像光学系100を指1の先端(爪側端)を観察できる位置に移動させる。この位置を初期位置として、撮像素子駆動部22が撮像素子5に1回目の撮像を行わせる。その後、撮像光学系100を矢印15の方向に移動させ、10mmだけ移動する度に撮像素子駆動部22が撮像素子5に撮像を行わせる。このようにして、合計6回の撮像が行われることにより、被写体全体をカバーする6枚の複眼画像が撮像され、つなぎ合わせ処理部101に入力される。つなぎ合わせ処理部101では、入力された6枚の複眼画像を、カウンタ21より与えられる位置もしくは移動量情報に基づいて、撮像光学系100の移動方向(副走査方向)につなぎ合わせることにより、被写体全体をカバーした1枚の複眼画像を生成する。なお、予め決めた固定間隔(固定移動量)毎に撮像するのであれば、つなぎ合わせ処理部101に位置情報もしくは移動量情報(カウンタ21のカウント値)を必ずしも供給する必要はない。
An operation for imaging the vein pattern of the entire finger will be described. It is assumed that the size of the subject, that is, the
また、光源6により照射された近赤外光は指1の内部で拡散するので、指全体に近赤外光が行き渡るのであれば光源6を必ずしも移動させる必要はない。
Moreover, since the near-infrared light irradiated by the
また、撮像光学系100のレンズアレイ3、遮光部材4及び光学的バンドパスフィルタ7を、被写体全体をカバーするようなサイズとし、撮像素子5のみを矢印15の方向に移動させながら撮像するようにしてもよく、かかる態様も本実施形態に包含される。撮像素子5以外の要素3,4,7は、被写体全体をカバーするようなサイズにしてもコストはそれほど増加せず、撮像光学系100を全体として移動させる場合に比べ駆動負荷も減少する。
In addition, the
つなぎ合わせ処理部101により生成された複眼画像データは、前処理部102によって前処理を施された後、再構成演算部103に転送される。前処理部102による前処理では、例えば、複眼画像における遮光部材4による影部分を除いた各個眼画像の領域を抽出し、各個眼画像に対し平滑化もしくは平均化処理によって孤立点等のノイズ成分を除去したり、静脈パターンが含まれる個眼画像を抽出したり、さらには個眼画像に対し静脈パターンを鮮明にするための強調処理を必要に応じて施す。再構成演算部103は、前処理後の複眼画像から後述する個眼画像間の視差を利用した再構成演算により単一画像を再構成する。この単一画像データは、後処理部104によって再構成ノイズの除去などの後処理を必要に応じて施された後、静脈(被写体)画像データとして認証演算部104へ入力される。ここまでが画像入力装置としての動作である。なお、上記の前処理と後処理は再構成処理の前・後処理である。すなわち、前処理部102、後処理部104は再構成演算部103とともに「再構成処理手段」を構成している。
The compound eye image data generated by the
認証演算部105においては、入力された静脈画像より静脈パターンの特徴量を抽出し、その特徴量と、登録データメモリ106に記憶されている登録者の静脈パターンの特徴量とを比較することにより個人認証を行う。すなわち、抽出した特徴量と登録者の特徴量との距離が所定値以下ならば、被認証者(指1の持ち主)は登録者本人であると認証されるが、そうでなければ認証を拒否される。このような静脈パターンを利用する個人認証技術自体は公知であるので、これ以上の詳細は省略する。
The
レンズアレイ3は透明の樹脂やガラス材料で作られ、例えば、リフロー法や面積階調マスク法、研磨法などの加工法で作成され、あるいは、これらの加工法で作製した型を用いた成形加工などにより作製することができる。遮光部材4も樹脂、ガラス、金属などの材料を用いて同様に加工できるが、不透明材料を用いたり透明材料にコーティングを施したりして、光の透過や反射を抑制するようにする。
The
なお、図1においては、遮光部材4の開口部(通し穴)は、レンズ光軸と略直交する平面内での断面積がレンズ3aから撮像素子5の撮像面まで均一な形状となっているが、開口部をその断面積が撮像面に近づくほど減少するテーパ形状としてもよい。このようなテーパ状の開口部とすると、開口部に斜めに入射した光線が開口部内面で撮像素子5の撮像面へ反射されにくくなるため、開口部の内部反射によるフレアやゴーストを効果的に防ぐことができる。また、開口部の大きさに対して遮光壁部材4の必要な高さが大きくなると遮光部材4の加工が困難になる。この場合、加工が容易な高さの遮光部材4を作成し、これを高さ方向に積層接着した構造とすることができる。
In FIG. 1, the opening (through hole) of the
図3に、撮像光学系100において撮像される複眼画像のシミュレーション例を示す。図3(a)は複眼画像を生成するための原画像で、図3(b)が複眼画像である。複眼画像における個眼画像間に存在する黒部分は、遮光壁部材4による影である。個眼画像は、レンズアレイ3の各レンズ3aにより結像される画像であり、レンズ位置に応じて被写体の異なる部分が撮像される。図1において、2aは1つのレンズ3aによる視野を表しており個眼画像として観察される領域に相当する。また、2bは隣接するレンズ3a間で視野が重なる部分を表しており、これは図3(b)において隣接する個眼画像で共通する重複領域を表す。
FIG. 3 shows a simulation example of a compound eye image captured by the imaging
指の皮膚表面から静脈までの距離には個人差があるため、図1におけるレンズアレイ3から静脈2までの距離は、被認証者によって変化する。図1の状態に対し、図4(a)に示すように静脈2がレンズアレイ3に近づくと、あるいは遮光部材4の高さが大きくなると、隣接する個眼画像間での重複領域がなくなる。逆に図1の状態に対し、図4(b)に示すように静脈2がレンズアレイ3から遠ざかると、あるいは遮光部材4の高さが小さくなると、隣接する個眼画像間での重複領域2bが大きくなる。
Since there are individual differences in the distance from the finger skin surface to the vein, the distance from the
隣接個眼画像間での重複領域がないときは、複眼画像中の個々の個眼画像を抽出し、各個眼画像をレンズ3aによる上下左右の反転を元に戻してから単純につなぎ合わせることにより単一画像を再構成することができる。しかし、隣接個眼画像間での重複領域がある場合は、重複する領域の一方が無効になるため、個眼画像を単純につなぎ合わせる方法で単一画像を再構成すると、画像が小さくなり画像を構成する画素数が減るため解像力が低下する。また、図4(b)のように静脈がレンズアレイから遠ざかると、重複領域が増えて無効画素が増えると同時に撮像光学系の光学倍率が低下して静脈パターン像が小さくなるため、さらに解像力が低下する。
When there is no overlapping area between adjacent single-eye images, individual single-eye images in the compound-eye image are extracted, and the single-eye images are simply joined together after reversing the up / down / left / right inversion by the
本実施形態においては、そのような無効画素の増加や光学倍率の低下に伴う解像力低下を補償するために、再構成演算部103で以下に説明するような個眼画像間の視差を利用した再構成処理を行う。
In the present embodiment, in order to compensate for such a decrease in resolving power due to an increase in invalid pixels and a decrease in optical magnification, the
個眼画像間にはレンズ3aと静脈2つまり被写体との位置関係に起因した視差が存在するため、各個眼画像は視差に伴い少しずつシフトした画像となる。なお、本明細書において、個眼画像間の「視差」とは、複眼画像において基準とした個眼画像に対する各個眼画像のシフト量(単位は長さ)を表す。個眼画像の視差を利用すると、個眼画像における1つの画素に埋もれた被写体の構造を再現することができる。個眼画像間の視差の検出には、例えば次の(1)式で得られる個眼画像間の輝度偏差の二乗和を用いることができる。
Since there is a parallax due to the positional relationship between the
(1)式において、IBは複眼画像中の任意に設定した基準個眼画像であり、各個眼画像の視差の基準となる。Imは各個眼画像を表しており、mは個眼画像の番号で1からN(Nはレンズアレイ3を構成するレンズ3aの個数)の値をとる。Px,Pyは個眼画像の基準個眼画像に対するx,y方向の視差を表す。個眼画像を構成する全画素について個眼画像と基準個眼画像の輝度偏差をとり、その二乗和Eを求める。Px,Pyを徐々に変化させながらEを計算し、Eが最小となるときのPx,Pyが、それぞれx、y方向における基準個眼画像に対する視差となる。図5にx軸にPx、y軸にPy、z軸にEをとったとき、Px,Pyの変化に伴うEの変化の鳥瞰図を示す。
(1) In the equation, I B is the reference ommatidium images set arbitrarily in the compound-eye image, as a reference of parallax ommatidium images. I m represents the ommatidium images, m has a value of N (the number of
上述したように、図5でEが最小となるときのPx,Pyがx,y方向における個眼画像の基準個眼画像に対する視差である。視差の大きさが撮像素子5の画素サイズより小さくなることが考えられる場合は、視差の大きさが画素サイズあるいは画素サイズの整数倍になるように個眼画像を拡大し、すなわち個眼画像の構成画素数を増やし、拡大した個眼画像間の輝度偏差の最小二乗和から視差を求めればよい。その場合の個眼画像の拡大では、隣接画素を参照しながら各画素の輝度を決める補間演算を用いる必要がある。拡大率は、光学倍率とレンズアレイ3のレンズピッチ、撮像素子5の画素サイズから視差のおおよその値を推定できるため、推定した視差が画素サイズ分の長さになるように拡大率を決めればよい。レンズアレイ3のレンズピッチの加工精度が十分高い場合は、被写体のレンズアレイ3からの距離がわかれば、各個眼画像間の視差は幾何学的に算出可能である。そのため、1組の個眼画像間の視差を検出し、次の(2)式に基づき各個眼画像間の視差を算出してもよい。(2)式において、δは任意の個眼画像の視差、Δは実際に検出した個眼画像の視差、Nは画像内のx又はy方向(横又は縦方向)における基準個眼画像の中心から視差を検出した個眼画像の中心までの距離、nは基準個眼画像の中心から任意の個眼画像の中心までの距離をそれぞれ表す。
As described above, P x and P y when E is the minimum in FIG. 5 are parallaxes of the single-eye image with respect to the reference single-eye image in the x and y directions. When the size of the parallax is considered to be smaller than the pixel size of the
被写体距離が短い場合など、個眼画像間の視差が大きい場合は、基準個眼画像を1つの個眼画像に固定せず、隣接する個眼画像間で視差検出を実行するとよい。その場合、隣接する一方の個眼画像が基準個眼画像になり、他方が視差を検出する個眼画像になる。個眼画像の中には静脈パターンが観察されない個眼画像もあるので、前述したように、前処理で静脈パターンが観察される個眼画像を抽出し、それについて視差の検出を行い、静脈パターンが観測されない個眼画像の視差は、他の個眼画像について検出した視差を用い上記(2)式により算出すればよい。なお、輝度偏差の二乗和を最小化する方法に代えて、個眼画像間の相互相関計算による方法を用いてもよい。 When the parallax between single-eye images is large, such as when the subject distance is short, the reference single-eye image is not fixed to one single-eye image, and parallax detection may be performed between adjacent single-eye images. In that case, one adjacent single-eye image is a reference single-eye image, and the other is a single-eye image for detecting parallax. Since there are single-eye images in which the vein pattern is not observed in the single-eye image, as described above, the single-eye image in which the vein pattern is observed in the preprocessing is extracted, and the parallax is detected for the single-eye image. The parallax of a single-eye image in which no image is observed may be calculated by the above equation (2) using the parallax detected for other single-eye images. Note that, instead of the method of minimizing the sum of squares of luminance deviations, a method based on cross-correlation calculation between individual images may be used.
