專利名稱：雙眼虹膜的采集裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于生物特征識別及信息安全的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種 雙眼虹膜的采集裝置。
背景技術(shù)：
生物特征識別技術(shù)因為生物特征(指紋、虹膜、臉像等等)自身固有 的特性使得它超越和替代傳統(tǒng)的身份識別技術(shù)成為現(xiàn)實的可能，并且已經(jīng) 在一些國家和地區(qū)的特定應(yīng)用領(lǐng)域開始被推廣和使用。其中虹膜識別在身 份識別的準確性方面表現(xiàn)尤為突出，同時因為其獨特的生理結(jié)構(gòu)，使得虹 膜識別技術(shù)具有構(gòu)建更加安全的社會環(huán)境的應(yīng)用潛力。但是，虹膜識別出 色的準確性是建立在總是能采集到理想的虹膜圖像的基礎(chǔ)之上的，而實際 應(yīng)用環(huán)境很難保證這樣的基礎(chǔ)，這正是虹膜識別技術(shù)在推向大規(guī)模實際應(yīng) 用中面臨的主要困難。這種非理想的虹膜圖像對于后續(xù)的識別會帶來兩個 主要的問題其一，同一虹膜不同次采集的多樣性增加；其二，單次采集 的有效信息的損失和干擾信息的增加。這樣最終在匹配時表現(xiàn)為類內(nèi)距離 增大或者類間距離減小，從而降低識別性能。
虹膜屬于眼球這一人體獨特的內(nèi)部生理器官的外部可見組織，具有一 些獨有的特性研究表明，人用兩只眼睛觀察一個固定目標時比只用一只 眼睛更容易保持頭部的穩(wěn)定和平衡。正常狀態(tài)下，人的左右眼球和上下眼 瞼的動作是趨同的。同時雖然人類存在體型等個體差異，但是雙眼之間距 離的變化很小，虹膜的外徑的變化幅度極小。
現(xiàn)有的虹膜識別都是基于單只眼睛的虹膜，如果利用特定的裝置實現(xiàn) 同時采集被識別者的兩只眼睛的虹膜，提高所采集的虹膜圖像的穩(wěn)定性， 將會有效降低上述的兩個問題對現(xiàn)有虹膜識別性能的不利影響。但是目前 己經(jīng)公開的文獻資料，還沒有關(guān)于同時采集人的雙眼虹膜圖像相應(yīng)的采集 裝置方面的研究。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的就是針對現(xiàn)有虹膜識別技術(shù)在推向大規(guī)模實際應(yīng)用 中遇到的問題，提出了一種同時采集人的雙眼虹膜圖像的采集裝置，從而 提高虹膜身份識別的性能。
本實用新型包括平行設(shè)置的左右采集鏡頭，采集板設(shè)置在左右采集鏡
頭的正前方；采集板上依次設(shè)置有左右半透半反鏡、左右偏振片、左右散 射板，并且左右半透半反鏡、左右偏振片、左右散射板與左右采集鏡頭位 置對應(yīng)，其中左右散射板靠近左右釆集鏡頭設(shè)置；主動近紅外光源設(shè)置在 左右散射板后方，左右采集鏡頭分別與左右攝像頭連接并連接至微處理 器；左右采集鏡頭、左右攝像頭、主動近紅外光源和感應(yīng)器件分別與控制 電路連接。左右偏振片的偏振方向垂直；左右半透半反鏡為長方形，設(shè)置 在左右偏振片和左右散射板的中心位置，根據(jù)現(xiàn)有人類學和生物學的統(tǒng)計 數(shù)據(jù)，設(shè)置左右半透半反鏡的長度35ram《A《45咖，寬度11咖《B《 15mm，左右半透半反鏡的中心距離75mm《H《85mm。
