專利名稱：利用立體人臉識(shí)別的虹膜識(shí)別系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及一種利用立體人臉識(shí)別的虹膜識(shí)別系統(tǒng)和方法，它可以利用立體人臉圖像來識(shí)別虹膜以對(duì)被驗(yàn)證者(authenticatee)進(jìn)行識(shí)別。
背景技術(shù)：
本領(lǐng)域的技術(shù)人員所公知的是，在將人體的部分視為識(shí)別對(duì)象以對(duì)個(gè)人進(jìn)行識(shí)別的生物測(cè)定(biometrics)技術(shù)中，已經(jīng)獨(dú)立地使用了虹膜、人臉、指紋、靜脈等識(shí)別技術(shù)。
然而，某些生物測(cè)定技術(shù)不能應(yīng)用于某些人。例如，不能將虹膜識(shí)別技術(shù)應(yīng)用于先天性地或者由于得病而不能睜大眼睛的人。不能將指紋識(shí)別技術(shù)應(yīng)用于具有破損指紋的人。此外，不能將人臉識(shí)別技術(shù)應(yīng)用于臉部因整形手術(shù)等而發(fā)生了變化的人。因此，近來發(fā)展了代替各種獨(dú)立生物測(cè)定技術(shù)的組合生物測(cè)定技術(shù)，以克服這些缺陷。
組合生物測(cè)定技術(shù)的總體識(shí)別精度通常高于單獨(dú)應(yīng)用的獨(dú)立生物測(cè)定技術(shù)的總體識(shí)別精度。
例如，假定彼此不同的生物測(cè)定技術(shù)A和B的識(shí)別精度分別為90％和80％。如果將生物測(cè)定技術(shù)A和B應(yīng)用于100個(gè)人，在將生物測(cè)定技術(shù)A應(yīng)用于這100個(gè)人的情況下，有90個(gè)人通過生物測(cè)定技術(shù)A被識(shí)別出來，并且在將生物測(cè)定技術(shù)B應(yīng)用于未由生物測(cè)定技術(shù)A識(shí)別出來的剩余10個(gè)人的情況下，又有8個(gè)人通過生物測(cè)定技術(shù)B被識(shí)別出來。因此，總體識(shí)別精度為98％。
當(dāng)把總體識(shí)別精度表達(dá)為公式時(shí)，在將獨(dú)立識(shí)別精度為a％和b％的獨(dú)立生物測(cè)定技術(shù)逐個(gè)應(yīng)用到多個(gè)人的情況下，總體識(shí)別精度表示為以下公式。
公式a+(100-a)*b/100(％)該總體識(shí)別精度高于獨(dú)立使用生物測(cè)定技術(shù)A和B的情況下的識(shí)別精度。
同時(shí)，傳統(tǒng)人臉識(shí)別技術(shù)通過使用單個(gè)相機(jī)拍攝人臉圖像來實(shí)現(xiàn)，因此不能在三維上對(duì)該人臉圖像進(jìn)行分析。因此，該人臉識(shí)別技術(shù)存在以下局限可以檢測(cè)到瞳孔的位置，但是不能獲得瞳孔到捕捉聚焦虹膜圖像所需要的虹膜相機(jī)的距離信息。
而且，傳統(tǒng)虹膜識(shí)別技術(shù)具有以下缺點(diǎn)虹膜識(shí)別系統(tǒng)的成本隨著高成本聚焦相機(jī)的使用而增加。此外，傳統(tǒng)手動(dòng)聚焦虹膜識(shí)別相機(jī)系統(tǒng)存在這樣的不便用戶要在將瞳孔與手中所持的手動(dòng)相機(jī)的鏡頭對(duì)準(zhǔn)之后調(diào)節(jié)該手動(dòng)相機(jī)的焦距和光軸。
此外，虹膜識(shí)別系統(tǒng)和人臉識(shí)別系統(tǒng)不是作為一個(gè)模塊使用而是獨(dú)立使用，因此，系統(tǒng)昂貴，并且很難獲得將在人臉識(shí)別過程中所獲得的瞳孔位置信息和瞳孔到相機(jī)的距離信息應(yīng)用于虹膜識(shí)別的促進(jìn)效應(yīng)。
在使用人臉識(shí)別相機(jī)的進(jìn)一步改進(jìn)的系統(tǒng)中，多個(gè)虹膜識(shí)別相機(jī)中的一個(gè)在人臉識(shí)別過程中識(shí)別瞳孔位置，并且接著實(shí)現(xiàn)虹膜識(shí)別。然而，由于使用了單個(gè)人臉識(shí)別相機(jī)，所以不能獲得瞳孔到虹膜識(shí)別相機(jī)的距離，并且用戶應(yīng)把他的瞳孔定位在相機(jī)的光軸上，以便在相機(jī)焦點(diǎn)附近拍攝到圖像。

發(fā)明內(nèi)容
