CN106557738A - 一种远距离虹膜识别装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种远距离虹膜识别装置，包括：设有触控显示屏和远距离虹膜识别模块的壳体和置于所述壳体内部的中控平台；所述触控显示屏用于为所述中控平台提供人机可视交互界面；所述远距离虹膜识别模块用于采集用户的虹膜图像，并将所述虹膜图像传输至所述中控平台；所述中控平台用于监控虹膜识别过程，接收并处理所述虹膜图像，完成虹膜识别过程，本发明集成了远距离虹膜识别模块，可在远距离范围内捕获虹膜图像,弥补了用户以不同角度进行虹膜识别时虹膜成像的不足和强环境光照对虹膜成像造成的干扰，从而明显地提高了虹膜识别装置的有效距离。

Description

一种远距离虹膜识别装置
技术领域
本发明涉及虹膜识别装置领域。更具体地，涉及一种远距离虹膜识别装置。
背景技术
虹膜识别以其准确性、稳定性、安全性和非接触性等显著优势渐已成为生物识别领域的研究热点和发展趋势。作为最先进的新型生物识别技术，虹膜识别与指纹、人脸等其他生物识别技术相比，目前民众认可度和市场占有率均不高，在实际应用中用户体验性不佳是其中一个重要的原因，目前市场上主流的虹膜识别***的有效识别距离均小于0.5m，并且对距离、姿势、环境光照等条件要求严格，因此，近年来一些研究机构对远距离虹膜识别技术进行了相关研究，在基于摄相机阵列和基于旋转云台这两种远距离虹膜识别***做了大量工作，但仍存在虹膜图像分辨率低，响应慢，定位不准等问题，且为了提高虹膜识别距离采用多种设备使整个虹膜认证装置体积变大，不利于实际应用。因此，需要提供一种远距离虹膜识别装置，提高虹膜识别装置的有效距离，提高用户体验性和实用性。
发明内容
为了解决以上问题至少之一，本发明提供了一种远距离虹膜识别装置，可有效提高虹膜识别距离，增加用户体验性和实用性。
为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种远距离虹膜识别装置，其特征在于，包括：
设有触控显示屏和远距离虹膜识别模块的壳体和置于所述壳体内部的中控平台；
所述触控显示屏用于为所述中控平台提供人机可视交互界面；
所述远距离虹膜识别模块用于采集用户的虹膜图像，并将所述虹膜图像传输至中控平台；
所述中控平台用于监控虹膜识别过程，接收并处理所述虹膜图像，完成虹膜识别过程。
优选的，所述远距离虹膜识别模块包括多光谱高灵敏度相机、大景深宽视场定焦镜头、八方向环形近红外光源组、红外滤光板、半透半反提示镜、指示灯组和运动探测模块。
优选的，所述八方向环形近红外光源组包括以所述大景深宽视场定焦镜头为圆心呈环形阵列的八个近红外光源。
优选的，所述八个近红外光源交替点亮以使得每点亮一个所述光源所述相机拍摄多张虹膜图像，根据成像质量从所述多张虹膜图像中提取不同部分合成得到一张虹膜图像进行虹膜识别。
优选的，所述多光谱高灵敏度相机与所述八个近红外光源交替点亮时发出的红外光的夹角为15°～20°。
优选的，所述八方向环形近红外光源组和所述多光谱高灵敏度相机同步照明和采集虹膜图像的频率为15帧每秒或20帧每秒。
优选的，所述多光谱高灵敏度相机在所述八方向环形近红外光源组停止照明之后对用户进行照相，采集用户的人脸图像。
优选的，所述虹膜识别过程包括虹膜注册过程和虹膜认证过程，所述虹膜注册的有效距离为0.3m～0.5m，所述虹膜认证的有效距离为0.5m～1m。
优选的，所述装置进一步包括受控于所述中控平台的用于进行人脸认证和实时监控的高清摄像机。
优选的，所述装置进一步包括用于读取用户的身份证信息和指纹信息的多功能读卡器模块和用于语音提示和监控报警的扬声器。
本发明的有益效果如下：
本发明集成了远距离虹膜识别模块，采用八方向环形近红外光源进行近红外照明，弥补了用户在远距离范围内以不同角度进行虹膜识别时虹膜成像的不足和强环境光照对虹膜成像造成的干扰，从而提高了虹膜识别的有效距离，用户体验性较好，且本发明同时结合了人脸认证和指纹认证等实现多模态认证与监控报警功能，提升了虹膜识别装置的灵活性、安全性和实用性，有利于市场推广。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1示出本发明公开的一种远距离虹膜识别装置的结构示意图。