図6は単一画像の再構成方法の説明図である。図6において、複眼画像30における各個眼画像30aから画素輝度を取り出し、仮想空間における再構成画像31の該個眼画像の位置及び視差に応じて決まる位置に、取り出した画素輝度を配置する。各個眼画像の全画素について同様の画素輝度の配置を繰り返すことにより再構成画像31を得ることができる。
FIG. 6 is an explanatory diagram of a method for reconstructing a single image. In FIG. 6, pixel brightness is extracted from each single-
なお、視差の大きさや遮光部材の影などの影響で再構成画像31に輝度が欠失した画素が生じるときは、その隣接画素の輝度を参照して補間する。視差が画素サイズより小さいときは、視差の大きさが画素サイズあるいは画素サイズの整数倍になるように再構成画像を拡大し、すなわち再構成画像の構成画素数を増やしてから同様の画素輝度配置を行えばよい。
In addition, when a pixel with lost luminance is generated in the reconstructed
図7に再構成演算部103における処理フローの一例を示す。まず、複眼画像を取得する(ステップS1)。次に、前処理で抽出された静脈パターンが含まれている個眼画像の中から視差検出のための基準個眼画像を設定する(ステップS2)。この基準個眼画像に対する各個眼画像の視差を検出する(ステップS3)。ただし、静脈パターンが含まれない個眼画像に関しては、前記(2)式により視差を参照する。そして、視差を利用して複眼画像から単一画像への再構成演算を行い(ステップS4)、再構成した単一画像を出力する(ステップS5)。このような再構成処理により、画素に埋もれた被写体の構造を再現でき、被写体が遠くなって解像力が低下する場合でも解像力を向上させた単一像を取得することができる。
FIG. 7 shows an example of a processing flow in the
なお、個眼画像間の重複が小さい場合は、検出される視差が非常に小さくなったり異常値になったりすることがある。そこで、視差の大きさに関する閾値を設定しておき、例えばステップS4において、視差と閾値との比較判定を行い、視差が閾値未満の場合には複眼画像中の個眼画像を上下左右反転を元に戻して単純につなぎ合わせることにより単一画像を再構成し、視差が閾値以上の場合には上述したような視差を利用した再構成処理を行うようにしてもよい。 In addition, when the overlap between single-eye images is small, the detected parallax may become very small or become an abnormal value. Therefore, a threshold value regarding the magnitude of the parallax is set, and in step S4, for example, a comparison determination between the parallax and the threshold value is performed. It is also possible to reconstruct a single image by simply stitching them back to each other, and perform a reconstruction process using parallax as described above when the parallax is equal to or greater than a threshold value.
上に述べたような個眼画像間の視差を利用した再構成処理を可能にするためには、被写体からレンズアレイ3までの距離が所定の許容範囲内にあるときに、撮像素子5により撮像された隣接する個眼画像が被写体の共通部分を1画素以上共有する必要がある。そのために、レンズアレイ3を設計する段階で、レンズアレイ3から被写体までの距離が所定の許容距離範囲内で最小となったときに、隣接する個眼画像が常に重複領域を持つように、遮光部材4の高さ及びレンズアレイ3のレンズ3aの間隔が設定される。あるいは、レンズアレイ3から被写体までの距離が所定の許容距離範囲の最小値より小さくならないように調整するための透明平板(不図示)が指(生体)1とレンズアレイ3との間に、例えば光学的バンドパスフィルタ7の上面に設置され、あるいは、光学的バンドパスフィルタ7を省く場合には、それに代えて該透明平板が設置される。このようにすると、常に重複領域を有する複眼画像を取得できるため、上に述べたような視差の閾値との比較判定により再構成処理方法を変更する必要がなくなる。そして、被写体距離の変化は視差に反映されるため、視差を利用した再構成処理によって、皮膚の厚みの個人差などにより生じる被写体距離の変化にも容易に対応できる。
In order to enable reconstruction processing using parallax between single-eye images as described above, imaging is performed by the
以上では、指内部の静脈パターンの入力と、静脈パターンを利用した個人認証を行う場合について説明した。しかし、本実施形態(及び後記各実施形態)は、掌の静脈パターンや指の真皮指紋パターンを撮像して個人認証を行う用途にも利用可能であり、さらには非侵襲の血糖値計測のための生体内部情報を撮像する用途にも応用可能である。 In the above, the case where the input of the vein pattern inside the finger and the personal authentication using the vein pattern has been described. However, this embodiment (and each embodiment described below) can also be used for personal authentication by imaging a palm vein pattern or a finger dermis fingerprint pattern, and for non-invasive blood glucose level measurement. The present invention can also be applied to use for imaging internal biological information.
[第2の実施形態]
図8は本発明の第2の実施形態に係る画像入力装置及び個人認証装置の説明図である。本実施形態に係る画像入力装置は、前記第1の実施形態の場合と同様に静止した状態の指1の静脈2の像を撮像し入力するが、レンズアレイ3の各レンズ3aによる像劣化の補正(MTF補正)のための補正処理手段を構成する補正演算部201とメモリ202が追加されている点が前記第1の実施形態と相違する。メモリ202には、凸面を像面側に向けた平凸レンズ3aに関する光学伝達関数(OTF)データが予め格納されている。
[Second Embodiment]
FIG. 8 is an explanatory diagram of an image input device and a personal authentication device according to the second embodiment of the present invention. The image input apparatus according to the present embodiment captures and inputs an image of the
図9に、レンズ3aのような平凸レンズの光学伝達関数のゲインであるMTFと被写体見込み角との関係を、レンズの凸面を被写体側に向けた場合と像面側に向けた場合について例示する。
FIG. 9 illustrates the relationship between the MTF, which is the gain of the optical transfer function of a plano-convex lens such as the
図9(a)は凸面を被写体側に向けた平凸レンズのMTF特性を示し、図9(b)は本発明におけるレンズ3aのように凸面を像面側に向けた平凸レンズのMTF特性を示している。図9(a),(b)における細実線、点線、一点鎖線はレンズに入射する光線角の違い、すなわち被写体の見込み角の違いを表している。図9(b)における太実線は補正後のMTF特性を示している。
FIG. 9A shows the MTF characteristics of a plano-convex lens with the convex surface facing the object side, and FIG. 9B shows the MTF characteristics of a plano-convex lens with the convex surface facing the image surface side like the
平凸レンズの凸面を被写体側に向けた場合、図9(a)に見られるように、ある見込み角では高空間周波数帯まで高いMTFが得られるが、見込み角が変わるとMTF及びカットオフ周波数はともに大きく変化し、像は劣化する。許容見込み角に全体わたって高いMTFとカットオフ周波数を保持するには、許容見込み角が非常に狭くなったり、複数枚のレンズや複雑な非球面形状が必要になったりして、簡単な構成で広い見込み角にわたって性能を保持するのは困難である。MTFが有限な範囲では補正演算によりMTF特性を向上させることもできるが、図9(a)の場合、見込み角によりMTFの変化が大きいため、見込み角ごとに補正をかける必要があり、補正のための処理負荷が著しく大きくなる。また見、込み角に伴ってMTFが0に落ち込みやすいため、補正可能な見込み角の範囲も限定されてしまう。 When the convex surface of the plano-convex lens is directed to the subject side, as shown in FIG. 9A, a high MTF is obtained up to a high spatial frequency band at a certain prospective angle. However, when the prospective angle changes, the MTF and the cut-off frequency are Both change greatly and the image deteriorates. To maintain a high MTF and cut-off frequency over the entire allowable angle, the allowable angle is very narrow, and multiple lenses and complex aspherical shapes are required. It is difficult to maintain the performance over a wide range of angles. In the range where the MTF is finite, the MTF characteristic can be improved by the correction calculation. However, in the case of FIG. 9A, since the change of the MTF is large depending on the expected angle, it is necessary to apply correction for each expected angle. Therefore, the processing load for remarkably increases. In addition, since the MTF is likely to drop to 0 with the included angle, the range of the expected angle that can be corrected is also limited.
一方、本発明におけるレンズ3aのように、凸面を像面側に向けた平凸レンズの場合、図9(b)に見られるように、MTFは全体的に低くなるが、見込み角に伴うMTFの変化は小さく、またカットオフ周波数も大きく変わらない。MTFの補正演算を前提にして、レンズの凸面を像面側に向けた構成で、MTFが有限でかつ均一になるように面形状を最適化することにより、小さい処理負荷で広い見込み角にわたってMTF性能を保持することができる。例えば図9(b)の太実線のようなMTF特性に容易に補正することができる。以上は、MTFについて述べたが、凸面を像面側に向けた場合には、凸面を被写体側に向けた場合に比べ、歪曲や湾曲といった面内誤差も減少する。以上に述べたことは、被写体側に負のパワーの面を有し、像面側に正のパワーを持つ面を有するレンズについても同様に当てはまる。
On the other hand, in the case of a plano-convex lens having a convex surface directed to the image surface side, like the
次に、補正演算部201におけるMTF補正処理について説明する。なお、補正演算部201は、補正演算に先立ち、撮像素子5により撮像された複眼画像における遮光部材4による影の部分を除いた各個眼画像の抽出を行う。したがって、前処理部102では、影部分を除いた個眼画像を抽出する処理を行う必要はない。
Next, the MTF correction process in the
レンズ3aで劣化を受けた被写体の像、すなわち撮像された複眼画像における個々の個眼画像の強度データは次の(3)式で表される。
The intensity data of the individual eye image in the image of the subject that has been deteriorated by the
(3)式において、x,yは個眼画像における位置座標、Iは個眼画像の強度データ、Sは被写体のもつ強度データ、OTFはレンズ3aの光学伝達関数データを表し、FFTはフーリエ変換オペレータ、FFT−1は逆フーリエ変換オペレータである。レンズ3aの光学伝達関数データOTFは、レンズ設計時に求められるレンズの波面収差データを用い、レンズの瞳関数の自己相関演算から求めることができる。
In Expression (3), x and y are position coordinates in a single-eye image, I is intensity data of the single-eye image, S is intensity data of the subject, OTF is optical transfer function data of the
補正演算部201は、あらかじめ計算してメモリ202に記憶されているレンズ3aに関する光学伝達関数データOTFを用いて、複眼画像に対し各個眼画像毎に次の(4)式の演算によりレンズ3aによる像劣化を補正し、MTFを向上させた個眼画像(の集合である複眼画像)を生成する。(4)式において、Rは補正後の個眼画像の強度データ、αは除算時のゼロ割やノイズ増幅を抑えるための定数である。
The
なお、光線角度に応じて光学伝達関数が変化しないということは、レンズ自体が傾いて設置されても光学伝達関数が変化しないことと等価であるため、撮像素子5を組付ける際の傾き設置誤差の影響が極めて小さくなるという効果が得られる。またレンズによる集光性能が高いと、像面の位置が光軸方向にわずかにずれただけで、集光点が大きく広がるため像劣化も大きくなるが、図9(b)のように光線の集光性能が低いレンズでは、像面の位置が光軸方向に多少ずれても集光点の広がりは比較的大きくならない。したがって、レンズと像面との間隔誤差の影響も大きく減らすことができるという効果を得られる。また、レンズアレイ3と被写体部材4を組合せて装置を組付ける場合、像面側に凸面を向けたレンズ3aは、その凸面が遮光部材4の対応した開口部(穴)にはまり込むので、アライメントがしやすいという利点もある。
Note that the fact that the optical transfer function does not change according to the light beam angle is equivalent to the fact that the optical transfer function does not change even when the lens is installed at an inclination, so that an inclination installation error when assembling the
以上、FFTを用いた周波数フィルタリングによる補正について示したが、点像関数パターンを用いたデコンボリューションによっても同様の補正処理が可能である。点像関数パターンを用いた処理は、フーリエ変換に比べて単純であるため、専用処理回路を作製する場合には装置コストを下げることができる。また、補正演算用の光学伝達関数データを、複数の異なった見込み角ごとに計算してメモリ202に格納しておき、それら見込み角に対応する画像領域ごとに、対応した光学伝達関数データを用いて補正を行うようにしてもよい。なお、湾曲や歪曲といった面内誤差に対しても、誤差レベルをあらかじめ見積もっておくことにより補正可能である。
The correction by frequency filtering using FFT has been described above, but the same correction processing can be performed by deconvolution using a point spread function pattern. Since the processing using the point spread function pattern is simpler than the Fourier transform, the apparatus cost can be reduced when a dedicated processing circuit is manufactured. Further, optical transfer function data for correction calculation is calculated for each of a plurality of different expected angles and stored in the
本実施形態の変形例によれば、つなぎ合わせ処理部101の前段にレンズ3aによる像劣化の補正(MTF補正)のための補正処理手段が設けられ、撮像素子5により撮像された、つなぎ合わせ処理前の各複眼画像の各個眼画像に対し補正処理が施される。
According to the modification of this embodiment, correction processing means for correcting image degradation (MTF correction) by the
本実施形態の別の変形例によれば、レンズ3aによる像劣化の補正(MTF補正)のための補正処理手段は、後処理部104の後段に配置され、再構成された単一画像に対し像劣化の補正処理(MTF補正)が施される。単一画像に対する補正処理は1回で済むので、個眼画像単位で補正処理を行うよりも一般的に演算時間を短縮できる利点がある。ただし、補正処理に用いられる光学伝達関数データは個々のレンズ3aに関するものであって、本来は複眼画像における個々の個眼画像の補正に適用すべきものであるから、単一画像に対する補正処理では、個眼画像毎に補正処理を施す場合に比べると補正誤差のある程度の増加は避けられない。
According to another modification of the present embodiment, the correction processing means for correcting image degradation (MTF correction) by the
なお、前記第1の実施形態において述べたように、光源6を必ずしも移動させる必要はない。また、撮像光学系100のレンズアレイ3、遮光部材4及び光学的バンドパスフィルタ7を、被写体全体をカバーするようなサイズに構成して固定し、撮像素子5のみを矢印15の方向に移動させながら撮像するようにしてもよい。
As described in the first embodiment, it is not always necessary to move the
[第3の実施形態]
レンズの光学伝達関数は被写体距離によっても変化し、特に本発明の画像入力装置のように被写体がレンズアレイ3に近い撮像光学系の場合、被写体距離の変動に伴う光学伝達関数の変化が大きくなりやすい。
[Third Embodiment]
The optical transfer function of the lens also changes depending on the subject distance. In particular, in the case of an imaging optical system in which the subject is close to the
図9(b)の場合と同様の凸面を像面側に向けた平凸レンズにおける被写体距離の違いによるMTF特性の変化を図10に例示する。図10においては、所定の被写体見込み角で、被写体距離がA,B,CのときのMTF特性が細実線、点線、一点鎖線により示されている。この例から分かるように、被写体距離の変動が無視できない場合には、特定の被写体距離での光学伝達関数データに基づいて像劣化補正(MTF補正)を行ったのでは補正誤差が大きくなってしまう。補正誤差を減らすためには、異なった被写体距離での光学伝達関数データを予め用意しておき、像劣化補正に用いる光学伝達関数データを被写体距離に応じて選択するのがよい。このような被写体距離に応じた像劣化補正によれば、例えば図10に太実線で示すような適切なMTF特性に補正することができる。 FIG. 10 illustrates the change in the MTF characteristics due to the difference in the subject distance in the plano-convex lens with the same convex surface as in the case of FIG. 9B facing the image surface side. In FIG. 10, the MTF characteristics when the subject distance is A, B, and C at a predetermined subject prospect angle are indicated by a thin solid line, a dotted line, and a one-dot chain line. As can be seen from this example, when the variation in the subject distance cannot be ignored, the correction error becomes large if the image deterioration correction (MTF correction) is performed based on the optical transfer function data at the specific subject distance. . In order to reduce the correction error, it is preferable to prepare optical transfer function data at different subject distances in advance and select the optical transfer function data used for image degradation correction according to the subject distance. According to such image degradation correction according to the subject distance, it is possible to correct to an appropriate MTF characteristic as shown by a thick solid line in FIG.