因此，謹(jǐn)記現(xiàn)有技術(shù)中所出現(xiàn)的上述問題提出了本發(fā)明，并且本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種利用立體人臉識(shí)別的虹膜識(shí)別系統(tǒng)和方法，它可以利用兩個(gè)或更多個(gè)相機(jī)所拍攝到的立體人臉圖像來拍攝被驗(yàn)證者的虹膜。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種利用立體人臉識(shí)別的個(gè)人身份識(shí)別方法，它可以在不對(duì)被驗(yàn)證者進(jìn)行虹膜識(shí)別的情況下，利用兩個(gè)或更多個(gè)相機(jī)所拍攝到的立體人臉圖像來對(duì)被驗(yàn)證者進(jìn)行身份識(shí)別。
為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明提供了一種利用立體人臉識(shí)別的虹膜識(shí)別系統(tǒng)，該虹膜識(shí)別系統(tǒng)包括兩個(gè)或更多個(gè)人臉識(shí)別相機(jī)，用于拍攝被驗(yàn)證者的兩幅或更多幅臉部圖像；識(shí)別系統(tǒng)，用于從所述多個(gè)人臉識(shí)別相機(jī)接收由所述多個(gè)人臉識(shí)別相機(jī)拍攝到的多幅臉部圖像，并且根據(jù)該多幅臉部圖像產(chǎn)生立體人臉信息；以及一個(gè)或更多個(gè)虹膜識(shí)別相機(jī)，由所述識(shí)別系統(tǒng)控制，以利用所產(chǎn)生的立體人臉信息來拍攝被驗(yàn)證者的虹膜。
在上面，所產(chǎn)生的立體人臉信息優(yōu)選地包括被驗(yàn)證者的瞳孔與所述人臉識(shí)別相機(jī)之間的距離的信息。
此外，在上面，所述利用立體人臉識(shí)別的虹膜識(shí)別系統(tǒng)優(yōu)選地還包括一虹膜識(shí)別相機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，所述虹膜識(shí)別相機(jī)被安裝在該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)上，該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)用于根據(jù)所述距離信息移動(dòng)所述虹膜識(shí)別相機(jī)以自動(dòng)地把所述虹膜識(shí)別相機(jī)聚焦在被驗(yàn)證者的虹膜上。因此，該虹膜識(shí)別系統(tǒng)通過根據(jù)在人臉識(shí)別過程中所檢測(cè)到的瞳孔的位置和距離信息以軟件方式自動(dòng)調(diào)節(jié)所述虹膜識(shí)別相機(jī)的對(duì)焦，而非使用帶有自動(dòng)聚焦功能的高成本相機(jī)來拍攝清晰的虹膜圖像，從而可以降低虹膜識(shí)別系統(tǒng)的成本。
此外，在上面，所述虹膜識(shí)別相機(jī)優(yōu)選地具有焦深(focal depth)為5cm或更長的鏡頭。當(dāng)被驗(yàn)證者接近所述虹膜識(shí)別系統(tǒng)以使其虹膜被拍攝時(shí)，臉部的位置可被識(shí)別出來。其后，如果向被驗(yàn)證者發(fā)送了消息，例如語音消息，指示被驗(yàn)證者沿上下方向、左右方向、或者前后方向改變其臉部的位置，則所述虹膜識(shí)別系統(tǒng)可以容易地拍攝虹膜，而無需使用所述虹膜識(shí)別相機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。設(shè)有遠(yuǎn)心鏡頭(telecentric lens)系統(tǒng)的相機(jī)可以作為具有5cm或更長焦深的鏡頭的虹膜識(shí)別相機(jī)來使用。通常，對(duì)于遠(yuǎn)心鏡頭系統(tǒng)，鏡頭的焦深大約為10cm到15cm。
此外，所述虹膜識(shí)別系統(tǒng)優(yōu)選地還包括主體，在其正面設(shè)有對(duì)可見光不透明但對(duì)紅外線透明的保護(hù)玻璃，并且在其中設(shè)有所述虹膜識(shí)別相機(jī)，在所述保護(hù)玻璃上表示出被驗(yàn)證者的虹膜要對(duì)準(zhǔn)的區(qū)域；以及紅外照明裝置，設(shè)置在所述虹膜識(shí)別相機(jī)附近并與所述虹膜識(shí)別相機(jī)一起安裝在主體中。也就是說，如果將所述保護(hù)玻璃安裝到所述虹膜識(shí)別系統(tǒng)的主體的正面，則為方便被驗(yàn)證者在所述保護(hù)玻璃上表示了所述區(qū)域，當(dāng)被驗(yàn)證者的瞳孔與該虛線區(qū)域?qū)?zhǔn)時(shí)，所述虹膜識(shí)別系統(tǒng)自動(dòng)地實(shí)現(xiàn)虹膜識(shí)別。
