CN105320941A - 一种基于虹膜和人脸融合的生物识别装置及利用该装置进行生物识别的方法 - Google Patents

一种基于虹膜和人脸融合的生物识别装置及利用该装置进行生物识别的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于虹膜和人脸融合的生物识别装置，其包括前面板上设置有红外滤光板的壳体，壳体内设有中央处理器、光源单元、位于所述玻璃后方的人脸采集器和位于所述半透半反镜内侧板面后方的虹膜采集器，虹膜采集器通过旋转云台架设在壳体内；人脸采集器、光源单元、虹膜采集器和旋转云台均与所述中央处理器电性连接。本发明有效的解决了目前生物识别装置只对特定的一种生物特征进行识别，应用范围受到限制，无法根据不同人种做出适应性改变，虹膜采集友好性差等问题；同时本装置能够通过人脸采集器的图像定位人眼位置，使得虹膜采集器主动去适应人眼的位置，提高了识别效率，增强了用户体验。

Description

一种基于虹膜和人脸融合的生物识别装置及利用该装置进行生物识别的方法
技术领域
本发明涉及一种生物识别装置，特别涉及一种基于虹膜和人脸融合的生物识别装置及利用该装置进行生物识别的方法。
背景技术
目前，生物识别技术正在逐渐步入大规模应用的时代，在所有的生物识别技术中、人脸和虹膜识别均为非接触式采集、识别，安全干净，避免了病菌的传播。但是目前大多数的生物识别装置只对特定的一种生物特征进行采集和识别，限制了装置的应用范围。因此，需要一种人脸和虹膜融合的生物识别装置来弥补两种生物识别装置各自的缺陷，增加装置的应用范围。
此外，不同人种之间的虹膜颜色差异较大，西方人等浅色人种虹膜颜色较浅，而东方人、非洲人等有色人种，虹膜颜色较深，必须在红外光照明下，才能拍到清晰的虹膜图像；现有的虹膜识别装置基本上都没有考虑到不同人种之间虹膜颜色差异的问题，使得虹膜采集识别率低，并给使用者带来了诸多不便。
发明内容
本发明要解决的第一个技术问题是提供一种基于虹膜和人脸融合的生物识别装置；该装置有效的解决了目前生物识别装置只对特定的一种生物特征进行识别，应用范围受到限制，无法根据不同人种做出适应性改变，虹膜采集友好性差等问题；同时本装置能够通过人脸采集器的图像定位人眼位置，使得虹膜采集器主动去适应人眼的位置，提高了识别效率，增强了用户体验。
本发明要解决的第二个技术问题是提供一种利用该生物识别装置进行生物识别的方法；该方法可以同时针对使用者人脸和虹膜融合的生物特征进行识别，解决了不同人种之间的虹膜颜色差异较大，虹膜采集识别率低的问题，且利用人脸采集器判别人种，控制虹膜采集器配合不同光源单元点亮照明，扩大了装置的适用人群。
为解决上述第一个技术问题，本发明采用下述技术方案：
一种基于虹膜和人脸融合的生物识别装置，所述装置包括前面板上设置有红外滤光板的壳体，所述红外滤光板上开设有第一缺口，该第一缺口处安装有半透半反镜，所述壳体的前面板上设有第二缺口，该第二缺口处安装有玻璃；红外滤光板可以将可见光滤除，只让特定波段的红外光透过，提高采集的虹膜图像质量；半透半反镜便于使用者在注册时观察到眼睛所处的位置，迅速找准中心位置。
所述壳体内设有中央处理器、光源单元、位于所述玻璃后方的人脸采集器和位于所述半透半反镜内侧板面后方的虹膜采集器，所述虹膜采集器通过旋转云台架设在所述壳体内；所述光源单元包括红外光光源和可见光光源；
所述人脸采集器、光源单元、虹膜采集器和旋转云台均与所述中央处理器电性连接。
设置红外光光源和可见光光源的作用在于，黄色人种、黑色人种为有色人种，非有色人种为白色人种，有色人种的虹膜纹理必须在红外光光源进行补光的情况下才能清晰成像，而白色人种的虹膜在可见光下即可清晰成像，但是考虑到使用过称中，不同环境的光亮度不同，故加入了可见光光源进行补光，进而保证白色人种的虹膜在各种环境中均可以清晰成像。
进一步的，所述红外滤光板与所述半透半反镜呈中心重合设置。
进一步的，所述红外滤光板的内侧板面与所述前面板的内侧板面平行，且平行于虹膜采集器的镜头平面。
进一步的，所述玻璃与所述人脸采集器的镜头平面平行，且所述人脸采集器的周围均匀分布有可见光光源；其保证了白色人种的虹膜在各种环境中均可以清晰成像。
进一步的，在所述虹膜采集器的左右两侧分别设有呈对称布置的光源单元，所述光源单元中的红外光光源和可见光光源呈交叉均匀排布设置。
为解决上述第二个技术问题，本发明采用下述技术方案：
一种利用上述基于虹膜和人脸融合的生物识别装置进行生物识别的方法，该方法包括：