図11は本発明の第3の実施形態に係る画像入力装置及び個人認証装置の説明図である。本実施形態に係る画像入力装置は、静止した状態の指1の静脈2の像を分割して撮像し入力するが、上に述べたような被写体距離に応じた像劣化補正を実施するため、被写体距離(被写体2からレンズアレイ3までの距離)を検出する被写体距離検出部(距離検出手段)301が追加されている。また、メモリ202には、複数の異なった被写体距離でのレンズ3aに関する光学伝達関数データが予め格納されている。補正演算部201では、被写体距離検出部301により検出された被写体距離に最も近い被写体距離に対応した光学伝達関数データをメモリ202より読み込み、この光学伝達関数データに基づいて、つなぎ合わせ処理部101により生成された複眼画像に対し個眼画像毎に像劣化の補正(MTF補正)を施す。これ以外の構成は前記第2の実施形態と同様である。
FIG. 11 is an explanatory diagram of an image input device and a personal authentication device according to the third embodiment of the present invention. The image input apparatus according to the present embodiment divides and captures and inputs an image of the
前記第1の実施形態に関連して説明したように、被写体距離に応じて個眼画像間での重複領域が変化する(図4参照)。したがって、重複領域すなわち検出した視差を用いて三角測量の原理から被写体距離を算出することができる。本実施形態に係る被写体距離検出部301は、そのような方法を採用するものであり、撮像素子5によって撮像された複眼画像における個眼画像間の視差を検出し、この視差を用い三角測量の原理により被写体距離を算出する。なお、被写体距離検出のためには2つの個眼画像間の視差を検出すればよく、全ての個眼画像間の視差を検出する必要はない。また、個眼画像間の視差の検出方法は既に説明した方法によればよい。
As described in relation to the first embodiment, the overlapping area between single-eye images changes according to the subject distance (see FIG. 4). Therefore, the subject distance can be calculated from the principle of triangulation using the overlapping region, that is, the detected parallax. The subject
本実施形態の変形例によれば、つなぎ合わせ処理部101の前段にレンズ3aによる像劣化の補正(MTF補正)のための補正処理手段が設けられ、撮像素子5により撮像された、つなぎ合わせ処理前の各複眼画像の個眼画像に対し補正処理が施される。
According to the modification of this embodiment, correction processing means for correcting image degradation (MTF correction) by the
本実施形態の別の変形例によれば、レンズ3aによる像劣化の補正(MTF補正)のための補正処理手段は、後処理部104の後段に配置され、被写体距離検出部301により検出された被写体距離に対応した光学伝達関数データを用いて、再構成された単一画像に対し像劣化の補正処理(MTF補正)が施される。
According to another modification of the present embodiment, the correction processing means for correcting image degradation (MTF correction) by the
なお、前記第1の実施形態において述べたように、光源6を必ずしも移動させる必要はない。また、撮像光学系100のレンズアレイ3、遮光部材4及び光学的バンドパスフィルタ7を、被写体全体をカバーするようなサイズに構成して固定し、撮像素子5のみを矢印15の方向に移動させながら撮像するようにしてもよい。
As described in the first embodiment, it is not always necessary to move the
[第4の実施形態]
図12は本発明の第4の実施形態に係る画像入力装置及び個人認証装置の説明図である。本実施形態に係る画像入力装置は、前記第1乃至第3の実施形態の場合と逆に、撮像光学系100を静止させた状態で、指1をその先端(爪側端)から矢印16の方向へスライドさせるように移動させながら、指内部の静脈2の像を所定の時間間隔で連続的に撮像することによって、指全体の静脈パターンの画像を入力する。撮像光学系100は、移動しない点を除けば前記第1の実施形態の場合と同様の構成であるが、撮像素子5は所定の時間間隔で撮像するように撮像素子駆動部22(図2)により駆動される。
[Fourth Embodiment]
FIG. 12 is an explanatory diagram of an image input device and a personal authentication device according to the fourth embodiment of the present invention. Contrary to the case of the first to third embodiments, the image input apparatus according to the present embodiment moves the
所定の時間間隔で撮像された各複眼画像は、前処理部102で前処理を施されてから再構成演算部103へ入力される。再構成演算部103では、入力された各複眼画像から、前記第1の実施形態に関連して詳細に説明したように個眼画像間の視差を利用し単一画像を再構成する。再構成された各単一画像(再構成画像)は、後処理部104により再構成ノイズの除去等の後処理を施された後、再構成画像間視差検出部401へ入力される。再構成画像間視差検出部401で再構成画像間の視差が検出される。つなぎ合わせ処理部401では、再構成画像間視差検出部401により検出された再構成画像間の視差を利用し、複数の再構成画像をつなぎ合わせる処理を行って1枚の単一画像を生成する。
Each compound eye image captured at a predetermined time interval is pre-processed by the
図13は、再構成画像間の視差検出方法の一例と視差を利用した再構成画像のつなぎ合わせ処理の説明図である。図13(a)は1つの複眼画像からの再構成画像を示し、図13(b)はその後に撮像された複眼画像からの再構成画像を示す。1’は指1の像であり、2’は被写体である静脈2の像である。図13(c)は、図13(a)の再構成画像における断面Aでの強度分布を表す。
FIG. 13 is an explanatory diagram of an example of a method for detecting a parallax between reconstructed images and a process for joining reconstructed images using parallax. FIG. 13 (a) shows a reconstructed image from one compound eye image, and FIG. 13 (b) shows a reconstructed image from a compound eye image captured thereafter. 1 ′ is an image of the
再構成画像間視差検出部401は、図13(b)に示す再構成画像について断面を順次移動させながら同様の強度分布を求め、それと断面Aでの強度分布と逐次比較することにより、強度分布が一致する断面Bを求める。この断面Bと断面Aは被写体の同一位置に対応している。再構成画像間視差検出部401は、断面Aと断面Bの距離を2つの再構成画像間の視差として検出する。つなぎ合わせ処理部402は、その視差の分だけ一方の再構成画像をシフトして他方の再構成画像とつなぎ合わせる。つまり、図13(a)と(b)の再構成画像を断面A,Bを一致させるようにつなぎ合わせる。指1の移動速度に比べ撮像の時間間隔を短くし、詳述のつなぎ合わせ処理を行うことにより、指1の移動速度が一定しなくとも再構成画像の正確なつなぎ合わせが可能である。
The
なお、再構成画像間の視差検出に、前記(1)式に示した画像間の輝度偏差の二乗和を利用する視差検出アルゴリズムを適用してもよい。この場合、再構成画像の一部エリアのみ視差検出に利用すればよく、全体エリアを利用する場合に比べ処理負荷が軽減される。ただし、視差検出に利用するエリアを大きくするほど、処理負荷は増加するが、つなぎ合わせの精度は上がる。 It should be noted that a parallax detection algorithm that uses the sum of squares of luminance deviations between images shown in the equation (1) may be applied to parallax detection between reconstructed images. In this case, only a partial area of the reconstructed image may be used for parallax detection, and the processing load is reduced compared to the case of using the entire area. However, as the area used for parallax detection increases, the processing load increases, but the accuracy of splicing increases.
本実施形態のように指1を移動させながら静脈の像を撮像する形態は、指の撮像すべき領域に比べて撮像素子5を含む撮像光学系100のサイズを小さくすることができる。さらに、撮像光学系100を移動させる機構が不要であるので、撮像光学系を移動させる形態に比べ、装置コストの削減、装置の小型化、信頼性向上等の面で有利である。
The form of capturing a vein image while moving the
本実施形態の変形例によれば、前処理部102の前段に、レンズ3aによる像劣化の補正(MTF補正)のための補正処理手段が設けられ、撮像素子5により撮像された各複眼画像の個眼画像に対し補正処理が施される。
According to the modification of the present embodiment, correction processing means for correcting image degradation (MTF correction) by the
本実施形態の別の変形例によれば、レンズ3aによる像劣化の補正(MTF補正)のための補正処理手段は、後処理部104の後段、又は、つなぎ合わせ処理部402の後段に設けられる。
According to another modification of the present embodiment, the correction processing means for correcting image degradation (MTF correction) by the
本実施形態の他の変形例によれば、図11に示した被写体距離検出部301と同様な被写体距離検出手段が設けられるとともに、前処理部102の前段、後処理部104の後段、あるいは、つなぎ合わせ処理部402の後段に、被写体距離検出手段により検出された被写体距離に対応した光学伝達関数データを用いて像劣化の補正処理(MTF補正)を施す補正処理手段が設けられる。
According to another modification of the present embodiment, a subject distance detection unit similar to the subject
[第5の実施形態]
図14は本発明の第5の実施形態に係る画像入力装置及び個人認証装置の説明図である。本実施形態に係る画像入力装置は、前記第4の実施形態の場合と同様に撮像光学系100を静止させた状態で、指1をその先端(爪側端)から矢印16の方向へスライドさせるように移動させながら、指内部の静脈2の像を所定の時間間隔で連続的に撮像することによって、指全体の静脈パターンの画像を入力する。
[Fifth Embodiment]
FIG. 14 is an explanatory diagram of an image input device and a personal authentication device according to the fifth embodiment of the present invention. The image input apparatus according to the present embodiment slides the
前記第4の実施形態との違いは、複眼画像間の視差を検出し、検出した視差を利用して複眼画像をつなぎ合わせた後に単一画像を再構成する点である。 The difference from the fourth embodiment is that a parallax between compound eye images is detected, and a single image is reconstructed after connecting the compound eye images using the detected parallax.