為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明提供了一種利用立體人臉識(shí)別的虹膜識(shí)別方法，該虹膜識(shí)別方法包括以下步驟利用兩個(gè)或更多個(gè)人臉識(shí)別相機(jī)拍攝兩幅或更多幅被驗(yàn)證者的臉部圖像，以立體地拍攝該被驗(yàn)證者的臉部；使用識(shí)別軟件并利用所拍攝到的臉部圖像來計(jì)算被驗(yàn)證者的臉部位置和到被驗(yàn)證者的瞳孔的距離；以及利用所計(jì)算出的臉部位置和到瞳孔的距離來拍攝被驗(yàn)證者的虹膜。
在上面，優(yōu)選地在根據(jù)所計(jì)算出的瞳孔距離移動(dòng)所述虹膜識(shí)別相機(jī)之后，進(jìn)行所述拍攝虹膜的步驟。
此外，在上面，所述拍攝虹膜的步驟優(yōu)選地包括以下步驟向被驗(yàn)證者發(fā)送消息，以使被驗(yàn)證者可以移動(dòng)到基于所計(jì)算出的到瞳孔的距離的一確定位置；和，如果確定被驗(yàn)證者已經(jīng)移動(dòng)到預(yù)定位置，則拍攝虹膜。
此外，所述利用立體人臉識(shí)別的虹膜識(shí)別方法還包括以下步驟從拍攝到的被驗(yàn)證者的虹膜中提取虹膜和瞳孔的邊界；和，通過用于麻醉品檢測(cè)的參數(shù)分析過程來確定被驗(yàn)證者是否服用了麻醉毒品。因此，利用本方法，可以通過利用立體人臉識(shí)別的虹膜識(shí)別來確定被驗(yàn)證者是否服用了麻醉毒品。
為了實(shí)現(xiàn)其他目的，本發(fā)明提供了一種利用立體人臉識(shí)別的個(gè)人身份識(shí)別方法，該個(gè)人身份識(shí)別方法包括以下步驟利用兩個(gè)或更多個(gè)人臉識(shí)別相機(jī)拍攝被驗(yàn)證者的兩幅或更多幅臉部圖像，以立體地拍攝該被驗(yàn)證者的人臉；由識(shí)別軟件利用所拍攝到的臉部圖像來提取被驗(yàn)證者的臉部的多個(gè)部分；以及，確定由所提取的臉部的多個(gè)部分生成的立體人臉信息是否與數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)的特定人臉信息相同。
在上面，優(yōu)選地由所述拍攝臉部圖像的步驟和提取被驗(yàn)證者的臉部的多個(gè)部分的步驟來生成數(shù)據(jù)庫中所存儲(chǔ)的特定人臉信息。
此外，在上面，優(yōu)選地通過把被驗(yàn)證者的照片數(shù)字化來產(chǎn)生數(shù)據(jù)庫中所存儲(chǔ)的特定人臉信息。


結(jié)合附圖閱讀下面的詳細(xì)說明，將更清楚地理解本發(fā)明的上述和其他目的、特征以及其他優(yōu)點(diǎn)，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的用于虹膜和人臉識(shí)別的相機(jī)系統(tǒng)的控制框圖；圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的相機(jī)系統(tǒng)與應(yīng)用系統(tǒng)之間的接口的框圖；圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的與相機(jī)系統(tǒng)集成的應(yīng)用系統(tǒng)的框圖；圖4是本發(fā)明的相機(jī)系統(tǒng)的內(nèi)部配置的示意平面圖；圖5是本發(fā)明的相機(jī)系統(tǒng)的內(nèi)部配置的透視圖；圖6是本發(fā)明的相機(jī)系統(tǒng)的外觀透視圖；圖7是示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的麻醉品檢測(cè)方法的流程圖；圖8是示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的人員身份識(shí)別方法的流程圖；以及圖9是示出用于在圖8所示人臉信息數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)人臉信息的過程的流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面將對(duì)附圖進(jìn)行說明，其中貫穿不同附圖都使用相同標(biāo)號(hào)來表示相同或者相似的部分。
