專(zhuān)利名稱(chēng)：虹膜識(shí)別系統(tǒng)和通過(guò)識(shí)別虹膜識(shí)別人的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及虹膜識(shí)別系統(tǒng)和通過(guò)使用虹膜圖象確認(rèn)生物體身份的方法。尤其是，本發(fā)明涉及一種檢測(cè)一個(gè)或多個(gè)識(shí)別參數(shù)而進(jìn)行虹膜識(shí)別的方法，這些參數(shù)關(guān)于虹膜纖維結(jié)構(gòu)、自主神經(jīng)環(huán)(ANW)和瞳孔的形狀以及它們對(duì)光的自發(fā)反射、和虹膜圖象的暗點(diǎn)的存在、形狀和位置。
背景技術(shù)：
公知的用于識(shí)別一個(gè)特定的人的虹膜識(shí)別系統(tǒng)是將從人眼的虹膜部分采取的圖象信號(hào)的虹膜代碼與從數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索到的相關(guān)虹膜信息進(jìn)行比較從而根據(jù)比較的結(jié)果接受或拒絕一個(gè)特定的人。但是，這種傳統(tǒng)的虹膜識(shí)別系統(tǒng)還沒(méi)有達(dá)到可以接受的高識(shí)別精度。
此外，因?yàn)楦鞣N虹膜識(shí)別系統(tǒng)在區(qū)別其觀察到的是否是一個(gè)活的人體的真的虹膜方面有局限，由于對(duì)偽造的虹膜圖象錯(cuò)誤識(shí)別的高風(fēng)險(xiǎn)性，它就不能安全地用于某些系統(tǒng)，諸如銀行業(yè)系統(tǒng)、電子結(jié)算系統(tǒng)等。
本發(fā)明的目的在于使用一種具有高精度的虹膜識(shí)別系統(tǒng)檢驗(yàn)個(gè)人的身份。
另一個(gè)目的是通過(guò)分析虹膜具有的多種特征而達(dá)到高的識(shí)別精度。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是通過(guò)根據(jù)獲自虹膜圖象的虹膜纖維結(jié)構(gòu)、由光引起的瞳孔和自主神經(jīng)環(huán)的反射、自主神經(jīng)環(huán)和瞳孔的形狀以及暗點(diǎn)的存在、位置和形狀決定一系列的的虹膜識(shí)別參數(shù)而迅速清楚地識(shí)別生物體的虹膜。
根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)虹膜掃描確認(rèn)生物體身份的系統(tǒng)包括用于接收識(shí)別生物體的被識(shí)別者信息的控制單元，和包括控制單元可訪問(wèn)的數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，該數(shù)據(jù)庫(kù)包含有可識(shí)別人體的預(yù)定的個(gè)人信息用于同被識(shí)別者的信息相比較。虹膜圖象獲取單元，包括由控制單元操作的照相機(jī)，當(dāng)被識(shí)別者信息符合預(yù)定信息時(shí)，照相機(jī)開(kāi)始抓取虹膜圖象以建立輸入圖象信號(hào)。一個(gè)數(shù)據(jù)處理單元將輸入的圖象信號(hào)預(yù)處理為處理后數(shù)據(jù)。對(duì)每一可識(shí)別的人體，存儲(chǔ)單元包括至少具有從一組參數(shù)中選擇的用于虹膜識(shí)別的預(yù)存儲(chǔ)的一系列參數(shù)之一，該組參數(shù)包括(1)采用頻率變換方法的虹膜纖維結(jié)構(gòu)的密度和紋理形態(tài)；(2)瞳孔反射；(3)瞳孔的形狀；(4)自主神經(jīng)環(huán)反射；(5)自主神經(jīng)環(huán)的形狀；(6)暗點(diǎn)的存在；(7)暗點(diǎn)的位置；和(8)暗點(diǎn)的形狀。控制單元可操作用于將處理后數(shù)據(jù)同參數(shù)比較以決定是否表示有匹配的身份確認(rèn)。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，照相機(jī)被設(shè)置成可拍攝生物體的雙眼的結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)處理單元分別將每只眼的圖象輸入信號(hào)處理成處理后信號(hào)。以這種方式，通過(guò)虹膜掃描確認(rèn)生物體的身份而達(dá)到一個(gè)較高識(shí)別精度是可以實(shí)現(xiàn)的。
訪問(wèn)識(shí)別系統(tǒng)時(shí)，被識(shí)別者先將被識(shí)別者信息輸入給系統(tǒng)。在某實(shí)施例中，可以使用讀卡單元、輸入鍵單元或者類(lèi)似的單元輸入被識(shí)別者信息數(shù)據(jù)，在其中PIN(個(gè)人識(shí)別碼)或一些其它的特定識(shí)別符號(hào)被用于訪問(wèn)此系統(tǒng)。利用聲音啟動(dòng)系統(tǒng)也是可能的。
虹膜圖象獲取單元最好包括由控制單元操作的光源用于配合照相機(jī)連續(xù)獲取一系列的虹膜圖象以建立輸入圖象信號(hào)。最理想的情況是通過(guò)光照使虹膜收縮，而圖象采集的連續(xù)性使得系統(tǒng)能夠拍攝到這一收縮，需要的話，還可以獲得隨后的擴(kuò)張擴(kuò)張。光源最好是紅外線光源。
