[发明专利]组合虹膜和皮层组织的生物测定系统

说明书

本申请是专利：200710156256.1的分案申请文件，原申请日：2007年10月15日，原发明创造名称：组合虹膜和皮层组织的生物测定系统。

技术领域

本发明涉及一种生物测定系统，特别是组合虹膜和皮层组织的生物测定系统采用的光学成像装置，生物组织活性检测分析及基于图像分析测定方法。

背景技术

根据本发明人早期相关的虹膜生物测定系统的基础研究，通过实际的大样本人群测试的结果，揭示以下需改进的缺点：

1.尽管本发明人早期提出的可见虹膜标准为：在注册时≥70％，在比对时≥40％。但约1％-0.5％的使用者，特别是老年使用者，用于被分析的可见虹膜少于30％，并且不能改善；约0.01％-0.001％的使用者，受各类眼部疾病如退化性病理影响，无法被用于虹膜生物测定，因此需求更好的适用全部使用者的生物测定系统，具有普遍人群适用性，满足基于国家级规模应用。

2.生物测定系统本身的可靠性即生物组织活性检测分析功能需进一步改进，其它如面部和指纹等更易于伪造，关于虹膜目前已知的伪造检测方法包括：打印的虹膜图像周期性频率，光学红眼效应和角膜反光，虹膜瞳孔改变。但本发明人已获证实：在打印的虹膜图像分辨率质量高于20pixel/mm下，使通过图像低分辨率的周期性频率的生物组织活性检测分析失效；合适光学材料制造生理仿真的眼睛腔体结构，使通过光学红眼效应和角膜反光的生物组织活性检测分析失效；通过光度计检测光强，并相应改变伪造虹膜的瞳孔有可能使活性检测分析失效。因此生物组织活性检测分析功能极为重要，它的不可靠性导致生物测定系统本身的不可靠性。急需进一步更好的提高生物测定系统的活性检测分析；

3.需求更好的提高生物测定系统的性能，包括：解决当眼球斜视导致虹膜形变使虹膜为非圆形时产生错误的问题，更好的特征图像的表达方式，进一步提高特征提取和编码信息熵的能力，及提高模板测度的精确度和可靠性，FAR/FRR的精确度和可靠性。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术中存在的缺点，提出并实现一种生物测定系统，包括组合虹膜和皮层组织的生物测定系统采用的光学成像装置，生物组织活性检测分析及基于图像分析测定方法。

它包括以下技术特征与内容：

一种组合虹膜和皮层组织的生物测定系统采用的光学成像装置，由照明光源单元和成像单元构成，其特征是：照明光源单元和成像单元被配置为多光谱多偏振态组合光学成像系统，

所述的多光谱多偏振态组合光学成像系统，产生至少四种组合成像，包括：近紫外光和正交偏振态组合成像，近紫外光和平行偏振态组合成像，近红外光和正交偏振态组合成像，及近红外光和平行偏振态组合成像；

所述的多光谱多偏振态组合光学成像系统，包括：

照明光源单元由至少近紫外光，近红外光光源，及起偏器构成；

成像单元由至少近紫外光，近红外光成像光路，及检偏器构成；

其中：所述的照明光源单元和成像单元被组合配置为至少近紫外光的波长范围为300-500nm，近红外光的波长范围为700-900nm，起偏器和检偏器被组合配置为至少具有正交和平行的偏振态。

包含色素细胞的虹膜和由上皮/真皮/皮下组织构成的皮层生物组织，在多光谱多偏振态组合光学成像系统下，获取的组合成像是具有明显不同的光学特征。

在近紫外光和近红外光不同的成像条件下，虹膜和皮层生物组织具有不同的光谱学差异。更具体的，虹膜和皮层生物组织的光学吸收/反射率比值，在近紫外光下对比近红外光具有10倍左右差异。在正交偏振态和平行偏振态不同的成像条件下，虹膜和皮层生物组织具有更大程度上不同的光谱学差异。更具体的，虹膜和皮层生物组织的光学吸收/反射率比值，在正交偏振态下对比平行偏振态具有至少10倍以上差异。

所述的多光谱多偏振态组合光学成像系统，照明光源单元与成像单元被进一步增加组合配置，包括：可见光波长范围为500-700nm，起偏器和检偏器被组合配置为45度的偏振态。进一步增加组合配置的目的是为获取更多关于虹膜和皮层生物组织的不同的光学特征信息。

所述的近紫外光成像光路由近紫外光学窄带滤波器，成像透镜，成像传感器构成。

所述的近红外光成像光路由近红外光学窄带滤波器，成像透镜，成像传感器构成。

光学成像装置在实际应用的复杂背景环境下使用，考虑波长复杂性，非成像杂散光等对成像质量的影响，更进一步，所述的多光谱多偏振态组合光学成像系统，照明光源单元与成像单元被配置同步的脉冲照明和成像。