在下文中，參照附圖對(duì)根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的用于虹膜和人臉識(shí)別的相機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和操作進(jìn)行說明。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的用于虹膜和人臉識(shí)別的相機(jī)系統(tǒng)的控制框圖。與控制電路(control board)10相連的有分別拍攝被驗(yàn)證者的左虹膜和右虹膜的兩個(gè)虹膜識(shí)別相機(jī)12和14，分別從左側(cè)和右側(cè)拍攝被驗(yàn)證者的臉部的兩個(gè)人臉識(shí)別相機(jī)16和18，以及一個(gè)用于對(duì)虹膜識(shí)別相機(jī)12和14進(jìn)行對(duì)焦的步進(jìn)電機(jī)。而且，與控制電路板10相連的還有用于照亮被驗(yàn)證者的臉部的人臉照明光源22，用于分別照亮被驗(yàn)證者的左虹膜和右虹膜的虹膜照明光源24，使相機(jī)12、14、16和18的操作通過與應(yīng)用系統(tǒng)的串行通信受控的傳輸線26，以及把通過相機(jī)12、14、16和18獲得的虹膜和人臉圖像信息傳輸?shù)剿鰬?yīng)用系統(tǒng)的視頻信號(hào)電纜28。優(yōu)選地將人臉照明光源22實(shí)現(xiàn)為鹵素?zé)艋蚣t外線發(fā)光二極管。優(yōu)選地將人臉照明光源22實(shí)現(xiàn)為紅外線發(fā)光二極管。
將與從兩個(gè)人臉識(shí)別相機(jī)14和16輸出的人臉圖像信息所對(duì)應(yīng)的人臉視頻信號(hào)傳輸給所述應(yīng)用系統(tǒng)的識(shí)別軟件，并且通過人臉識(shí)別過程中的圖像處理來提取構(gòu)成所述人臉的多個(gè)人臉部分，即，眼睛、鼻子、嘴巴等等。相應(yīng)地，可以根據(jù)人臉的一般特征來檢測(cè)瞳孔的位置。此外，可以通過分析該人臉的左右兩側(cè)圖像的差異來檢測(cè)瞳孔的距離信息，即瞳孔到人臉識(shí)別相機(jī)16和18的距離。因此，可以計(jì)算出虹膜識(shí)別相機(jī)12和14的移動(dòng)距離，并且將該計(jì)算結(jié)果傳輸給控制電路10。通過根據(jù)該計(jì)算結(jié)果驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)20來使虹膜識(shí)別相機(jī)12和14移動(dòng)，從而將虹膜識(shí)別相機(jī)12和14的焦點(diǎn)固定在虹膜上并且對(duì)虹膜進(jìn)行拍攝。在這種情況下，實(shí)現(xiàn)了用于使控制電路10與所述應(yīng)用系統(tǒng)之間可以通過傳輸線26進(jìn)行串行通信的接口。
雖然在本發(fā)明的實(shí)施例中人臉識(shí)別相機(jī)的數(shù)量為2個(gè)，但是如果可以在采用3個(gè)或更多人臉識(shí)別相機(jī)的情況下拍攝正面人臉圖像，就能獲得更多的立體人臉信息，從而可以提高總體識(shí)別精度。
圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的相機(jī)系統(tǒng)與應(yīng)用系統(tǒng)之間的接口的框圖。所述應(yīng)用系統(tǒng)包括多個(gè)取幀器(frame grabber)、串行端口、外圍組件互連(PCI)總線、獨(dú)立同分布(IID)&誤拒絕(FR)的軟件、應(yīng)用接口，以及所述識(shí)別軟件。通過安裝在所述應(yīng)用系統(tǒng)中的所述多個(gè)取幀器將與從虹膜識(shí)別相機(jī)12和14及人臉識(shí)別相機(jī)16和18輸出的虹膜和人臉圖像信息對(duì)應(yīng)的視頻信號(hào)傳輸給所述識(shí)別軟件，并且通過圖像處理和分析來檢測(cè)瞳孔位置和瞳孔到人臉識(shí)別相機(jī)16和18的距離。將檢測(cè)結(jié)果傳輸給控制電路10，并且調(diào)節(jié)虹膜識(shí)別相機(jī)12和14的對(duì)焦，以便虹膜識(shí)別相機(jī)12和14可以清楚地拍攝到虹膜。在這種情況下，取幀器是將模擬圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換為可在計(jì)算機(jī)中處理的數(shù)字信號(hào)并將數(shù)字信號(hào)輸出到另一裝置的裝置。也就是說，取幀器是捕捉圖像并使可以以文件形式存儲(chǔ)所捕捉到的圖像的裝置，并且在本發(fā)明中可以將其實(shí)現(xiàn)為通用取幀器。
圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的與相機(jī)系統(tǒng)集成的應(yīng)用系統(tǒng)的框圖。該應(yīng)用系統(tǒng)包括多個(gè)驅(qū)動(dòng)器、通信端口、虹膜檢測(cè)&預(yù)處理單元、人臉檢測(cè)&預(yù)處理單元、虹膜識(shí)別單元、人臉識(shí)別單元、判決單元、所述應(yīng)用接口，以及所述識(shí)別軟件。將與從虹膜識(shí)別相機(jī)12和14及人臉識(shí)別相機(jī)16和18輸出的虹膜和人臉圖像信息對(duì)應(yīng)的視頻信號(hào)傳輸?shù)桨惭b在所述應(yīng)用系統(tǒng)中的識(shí)別軟件，并且將通過對(duì)被驗(yàn)證者進(jìn)行虹膜識(shí)別和人臉識(shí)別所獲得的驗(yàn)證結(jié)果通過所述接口傳輸?shù)剿鰬?yīng)用系統(tǒng)。
