專利名稱：具有臉像和虹膜采集功能的識別裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及應(yīng)用電子電路進(jìn)行指紋識別的方法或裝置，特別是涉及一種具有 臉像和虹膜采集功能的識別裝置。
背景技術(shù)：
人體自身具備眾多獨特的生物特征，如指紋、臉像和虹膜等等。現(xiàn)有的臉像識別裝 置識別準(zhǔn)確率低，因為不同個體間的區(qū)別不大，所有人的面部結(jié)構(gòu)都相似；其次，人臉的外 形很不穩(wěn)定，人可以產(chǎn)生很多表情，而在不同觀察角度，視覺圖像相差很大。另外，臉像識別 還受光照、墨鏡等遮蓋物、年齡等多因素影響。而虹膜識別裝置基于虹膜特征在人的一生中 保持相當(dāng)高的穩(wěn)定性和差異性，而且瞳孔的縮放使虹膜組織具有活體組織的顯著特征，可 以有效防止人工偽造，使得虹膜識別在包括指紋在內(nèi)的所有生物識別中是應(yīng)用最為方便和 精確的一種。然而，虹膜圖像受外界光線、皮膚色調(diào)、虹膜毛發(fā)、發(fā)型、眼鏡、表情和姿態(tài)變化 的影響也很大，致使單一的虹膜圖像識別誤判和拒判比例較大，難以滿足客戶高層次的需 求。此外，現(xiàn)有虹膜圖像采集系統(tǒng)中的光源大多是單純光源如紅外線、紫外線，這些室內(nèi)環(huán) 境的單純光源相對于其他光源難以達(dá)到滿意的圖像效果。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是彌補上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種具有臉像 和虹膜采集功能的識別裝置。本實用新型的技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案予以解決。這種具有臉像和虹膜采集功能的識別裝置，包括面部圖像采集系統(tǒng)、虹膜圖像采 集系統(tǒng)，以及與面部圖像采集系統(tǒng)、虹膜圖像采集系統(tǒng)分別連接的面部虹膜識別運算系統(tǒng)、 與面部虹膜識別運算系統(tǒng)分別連接的液晶圖像顯示系統(tǒng)、人機交互界面和信號輸出電路。所述面部圖像采集系統(tǒng)包括設(shè)有面部成像鏡頭和面部CMOS圖像傳感器的面部電 子圖像采集裝置、設(shè)有面部PWM驅(qū)動電路的面部輔助光源和面部數(shù)據(jù)通訊接口，所述面部 成像鏡頭和面部CMOS圖像傳感器依次連接且排列在系統(tǒng)主光軸上，面部數(shù)據(jù)通訊接口與 面部虹膜識別運算系統(tǒng)連接。所述虹膜圖像采集系統(tǒng)包括設(shè)有虹膜成像鏡頭和虹膜CMOS圖像傳感器的虹膜電 子圖像采集裝置、設(shè)有虹膜PWM驅(qū)動電路的虹膜輔助光源和虹膜數(shù)據(jù)通訊接口，所述虹膜 成像鏡頭和虹膜CMOS圖像傳感器連接且依次排列在系統(tǒng)主光軸上，虹膜數(shù)據(jù)通訊接口與 面部虹膜識別運算系統(tǒng)連接。這種具有臉像和虹膜采集功能的識別裝置的特點是所述面部輔助光源包括850nm紅外LED陣列，僅有補光作用，照明主光源是外界環(huán) 境光源，面部識別時所述面部輔助光源設(shè)定為自動模式補光。設(shè)有面部動態(tài)調(diào)節(jié)補光電路，所述面部動態(tài)調(diào)節(jié)補光電路分別與面部電子圖像采 集裝置、面部輔助光源的面部PWM驅(qū)動電路以及面部數(shù)據(jù)通訊接口連接。