すなわち、撮像素子5により所定の時間間隔で連続的に撮像された複数の複眼画像は複眼画像間視差検出部501に順次入力され、複眼画像間の視差が検出される。この視差検出は、図13を参照して説明したような断面強度分布に注目する方法で行われるか、あるいは、前記(1)式に示した画像間の輝度偏差の二乗和を利用する方法で行われる。視差検出には、遮光部材4による影の部分を除去した複眼画像を用いるのが好ましい。なお、視差検出に複眼画像の一部エリアのみを利用してもよい。
That is, a plurality of compound eye images continuously captured by the
撮像された各複眼画像は複眼画像間検出部501を経由して、つなぎ合わせ処理部502に入力される。つなぎ合わせ処理部502では、入力された複眼画像を、複眼画像間視差検出部501で検出された視差を利用し、1つの複眼画像につなぎ合わせる処理が行われ、1つの複眼画像が生成される。
Each captured compound eye image is input to the
つなぎ合わせ処理により生成された複眼画像は、前処理部102によって前処理を施された後、再構成演算部103によって単一画像に再構成される。この再構成画像は後処理部104によって後処理を施された後、被写体の画像として認証演算部105へ入力される。
The compound eye image generated by the stitching process is preprocessed by the
本実施形態の変形例によれば、複眼画像間視差検出部501の前段又は後段、あるいは、つなぎ合わせ処理部502の前段に、レンズ3aによる像劣化の補正(MTF補正)のための補正処理手段が設けられる。
According to the modification of the present embodiment, correction processing means for correcting image degradation (MTF correction) by the
本実施形態の別の変形例によれば、レンズ3aによる像劣化の補正(MTF補正)のための補正処理手段が、後処理部104の後段に設けられる。
According to another modification of the present embodiment, correction processing means for correcting image degradation (MTF correction) by the
本実施形態の他の変形例によれば、図11に示した被写体距離検出部301と同様な被写体距離検出手段が設けられるとともに、前処理部102の前段又は後段、つなぎ合わせ処理部502の後段、あるいは、後処理部104の後段に、被写体距離検出手段により検出された被写体距離に対応した光学伝達関数データを用いて像劣化の補正処理(MTF補正)を施す補正処理手段が設けられる。
According to another modification of the present embodiment, subject distance detection means similar to the subject
[第6の実施形態]
図15は本発明の第6の実施形態に係る画像入力装置及び個人認証装置の説明図である。本実施形態に係る画像入力装置は、前記第1の実施形態の場合と同様に、指を静止させた状態で、撮像光学系を矢印15の方向に移動させながら撮像する。
[Sixth Embodiment]
FIG. 15 is an explanatory diagram of an image input device and a personal authentication device according to the sixth embodiment of the present invention. As in the case of the first embodiment, the image input apparatus according to the present embodiment performs imaging while moving the imaging optical system in the direction of the
図15において、600は撮像光学系であり、基本的構成は前記各実施形態における撮像光学系100と同様であるが、レンズアレイ3としてレンズ3aが1次元アレイ配列されたものが用いられ、撮像素子5として受光素子5aが1列に配列されたライン撮像素子が用いられる。図示されていないが、レンズ3aに対応した開口部が一列に配列された遮光部材4も含まれる。また、図示されていないが、指に近赤外光を照射するための光源6も存在する。
In FIG. 15,
このような撮像光学系600は一体として、例えば図2に示したような駆動機構により移動させられる。撮像光学系600が所定の移動量だけ移動する毎に、レンズアレイ3により結像された被写体像の複眼画像が撮像素子5によって撮像されたライン複眼画像(主走査方向にのみ複眼化されたライン画像)が順次、つなぎ合わせ処理部601へ入力される。つなぎ合わせ処理部601において、入力されたライン複眼画像を順に副走査方向につなぎ合わせることにより、2次元の複眼画像を生成する。ただし、この2次元の複眼画像は、図16に示すような主走査方向にのみ複眼化された画像である。
Such an imaging
なお、撮像光学系の上記所定の移動量は、撮像素子5の主走査方向における1画素サイズ以上に選ばれる。上記所定の移動量を1画素サイズに略等しくするならば、ラインの欠落の無い2次元複眼画像を得られる。
The predetermined movement amount of the image pickup optical system is selected to be one pixel size or more in the main scanning direction of the
この2次元複眼画像は前処理部102によって前処理を施されてから再構成演算部103へ入力される。再構成演算部103では、入力された2次元複眼画像における個眼画像間の主走査方向の視差を検出し、その視差を利用して図6で説明したと同様な画素配置操作を行うことによって、単一画像を再構成する。この再構成画像は後処理部104によって後処理を施されてから認証演算部105へ入力される。
The two-dimensional compound eye image is preprocessed by the
本実施形態の変形例によれば、レンズアレイ3はレンズが2次元アレイ配列された、撮像すべき被写体領域の全体をカバーできるだけのサイズを持つレンズアレイに置き換えられ、それに対応して遮光部材及び光学的バンドパスフィルタも拡大される。そして、これらの要素は固定され、撮像素子5のみを矢印15の方向に移動させながら、所定の移動量だけ移動する毎に撮像素子5で撮像する。このようにして撮像されたライン複眼画像は、つなぎ合わせ処理部601によって順に副走査方向につなぎ合わされることにより、2次元複眼画像が生成される。ただし、この2次元複眼画像は、図3(b)に示すような主走査方向及び副走査方向に複眼化された画像である。したがって、再構成演算部103では、個眼画像間の主、副走査方向についての視差を利用して単一画像を再構成することになる。
According to the modification of this embodiment, the
本実施形態の別の変形例によれば、つなぎ合わせ処理部601の前段又後段、あるいは後処理部104の後段に、レンズ3aによる像劣化の補正(MTF補正)のための補正処理手段が設けられる。
According to another modification of the present embodiment, correction processing means for correcting image degradation (MTF correction) by the
本実施形態の他の変形例によれば、図11に示した被写体距離検出部301と同様な被写体距離検出手段が設けられるとともに、つなぎ合わせ処理部601の前段又後段、あるいは後処理部104の後段に、被写体距離検出手段により検出された被写体距離に対応した光学伝達関数データを用いて像劣化の補正処理(MTF補正)を施す補正処理手段が設けられる。
According to another modification of the present embodiment, subject distance detection means similar to the subject
[第7の実施形態]
図17は本発明の第7の実施形態に係る画像入力装置及び個人認証装置の説明図である。本実施形態に係る画像入力装置は、前記第4の実施形態の場合と同様に、撮像光学系を固定し、指をその先端側から矢印16の方向にスライドさせるように移動させながら、所定の時間間隔で撮像する。
[Seventh Embodiment]
FIG. 17 is an explanatory diagram of an image input device and a personal authentication device according to the seventh embodiment of the present invention. As in the case of the fourth embodiment, the image input apparatus according to the present embodiment fixes the imaging optical system and moves the finger so that it slides in the direction of the
図17において、700は撮像光学系であり、基本的構成は前記第5の実施形態における撮像光学系600と同様であるが、撮像素子5として受光素子5aが2列に配列された2ライン撮像素子が用いられている。図示されていないが、指に近赤外光を照射するための光源6も存在する。
In FIG. 17,
指をスライドさせながら、撮像光学系700の撮像素子5は所定の時間間隔でレンズアレイ3により結像された被写体像の複眼画像を連続的に撮像し、2本のライン複眼画像(主走査方向にのみ複眼化されたライン画像)を順次、つなぎ合わせ処理部701へ入力する。
While sliding the finger, the
つなぎ合わせ処理部701において、入力された各2ライン複眼画像を1ラインずつ分離し、それぞれを順に副走査方向につなぎ合わせることにより、2枚の2次元複眼画像を生成する。ただし、この各2次元複眼画像は、図16に示すような主走査方向にのみ複眼化された画像である。速度変動補償処理部702は、つなぎ合わせ処理部701により生成された2枚の2次元複眼画像間の副走査方向(矢印16の方向)の視差を利用し、指の移動速度の変動が補償された2次元複眼画像を生成する。
The
すなわち、図18に示すように、つなぎ合わせ処理部701において、撮像素子5により撮像された2ライン複眼画像を、受光素子5aの各列に対応した第1のライン複眼画像と第2のライン複眼画像とに分離し、それぞれを副走査方向につなぎ合わせることにより第1と第2のつなぎ画像(2次元複眼画像)610A,610Bを生成する。速度変動補償処理部702は、第1と第2のつなぎ合わせ画像610A,610Bから、両画像間の副走査方向の視差を利用し、指の移動速度の変動が補償された最終的なつなぎ画像(2次元複眼画像)611を生成する。
That is, as shown in FIG. 18, in the
速度変動補償処理部702の具体的な処理内容について説明する。図19は、その説明図である。
Specific processing contents of the speed fluctuation
指の移動速度の変動の補償(速度変動によるライン画像のつなぎ間隔誤差の補正)のために、第1のつなぎ画像610Aにおけるライン複眼画像のつなぎ距離間隔(単位はピクセル)を調整する。この際、第1のつなぎ画像610Aにおける任意位置のライン複眼画像の断面強度分布が、第2のつなぎ画像610Bにおける断面強度分布と最も近い分布となる位置を求めることにより、両画像の指移動方向の位置ずれ、すなわち副走査方向の視差をピクセル単位で検出する。上記視差をΔ(単位はピクセル)、画素サイズをβ(単位は例えばμm/ピクセル)、撮像素子5における受光素子5aの列間の指移動方向における距離すなわちライン間隔をL(単位は例えばμm)とし、第1のつなぎ画像610Aにおけるライン複眼画像を{Δ−L/β}(単位はピクセル)の間隔でつなぎ直す。
In order to compensate for fluctuations in the movement speed of the finger (correction of line interval errors in the line image due to speed variations), the connection distance interval (unit: pixels) of the line compound eye image in the
このつなぎ直しは、仮想画像空間612上に{Δ−L/β}の間隔でライン複眼画像を配置する処理である。指の移動速度が撮像時間間隔に対して遅い場合、間隔{Δ−L/β}の値は小さくなり、ライン複眼画像の配置間隔が密になる。その間隔が1画素のサイズより小さくなったときは、その画素の位置に配置されるべき複数のライン複眼画像の平均値を配置する。逆に、指の移動速度が撮像時間間隔に対して速い場合、間隔{Δ−L/β}の値は大きくなり、ライン複眼画像の配置間隔が疎になり、これにより配置空間に欠落画素が生じるときには、前後の画素輝度データを利用した線形補間やキュービック補間等の補間処理により、欠落画素輝度を推定して配置する。このような処理により、仮に指の移動速度と撮像時間間隔の関係が未知であっても、ライン複眼画像のつなぎ間隔誤差(ピクセル単位)が補償される。指の移動速度が変動すると、その変動に応じて視差Δが変化するため、上記画素の配置処理により指の移動速度の変動が補償される。
This reconnection is processing for arranging line compound eye images on the
第1のつなぎ画像610Aにおけるライン複眼画像の全てを上記のようにして仮想画像空間612に配置する処理を行うことにより、仮想画像空間612上に、指の移動速度の変動が補償された最終的なつなぎ画像611が生成される。
By performing the process of arranging all the line compound eye images in the first
なお、つなぎ合わせ処理部701で、第1のつなぎ画像610Aとしてつなぎ合わせられるべき各ライン複眼画像を、つなぎ合わせることなく、そのまま速度変動補償処理部702へ入力し、第2のつなぎ画像610Bのみ作成するようにしてもよい。速度変動補償処理部702では、つなぎ合わせられずに入力された各ライン複眼画像を、第1のつなぎ画像610Aにおる各ライン複眼画像として扱って、同様の処理を行うことができる。かかる態様も当然に本実施形態に包含される。
Note that the
速度変動補償処理部702により生成された最終的なつなぎ画像、すなわち、指の移動速度の変動が補償された2次元複眼画像は、図16に示すような主走査方向のみ複眼化された画像である。この2次元複眼画像は、前処理部102により前処理を施された後、再構成処理部103によって主走査方向の個眼画像間の視差を利用して単一画像に再構成される。この再構成画像は後処理部104により後処理を施された後、認証演算部105へ入力される。
The final stitched image generated by the speed fluctuation
なお、本実施形態で用いられる2ライン撮像素子5として、標準的なカラー用ライン撮像素子を転用することができる。例えば図20に示すように、R,G,B各色のフィルタが配置されたカラー用ライン撮像素子がある。このカラー用ライン撮像素子は、受光素子ラインが2本存在するため、カラーフィルタを除去するだけで本実施形態における2ライン撮像素子5として転用することができる。
A standard color line image sensor can be used as the two-
本実施形態の変形例によれば、図21に示すように、撮像光学系600は2つの撮像光学系600A,600Bに分割される。各撮像光学系600A,600Bは、撮像素子5として受光素子5aを1列のみ配列してなるライン撮像素子を用いる点が、撮像光学系600と異なる。このように撮像光学系600を撮像光学系600A,600Bに分割すると、ライン間隔Lを大きくとることができるため、各撮像光学系600A,600Bにより撮像されたライン複眼画像をつなぎ合わせた画像間に、大きな視差を確保できる。また、撮像光学系600A,600Bの撮像素子5として、標準的なライン撮像素子を用いることができる。
According to the modification of the present embodiment, as shown in FIG. 21, the imaging
[第8の実施形態]
図22は本発明の第8の実施形態に係る画像入力装置の説明図である。本実施形態では、光源6から照射される近赤外光以外の外部光(バイアス光)によるバイアス成分を除去した複眼画像データを得るため、バイアス成分除去処理部(バイアス成分除去処理手段)751と、光源6の駆動の制御等を行うための制御部(制御手段)752が設けられる。これ以外の構成は、図示しないが、前記第1乃至第7の実施形態又はその変形形態と同様である。なお、撮像光学系の光学的バンドパスフィルタは省いてもよい。光学的バンドパスフィルタを省く場合、光学的バンドパスフィルタの位置に例えば被写体距離を調整するための、又はレンズアレイ3を保護するための透明平板部材を設けることができる。
[Eighth Embodiment]
FIG. 22 is an explanatory diagram of an image input apparatus according to the eighth embodiment of the present invention. In this embodiment, in order to obtain compound eye image data from which a bias component by external light (bias light) other than near-infrared light emitted from the
(第1の実施例)
本実施形態の第1の実施例によれば、制御部752は光源6の駆動電流をオン、オフ制御することにより光源6を間欠的に発光させる。すなわち、光源6を断続的に発光又は消光させる。そして、光源6の発光時と消光時における複眼画像をそれぞれ撮像素子5で撮像させ、それぞれの複眼画像をバイアス成分除去処理部751に取り込ませるため、制御部752より光源6の発光、消光に同期したタイミング信号が撮像素子駆動部22及びバイアス成分除去処理部751へ与えられる。バイアス成分除去処理部751においては、光源6の発光時に撮像された複眼画像と、光源6の消光時に撮像された複眼画像との差分をとることにより、外部光によるバイアス成分が除去された、光源6の照明光による成分のみからなる複眼画像を生成する。この複眼画像が、撮像素子5により撮像された複眼画像として扱われる。
(First embodiment)
According to the first example of the present embodiment, the
(第2の実施例)
本実施形態の第2の実施例によれば、制御部752は光源6の駆動電流を正弦波状に変調することにより、光源6により照射される近赤外光の強度を正弦波状に変化させる。この近赤外光に外部光(バイアス光)も重畳するので、仮にそれら光がそのまま撮像素子5に入射するものとすると、画素ごとに図23に示すような光強度変調が連続的に得られる。画像内の任意の位置(x,y)における画素の強度は次の(5)式で表される。
(Second embodiment)
According to the second example of the present embodiment, the
(5)式のIは画素の強度、Aは外部光すなわちバイアス光の強度、Bは光源6による照明光の変調振幅、φは照明光の変調位相である。