圖4是本發(fā)明的相機(jī)系統(tǒng)的內(nèi)部配置的示意平面圖。圖5是本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)為一單獨(dú)模塊的相機(jī)系統(tǒng)的內(nèi)部配置的透視圖。
用于拍攝臉部左側(cè)和右側(cè)的人臉識(shí)別相機(jī)16和18設(shè)置在該相機(jī)系統(tǒng)的主體的左下側(cè)和右下側(cè)部分。虹膜識(shí)別相機(jī)12和14位于比人臉識(shí)別相機(jī)16和18靠上和靠內(nèi)的位置處。將虹膜識(shí)別相機(jī)12和14放置得使它們之間的距離對(duì)應(yīng)于一個(gè)人的兩個(gè)虹膜之間的距離。虹膜識(shí)別相機(jī)12和14固定地連接到支撐架36，支撐架36環(huán)繞導(dǎo)軸(guide shaft)30裝配，固定到繞著步進(jìn)電機(jī)20和滾輪32的齒鏈(toothed chain)34，并且由步進(jìn)電機(jī)20驅(qū)動(dòng)來完成對(duì)焦功能。因此，虹膜識(shí)別相機(jī)12和14利用步進(jìn)電機(jī)20驅(qū)動(dòng)的齒鏈34實(shí)現(xiàn)沿水平方向的線性運(yùn)動(dòng)，并移動(dòng)到相距被驗(yàn)證者的虹膜的短距離或長距離處，由此調(diào)節(jié)了虹膜識(shí)別相機(jī)12和14的對(duì)焦。
雖然在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，步進(jìn)電機(jī)20、齒鏈34、滾輪32和支撐架36構(gòu)成虹膜識(shí)別相機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，但是驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的部件并不限于以上部件，而且可由本領(lǐng)域的技術(shù)人員做不同的修改或調(diào)整。
而且，當(dāng)被驗(yàn)證者的虹膜未聚焦在所述虹膜識(shí)別相機(jī)時(shí)，將向被驗(yàn)證者發(fā)送消息，以使被驗(yàn)證者可以移動(dòng)到虹膜被聚焦的預(yù)定位置處，而非直接移動(dòng)所述虹膜識(shí)別相機(jī)。如果確定被驗(yàn)證者已經(jīng)移動(dòng)到所述預(yù)定位置處，就拍攝虹膜。在這種情況下，所述虹膜識(shí)別相機(jī)鏡頭的焦深優(yōu)選地大于5cm。
而且，將用于照亮被驗(yàn)證者虹膜的虹膜照明光源24實(shí)現(xiàn)為多個(gè)紅外線發(fā)光二極管，沿著虹膜識(shí)別相機(jī)12和14的外周來設(shè)置所述多個(gè)紅外線發(fā)光二極管。雖然在圖5中示出了將人臉照明光源22實(shí)現(xiàn)為鹵素?zé)舻氖纠?，但?duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，顯然可將人臉照明光源22實(shí)現(xiàn)為紅外線發(fā)光二極管而非鹵素?zé)簟?br> 此外，反射板42設(shè)置在主體之后，即在虹膜識(shí)別相機(jī)12和14以及人臉識(shí)別相機(jī)16和18之后。
上述相機(jī)系統(tǒng)在人臉識(shí)別過程中檢測(cè)瞳孔的位置和瞳孔到人臉識(shí)別相機(jī)16和18的距離，根據(jù)該檢測(cè)結(jié)果來驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)20，并把置于導(dǎo)軸30上的虹膜識(shí)別相機(jī)12和14移動(dòng)到使虹膜識(shí)別相機(jī)12和14的焦點(diǎn)清晰地固定在虹膜上的位置處。其后，進(jìn)行虹膜識(shí)別。如果完成了虹膜識(shí)別，則所述相機(jī)系統(tǒng)控制虹膜識(shí)別相機(jī)12和14返回到它們的初始位置。
因此，本發(fā)明的相機(jī)系統(tǒng)利用人臉識(shí)別而非利用高成本自動(dòng)調(diào)焦相機(jī)，用軟件方式實(shí)現(xiàn)了針對(duì)虹膜的對(duì)焦功能。