图2示出本发明公开的一种远距离虹膜识别装置的远距离虹膜识别模块的结构示意图。
图3示出本发明公开的一种远距离虹膜识别装置的使用流程图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
如图1所示，本发明公开了一种远距离虹膜识别装置，本发明的远距离是指1m，所述装置包括：设有触控显示屏2和远距离虹膜识别模块3的壳体1和置于所述壳体1内部的中控平台4。
所述触控显示屏2用于为所述中控平台4提供人机可视交互界面；所述触控显示屏2可为管理员提供触屏登录***，管理员通过所述触控显示屏2登录后可选择启动虹膜认证功能，如用户未进行过虹膜注册，则选择启动虹膜注册功能，所述触控显示屏2还可为管理员提供在虹膜识别过程中的其他相关功能选择。
所述远距离虹膜识别模块3用于采集用户的虹膜图像，并将所述虹膜图像传输至中控平台4。如图2所示，所述远距离虹膜识别模块3可包括多光谱高灵敏度相机31、大景深宽视场定焦镜头32、八方向环形近红外光源组33、红外滤光板34、半透半反提示镜35、指示灯组36和运动探测模块37。
所述多光谱高灵敏度相机31和所述大景深宽视场定焦镜头32用于进行虹膜图像采集和人脸图像采集。
所述八方向环形近红外光源组33用于进行近红外光源照明，包括以所述多光谱高灵敏度相机31为圆心呈环形阵列的八个近红外光源，在进行虹膜识别时，所述八个近红外光源交替点亮以使得每点亮一个所述光源所述多光谱高灵敏度相机31拍摄多张虹膜图像，所述中控平台4根据成像质量从所述多张虹膜图像中提取不同部分合成得到一张虹膜图像进行虹膜识别。所述八方向环形近红外光源组33与所述多光谱高灵敏度相机31同步照明和采集虹膜图像，所述同步照明和采集虹膜图像的频率为15帧每秒或20帧每秒，所述多光谱高灵敏度相机31与所述八个近红外光源交替点亮时发出的红外光的夹角为15°～20°。所述多光谱高灵敏度相机31在所述八方向环形近红外光源组33停止照明之后对用户进行照相，采集用户的人脸图像。采用所述八方向环形近红外光源组33进行照明可多便于运用角度成像动态补偿法合成虹膜图像，防止用户以不同角度进行识别以及强环境光照对虹膜成像造成的干扰。从而有效提高虹膜识别的距离，本发明的远距离虹膜识别装置的虹膜认证有效距离为0.5m～1m，远大于其他同类产品0.1m～0.4m的有效距离；虹膜注册有效距离为0.3m～0.5m，远大于其他同类产品0.1m～0.2m的注册距离，并且用户只要在虹膜注册的有效距离内注视半透半反提示镜35即可在2秒钟内自动完成虹膜注册，在虹膜认证的有效距离内至少一只眼出现的半透半反提示镜35中即可在1秒钟内自动完成虹膜认证，所述虹膜注册和虹膜认证的过程中都不需要用户过度配合，增强了虹膜认证装置的用户体验性和实用性。
所述红外滤光板34可滤除虹膜最佳成像波段以外的杂质光源。
所述半透半反提示镜35可透过红外光反射可见光，在虹膜识别时提示用户注视位置。
指示灯组36可在虹膜识别过程中通过不同颜色指示灯的颜色变化指导用户的操作。
运动探测模块37可探测所述远距离虹膜识别装置前是否有人，如果有人则启动装置，如果没人则使装置进入待机状态以节能。
所述中控平台4用于监控虹膜识别过程，接收并处理所述虹膜图像，完成虹膜识别过程。所述中控平台4可集成在集成电路板卡上，所述集成电路板卡用于为中控平台4提供硬件支撑，与所述虹膜认证装置的各部件一一对应连接，从而实现所述中控平台4与所述装置的各部件间的信息交互，对接收的图像和信息进行处理，与服务器数据库和/或本地数据库进行数据交换，并控制所述装置的各部件进行相关操作，完成虹膜识别过程。所述集成电路板卡上还可设置用于与外部数据进行交换的网口和USB接口。
