專利名稱：利用可見光的虹膜識(shí)別系統(tǒng)及識(shí)別方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于利用可見光的虹膜識(shí)別系統(tǒng)及其識(shí)別方法的技術(shù)，主要是有關(guān)在室內(nèi)待照明亮度數(shù)值低的環(huán)境中，利用可見光區(qū)域的光源，可以使用戶的瞳孔縮小，提高虹膜的識(shí)別率的一種利用可見光的虹膜識(shí)別系統(tǒng)及識(shí)別方法的發(fā)明。
背景技術(shù)：
眾所周知，在安全防范和確認(rèn)身份等系統(tǒng)中，基本分為接觸式或非接觸式的磁卡系統(tǒng)。這其中更為先進(jìn)的系統(tǒng)是利用人的指紋識(shí)別及通過(guò)瞳孔(虹膜識(shí)別)確認(rèn)身份，以此允許或拒絕其在特定場(chǎng)所出入、接觸特定信息等，這種系統(tǒng)開始普及。
其中，虹膜識(shí)別系統(tǒng)與指紋識(shí)別系統(tǒng)相比，識(shí)別率更高。它具有更準(zhǔn)確識(shí)別的優(yōu)點(diǎn)。虹膜識(shí)別系統(tǒng)的工作原理是，在視頻攝像機(jī)拍攝的虹膜圖像中，把具有虹膜特征的圖像利用圖像處理技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)化處理后，再與事先存儲(chǔ)的虹膜數(shù)據(jù)相比較，從而認(rèn)定個(gè)人身份。
圖1為普通虹膜識(shí)別系統(tǒng)的構(gòu)成簡(jiǎn)圖。下面參照?qǐng)D1對(duì)虹膜識(shí)別系統(tǒng)的操作進(jìn)行說(shuō)明。
只要用戶接近虹膜識(shí)別系統(tǒng)，距離測(cè)定傳感器109就會(huì)測(cè)定和用戶距離，這樣獲得的距離測(cè)定值通過(guò)驅(qū)動(dòng)器107被控制裝置105接收到，從而判斷距離測(cè)定值是否在操作范圍內(nèi)。
如用戶在操作范圍內(nèi)，驅(qū)動(dòng)器107就會(huì)發(fā)出控制信號(hào)，做好提取虹膜圖像的準(zhǔn)備。驅(qū)動(dòng)器107向外部指示器108發(fā)出激活信號(hào)，告知用戶進(jìn)行系統(tǒng)操作。這樣，用戶通過(guò)光學(xué)窗101，只要使眼睛位于攝像機(jī)103的光軸上，冷光鏡102就會(huì)把可見光線反射回去而使紅外線通過(guò)。必須標(biāo)示出設(shè)置虹膜位置的部分，讓用戶可以確認(rèn)眼睛是否位于攝像機(jī)103的光軸上。
控制裝置105從距離測(cè)定傳感器109那里接收到測(cè)出的到用戶的距離測(cè)定值，并利用這一距離測(cè)定值計(jì)算出攝像機(jī)103的變焦及焦點(diǎn)值，并進(jìn)行短焦/長(zhǎng)焦及焦距的控制。接下來(lái)控制裝置105根據(jù)距離測(cè)定值通過(guò)驅(qū)動(dòng)器107來(lái)拍攝虹膜圖像，被拍攝的虹膜圖像在圖像處理器104被處理成適合虹膜圖像分析的信號(hào)，并把處理過(guò)的虹膜圖像信息存儲(chǔ)在DB(數(shù)據(jù)庫(kù))110中。在存有該信息的控制裝置105中進(jìn)行虹膜識(shí)別，就可以確定用戶的身份。
另外，這種虹膜識(shí)別系統(tǒng)的性能好壞取決于在多短的時(shí)間內(nèi)，虹膜識(shí)別準(zhǔn)確與否。而且，屬于此技術(shù)領(lǐng)域的普通虹膜識(shí)別系統(tǒng)，因?yàn)樵谑褂脝我还庠吹那闆r下，會(huì)出現(xiàn)鏡面反射問(wèn)題，為解決這一問(wèn)題而使用多個(gè)光源照明，這樣就避免了鏡面的2次反射問(wèn)題，變換照明的位置就能獲得圖像。
同上所述，這種包括多個(gè)照明的虹膜識(shí)別系統(tǒng)，其開發(fā)考慮到了在各種照明度值的環(huán)境內(nèi)，采用適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)裝置部分和照明裝置部分。