S1、人脸采集器获取使用者的面部图像信息，人脸采集器通过视频信号线将面部图像信息送至中央处理器；
S2、中央处理器基于人种面部图库，判断所述使用者的面部图像所属的人种，若使用者为有色人种时，光源单元中的红外光光源点亮；若使用者为非有色人种时，光源单元中的红外光光源不点亮；
S3、中央处理器对使用者的面部图像信息进行分析，获取使用者的眼睛位置；
S4、所述中央处理器基于获取的使用者的眼睛位置，控制旋转云台转动至能够让虹膜采集器采集使用者虹膜的位置，并利用虹膜采集器获取使用者的虹膜图像信息；
S5、虹膜采集器通过视频信号线将虹膜图像信息送到中央处理器；中央处理器基于预储存的虹膜模板和人脸模板，进行对使用者虹膜识别、人脸识别中的一种或者两种生物特征识别；
S6、若生物特征识别成功，则生物识别结束完成；若生物特征识别不成功，则重复步骤S1至S6。
进一步的，所述有色人种为黄色人种或黑色人种。
进一步的，所述步骤S2中，若使用者为非有色人种时，光源单元中的可见光光源点亮。
进一步的，所述非有色人种为白色人种。
进一步的，所述步骤S6进一步包括，若生物特征识别连续三次识别不成功，则生物识别装置进入待机状态。
进一步的，所述虹膜采集器采集使用者的双眼虹膜图像信息。
本发明与现有技术相比，具有如下积极有益的效果：
1、本发明利用虹膜采集器和人脸采集器可同时采集使用者的虹膜及人脸图像，可对两种生物特征进行识别，扩张了装置的适用范围。
2、本发明可以同时针对使用者人脸和虹膜融合的生物特征进行识别，解决了不同人种之间的虹膜颜色差异较大，虹膜采集识别率低的问题，且利用人脸采集器判别人种，控制虹膜采集器配合不同光源单元点亮照明，扩大了装置的适用人群。
3、本发明还能够通过人脸采集器的图像定位人眼位置，使得虹膜采集器主动去适应人眼的位置，提高了识别效率，增强了用户体验。
4、本发明在实际的操作中可以根据具体环境和安全性的要求，具体选用虹膜识别验证、人脸识别验证或者两者均验证通过才认为是识别成功，如对于眼部有疾病的使用者，可用人脸识别来验证其身份，对于注册时间过长的使用者，可用虹膜识别来验证其身份，对于安全性要求较高的场合，可同时使用两种生物识别来验证身份。
附图说明
图1为本发明的外部结构示意图。
图2为本发明的内部结构示意图之一。
图3为本发明的内部结构示意图之二。
图4为利用本发明中的生物识别装置进行生物识别的方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图说明本发明的具体实施方式。
如图1至4所示，一种基于虹膜和人脸融合的生物识别装置，所述装置包括前面板11上设置有红外滤光板2的壳体1，所述红外滤光板2上开设有第一缺口，该第一缺口处安装有半透半反镜3，所述红外滤光板2与所述半透半反镜3呈中心重合设置；在所述壳体1的前面板11上设有第二缺口，该第二缺口处安装有有机玻璃4；
所述壳体1内设有中央处理器5、光源单元6、位于所述有机玻璃4后方的人脸采集器7和位于所述半透半反镜3内侧板面后方的虹膜采集器8，所述虹膜采集器8通过旋转云台架9设在所述壳体1内；所述光源单元6架设在旋转云台9上，且所述虹膜采集器8的左右两侧均分别设置有光源单元6，所述光源单元6包括红外光光源61和可见光光源62，且光源单元6中的红外光光源61和可见光光源62呈交叉均匀排布设置；所述人脸采集器7、光源单元6、虹膜采集器8和旋转云台9均与所述中央处理器5电性连接。
进一步的，所述红外滤光板2的内侧板面与所述前面板11的内侧板面平行，且平行于虹膜采集器8的镜头平面。所述有机玻璃4与所述人脸采集器7的镜头平面平行，且所述人脸采集器7的周围还均匀分布有可见光光源62，其保证了非有色人种的虹膜在各种环境中均可以清晰成像。
一种利用上述生物识别装置进行生物识别的方法，该方法包括下述步骤：
S1、在使用时，使用者只要处于本识别装置的工作距离内(即20cm-50cm)，人脸采集器7即可开始获取使用者的面部图像信息，人脸采集器7通过视频信号线将使用者面部图像信息送至中央处理器5；
S2、中央处理器5基于人种面部图库，判断所述使用者的面部图像所属的人种，所述有色人种为黄色人种或黑色人种，非有色人种为白色人种；若使用者为有色人种时，光源单元6中的红外光光源61点亮，若使用者为非有色人种时，光源单元6中的红外光光源61不点亮，光源单元6中的可见光光源62点亮。
S3、中央处理器5对所获取的使用者的面部图像信息进行分析，获取使用者的眼睛位置；