本實用新型中半透半反鏡因為其鏡面效應(yīng)使之能夠迅速吸引被采集者 的注意，并引導(dǎo)被采集者處于適當?shù)奈恢?。感?yīng)器件作用是檢測被采集者 的位置，當被采集者處于有效的采集位置時，輸出提示信號，驅(qū)動控制電 路，啟動采集進程，可以采用接近開關(guān)或者紅外測距器等等器件。主動近 紅外光源產(chǎn)生近紅外光作為成像光源，通過散射板進行散射以獲得面光源 的成像效果，然后利用偏振片進行調(diào)制。偏振片分為左右兩片，且調(diào)制方 向相互垂直，使得左右虹膜的成像光的振動方向相互垂直，以避免左右成 像光源的交叉干擾?？刂齐娐夫?qū)動主動近紅外光源和采集鏡頭并提供開始 釆集的信號，當驅(qū)動電路被打幵時，首先激勵主動近紅外光源使之產(chǎn)生近 紅外光并打開攝像頭，然后輸出開始采集的信號啟動一個采集進程，同時 驅(qū)動采集鏡頭的變焦馬達，產(chǎn)生確定范圍和時間段的連續(xù)變焦。采集鏡頭 和攝像頭采用現(xiàn)有產(chǎn)品，例如精工SE5018鏡頭和WATEC902H攝像頭，在
采集鏡頭連續(xù)變焦的范圍內(nèi)，攝像頭按照確定的時間間隔并在每個間隔內(nèi) 采集左、右虹膜圖像各一幅，然后保存在微處理器的圖像緩存中。微處理 器對緩存中的每幅圖像進行瞳孔粗定位處理，計算位于瞳孔中成像光源所
成的像的清晰度，以此為判據(jù)分別找出左、右眼虹膜的圖像序列中最清晰 的圖像，然后保存這兩幅圖像并結(jié)束采集進程。
由于本實用新型采用的左、右半透半反鏡完全相同且中心在同一水平 線上，同時鏡片在垂直方向的尺寸只比實際虹膜的直徑稍大，被采集者可 以在左右鏡片中同時觀察到自己左右眼的虹膜，當左右鏡片中的虹膜都完 整時，可以使得被釆集者的頭部基本保持水平，所以此時采集的虹膜的旋 轉(zhuǎn)角度可以被限制在較小的范圍內(nèi)，而且左右虹膜的旋轉(zhuǎn)角度大致相同。 由于本實用新型采用偏振片，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時自身的像的交叉干擾。
由于本實用新型同時采集雙眼的虹膜圖像，因此可以獲得更加豐富的
虹膜圖像紋理信息；而且因為這種采集更加符合人的日常狀態(tài)，所以在實 際使用中的多次采集狀態(tài)下，使得采集到的虹膜圖像保持更好的穩(wěn)定性。
本實用新型利用人類雙眼之間的距離和虹膜外徑的穩(wěn)定性，雙眼聚焦 和定位的平穩(wěn)性，以及左右眼球和上下眼瞼運動的趨同性，使得采集時雙 眼虹膜和成像平面保持較好的平行，并能讓得到的左、右虹膜圖像具有對 稱性，并且在多次采集中保持穩(wěn)定。

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖2是圖1中采集板的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
如圖1和圖2所示，雙眼虹膜的采集裝置中的左右采集通道完全相 同。半透半反鏡9鑲嵌在采集裝置面向被采集者的前面板上，引導(dǎo)被采集 者處于適當?shù)奈恢?。當被采集者處于有效的采集位置時，接近開關(guān)1輸出 提示信號，驅(qū)動控制電路2，控制電路2觸發(fā)近紅外光源5和采集鏡頭 6，并提供開始采集的信號啟動采集進程。近紅外光源5產(chǎn)生近紅外光作
為成像光源，通過散射板7進行散射以獲得面光源的成像效果，然后利用 偏振片8進行調(diào)制。偏振片8分為左右兩片，且調(diào)制方向相互垂直，使得
左右虹膜的成像光的振動方向相互垂直，以避免左右成像光源的交叉干
擾。當采集進程啟動后，首先激勵主動近紅外光源5使之產(chǎn)生近紅外光并 打幵攝像頭4，然后輸出開始采集的信號啟動一個采集進程，同時驅(qū)動采 集鏡頭6的變焦馬達，產(chǎn)生確定范圍和時間段的連續(xù)變焦。攝像頭4在連 續(xù)變焦的范圍內(nèi)，按照確定的時間間隔并在每個間隔內(nèi)采集左、右虹膜圖 像各一幅，然后保存在微處理器3的圖像緩存中。微處理器3對緩存中的 每幅圖像進行瞳孔粗定位處理，計算位于瞳孔中成像光源所成的像的清晰 度，以此為判據(jù)分別找出左、右眼虹膜的圖像序列中最清晰的圖像，然后 保存這兩幅圖像并結(jié)束采集進程。