圖6是本發(fā)明的相機(jī)系統(tǒng)的外觀透視圖。參照?qǐng)D6，將所述相機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)為一單獨(dú)的模塊，并且該相機(jī)系統(tǒng)的正面由保護(hù)玻璃38構(gòu)成。虛線所表示的區(qū)域40限定在保護(hù)玻璃38的中央部分的周圍，它指示出虹膜識(shí)別相機(jī)12和14對(duì)準(zhǔn)的區(qū)域。因此，如果被驗(yàn)證者的瞳孔與虛線表示的區(qū)域40對(duì)準(zhǔn)，則將自動(dòng)執(zhí)行人臉識(shí)別和虹膜識(shí)別。將保護(hù)玻璃38構(gòu)成為單向鏡，以使不能從所述相機(jī)系統(tǒng)的外部看到該相機(jī)系統(tǒng)的內(nèi)部。因此，在照明由紅外線控制的情況下，利用透射紅外線而不透射可見光的保護(hù)玻璃38來拍攝被驗(yàn)證者的虹膜和臉部圖像。透射紅外線意味著有50％或更多的紅外線透過保護(hù)玻璃38，而不透射可見光意味著50％或更少的可見光透過保護(hù)玻璃38。
這種構(gòu)造用來增加用戶的便利性。也就是說，當(dāng)用戶把他的瞳孔與虛線內(nèi)的區(qū)域40對(duì)準(zhǔn)時(shí)，就自動(dòng)執(zhí)行人臉識(shí)別和虹膜識(shí)別。
下面，對(duì)利用上述相機(jī)系統(tǒng)的虹膜識(shí)別方法進(jìn)行說明。
首先，使用人臉識(shí)別相機(jī)16和18從左側(cè)和右側(cè)拍攝被驗(yàn)證者的臉部，以獲得立體人臉信息。
將與人臉識(shí)別相機(jī)16和18拍攝的人臉圖像信息對(duì)應(yīng)的人臉視頻信號(hào)傳輸給所述識(shí)別軟件。其后，通過利用人臉識(shí)別的圖像處理來提取臉部的構(gòu)成部分(即，眼睛、鼻子、嘴巴等)，來檢測(cè)瞳孔的位置。其后通過分析該臉部的左側(cè)和右側(cè)圖像之間的差異，來計(jì)算瞳孔到人臉識(shí)別相機(jī)16和18的距離，以調(diào)節(jié)虹膜識(shí)別相機(jī)12和14的對(duì)焦。
其后，所述相機(jī)系統(tǒng)從所述應(yīng)用系統(tǒng)接收如上所述計(jì)算出的瞳孔到人臉識(shí)別相機(jī)16和18的距離，根據(jù)該距離來移動(dòng)與步進(jìn)電機(jī)20嚙合的齒鏈34，并且通過虹膜識(shí)別相機(jī)12和14的移動(dòng)來調(diào)節(jié)虹膜識(shí)別相機(jī)12和14的對(duì)焦。
其后，如果完成了調(diào)焦，則虹膜識(shí)別相機(jī)12和14就對(duì)被驗(yàn)證者的虹膜進(jìn)行拍攝，并通過視頻信號(hào)電纜28將與所拍攝到的虹膜圖像信息對(duì)應(yīng)的虹膜視頻信號(hào)輸出到所述應(yīng)用系統(tǒng)，由此來完成虹膜識(shí)別。如果所述應(yīng)用系統(tǒng)完成了虹膜識(shí)別，則所述相機(jī)系統(tǒng)通過經(jīng)由傳輸線26向控制電路10發(fā)送一控制信號(hào)，控制虹膜識(shí)別相機(jī)12和14返回到它們的初始位置，并準(zhǔn)備下一次拍攝過程。
圖7是示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的麻醉品檢測(cè)方法的流程圖。
當(dāng)執(zhí)行麻醉品檢測(cè)時(shí)，利用在上述相機(jī)系統(tǒng)的人臉識(shí)別過程中檢測(cè)到的瞳孔的位置和瞳孔到人臉識(shí)別相機(jī)16和18的距離，由虹膜識(shí)別相機(jī)12和14來拍攝瞳孔。
其后，從虹膜識(shí)別相機(jī)12和14輸出的圖像信息提取出虹膜和瞳孔的邊界，并通過如下所述的用于麻醉品檢測(cè)的參數(shù)分析過程，最終確定被驗(yàn)證者是否服用了麻醉毒品。
用于麻醉品檢測(cè)的參數(shù)分析過程公開在題為“利用瞳孔運(yùn)動(dòng)檢測(cè)麻醉品的方法”的韓國專利未審公報(bào)No.2001-0097736中。該分析實(shí)現(xiàn)如下。首先，對(duì)響應(yīng)于施加一次或更多次的物理刺激(例如光、聲和熱)的瞳孔運(yùn)動(dòng)進(jìn)行拍攝。根據(jù)由虹膜識(shí)別相機(jī)12和14所拍攝的瞳孔運(yùn)動(dòng)所獲得的圖片來計(jì)算出以下參數(shù)例如，初始瞳孔大小，瞳孔收縮的延遲時(shí)間，副交感神經(jīng)的反應(yīng)強(qiáng)度，副交感神經(jīng)的平均反應(yīng)時(shí)間，最小瞳孔大小，交感神經(jīng)的反應(yīng)持續(xù)時(shí)間，交感神經(jīng)的響應(yīng)時(shí)間變化，以及交感神經(jīng)的反應(yīng)強(qiáng)度。其后，根據(jù)通過比較計(jì)算出的參數(shù)與正常人的參數(shù)所得出的每一種情況來確定是否服用了麻醉毒品。