In Expression (5), I is the intensity of the pixel, A is the intensity of the external light, that is, the bias light, B is the modulation amplitude of the illumination light by the
変調周期を4等分する時間間隔で、例えば図23に示すt1、t2、t3、t4の各時点で撮像すると、各時点で取得される画像強度は以下のように表される。 For example, when imaging is performed at time points t1, t2, t3, and t4 shown in FIG. 23 at time intervals that divide the modulation period into four equal parts, the image intensity acquired at each time point is expressed as follows.
(6)〜(9)式を用いて照明光の変調振幅は次の(10)式で求めることができる。したがって、上記各時点で撮像された画像について、バイアス成分除去処理部751において(10)式の演算を行うことにより、バイアス光の影響(バイアス成分)を除去した画像を生成することができる。この画像が撮像素子5により撮像された画像として扱われる。
The modulation amplitude of the illumination light can be obtained by the following equation (10) using the equations (6) to (9). Therefore, an image obtained by removing the influence of the bias light (bias component) can be generated by performing the calculation of the expression (10) in the bias component
上記では変調周期を4等分するサンプリング間隔で画像を取り込んだが、サンプリング数を増やしてもよいし、変調振幅を抽出する演算に離散フーリエ変換を用いてもよい。サンプリング数を増やすと、より厳密にバイアス成分を除去した画像を生成可能となる。 In the above description, an image is captured at a sampling interval that divides the modulation period into four. However, the number of samplings may be increased, or discrete Fourier transform may be used for the calculation for extracting the modulation amplitude. Increasing the number of samplings makes it possible to generate an image from which the bias component has been removed more strictly.
[第9の実施形態]
本発明に係る個人認証装置は、その撮像光学系全体を薄型構造とすることができるため、様々な電子機器に容易に組み込むことができる。そして、個人認証装置による認証処理結果に応じて電子機器の動作を制御し、例えば電子機器の利用者制限を図ることができる。
[Ninth Embodiment]
The personal authentication apparatus according to the present invention can be easily incorporated into various electronic devices because the entire imaging optical system can have a thin structure. Then, the operation of the electronic device can be controlled according to the result of the authentication processing by the personal authentication device, and for example, the user of the electronic device can be restricted.
図24に、本発明に係る個人認証装置を組み込んだ小型情報端末(例えばPDA)とノートブックパソコンの例を示す。図24において、800が本発明の個人認証装置であるが、その指を載せる部分のみが表面に露出している。この小型情報端末やノートブックパソコンを利用しようとする者は、個人認証装置800の露出部分に指を載せ、又はスライドさせて静脈パターンを読み取らせて認証させる。機器側では、例えば、その者が予め登録されている者と同一人であると認証されたならばログイン(login)を許可し、同一人であると認証されないときにはログインを拒否する制御を行う。
FIG. 24 shows an example of a small information terminal (for example, PDA) and a notebook personal computer incorporating a personal authentication device according to the present invention. In FIG. 24,
1 指(生体)
2 静脈(被写体)
3 レンズアレイ
3a レンズアレイ上のレンズ
4 遮光部材
5 撮像素子
6 光源
7 光学的バンドパスフィルタ
8 ステージ
9 パルスモータ
10 ボールねじ
100 撮像光学系
101 つなぎ合わせ処理部
102 前処理部
103 再構成演算部
104 後処理部
105 認証演算部
106 登録データメモリ
201 補正演算部
202 光学伝達関数データメモリ
301 被写体距離検出部
401 再構成画像間視差検出部
402 つなぎ合わせ処理部
501 複眼画像間視差検出部
502 つなぎ合わせ処理部
601 つなぎ合わせ処理部
700 撮像光学系
701 つなぎ合わせ処理部
702 速度変動補償処理部
600a,600B 撮像光学系
751 バイアス成分除去処理部
752 制御部
800 電子機器に組み込まれた個人認証装置
1 finger (living body)
2 Veins (subject)
DESCRIPTION OF
Claims (16)
前記生体に近赤外光を照射する光源、
前記生体側に0又は負のパワーを持つ面を有しかつ像面側に正のパワーを持つ面を有する複数のレンズがアレイ配列されてなる、前記被写体の像を結像するためのレンズアレイ、及び、
前記レンズアレイの像面側に設けられた、前記複数のレンズのそれぞれにより結像される前記被写体の像(以下、この像を個眼画像と記す)の集合である複眼画像を撮像するための撮像素子を含む撮像光学系と、
前記撮像光学系の少なくとも前記撮像素子を、前記レンズの光軸と直交する面内において移動させる移動手段と、
前記撮像素子が前記面内における複数の異なった位置に移動した時に前記撮像素子により撮像された複数の複眼画像をつなぎ合わせる処理を行って1の複眼画像を生成する、つなぎ合わせ処理手段と、
前記つなぎ合わせ処理手段により生成された複眼画像に対し、各個眼画像毎に、予め用意された前記レンズに関する光学伝達関数データに基づいて、前記レンズによる像劣化の補正処理を施す補正処理手段と、
前記補正手段により補正された複眼画像から、その個眼画像間の視差を利用して単一画像を再構成する処理を行って1の再構成画像を生成する再構成処理手段とを有し、
前記再構成処理手段により生成された再構成画像を前記被写体の画像として入力する画像入力装置であって、
前記撮像素子によって撮像された複眼画像における個眼画像間の視差に基づいて前記被写体から前記レンズアレイまでの距離(以下、被写体距離)を検出する被写体距離算出手段をさらに有し、
前記補正処理手段は、予め用意された前記レンズに関する複数の光学伝達関数データの中から、前記被写体距離検出手段により検出された被写体距離に応じて、前記補正処理に用いる光学伝達関数データを選択することを特徴とする画像入力装置。 In an image input device for inputting an image of a subject existing inside a stationary living body ,
A light source for irradiating the living body with near-infrared light,
A lens array for forming an image of the subject, wherein a plurality of lenses having a surface having zero or negative power on the living body side and a surface having positive power on the image surface side are arrayed ,as well as,
For capturing a compound eye image that is a set of images of the subject (hereinafter referred to as a single eye image) formed by each of the plurality of lenses provided on the image plane side of the lens array. An imaging optical system including an imaging element;
Moving means for moving at least the image sensor of the imaging optical system in a plane perpendicular to the optical axis of the lens;
Stitching processing means for creating a single compound eye image by performing a process of stitching a plurality of compound eye images picked up by the image sensor when the image sensor moves to a plurality of different positions in the plane;
Correction processing means for performing correction processing of image degradation by the lens based on optical transfer function data relating to the lens prepared in advance for each single-eye image for the compound eye image generated by the splicing processing means;
Reconstructing processing means for generating a single reconstructed image by performing processing for reconstructing a single image from the compound eye image corrected by the correcting means using parallax between the single-eye images;
An image input device for inputting a reconstructed image generated by the reconstructing processing means as an image of the subject ,
Subject distance calculating means for detecting a distance from the subject to the lens array (hereinafter, subject distance) based on parallax between single-eye images in a compound eye image captured by the imaging element;
The correction processing means selects optical transfer function data to be used for the correction process from a plurality of optical transfer function data relating to the lens prepared in advance, according to the subject distance detected by the subject distance detection means. An image input apparatus characterized by that.
前記生体に近赤外光を照射する光源、
前記生体側に0又は負のパワーを持つ面を有しかつ像面側に正のパワーを持つ面を有する複数のレンズがアレイ配列されてなる、前記被写体の像を結像するためのレンズアレイ、及び、
前記レンズアレイの像面側に設けられた、前記複数のレンズのそれぞれにより結像される前記被写体の像(以下、この像を個眼画像と記す)の集合である複眼画像を撮像するための撮像素子を含む撮像光学系と、
前記撮像光学系の少なくとも前記撮像素子を、前記レンズの光軸と直交する面内において移動させる移動手段と、
前記撮像素子によって撮像された複眼画像に対し、各個眼画像毎に、予め用意された前記レンズに関する光学伝達関数データに基づいて、前記レンズによる像劣化の補正処理を施す補正処理手段と、
前記撮像素子が前記面内における複数の異なった位置に移動した時に前記撮像素子により撮像されて、前記補正処理により補正された複数の複眼画像をつなぎ合わせる処理を行って1の複眼画像を生成する、つなぎ合わせ処理手段と、
前記つなぎ合わせ処理手段により生成された複眼画像から、その個眼画像間の視差を利用して単一画像を再構成する処理を行って1の再構成画像を生成する再構成処理手段とを有し、
前記再構成処理手段により生成された再構成画像を前記被写体の画像として入力する画像入力装置であって、
前記撮像素子によって撮像された複眼画像における個眼画像間の視差に基づいて前記被写体から前記レンズアレイまでの距離(以下、被写体距離)を検出する被写体距離算出手段をさらに有し、
前記補正処理手段は、予め用意された前記レンズに関する複数の光学伝達関数データの中から、前記被写体距離検出手段により検出された被写体距離に応じて、前記補正処理に用いる光学伝達関数データを選択することを特徴とする画像入力装置。 In an image input device for inputting an image of a subject existing inside a stationary living body ,
A light source for irradiating the living body with near-infrared light,
A lens array for forming an image of the subject, wherein a plurality of lenses having a surface having zero or negative power on the living body side and a surface having positive power on the image surface side are arrayed ,as well as,
For capturing a compound eye image that is a set of images of the subject (hereinafter referred to as a single eye image) formed by each of the plurality of lenses provided on the image plane side of the lens array. An imaging optical system including an imaging element;
Moving means for moving at least the image sensor of the imaging optical system in a plane perpendicular to the optical axis of the lens;
Correction processing means for performing correction processing of image degradation by the lens based on optical transfer function data relating to the lens prepared in advance for each single-eye image for the compound eye image captured by the imaging device;
When the image sensor is moved to a plurality of different positions in the plane, the image is picked up by the image sensor, and a plurality of compound images corrected by the correction process are connected to generate one compound eye image. , Stitching processing means,
Reconstructing processing means for generating a single reconstructed image by performing processing for reconstructing a single image from the compound eye images generated by the stitching processing means using the parallax between the single-eye images. And
An image input device for inputting a reconstructed image generated by the reconstructing processing means as an image of the subject ,
Subject distance calculating means for detecting a distance from the subject to the lens array (hereinafter, subject distance) based on parallax between single-eye images in a compound eye image captured by the imaging element;
The correction processing means selects optical transfer function data to be used for the correction process from a plurality of optical transfer function data relating to the lens prepared in advance, according to the subject distance detected by the subject distance detection means. An image input apparatus characterized by that.
