專利名稱：基于多個定焦攝像頭的大景深虹膜圖像獲取系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光學(xué)儀器和探測與成像技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種使用 多個定焦攝像頭擴(kuò)大虹膜成像范圍的技術(shù)。
背景技術(shù)：
安全管理己經(jīng)成為國際社會的關(guān)注熱點(diǎn)。在諸多的安全防范技術(shù)中，對物理場所和信息資料進(jìn)行訪問控制(Access Control)的身份識別 技術(shù)是對公共安全與個人家庭進(jìn)行安全保障的核心技術(shù)，在關(guān)乎國計(jì)民 生的各個領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，例如國家機(jī)關(guān)、海關(guān)、核電站、軍事基 地、民航機(jī)場、鐵路、銀行金庫、能源礦產(chǎn)、科研實(shí)驗(yàn)室、檔案館、企 事業(yè)的辦公樓和生產(chǎn)車間等單位和場所都需要安全可靠、方便快捷的身 份認(rèn)證解決方案。傳統(tǒng)的身份識別方法一般基于知識(如密碼、問題答案)或標(biāo)志物 (IC卡、鑰匙)。顯然這些傳統(tǒng)的個人身份鑒別手段己不能完全滿足現(xiàn) 代社會經(jīng)濟(jì)活動和社會安全防范的需要，因?yàn)槊艽a容易破解或者遺忘， IC卡容易偽造或者丟失。并且密碼和標(biāo)志物并不是個人身份的本質(zhì)屬 性，存在極大的安全隱愚，而且沒有不可抵賴的特性。從消除人為不安 全因素看，只有不易被他人代替、仿制、甚至其本人也無法轉(zhuǎn)讓的身份 識別憑證才能勝任。因此，從易用性、安全性、成熟性和造價等方面綜 合比較，隨著IT (Information Technology,信息技術(shù))的不斷前進(jìn)，隨著 生物識別技術(shù)的不斷成熟，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，身份識別技術(shù) 發(fā)展迅猛，正以驚人的迅度從傳統(tǒng)的密碼和標(biāo)志物向生物識別的方向發(fā) 展?；谥讣y和人臉識別的身份識別系統(tǒng)已經(jīng)開始在一些重要場所得到 應(yīng)用。生物特征識別采用人們的生理特征(人臉、指紋、虹膜、手形、 掌紋等)和行為特征(步態(tài)、筆跡、語音等)對個人身份進(jìn)行自動識別， 具有"隨身攜帶、終身不變"等特點(diǎn)。 括虹膜圖像獲取裝置與特征識別軟件算法兩 大部分。從現(xiàn)有的虹膜識別技術(shù)和產(chǎn)品的推廣應(yīng)用情況來看，影響虹膜 識別進(jìn)一步得到深入和廣泛應(yīng)用的主要瓶頸之一在于清晰虹膜圖像獲 取的困難性。因?yàn)楹缒さ某叽缧?，而識別算法要求的圖像分辨率高，造 成定焦光學(xué)攝像頭的景深范圍小。但是虹膜圖像的獲取一般釆用非接觸 的方式，用戶的頭部在三維空間的自由度很大，并且一般處于運(yùn)動狀態(tài) 下，很難快速找到有效的成像范圍，用戶界面不是很友好，影響了虹膜 識別的大范圍推廣應(yīng)用的進(jìn)程。所以如何提高虹膜圖像獲取裝置的成像 范圍成為虹膜識別這項(xiàng)尖端的身份鑒定技術(shù)深入廣泛應(yīng)用的"攔路虎"。提高有效的虹膜成像物距范圍的途徑之一就是使用具有自動變焦功能的虹膜攝像頭，例卯韓國LG公司的IrisAssess3000虹膜識別系統(tǒng) 采用了自動變焦鏡頭，它的有效采集距離是8 25厘米，即成像范圍為 17厘米。