本發(fā)明涉及在室外及室內(nèi)獲得虹膜圖像的裝置及方法，詳細(xì)而言，涉及如下的在室外及室內(nèi)獲得虹膜圖像的裝置及方法，即，具有用于接收上述虹膜圖像的鏡頭、用于檢測(cè)通過(guò)鏡頭輸入的虹膜圖像的圖像傳感器以及用于存儲(chǔ)由圖像傳感器檢測(cè)到的虹膜圖像的存儲(chǔ)器，將使用室外虹膜識(shí)別波長(zhǎng)范圍920nm～1500nm的全部或一部分的帶通濾波器(band-pass filter)設(shè)置于圖像傳感器的前段，以獲得防止在室內(nèi)外尤其在室外拍攝虹膜圖像時(shí)產(chǎn)生的反射圖像或者減少反射噪聲的虹膜圖像，并設(shè)置具有通過(guò)所設(shè)置的帶通濾波器波長(zhǎng)帶的一個(gè)以上的波長(zhǎng)的紅外線照明。

背景技術(shù)：

眾所周知，通常，虹膜識(shí)別是生物識(shí)別中的一種方法，作為使用最多的生物特征的指紋識(shí)別特征約為40個(gè)，與之相比，虹膜具有266個(gè)識(shí)別特征，因此，與其他生物識(shí)別方法相比，虹膜識(shí)別具有識(shí)別率格外高的優(yōu)點(diǎn)。

這樣的虹膜識(shí)別通過(guò)提取被拍攝者的虹膜而與從其他影像提取的虹膜進(jìn)行比較來(lái)進(jìn)行認(rèn)證或身份確認(rèn)，但在這一過(guò)程中最為重要的是，從被拍攝者的虹膜通過(guò)拍攝獲得可用于虹膜識(shí)別的虹膜圖像。

為此，在進(jìn)行虹膜識(shí)別時(shí)，一般使用紅外線照明來(lái)拍攝虹膜，而不使用其他拍攝照片或圖像時(shí)主要使用的可見光照明。

使用紅外線照明來(lái)拍攝虹膜的目的有多種，其中最主要的目的是為了防止在可見光區(qū)域發(fā)生的光反射引起的噪聲導(dǎo)致用相機(jī)(camera，圖像采集裝置)所拍攝的虹膜圖像的識(shí)別率下降。

實(shí)際上，根據(jù)作為幾乎所有虹膜識(shí)別相關(guān)企業(yè)及機(jī)構(gòu)所遵守的虹膜識(shí)別相關(guān)技術(shù)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的ISO/IEC 19794-6的2011年版本(本發(fā)明申請(qǐng)當(dāng)時(shí)的最新版本)，推薦在虹膜拍攝時(shí)使用700nm～900nm的近紅外線區(qū)域的照明。

然而，虹膜識(shí)別相關(guān)企業(yè)及機(jī)構(gòu)所遵守的(ISO/IEC 19794-6的2011年版本所推薦的)700nm～900n的波長(zhǎng)帶的照明主要能適用于光強(qiáng)度最大為幾千勒克司(lux)的室內(nèi)環(huán)境，而在存在相當(dāng)于幾萬(wàn)勒克司～13萬(wàn)勒克司的諸如直射光線那樣的光強(qiáng)度的室外環(huán)境中，上述的700nm～900nm的近紅外線區(qū)域的照明也無(wú)法減少反射引起的噪聲，因此在室外環(huán)境中幾乎不能進(jìn)行虹膜識(shí)別。

實(shí)際上，為了在室外環(huán)境進(jìn)行虹膜識(shí)別，在全世界率先在國(guó)家層面上采用虹膜識(shí)別而示范性地實(shí)施身份證發(fā)放工作的印度，如愛麗技術(shù)(IriTech)公司的模型(IriMagic1000BK)那樣，曾將護(hù)目鏡等附加裝置附著于虹膜識(shí)別相機(jī)而使上述室外環(huán)境成為與室內(nèi)環(huán)境相似后，獲得了虹膜圖像。

作為例外，在韓國(guó)公開專利公報(bào)第10-2013-0123859號(hào)中，公開了為了獲得虹膜圖像，不是使用全世界范圍內(nèi)推薦的紅外線照明，而是使用通常的數(shù)字(彩色)相機(jī)拍攝虹膜圖像的技術(shù)，但未公開關(guān)于從周圍事物(被拍攝體)反射的反射光聚集在虹膜區(qū)域并遮擋虹膜圖像而降低虹膜識(shí)別的準(zhǔn)確率的問(wèn)題的解決方法，此外，為了使用可見光照明來(lái)獲得清晰的虹膜圖像，就不得不使用非常強(qiáng)的可見光照明，這會(huì)給被拍攝者造成目眩感，會(huì)造成感覺非常不適的問(wèn)題。

進(jìn)而，在當(dāng)前在室外環(huán)境下廣泛使用的智能手機(jī)、平板電腦、PDA(個(gè)人數(shù)字助理)、PC(個(gè)人計(jì)算機(jī))、筆記本電腦等各種便攜式設(shè)備中，現(xiàn)實(shí)是幾乎不可能為了拍攝虹膜圖像而追加護(hù)目鏡等附加裝置。

因此，實(shí)際情況是，不僅是諸如智能手機(jī)、平板電腦、PDA、PC、筆記本電腦等各種便攜式設(shè)備，現(xiàn)有的CCTV(閉路電視監(jiān)控系統(tǒng))等安防設(shè)備、門禁等出入相關(guān)設(shè)備、照相機(jī)、攝像機(jī)、攝像錄像機(jī)等影像設(shè)備中也對(duì)克服上述的現(xiàn)有的在室外環(huán)境的虹膜圖像獲得的局限、充分考慮物理空間及經(jīng)濟(jì)性費(fèi)用問(wèn)題的同時(shí)增大了用戶便利性的虹膜圖像拍攝裝置及方法的需求在增大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

(發(fā)明所要解決的問(wèn)題)