所述面部動態(tài)調(diào)節(jié)補光電路根據(jù)面部CMOS圖像傳感器采集環(huán)境光源的強度信息以及預(yù)設(shè)的參數(shù)確定面部 輔助光源亮度補償值，控制所述面部PWM驅(qū)動電路輸出PWM信號對所述面部輔助光源的發(fā) 光強度補光，使進(jìn)行臉像識別的面部光源參數(shù)保持穩(wěn)定，減少系統(tǒng)曝光參數(shù)的變化，使曝光 參數(shù)相對固定，以提高系統(tǒng)提取圖像的速度，解決當(dāng)外界光線較弱時需要提高曝光時間、采 集圖像慢和圖像質(zhì)量不佳的問題。所述虹膜輔助光源包括950nm紅外LED陣列，與面部輔助光源之間互相無干擾，且 僅有補光作用，對人眼無任何傷害，照明主光源是外界環(huán)境光源，虹膜識別時所述虹膜輔助 光源設(shè)定為自動模式補光。設(shè)有虹膜動態(tài)調(diào)節(jié)補光電路，所述虹膜動態(tài)調(diào)節(jié)補光電路分別與虹膜電子圖像采 集裝置、虹膜輔助光源的虹膜PWM驅(qū)動電路以及虹膜數(shù)據(jù)通訊接口連接。所述虹膜動態(tài)調(diào) 節(jié)補光電路根據(jù)虹膜CMOS圖像傳感器采集環(huán)境光源的強度信息以及預(yù)設(shè)的參數(shù)確定虹膜 輔助光源亮度補償值，控制所述虹膜PWM驅(qū)動電路輸出PWM信號對所述虹膜輔助光源的發(fā) 光強度補光，使進(jìn)行虹膜識別的虹膜光源參數(shù)保持穩(wěn)定，減少系統(tǒng)曝光參數(shù)的變化，使曝光 參數(shù)相對固定，以提高系統(tǒng)提取圖像的速度，解決當(dāng)外界光線較弱時需要提高曝光時間、采 集圖像慢和圖像質(zhì)量不佳的問題。本實用新型的技術(shù)問題通過以下進(jìn)一步的技術(shù)方案予以解決。所述面部動態(tài)調(diào)節(jié)補光電路包括光電傳感器、與所述光電傳感器連接的模擬信號 比較器，由所述光電傳感器將光強、光照度的變化轉(zhuǎn)換成電信號，通過所述模擬信號比較器 輸出控制信號，控制所述面部PWM驅(qū)動電路輸出PWM信號對所述面部輔助光源的發(fā)光強度 補光。所述虹膜動態(tài)調(diào)節(jié)補光電路包括光強光照度檢測電路、與所述光強光照度檢測電 路連接的可編程邏輯器件，所述光強光照度檢測電路與所述虹膜輔助光源的紅外LED陣列 連接。由所述光強光照度檢測電路將光強、光照度的變化轉(zhuǎn)換成電信號，通過所述可編程邏 輯器件輸出控制信號，控制所述虹膜PWM驅(qū)動電路輸出PWM信號對所述虹膜輔助光源的發(fā) 光強度補光。所述面部輔助光源前置有高散射面板，上電即開始工作，在高散射面板作用下，形 成均勻的平面光源，安裝時，所述面部輔助光源的投射方向與人臉夾角為42°，通過安裝高 度的調(diào)整，使面部輔助光源與人的臉部平面形成適當(dāng)角度，以有效解決配戴眼鏡者眼鏡表 面反射光線過強導(dǎo)致面部CMOS圖像傳感器因圖像局部過飽和而采集不到有效面部圖像的 問題。所述虹膜輔助光源前置有高散射面板，上電即開始工作，在高散射面板作用下，形 成均勻的平面光源，安裝時，所述虹膜輔助光源的投射方向與人眼夾角為13°，通過安裝高 度，使虹膜輔助光源與人的眼睛平面形成適當(dāng)角度，以有效解決配戴眼鏡者眼鏡表面反射 光線過強導(dǎo)致虹膜CMOS圖像傳感器因圖像局部過飽和而采集不到有效眼睛圖像的問題。所述面部電子圖像采集裝置設(shè)有組合式低通窄帶850nm面部濾光片，根據(jù)CMOS對 不同波段的光線的敏感度按比例要求選擇性截止光波，基本只通過850nm波長的紅外光， 使CMOS獲取均勻柔和的850nm紅外光，采集的圖像不受強光、顏色、膚色、面色和妝色的影 響，且在可見光較弱的夜間，具有夜視性能，輸出圖像只是面部的輪廓和特征。