但是變焦鏡頭存在以下缺點(diǎn) *設(shè)計(jì)和制造成本高。*變焦速度偏慢， 一般的變焦過程需要1秒以上的時間，很難滿足 虹膜識別的實(shí)時性需求，并且用戶的頭部不能移動，因?yàn)樽兘沟慕Y(jié)果總 會滯后于眼睛位置的變更。*變焦過程會有一定的噪聲。*變焦系統(tǒng)作為一種光學(xué)精密儀器比較嬌貴，穩(wěn)定性和使用壽命都有限，并且維護(hù)需求高 發(fā)明內(nèi)容現(xiàn)有技術(shù)虹膜識別系統(tǒng)采用自動變焦鏡頭存在有成本高、變焦速度 偏慢、難于滿足虹膜識別的實(shí)時性需求、變焦噪聲、穩(wěn)定性和使用壽命 都有限等問題，為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，本發(fā)明的目的是提出利用不 同定焦攝像頭的互補(bǔ)性來擴(kuò)大景深、虹膜圖像獲取的有效成像范圍，達(dá) 到自動變焦的效果，為此，本發(fā)明是提供一種基于多個定焦攝像頭的大 景深虹膜圖像獲取系統(tǒng)及方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一個方面，是提供一種基于多個定焦攝像頭的大景深虹膜圖像獲取系統(tǒng)，包括
虹膜圖像采集裝置，用于對輸入的虹膜信息進(jìn)行多定焦虹膜成像， 并選擇多定焦虹膜圖像結(jié)果；圖像識別裝置，用于將選定的高質(zhì)量虹膜圖像結(jié)果進(jìn)行圖像處理和 身份識別。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，虹膜圖像采集裝置包括定焦攝像頭、測距 儀、光源，其中所述定焦攝像頭，利用具有不同的成像物距范圍的多個定焦攝像 頭，用于傳輸不同的虹膜圖像數(shù)據(jù)；所述測距儀，用于測量眼睛和鏡頭之間的距離，從而選擇一個或者 多個定焦攝像頭的圖像結(jié)果；所述光源，用于為虹膜成像提供紅外照明。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述多個定焦攝像頭中，每個定焦攝像頭分 別獨(dú)立對虹膜成像。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述的多個定焦攝像頭具有相同或者不同的 對焦距離當(dāng)多個定焦攝像頭具有相同的對焦距離時，需要把這些定焦攝像頭 安裝在不同的縱深位置，來實(shí)現(xiàn)不同的成像物距范圍；當(dāng)多個定焦攝像頭具有不同的對焦距離時，把這些定焦攝像頭安裝 在相同的縱深位置，實(shí)現(xiàn)不同的成像物距范圍。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述的多個定焦攝像頭的成像對象是用戶的 同一只或者不同眼睛的虹膜當(dāng)多個定焦攝像頭的成像對象是用戶的同一只眼睛時，通過分光鏡 將單眼虹膜的反射光線分給不同的定焦攝像頭成像；當(dāng)多個定焦攝像頭的成像對象是用戶的不同眼睛時，不同的定焦攝 像頭分別對應(yīng)著用戶的左眼或右眼虹膜，成像系統(tǒng)由兩個成像范圍不同 的單目虹膜采集裝置組合而成，根據(jù)用戶和設(shè)備的測距結(jié)果輸出用戶的 左眼、右眼或者雙眼虹膜圖像。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的第二個方面，是提供一種基于多個定焦 攝像頭的大景深虹膜圖像獲取方法，包括步驟如下利用具有不同的成像物距范圍的多個定焦攝像頭； 分別對虹膜成像，產(chǎn)生多路定焦圖像結(jié)果；利用距離測量或者圖像質(zhì)量評價方法，選擇一個或者多路定焦的圖 像結(jié)果；對選擇的質(zhì)量合格的虹膜圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像處理和身份識別。 