前記生体に近赤外光を照射する光源、
前記生体側に0又は負のパワーを持つ面を有しかつ像面側に正のパワーを持つ面を有する複数のレンズがアレイ配列されてなる、前記被写体の像を結像するためのレンズアレイ、及び、
前記レンズアレイの像面側に設けられた、前記複数のレンズのそれぞれにより結像される前記被写体の像(以下、この像を個眼画像と記す)の集合である複眼画像を撮像するための撮像素子を含む撮像光学系と、
前記撮像光学系の少なくとも前記撮像素子を、前記レンズの光軸と直交する面内において移動させる移動手段と、
前記撮像素子が前記面内における複数の異なった位置に移動した時に前記撮像素子により撮像された複数の複眼画像をつなぎ合わせる処理を行って1の複眼画像を生成する、つなぎ合わせ処理手段と、
前記つなぎ合わせ処理手段により生成された複眼画像から、その個眼画像間の視差を利用して単一画像を再構成する処理を行って1の再構成画像を生成する再構成処理手段と、
前記再構成処理手段により生成された再構成画像に対し、予め用意された前記レンズに関する光学伝達関数データに基づいて、前記レンズによる像劣化の補正処理を施す補正処理手段とを有し、
前記補正処理手段により補正された再構成画像を前記被写体の画像として入力する画像入力装置であって、
前記撮像素子によって撮像された複眼画像における個眼画像間の視差に基づいて前記被写体から前記レンズアレイまでの距離(以下、被写体距離)を検出する被写体距離算出手段をさらに有し、
前記補正処理手段は、予め用意された前記レンズに関する複数の光学伝達関数データの中から、前記被写体距離検出手段により検出された被写体距離に応じて、前記補正処理に用いる光学伝達関数データを選択することを特徴とする画像入力装置。 In an image input device for inputting an image of a subject existing inside a stationary living body ,
A light source for irradiating the living body with near-infrared light,
A lens array for forming an image of the subject, wherein a plurality of lenses having a surface having zero or negative power on the living body side and a surface having positive power on the image surface side are arrayed ,as well as,
For capturing a compound eye image that is a set of images of the subject (hereinafter referred to as a single eye image) formed by each of the plurality of lenses provided on the image plane side of the lens array. An imaging optical system including an imaging element;
Moving means for moving at least the image sensor of the imaging optical system in a plane perpendicular to the optical axis of the lens;
Stitching processing means for creating a single compound eye image by performing a process of stitching a plurality of compound eye images picked up by the image sensor when the image sensor moves to a plurality of different positions in the plane;
Reconstructing processing means for generating a single reconstructed image by performing processing for reconstructing a single image from a compound eye image generated by the splicing processing means using parallax between the single-eye images;
Correction processing means for performing correction processing of image degradation by the lens based on optical transfer function data relating to the lens prepared in advance for the reconstructed image generated by the reconstruction processing means,
An image input device for inputting the reconstructed image corrected by the correction processing means as the image of the subject ,
Subject distance calculating means for detecting a distance from the subject to the lens array (hereinafter, subject distance) based on parallax between single-eye images in a compound eye image captured by the imaging element;
The correction processing means selects optical transfer function data to be used for the correction process from a plurality of optical transfer function data relating to the lens prepared in advance, according to the subject distance detected by the subject distance detection means. An image input apparatus characterized by that.
前記生体に近赤外光を照射する光源、
前記生体側に0又は負のパワーを持つ面を有しかつ像面側に正のパワーを持つ面を有する複数のレンズがアレイ配列されてなる、前記被写体の像を結像するためのレンズアレイ、及び、
前記レンズアレイの像面側に設けられた、前記複数のレンズのそれぞれにより結像される前記被写体の像(以下、この像を個眼画像と記す)の集合である複眼画像を撮像するための撮像素子を含む撮像光学系と、
前記撮像光学系の少なくとも前記撮像素子を、前記レンズの光軸と直交する面内において移動させる移動手段と、
前記撮像素子が前記面内における複数の異なった位置に移動した時に前記撮像素子により撮像された複数の複眼画像それぞれから、その個眼画像間の視差を利用して単一画像を再構成する処理を行って複数の再構成画像を生成する再構成処理手段と、
前記再構成処理手段により生成された複数の再構成画像をつなぎ合わせる処理を行って単一画像を生成する、つなぎ合わせ処理手段と、
前記つなぎ合わせ処理手段により生成された単一画像に対し、予め用意された前記レンズに関する光学伝達関数データに基づいて、前記レンズによる像劣化の補正処理を施す補正処理手段とを有し、
前記補正処理手段により補正された単一画像を前記被写体の画像として入力する画像入力装置であって、
前記撮像素子によって撮像された複眼画像における個眼画像間の視差に基づいて前記被写体から前記レンズアレイまでの距離(以下、被写体距離)を検出する被写体距離算出手段をさらに有し、
前記補正処理手段は、予め用意された前記レンズに関する複数の光学伝達関数データの中から、前記被写体距離検出手段により検出された被写体距離に応じて、前記補正処理に用いる光学伝達関数データを選択することを特徴とする画像入力装置。 In an image input device for inputting an image of a subject existing inside a stationary living body ,
A light source for irradiating the living body with near-infrared light,
A lens array for forming an image of the subject, wherein a plurality of lenses having a surface having zero or negative power on the living body side and a surface having positive power on the image surface side are arrayed ,as well as,
For capturing a compound eye image that is a set of images of the subject (hereinafter referred to as a single eye image) formed by each of the plurality of lenses provided on the image plane side of the lens array. An imaging optical system including an imaging element;
Moving means for moving at least the image sensor of the imaging optical system in a plane perpendicular to the optical axis of the lens;
Processing for reconstructing a single image from the plurality of compound eye images captured by the image sensor when the image sensor moves to a plurality of different positions in the plane, using the parallax between the single-eye images Reconstructing processing means for generating a plurality of reconstructed images by performing
A stitching processing means for performing a process of stitching a plurality of reconstructed images generated by the reconstruction processing means to generate a single image;
Correction processing means for performing correction processing of image degradation by the lens based on optical transfer function data relating to the lens prepared in advance for a single image generated by the stitching processing means,
An image input device for inputting a single image corrected by the correction processing means as an image of the subject ,
Subject distance calculating means for detecting a distance from the subject to the lens array (hereinafter, subject distance) based on parallax between single-eye images in a compound eye image captured by the imaging element;
The correction processing means selects optical transfer function data to be used for the correction process from a plurality of optical transfer function data relating to the lens prepared in advance, according to the subject distance detected by the subject distance detection means. An image input apparatus characterized by that.
前記生体に近赤外光を照射する光源、
前記生体側に0又は負のパワーを持つ面を有しかつ像面側に正のパワーを持つ面を有する複数のレンズがアレイ配列されてなる、前記被写体の像を結像するためのレンズアレイ、及び、
前記レンズアレイの像面側に設けられた、前記複数のレンズのそれぞれにより結像される前記被写体の像(以下、この像を個眼画像と記す)の集合である複眼画像を撮像するための撮像素子を含む撮像光学系と、
前記撮像光学系の少なくとも前記撮像素子を、前記レンズの光軸と直交する面内において移動させる移動手段と、
前記撮像素子によって撮像された複眼画像に対し、各個眼画像毎に、予め用意された前記レンズに関する光学伝達関数データに基づいて、前記レンズによる像劣化の補正処理を施す補正処理手段と、
前記撮像素子が前記面内における複数の異なった位置に移動した時に前記撮像素子により撮像されて、前記補正処理手段により補正された複数の複眼画像それぞれから、その個眼画像間の視差を利用して単一画像を再構成する処理を行って複数の再構成画像を生成する再構成処理手段と、
前記再構成処理手段により生成された複数の再構成画像をつなぎ合わせる処理を行って単一画像を生成する、つなぎ合わせ処理手段とを有し、
前記つなぎ合わせ処理手段により生成された単一画像を前記被写体の画像として入力する画像入力装置であって、
前記撮像素子によって撮像された複眼画像における個眼画像間の視差に基づいて前記被写体から前記レンズアレイまでの距離(以下、被写体距離)を検出する被写体距離算出手段をさらに有し、
前記補正処理手段は、予め用意された前記レンズに関する複数の光学伝達関数データの中から、前記被写体距離検出手段により検出された被写体距離に応じて、前記補正処理に用いる光学伝達関数データを選択することを特徴とする画像入力装置。 In an image input device for inputting an image of a subject existing inside a stationary living body ,
A light source for irradiating the living body with near-infrared light,
A lens array for forming an image of the subject, wherein a plurality of lenses having a surface having zero or negative power on the living body side and a surface having positive power on the image surface side are arrayed ,as well as,
For capturing a compound eye image that is a set of images of the subject (hereinafter referred to as a single eye image) formed by each of the plurality of lenses provided on the image plane side of the lens array. An imaging optical system including an imaging element;
Moving means for moving at least the image sensor of the imaging optical system in a plane perpendicular to the optical axis of the lens;
Correction processing means for performing correction processing of image degradation by the lens based on optical transfer function data relating to the lens prepared in advance for each single-eye image for the compound eye image captured by the imaging device;
When the image sensor moves to a plurality of different positions in the plane, the parallax between the single-eye images is used from each of a plurality of compound-eye images captured by the image sensor and corrected by the correction processing unit. Reconstructing processing means for reconstructing a single image and generating a plurality of reconstructed images;
Stitching processing means for performing a process of stitching together the plurality of reconstructed images generated by the reconstruction processing means to generate a single image;
An image input device for inputting a single image generated by the stitching processing means as an image of the subject ,
Subject distance calculating means for detecting a distance from the subject to the lens array (hereinafter, subject distance) based on parallax between single-eye images in a compound eye image captured by the imaging element;
The correction processing means selects optical transfer function data to be used for the correction process from a plurality of optical transfer function data relating to the lens prepared in advance, according to the subject distance detected by the subject distance detection means. An image input apparatus characterized by that.
