[发明专利]一种提高生物识别成功率的成像方法

权利要求书

1.一种根据移动终端可见光和生物识别组合光电成像系统提高生物识别成功率的成像方法，其特征是，

所述移动终端可见光和生物识别组合光电成像系统，包括可见光光电成像和生物识别光电成像；所述可见光光电成像和生物识别光电成像的系统由处理器芯片、LED照明光源、光学滤波器、光学成像透镜、图像传感器组成；

所述图像传感器的成像阵列被配置为单元像素具有接收可见光-红外光宽带分布的成像波长光谱；

所述LED照明光源被配置为通过LED电流驱动器控制的辐射可见光-红外光成像波长的LED照明光源，且该LED照明光源具有与图像传感器的可见光-红外光宽带成像波长分布相互匹配的辐射波长范围；

所述光学滤波器被配置为通过光学滤波器控制驱动器控制的可见光-红外光可变波长光学滤波器；所述可见光-红外光可变波长光学滤波器被配置为具有与图像传感器可见光-红外光宽带成像波长分布相互匹配的过滤波长范围；

所述光学成像透镜被配置为通过光学成像透镜聚焦驱动器控制的自动聚焦光学成像透镜；所述自动聚焦光学成像透镜被配置为具有与图像传感器的可见光-红外光宽带成像波长分布相互匹配的聚焦波长范围；

所述可见光-红外光可变波长光学滤波器，自动聚焦光学成像透镜，图像传感器的光学中心被配置为成像系统光学轴的同轴光路位置；所述的LED照明光源的光学中心被配置为成像系统光学轴的离轴光路位置；

所述离轴光路位置为照明光源的辐射光学中心线与成像系统光学轴间夹角具有5-30度角度；

所述的生物识别光电成像具有以下光学成像要求：

生物识别光电成像的成像波长WI满足：750nm≤WI≤950nm；

生物识别光电成像的像素空间分辨率PSR1满足：PSR1≥10pixel/mm；

生物识别光电成像的光学放大倍率OM满足：OM＝PS*PSR1；

其中，所述PS为图像传感器每个成像像素单元的物理尺度；PSR1为生物识别光电成像的像素空间分辨率；

所述的LED照明光源具有：独立或混合辐射的可见光和红外光成像波长，具体的，LED照明光源具有：半峰值辐射视场角Ω，所述的半峰值辐射视场角Ω满足：

Ω≥FOV；

所述FOV为成像系统的全视场角；

FOV≥2*arctan((DI*PS)/(2*EFL))；

其中：EFL为自动聚焦光学成像透镜的等效焦距；DI为图像传感器成像阵列的像面对角线像素单元的数量；PS为图像传感器成像阵列的像素单元的物理尺度；

其中图像传感器的成像阵列中接收可见光-红外光波长的成像像素单元的物理尺度PS满足如下条件：1um/pixel≤PS≤3um/pixel；所述图像传感器成像阵列接收的波长像素单元具有光电转换的数值Y，其数值Y为：

Y＝Q*GAIN*EXP*ADCG*E*PSU EQ1

其中：所述EXP为图像传感器成像阵列的积分时间或曝光时间；EXP同步等于LED照明光源辐射时间；EXP≤33.3ms；GAIN为图像传感器成像阵列的数字和模拟增益；最大值GAIN满足图像传感器的信噪比SNR，SNR≥36db分贝；ADCG为图像传感器成像阵列的ADC电压模拟-数值转换量化分辨率；E为图像传感器成像阵列接收的辐射率或辐射照度，Q为光电成像系统光电转换常数，PSU为图像传感器成像阵列的成像像素单元的物理尺度面积单位比；

所述的LED照明光源具有:一个或多个不同辐射角度和不同辐射位置，用于优化光电成像系统的成像视场和成像质量效果；

所述的LED照明光源具有：与图像传感器成像同步的连续或脉冲辐射时间和辐射强度，用于联合优化光电成像系统的成像质量效果；

所述LED照明光源采用SMD表面贴片封装；

所述自动聚焦光学成像透镜被配置为固定焦距；

所述自动聚焦光学成像透镜具有：自动聚焦光学成像透镜的等效焦距EFL，数值光圈FNO满足:

2mm≤EFL≤5mm，1.4≤FNO≤2.8；

所述自动聚焦光学成像透镜的光学畸变DOL绝对值被配置为：

DOL绝对值≤1％；

所述自动聚焦光学成像透镜的相对照明率IOR被配置为：

IOR≥50％；

所述IOR＝光学成像透镜的边缘视场亮度/光学成像透镜的中心视场亮度；

所述图像传感器的成像阵列被配置为全局帧成像模式或滚动行成像模式；

所述图像传感器具有主光线入射角CRA(Chief Ray Angle)≥25度；

所述自动聚焦光学成像透镜和图像传感器被配置为相互匹配主光线入射角CRA；

提高生物识别成功率的成像方法包括以下步骤：

Ⅰ、注册时采集至少两个或以上的LED照明光源在不同辐射条件下时产生的红外光成像波长生物图像；

Ⅱ、使用生物图像计算获得至少两个或以上的生物特征模板，进行特征模板间交叉比对成功后，保存为注册的生物特征模板；

Ⅲ、识别时采集一个或以上的LED照明光源在不同辐射条件下产生的红外光成像波长生物图像；

Ⅳ、使用一个或多个生物图像计算产生的特征模板与注册的生物特征模板间进行交叉比对并获得识别结果。