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述距離測量選圖步驟包括 通過測距系統(tǒng)計(jì)算用戶和定焦攝像頭間的距離d;若距離d處于某 個定焦攝像頭的景深范圍，則將該定焦攝像頭的數(shù)字圖像用于虹膜識別。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述的質(zhì)量評價選圖步驟包括-把不同定焦攝像頭的圖像結(jié)果輸送給計(jì)算機(jī)識別，根據(jù)圖像灰度分 布內(nèi)容或者傅立葉高頻能量總和來估計(jì)每幅圖像的清晰程度，若圖像的 清晰度達(dá)到識別算法的要求，選作候選合格圖像。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，采用加權(quán)平均或者閾值法綜合距離測量和質(zhì) 量評價的圖像結(jié)果，確定某個定焦攝像頭產(chǎn)生的虹膜圖像是否合格，要 求某幅圖像的成像距離在某個閾值范圍之內(nèi)并且高頻能量之和超過一 個最低值，然后從合格的虹膜圖像中挑選最佳的虹膜圖像作為識別對 象，挑選的規(guī)則是成像距離越靠近鏡頭的聚焦點(diǎn)和圖像中傅立葉高頻分 量越高則認(rèn)為圖像質(zhì)量越好。本發(fā)明有益的效果1 、使用多個定焦攝像頭擴(kuò)大了虹膜獲取裝置成像的有效物距范圍， 本發(fā)明通過自適應(yīng)切換的方式有效融合了不同定焦攝像頭的成像范圍， 取長補(bǔ)短，克服了單個定焦攝像頭景深的局限性，擴(kuò)大了采集系統(tǒng)整體 的成像范圍，提高了虹膜識別系統(tǒng)的易用性，相對自動變焦虹膜采集系 統(tǒng)可以節(jié)約設(shè)計(jì)、制造和維護(hù)成本；2、 使用距離測量或者圖像質(zhì)量評價的方法可以快速選擇合格的虹 膜圖像用于身份識別，克服了自動變焦虹膜采集裝置需要較長調(diào)焦時間 的缺點(diǎn)，相對于采用變焦 攝像頭的虹膜成像方式，本發(fā)明調(diào)焦速度快、 調(diào)焦無噪音，便于捕捉運(yùn)動中的虹膜圖像，并且不存在自動變焦時的噪 聲；3、 使用多個定焦攝像頭可以實(shí)現(xiàn)雙目虹膜識別。
利用虹膜識別身份方法，虹膜是位于人眼表面黑色瞳孔和白色鞏膜 之間的圓環(huán)狀區(qū)域，在紅外光下可以看到豐富的紋理信息，如斑點(diǎn)、條 紋、細(xì)絲、隱窩等細(xì)節(jié)特征。虹膜作為身份標(biāo)識具有許多先天優(yōu)勢1) .唯一性，由于虹膜圖像存在著許多隨機(jī)分布的細(xì)節(jié)特征，造就了 虹膜模式的唯一性。虹膜圖像已被證實(shí)至少有244個獨(dú)立的自由度，即平均每平方毫米的信息量是3.2比特。實(shí)際上用模式識別方法提取圖像 特征是有損壓縮過程，可以預(yù)測虹膜紋理的信息容量遠(yuǎn)大于此。并且虹 膜細(xì)節(jié)特征主要是由胚胎發(fā)育環(huán)境的隨機(jī)因素決定的，即使雙胞胎、同 一人左右眼的虹膜圖像之間也具有顯著差異。虹膜的唯一性為高精度的 身份識別奠定了基礎(chǔ)。英國國家物理實(shí)驗(yàn)室的測試結(jié)果表明虹膜識別 是各種生物特征識別方法中錯誤率最低的。2) .穩(wěn)定性，虹膜從嬰兒胚胎期的第3個月起開始發(fā)育，到第8個月虹膜的主要紋理結(jié)構(gòu)己經(jīng)成形。除非經(jīng)歷危及眼睛的外科手術(shù)，此后幾 乎終生不變。