前記生体に近赤外光を照射する光源、
前記生体側に0又は負のパワーを持つ面を有しかつ像面側に正のパワーを持つ面を有する複数のレンズがアレイ配列されてなる、前記被写体の像を結像するためのレンズアレイ、及び、
前記レンズアレイの像面側に設けられた、前記複数のレンズのそれぞれにより結像される前記被写体の像(以下、この像を個眼画像と記す)の集合である複眼画像を撮像するための撮像素子を含む撮像光学系と、
前記撮像光学系の少なくとも前記撮像素子を、前記レンズの光軸と直交する面内において移動させる移動手段と、
前記撮像素子が前記面内における複数の異なった位置に移動した時に前記撮像素子により撮像された複数の複眼画像それぞれから、その個眼画像間の視差を利用して単一画像を再構成する処理を行って複数の再構成画像を生成する再構成処理手段と、
前記再構成処理手段により生成された複数の再構成画像に対し、予め用意された前記レンズに関する光学伝達関数データに基づいて、前記レンズによる像劣化の補正処理を施す補正処理手段と、
前記補正処理手段により補正された複数の再構成画像をつなぎ合わせる処理を行って単一画像を生成する、つなぎ合わせ処理手段とを有し、
前記つなぎ合わせ処理手段により生成された単一画像を前記被写体の画像として入力する画像入力装置であって、
前記撮像素子によって撮像された複眼画像における個眼画像間の視差に基づいて前記被写体から前記レンズアレイまでの距離(以下、被写体距離)を検出する被写体距離算出手段をさらに有し、
前記補正処理手段は、予め用意された前記レンズに関する複数の光学伝達関数データの中から、前記被写体距離検出手段により検出された被写体距離に応じて、前記補正処理に用いる光学伝達関数データを選択することを特徴とする画像入力装置。 In an image input device for inputting an image of a subject existing inside a stationary living body ,
A light source for irradiating the living body with near-infrared light,
A lens array for forming an image of the subject, wherein a plurality of lenses having a surface having zero or negative power on the living body side and a surface having positive power on the image surface side are arrayed ,as well as,
For capturing a compound eye image that is a set of images of the subject (hereinafter referred to as a single eye image) formed by each of the plurality of lenses provided on the image plane side of the lens array. An imaging optical system including an imaging element;
Moving means for moving at least the image sensor of the imaging optical system in a plane perpendicular to the optical axis of the lens;
Processing for reconstructing a single image from the plurality of compound eye images captured by the image sensor when the image sensor moves to a plurality of different positions in the plane, using the parallax between the single-eye images Reconstructing processing means for generating a plurality of reconstructed images by performing
Correction processing means for performing image deterioration correction processing by the lens based on optical transfer function data relating to the lens prepared in advance for a plurality of reconstructed images generated by the reconstruction processing means;
Stitching processing means for generating a single image by stitching together the plurality of reconstructed images corrected by the correction processing means;
An image input device for inputting a single image generated by the stitching processing means as an image of the subject ,
Subject distance calculating means for detecting a distance from the subject to the lens array (hereinafter, subject distance) based on parallax between single-eye images in a compound eye image captured by the imaging element;
The correction processing means selects optical transfer function data to be used for the correction process from a plurality of optical transfer function data relating to the lens prepared in advance, according to the subject distance detected by the subject distance detection means. An image input apparatus characterized by that.
前記生体に近赤外光を照射する光源、
前記生体側に0又は負のパワーを持つ面を有しかつ像面側に正のパワーを持つ面を有する複数のレンズがアレイ配列されてなる、前記被写体の像を結像するためのレンズアレイ、及び、
前記レンズアレイの像面側に設けられた、前記複数のレンズのそれぞれにより結像される前記被写体の像(以下、この像を個眼画像と記す)の集合である複眼画像を撮像するための撮像素子を含む撮像光学系と、
所定の時間間隔で連続的に前記撮像素子により撮像された複数の複眼画像それぞれから、その個眼画像間の視差を利用して単一画像を再構成する処理を行って複数の再構成画像を生成する再構成処理手段と、
前記再構成処理手段により生成された複数の再構成画像の相互間の視差を検出する再構成画像間視差検出手段と、
前記再構成画像間視差検出手段により検出された視差を利用して、前記再構成処理手段により生成された複数の再構成画像をつなぎ合わせる処理を行って単一画像を生成する、つなぎ合わせ処理手段と、
前記つなぎ合わせ処理手段により生成された単一画像に対し、予め用意された前記レンズに関する光学伝達関数データに基づいて、前記レンズによる像劣化の補正処理を施す補正処理手段とを有し、
前記補正処理手段により補正された単一画像を前記被写体の画像として入力する画像入力装置であって、
前記撮像素子によって撮像された複眼画像における個眼画像間の視差に基づいて前記被写体から前記レンズアレイまでの距離(以下、被写体距離)を検出する被写体距離算出手段をさらに有し、
前記補正処理手段は、予め用意された前記レンズに関する複数の光学伝達関数データの中から、前記被写体距離検出手段により検出された被写体距離に応じて、前記補正処理に用いる光学伝達関数データを選択することを特徴とする画像入力装置。 In an image input device for inputting an image of a subject existing inside a moving living body ,
A light source for irradiating the living body with near-infrared light,
A lens array for forming an image of the subject, wherein a plurality of lenses having a surface having zero or negative power on the living body side and a surface having positive power on the image surface side are arrayed ,as well as,
For capturing a compound eye image that is a set of images of the subject (hereinafter referred to as a single eye image) formed by each of the plurality of lenses provided on the image plane side of the lens array. An imaging optical system including an imaging element;
A plurality of reconstructed images are obtained by performing a process of reconstructing a single image using parallax between the single-eye images from each of a plurality of compound-eye images continuously captured by the image sensor at predetermined time intervals. Reconfiguration processing means to generate,
Reconstructed image parallax detection means for detecting parallax between a plurality of reconstructed images generated by the reconstruction processing means;
A stitching processing means for generating a single image by performing a process of stitching together a plurality of reconstructed images generated by the reconstruction processing means using the parallax detected by the parallax detection means between the reconstructed images When,
Correction processing means for performing correction processing of image degradation by the lens based on optical transfer function data relating to the lens prepared in advance for a single image generated by the stitching processing means,
An image input device for inputting a single image corrected by the correction processing means as an image of the subject ,
Subject distance calculating means for detecting a distance from the subject to the lens array (hereinafter, subject distance) based on parallax between single-eye images in a compound eye image captured by the imaging element;
The correction processing means selects optical transfer function data to be used for the correction process from a plurality of optical transfer function data relating to the lens prepared in advance, according to the subject distance detected by the subject distance detection means. An image input apparatus characterized by that.
前記生体に近赤外光を照射する光源、
前記生体側に0又は負のパワーを持つ面を有しかつ像面側に正のパワーを持つ面を有する複数のレンズがアレイ配列されてなる、前記被写体の像を結像するためのレンズアレイ、及び、
前記レンズアレイの像面側に設けられた、前記複数のレンズのそれぞれにより結像される前記被写体の像(以下、この像を個眼画像と記す)の集合である複眼画像を撮像するための撮像素子を含む撮像光学系と、
前記撮像素子によって撮像された複眼画像に対し、各個眼画像毎に、予め用意された前記レンズに関する光学伝達関数データに基づいて、前記レンズによる像劣化の補正処理を施す補正処理手段と、
所定の時間間隔で連続的に前記撮像素子により撮像されて、前記補正手段により補正された複数の複眼画像それぞれから、その個眼画像間の視差を利用して単一画像を再構成する処理を行って複数の再構成画像を生成する再構成処理手段と、
前記再構成処理手段により生成された複数の再構成画像の相互間の視差を検出する再構成画像間視差検出手段と、
前記再構成画像間視差検出手段により検出された視差を利用して、前記再構成処理手段により生成された複数の再構成画像をつなぎ合わせる処理を行って単一画像を生成する、つなぎ合わせ処理手段とを有し、
前記つなぎ合わせ処理手段により生成された単一画像を前記被写体の画像として入力する画像入力装置であって、
前記撮像素子によって撮像された複眼画像における個眼画像間の視差に基づいて前記被写体から前記レンズアレイまでの距離(以下、被写体距離)を検出する被写体距離算出手段をさらに有し、
前記補正処理手段は、予め用意された前記レンズに関する複数の光学伝達関数データの中から、前記被写体距離検出手段により検出された被写体距離に応じて、前記補正処理に用いる光学伝達関数データを選択することを特徴とする画像入力装置。 In an image input device for inputting an image of a subject existing inside a moving living body ,
A light source for irradiating the living body with near-infrared light,
A lens array for forming an image of the subject, wherein a plurality of lenses having a surface having zero or negative power on the living body side and a surface having positive power on the image surface side are arrayed ,as well as,
For capturing a compound eye image that is a set of images of the subject (hereinafter referred to as a single eye image) formed by each of the plurality of lenses provided on the image plane side of the lens array. An imaging optical system including an imaging element;
Correction processing means for performing correction processing of image degradation by the lens based on optical transfer function data relating to the lens prepared in advance for each single-eye image for the compound eye image captured by the imaging device;
A process of reconstructing a single image using parallax between the single-eye images from each of a plurality of compound-eye images continuously captured at a predetermined time interval and corrected by the correction unit. Reconstructing processing means for generating a plurality of reconstructed images, and
Reconstructed image parallax detection means for detecting parallax between a plurality of reconstructed images generated by the reconstruction processing means;
A stitching processing means for generating a single image by performing a process of stitching together a plurality of reconstructed images generated by the reconstruction processing means using the parallax detected by the parallax detection means between the reconstructed images And
An image input device for inputting a single image generated by the stitching processing means as an image of the subject ,
Subject distance calculating means for detecting a distance from the subject to the lens array (hereinafter, subject distance) based on parallax between single-eye images in a compound eye image captured by the imaging element;
The correction processing means selects optical transfer function data to be used for the correction process from a plurality of optical transfer function data relating to the lens prepared in advance, according to the subject distance detected by the subject distance detection means. An image input apparatus characterized by that.
前記生体に近赤外光を照射する光源、
前記生体側に0又は負のパワーを持つ面を有しかつ像面側に正のパワーを持つ面を有する複数のレンズがアレイ配列されてなる、前記被写体の像を結像するためのレンズアレイ、及び、
前記レンズアレイの像面側に設けられた、前記複数のレンズのそれぞれにより結像される前記被写体の像(以下、この像を個眼画像と記す)の集合である複眼画像を撮像するための撮像素子を含む撮像光学系と、
所定の時間間隔で連続的に前記撮像素子により撮像された複数の複眼画像それぞれから、その個眼画像間の視差を利用して単一画像を再構成する処理を行って複数の再構成画像を生成する再構成処理手段と、
前記再構成処理手段により生成された複数の再構成画像に対し、予め用意された前記レンズに関する光学伝達関数データに基づいて、前記レンズによる像劣化の補正処理を施す補正処理手段と、
前記補正処理手段により補正された複数の再構成画像の相互間の視差を検出する再構成画像間視差検出手段と、
前記再構成画像間視差検出手段により検出された視差を利用して、前記補正処理手段により補正された複数の再構成画像をつなぎ合わせる処理を行って単一画像を生成する、つなぎ合わせ処理手段とを有し、
前記つなぎ合わせ処理手段により生成された単一画像を前記被写体の画像として入力する画像入力装置であって、
前記撮像素子によって撮像された複眼画像における個眼画像間の視差に基づいて前記被写体から前記レンズアレイまでの距離(以下、被写体距離)を検出する被写体距離算出手段をさらに有し、
前記補正処理手段は、予め用意された前記レンズに関する複数の光学伝達関数データの中から、前記被写体距離検出手段により検出された被写体距離に応じて、前記補正処理に用いる光学伝達関数データを選択することを特徴とする画像入力装置。 In an image input device for inputting an image of a subject existing inside a moving living body ,
A light source for irradiating the living body with near-infrared light,
A lens array for forming an image of the subject, wherein a plurality of lenses having a surface having zero or negative power on the living body side and a surface having positive power on the image surface side are arrayed ,as well as,
For capturing a compound eye image that is a set of images of the subject (hereinafter referred to as a single eye image) formed by each of the plurality of lenses provided on the image plane side of the lens array. An imaging optical system including an imaging element;
A plurality of reconstructed images are obtained by performing a process of reconstructing a single image using parallax between the single-eye images from each of a plurality of compound-eye images continuously captured by the image sensor at predetermined time intervals. Reconfiguration processing means to generate,
Correction processing means for performing image deterioration correction processing by the lens based on optical transfer function data relating to the lens prepared in advance for a plurality of reconstructed images generated by the reconstruction processing means;
Reconstructed image parallax detecting means for detecting parallax between a plurality of reconstructed images corrected by the correction processing means;
A splicing processing unit that generates a single image by performing a process of splicing a plurality of reconstructed images corrected by the correction processing unit using the parallax detected by the reconstructed inter-parallax detection unit; Have
An image input device for inputting a single image generated by the stitching processing means as an image of the subject ,
Subject distance calculating means for detecting a distance from the subject to the lens array (hereinafter, subject distance) based on parallax between single-eye images in a compound eye image captured by the imaging element;
The correction processing means selects optical transfer function data to be used for the correction process from a plurality of optical transfer function data relating to the lens prepared in advance, according to the subject distance detected by the subject distance detection means. An image input apparatus characterized by that.