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供這樣一種在室外及室內(nèi)獲得虹膜圖像的裝置及方法，即，將使用室外虹膜識(shí)別波長(zhǎng)范圍920nm～1500nm的全部或一部分的帶通濾波器設(shè)置于圖像傳感器的前段，以獲得防止了室外拍攝時(shí)產(chǎn)生的反射圖像或者減少了反射噪聲的虹膜圖像，并設(shè)置具有通過(guò)所設(shè)置的帶通濾波器的波長(zhǎng)帶的一個(gè)以上的波長(zhǎng)的紅外線照明。

本發(fā)明所要解決的另一技術(shù)問(wèn)題是提供這樣一種在室內(nèi)外均能夠獲得虹膜圖像的獲得虹膜圖像的裝置及方法，即，將使用室外虹膜識(shí)別波長(zhǎng)范圍920nm～1500nm的全部或一部分的帶通濾波器設(shè)置于圖像傳感器的前段，以獲得防止了室內(nèi)外拍攝時(shí)產(chǎn)生的反射圖像或者減少了反射噪聲的虹膜圖像，并設(shè)置具有通過(guò)所設(shè)置的帶通濾波器的波長(zhǎng)帶的一個(gè)以上的波長(zhǎng)的紅外線照明。

本發(fā)明所要解決的又另一技術(shù)問(wèn)題是提供這樣一種在室外及室內(nèi)均能夠獲得虹膜圖像的獲得虹膜圖像的裝置及方法，即，在室內(nèi)拍攝時(shí)，利用使遵照ISO/IEC19794-6的2011年版本的700nm～900nm的近紅外線區(qū)域通過(guò)的帶通濾波器，而在室外拍攝時(shí)，利用使用室外虹膜識(shí)別波長(zhǎng)范圍920nm～1500nm的全部或一部分的帶通濾波器，以減少或防止室外拍攝時(shí)產(chǎn)生的反射圖像，并設(shè)置一個(gè)以上具有通過(guò)分別設(shè)置的帶通濾波器的波長(zhǎng)帶的一個(gè)以上的波長(zhǎng)的紅外線照明。

(解決問(wèn)題所采用的措施)

作為本發(fā)明的技術(shù)方案，提供一種在室外及室內(nèi)獲得虹膜圖像的裝置及方法，即，具有用于接收虹膜圖像的鏡頭、用于檢測(cè)通過(guò)鏡頭所輸入的虹膜圖像的圖像傳感器以及用于存儲(chǔ)由圖像傳感器檢測(cè)到的虹膜圖像的存儲(chǔ)器，將使用室外虹膜識(shí)別波長(zhǎng)范圍920nm～1500nm的全部或一部分的帶通濾波器設(shè)置于圖像傳感器的前段，以獲得防止了室外拍攝虹膜圖像時(shí)產(chǎn)生的反射圖像或者減少了反射噪聲的虹膜圖像，并設(shè)置具有通過(guò)所設(shè)置的帶通濾波器的波長(zhǎng)帶的一個(gè)以上的波長(zhǎng)的紅外線照明。

更具體地，作為本發(fā)明的技術(shù)方案，提供一種在室外及室內(nèi)獲得虹膜圖像的裝置，作為上述使用室外虹膜識(shí)別波長(zhǎng)范圍920nm～1500nm的全部或一部分的帶通濾波器，利用在使用920nm～960nm波長(zhǎng)帶、1110nm～1160nm波長(zhǎng)帶以及1300nm～1500nm波長(zhǎng)帶的帶通濾波器、或者僅使用包括在上述室外虹膜識(shí)別波長(zhǎng)范圍920nm～1500nm的特定波長(zhǎng)的帶通濾波器中的一種以上。

作為本發(fā)明另一技術(shù)方案，提供一種在室外及室內(nèi)獲得虹膜圖像的裝置，具有用于接收虹膜圖像的鏡頭、用于檢測(cè)通過(guò)鏡頭所輸入的虹膜圖像的圖像傳感器以及用于存儲(chǔ)所檢測(cè)到的虹膜圖像的存儲(chǔ)器，將使用室外虹膜識(shí)別波長(zhǎng)范圍920nm～1500nm的全部或一部分的帶通濾波器設(shè)置于圖像傳感器的前段，以獲得防止了在室內(nèi)外拍攝時(shí)產(chǎn)生的反射圖像或者減少了反射噪聲的虹膜圖像，并設(shè)置具有通過(guò)所設(shè)置的帶通濾波器的波長(zhǎng)帶的一個(gè)以上的波長(zhǎng)的紅外線照明。

作為本發(fā)明又另一技術(shù)方案，提供一種在室外及室內(nèi)獲得虹膜圖像的裝置，即，具有用于接收虹膜圖像的鏡頭、用于檢測(cè)通過(guò)鏡頭所輸入的虹膜圖像的圖像傳感器以及用于儲(chǔ)存所檢測(cè)到的虹膜圖像的存儲(chǔ)器，在室內(nèi)拍攝時(shí)，利用使遵照ISO/IEC19794-6的2011年版本的700nm～900nm的近紅外線區(qū)域通過(guò)的帶通濾波器，而在室外拍攝時(shí)，利用使用室外虹膜識(shí)別波長(zhǎng)范圍920nm～1500nm的全部或一部分的帶通濾波器，以減少或防止室外拍攝時(shí)產(chǎn)生的反射圖像，并設(shè)置一個(gè)以上具有通過(guò)分別設(shè)置的帶通濾波器的波長(zhǎng)帶的一個(gè)以上的波長(zhǎng)的紅外線照明。

(發(fā)明的效果)

本發(fā)明中，將使用室外虹膜識(shí)別波長(zhǎng)范圍920nm～1500nm的全部或一部分的帶通濾波器設(shè)置于圖像傳感器的前段，來(lái)防止室外拍攝時(shí)產(chǎn)生的反射圖像或減少反射噪聲，具有能夠獲得可進(jìn)行虹膜識(shí)別的虹膜圖像的效果。