由于角膜的保護(hù)作用，發(fā)育完全的虹膜不易受到外界的傷害。3) .非接觸，虹膜是一個外部可見的內(nèi)部器官，不必緊貼采集裝置就 能獲取合格的虹膜圖像，識別方式相對于指紋、手形等需要接觸感知的 生物特征更加干凈衛(wèi)生，不會污損成像裝置，影響其他人的識別。4) .便于信號處理，在眼睛圖像中和虹膜鄰近的區(qū)域是瞳孔和鞏膜， 它們和虹膜區(qū)域存在著明顯的灰度階變，并且區(qū)域邊界都接近圓形，所 以虹膜區(qū)域易于擬合分割和歸一化。虹膜結(jié)構(gòu)有利于實(shí)現(xiàn)一種具有平 移、縮放和旋轉(zhuǎn)不變性的模式表達(dá)方式。5) .防偽性好，虹膜的半徑小，在可見光下中國人的虹膜圖像呈現(xiàn)深 褐色，看不到紋理信息，具有清晰虹膜紋理的圖像獲取需要專用的虹膜 圖像采集裝置，所以在一般情況下很難盜取他人的虹膜圖像。由于虹膜識別的精度極高，所以虹膜也是少數(shù)能夠用于一對多識別 方式的生物特征，特別適合于大規(guī)模人群的身份識別，而且防偽性強(qiáng)。 虹膜識別的良好發(fā)展前景已經(jīng)得到了普遍的共識，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于金 融、邊防、海關(guān)、網(wǎng)絡(luò)、電子商務(wù)、社會福利、保險、身份證、門禁、 信息安全等關(guān)鍵領(lǐng)域，甚至還用于査找失蹤兒童。


圖1為本發(fā)明基于多個定焦攝像頭的大景深虹膜圖像獲取系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明中的虹膜圖像采集裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明中安裝在不同縱深位置的同焦距攝像頭示意圖。圖4為本發(fā)明中不同焦距的定焦攝像頭通過分光鏡對同一虹膜進(jìn)行成像結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為本發(fā)明中不同焦距的定焦攝像頭對不同的虹膜分別成像結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明加以詳細(xì)說明，應(yīng)指出的是，所描述的實(shí) 施例僅旨在便于對本發(fā)明的理解，而對其不起任何限定作用。 現(xiàn)在通過附圖和例子來詳細(xì)闡述本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。 圖1是使用多個定焦攝像頭擴(kuò)大虹膜成像范圍的基本原理圖，圖中標(biāo)號虹膜l，虹膜圖像采集裝置2、圖像識別裝置3; 射虹膜1可以是人的單眼或雙眼或其它具有虹膜眼類； 如圖2本發(fā)明中的虹膜圖像采集裝置2結(jié)構(gòu)示意圖所示 虹膜圖像采集裝置2包括定焦攝像頭4，紅外發(fā)光源5，測距儀6，第一傳輸線7，第二傳輸線8:所述定焦攝像頭4，利用具有不同的成像物距范圍的多個定焦攝像頭4，用于傳輸虹膜圖像數(shù)據(jù)；根據(jù)使用需要選擇定焦攝像頭4的數(shù)量。 所述多個定焦攝像頭4具有相同或者不同的對焦距離 當(dāng)多個定焦攝像頭具有相同的對焦距離時，需要把這些定焦攝像頭安裝在不同的縱深位置，來實(shí)現(xiàn)不同的成像物距范圍；當(dāng)多個定焦攝像頭具有不同的對焦距離時，把這些定焦攝像頭安裝在相同的縱深位置，實(shí)現(xiàn)不同的成像物距范圍。