CN100524343C - 双眼虹膜的采集方法和装置 - Google Patents
双眼虹膜的采集方法和装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN100524343C CN100524343C CNB200710067470XA CN200710067470A CN100524343C CN 100524343 C CN100524343 C CN 100524343C CN B200710067470X A CNB200710067470X A CN B200710067470XA CN 200710067470 A CN200710067470 A CN 200710067470A CN 100524343 C CN100524343 C CN 100524343C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- right sides
- iris
- semi
- eyes
- gather
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
Abstract
本发明涉及一种双眼虹膜的采集方法及相应的装置。目前虹膜识别技术存在难以稳定的获得理想的虹膜图像的问题。本发明方法是:首先将被采集者的左、右眼球分别处于左、右两个半透半反镜中;然后使虹膜表面得到均匀的光照,调整用于左、右眼睛虹膜的成像光的振动方向相互垂直;最后将清晰的虹膜图像进行保存。同时本发明给出了采用该方法所使用的装置。本发明充分利用人的双眼的生理和物理特性,使得采集时双眼虹膜和成像平面保持较好的平行,并能让得到的左、右虹膜图像具有对称性,并且在多次采集中保持稳定。
Description
技术领域
本发明属于生物特征识别及信息安全的技术领域,特别涉及一种双眼虹膜的采集方法和装置。
背景技术
生物特征识别技术因为生物特征(指纹、虹膜、脸像等等)自身固有的特性使得它超越和替代传统的身份识别技术成为现实的可能,并且已经在一些国家和地区的特定应用领域开始被推广和使用。其中虹膜识别在身份识别的准确性方面表现尤为突出,同时因为其独特的生理结构,使得虹膜识别技术具有构建更加安全的社会环境的应用潜力。但是,虹膜识别出色的准确性是建立在总是能采集到理想的虹膜图像的基础之上的,而实际应用环境很难保证这样的基础,这正是虹膜识别技术在推向大规模实际应用中面临的主要困难。这种非理想的虹膜图像对于后续的识别会带来两个主要的问题:其一,同一虹膜不同次采集的多样性增加;其二,单次采集的有效信息的损失和干扰信息的增加。这样最终在匹配时表现为类内距离增大或者类间距离减小,从而降低识别性能。
虹膜属于眼球这一人体独特的内部生理器官的外部可见组织,具有一些独有的特性:研究表明,人用两只眼睛观察一个固定目标时比只用一只眼睛更容易保持头部的稳定和平衡。正常状态下,人的左右眼球和上下眼睑的动作是趋同的。同时虽然人类存在体型等个体差异,但是双眼之间距离的变化很小,虹膜的外径的变化幅度极小。现有的虹膜识别都是基于单只眼睛的虹膜,如果利用特定的装置实现同时采集被识别者的两只眼睛的虹膜,提高所采集的虹膜图像的稳定性,将会有效降低上述的两个问题对现有虹膜识别性能的不利影响。但是目前已经公开的文献资料,还没有关于同时采集人的双眼虹膜图像的方法以及相应的采集装置方面的研究。
发明内容
本发明的目的就是针对现有虹膜识别技术在推向大规模实际应用中遇到的问题,提出了一种同时采集人的双眼虹膜图像的方法和相应的采集装置,从而提高虹膜身份识别的性能。
本发明中双眼虹膜的采集方法的步骤是:
1、被采集者根据自己的眼睛在半透半反镜中所成的像,调整使得自己的左、右眼球的像处于左、右两个半透半反镜中;
2、利用主动近红外光作为成像光源,散射后射出形成面光源,使得虹膜表面得到均匀的光照;利用两个偏振方向垂直的偏振片使用于左、右眼睛虹膜的成像光的振动方向相互垂直;
3、根据成像光源投射在瞳孔内所成的像的清晰度判定所采集的虹膜图像是否清晰,将清晰的虹膜图像进行保存。
本发明利用人类双眼之间的距离和虹膜外径的稳定性,双眼聚焦和定位的平稳性,以及左右眼球和上下眼睑运动的趋同性,使得采集时双眼虹膜和成像平面保持较好的平行,并能让得到的左、右虹膜图像具有对称性,并且在多次采集中保持稳定。
本发明利用半透半反镜引导被采集者处于适当的位置,并利用半透半反镜在垂直方向上的大小来缩小所采集的原始图像中虹膜大小的变化幅度,而且使得双眼虹膜因为头部的偏转导致的旋转限制在一个可以控制的范围内;左右眼睛虹膜的成像光的振动方向相互垂直可以减少成像光源对虹膜图像的交叉干扰。
判定所采集的虹膜图像是否清晰的方法采用目前通用的图像清晰度计算方法,以此选择应当保存的虹膜图像并完成采集。本发明仅计算成像光源投射在瞳孔内所成的像是否清晰来判定所采集的虹膜图像是否清晰,可以大大减少计算量,从而提高计算速度。