此外，本發(fā)明中，將使用室外虹膜識(shí)別波長(zhǎng)范圍920nm～1500nm的全部或一部分的帶通濾波器設(shè)置于圖像傳感器的前段，來(lái)防止室內(nèi)外拍攝時(shí)產(chǎn)生的反射圖像或減少反射噪聲，具有能夠獲得在室外及室內(nèi)均能進(jìn)行虹膜識(shí)別的虹膜圖像的優(yōu)點(diǎn)。

此外，本發(fā)明中，在室內(nèi)拍攝時(shí)，利用使遵照ISO/IEC19794-6的2011年版本的700nm～900nm的近紅外線區(qū)域通過(guò)的帶通濾波器，而在室外拍攝時(shí)，將使用室外虹膜識(shí)別波長(zhǎng)范圍920nm～1500nm的全部或一部分的帶通濾波器設(shè)置于圖像傳感器的前段，來(lái)防止室外拍攝時(shí)產(chǎn)生的反射圖像或減少反射噪聲，具有在室外及室內(nèi)均能夠獲得能進(jìn)行虹膜識(shí)別的虹膜圖像的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的針對(duì)同一人物的虹膜利用現(xiàn)有的700nm～900nm的近紅外線區(qū)域的照明并區(qū)分了室內(nèi)環(huán)境和室外環(huán)境而分別獲得的虹膜圖像。

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的利用現(xiàn)有的700nm～900nm的近紅外線區(qū)域的照明在室外環(huán)境獲得各種人物的虹膜圖像的結(jié)果。

圖3為示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的太陽(yáng)輻射波譜(solar radiation spectrum)的圖表。

圖4例示了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的帶通濾波器(band-pass filter)的原理。

圖5示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的利用帶通濾波器(band-pass filter)而多樣地選擇室外虹膜識(shí)別波長(zhǎng)范圍的原理。

圖6為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的在ISO推薦波長(zhǎng)范圍700nm～900nm和室外虹膜識(shí)別波長(zhǎng)范圍920nm～1500nm分別拍攝不同人物的左眼虹膜而得的虹膜圖像。

圖7示出用于說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的非相似度的圖表。

圖8用圖表示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的在室外在ISO推薦波長(zhǎng)范圍700nm～900nm和室外虹膜識(shí)別波長(zhǎng)范圍920nm～1500nm拍攝虹膜圖像而得的分布。

圖9示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的在室外及室內(nèi)在室外虹膜識(shí)別波長(zhǎng)范圍920nm～1500nm獲得不同人物的虹膜圖像的結(jié)果。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的解決問(wèn)題的方案提供一種在室外及室內(nèi)獲得虹膜圖像的裝置，該裝置具有用于接收虹膜圖像的鏡頭、用于檢測(cè)通過(guò)鏡頭輸入的虹膜圖像的圖像傳感器以及用于存儲(chǔ)由圖像傳感器所檢測(cè)到的虹膜圖像的存儲(chǔ)器，將使用室外虹膜識(shí)別波長(zhǎng)范圍920nm～1500nm的全部或一部分的帶通濾波器設(shè)置于圖像傳感器的前段，來(lái)獲得防止室外拍攝時(shí)產(chǎn)生的反射圖像或者減少反射噪聲的虹膜圖像，并設(shè)置具有通過(guò)所設(shè)置的帶通濾波器的波長(zhǎng)帶的一個(gè)以上的波長(zhǎng)的紅外線照明。

(實(shí)施發(fā)明的方式)

下面對(duì)用于實(shí)施本發(fā)明的具體內(nèi)容進(jìn)行說(shuō)明。

以下，將參照附圖說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)及作用。其中，附圖中示出并說(shuō)明的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)及作用只是作為至少一種實(shí)施例而說(shuō)明的，本發(fā)明的技術(shù)思想、核心結(jié)構(gòu)及作用并不受其限制。

因此，對(duì)于本發(fā)明一實(shí)施例所屬的技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以在不脫離本發(fā)明一實(shí)施例的本質(zhì)特性的范圍內(nèi)，對(duì)在室外的虹膜識(shí)別用圖像獲得裝置及方法的核心結(jié)構(gòu)要素進(jìn)行各種修改及變形。

此外，在對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)要素進(jìn)行說(shuō)明時(shí)，可使用A、B、(a)、(b)等術(shù)語(yǔ)。這些術(shù)語(yǔ)僅用于區(qū)別該結(jié)構(gòu)要素與其它結(jié)構(gòu)要素，而并不限定相應(yīng)結(jié)構(gòu)要素的本質(zhì)、次序或順序等。當(dāng)記載為某一結(jié)構(gòu)要素“連結(jié)”、“包含”或“構(gòu)成”于另一結(jié)構(gòu)要素時(shí)，應(yīng)理解為，該結(jié)構(gòu)要素可直接連結(jié)或聯(lián)結(jié)于該另一結(jié)構(gòu)要素，也可在各結(jié)構(gòu)要之間“連結(jié)”、“包含”或“構(gòu)成”有其他結(jié)構(gòu)要素。

此外，本發(fā)明中，為了容易理解，針對(duì)相同結(jié)構(gòu)要素，在不同附圖賦予不同的附圖標(biāo)記。

[實(shí)施例]

下面對(duì)用于實(shí)施本發(fā)明的具體內(nèi)容進(jìn)行說(shuō)明。

一般而言，虹膜識(shí)別方法包括如下步驟：利用相機(jī)獲得包含虹膜的眼睛的影像，從上述眼睛的影像提取虹膜的區(qū)域，并從所提取的虹膜區(qū)域?qū)ふ覀€(gè)人固有的特征之后，最后判斷所要比較的兩個(gè)虹膜特征之間的相似度(similarity)。因此，如果利用相機(jī)獲得的虹膜圖像發(fā)生失真，則無(wú)法準(zhǔn)確進(jìn)行虹膜識(shí)別。

