[发明专利]基于VCSEL的生物特征识别设备

说明书

本发明描述了一种具有显著改善的信噪比的对对象进行生物特征识别的设备（1）和方法（100）。该设备包括：光学图像传感器元件（11），至少对红外光谱敏感，以在具有附加红外光条件（ILC）的情况下在环境光条件（ALC）下拍摄对象（2）的至少一张图片（112），红外光源（12），为红外光条件（ILC）提供附加红外光（IR），以及处理单元（13），提供从图片（112）获取的用于生物特征识别的图像或图像代码（131），其中，红外光源（12）发射窄红外光光谱，该红外光光谱具有在925 nm至955 nm之间的峰值波长（121）并且具有小于5 nm的半峰全宽，并且其中，红外带通滤光器（14）被布置在对象（2）和光学图像传感器元件（11）的传感器阵列之间的光路径（LP）中，该红外带通滤光器（14）具有至少覆盖红外光源（12）的峰值波长（121）的在925 nm和955 nm之间的透射窗（141）。

技术领域

本发明涉及具有显著改善的信噪比的对对象进行生物特征识别的设备以及使用这种设备进行生物特征识别的方法。

背景技术

面部辨别、虹膜扫描和驾驶员监测系统是生物特征识别的自动化方法，生物特征识别在面部的视频图像上使用数学模式辨别技术，面部的复杂模式是独特、稳定的，并且可以从一定距离处看到。

常见的生物特征识别系统（诸如面部辨别、虹膜扫描和驾驶员监测系统）使用具有微弱近红外LED光照的摄像机技术来获取细节丰富且无阴影的图像。通过数学和统计算法从这些模式编码的数字模板允许对个体的识别或检测驾驶员状态。

生物特征识别需要在各种环境条件下工作。在室外条件下，太阳在对象上产生大量的红外（IR）光照。通常，与相机同步的主动IR光照器被放置在对象的前面。在具有和不具有IR光照的情况下拍摄对象的图片，并且随后相减，来生成该对象的无阴影图像。用于面部辨别、虹膜扫描和驾驶员监测系统的相机系统接收主动IR和太阳光照两者。每第两张图片（帧）仅使用主动IR光照进行照射。具有和不具有主动IR光照的情况下的图片（帧）可以彼此相减，以在经相减的IR图像上生成具有较低噪声的无阴影图像。为了改善信噪比，使用了IR带通滤光器。IR-LED的峰值波长根据环境温度（-40至85C）而变化约36 nm。可以使用IR带通滤光器来滤除IR-LED光谱范围之外的太阳光照的光谱内容，以便提高相机传感器处的信噪比。然而，考虑到IR-LED的峰值波长的可能的热偏移的带通滤光器的宽度太宽以至于不能提供IR图像的所需的低信噪比。

因此，需要一种系统，该系统能够实现由相机拍摄的用于生物特征识别的图像的信噪比的显著改善。

发明内容

本发明的目的是提供一种系统，该系统为由相机拍摄的用于生物特征识别的图像提供在室外条件下显著改善的信噪比。

本发明由独立权利要求限定。从属权利要求限定有利的实施例。

根据第一方面，一种用于对象的生物特征识别的设备，该设备包括：光学图像传感器元件，其至少对红外光谱敏感，以在具有附加红外光条件的情况下在环境光条件下拍摄对象的至少一张图片，红外光源，为红外光条件提供附加红外光，以及处理单元，提供从图片获取的用于生物特征识别的图像或图像代码，其中，红外光源发射窄红外光光谱，该红外光光谱具有在925 nm至955 nm之间的峰值波长并且具有小于5 nm的半峰全宽，并且其中，红外带通滤光器被布置在对象和光学图像传感器元件的传感器阵列之间的光路径中，该红外带通滤光器具有至少覆盖红外光源的峰值波长的在925 nm和955 nm之间的透射窗。