本发明中双眼虹膜的采集方法所使用的装置包括平行设置的左右采集镜头、采集板、主动近红外光源和感应器件,其中采集板设置在左右采集镜头的正前方;采集板上依次设置有左右半透半反镜、左右偏振片、左右散射板,并且左右半透半反镜、左右偏振片、左右散射板与左右采集镜头位置对应,左右散射板靠近左右采集镜头设置;主动近红外光源设置在左右散射板后方,左右采集镜头分别与通过左右摄像头连接至微处理器;左右采集镜头、左右摄像头、主动近红外光源和感应器件分别与控制电路连接。左右偏振片的偏振方向垂直;左右半透半反镜为长方形,它们分别和左右偏振片及左右散射板中心同轴,根据现有人类学和生物学的统计数据,设置左右半透半反镜的长度35mm≤A≤45mm,宽度11mm≤B≤15mm,左右半透半反镜的中心距离75mm≤H≤85mm。
半透半反镜因为其镜面效应使之能够迅速吸引被采集者的注意,并引导被采集者处于适当的位置。感应器件作用是检测被采集者的位置,当被采集者处于有效的采集位置时,输出提示信号,驱动控制电路,启动采集进程,可以采用接近开关或者红外测距器等等器件。主动近红外光源产生近红外光作为成像光源,通过散射板进行散射以获得面光源的成像效果,然后利用偏振片进行调制。偏振片分为左右两片,且调制方向相互垂直,使得左右虹膜的成像光的振动方向相互垂直,以避免左右成像光源的交叉干扰。控制电路驱动主动近红外光源和采集镜头并提供开始采集的信号,当驱动电路被打开时,首先激励主动近红外光源使之产生近红外光并打开摄像头,然后输出开始采集的信号启动一个采集进程,同时驱动采集镜头的变焦马达,产生确定范围和时间段的连续变焦。采集镜头和摄像头采用现有产品,例如精工SE5018镜头和WATEC902H摄像头,在采集镜头连续变焦的范围内,摄像头按照确定的时间间隔并在每个间隔内采集左、右虹膜图像各一幅,然后保存在微处理器的图像缓存中。微处理器对缓存中的每幅图像进行瞳孔粗定位处理,计算位于瞳孔中成像光源所成的像的清晰度,以此为判据分别找出左、右眼虹膜的图像序列中最清晰的图像,然后保存这两幅图像并结束采集进程。采集镜头、摄像头和微处理器的连接和采集过程采用现有的虹膜识别的常用方法。
本发明是一种利用人类双眼之间的距离和虹膜外径的稳定性、双眼聚焦和定位的平稳性、以及左右眼球和上下眼睑运动的趋同性等人的生理特性来同时采集人的双眼虹膜图像,可以在实际应用中获得更加稳定的虹膜图像和更为丰富的虹膜纹理特征信息的方法和装置。
由于本发明采用的左、右半透半反镜完全相同且中心在同一水平线上,同时镜片在垂直方向的尺寸只比实际虹膜的直径稍大,被采集者可以在左右镜片中同时观察到自己左右眼的虹膜,当左右镜片中的虹膜都完整时,可以使得被采集者的头部基本保持水平,所以此时采集的虹膜的旋转角度可以被限制在较小的范围内,而且左右虹膜的旋转角度大致相同。
由于本发明同时采集双眼的虹膜图像,因此可以获得更加丰富的虹膜图像纹理信息;而且因为这种采集更加符合人的日常状态,所以在实际使用中的多次采集状态下,使得采集到的虹膜图像保持更好的稳定性;又因为左右眼球和上下眼睑运动的趋同性和对称性,使得在定位计算时,左右虹膜图像的虹膜方位参数可以互为参考,因此计算耗费远小于单幅图像定位的两倍。
由于本发明采用偏振片,而且左右偏振片的偏振方向相互垂直,因此可以避免左右成像光源在虹膜成像时自身的像的交叉干扰。
由于本发明采用接近开关或者红外测距器等感应器件,使得只有当被采集者在确定的范围内,采集装置才开始工作,因此能够延长主动近红外光源,摄像头等损耗器件的使用寿命,可以增强实际使用中虹膜采集装置的无人值守性能。
附图说明
图1是本发明中装置的结构示意图;
图2是图1中采集板的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
本发明双眼虹膜的采集装置如图1和图2所示,左右采集通道完全相同。半透半反镜9镶嵌在采集装置面向被采集者的前面板上,引导被采集者处于适当的位置。当被采集者处于有效的采集位置时,接近开关1输出提示信号,驱动控制电路2,控制电路2触发近红外光源5和采集镜头6,并提供开始采集的信号启动采集进程。近红外光源5产生近红外光作为成像光源,通过散射板7进行散射以获得面光源的成像效果,然后利用偏振片8进行调制。偏振片8分为左右两片,且调制方向相互垂直,使得左右虹膜的成像光的振动方向相互垂直,以避免左右成像光源的交叉干扰。当采集进程启动后,首先激励主动近红外光源5使之产生近红外光并打开摄像头4,然后输出开始采集的信号启动一个采集进程,同时驱动采集镜头6的变焦马达,产生确定范围和时间段的连续变焦。摄像头4在连续变焦的范围内,按照确定的时间间隔并在每个间隔内采集左、右虹膜图像各一幅,然后保存在微处理器3的图像缓存中。微处理器3对缓存中的每幅图像进行瞳孔粗定位处理,计算位于瞳孔中成像光源所成的像的清晰度,以此为判据分别找出左、右眼虹膜的图像序列中最清晰的图像,然后保存这两幅图像并结束采集进程。