所述多個定焦攝像頭的成像對象是用戶的同一只或者不同眼睛的虹膜當(dāng)多個定焦攝像頭的成像對象是用戶的同一只眼睛時，通過分光鏡 將單眼虹膜的反射光線分給不同的定焦攝像頭成像；當(dāng)多個定焦攝像頭的成像對象是用戶的不同眼睛時，不同的定焦攝 像頭對應(yīng)著用戶的左眼或右眼虹膜，成像系統(tǒng)由兩個成像范圍不同的單 目虹膜采集裝置組合而成，根據(jù)用戶和設(shè)備的測距系統(tǒng)輸出用戶的左 眼、右眼或者雙眼虹膜圖像。光源5，用于照在虹膜上，為虹膜成像提供主動紅外光源，波長約 為850nm。所述測距儀6，用于測量用戶和鏡頭之間的距離，將物距信息傳輸 到計(jì)算機(jī)，便于選擇一個或者多個定焦攝像頭4的圖像結(jié)果；測距儀6采用距離測量選圖法，是指所述測距儀6計(jì)算用戶眼睛； 或者面部其他區(qū)域到采集裝置之間的距離；所述測距儀6可采用紅外或 者超聲等物理測距儀或者雙目立體視覺系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)距離測量選圖。第一傳輸線7，用于物距信號傳輸；第二傳輸線8，用于圖像數(shù)據(jù)第二傳輸；圖像識別裝置3可以采用計(jì)算機(jī)，工作站，服務(wù)器，數(shù)字信號處理 器，嵌入式芯片等具有計(jì)算能力的裝置。在虹膜采集裝置2中安置具有不同的成像物距范圍的多個定焦攝像 頭4，這些定焦攝像頭4都可以對用戶的虹膜1成像，產(chǎn)生多路定焦圖 像結(jié)果；利用距離測量或者圖像質(zhì)量評價方法，選擇一個或者多路定焦 的圖像結(jié)果；選定的高質(zhì)量虹膜圖像的圖像數(shù)據(jù)和物距信息，通過圖像 數(shù)據(jù)傳輸線8傳輸?shù)綀D像識別裝置3即計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)根據(jù)測距儀6捕 獲的成像物距計(jì)算哪個攝像頭的虹膜圖像清晰度符合虹膜識別的需求。 如果采用立體視覺的方法計(jì)算物距，需要兩個廣角攝像頭，通過計(jì)算它 們的像差來估計(jì)虹膜的深度信息。如果采用虹膜圖像質(zhì)量評價的方法， 可以用微分濾波器提取虹膜圖像的高頻分量， 一般越清晰的虹膜圖像的 高頻分量也越高。所述距離測量選圖是通過測距儀計(jì)算用戶體征和定焦攝像頭4間的距離d;若距離d處于某個定焦攝像頭4的景深范圍，則將該定焦攝像頭4的數(shù)字圖像用于虹膜識別。
所述的質(zhì)量評價選圖是把不同定焦攝像頭4的圖像結(jié)果輸送給計(jì)算 機(jī)識別，根據(jù)圖像灰度分布內(nèi)容用來估計(jì)每幅圖像的清晰程度，若圖像 的清晰度達(dá)到識別算法的要求，選作候選合格圖像。采用加權(quán)平均或者閾值法綜合距離測量和質(zhì)量評價的圖像結(jié)果，確 定某個定焦攝像頭產(chǎn)生的虹膜圖像是否合格，如要求某幅圖像的成像距 離在某個閾值范圍之內(nèi)并且高頻能量之和超過一個最低值，然后從合格 的虹膜圖像中挑選最佳的虹膜圖像作為識別對象，挑選的規(guī)則是成像距 離越靠近鏡頭的聚焦點(diǎn)和傅立葉高頻分量越高則認(rèn)為圖像質(zhì)量越好。下面根據(jù)本發(fā)明設(shè)計(jì)三個例子來說明如何利用多個定焦攝像頭擴(kuò) 大虹膜圖像獲取的景深范圍實(shí)例1:如圖3為本發(fā)明中安裝在不同縱深位置的同焦距攝像頭示意圖所不釆用兩個完全相同的定焦攝像頭4，假設(shè)它們的成像范圍是20~30 厘米。把這些攝像頭4安裝在不同的縱深位置，當(dāng)它們的距離d為10 厘米時，虹膜獲取裝置2整體的的成像物距范圍就為10~30厘米，本發(fā) 明的系統(tǒng)整體的有效成像范圍擴(kuò)大了一倍(從10厘米到20厘米)。