所述組合式低通窄帶850nm面部濾光片包括紅外濾光片和可見光濾光片，設(shè)置在面部CMOS圖像傳感器后方或者嵌于面部成像鏡頭內(nèi)。所述虹膜電子圖像采集裝置設(shè)有950nm窄帶虹膜濾光片，只通過950nm波長為近 紅外光，使通過CMOS的光源為單純的紅外光源，采集的圖像更加清晰可靠。所述950nm窄帶虹膜濾光片為紅外濾光片，設(shè)置在虹膜成像鏡頭前方。本實用新型的技術(shù)問題通過以下再進(jìn)一步的技術(shù)方案予以解決。所述面部虹膜識別運算系統(tǒng)采用主從式雙CPU架構(gòu)，包括主控單元和與其連接的 從控單元；在主CPU發(fā)生故障不能正常工作時，從CPU仍可進(jìn)行必要的工作，以提高系統(tǒng)的 安全性。所述主控單元是ARM公司設(shè)計的32位嵌入式RISC芯片內(nèi)核的主CPU，所述主CPU 分別連接LCD顯示器、面部圖像采集系統(tǒng)、虹膜圖像采集系統(tǒng)、實時時鐘電路、開關(guān)機及復(fù) 位電路、語音輸出電路和外設(shè)接口，用于實現(xiàn)虹膜與面部圖像采集、比對、數(shù)據(jù)通訊、數(shù)據(jù)存 儲顯示和輸出控制。所述從控單元是具有Flash片內(nèi)程序存儲器的CMOS微控制器，所述微控制器作為 系統(tǒng)的輔助控制器分別連接人機交互界面的按鍵板、指示燈、應(yīng)急電池、響鈴電路、鎖控信 號輸出電路、報警輸出裝置、基于Wiegand (韋根)26通訊協(xié)議的數(shù)據(jù)信號輸出電路，以太 網(wǎng)接口和串口通信接口，用于鍵盤掃描、數(shù)據(jù)備份、應(yīng)急控制、實時時鐘，以及完成AT89S52 和主CPU之間的串口通訊。Wiegand26通訊協(xié)議是由美國工業(yè)安全委員會(Security Industry Association，縮寫為SIA)的隸屬組織訪問控制標(biāo)準(zhǔn)子委員會制定的一個關(guān)于存 取控制的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。當(dāng)外部供電突然斷開時，應(yīng)急電池會立即給機器供電。保證用戶的正 常使用。當(dāng)主CPU發(fā)生故障不能正常工作時，從CPU將自動復(fù)位，機器重新啟動，以提高系 統(tǒng)的安全性，恢復(fù)正常工作。所述面部成像鏡頭和虹膜成像鏡頭是三片非球面鏡片，全面提高成像質(zhì)量，使采 集的圖像不易變形，像差、色差和場曲都達(dá)到較高水準(zhǔn)像差最大為200μπι，色差接近為0， 場曲最大為0.3%。所述面部CMOS圖像傳感器和所述虹膜CMOS圖像傳感器是l/4inch光學(xué)尺寸、垂 直清晰度為600電視行(TVL)、水平清晰度為800電視行(TVL)、分辨率至少為130萬像素 的CMOS圖像傳感器。所述液晶圖像顯示系統(tǒng)包括IXD顯示器及其驅(qū)動電路。所述人機交互界面是包括按鍵板、指示燈和智能語音提示的人機交互界面。在登 記或識別的過程中機器能根據(jù)具體問題，作出相應(yīng)的語音提示被采集者應(yīng)該如何配合，以 提高采集的速度。所述面部數(shù)據(jù)通訊接口和所述虹膜數(shù)據(jù)通訊接口是USB接口。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)對比的有益效果是本實用新型通過在虹膜圖像采集系統(tǒng)和面部圖像采集系統(tǒng)中分別設(shè)置動態(tài)調(diào)節(jié) 補光電路，合理設(shè)計光學(xué)系統(tǒng)和配置相應(yīng)濾光片，以提高單純光源的含量，從而明顯提高圖 像采集速度和虹膜圖像質(zhì)量。