该装置的使用操作过程:当被采集者移动到距离采集装置外露的采集端的确定范围内时,感应器件触发采集端的红色指示灯,提示被采集者已经处于合适的采集距离,被采集者可以通过半透半反镜9观察自己的左右虹膜的像以调整自己的位置,直至半透半反镜9中左、右虹膜的像都保持完整,并且在垂直方向上基本充满了整个半透半反镜9,此时红色指示灯灭,提示被采集者采集进程已经开始,保持自己的位置,直至绿色指示灯亮,示意被采集者结束采集状态。当被采集者接近到距离接近开关1正前方50cm的范围内时,就会触发接近开关1;半透半反镜9的参数是:当光的波长λ>700nm时,透射,其余反射;当红色指示灯灭的同时,采集进程开始,控制电路2驱动采集镜头6的变焦马达在两秒的时间内连续遍历镜头的整个焦距范围,采集镜头6使用精工SE5018自动光圈、电动变焦镜头,然后摄像头4每间隔100ms各采集左、右虹膜图像一幅,即在整个采集周期内,左右各采集了20幅图像存入图像缓存。本实施例中采用WATEC902H摄像头,左、右采集通道利用相同型号的器件组成两个完全对称和独立的采集通道。然后微处理器3对左右图像序列进行相同的处理,先对每幅图像进行瞳孔粗定位,然后进行大小和亮度归一化,并计算光源所成的位于瞳孔内的像的平均亮度、亮度的均方差和像素点数,在满足平均亮度大于180,像素点数大于150时,均方差最小的最为清晰的图像,由此从左、右图像序列中各找出一幅图像作为该次采集的结果存入存储器,采集进程完成。
Claims (3)
1、双眼虹膜的采集方法,其特征在于该方法包括以下步骤:
①被采集者根据自己的眼睛在半透半反镜中所成的像,调整使得自己的左、右眼球的像处于左、右两个半透半反镜中;
②利用主动近红外光作为成像光源,散射后射出形成面光源,使得虹膜表面得到均匀的光照;利用两个偏振方向垂直的偏振片使用于左、右眼睛虹膜的成像光的振动方向相互垂直;
③根据成像光源投射在瞳孔内所成的像的清晰度判定所采集的虹膜图像是否清晰,将清晰的虹膜图像进行保存。
2、采用权利要求1方法所使用的双眼虹膜的采集装置,其特征在于该装置包括平行设置的左右采集镜头,该装置的采集板设置在左右采集镜头的正前方;采集板上依次设置有左右半透半反镜、左右偏振片、左右散射板,并且左右半透半反镜、左右偏振片、左右散射板与左右采集镜头位置对应,其中左右散射板靠近左右采集镜头设置;主动近红外光源设置在左右散射板后方,左右采集镜头分别通过左右摄像头连接至微处理器;左右采集镜头、左右摄像头、主动近红外光源和感应器件分别与控制电路连接;所述的左右偏振片的偏振方向垂直。
3、如权利要求2所述的双眼虹膜的采集装置,其特征在于左右半透半反镜为长方形,它们分别和左右偏振片及左右散射板中心同轴,其长度35mm≤A≤45mm,宽度11mm≤B≤15mm,左右半透半反镜的中心距离75mm≤H≤85mm。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CNB200710067470XA CN100524343C (zh) | 2007-03-13 | 2007-03-13 | 双眼虹膜的采集方法和装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CNB200710067470XA CN100524343C (zh) | 2007-03-13 | 2007-03-13 | 双眼虹膜的采集方法和装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN101021901A CN101021901A (zh) | 2007-08-22 |
CN100524343C true CN100524343C (zh) | 2009-08-05 |
Family
ID=38709660
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CNB200710067470XA Expired - Fee Related CN100524343C (zh) | 2007-03-13 | 2007-03-13 | 双眼虹膜的采集方法和装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN100524343C (zh) |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101411606B (zh) * | 2007-10-15 | 2010-09-08 | 倪蔚民 | 组合虹膜和皮层组织的生物测定*** |
CN103593647A (zh) * | 2013-10-21 | 2014-02-19 | 王晓鹏 | 一种生物特征成像的方法与设备 |
CN204270318U (zh) | 2014-05-22 | 2015-04-15 | 宁波舜宇光电信息有限公司 | 虹膜和人脸识别装置 |
CN104239815A (zh) * | 2014-09-19 | 2014-12-24 | 西安凯虹电子科技有限公司 | 基于虹膜识别的电子文档加密解密装置及方法 |
CN104992163B (zh) * | 2015-07-22 | 2019-01-08 | 江苏天诚智能集团有限公司 | 一种人脸图像与虹膜图像同时采集光学装置及其身份认证方法 |