實(shí)例2:如圖4本發(fā)明中不同焦距的定焦攝像頭通過分光鏡對同一虹膜進(jìn)行成像結(jié)構(gòu)示意圖所示，圖中標(biāo)號表示為虹膜1為眼睛，分光鏡9，不同景深的定焦攝像頭41和定焦攝像頭 42，其中定焦攝像頭41和定焦攝像頭42是采用兩個完全不同的定焦攝像 頭，假設(shè)它們的成像范圍分別是10~20厘米和20~30厘米。通過分光 鏡9，或者半穿半反片Beam Splitter,將單眼虹膜1的反射光線分給不 同的定焦攝像頭成像41和定焦攝像頭成像42，其中一半的光線通過反 射進(jìn)入攝像頭42，另一半光線透過分光鏡進(jìn)入攝像頭41。這樣虹膜獲 取裝置2整體的的成像物距范圍就為10~30厘米，本發(fā)明系統(tǒng)整體的有 效成像范圍擴(kuò)大了一倍，即從10厘米到20厘米。實(shí)例3:
如圖5為本發(fā)明中不同焦距的定焦攝像頭對不同的虹膜分別成像結(jié) 構(gòu)示意圖所示當(dāng)多個定焦攝像頭4具有不同的對焦距離時，可以把這些攝像頭4 安裝在相同的縱深位置，也能實(shí)現(xiàn)不同的成像物距范圍。選用兩個完全不同的定焦攝像頭41和定焦攝像頭42，假設(shè)它們的 成像范圍分別是10~20厘米和15~25厘米。把這些攝像頭41和定焦攝 像頭42安裝在相同的縱深位置，分別對虹膜1即左眼11和右眼12成像。當(dāng)左眼11和右眼12與定焦攝像頭41和定焦攝像頭42的距離為 10~15厘米的范圍時，本發(fā)明的系統(tǒng)輸出左眼11的虹膜圖像進(jìn)行識別。當(dāng)左眼11和右眼12眼睛與定焦攝像頭41和定焦攝像頭42的距離 為15~20厘米的范圍時，本發(fā)明系統(tǒng)同時輸出雙眼的虹膜圖像進(jìn)行識別。當(dāng)左眼11和右眼]2與定焦攝像頭41和定焦攝像頭42的距離為 20~25厘米的范圍時，本發(fā)明系統(tǒng)輸出右眼12的虹膜圖像進(jìn)行識別。 這樣虹膜獲取裝置2整體的有效成像物距就為10~25厘米，范圍從10 厘米擴(kuò)大到15厘米。上面描述是用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理 解，在不脫離本發(fā)明的范圍的任何修改或局部替換，均屬于本發(fā)明權(quán)利 要求來限定的范圍。
權(quán)利要求
1、一種基于多個定焦攝像頭的大景深虹膜圖像獲取系統(tǒng)，其特征在于，包括虹膜圖像采集裝置，用于對輸入的虹膜信息進(jìn)行多定焦虹膜成像，并選擇多定焦虹膜圖像結(jié)果；圖像識別裝置，用于將選定的高質(zhì)量虹膜圖像結(jié)果進(jìn)行圖像處理和身份識別。
2、 如權(quán)利要求1所述虹膜圖像獲取系統(tǒng)，其特征在于，包括虹 膜圖像采集裝置包括定焦攝像頭、測距儀、光源，其中所述定焦攝像頭，利用具有不同的成像物距范圍的多個定焦攝像 頭，用于傳輸不同的虹膜圖像數(shù)據(jù)；所述測距儀，用于測量眼睛和鏡頭之間的距離，從而選擇一個或者 多個定焦攝像頭的圖像結(jié)果；所述光源，用于為虹膜成像提供紅外照明。
3、 如權(quán)利要求2所述的虹膜圖像獲取系統(tǒng)，其特征在于，所述多 個定焦攝像頭中，每個定焦攝像頭分別獨(dú)立對虹膜成像。
4、 如權(quán)利要求1和2所述的虹膜圖像獲取系統(tǒng)，其特征在于，所 述的多個定焦攝像頭具有相同或者不同的對焦距離當(dāng)多個定焦攝像頭具有相同的對焦距離時，需要把這些定焦攝像頭 安裝在不同的縱深位置，來實(shí)現(xiàn)不同的成像物距范圍；當(dāng)多個定焦攝像頭具有不同的對焦距離時，把這些定焦攝像頭安裝 在相同的縱深位置，實(shí)現(xiàn)不同的成像物距范圍。