圖1是本實用新型具體實施方式
的組成結(jié)構(gòu)圖；[0034]圖2是本實用新型具體實施方式
的外觀結(jié)構(gòu)圖；圖3是本實用新型具體實施方式
識別運算系統(tǒng)組成方框圖；圖4是圖1的面部動態(tài)調(diào)節(jié)補光電路的組成方框圖；圖5是圖1的虹膜動態(tài)調(diào)節(jié)補光電路的組成方框圖；圖6是本實用新型具體實施方式
獲取最佳面部圖像的位置示意圖；圖7是本實用新型具體實施方式
獲取最佳虹膜圖像的位置示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施方式
并對照附圖對本實用新型進(jìn)行說明。一種如圖1 7所示的具有臉像和虹膜采集功能的識別裝置，包括面部圖像采集 系統(tǒng)5、虹膜圖像采集系統(tǒng)4，以及與面部圖像采集系統(tǒng)5、虹膜圖像采集系統(tǒng)4分別連接的 面部虹膜識別運算系統(tǒng)6、與面部虹膜識別運算系統(tǒng)6分別連接的液晶圖像顯示系統(tǒng)2、人 機交互界面和信號輸出電路7。面部圖像采集系統(tǒng)5包括設(shè)有面部成像鏡頭和面部CMOS圖像傳感器的面部電子 圖像采集裝置51、設(shè)有面部PWM驅(qū)動電路521的面部輔助光源52和面部數(shù)據(jù)通訊接口 54， 面部成像鏡頭和面部CMOS圖像傳感器依次連接且排列在系統(tǒng)主光軸上，面部數(shù)據(jù)通訊接 口 54與面部虹膜識別運算系統(tǒng)6連接。面部輔助光源52包括850nm紅外LED陣列522，僅有補光作用，照明主光源是外界 環(huán)境光源，面部識別時面部輔助光源52設(shè)定為自動模式補光。設(shè)有面部動態(tài)調(diào)節(jié)補光電路53，面部動態(tài)調(diào)節(jié)補光電路53分別與面部電子圖像 采集裝置51、面部輔助光源52的面部PWM驅(qū)動電路521以及面部數(shù)據(jù)通訊接口 54連接。 面部動態(tài)調(diào)節(jié)補光電路53根據(jù)面部CMOS圖像傳感器采集環(huán)境光源的強度信息以及預(yù)設(shè)的 參數(shù)確定面部輔助光源亮度補償值，控制面部PWM驅(qū)動電路521輸出PWM信號對面部輔助 光源52的發(fā)光強度補光，使進(jìn)行臉像識別的面部光源參數(shù)保持穩(wěn)定，減少系統(tǒng)曝光參數(shù)的 變化，使曝光參數(shù)相對固定，以提高系統(tǒng)提取圖像的速度，解決當(dāng)外界光線較弱時需要提高 曝光時間、采集圖像慢和圖像質(zhì)量不佳的問題。面部動態(tài)調(diào)節(jié)補光電路53包括光電傳感器、與光電傳感器連接的模擬信號比較 器，由光電傳感器將光強、光照度的變化轉(zhuǎn)換成電信號，通過模擬信號比較器輸出控制信號 控制面部PWM驅(qū)動電路521輸出PWM信號對面部輔助光源52的發(fā)光強度補光。面部輔助光源52前置有高散射面板，上電即開始工作，在高散射面板作用下，形 成均勻的平面光源，安裝時，面部輔助光源52的投射方向與人臉夾角為42°，通過安裝高 度的調(diào)整，使面部輔助光源52與人的臉部平面形成適當(dāng)角度，以有效解決配戴眼鏡者眼鏡 表面反射光線過強導(dǎo)致面部CMOS圖像傳感器因圖像局部過飽和而采集不到有效面部圖像 的問題。面部電子圖像采集裝置51設(shè)有組合式低通窄帶850nm面部濾光片，根據(jù)CMOS對 不同波段的光線的敏感度按比例要求選擇性截止光波，基本只通過850nm波長的紅外光， 使CMOS獲取均勻柔和的850nm紅外光，采集的圖像不受強光、顏色、膚色、面色和妝色的影 響，且在可見光較弱的夜間，具有夜視性能，輸出圖像只是面部的輪廓和特征。