獲得這種失真的虹膜圖像的現(xiàn)象之中，最頻繁地發(fā)生的代表性的是在可見光區(qū)域產(chǎn)生的光的反射噪聲。虹膜識(shí)別時(shí)，通常利用紅外線照明拍攝虹膜，而不是利用可見光照明，以防止上述的可見光區(qū)域的光反射噪聲導(dǎo)致虹膜圖像的識(shí)別蟀下降。實(shí)際上，幾乎所有虹膜識(shí)別相關(guān)企業(yè)及機(jī)構(gòu)使用著ISO/IEC19794-6(2011年)推薦的700nm～900nm的近紅外線區(qū)域的照明。

然而，與最大光強(qiáng)度也不過(guò)為幾千勒克司(lux)的的室內(nèi)環(huán)境不同，存在相當(dāng)于幾萬(wàn)勒克司(lux)～13萬(wàn)勒克司(lux)的直射光線等的光強(qiáng)度的室外環(huán)境中，即使利用上述的700nm～900nm的近紅外線區(qū)域的照明也不能減少反射引起的噪聲，因此一直以來(lái)認(rèn)為在室外環(huán)境中無(wú)法進(jìn)行虹膜識(shí)別。

圖1示出的是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的利用現(xiàn)有的700nm～900nm的近紅外線區(qū)域的照明針對(duì)同一人物的虹膜區(qū)分室內(nèi)環(huán)境和室外環(huán)境而分別獲得的虹膜圖像。

圖1示出的是利用同一虹膜拍攝相機(jī)拍攝而獲得的同一人物的左眼的虹膜圖像，可知，在室外環(huán)境中與室內(nèi)環(huán)境不同，即使利用現(xiàn)有的700nm～900nm的近紅外線區(qū)域的照明，也由于現(xiàn)有的光強(qiáng)度強(qiáng)的太陽(yáng)光線(sunlight)造成周辺環(huán)境反射而照在眼睛上。實(shí)際上，如圖1所示，與在室內(nèi)拍攝的虹膜圖像不同，在室外拍攝到反射的虹膜圖像時(shí)，虹膜識(shí)別率顯著下降，幾乎不能進(jìn)行虹膜識(shí)別。

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的利用現(xiàn)有的700nm～900nm的近紅外線區(qū)域的照明在室外環(huán)境獲得的各自不同的四人的虹膜圖像。

圖2示出了從利用同一虹膜拍攝相機(jī)在同一室外環(huán)境拍攝各種人物的左眼而得的資料之中選擇的四位相互不同人物的虹膜圖像，由此可知，周圍環(huán)境反射而照在眼睛上。

因此，如圖1及圖2所示可知，在室外環(huán)境中，利用現(xiàn)有的虹膜識(shí)別相關(guān)企業(yè)及機(jī)構(gòu)所遵守的(ISO/IEC19794-6的2011年版本推薦的)700nm～900nm的近紅外線區(qū)域的照明，幾乎不能獲得能夠進(jìn)行虹膜識(shí)別的清晰的虹膜圖像。

因此，在本發(fā)明中將說(shuō)明為了克服現(xiàn)有的利用700nm～900nm的近紅外線照明的方法中所存在的室外環(huán)境中的局限而在新的波長(zhǎng)范圍獲得虹膜圖像的原理，此外，為了便于進(jìn)行說(shuō)明，將現(xiàn)有的700nm～900nm的近紅外線區(qū)域波長(zhǎng)范圍定義為ISO推薦波長(zhǎng)范圍，將在室外也能進(jìn)行虹膜識(shí)別的新的波長(zhǎng)范圍定義為室外虹膜識(shí)別波長(zhǎng)范圍。

首先，在具體定義上述的ISO推薦波長(zhǎng)范圍及室外虹膜識(shí)別波長(zhǎng)范圍之前，具體定義作為波長(zhǎng)的范圍的意思使用的波長(zhǎng)范圍及波長(zhǎng)帶的術(shù)語(yǔ)。

通常，波長(zhǎng)范圍(wavelength range)和波長(zhǎng)帶(wavelength band)作為同義而混用，而在本發(fā)明中，為了防止含義上的混淆，將任意指定的波長(zhǎng)的范圍統(tǒng)稱為波長(zhǎng)范圍，將波長(zhǎng)帶定義為表示屬于任意指定的范圍的一部分波長(zhǎng)范圍。例如，將相當(dāng)于700nm～900nm的波長(zhǎng)的范圍整體任意定義為ISO推薦波長(zhǎng)范圍時(shí)，700nm～800nm等的波長(zhǎng)的范圍表示屬于相當(dāng)于700nm～900nm的波長(zhǎng)的范圍的一部分波長(zhǎng)的范圍，因此相當(dāng)于波長(zhǎng)帶(根據(jù)數(shù)學(xué)上的表達(dá)，波長(zhǎng)范圍為全集，波長(zhǎng)帶可以看做相當(dāng)于全集的子集)。

通常，在室外環(huán)境中，從短的γ射線到作為長(zhǎng)波的無(wú)線電波，存在各種波長(zhǎng)的光，其中大部分為紫外線、可見光、紅外線。在這些各種各樣的波長(zhǎng)之中，紅外線波長(zhǎng)的范圍通常相當(dāng)于700nm～1000nm，但實(shí)際上所使用的紅外線的波長(zhǎng)范圍根據(jù)國(guó)際上定義的機(jī)構(gòu)而不同。在本發(fā)明中，基于國(guó)際照明委員會(huì)(International Commission on Illumination)以近紅外線(700nm～1400nm)、中紅外線(1400nm～3000nm)、遠(yuǎn)紅外線(3000nm～1mm)加以區(qū)分的規(guī)定進(jìn)行說(shuō)明。但也可以使用符合本發(fā)明的目的及宗旨的任意機(jī)構(gòu)的定義。

首先，為了具體地找到作為虹膜圖像拍攝時(shí)引起反射噪聲的主要原因的紅外線及可見光在室外環(huán)境中的光強(qiáng)度下降到特定值以下、在室外也能夠拍攝虹膜圖像的區(qū)間，利用了地球大氣環(huán)境中的太陽(yáng)輻射照度(irradiance)的隨波長(zhǎng)的分布(參照世界氣象組織(WMO))。

圖3中示出的是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的太陽(yáng)輻射波譜(solar radiation spectrum)。

