本發(fā)明屬于智能識別認證技術領域，具體涉及一種用于移動終端的多模態(tài)生物特征識別模組及方法。

背景技術：

現(xiàn)有的移動終端上的身份認證大多還是采用密碼等方式完成，雖然目前也有利用生物特征進行認證的方式出現(xiàn)，但現(xiàn)在方法還存在受限設備、生物特征模態(tài)單一的應用局限。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于解決上述的技術問題而提供一種用于移動終端的多模態(tài)生物特征識別模組及方法，旨為移動終端上的安全登陸、安全支付等需要進行身份認證的應用提供一種更安全可靠的解決方案。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案：

一種用于移動終端的多模態(tài)生物特征識別模組，包括：

混合光源單元，包括成像所需的多種光源，用于根據不同成像方式的需要提供相適應的成像光源；

多元成像單元，包括多種成像模塊，用于以多種成像方式為識別認證提供目標對象的相應的生物特征圖像；

協(xié)處理器單元，用于對多元成像單元形成的圖像進行預處理，對預處理后圖像按預設規(guī)則進行圖像質量評價；或對符合要求的圖像與移動終端采集的生物特征圖像進行圖像融合、特征提取與編碼、識別；

傳輸單元，用于負責多模態(tài)生物特征識別模組與移動終端的連接與數(shù)據交互，通過所述移動終端為所述模組供電；或是將所述模組的數(shù)據傳輸至遠端服務器；由所述移動終端或遠端服務器對符合要求的圖像與移動終端采集的生物特征圖像進行圖像融合、特征提取與編碼、識別；

機械單元，用于實現(xiàn)所述模組與移動終端連接并可使所述模組在移動終端上進行不同位置切換，以及所述模組的單元模塊的連接；

邏輯控制單元，負責對所述混合光源單元、多元成像單元、協(xié)處理器單元、傳輸單元以及機械單元的控制調度，當所述協(xié)處理器單元的圖像質量評論不符合要求時，控制所述混合光源單元和\或多元成像單元調節(jié)參數(shù),或通過所述移動終端發(fā)出配合指令后重新采集生物特征圖像。

所述混合光源單元包括有用于進行深度成像的脈沖光、調制光、結構光、半導體激光的一種或幾種，以及用于進行高分辨成像的多光譜光源。

所述多光譜光源發(fā)射可見光和近紅外光，波長范圍為400-900nm。

所述多元成像單元的成像方式包括光場成像、深度成像、高分辨成像的一種或幾種。

所述光場成像為采用微透鏡陣列形式的光場成像；所述深度成像為TOF成像、結構光成像、立體視覺成像、激光掃描成像的任一種；所述高分辨成像為采用濾光片形式的多光譜成像，其中，所述濾光片位于傳感器前端可采用陣列形式或轉輪形式進行切換。

所述協(xié)處理器單元的處理器可采用FPGA、ARM、DSP或RISC的一種或幾種。

所述機械單元包括所述模組與移動終端的安裝連接切換裝置以及所述模組的所述混合光源單元、多元成像單元、協(xié)處理器單元、傳輸單元間的機械組合連接裝置。

所述模組采用藍牙、wifi、u盤模式、無線usb的一種或幾種與所述移動終端進行數(shù)據交互。

所述移動終端包括智能手機、平板電腦、智能手表、智能眼鏡、車載系統(tǒng)中的一種；所述多模態(tài)生物特征包括虹膜、人臉、掌紋、指紋、掌靜脈、心跳的一種或幾種。

本發(fā)明的目的還在于提供一種用于移動終端的多模態(tài)生物特征識別方法，包括以下步驟：

步驟1、邏輯控制單元控制混合光源單元發(fā)射成像所需光源；

步驟2、多元成像單元對目標對象的多模態(tài)生物特征進行圖像采集；

步驟3、協(xié)處理器單元對采集的圖像預處理，對預處理后圖像按預設規(guī)則進行圖像質量評介，判斷圖像質量是否滿足要求，是則進行下一步操作，否則通過邏輯控制單元對光源和成像單元調節(jié)，或控制移動終端發(fā)出配合指令信號，返回步驟1；

步驟4、選擇由協(xié)處理器單元將質量滿足要求的圖像與移動終端獲取的圖像進行多源圖像融合、特征提取與編碼、識別；或選擇通過傳輸單元發(fā)送給移動終端或遠端服務器，在移動終端平臺上或遠端服務器上將該質量滿足要求的圖像與移動終端獲取的圖像進行多源圖像融合、特征提取與編碼、識別；

步驟5、識別結果在移動終端上進行顯示，完成識別過程。

本發(fā)明多模態(tài)生物特征識別模組可以直接外置于多種移動終端上，并利用多模態(tài)生物特征在身份認證上更安全魯棒的優(yōu)勢，滿足移動終端上的身份認證需求，對促進更為便捷、智能、可靠的移動終端身份認證應用推廣具有重要的現(xiàn)實意義。