所述远距离虹膜识别装置进一步可以包括高清摄像机5、多功能读卡器模块6、扬声器7。所述高清摄像机5用于人脸认证和视频监控。所述多功能读卡器模块6集成了身份证读卡器和指纹探测器，用于采集待识别用户的身份证信息和指纹信息。所述扬声器7用于在虹膜识别过程中进行声音提示和监控报警。
所述一种远距离虹膜识别装置还可采用高清摄像机5和多功能读卡器模块6，将虹膜认证与人脸认证、指纹认证结合可进行多模态认证，高清摄像机5可用于人脸认证和视频监控，实时监控所述装置前的动态画面，对长时间逗留的可疑人员和不法行为进行报警，多功能读卡器模块6集成了身份证读卡器和指纹探测器。在进行虹膜注册时，直接刷身份证录入用户的基本信息，避免了手动输入的繁琐。将一种远距离虹膜识别装置与身份证数据库联网后，也可以通过刷指纹录入用户的基本信息，将虹膜注册的信息与指纹信息关联，一同写入身份证数据库，有利于我国下一代居民身份信息综合管理***的建设，同时一种远距离虹膜识别装置提供指纹认证功能，丰富了用户的多重安全等级选择，提高了所述装置进行综合认证的速度、灵活性和安全等级。
所述远距离虹膜识别装置进一步还可以包括加装在所述远距离虹膜识别模块3、高清摄像机5和多功能读卡器模块6安装位置前端的钢化玻璃。所述钢化玻璃对所述远距离虹膜识别模块3、高清摄像机5和多功能读卡器模块6起保护作用。
如图3所示，为本发明的一个优选实施例的操作流程。使用时，当一种远距离虹膜识别装置开机后，会自动进入虹膜认证模式，已进行过虹膜注册的用户可以直接进行虹膜认证，未进行过虹膜注册的用户需要先进行虹膜注册后方能进行虹膜认证。
虹膜注册时，首先需要管理员操作触控显示屏2切换至虹膜注册界面，启动虹膜注册功能。指示灯组36的黄色指示灯点亮，表示虹膜注册功能已正常开启；扬声器7发出提示语音“请刷身份证”；用户需要将身份证靠近多功能读卡器模块6，所述多功能读卡器模块6的身份证读卡器会采集待注册用户的身份信息，触控显示屏2上会显示出采集的用户的身份信息；扬声器7中传出提示语音“请注视镜子”；用户此时注视半透半反提示镜35，保持从镜中可以看到自己的双眼；八方向环形近红外光源组33和多光谱高灵敏度相机31以15帧每秒的频率同步照明和拍摄多张虹膜图像，此时的光谱为虹膜最佳成像波段850nm附近的近红外光，同时红外滤光板34可滤除其他波段的干扰光源；通过中控平台4实时判别合成的虹膜图像的成像质量，控制扬声器7发出“请向前一点”、“请向后一点”、“请对准镜子”或“请睁大双眼”等提示语音，指导用户调整至最佳的虹膜图像采集位置，直到扬声器7中传出提示语音“注册成功”，指示灯组36的绿色指示灯亮起；或者超出设定的采集时间，扬声器7发出提示语音“注册失败”，指示灯组36的红色指示灯亮起，此时提示“请注视镜子”，重新进行虹膜注册，直至虹膜注册成功；在提示“注册成功”的同时八方向环形近红外光源组33的八个近红外光源熄灭，多光谱高灵敏度相机31抓拍可见光下的人脸图像；将采集的人脸图像和根据成像质量从多张虹膜图像中提取相关部分合成的虹膜图像进行特征码编码，将虹膜图像信息(包含虹膜图像及其特征码)、人脸信息(包含人脸图像及其特征码)和身份证信息(包含身份信息和指纹信息)绑定后存入用户综合身份信息数据库，并设定用户安全等级，针对具体的应用场合选择性认证用户的某些综合身份信息；至此，虹膜注册完毕，用户可进行虹膜认证。
所述装置开机后默认进入虹膜认证模式。运动探测模块37实时检测装置前是否有人，如果在30s内没有检测到装置前有人，装置进入待机状态，指示灯组36的黄色指示灯处于熄灭状态；直至运动探测模块37检测到有人出现在装置前，指示灯组36的黄色指示灯点亮，表示虹膜认证功能已正常开启，中控平台4触发多模态识别和视频监控模式。