5、 如根據(jù)權(quán)利要求1所述的虹膜圖像獲取系統(tǒng)，其特征在于，多 個定焦攝像頭的成像對象是用戶的同一只或者不同眼睛的虹膜當(dāng)多個定焦攝像頭的成像對象是用戶的同一只眼睛時，通過分光鏡 將單眼虹膜的反射光線分給不同的定焦攝像頭成像；當(dāng)多個定焦攝像頭的成像對象是用戶的不同眼睛時，不同的定焦攝 像頭分別對應(yīng)著用戶的左眼或右眼虹膜，成像系統(tǒng)由兩個成像范圍不同 的單目虹膜采集裝置組合而成，根據(jù)用戶和設(shè)備的測距結(jié)果輸出用戶的 左眼、右眼或者雙眼虹膜圖像。
6、 一種基于多個定焦攝像頭的大景深虹膜圖像獲取方法，其特征在于，包括步驟利用具有不同的成像物距范圍的多個定焦攝像頭； 分別對虹膜成像，產(chǎn)生多路定焦圖像結(jié)果；利用距離測量或者圖像質(zhì)量評價方法，選擇一個或者多路定焦的圖 像結(jié)果；對選擇的質(zhì)量合格的虹膜圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像處理和身份識別。
7、 如權(quán)利要求6所述的虹膜圖像獲取方法，其特征在于， 所述距離測量選圖步驟包括通過測距系統(tǒng)計(jì)算用戶和定焦攝像頭間的距離d;若距離d處于某 個定焦攝像頭的景深范圍，則將該定焦攝像頭的數(shù)字圖像用于虹膜識別。
8、 如權(quán)利要求6所述的虹膜圖像獲取方法，其特征在于，所述的 質(zhì)量評價選圖步驟包括把不同定焦攝像頭的圖像結(jié)果輸送給計(jì)算機(jī)識別，根據(jù)圖像灰度分 布內(nèi)容或者傅立葉高頻能量總和來估計(jì)每幅圖像的清晰程度，若圖像的 清晰度達(dá)到識別算法的要求，選作候選合格圖像。
9、 如權(quán)利要求7和8所述的虹膜圖像獲取方法，其特征在于， 采用加權(quán)平均或者閾值法綜合距離測量和質(zhì)量評價的圖像結(jié)果，確定某個定焦攝像頭產(chǎn)生的虹膜圖像是否合格，要求某幅圖像的成像距離 在某個閾值范圍之內(nèi)并且高頻能量之和超過一個最低值，然后從合格的 虹膜圖像中挑選最佳的虹膜圖像作為識別對象，挑選的規(guī)則是成像距離 越靠近鏡頭的聚焦點(diǎn)和圖像中傅立葉高頻分量越高則認(rèn)為圖像質(zhì)量越 好。
全文摘要
本發(fā)明涉及光學(xué)儀器和探測與成像技術(shù)，公開一種基于多個定焦攝像頭的大景深虹膜圖像獲取系統(tǒng)及方法，系統(tǒng)包括虹膜圖像采集裝置和圖像識別裝置。方法包括利用具有不同的成像物距范圍的多個定焦攝像頭；分別對虹膜成像，產(chǎn)生多路定焦圖像結(jié)果；利用距離測量或者圖像質(zhì)量評價方法，選擇一個或者多路定焦的圖像結(jié)果；對選擇的質(zhì)量合格的虹膜圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像處理和身份識別。本發(fā)明通過自適應(yīng)切換的方式有效融合了不同定焦攝像頭的成像范圍，取長補(bǔ)短，克服了單個定焦攝像頭景深的局限性，擴(kuò)大了采集系統(tǒng)整體的成像范圍，提高了虹膜識別系統(tǒng)的易用性；相對于采用變焦攝像頭的虹膜成像方式本發(fā)明具有成本低廉、調(diào)焦速度快和調(diào)焦無噪音的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號G06K9/00GK101154264SQ200610113410
公開日2008年4月2日 申請日期2006年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月27日
發(fā)明者杰 何, 孫哲南, 譚鐵牛 申請人:中國科學(xué)院自動化研究所