附圖說明

圖1所示為本發(fā)明實施例提供的用于移動終端的多模態(tài)生物特征識別模組的結構示意圖；

圖2所示為本發(fā)明實施例提供的用于移動終端的多模態(tài)生物特征識別模組的識別方法的流程圖。

具體實施方式

下面，結合實例對本發(fā)明實質性特點和優(yōu)勢作進一步的說明，但本發(fā)明并不局限于所列的實施例。

請參閱圖1所示，一種用于移動終端的多模態(tài)生物特征識別模組，包括：

混合光源單元，包括成像所需的多種光源，用于根據不同成像方式的需要提供相適應的成像光源；

多元成像單元，包括多種成像模塊，用于以多種成像方式為識別認證提供目標對象的相應的生物特征圖像；

協(xié)處理器單元，用于對多元成像單元形成的圖像進行預處理，對預處理后圖像按預設規(guī)則進行圖像質量評價；或對符合要求的圖像與移動終端采集的生物特征圖像進行圖像融合、特征提取與編碼、識別；

傳輸單元，用于負責多模態(tài)生物特征識別模組與移動終端的連接與數(shù)據交互，通過所述移動終端為所述模組供電；或是將所述模組的數(shù)據傳輸至遠端服務器；由所述移動終端或遠端服務器對符合要求的圖像與移動終端采集的生物特征圖像進行圖像融合、特征提取與編碼、識別；

機械單元，用于實現(xiàn)所述模組與移動終端連接并可使所述模組在移動終端上進行不同位置切換，以及所述模組的單元模塊的連接；

邏輯控制單元，負責對所述混合光源單元、多元成像單元、協(xié)處理器單元、傳輸單元以及機械單元的控制調度，當所述協(xié)處理器單元的圖像質量評論不符合要求時，控制所述混合光源單元和\或多元成像單元調節(jié)參數(shù),或通過所述移動終端發(fā)出配合指令后重新采集生物特征圖像。

需要說明的是，本發(fā)明傳輸單元既可以將該模組采集的源圖像或處理后的圖像發(fā)送給移動終端，也可以將移動終端采集到的數(shù)據發(fā)送給模組，實現(xiàn)移動終端與模組之間數(shù)據的傳輸，從而在移動終端上或模組上實現(xiàn)對移動終端采集的圖像與模組采集的圖像進行整合處理識別，從而完成識別過程，如果識別通過，移動終端會在屏幕上顯示識別通過的結果，比如可以打開移動終端，或者打開移動終端某一應用等；否則，識別不通過，不能繼續(xù)在移動終端上進行其它操作。

所述移動終端采集的生物特征圖像可以由移動終端自帶的攝像模塊對目標對象的圖像進行采集，并與模組采集的對應的圖像進行融合處理，以實現(xiàn)認證識別的有效性，解決了單一圖像認識的缺陷，保證了識別認證的準確性，同時通過選擇多種生物模態(tài)方式，即通過多種途徑完成識別，為用戶使用提供了多種認證識別方式，增強了用戶的使用體驗。

本發(fā)明中，所述邏輯控制單元通過移動終端發(fā)出配合指令信號是指向移動終端發(fā)出控制指令，通過移動終端的顯示屏或者麥克風發(fā)出文字或語音提示，讓用戶調整姿態(tài)。

本發(fā)明中，所述混合光源單元和\或多元成像單元調節(jié)參數(shù)是指調整混 合光源單元的光源的強度等參數(shù)，多元成像單元的分辨率、曝光系數(shù)、白平衡等成像參數(shù)。

為多種成像方式需要提供相應的所需要的光源，所述混合光源單元包括有用于進行深度成像的脈沖光、調制光、結構光、半導體激光的一種或幾種，以及用于進行高分辨成像的多光譜光源等多種光源，具體使用時，可以根據成像方式的不同選擇相應的光源開啟為成像提供適應的光源。

具體實現(xiàn)上，所述多光譜光源可以是發(fā)射可見光和近紅外光，它們的波長范圍可以為400-900nm，或者其它范圍。

為了實現(xiàn)模組的多種成像，提升模組的廣泛適用性，其中，所述多元成像單元的成像方式包括光場成像、深度成像、高分辨成像的一種或幾種，并可以實現(xiàn)三維成像。具體在使用時，如果所需驗證識別的生物特征為某一種模態(tài)，則根據該模態(tài)性質選擇某一種或幾種成像方式(如光場成像、深度成像、高分辨成像)；如果所需驗證識別的生物特征為某幾種模態(tài)，則根據這幾種模態(tài)的性質分別選擇合適的一種或幾種成像方式進行成像，從而實現(xiàn)模組的多種成像。對應的在光源開啟上，如果進行深度成像，就開啟深度成像光源；多光譜成像，就根據成像目標開啟所需波段的多光譜光源；目標一般都在光源正前方，而且距離較近，可以保證照在目標對象上。

