[发明专利]基于多个定焦摄像头的大景深虹膜图像获取系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于光学仪器和探测与成像技术领域，特别是涉及一种使用多个定焦摄像头扩大虹膜成像范围的技术。

背景技术

安全管理已经成为国际社会的关注热点。在诸多的安全防范技术中，对物理场所和信息资料进行访问控制(Access Control)的身份识别技术是对公共安全与个人家庭进行安全保障的核心技术，在关乎国计民生的各个领域都有广泛的应用，例如国家机关、海关、核电站、军事基地、民航机场、铁路、银行金库、能源矿产、科研实验室、档案馆、企事业的办公楼和生产车间等单位和场所都需要安全可靠、方便快捷的身份认证解决方案。

传统的身份识别方法一般基于知识(如密码、问题答案)或标志物(IC卡、钥匙)。显然这些传统的个人身份鉴别手段已不能完全满足现代社会经济活动和社会安全防范的需要，因为密码容易破解或者遗忘，IC卡容易伪造或者丢失。并且密码和标志物并不是个人身份的本质属性，存在极大的安全隐患，而且没有不可抵赖的特性。从消除人为不安全因素看，只有不易被他人代替、仿制、甚至其本人也无法转让的身份识别凭证才能胜任。因此，从易用性、安全性、成熟性和造价等方面综合比较，随着IT(Information Technology，信息技术)的不断前进，随着生物识别技术的不断成熟，随着计算机技术的飞速发展，身份识别技术发展迅猛，正以惊人的迅度从传统的密码和标志物向生物识别的方向发展。基于指纹和人脸识别的身份识别系统已经开始在一些重要场所得到应用。生物特征识别采用人们的生理特征(人脸、指纹、虹膜、手形、掌纹等)和行为特征(步态、笔迹、语音等)对个人身份进行自动识别，具有“随身携带、终身不变”等特点。

虹膜识别系统主要包括虹膜图像获取装置与特征识别软件算法两大部分。从现有的虹膜识别技术和产品的推广应用情况来看，影响虹膜识别进一步得到深入和广泛应用的主要瓶颈之一在于清晰虹膜图像获取的困难性。因为虹膜的尺寸小，而识别算法要求的图像分辨率高，造成定焦光学摄像头的景深范围小。但是虹膜图像的获取一般采用非接触的方式，用户的头部在三维空间的自由度很大，并且一般处于运动状态下，很难快速找到有效的成像范围，用户界面不是很友好，影响了虹膜识别的大范围推广应用的进程。所以如何提高虹膜图像获取装置的成像范围成为虹膜识别这项尖端的身份鉴定技术深入广泛应用的“拦路虎”。

提高有效的虹膜成像物距范围的途径之一就是使用具有自动变焦功能的虹膜摄像头，例如韩国LG公司的IrisAssess3000虹膜识别系统采用了自动变焦镜头，它的有效采集距离是8～25厘米，即成像范围为17厘米。但是变焦镜头存在以下缺点：

●设计和制造成本高。

●变焦速度偏慢，一般的变焦过程需要1秒以上的时间，很难满足虹膜识别的实时性需求，并且用户的头部不能移动，因为变焦的结果总会滞后于眼睛位置的变更。

●变焦过程会有一定的噪声。

●变焦系统作为一种光学精密仪器比较娇贵，稳定性和使用寿命都有限，并且维护需求高。

发明内容

现有技术虹膜识别系统采用自动变焦镜头存在有成本高、变焦速度偏慢、难于满足虹膜识别的实时性需求、变焦噪声、稳定性和使用寿命都有限等问题，为了解决现有技术的问题，本发明的目的是提出利用不同定焦摄像头的互补性来扩大景深、虹膜图像获取的有效成像范围，达到自动变焦的效果，为此，本发明是提供一种基于多个定焦摄像头的大景深虹膜图像获取系统及方法。

为实现上述目的，本发明的一个方面，是提供一种基于多个定焦摄像头的大景深虹膜图像获取系统，包括：

虹膜图像采集装置，用于对输入的虹膜信息进行多定焦虹膜成像，并选择多定焦虹膜图像结果；

图像识别装置，用于将选定的高质量虹膜图像结果进行图像处理和身份识别。

根据本发明的实施例，虹膜图像采集装置包括：定焦摄像头、测距仪、光源，其中：

所述定焦摄像头，利用具有不同的成像物距范围的多个定焦摄像头，用于传输不同的虹膜图像数据；

所述测距仪，用于测量眼睛和镜头之间的距离，从而选择一个或者多个定焦摄像头的图像结果；

所述光源，用于为虹膜成像提供红外照明。

根据本发明的实施例，所述多个定焦摄像头中，每个定焦摄像头分别独立对虹膜成像。

根据本发明的实施例，所述的多个定焦摄像头具有相同或者不同的对焦距离：

当多个定焦摄像头具有相同的对焦距离时，需要把这些定焦摄像头安装在不同的纵深位置，来实现不同的成像物距范围；

当多个定焦摄像头具有不同的对焦距离时，把这些定焦摄像头安装在相同的纵深位置，实现不同的成像物距范围。