該裝置的使用操作過程當被采集者移動到距離采集裝置外露的采集 端的確定范圍內(nèi)時，感應(yīng)器件觸發(fā)采集端的紅色指示燈，提示被采集者已 經(jīng)處于合適的采集距離，被采集者可以通過半透半反鏡9觀察自己的左右 虹膜的像以調(diào)整自己的位置，直至半透半反鏡9中左、右虹膜的像都保持 完整，并且在垂直方向上基本充滿了整個半透半反鏡9，此時紅色指示燈 滅，提示被采集者采集進程已經(jīng)開始，保持自己的位置，直至綠色指示燈 亮，示意被采集者結(jié)束采集狀態(tài)。當被采集者接近到距離接近開關(guān)1正前 方50cm的范圍內(nèi)時，就會觸發(fā)接近開關(guān)1;半透半反鏡9的參數(shù)是當
光的波長;U70()"m時，透射，其余反射；當紅色指示燈滅的同時，采集進
程開始，控制電路2驅(qū)動采集鏡頭6的變焦馬達在兩秒的時間內(nèi)連續(xù)遍歷 鏡頭的整個焦距范圍，采集鏡頭6使用精工SE5018自動光圈、電動變焦 鏡頭，然后攝像頭4每間隔100ms各采集左、右虹膜圖像一幅，即在整個 采集周期內(nèi)，左右各采集了 20幅圖像存入圖像緩存。本實施例中采用 WATEC902H攝像頭，左、右釆集通道利用相同型號的器件組成兩個完全對 稱和獨立的采集通道。然后微處理器3對左右圖像序列進行相同的處理， 先對每幅圖像進行瞳孔粗定位，然后進行大小和亮度歸一化，并計算光源 所成的位于瞳孔內(nèi)的像的平均亮度、亮度的均方差和像素點數(shù)，在滿足平 均亮度大于180，像素點數(shù)大于150時，均方差最小的最為清晰的圖像， 由此從左、右圖像序列中各找出一幅圖像作為該次采集的結(jié)果存入存儲 器，采集進程完成。
權(quán)利要求1、雙眼虹膜的采集裝置，其特征在于該裝置包括平行設(shè)置的左右采集鏡頭，采集板設(shè)置在左右采集鏡頭的正前方；采集板上依次設(shè)置有左右半透半反鏡、左右偏振片、左右散射板，并且左右半透半反鏡、左右偏振片、左右散射板與左右采集鏡頭位置對應(yīng)，其中左右散射板靠近左右采集鏡頭設(shè)置；主動近紅外光源設(shè)置在左右散射板后方，左右采集鏡頭分別與左右攝像頭連接并連接至微處理器；左右采集鏡頭、左右攝像頭、主動近紅外光源和感應(yīng)器件分別與控制電路連接；所述的左右偏振片的偏振方向垂直。
2、 如權(quán)利要求l所述的雙眼虹膜的采集裝置，其特征在于左右半透半 反鏡為長方形，設(shè)置在左右偏振片和左右散射板的中心位置，其長度35mm 《A《45mm，寬度11mm《B《15咖，左右半透半反鏡的中心距離75mm《H《 85mmQ
專利摘要本實用新型涉及一種雙眼虹膜的采集裝置。目前虹膜識別技術(shù)存在難以穩(wěn)定的獲得理想的虹膜圖像的問題。本實用新型包括平行設(shè)置的左右采集鏡頭，采集板設(shè)置在左右采集鏡頭的正前方；采集板上依次設(shè)置有與左右采集鏡頭位置對應(yīng)左右半透半反鏡、左右偏振片、左右散射板，左右偏振片的偏振方向垂直，主動近紅外光源設(shè)置在左右散射板后方。本實用新型充分利用人的雙眼的生理和物理特性，使得采集時雙眼虹膜和成像平面保持較好的平行，并能讓得到的左、右虹膜圖像具有對稱性，并且在多次采集中保持穩(wěn)定。
文檔編號G06K9/20GK201005676SQ20072010721
公開日2008年1月16日 申請日期2007年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月13日
發(fā)明者葉學義 申請人:杭州電子科技大學