圖8是示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的人員識(shí)別方法的流程圖。圖9是示出用于在圖8所示人臉信息數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)人臉信息的過程的流程圖。
利用兩個(gè)或更多個(gè)人臉識(shí)別相機(jī)來拍攝被驗(yàn)證者的臉部圖像。
其后，利用所拍攝的臉部圖像通過所述識(shí)別軟件的圖像處理來提取出被驗(yàn)證者的臉部的多個(gè)部分(眼睛，鼻子，嘴等)。其后，確定由所提取的臉部的多個(gè)部分產(chǎn)生的立體人臉信息是否與人臉數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)的特定人臉信息相同。通過這些過程，可以在一個(gè)人的虹膜數(shù)據(jù)不存在的情況下利用立體人臉信息識(shí)別出這個(gè)人來。
用于查詢個(gè)人身份的人臉數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)了通過對(duì)所述人臉識(shí)別相機(jī)所拍攝的數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像處理來提取人臉的多個(gè)部分而產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，或者通過對(duì)普通相片(例如罪犯、恐怖分子等的相片)進(jìn)行數(shù)字化產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。
工業(yè)應(yīng)用如上所述，根據(jù)本發(fā)明的虹膜識(shí)別系統(tǒng)是一多生物測(cè)定相機(jī)，它由一單獨(dú)的模塊實(shí)現(xiàn)，從而易于與所述應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)合使用并且提高了識(shí)別精度。
而且，本發(fā)明提供了一種利用立體人臉識(shí)別的個(gè)人身份識(shí)別方法，它可以利用由兩個(gè)或更多個(gè)相機(jī)所拍攝的立體人臉圖像而不需要對(duì)被驗(yàn)證者進(jìn)行虹膜識(shí)別，來對(duì)被驗(yàn)證者進(jìn)行身份識(shí)別。
雖然為了說明目的公開了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，在不偏離所附權(quán)利要求所公開的本發(fā)明的范圍和精神的前提下，可以進(jìn)行各種修改、增添和替換。
權(quán)利要求
1.一種利用立體人臉識(shí)別的虹膜識(shí)別系統(tǒng)，包括兩個(gè)或更多個(gè)人臉識(shí)別相機(jī)，用于拍攝被驗(yàn)證者的兩幅或更多幅臉部圖像；識(shí)別系統(tǒng)，用于從所述多個(gè)人臉識(shí)別相機(jī)接收由該多個(gè)人臉識(shí)別相機(jī)所拍攝的所述多幅臉部圖像，并且根據(jù)所述多幅臉部圖像來產(chǎn)生立體人臉信息；以及一個(gè)或更多個(gè)虹膜識(shí)別相機(jī)，由所述識(shí)別系統(tǒng)控制，以利用所產(chǎn)生的立體人臉信息拍攝被驗(yàn)證者的虹膜。
2.如權(quán)利要求1所述的利用立體人臉識(shí)別的虹膜識(shí)別系統(tǒng)，其中所述產(chǎn)生的立體人臉信息包括被驗(yàn)證者的瞳孔與所述多個(gè)人臉識(shí)別相機(jī)之間的距離的信息。
3.如權(quán)利要求2所述的利用立體人臉識(shí)別的虹膜識(shí)別系統(tǒng)，還包括一虹膜識(shí)別相機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其用于根據(jù)所述距離信息移動(dòng)所述多個(gè)虹膜識(shí)別相機(jī)以自動(dòng)將所述多個(gè)虹膜識(shí)別相機(jī)聚焦在被驗(yàn)證者的虹膜上，所述多個(gè)虹膜識(shí)別相機(jī)安裝在該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)上。