进行虹膜认证时，扬声器7发出提示语音“请注视镜子”，八方向环形近红外光源组33和多光谱高灵敏度相机31以20帧每秒的频率同步照明和拍摄多张虹膜图像，此时的光谱为虹膜最佳成像波段850nm附近的近红外光，红外滤光板34滤除其他波段的干扰光源；用户注视半透半反提示镜35，保持从镜中至少能看到自己的一只眼睛，指示灯组36的黄色指示灯闪烁，表示正在进行虹膜认证；八方向环形近红外光源组33在八个方向上交替点亮，采用多角度成像动态补偿法融合不同方向照明下的虹膜图像，防止用户以不同角度进行识别以及强环境光照对虹膜成像造成的干扰；用户根据扬声器7发出的“请向前一点”、“请向后一点”、“请对准镜子”或“请睁大双眼”等提示语音调整位置，所述虹膜认证过程还可以结合人脸认证和指纹认证进行综合认证。进行人脸认证时，扬声器7发出提示语音“请看屏幕”，高清摄像机5实时拍摄人脸照片与数据库中的虹膜注册数据进行比对，即进行人脸识别；指示灯组36的黄色指示灯闪烁，表示正在进行人脸识别，用户保持注视屏幕的状态，并根据扬声器7传出的提示语音“请向前一点”或“请向后一点”调整位置。进行指纹认证时，扬声器7中传出提示语音“请刷指纹”，用户将手指贴到多功能读卡器模块6上与虹膜注册时的指纹信息进行比对。当其中一项认证通过，根据当前用户的安全等级判断是否需要进行其他认证，如果已符合相应的安全等级，则虹膜认证通过，扬声器7发出提示语音“认证通过”，指示灯组36的绿色指示灯亮起，显示屏上显示用户的基本身份信息；反之，根据相应的安全等级进入下一项认证；如果当前的认证未通过，并且虹膜认证未超时，则重新进入当前项认证；如果虹膜认证已超时，则判断当前用户是否长时间逗留；如果当前用户长时间逗留，则扬声器7发出警报声；反之，认定此次虹膜认证未通过，扬声器7发出提示语音“认证失败”，并重新进入下一次虹膜认证。
在虹膜注册时，用户安全等级可设为“人脸认证”、“人脸认证+指纹认证”、“人脸认证+虹膜认证”和“虹膜认证”等不同安全等级，在重要场所或对重点排查人员加入虹膜认证。本发明适用不同场合，可根据不同场合的具体需求设置不同安全等级和设置不同的认证组合，具有较强的实用性。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (10)

1.一种远距离虹膜识别装置，其特征在于，包括：
设有触控显示屏和远距离虹膜识别模块的壳体和置于所述壳体内部的中控平台；
所述触控显示屏用于为所述中控平台提供人机可视交互界面；
所述远距离虹膜识别模块用于采集用户的虹膜图像，并将所述虹膜图像传输至中控平台；
所述中控平台用于监控虹膜识别过程，接收并处理所述虹膜图像，完成虹膜识别过程。
2.根据权利要求1所述装置，其特征在于，所述远距离虹膜识别模块包括多光谱高灵敏度相机、大景深宽视场定焦镜头、八方向环形近红外光源组、红外滤光板、半透半反提示镜、指示灯组和运动探测模块。
3.根据权利要求2所述装置，其特征在于，所述八方向环形近红外光源组包括以所述大景深宽视场定焦镜头为圆心呈环形阵列的八个近红外光源。
4.根据权利要求3所述装置，其特征在于，所述八个近红外光源交替点亮以使得每点亮一个所述光源所述相机拍摄多张虹膜图像，根据成像质量从所述多张虹膜图像中提取不同部分合成得到一张虹膜图像进行虹膜识别。
5.根据权利要求4所述装置，其特征在于，所述多光谱高灵敏度相机与所述八个近红外光源交替点亮时发出的红外光的夹角为15°～20°。
6.根据权利要求5所述装置，其特征在于，所述八方向环形近红外光源组和所述多光谱高灵敏度相机同步照明和采集虹膜图像的频率为15帧每秒或20帧每秒。
7.根据权利要求6所述装置，其特征在于，所述多光谱高灵敏度相机在所述八方向环形近红外光源组停止照明之后对用户进行照相，采集用户的人脸图像。
8.根据权利要求7所述装置，其特征在于，所述虹膜识别过程包括虹膜注册过程和虹膜认证过程，所述虹膜注册的有效距离为0.3m～0.5m，所述虹膜认证的有效距离为0.5m～1m。
9.根据权利要求1所述装置，其特征在于，所述装置进一步包括受控于所述中控平台的用于进行人脸认证和实时监控的高清摄像机。
10.根据权利要求1所述装置，其特征在于，所述装置进一步包括用于读取用户的身份证信息和指纹信息的多功能读卡器模块和用于语音提示和监控报警的扬声器。
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