[发明专利]一种远距离虹膜跟踪与采集装置及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种虹膜跟踪与采集装置及其方法，具体涉及一种远距离虹膜跟踪与采集装置及其方法。

背景技术

虹膜识别技术是人体生物识别技术的一种。人眼睛的外观图有巩膜、虹膜、瞳孔三部分构成。巩膜即眼球外围的白色部分，约占总面积的30%；眼睛中心为瞳孔部分，约占5%；虹膜位于巩膜和瞳孔之间，包含了最丰富的纹理信息，占据65%。虹膜的形成由遗传基因决定，人体基因表达决定了虹膜的形态、生理、颜色和整体外观。人发育到八个月左右，虹膜就基本上发育到了足够尺寸，进入了相对稳定的时期。除非极少见的反常状况、身体或精神上大的创伤才可能造成虹膜外观上的改变外，虹膜形貌可以保持数十年没有多少变化。另一方面，虹膜是外部可见的，但同时又属于内部组织，位于角膜后面。要改变虹膜外观，需要非常精细的外科手术，而且要冒着视力损伤的危险。虹膜的高度独特性、稳定性及不可更改的特点，是虹膜可用作身份鉴别的物质基础。

在包括指纹在内的所有生物识别技术中，虹膜识别是当前应用最为方便和精确的一种。虹膜识别技术被广泛认为是二十一世纪最具有发展前途的生物认证技术，未来的安防、国防、电子商务等多种领域的应用，也必然的会以虹膜识别技术为重点。这种趋势，现在已经在全球各地的各种应用中逐渐开始显现出来，市场应用前景非常广阔。现有虹膜采集装置不能对远距离的人脸进行检测，采集过程中不能对人脸进行动态跟踪，需要目标人物主动配合采集，如果采集过程中镜头前出现多个目标任务，采集过程将被中断导致无法采集识别，且虹膜识别算法精度较低。

发明内容

本发明为解决现有虹膜采集装置不能远距离采集信息，采集过程中需要目标主动配合采集，且很容易被多个目标干扰，识别算法精度较低的问题，进而提出一种远距离虹膜跟踪与采集装置及其方法。

本发明为解决上述问题采取的技术方案是：本发明包括双目摄像头、长焦摄像机、二自由度旋转云台、红外光源和计算机，双目摄像头的信号输出端与计算机的人脸信息采集信号输入端连接，长焦摄像机的信号输出端与计算机的变倍变焦后人脸信息的信号输入端连接，二自由度旋转云台的运动信号输入端与计算机的云台运动信号输出端连接，红外光源安装在长焦摄像机上，长焦摄像机安装在二自由度旋转云台上。

本发明所述方法的具体步骤如下：

步骤一、双目摄像头进行人脸三维定位：双目摄像头检测到人脸，并且通过解算获得人脸位置的三维坐标，具体步骤如下：

步骤一（一）、预设置处理信息：设定采集图片大小为512×384，设定ROI为100%，将采集图片进行归一化，设定大小为512×384，预置视差取值范围为(0,150)；

步骤一（二）、双目摄像头采集图片；通过双目摄像头对人脸进行图片采集，获得人脸的采集图片；

步骤一（三）、立体处理：获得校正图片和深度图片；

步骤一（四）、图片处理：将步骤一（三）中获得的校正图片格式转换为OpenCV识别图片格式，将灰度图进行直方图均值化处理，再将图片进行实时对比度调节，最后再将图片进行直方图均值化；

步骤一（五）、Adaboost算法检测人脸：如果检测到人脸执行步骤一（六），如果没有检测到人脸返回执行步骤一（二）；

步骤一（六）、获取人脸在图片中的位置，选择计算深度备用点，并按加权的方式得到深度信息；

步骤一（七）、获取人脸的三维坐标：结合深度信息和坐标位置计算得到三维坐标系中人脸的实际位置；

步骤一（八）、发送坐标：将步骤一（七）中获得的人脸三维坐标数据传送至计算机，并重新执行步骤一（二）继续采集图片；

步骤二、进入人脸跟踪队列，设置主要跟踪人脸；

步骤三、云台跟踪人脸：通过双目摄像头获得的三维坐标，控制二自由度旋转云台转动，使长焦摄像机对准人脸，并且跟踪人脸，使得人脸图像始终处在视频的中间；

步骤四、长焦摄像机对人脸图像进行变倍和聚焦：利用长焦摄像机对人脸图像进行变焦和聚焦；

步骤五、判断人脸图像面积是否大于阈值：若人脸图像面积大于设定的阈值则执行步骤六，否者执行步骤四；

步骤六、长焦摄像机检测人眼，云台跟踪人眼：长焦摄像机检测人眼，二自由度旋转云台跟踪人眼，二自由度旋转云台带动长焦摄像机跟踪人眼进行检测；

二自由度旋转云台跟踪人眼的具体步骤如下：

步骤六（一）、设置二自由度旋转云台水平方向运动的步长stepx为5°，竖直方向运动的步长stepy为2.5°；