如果室內(nèi)設(shè)施的照明度較低，人的眼睛對(duì)此做出反應(yīng)，為進(jìn)入較低較多光線眼睛的瞳孔會(huì)張大。因此，在這種情況下，虹膜識(shí)別隨著用戶的瞳孔大小而改變，瞳孔張大會(huì)出現(xiàn)識(shí)別率降低的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提供一種有關(guān)在室內(nèi)待照明亮度數(shù)值低的環(huán)境中，利用可見光區(qū)域的光源，可以使用戶的瞳孔縮小，提高虹膜的識(shí)別率的可見光的虹膜識(shí)別系統(tǒng)及識(shí)別方法的發(fā)明。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明中的虹膜識(shí)別系統(tǒng)分別包括，為檢測(cè)照明值，獲得圖像及用戶虹膜圖像的攝像裝置部、有紅外線區(qū)域光源的照明裝置部和具有可見光區(qū)域光源的位置表示裝置。
在這里，上述位置表示裝置的光源為450-650nm的可見光區(qū)域。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明中的虹膜識(shí)別系統(tǒng)分別包括，為檢測(cè)照明值，獲得圖像及用戶虹膜圖像的攝像裝置部、有紅外線區(qū)域光源的照明裝置部和發(fā)出可見光線的可見光照明部。
在這里，上述位置表示裝置的光源為450-650nm的可見光區(qū)域。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明中的虹膜識(shí)別方法包括四個(gè)步驟，分別是通過(guò)攝像機(jī)獲取圖像，測(cè)定周圍照明度步驟；用測(cè)定的照明度數(shù)值和基準(zhǔn)值進(jìn)行比較的步驟；如果檢測(cè)到的周圍照明度數(shù)值比基準(zhǔn)值低，增加可見光區(qū)域的照明，使其亮度達(dá)到基準(zhǔn)值要求的步驟和可見光區(qū)域的照明增加后，進(jìn)行虹膜識(shí)別的步驟。
在這里，如果檢測(cè)到的周圍照明度數(shù)值比基準(zhǔn)值低，增加可見光區(qū)域的照明，使其亮度達(dá)到基準(zhǔn)值要求的步驟中，要增加可見光區(qū)域?yàn)榈?50-650nm光源。
如果按照本發(fā)明設(shè)計(jì)原理，在室內(nèi)設(shè)施的照明度數(shù)值較低的環(huán)境中，利用可見光區(qū)域的光源，通過(guò)縮小用戶的瞳孔，提高虹膜識(shí)別率。
本發(fā)明的效果使用本發(fā)明的利用可見光的虹膜識(shí)別系統(tǒng)及識(shí)別方法，在室內(nèi)待照明亮度數(shù)值低的環(huán)境中，利用可見光區(qū)域的光源，可以使用戶的瞳孔縮小，提高虹膜的識(shí)別率。
為進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的上述目的、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和效果，以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。


圖1為普通虹膜識(shí)別系統(tǒng)構(gòu)成簡(jiǎn)圖。
圖2為本發(fā)明中的第1實(shí)施例中可見光區(qū)域光源的虹膜識(shí)別系統(tǒng)的簡(jiǎn)圖。
圖3為本發(fā)明中的可見光區(qū)域光源的虹膜識(shí)別方法的順序圖。
圖4a至圖4c本發(fā)明中的表示瞳孔的大小隨著照明度數(shù)值變化的圖解。
圖5為本發(fā)明中的第2實(shí)施例中可見光區(qū)域光源的虹膜識(shí)別系統(tǒng)的簡(jiǎn)圖。
附圖中主要部分的符號(hào)說(shuō)明201，501攝像裝置部 202，502照明裝置部203位置表示裝置 503可見光照明部具體實(shí)施方式
下面將參照附圖對(duì)本發(fā)明的利用可見光的虹膜識(shí)別系統(tǒng)及識(shí)別方法的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
圖2為本發(fā)明中的第1實(shí)施例中可見光區(qū)域光源的虹膜識(shí)別系統(tǒng)的簡(jiǎn)圖。如圖所示，本發(fā)明中的虹膜識(shí)別系統(tǒng)包括三部分，分別是為檢測(cè)照明值，獲得圖像及用戶虹膜圖像的攝像裝置部201、有紅外線區(qū)域光源的照明裝置部202和具備可見光光源得位置表示裝置203上述攝像裝置部201包括五部分，分別是拍攝用戶虹膜圖像及對(duì)周圍環(huán)境照明度進(jìn)行測(cè)定的攝像機(jī)；測(cè)定攝像機(jī)與用戶間距離，在可識(shí)別距離內(nèi)判斷用戶靠近與否的距離測(cè)定中心；利用距離測(cè)定值計(jì)算出攝像機(jī)的變焦及焦點(diǎn)值，并控制短焦/長(zhǎng)焦及焦距的控制裝置；分析攝像機(jī)中所拍攝的虹膜圖像的圖像處理器和存儲(chǔ)處理過(guò)的虹膜圖像信息的DB(數(shù)據(jù)庫(kù))。