4.如權(quán)利要求2所述的利用立體人臉識(shí)別的虹膜識(shí)別系統(tǒng)，其中所述多個(gè)虹膜識(shí)別相機(jī)具有焦深為5cm或更長的鏡頭。
5.如權(quán)利要求1所述的利用立體人臉識(shí)別的虹膜識(shí)別系統(tǒng)，還包括主體，在其正面設(shè)有對(duì)可見光不透明且對(duì)紅外光透明的保護(hù)玻璃，在該主體內(nèi)設(shè)有所述多個(gè)虹膜識(shí)別相機(jī)，將被驗(yàn)證者的虹膜要對(duì)準(zhǔn)的區(qū)域表示在所述保護(hù)玻璃上；和紅外照明裝置，設(shè)置在所述多個(gè)虹膜識(shí)別相機(jī)周圍并與該多個(gè)虹膜識(shí)別相機(jī)一起安裝在所述主體中。
6.一種利用立體人臉識(shí)別的虹膜識(shí)別方法，包括以下步驟利用兩個(gè)或更多個(gè)人臉識(shí)別相機(jī)拍攝被驗(yàn)證者的兩幅或更多幅臉部圖像，以立體地拍攝該被驗(yàn)證者的臉部；使用識(shí)別軟件，利用所拍攝到的臉部圖像來計(jì)算被驗(yàn)證者的臉部位置和到被驗(yàn)證者瞳孔的距離；以及利用所計(jì)算出的臉部位置和所述到瞳孔的距離，拍攝被驗(yàn)證者的虹膜。
7.如權(quán)利要求6所述的利用立體人臉識(shí)別的虹膜識(shí)別方法，其中通過在根據(jù)所計(jì)算出的瞳孔距離移動(dòng)所述多個(gè)虹膜識(shí)別相機(jī)之后對(duì)虹膜進(jìn)行拍攝，來執(zhí)行所述拍攝虹膜的步驟。
8.如權(quán)利要求6所述的利用立體人臉識(shí)別的虹膜識(shí)別方法，其中所述拍攝虹膜的步驟包括以下步驟向被驗(yàn)證者發(fā)送消息，以使被驗(yàn)證者可以移動(dòng)到基于所計(jì)算出的瞳孔距離和臉部位置的某一位置；和如果確定被驗(yàn)證者已經(jīng)移動(dòng)到所述預(yù)定位置處，則拍攝虹膜。
9.如權(quán)利要求6所述的利用立體人臉識(shí)別的虹膜識(shí)別方法，還包括以下步驟從拍攝到的被驗(yàn)證者的虹膜中提取虹膜和瞳孔的邊界；和通過用于麻醉品檢測(cè)的參數(shù)分析過程，確定被驗(yàn)證者是否服用了麻醉毒品。
10.一種利用立體人臉識(shí)別的個(gè)人身份識(shí)別方法，包括以下步驟利用兩個(gè)或更多個(gè)人臉識(shí)別相機(jī)拍攝被驗(yàn)證者的兩幅或更多幅臉部圖像，以立體地拍攝該被驗(yàn)證者的臉部；由一識(shí)別軟件利用所拍攝到的臉部圖像來提取被驗(yàn)證者的臉部的多個(gè)部分；以及確定由所提取的臉部的多個(gè)部分生成的立體人臉信息是否與數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)的特定人臉信息相同。
11.如權(quán)利要求10所述的利用立體人臉識(shí)別的個(gè)人身份識(shí)別方法，其中所述數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)的特定人臉信息是由所述拍攝臉部圖像的步驟和所述提取被驗(yàn)證者的臉部的多個(gè)部分的步驟來生成的。
12.如權(quán)利要求10所述的利用人體人臉識(shí)別的個(gè)人身份識(shí)別方法，其中所述數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)的特定人臉信息是通過對(duì)被驗(yàn)證者的照片進(jìn)行數(shù)字化來產(chǎn)生的。
全文摘要
公開了一種包括立體人臉識(shí)別的虹膜識(shí)別系統(tǒng)，其可以利用立體人臉識(shí)別來識(shí)別虹膜，以識(shí)別被驗(yàn)證者。該系統(tǒng)包括兩個(gè)或更多個(gè)人臉識(shí)別相機(jī)，用于拍攝被驗(yàn)證者的兩幅或更多幅臉部圖像；識(shí)別系統(tǒng)，用于從所述多個(gè)人臉識(shí)別相機(jī)接收由該多個(gè)人臉識(shí)別相機(jī)所拍攝的所述多幅臉部圖像，并且根據(jù)所述多幅臉部圖像來產(chǎn)生立體人臉信息；以及一個(gè)或更多個(gè)虹膜識(shí)別相機(jī)，由所述識(shí)別系統(tǒng)控制，以利用所產(chǎn)生的立體人臉信息拍攝被聚焦的被驗(yàn)證者的虹膜。
文檔編號(hào)G06K9/00GK1618079SQ03802325
公開日2005年5月18日 申請(qǐng)日期2003年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月16日
發(fā)明者金大訓(xùn), 崔秉浩, 白勝敏 申請(qǐng)人:虹膜技術(shù)公司