組合式低通窄帶850nm面部濾光片包括紅外濾光片和可見光濾光片，設(shè)置在面部CMOS圖像傳感器后方或者嵌于面部成像鏡頭內(nèi)。面部成像鏡頭是三片非球面鏡片，全面提高成像質(zhì)量，使采集的圖像不易變形，像 差、色差和場曲都達(dá)到較高水準(zhǔn)像差最大為200 μ m，色差接近為0，場曲最大為0. 3%。面部CMOS圖像傳感器是l/4inch光學(xué)尺寸、垂直清晰度為600電視行(TVL)、水平 清晰度為800電視行(TVL)、分辨率至少為130萬像素的CMOS圖像傳感器。面部數(shù)據(jù)通訊接口 54是USB接口。虹膜圖像采集系統(tǒng)4包括設(shè)有虹膜成像鏡頭和虹膜CMOS圖像傳感器的虹膜電子 圖像采集裝置42、設(shè)有虹膜PWM驅(qū)動電路411的虹膜輔助光源41和虹膜數(shù)據(jù)通訊接口 45， 虹膜成像鏡頭和虹膜CMOS圖像傳感器連接且依次排列在系統(tǒng)主光軸上，虹膜數(shù)據(jù)通訊接 口 45與面部虹膜識別運算系統(tǒng)6連接。虹膜輔助光源41包括950nm紅外LED陣列412，與面部輔助光源52之間互相無干 擾，且僅有補光作用，對人眼無任何傷害，照明主光源是外界環(huán)境光源，虹膜識別時虹膜輔 助光源41設(shè)定為自動模式補光。設(shè)有虹膜動態(tài)調(diào)節(jié)補光電路44，虹膜動態(tài)調(diào)節(jié)補光電路44分別與虹膜電子圖像 采集裝置、虹膜輔助光源41的虹膜PWM驅(qū)動電路411以及虹膜數(shù)據(jù)通訊接口 45連接。虹 膜動態(tài)調(diào)節(jié)補光電路44根據(jù)虹膜CMOS圖像傳感器采集環(huán)境光源的強度信息以及預(yù)設(shè)的參 數(shù)確定虹膜輔助光源41亮度補償值，控制虹膜PWM驅(qū)動電路411輸出PWM信號對虹膜輔助 光源41的發(fā)光強度補光，使進(jìn)行虹膜識別的虹膜光源參數(shù)保持穩(wěn)定，減少系統(tǒng)曝光參數(shù)的 變化，使曝光參數(shù)相對固定，以提高系統(tǒng)提取圖像的速度，解決當(dāng)外界光線較弱時需要提高 曝光時間、采集圖像慢和圖像質(zhì)量不佳的問題。虹膜動態(tài)調(diào)節(jié)補光電路44包括光強光照度檢測電路、與光強光照度檢測電路連 接的可編程邏輯器件，光強光照度檢測電路與虹膜輔助光源41的紅外LED陣列412連接。 由光強光照度檢測電路將光強、光照度的變化轉(zhuǎn)換成電信號，通過可編程邏輯器件輸出控 制信號，控制虹膜PWM驅(qū)動電路411輸出PWM信號對虹膜輔助光源41的發(fā)光強度補光。虹膜輔助光源41前置有高散射面板，上電即開始工作，在高散射面板作用下，形 成均勻的平面光源，安裝時，虹膜輔助光源41的投射方向與人眼夾角為13°，通過安裝高 度，使虹膜輔助光源41與人的眼睛平面形成適當(dāng)角度，以有效解決配戴眼鏡者眼鏡表面反 射光線過強導(dǎo)致虹膜CMOS圖像傳感器因圖像局部過飽和而采集不到有效眼睛圖像的問 題。虹膜電子圖像采集裝置42設(shè)有950nm窄帶虹膜濾光片，只通過950nm波長為近紅 外光，使通過CMOS的光源為單純的紅外光源，采集的圖像更加清晰可靠。950nm窄帶虹膜濾光片為紅外濾光片，設(shè)置在虹膜成像鏡頭前方。虹膜成像鏡頭是三片非球面鏡片，全面提高成像質(zhì)量，使采集的圖像不易變形，像 差、色差和場曲都達(dá)到較高水準(zhǔn)像差最大為200 μ m，色差接近為0，場曲最大為0. 3%。