上述控制裝置從距離測(cè)定中心那里接收到測(cè)出的與用戶間的距離測(cè)定值，并利用這一距離測(cè)定值計(jì)算出攝像機(jī)的變焦及焦點(diǎn)值，并進(jìn)行短焦/長(zhǎng)焦及焦距的控制。
此后，上述控制裝置按距離測(cè)定值通過(guò)驅(qū)動(dòng)器拍攝虹膜圖像，在存儲(chǔ)裝置中將其與存儲(chǔ)的信息進(jìn)行比較識(shí)別，以此決定對(duì)用戶的認(rèn)定與否。
上述照明裝置部202包括兩部分，分別是如果用戶靠近虹膜識(shí)別系統(tǒng)要進(jìn)行身份識(shí)別，上述距離識(shí)別中心判斷有效識(shí)別距離，調(diào)節(jié)照明照明控制部分；通過(guò)照明控制部分的亮度處理所獲得虹膜圖像的圖像處理部分。
上述位置表示裝置部分203包括四部分，分別是當(dāng)用戶在系統(tǒng)工作范圍內(nèi)時(shí)，發(fā)出控制信號(hào)，準(zhǔn)備提取虹膜圖像的驅(qū)動(dòng)器；從驅(qū)動(dòng)器中發(fā)出的激活信號(hào)告知用戶系統(tǒng)正在工作的外部指示器；為告知外部指示器正在工作，打開可見光區(qū)域照明部分，可以提示用戶眼睛應(yīng)處于攝像機(jī)光軸的光學(xué)窗。
上述位置表示裝置203可以確認(rèn)用戶眼睛是否處于適當(dāng)?shù)奈恢谩?br> 具有以上構(gòu)成的虹膜識(shí)別系統(tǒng)的照明裝置部分中具有充足的光源，可以獲得清晰的用戶虹膜圖像。所用光源的波長(zhǎng)范圍主要為700nm以上的類紅處線區(qū)域。
但是，如果在光線較暗的室內(nèi)拍攝的用戶虹膜圖像進(jìn)行虹膜識(shí)別，在所拍攝的虹膜圖像中用戶瞳孔會(huì)張大。
這是因?yàn)?，人的眼睛在可見光范圍?nèi)反應(yīng)極為敏感，瞳孔張大還是縮小由進(jìn)行瞳孔的可見光來(lái)調(diào)節(jié)。
因此，為縮小用戶的瞳孔，在上述可見光范圍內(nèi)的照明部分中，調(diào)整可見光范圍(390-720nm)的光源。
圖3為本發(fā)明中的表示具有可見光范圍光源的虹膜識(shí)別方法的順序圖。如圖所示，本發(fā)明中的使用可見光的虹膜識(shí)別方法包括四個(gè)部分，分別是S301，通過(guò)攝像機(jī)獲取圖像，測(cè)定周圍環(huán)境的照明度的步驟。
S302，將檢測(cè)到的周圍照明度與基準(zhǔn)值比較的步驟。具體地說(shuō)，上述測(cè)定的照明度值與事先存儲(chǔ)的照明度值相比較，就可以掌握當(dāng)前周圍環(huán)境的照明度值。
這時(shí)，已存儲(chǔ)的照明度值是指將事先拍攝的圖像照明度值存儲(chǔ)起來(lái)，或是按照用戶對(duì)可見光的做出反應(yīng)后的瞳孔大小比例而存儲(chǔ)的照明度值。
S303，判斷檢測(cè)到的周圍照明度數(shù)值比基準(zhǔn)值是否低。
S304，如果檢測(cè)到的周圍照明度數(shù)值比基準(zhǔn)值低，增加符合基準(zhǔn)值亮度的450-650nm白色光源等可見光區(qū)域的照明，使其亮度達(dá)到基準(zhǔn)值要求的步驟；圖4a至圖4c本發(fā)明中的表示瞳孔的大小隨著照明度數(shù)值變化的圖解。
圖4a是在周圍照明度值低的狀態(tài)下瞳孔和虹膜的圖像像素為205。
圖4b在周圍照明度值低的狀態(tài)下，使用525nm的可見光時(shí)，用戶瞳孔和虹膜的圖像像素為104。
圖4c在周圍照明度值低的狀態(tài)下，使用610nm的可見光時(shí)，用戶瞳孔和虹膜的圖像像素為133。
因此，按周圍環(huán)境的照明度，打開可見光范圍內(nèi)的光源，可以縮小用戶的瞳孔。
S305，打開上述可見光范圍的照明后，或是在上述S303中檢測(cè)到的周圍照明度數(shù)值不比基準(zhǔn)值低時(shí)，進(jìn)入虹膜識(shí)別準(zhǔn)備步驟。因?yàn)橛脩舻暮缒ぷR(shí)別順序與普通的虹膜識(shí)別方式相同，所以此處予以省略。
圖5為本發(fā)明中的第2實(shí)施例中可見光區(qū)域光源的虹膜識(shí)別系統(tǒng)的簡(jiǎn)圖。如圖所示，其包括為檢測(cè)照明值，獲得圖像及用戶虹膜圖像的攝像裝置部501、有紅外線區(qū)域光源的照明裝置部502和發(fā)出可見光線的可見光照明部503。