圖3為示出了地球大氣環(huán)境中的太陽(yáng)輻射照度(irradiance)的隨波長(zhǎng)的分布的圖，這已經(jīng)被全世界所熟悉。雖然隨國(guó)際上測(cè)定的機(jī)構(gòu)而圖稍微不同，但只要符合本發(fā)明的目的及宗旨則任何圖均可使用。

如圖3所示，觀察太陽(yáng)輻射照度的隨波長(zhǎng)的分布可知，存在在特定的紅外線波長(zhǎng)范圍區(qū)域輻射照度值急劇下降的波長(zhǎng)帶(用紅色四邊形表示的區(qū)域)。在該波長(zhǎng)帶上，在室外環(huán)境中的太陽(yáng)光的強(qiáng)度減少，因此能夠提供可減少虹膜圖像的反射噪聲的環(huán)境。

根據(jù)這種事實(shí)，經(jīng)過(guò)各種實(shí)驗(yàn)的反復(fù)驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)了這樣一種結(jié)果：即，存在即使在室外環(huán)境中，若輻射照度的強(qiáng)度下降到特定的值以下，則也提供能減少反射噪聲的環(huán)境的波長(zhǎng)帶，在這種波長(zhǎng)帶中，即使在室外也能夠獲得反射噪聲減少到能夠進(jìn)行虹膜識(shí)別的程度的虹膜圖像。具體地，即使在室外也能夠獲得反射噪聲減少到能夠進(jìn)行虹膜識(shí)別的程度的虹膜圖像的波長(zhǎng)帶為920nm～1500nm，尤其在920nm～960nm波長(zhǎng)帶、1110nm～1160nm波長(zhǎng)帶以及1300nm～1500nm波長(zhǎng)帶非常有效。

然而，表示紅外線照明的亮度的照度和輻射照度不是簡(jiǎn)單地成比例，并且，IR(紅外線)帶通濾波器的允許波長(zhǎng)帶區(qū)域范圍(例如10nm、25nm、50nm等)及IR LED功率(IR LED power)等造成對(duì)室外虹膜識(shí)別波長(zhǎng)范圍的邊界值的誤差，因而只利用圖3的地球大氣環(huán)境中的太陽(yáng)輻射照度(irradiance)的隨波長(zhǎng)的分布，無(wú)法知道能在室外環(huán)境減少反射噪聲的準(zhǔn)確的波長(zhǎng)范圍，因此需要通過(guò)各種實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。

理論上，通過(guò)圖3的地球大氣環(huán)境中的太陽(yáng)輻射照度(irradiance)的隨波長(zhǎng)的分布，在920nm以上的紅外線波長(zhǎng)范圍在室外均能夠獲得虹膜圖像，但實(shí)際上，由于與中紅外線及遠(yuǎn)紅外線照明對(duì)被拍攝者的眼睛的穩(wěn)定性(safety)等相關(guān)的研究資料幾乎全無(wú)，因此在作為現(xiàn)有的虹膜識(shí)別所使用的照明范圍的近紅外線區(qū)域的范圍700nm～1400nm為基準(zhǔn)，考慮IR帶通濾波器的允許波長(zhǎng)帶區(qū)域范圍進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。

由此，本發(fā)明中，將實(shí)際技術(shù)上能夠驗(yàn)證且有效的包含近紅外線700nm～1400nm的一部分波長(zhǎng)帶920nm～1400nm及中紅外線1400nm～3000nm的一部分波長(zhǎng)帶1400nm～1500nm在內(nèi)的波長(zhǎng)帶920nm～1500nm定義為室外虹膜識(shí)別波長(zhǎng)范圍。

實(shí)際上，如上所述，由于帶通濾波器等機(jī)器或照明等的測(cè)定誤差范圍或功率等，波長(zhǎng)的邊界值會(huì)稍有差異。

接著，對(duì)僅使用上述室外虹膜識(shí)別波長(zhǎng)范圍的帶通濾波器進(jìn)行說(shuō)明。

圖4例示了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的帶通濾波器的原理。

如圖4所示，通常，帶通濾波器是將低通濾波器和高通濾波器組合而成的濾波器，只有處于Fmin和Fmax的范圍(Fmin＜F＜Fmax)內(nèi)的頻率才能通過(guò)。由此，由于頻率和波長(zhǎng)具有互逆關(guān)系，能夠計(jì)算出通過(guò)帶通濾波器的波長(zhǎng)的邊界值。與帶通濾波器相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)已眾所周知，因此此處省略詳細(xì)說(shuō)明?？墒褂梅媳景l(fā)明目的及宗旨的任何帶通濾波器。

圖5示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的利用帶通濾波器多樣地選擇室外虹膜識(shí)別波長(zhǎng)范圍的原理。

如圖5所示，A情況是指在虹膜識(shí)別波長(zhǎng)范圍920nm～1500nm中使用包含屬于c1和c2范圍的波長(zhǎng)帶在內(nèi)的任意大小的波長(zhǎng)帶。例如，假設(shè)c1的值為1000nm、c2的值為1300nm，實(shí)際上，在帶通濾波器中雖然可使用1000nm～1300nm的波長(zhǎng)帶，但在不超出全體波長(zhǎng)帶920nm～1500nm的范圍內(nèi)，可將波長(zhǎng)帶任意擴(kuò)大±10nm、±25nm、±50nm等，而選用990nm～1310nm、975nm～1325nm及950nm～1350nm的波長(zhǎng)帶(紅色表示的部分)中的一種。

此時(shí)，只有屬于在1000nm～1300nm中追加的任意大小的波長(zhǎng)帶范圍的波長(zhǎng)才能通過(guò)帶通濾波器，而其他波長(zhǎng)互相抵消。