虹膜CMOS圖像傳感器是是l/4inch光學(xué)尺寸、垂直清晰度為600電視行(TVL)、水 平清晰度為800電視行(TVL)、分辨率至少為130萬像素的CMOS圖像傳感器。 虹膜數(shù)據(jù)通訊接口 45是USB接口。液晶圖像顯示系統(tǒng)2包括IXD顯示器及其驅(qū)動電路。人機交互界面是包括按鍵板3、指示燈1和智能語音提示的人機交互界面。在登記或識別的過程中機器能根據(jù)具體問題，作出相應(yīng)的語音提示被采集者應(yīng)該如何配合，以提 高采集的速度。面部虹膜識別運算系統(tǒng)6采用主從式雙CPU架構(gòu)，包括主控單元和與其連接的從 控單元；在主CPU發(fā)生故障不能正常工作時，從CPU仍可進(jìn)行必要的工作，以提高系統(tǒng)的安 全性。主控單元是ARM公司設(shè)計的32位嵌入式RISC芯片內(nèi)核的主CPU，所述主CPU分別 連接LCD顯示器、面部圖像采集系統(tǒng)、虹膜圖像采集系統(tǒng)、實時時鐘電路、開關(guān)機及復(fù)位電 路、語音輸出電路和外設(shè)接口，用于實現(xiàn)虹膜與面部圖像采集、比對、數(shù)據(jù)通訊、數(shù)據(jù)存儲顯 示和輸出控制。從控單元是具有Flash片內(nèi)程序存儲器的CMOS微控制器，微控制器作為系統(tǒng) 的輔助控制器分別連接人機交互界面的按鍵板3、指示燈1、應(yīng)急電池、響鈴電路、鎖控 信號輸出電路、報警輸出裝置、基于Wiegand26通訊協(xié)議的數(shù)據(jù)信號輸出電路，以太網(wǎng) 接口和串口通信接口，用于鍵盤掃描、數(shù)據(jù)備份、應(yīng)急控制、實時時鐘，以及完成AT89S52 和主CPU之間的串口通訊。Wiegand26通訊協(xié)議是由美國工業(yè)安全委員會(Security IndustryAssociation，縮寫為SIA)的隸屬組織訪問控制標(biāo)準(zhǔn)子委員會制定的一個關(guān)于存 取控制的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。當(dāng)外部供電突然斷開時，應(yīng)急電池會立即給機器供電。保證用戶的正 常使用。當(dāng)主CPU發(fā)生故障不能正常工作時，從CPU將自動復(fù)位，機器重新啟動，以提高系 統(tǒng)的安全性，恢復(fù)正常工作。本具體實施方式
的使用說明如下先設(shè)定在面部識別模式下采集面部圖像，身高150 185cm的被采集者只要站在 距離面部圖像采集裝置0. 50 0. 65米處，IXD顯示器顯示被采集者面部圖像，再根據(jù)裝置 獲取的人臉圖像的亮暗程度提示被采集者調(diào)整識別距離，人臉圖像亮，適當(dāng)向后移動；人臉 圖像暗，適當(dāng)向前移動，直至采集到接近最佳的面部圖像，虹膜面部識別運算系統(tǒng)接收到面 部數(shù)據(jù)通訊接口的數(shù)據(jù)后，進(jìn)行篩選和處理，在IXD顯示器顯示用戶號、用戶名稱等信息， 同時發(fā)出語音提示“Thank you ！，，；然后通過按鍵切換至虹膜識別模式下采集虹膜圖像，被采集者站在虹膜圖像采集 裝置前0. 12 0. 16米處，眼睛凝視虹膜成像鏡頭將瞳孔映射在虹膜成像鏡頭表面，再根 據(jù)裝置獲取的虹膜圖像的清晰程度提示被采集者調(diào)整識別姿勢與距離，根據(jù)發(fā)出語音提示 “叮”保持姿勢與距離片刻，直至采集到可識別的最佳虹膜圖像，后續(xù)步驟是虹膜面部識別 運算系統(tǒng)接收到虹膜數(shù)據(jù)通訊接口的數(shù)據(jù)后，進(jìn)行登記和比對，比對成功后發(fā)出語音提示 "Thank you ！ ”。