具體實現(xiàn)上，所述光場成像可以是采用微透鏡陣列形式的光場成像；所述深度成像可以為TOF成像、結構光成像、立體視覺成像、激光掃描成像的任一種；所述高分辨成像可以采用濾光片形式的多光譜成像，其中，所述濾光片位于傳感器前端可采用陣列形式或轉輪形式進行切換。

具體實現(xiàn)上，所述協(xié)處理器單元的處理器可采用FPGA、ARM、DSP或RISC的一種或幾種。

其中，所述機械單元包括所述模組與移動終端的安裝連接切換裝置以及所述模組的所述混合光源單元、多元成像單元、協(xié)處理器單元、傳輸單元間的機械組合連接裝置，通過安裝連接切換裝置如支架，可以實現(xiàn)模組與移動終端之間的位置、方位或角度的切換調節(jié)，保證圖像采集的調節(jié)需要，其中所述混合光源單元、多元成像單元、協(xié)處理器單元、傳輸單元通過機械組合連接裝置在一起形成模組整體。

需要說明的是，所述模組可以采用藍牙、wifi、u盤模式、無線usb的一種或幾種與所述移動終端進行數(shù)據交互，也可以采用其它方式與移動終端進行數(shù)據交互，如NFC、紅外傳送等無線傳輸技術或有線傳輸數(shù)據。

需要說明的是，本發(fā)明中，所述移動終端可以是智能手機、平板電腦、智能手表、智能眼鏡、車載系統(tǒng)中的一種；所述多模態(tài)生物特征包括虹膜、人臉、掌紋、指紋、掌靜脈、心跳的一種或幾種，具體不限。

需要說明的是，本發(fā)明多模態(tài)生物特征識別模組可以直接外置于多種移動終端上使用，與移動終端連接，通過模組本身或移動終端，或通過無端服務器三種方式擇一進行采集圖像的識別處理，利用多模態(tài)生物特征在身份認證上更安全魯棒的優(yōu)勢，滿足移動終端上的身份認證需求。

請參閱圖2所示，本發(fā)明還于提供一種用于移動終端的多模態(tài)生物特征識別方法，采用前述的用于移動終端的多模態(tài)生物特征識別模組實現(xiàn)，具體實現(xiàn)上包括以下步驟：

步驟1、邏輯控制單元控制混合光源單元發(fā)射成像所需光源；

步驟2、多元成像單元對目標對象的多模態(tài)生物特征進行圖像采集；

步驟3、協(xié)處理器單元對采集的圖像預處理，對預處理后圖像按預設規(guī)則進行圖像質量評介，判斷圖像質量是否滿足要求，是則進行下一步操作，否則通過邏輯控制單元對光源和成像單元調節(jié)，或控制移動終端發(fā)出配合指令信號，返回步驟1；

步驟4、選擇由協(xié)處理器單元將質量滿足要求的圖像與移動終端獲取的圖像進行多源圖像融合、特征提取與編碼、識別；或選擇通過傳輸單元發(fā)送給移動終端或遠端服務器，在移動終端平臺上或遠端服務器上將該質量滿足要求的圖像與移動終端獲取的圖像進行多源圖像融合、特征提取與編碼、識別；

步驟5、識別結果在移動終端上進行顯示，完成識別過程。

可以看出，本發(fā)明多模態(tài)生物特征識別模組通過直接外置于相應的移動終端上，與移動終端連接，通過模組本身或移動終端，或通過無端服務器三種方式擇一進行采集圖像的識別處理，并利用多模態(tài)生物特征在身份認證上更安全魯棒的優(yōu)勢，滿足移動終端上的身份認證需求，解決了現(xiàn)有認識方式 單一，無法滿足多模態(tài)生物特征識別的要求，無法滿足用戶的使用要求的問題，對促進更為便捷、智能、可靠的移動終端身份認證應用推廣具有重要的現(xiàn)實意義。

盡管這里參照本發(fā)明多個解釋性實施例對本發(fā)明進行了描述，但是，應該理解，本領域技術人員可以設計出很多其他的修改和實施方式，這些修改和實施方式將落在本申請公開的原則范圍和精神之內。

更具體地說，在本申請公開、附圖和權利要求的范圍內，可以對主題組合布局的組成部件和/或布局進行多種變型和改進。除了對組成部件和/或布局進行的變型和改進外，對于本領域技術人員來說，其他的用途也將是明顯的。