前記生体に近赤外光を照射する光源、
前記生体側に0又は負のパワーを持つ面を有しかつ像面側に正のパワーを持つ面を有する複数のレンズがアレイ配列されてなる、前記被写体の像を結像するためのレンズアレイ、及び、
前記レンズアレイの像面側に設けられた、前記複数のレンズのそれぞれにより結像される前記被写体の像(以下、この像を個眼画像と記す)の集合である複眼画像を撮像するための撮像素子を含む撮像光学系と、
所定の時間間隔で連続的に前記撮像素子により撮像された複数の複眼画像の相互間の視差を検出する複眼画像間視差検出手段と、
前記複眼画像間視差検出手段により検出された視差を利用して、前記撮像素子により撮像された複数の複眼画像をつなぎ合わせる処理を行って1の複眼画像を生成する、つなぎ合わせ処理手段と、
前記つなぎ合わせ処理手段により生成された複眼画像に対し、各個眼画像毎に、予め用意された前記レンズに関する光学伝達関数データに基づいて、前記レンズによる像劣化の補正処理を施す補正処理手段と、
前記補正処理手段により補正された複眼画像から、その個眼画像間の視差を利用して単一画像を再構成する処理を行って1の再構成画像を生成する再構成処理手段とを有し、
前記再構成処理手段により生成された再構成画像を前記被写体の画像として入力する画像入力装置であって、
前記撮像素子によって撮像された複眼画像における個眼画像間の視差に基づいて前記被写体から前記レンズアレイまでの距離(以下、被写体距離)を検出する被写体距離算出手段をさらに有し、
前記補正処理手段は、予め用意された前記レンズに関する複数の光学伝達関数データの中から、前記被写体距離検出手段により検出された被写体距離に応じて、前記補正処理に用いる光学伝達関数データを選択することを特徴とする画像入力装置。 In an image input device for inputting an image of a subject existing inside a moving living body ,
A light source for irradiating the living body with near-infrared light,
A lens array for forming an image of the subject, wherein a plurality of lenses having a surface having zero or negative power on the living body side and a surface having positive power on the image surface side are arrayed ,as well as,
For capturing a compound eye image that is a set of images of the subject (hereinafter referred to as a single eye image) formed by each of the plurality of lenses provided on the image plane side of the lens array. An imaging optical system including an imaging element;
A compound eye inter-image parallax detecting means for detecting a parallax between a plurality of compound eye images continuously captured by the imaging device at a predetermined time interval;
A stitching processing means for generating a single compound eye image by performing a process of stitching a plurality of compound eye images captured by the image sensor using the parallax detected by the compound eye inter-image parallax detection means;
Correction processing means for performing correction processing of image degradation by the lens based on optical transfer function data relating to the lens prepared in advance for each single-eye image for the compound eye image generated by the splicing processing means;
Reconstructing processing means for generating a single reconstructed image by performing processing for reconstructing a single image from the compound eye image corrected by the correcting processing means using the parallax between the single-eye images. ,
An image input device for inputting a reconstructed image generated by the reconstructing processing means as an image of the subject ,
Subject distance calculating means for detecting a distance from the subject to the lens array (hereinafter, subject distance) based on parallax between single-eye images in a compound eye image captured by the imaging element;
The correction processing means selects optical transfer function data to be used for the correction process from a plurality of optical transfer function data relating to the lens prepared in advance, according to the subject distance detected by the subject distance detection means. An image input apparatus characterized by that.
前記生体に近赤外光を照射する光源、
前記生体側に0又は負のパワーを持つ面を有しかつ像面側に正のパワーを持つ面を有する複数のレンズがアレイ配列されてなる、前記被写体の像を結像するためのレンズアレイ、及び、
前記レンズアレイの像面側に設けられた、前記複数のレンズのそれぞれにより結像される前記被写体の像(以下、この像を個眼画像と記す)の集合である複眼画像を撮像するための撮像素子を含む撮像光学系と、
前記撮像素子によって撮像された複眼画像に対し、各個眼画像毎に、予め用意された前記レンズに関する光学伝達関数データに基づいて、前記レンズによる像劣化の補正処理を施す補正処理手段と、
所定の時間間隔で連続的に前記撮像素子により撮像されて、前記補正手段により補正された複数の複眼画像の相互間の視差を検出する複眼画像間視差検出手段と、
前記複眼画像間視差検出手段により検出された視差を利用して、前記撮像素子により撮像された複数の複眼画像をつなぎ合わせる処理を行って1の複眼画像を生成する、つなぎ合わせ処理手段と、
前記つなぎ合わせ処理手段により生成された複眼画像から、その個眼画像間の視差を利用して単一画像を再構成する処理を行って1の再構成画像を生成する再構成処理手段とを有し、
前記再構成処理手段により生成された再構成画像を前記被写体の画像として入力する画像入力装置であって、
前記撮像素子によって撮像された複眼画像における個眼画像間の視差に基づいて前記被写体から前記レンズアレイまでの距離(以下、被写体距離)を検出する被写体距離算出手段をさらに有し、
前記補正処理手段は、予め用意された前記レンズに関する複数の光学伝達関数データの中から、前記被写体距離検出手段により検出された被写体距離に応じて、前記補正処理に用いる光学伝達関数データを選択することを特徴とする画像入力装置。 In an image input device for inputting an image of a subject existing inside a moving living body ,
A light source for irradiating the living body with near-infrared light,
A lens array for forming an image of the subject, wherein a plurality of lenses having a surface having zero or negative power on the living body side and a surface having positive power on the image surface side are arrayed ,as well as,
For capturing a compound eye image that is a set of images of the subject (hereinafter referred to as a single eye image) formed by each of the plurality of lenses provided on the image plane side of the lens array. An imaging optical system including an imaging element;
Correction processing means for performing correction processing of image degradation by the lens based on optical transfer function data relating to the lens prepared in advance for each single-eye image for the compound eye image captured by the imaging device;
A compound-eye image parallax detection unit that detects parallax between a plurality of compound-eye images that are continuously captured at predetermined time intervals by the imaging device and corrected by the correction unit;
A stitching processing means for generating a single compound eye image by performing a process of stitching a plurality of compound eye images captured by the image sensor using the parallax detected by the compound eye inter-image parallax detection means;
Reconstructing processing means for generating a single reconstructed image by performing processing for reconstructing a single image from the compound eye images generated by the stitching processing means using the parallax between the single-eye images. And
An image input device for inputting a reconstructed image generated by the reconstructing processing means as an image of the subject,
Subject distance calculating means for detecting a distance from the subject to the lens array (hereinafter, subject distance) based on parallax between single-eye images in a compound eye image captured by the imaging element;
The correction processing means selects optical transfer function data to be used for the correction process from a plurality of optical transfer function data relating to the lens prepared in advance, according to the subject distance detected by the subject distance detection means. An image input apparatus characterized by that.
前記生体に近赤外光を照射する光源、
前記生体側に0又は負のパワーを持つ面を有しかつ像面側に正のパワーを持つ面を有する複数のレンズがアレイ配列されてなる、前記被写体の像を結像するためのレンズアレイ、及び、
前記レンズアレイの像面側に設けられた、前記複数のレンズのそれぞれにより結像される前記被写体の像(以下、この像を個眼画像と記す)の集合である複眼画像を撮像するための撮像素子を含む撮像光学系と、
所定の時間間隔で連続的に前記撮像素子により撮像された複数の複眼画像の相互間の視差を検出する複眼画像間視差検出手段と、
前記複眼画像間視差検出手段により検出された視差を利用して、前記撮像素子により撮像された複数の複眼画像をつなぎ合わせる処理を行って1の複眼画像を生成する、つなぎ合わせ処理手段と、
前記つなぎ合わせ処理手段により生成された複眼画像から、その個眼画像間の視差を利用して単一画像を再構成する処理を行って1の再構成画像を生成する再構成処理手段と、
前記再構成処理手段により生成された再構成画像に対し、予め用意された前記レンズに関する光学伝達関数データに基づいて、前記レンズによる像劣化の補正処理を施す補正処理手段とを有し、
前記補正処理手段により補正された再構成画像を前記被写体の画像として入力する画像入力装置であって、
前記撮像素子によって撮像された複眼画像における個眼画像間の視差に基づいて前記被写体から前記レンズアレイまでの距離(以下、被写体距離)を検出する被写体距離算出手段をさらに有し、
前記補正処理手段は、予め用意された前記レンズに関する複数の光学伝達関数データの中から、前記被写体距離検出手段により検出された被写体距離に応じて、前記補正処理に用いる光学伝達関数データを選択することを特徴とする画像入力装置。 In an image input device for inputting an image of a subject existing inside a moving living body ,
A light source for irradiating the living body with near-infrared light,
A lens array for forming an image of the subject, wherein a plurality of lenses having a surface having zero or negative power on the living body side and a surface having positive power on the image surface side are arrayed ,as well as,
For capturing a compound eye image that is a set of images of the subject (hereinafter referred to as a single eye image) formed by each of the plurality of lenses provided on the image plane side of the lens array. An imaging optical system including an imaging element;
A compound eye inter-image parallax detecting means for detecting a parallax between a plurality of compound eye images continuously captured by the imaging device at a predetermined time interval;
A stitching processing means for generating a single compound eye image by performing a process of stitching a plurality of compound eye images captured by the image sensor using the parallax detected by the compound eye inter-image parallax detection means;
Reconstructing processing means for generating a single reconstructed image by performing processing for reconstructing a single image from a compound eye image generated by the splicing processing means using parallax between the single-eye images;
Correction processing means for performing correction processing of image degradation by the lens based on optical transfer function data relating to the lens prepared in advance for the reconstructed image generated by the reconstruction processing means,
An image input device for inputting the reconstructed image corrected by the correction processing means as the image of the subject ,
Subject distance calculating means for detecting a distance from the subject to the lens array (hereinafter, subject distance) based on parallax between single-eye images in a compound eye image captured by the imaging element;
The correction processing means selects optical transfer function data to be used for the correction process from a plurality of optical transfer function data relating to the lens prepared in advance, according to the subject distance detected by the subject distance detection means. An image input apparatus characterized by that.
前記光源の発光状態で前記撮像素子により撮像された複眼画像と、前記光源の消光状態で前記撮像素子により撮像された複眼画像との差分をとることにより、前記光源により照射された近赤外光以外の光によるバイアス成分を除去した複眼画像を生成するバイアス成分除去処理手段とをさらに有し、Near-infrared light emitted by the light source by taking the difference between the compound eye image captured by the image sensor in the light emitting state of the light source and the compound eye image captured by the image sensor in the extinguished state of the light source. Bias component removal processing means for generating a compound eye image from which a bias component other than light is removed,
前記バイアス成分除去処理手段により生成されたバイアス成分除去後の複眼画像を、前記撮像素子により撮像された複眼画像として扱うことを特徴とする請求項1乃至12のいずれか1項記載の画像入力装置。13. The image input apparatus according to claim 1, wherein the compound eye image after the bias component removal generated by the bias component removal processing unit is handled as a compound eye image picked up by the image pickup device. .
前記光源により前記生体に照射される近赤外光の強度の正弦波状変化周期内の複数の異なった位相時点で前記撮像素子によりそれぞれ撮像された複数の複眼画像から演算処理によって、前記光源により照射された近赤外光以外の光によるバイアス成分を除去した複眼画像を生成するバイアス成分除去処理手段とをさらに有し、Irradiated by the light source by a calculation process from a plurality of compound eye images respectively captured by the image sensor at a plurality of different phase time points within a sinusoidal change period of the intensity of near infrared light irradiated to the living body by the light source. Bias component removal processing means for generating a compound eye image in which a bias component due to light other than near infrared light is removed, and
前記バイアス成分除去処理手段により生成されたバイアス成分除去後の複眼画像を、前記撮像素子により撮像された複眼画像として扱うことを特徴とする請求項1乃至12のいずれか1項記載の画像入力装置。13. The image input apparatus according to claim 1, wherein the compound eye image after the bias component removal generated by the bias component removal processing unit is handled as a compound eye image picked up by the image pickup device. .
前記画像入力装置により入力された被写体の画像に基づいて個人認証処理を行う認証処理手段とを有することを特徴とする個人認証装置。A personal authentication apparatus comprising authentication processing means for performing personal authentication processing based on an image of a subject input by the image input apparatus.
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