實際使用時，面部識別模式和虹膜識別模式可以任意組合同時工作或單獨工作。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本實用新型所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能 認(rèn)定本實用新型的具體實施只局限于這些說明。對于本實用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù) 人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下做出若干等同替代或明顯變型，而且性能或 用途相同，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本實用新型由所提交的權(quán)利要求書確定的專利保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種具有臉像和虹膜采集功能的識別裝置，包括面部圖像采集系統(tǒng)、虹膜圖像采集 系統(tǒng)，以及與面部圖像采集系統(tǒng)、虹膜圖像采集系統(tǒng)分別連接的面部虹膜識別運算系統(tǒng)、與 面部虹膜識別運算系統(tǒng)分別連接的液晶圖像顯示系統(tǒng)、人機交互界面和信號輸出電路；所述面部圖像采集系統(tǒng)包括設(shè)有面部成像鏡頭和面部CMOS圖像傳感器的面部電子圖 像采集裝置、設(shè)有面部PWM驅(qū)動電路的面部輔助光源和面部數(shù)據(jù)通訊接口，所述面部成像 鏡頭和面部CMOS圖像傳感器依次連接且排列在系統(tǒng)主光軸上，面部數(shù)據(jù)通訊接口與面部 虹膜識別運算系統(tǒng)連接；所述虹膜圖像采集系統(tǒng)包括設(shè)有虹膜成像鏡頭和虹膜CMOS圖像傳感器的虹膜電子圖 像采集裝置、設(shè)有虹膜PWM驅(qū)動電路的虹膜輔助光源和虹膜數(shù)據(jù)通訊接口，所述虹膜成像 鏡頭和虹膜CMOS圖像傳感器連接且依次排列在系統(tǒng)主光軸上，虹膜數(shù)據(jù)通訊接口與面部 虹膜識別運算系統(tǒng)連接； 其特征在于所述面部輔助光源包括850nm紅外LED陣列，面部識別時所述面部輔助光源設(shè)定為自 動模式補光；設(shè)有面部動態(tài)調(diào)節(jié)補光電路，所述面部動態(tài)調(diào)節(jié)補光電路分別與面部電子圖像采集裝 置、面部輔助光源的面部PWM驅(qū)動電路以及面部數(shù)據(jù)通訊接口連接；所述虹膜輔助光源包括950nm紅外LED陣列，虹膜識別時所述虹膜輔助光源設(shè)定為自 動模式補光；設(shè)有虹膜動態(tài)調(diào)節(jié)補光電路，所述虹膜動態(tài)調(diào)節(jié)補光電路分別與虹膜電子圖像采集裝 置、虹膜輔助光源的虹膜PWM驅(qū)動電路以及虹膜數(shù)據(jù)通訊接口連接。
2.如權(quán)利要求1所述的具有臉像和虹膜采集功能的識別裝置，其特征在于所述面部動態(tài)調(diào)節(jié)補光電路包括光電傳感器、與所述光電傳感器連接的模擬信號比較器。
3.如權(quán)利要求1或2所述的具有臉像和虹膜采集功能的識別裝置，其特征在于所述虹膜動態(tài)調(diào)節(jié)補光電路包括光強光照度檢測電路、與所述光強光照度檢測電路 連接的可編程邏輯器件，所述光強光照度檢測電路與所述虹膜輔助光源的紅外LED陣列連接。
4.如權(quán)利要求3所述的具有臉像和虹膜采集功能的識別裝置，其特征在于 所述面部輔助光源前置有高散射面板，所述面部輔助光源的投射方向與人臉夾角為42°。