B情況是指在以作為室外虹膜識(shí)別波長(zhǎng)范圍920nm～1500nm中的任意波長(zhǎng)值的c1和c2為基準(zhǔn)使用任意大小的波長(zhǎng)帶而生成的多個(gè)波長(zhǎng)帶之中選用一種以上的情況。例如，假設(shè)c1的值為1000nm、c2的值為1300nm、且任意大小為±100nm，一個(gè)帶通濾波器可使用950nm～1050nm、1050nm～1150nm、1150nm～1250nm、1250nm～1350nm的波長(zhǎng)帶(紅色表示的部分)。此時(shí)，使用可選擇的多個(gè)波長(zhǎng)帶的一種以上即可。

最后，C情況是指從屬于作為室外虹膜識(shí)別波長(zhǎng)范圍920nm～1500nm中的任意波長(zhǎng)值的c1和c2的范圍的波長(zhǎng)之中只選用特定波長(zhǎng)的情況。例如，從屬于上述B情況的950nm～1050nm的范圍的波長(zhǎng)之中選用1000nm(d1)，從屬于1250nm～1350nm的范圍的波長(zhǎng)之中選用1260nm(d2)、1300nm(d3)的波長(zhǎng)即可。

實(shí)際上，室外虹膜識(shí)別波長(zhǎng)范圍920nm～1500nm的帶通濾波器雖然可使用920nm～1500nm的全波長(zhǎng)帶，但出于經(jīng)濟(jì)和技術(shù)上的考慮，選用屬于室外虹膜識(shí)別波長(zhǎng)范圍920nm～1500nm的任意大小的波長(zhǎng)帶或任意波長(zhǎng)。這種的任意大小的波長(zhǎng)帶或任意波長(zhǎng)主要取決于輻射照度的強(qiáng)度下降規(guī)定的基準(zhǔn)值以上的波長(zhǎng)帶的范圍及帶通濾波器的允許波長(zhǎng)范圍。

接著，對(duì)在室外利用ISO推薦波長(zhǎng)范圍700nm～900nm和室外虹膜識(shí)別波長(zhǎng)范圍920nm～1500nm獲得的虹膜圖像進(jìn)行比較。

圖6為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的利用ISO推薦波長(zhǎng)范圍700nm～900nm和室外虹膜識(shí)別波長(zhǎng)范圍920nm～1500nm分別拍攝不同人物的左眼虹膜而得的虹膜圖像。

如圖6所示，觀察在室外利用推薦波長(zhǎng)范圍拍攝兩個(gè)人(人物E、人物F)的左虹膜的照片可知，在眼睛周圍反射呈現(xiàn)出了周圍環(huán)境。相比之下，觀察在室外利用室外虹膜識(shí)別波長(zhǎng)范圍拍攝的照片可知，眼睛周圍的反射圖像完全被去除了。由此可知，實(shí)際中，利用使用室外虹膜識(shí)別波長(zhǎng)范圍拍攝的虹膜圖像能夠進(jìn)行虹膜識(shí)別。

實(shí)際上，作為評(píng)價(jià)可否進(jìn)行虹膜識(shí)別的代表性指標(biāo)，虹膜識(shí)別方法利用的是非相似度測(cè)定或識(shí)別率。首先，對(duì)識(shí)別率進(jìn)行說(shuō)明的話，虹膜識(shí)別中的錯(cuò)誤發(fā)生在盡管輸入了與所登記的用戶的虹膜不同的人的虹膜也誤認(rèn)為是同一用戶的虹膜時(shí)(錯(cuò)誤接受率(False Acceptance Rate，F(xiàn)AR)，以下稱作“FAR”)以及盡管輸入了與所登記的用戶的虹膜相同的用戶的虹膜也誤認(rèn)為是他人虹膜(錯(cuò)誤拒絕率(False Rejection Rate，F(xiàn)RR)，以下稱作“FRR”)之時(shí)。虹膜識(shí)別中的判斷是，F(xiàn)AR和FRR這兩個(gè)指標(biāo)值越低，識(shí)別率越高。

關(guān)于作為其他指標(biāo)之一的非相似度的測(cè)定，對(duì)比較了同一人物的兩個(gè)虹膜數(shù)據(jù)的相似度的情況的分布和比較了所登記的人與他人的虹膜數(shù)據(jù)的情況的分布進(jìn)行比較，測(cè)定兩種分布分離的程度，判斷為越分離則越能夠進(jìn)行虹膜識(shí)別。

圖7為用于說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的非相似度的圖表。

說(shuō)明圖7的圖表的話，左側(cè)分布為對(duì)所登記的同一人物的兩個(gè)虹膜數(shù)據(jù)的相似度進(jìn)行比較時(shí)的分布(真性(genuine)分布)(以下，將表示該分布的函數(shù)稱為F(x))，右側(cè)分布為對(duì)所登記的人與他人的虹膜數(shù)據(jù)進(jìn)行比較時(shí)的分布(假性(Imposter)分布)(以下，將表示該分布的函數(shù)稱為G(x))，在x軸上取任意值作為閾值(閾值可以是任意設(shè)定的)。此外，非相似度(x軸值)減少(越接近原點(diǎn))就表示是同一人物，相反，若非相似度(x軸值)增加(越遠(yuǎn)離原點(diǎn))就表示是他人。

圖7中，觀察測(cè)定了非相似度的左側(cè)的分布，F(xiàn)(x)和G(x)重疊而未完全分離，但觀察右側(cè)的分布的話，G(x)向x軸増加方向(遠(yuǎn)離原點(diǎn)的方向)移動(dòng)，F(xiàn)(x)和G(x)不重疊。這就意味著右側(cè)的分布具有更高的虹膜識(shí)別率。

圖8為示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的在室外利用ISO推薦波長(zhǎng)范圍700nm～900nm和室外虹膜識(shí)別波長(zhǎng)范圍920nm～1500nm拍攝虹膜圖像而得的分布的圖表。

如在圖7中已進(jìn)行說(shuō)明，根據(jù)圖8的結(jié)果可知，即使是在相同的室外環(huán)境拍攝了虹膜圖像，但與在ISO推薦波長(zhǎng)范圍(700nm～900nm)的分布相比，在室外虹膜識(shí)別波長(zhǎng)范圍920nm～1500nm的分布的虹膜識(shí)別率更高。