有關(guān)本發(fā)明第2實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明請(qǐng)參照第1實(shí)施例中的說(shuō)明，以下省略。
如果使用本發(fā)明裝置，在室內(nèi)待照明亮度數(shù)值低的環(huán)境中，利用可見光區(qū)域的光源，可以使用戶的瞳孔縮小，提高虹膜的識(shí)別率。
本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，以上的實(shí)施例僅是用來(lái)說(shuō)明本發(fā)明，而并非用作為對(duì)本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)，對(duì)以上所述實(shí)施例的變化、變型都將落在本發(fā)明權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種利用可見光的虹膜識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于包括為檢測(cè)照明值，獲得圖像及用戶虹膜圖像的攝像裝置部；有紅外線區(qū)域光源的照明裝置部；以及具有可見光區(qū)域光源的位置表示裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的利用可見光的虹膜識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于所述虹膜識(shí)別系統(tǒng)所使用的光源為450-650nm的可見光區(qū)域。
3.一種利用可見光的虹膜識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于包括三部分為檢測(cè)照明值，獲得圖像及用戶虹膜圖像的攝像裝置部；有紅外線區(qū)域光源的照明裝置部；以及發(fā)出可見光線的可見光照明部。
4.如權(quán)利要求3所述的利用可見光的虹膜識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于所述可見光照明部所使用的光源為450-650nm的可見光區(qū)域。
5.一種利用可見光虹膜識(shí)別方法，其特征在于包括四個(gè)步驟一是利用攝像機(jī)獲取圖像，檢測(cè)周圍照明度數(shù)值的步驟；二是將檢測(cè)到的周圍照明度與基準(zhǔn)值比較的步驟；三是如果檢測(cè)到的周圍照明度數(shù)值比基準(zhǔn)值低，增加可見光區(qū)域的照明，使其亮度達(dá)到基準(zhǔn)值要求的步驟；四是可見光區(qū)域的照明增加后，進(jìn)行虹膜識(shí)別的步驟。
6.如權(quán)利要求5所述的利用可見光虹膜識(shí)別方法，其特征在于如果檢測(cè)到的周圍照明度數(shù)值比基準(zhǔn)值低，增加可見光區(qū)域的照明，在使其亮度達(dá)到基準(zhǔn)值要求的步驟中，要增加可見光區(qū)域?yàn)?50-650nm光源。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于利用可見光的虹膜識(shí)別系統(tǒng)及識(shí)別方法的發(fā)明。本發(fā)明中的利用可見光虹膜識(shí)別方法包括四個(gè)步驟一是利用攝像機(jī)獲取圖像，檢測(cè)周圍照明度數(shù)值的步驟；二是將檢測(cè)到的周圍照明度與基準(zhǔn)值比較的步驟；三是如果檢測(cè)到的周圍照明度數(shù)值比基準(zhǔn)值低，增加可見光區(qū)域的照明，使其亮度達(dá)到基準(zhǔn)值要求的步驟；四是可見光區(qū)域的照明增加后，進(jìn)行虹膜識(shí)別的步驟。本發(fā)明中的利用可見光虹膜識(shí)別系統(tǒng)及識(shí)別方法是，在室內(nèi)待照明亮度數(shù)值低的環(huán)境中，利用可見光區(qū)域的光源，可以使用戶的瞳孔縮小，提高虹膜的識(shí)別率。
文檔編號(hào)G06K9/20GK1924886SQ20051002923
公開日2007年3月7日 申請(qǐng)日期2005年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月31日
發(fā)明者蔡將秦, 李奇映 申請(qǐng)人:上海樂(lè)金廣電電子有限公司