5.如權(quán)利要求4所述的具有臉像和虹膜采集功能的識別裝置，其特征在于 所述虹膜輔助光源前置有高散射面板，所述虹膜輔助光源的投射方向與人眼夾角為13°。
6.如權(quán)利要求5所述的具有臉像和虹膜采集功能的識別裝置，其特征在于所述面部電子圖像采集裝置設(shè)有組合式低通窄帶850nm面部濾光片，所述組合式低通 窄帶850nm面部濾光片包括紅外濾光片和可見光濾光片，設(shè)置在面部CMOS圖像傳感器后方 或者嵌于面部成像鏡頭內(nèi)；所述虹膜電子圖像采集裝置設(shè)有950nm窄帶虹膜濾光片，所述950nm窄帶虹膜濾光片 為紅外濾光，設(shè)置在虹膜成像鏡頭前方。
7.如權(quán)利要求6所述的具有臉像和虹膜采集功能的識別裝置，其特征在于所述面部虹膜識別運算系統(tǒng)采用主從式雙CPU架構(gòu)，包括主控單元和與其連接的從控 單元；所述主控單元是ARM公司設(shè)計的32位嵌入式RISC芯片內(nèi)核的主CPU，所述主CPU分別 連接LCD顯示器、面部圖像采集系統(tǒng)、虹膜圖像采集系統(tǒng)、實時時鐘電路、開關(guān)機及復(fù)位電 路、語音輸出電路和外設(shè)接口 ；所述從控單元是具有Flash片內(nèi)程序存儲器的CMOS微控制器，所述微控制器作為系統(tǒng) 的輔助控制器分別連接人機交互界面的按鍵板、指示燈、應(yīng)急電池、響鈴電路、鎖控信號輸 出電路、報警輸出裝置、基于Wiegand26通訊協(xié)議的數(shù)據(jù)信號輸出電路，以太網(wǎng)接口和串口 通信接口。
8.如權(quán)利要求7所述的具有臉像和虹膜采集功能的識別裝置，其特征在于所述面部成像鏡頭和所述虹膜成像鏡頭是三片非球面鏡片。
9.如權(quán)利要求8所述的具有臉像和虹膜采集功能的識別裝置，其特征在于所述面部CMOS圖像傳感器和所述虹膜CMOS圖像傳感器是l/4inch光學(xué)尺寸、垂直清 晰度為600電視行(TVL)、水平清晰度為800電視行(TVL)、分辨率至少為130萬像素的CMOS 圖像傳感器。
10.如權(quán)利要求9所述的具有臉像和虹膜采集功能的識別裝置，其特征在于所述液晶圖像顯示系統(tǒng)包括LCD顯示器及其驅(qū)動電路；所述人機交互界面是包括按鍵板、指示燈和智能語音提示的人機交互界面；所述面部數(shù)據(jù)通訊接口和所述虹膜數(shù)據(jù)通訊接口是USB接口。
專利摘要一種具有臉像和虹膜采集功能的識別裝置，面部輔助光源是850nm紅外LED陣列，面部識別時面部輔助光源設(shè)定為自動模式補光；設(shè)有面部動態(tài)調(diào)節(jié)補光電路，其分別與面部電子圖像采集裝置、面部輔助光源的面部PWM驅(qū)動電路以及面部數(shù)據(jù)通訊接口連接。虹膜輔助光源是950nm紅外LED陣列，虹膜識別時虹膜輔助光源設(shè)定為自動模式補光；設(shè)有虹膜動態(tài)調(diào)節(jié)補光電路，其分別與虹膜電子圖像采集裝置、虹膜輔助光源的虹膜PWM驅(qū)動電路以及虹膜數(shù)據(jù)通訊接口連接。通過在虹膜圖像采集系統(tǒng)和面部圖像采集系統(tǒng)中分別設(shè)置動態(tài)調(diào)節(jié)補光電路，合理設(shè)計光學(xué)系統(tǒng)和配置相應(yīng)濾光片，以提高單純光源的含量，從而明顯提高圖像采集速度和虹膜圖像質(zhì)量。
文檔編號G03B15/05GK201788518SQ20102052554
公開日2011年4月6日 申請日期2010年9月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月4日
發(fā)明者仲崇亮, 符啟娜, 車全宏 申請人:東莞市中控電子技術(shù)有限公司