S4、所述中央处理器5基于获取的使用者的眼睛位置，控制旋转云台9转动至能够让虹膜采集器8采集使用者虹膜的位置，使虹膜采集器8对准使用者的虹膜，并利用虹膜采集器8获取使用者的虹膜图像信息；
S5、虹膜采集完成后，虹膜采集器8通过视频信号线将虹膜图像送到中央处理器5；中央处理器5基于预储存的虹膜模板和人脸模板，进行对使用者虹膜识别、人脸识别中的一种或者两种生物特征识别；
S6、若生物特征识别成功，则生物识别结束完成；若生物特征识别不成功，则重复步骤S1至S6；若生物特征识别连续三次识别不成功，则生物识别装置进入待机状态。
本发明在实际的操作中可以根据具体环境和安全性的要求，具体选用虹膜识别验证、人脸识别验证或者两者均验证通过才认为是识别成功，如对于眼部有疾病的使用者，可用人脸识别来验证其身份，对于注册时间过长的使用者，可用虹膜识别来验证其身份，对于安全性要求较高的场合，可同时使用两种生物识别来验证身份。
本文中所采用的描述方位的词语“上”、“下”、“左”、“右”等均是为了说明的方便基于附图中图面所示的方位而言的，在实际装置中这些方位可能由于装置的摆放方式而有所不同。
综上所述，本发明所述的实施方式仅提供一种最佳的实施方式，本发明的技术内容及技术特点已揭示如上，然而熟悉本项技术的人士仍可能基于本发明所揭示的内容而作各种不背离本发明创作精神的替换及修饰；因此，本发明的保护范围不限于实施例所揭示的技术内容，故凡依本发明的形状、构造及原理所做的等效变化，均涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于虹膜和人脸融合的生物识别装置，其特征在于，所述装置包括前面板上设置有红外滤光板的壳体，所述红外滤光板上开设有第一缺口，该第一缺口处安装有半透半反镜，所述壳体的前面板上设有第二缺口，该第二缺口处安装有玻璃；
所述壳体内设有中央处理器、光源单元、位于所述玻璃后方的人脸采集器和位于所述半透半反镜内侧板面后方的虹膜采集器，所述虹膜采集器通过旋转云台架设在所述壳体内；所述光源单元包括红外光光源和可见光光源；
所述人脸采集器、光源单元、虹膜采集器和旋转云台均与所述中央处理器电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于虹膜和人脸融合的生物识别装置，其特征在于，所述红外滤光板与所述半透半反镜呈中心重合设置。
3.根据权利要求1所述的一种基于虹膜和人脸融合的生物识别装置，其特征在于，所述红外滤光板的内侧板面与所述前面板的内侧板面平行，且平行于虹膜采集器的镜头平面。
4.根据权利要求1所述的一种基于虹膜和人脸融合的生物识别装置，其特征在于，所述玻璃与所述人脸采集器的镜头平面平行，且所述人脸采集器的周围均匀分布有可见光光源。
5.根据权利要求1所述的一种基于虹膜和人脸融合的生物识别装置，其特征在于，在所述虹膜采集器的左右两侧分别设有呈对称布置的光源单元，所述光源单元中的红外光光源和可见光光源呈交叉均匀排布设置。
6.一种利用如上述权利要求1至5中任一权利要求所述的基于虹膜和人脸融合的生物识别装置进行生物识别的方法，其特征在于，该方法包括：
S1、人脸采集器获取使用者的面部图像信息；
S2、中央处理器基于人种面部图库，判断所述使用者的面部图像所属的人种，若使用者为有色人种时，光源单元中的红外光光源点亮；若使用者为非有色人种时，光源单元中的红外光光源不点亮；
S3、中央处理器对使用者的面部图像信息进行分析，获取使用者的眼睛位置；
S4、所述中央处理器基于获取的使用者的眼睛位置，控制旋转云台转动至能够让虹膜采集器采集使用者虹膜的位置，并利用虹膜采集器获取使用者的虹膜图像信息；
S5、中央处理器基于预储存的虹膜模板和人脸模板，进行对使用者虹膜识别、人脸识别中的一种或者两种生物特征识别；
S6、若生物特征识别成功，则生物识别结束完成；若生物特征识别不成功，则重复步骤S1至S6。
7.根据权利要求6所述的生物识别的方法，其特征在于，所述有色人种为黄色人种或黑色人种。
8.根据权利要求6所述的生物识别的方法，其特征在于，所述步骤S2中，若使用者为非有色人种时，光源单元中的可见光光源点亮。
9.根据权利要求8所述的生物识别的方法，其特征在于，所述非有色人种为白色人种。
10.根据权利要求6所述的生物识别的方法，其特征在于，所述步骤S6进一步包括，若生物特征识别连续三次识别不成功，则生物识别装置进入待机状态。
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