由此可知，以往造成在室外幾乎不能進(jìn)行虹膜識(shí)別的反射噪聲的問(wèn)題自然得到了消除。

接著，對(duì)在室外拍攝虹膜識(shí)別用圖像的相機(jī)進(jìn)行說(shuō)明。

本發(fā)明的相機(jī)不只限于相機(jī)完成品，還包括近年來(lái)積極引入了或要引入虹膜識(shí)別的諸如智能手機(jī)、平板電腦、PDA、PC、筆記本電腦等智能設(shè)備等的相機(jī)鏡頭或相機(jī)模塊。

通常，虹膜識(shí)別所需的圖像的分辨率會(huì)參考ISO規(guī)定，而ISO規(guī)定以VGA(視頻圖形陣列)分辨率圖像(VGA Resolution image)為基準(zhǔn)用虹膜直徑的像素(pixel)數(shù)量進(jìn)行規(guī)定。

根據(jù)ISO標(biāo)準(zhǔn)，通常將200像素(pixel)以上的情況分類為高清晰度，將170像素(pixel)的情況分類為普通，此外將120像素(pixel)的情況規(guī)定為低清晰度。

由此，本發(fā)明中，盡可能使用能夠獲得左眼和右眼的虹膜圖像且能夠?yàn)楸慌臄z者提供方便的具有高清晰度的像素的相機(jī)，但由于根據(jù)虹膜的圖像質(zhì)量或其他附加裝置的特性需要適用各種像素?cái)?shù)量的可能性高，因此并不必須限于高清晰度的像素。

尤其是，當(dāng)前將具有12M或16M像素的分辨率和每秒30幀以上的傳輸速度的高清晰度的相機(jī)模塊用于數(shù)據(jù)影像機(jī)器及智能機(jī)器等，因此足以獲得虹膜識(shí)別用圖像。

為了根據(jù)本發(fā)明在室外獲得清晰的虹膜圖像，設(shè)置使上述的室外虹膜識(shí)別波長(zhǎng)范圍尤其僅使920nm～960nm波長(zhǎng)帶、1110nm～1160nm波長(zhǎng)帶以及1300nm～1500nm波長(zhǎng)帶通過(guò)的帶通濾波器。

上述帶通濾波器可制作成在相應(yīng)波長(zhǎng)上設(shè)定5nm、10nm、20nm或其以上的波長(zhǎng)帶并使其通過(guò)，僅使相應(yīng)波長(zhǎng)帶通過(guò)而拍攝獲得虹膜圖像。

作為更具體的一實(shí)施例，將僅使輻射照度的強(qiáng)度大幅下降的940nm～950nm波長(zhǎng)通過(guò)的帶通濾波器設(shè)置于相機(jī)的圖像傳感器的前段或者設(shè)置為只有在虹膜拍攝時(shí)位于所述前段。

帶通濾波器的通過(guò)帶寬可設(shè)計(jì)制作成如上所述的各種通過(guò)波長(zhǎng)帶。

帶通濾波器優(yōu)選設(shè)置于虹膜圖像通過(guò)的通道的一側(cè)、相機(jī)鏡頭的前段或透鏡之間，在虹膜圖像拍攝時(shí)通過(guò)帶通濾波器。

更具體地，帶通濾波器構(gòu)成或者固定設(shè)置為像通常所使用的相機(jī)的快門那樣只在虹膜圖像拍攝時(shí)工作。

即，采用為了獲得清晰的虹膜圖像而在虹膜圖像拍攝時(shí)通過(guò)帶通濾波器的技術(shù)結(jié)構(gòu)即可。

此外，上述相機(jī)通常可由一個(gè)或兩個(gè)以上的多個(gè)相機(jī)構(gòu)成。

接著，對(duì)在室外拍攝虹膜識(shí)別用圖像時(shí)所需的照明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

基本上使用紅外線照明，但在使用可見光而不使用紅外線的設(shè)備中，優(yōu)選地還要設(shè)置帶有紅外線照明的照明部。

作為調(diào)節(jié)上述光源的方法有如下方式：第一、使用可見光照明，而在拍攝虹膜圖像時(shí)，關(guān)閉可見光照明，打開紅外線照明；第二、使用可見光照明，而在拍攝虹膜圖像時(shí)，在可見光照明中附帶紅外線濾波器，而只將紅外線用作光源。

此外，作為紅外線照明，可設(shè)置具有通過(guò)上述帶通濾波器的波長(zhǎng)帶的一個(gè)以上的波長(zhǎng)的紅外線照明的光源。

接著，對(duì)利用室外虹膜識(shí)別波長(zhǎng)范圍在室外和室內(nèi)均能利用相機(jī)拍攝獲得虹膜圖像的裝置進(jìn)行說(shuō)明。

對(duì)利用室外虹膜識(shí)別波長(zhǎng)范圍在室外和室內(nèi)均能利用相機(jī)拍攝虹膜圖像的原理進(jìn)行說(shuō)明。第一、無(wú)論在室外還是在室內(nèi)均不使用現(xiàn)有的ISO推薦波長(zhǎng)范圍(700nm～900nm)，而使用室外虹膜識(shí)別波長(zhǎng)范圍920nm～1500nm。第二、區(qū)分室內(nèi)和室外，例如在室內(nèi)拍攝時(shí)使用現(xiàn)有的ISO推薦波長(zhǎng)范圍(700nm～900nm)，在室外使用室外虹膜識(shí)別波長(zhǎng)范圍920nm～1500nm。

T1：在室外及室內(nèi)使用室外虹膜識(shí)別波長(zhǎng)范圍的情形

通常，不使用在室內(nèi)使用的現(xiàn)有的ISO推薦波長(zhǎng)范圍700nm～900nm，而是在本發(fā)明中使用的室外虹膜識(shí)別波長(zhǎng)范圍920nm～1500nm利用相機(jī)拍攝獲得虹膜圖像。

圖9示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的在室外及室內(nèi)利用室外虹膜識(shí)別波長(zhǎng)范圍920nm～1500nm獲得的各個(gè)人物的虹膜圖像。