US10049272B2 (en) * | 2015-09-24 | 2018-08-14 | Microsoft Technology Licensing, Llc | User authentication using multiple capture techniques |
WO2016177914A1 (en) * | 2015-12-09 | 2016-11-10 | Fotonation Limited | Image acquisition system |
CN109697419A (zh) * | 2018-12-17 | 2019-04-30 | 北京中科虹霸科技有限公司 | 一种双摄虹膜采集设备与双摄同步图像传输方法 |
CN110674682B (zh) * | 2019-08-15 | 2021-12-14 | 武汉虹识技术有限公司 | 一种双目虹膜图像采集装置及方法 |
CN110781745B (zh) * | 2019-09-23 | 2022-02-11 | 杭州电子科技大学 | 基于复合窗及梯度加权方向滤波的尾部睫毛检测方法 |
CN114511052B (zh) * | 2022-01-21 | 2023-06-16 | 重庆市规划和自然资源信息中心 | 一种实现不动产登记窗口无纸化办理的*** |
-
2007
- 2007-03-13 CN CNB200710067470XA patent/CN100524343C/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN101021901A (zh) | 2007-08-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN100524343C (zh) | 双眼虹膜的采集方法和装置 | |
US8366273B2 (en) | Iris image definition estimation system using the astigmatism of the corneal reflection of a non-coaxial light source | |
CN101116609B (zh) | 扫描式自动变焦虹膜图像采集***及采集方法 | |
CN105554385B (zh) | 一种远距离多模态生物特征识别方法及其*** | |
US8644562B2 (en) | Multimodal ocular biometric system and methods | |
WO2016184107A1 (zh) | 用于视线焦点定位的可穿戴设备及视线焦点定位方法 | |
CN201005676Y (zh) | 双眼虹膜的采集装置 | |
CN113221865A (zh) | 单摄像头双眼虹膜图像采集方法及装置 | |
CN102708357A (zh) | 单图像传感器双眼虹膜识别设备 | |
CN108139582A (zh) | 用于数据采集和评估环境数据的方法和装置 | |
CN105095893A (zh) | 图像采集装置和方法 | |
CN103501406A (zh) | 图像采集***及图像采集方法 | |
JPH0782539B2 (ja) | 瞳孔画像撮影装置 | |
CN207037682U (zh) | 一种交替打光的虹膜图像采集装置 | |
CN105996986B (zh) | 一种基于多光谱检测人眼睑板腺模型的装置及其方法 | |
CN108985291B (zh) | 一种基于单摄像头的双眼追踪*** | |
CN102799878A (zh) | 虹膜人脸融合采集装置 | |
US20220198789A1 (en) | Systems and methods for determining one or more parameters of a user's eye | |
CN101877061A (zh) | 基于单摄像头的双眼虹膜图像采集方法及装置 | |
US11221492B2 (en) | Eye tracking apparatus and eye tracking device for the estimation of line-of-sight and/or gaze point of eyes | |
CN109964230A (zh) | 用于眼睛度量采集的方法和设备 | |
CN202196428U (zh) | 单图像传感器自适应双眼虹膜同步采集*** | |
CN202533963U (zh) | 单图像传感器双眼虹膜识别设备 | |
CN113920591B (zh) | 基于多模态生物特征识别的中远距离身份认证方法及装置 | |
CN208725704U (zh) | 基于虹膜识别的人体健康检测*** |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
C17 | Cessation of patent right | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20090805 Termination date: 20130313 |