[发明专利]采用主动视觉反馈的多目虹膜采集设备

说明书

技术领域

本发明专利属光学器件技术领域和电器设备领域，尤其涉及一种利用用户自反馈主动配合的虹膜采集设备。

背景技术

虹膜识别技术是当今一种常用的身份识别技术，其工作的第一步就是虹膜图像的获取，同时也是比较困难的步骤，需要光、机、电技术的综合应用。由于虹膜的特殊性质：面积小(平均直径约11mm)，不同人种颜色差异大，一般摄像方法无法拍摄出可以用来识别的虹膜图像。虹膜识别必须采用放大率较大的镜头和主动照明。西方人虹膜颜色较浅，在可见光照明就可以，而东方人的虹膜颜色较深，必须采用红外光照明才能得到清晰的图像。

虹膜图象获取设备分为接触式和非接触式两种。最初的设备为接触式，主要包括主动照明，镜头及附件，以及成像芯片等，不一定带有反馈装置。接触式采集系统一般采用筒状的封闭腔体作为采集设备的外壳，以隔绝环境光线。在筒状腔体后端安装定焦摄像头，筒状腔体的内部安装有可见光或/和红外光源。在采集虹膜图像时，用户眼睛紧靠在腔体前端，主动触发摄像头的采集按钮成像。该接触式系统的优点是引导眼睛瞄准比较容易，光照设计比较简单，不容易受到外界环境光的影响。但是该采集设备存在先天的弱点，即每次采集都需要使用者与采集设备相接触，接触式采集同时带来了卫生方面的隐患。

为了解决接触式的问题，出现了非接触式的虹膜采集设备，由主动照明，反馈装置，镜头及附件，以及摄像头等构成，此时用户距离虹膜采集设备有一定距离，如25cm或者更远，设备通过测距模块或者图像分析判断有用户站到设备前时，开始工作，或者设备就一直工作。设备在工作时，判断采集到的图像中是否有虹膜，并提示用户配合虹膜采集，获得满意图像后，对图像中的虹膜进行特征提取和比对，从而完成用户身份的识别。而虹膜采集设备从最初的采集单只眼睛的设备发展为同时采集两只眼睛的设备。由于是远距离虹膜采集，而人眼虹膜的面积较小，采集装置必须采用放大率较大的镜头才能获得能够用于识别的虹膜图像，使得摄像机采集视角较小，用户必须使得眼睛位于一个特定的位置上，该位置位于摄像机的景深范围内，能清晰成像，而且处于有效照明范围内。用户在没有任何辅助对准方法的情况下配合设备采集虹膜图像是非常困难的。因此虹膜采集设备上出现了各种反馈装置，引导用户实现对准。

反馈装置通常使用的有听觉反馈或/和视觉反馈。听觉反馈指的是用户根据设备发出的语音提示调整自己的姿势和位置，如设备会提示“向前一点，向后一点，向左一点，向右一点”。听觉反馈是由设备根据当时采得的图像等信息对用户进行主动的提示。而视觉反馈是用户根据自己看到的东西来调整自己的位置。人们在虹膜采集设备上添加了镜子等反馈设备，以各种方式来帮助用户实现上下左右的对准，如松下的虹膜识别设备要求用户在虹膜识别设备的反光镜内同时看到自己的两只眼睛，然后通过语音提示用户前后左右移动，设备上也有引导用户移动的指示灯。LG的虹膜识别设备如LG3000(单目设备)要求用户注视镜面，使得能在镜面的黑线框中看到自己的虹膜，而LG4000(双目虹膜识别设备)则要求用户在镜面中看到自己的双眼，并使得镜面后面透射出来的一个光点位于自己镜中双眼的眉心位置。市面其他公司的产品，如Iritech，OKI等，均采用类似设计。这种采用类似镜子的反馈设备辅助用户对准的我们称其为被动的视觉反馈，因为用户直接根据反射的自己的像进行对准，而用户有不同的用眼习惯，不同的主副眼，会导致用户自己认为对准了但实际上采集不到合适的图像的现象。目前市面上的虹膜识别产品全部是采用这种被动视觉反馈方法的设备。

主动的反馈把摄像机采集到的内容用图像的形式反馈给用户，用户可以像照镜子一样来调整自身的位置，跟前面的被动视觉反馈不同，用户看到的就是采集的结果，减轻了用眼习惯等等的影响，对准效果比采用被动方式视觉反馈的虹膜识别设备提高了许多。但是现有的主动调节方式都是针对单眼的虹膜识别技术，用户用一只眼睛对准，很可能会歪着头而不自觉，而且因为各人的眼睛的两个眼角生理上就可能与水平形成各种夹角，根据一只眼睛的图像无法判别是否是歪着头，从而造成对准困难信息不准确等问题。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种采用主动视觉反馈的双目虹膜采集设备，该设备包括：

采集单元  包括至少一套光学镜头和图象采集芯片，其输出信号传输到计算机主机，用于采集用户的虹膜信息；

照明单元  由红外LED阵列组成，其强度可控，用于对用户的双目进行照射；