由圖9可知，與上述的在室外利用虹膜識(shí)別波長(zhǎng)范圍920nm～1500nm拍攝的虹膜圖像相比，在室內(nèi)利用虹膜識(shí)別波長(zhǎng)范圍920nm～1500nm拍攝的虹膜圖像也沒有反射圖像，虹膜圖像能夠用于進(jìn)行虹膜識(shí)別。更具體地，為了根據(jù)本發(fā)明進(jìn)行室外拍攝，設(shè)計(jì)制作并使用了920nm～960nm、1110nm～1160nm以及1300nm～1500nm波長(zhǎng)帶中的任一種以上的帶通濾波器。

T2：在室外使用室外虹膜識(shí)別波長(zhǎng)范圍而在室內(nèi)使用ISO推薦波長(zhǎng)范圍的情形

例如，在室內(nèi)拍攝時(shí)使用現(xiàn)有的ISO推薦波長(zhǎng)范圍700nm～900nm而在室外使用室外虹膜識(shí)別波長(zhǎng)范圍920nm～1500nm的情況下，具有區(qū)別室內(nèi)及室外而選擇的選擇模式。至于選擇模式，可以根據(jù)拍攝者的判斷手動(dòng)切換，也可以設(shè)置用于測(cè)定光的強(qiáng)度的光傳感器或輻射照度測(cè)定裝備而自動(dòng)切換。這種選擇模式的結(jié)構(gòu)以往公知得很多，可利用符合本發(fā)明的目的和宗旨的任意技術(shù)。

室外拍攝模式下，將僅使室外虹膜識(shí)別波長(zhǎng)范圍920nm～1500nm通過(guò)的帶通濾波器設(shè)置于虹膜圖像傳感器的前段，在室內(nèi)拍攝模式下，將使現(xiàn)有的ISO推薦波長(zhǎng)范圍700nm～900nm范圍的波長(zhǎng)帶通過(guò)的帶通濾波器設(shè)置于虹膜圖像傳感器的前段。

本發(fā)明中，或者設(shè)置在室內(nèi)及室外均能夠拍攝的帶通濾波器，或者設(shè)計(jì)使用分別用于室內(nèi)和室外的不同的帶通濾波器，或者在相機(jī)鏡頭的前面或照相機(jī)圖像傳感器的前段設(shè)置帶通濾波器從而拍攝虹膜圖像前使其通過(guò)帶通濾波器來(lái)獲得虹膜圖像。

作為本發(fā)明的核心之一，在獲得虹膜圖像時(shí)，在相機(jī)鏡頭的前面或相機(jī)圖像傳感器的前段配置帶通濾波器，這樣就不受室內(nèi)、室外或輻射照度的強(qiáng)度影響，能夠獲得清晰的虹膜圖像。

關(guān)于本發(fā)明的用于測(cè)定虹膜圖像質(zhì)量的技術(shù)結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的申請(qǐng)人申請(qǐng)并得到授權(quán)的韓國(guó)授權(quán)專利公報(bào)第10-1030652號(hào)中作出了具體公開，此處省略其具體說(shuō)明。

作為本發(fā)明的其他實(shí)施例，對(duì)在室外及室內(nèi)獲得虹膜圖像的方法進(jìn)行說(shuō)明。

在室外及室內(nèi)獲得虹膜圖像的方法中，具備接收虹膜圖像的鏡頭、用于檢測(cè)通過(guò)鏡頭輸入的虹膜圖像的圖像傳感器以及用于保存所檢測(cè)到的虹膜圖像的存儲(chǔ)器來(lái)拍攝獲得虹膜圖像，包括如下步驟：選擇室外虹膜識(shí)別波長(zhǎng)范圍920nm～1500nm的全部或一部分的步驟；將使用所選擇的室外虹膜識(shí)別波長(zhǎng)范圍920nm～1500nm的全部或一部分的帶通濾波器設(shè)置于圖像傳感器的前段，來(lái)獲得防止了拍攝時(shí)產(chǎn)生的反射圖像或減少了反射噪聲的虹膜圖像的步驟。

在室外及室內(nèi)獲得虹膜圖像的另一方法中，具備接收虹膜圖像的鏡頭、用于檢測(cè)通過(guò)鏡頭輸入的虹膜圖像的圖像傳感器以及用于保存所檢測(cè)到的虹膜圖像的存儲(chǔ)器來(lái)拍攝獲得虹膜圖像，包括如下步驟：選擇室外虹膜識(shí)別波長(zhǎng)范圍920nm～1500nm的全部或一部分的步驟；在室內(nèi)拍攝虹膜圖像時(shí)選用700nm～900nm波長(zhǎng)帶的濾波器來(lái)獲得虹膜圖像的步驟；在室外拍攝虹膜圖像時(shí)，將使用室外虹膜識(shí)別波長(zhǎng)帶920nm～1500nm的全部或一部分的帶通濾波器設(shè)置于圖像傳感器的前段，來(lái)獲得防止拍攝時(shí)產(chǎn)生的反射圖像或減少反射噪聲的虹膜圖像的步驟。

(產(chǎn)業(yè)上的可利用性)

本發(fā)明提供如下的裝置及方法，即，其中，具有用于接收虹膜圖像的鏡頭、用于檢測(cè)通過(guò)鏡頭輸入的虹膜圖像的圖像傳感器以及用于保存由圖像傳感器檢測(cè)到的虹膜圖像的存儲(chǔ)器，將使用室外虹膜識(shí)別波長(zhǎng)帶920nm～1500nm的全部或一部分的帶通濾波器(band-pass filter)設(shè)置于圖像傳感器的前段，來(lái)獲得防止在室內(nèi)外尤其在室外拍攝虹膜圖像時(shí)產(chǎn)生的反射圖像或者減少反射噪聲的虹膜圖像，并設(shè)置具有通過(guò)所設(shè)置的帶通濾波器波長(zhǎng)帶的一個(gè)以上的波長(zhǎng)的紅外線照明，由此，即使在室外也能夠獲得清晰的虹膜圖像，產(chǎn)業(yè)上的可利用性高。