根據(jù)另一個(gè)本發(fā)明的獨(dú)特特征，系統(tǒng)的特征在于虹膜圖象獲取單元和控制單元間的一個(gè)接口使得照相機(jī)可以基于訪問(wèn)包含有翻譯成定位數(shù)據(jù)的用戶的身體特征的數(shù)據(jù)庫(kù)中預(yù)定的個(gè)人信息而與用戶的眼睛自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)。
如上所述，系統(tǒng)最好能夠分析屬于虹膜特征的不同參數(shù)。但是本發(fā)明的操作中只是通過(guò)拍攝和分析前述的過(guò)程參數(shù)之一或者全部參數(shù)集合的一個(gè)子集合來(lái)確認(rèn)用戶身份。
用于分析虹膜纖維結(jié)構(gòu)的密度和紋理形態(tài)的獨(dú)特技術(shù)包括利用Haar(海霧)變換的頻率變換方法。根據(jù)當(dāng)前一最優(yōu)實(shí)施例。本發(fā)明公開(kāi)一種采用Haar變換函數(shù)的可變多區(qū)域譜變換系統(tǒng)。采用此獨(dú)特方法，從虹膜圖象中選擇的一個(gè)圖象被分為多個(gè)區(qū)域，其中對(duì)每一區(qū)域用一個(gè)Haar變換函數(shù)系數(shù)計(jì)算。這種譜分析的多區(qū)域系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于能夠排除某些因干擾，例如，由于缺陷的存在或眼皮、睫毛的干擾等等，而引起的混淆的虹膜區(qū)域。這些缺陷可通過(guò)高頻系數(shù)的產(chǎn)生和通過(guò)相鄰區(qū)域系數(shù)間的預(yù)定的尖銳變化顯現(xiàn)出來(lái)。于是，相鄰區(qū)域分析使得Haar變換獨(dú)特地應(yīng)用于虹膜識(shí)別技術(shù)上。
利用Haar變換，最好結(jié)合選擇表示所選的低頻區(qū)域的Haar系數(shù)，從而可能建立一個(gè)具有前所未有的高識(shí)別精度的虹膜參考記錄。
在某實(shí)施例中，本發(fā)明利用一系列連續(xù)的虹膜圖象產(chǎn)生一個(gè)通過(guò)曲線表示虹膜隨時(shí)間收縮和擴(kuò)張的瞳孔直方圖或瞳孔圖。本發(fā)明公開(kāi)了通過(guò)分析瞳孔圖的梯度變化分析瞳孔圖的新技術(shù)從而作為一個(gè)進(jìn)一步提高識(shí)別的精度的方法。本發(fā)明的特征還在于分析瞳孔的邊界、形狀和朝向，從而成為一個(gè)進(jìn)一步提高識(shí)別的精度的方法。
本發(fā)明還處理關(guān)于自主神經(jīng)環(huán)的形狀和反射以及暗點(diǎn)的存在、位置和形狀的信息(如果有)，從而作為一個(gè)提高識(shí)別的精度的進(jìn)一步的方法。
本發(fā)明還考慮了并使前述的系統(tǒng)虹膜識(shí)別參數(shù)的分析用于虹膜識(shí)別以外的系統(tǒng)和應(yīng)用成為可能。以下情況是在本發(fā)明的范圍之下的，例如，建立一個(gè)用于檢測(cè)個(gè)人是否使用毒品或酒精的系統(tǒng)。在此類(lèi)型的系統(tǒng)中，提供了一種用于接收識(shí)別生物體的被識(shí)別者信息的控制單元，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，包括控制單元可訪問(wèn)的數(shù)據(jù)庫(kù)，該數(shù)據(jù)庫(kù)包含有一個(gè)可識(shí)別人體的預(yù)定個(gè)人信息用于同被識(shí)別者的信息比較。虹膜圖象獲取單元，包括由控制單元操作的照相機(jī)，當(dāng)被識(shí)別者信息符合預(yù)定信息時(shí)，照相機(jī)開(kāi)始抓取虹膜圖象以建立輸入圖象信號(hào)。數(shù)據(jù)處理單元將輸入的圖象信號(hào)預(yù)處理為處理后數(shù)據(jù)?？刂茊卧商幚碜鳛檩斎雸D象信號(hào)處理結(jié)果而取得的數(shù)據(jù)表示對(duì)光刺激的虹膜瞳孔的平均收縮和擴(kuò)張時(shí)間，從而判斷是否處理后數(shù)據(jù)表示目前的或近來(lái)的麻醉劑。此系統(tǒng)是以如下發(fā)現(xiàn)為前提，即當(dāng)人在被酒精或毒品麻醉時(shí)的瞳孔圖的曲線形狀與人沒(méi)有服用酒精或毒品時(shí)的曲線形狀是不同的。人的左眼和右眼的直方圖的曲線的曲率特征是一個(gè)進(jìn)一步測(cè)定目前或近來(lái)的麻醉劑的方法。近來(lái)或目前麻醉的人的曲線的曲率特征不同于沒(méi)有服用酒精或毒品時(shí)的人的曲線的曲率特征。
本發(fā)明基于對(duì)上述的虹膜識(shí)別參數(shù)的獨(dú)特選擇，還公開(kāi)了用于確定生物體身份或用于測(cè)定人體中至少存在一種毒品和酒精的方法。
對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員，本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)容易地在以下說(shuō)明中顯現(xiàn)。其中僅介紹和說(shuō)明了本發(fā)明的最優(yōu)實(shí)施例，僅采用了說(shuō)明實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最好方式。還要認(rèn)識(shí)到本發(fā)明可以有其它和不同的實(shí)施例，可以在不偏離本發(fā)明的情況下，在各種顯而易見(jiàn)的方面修改其一些細(xì)節(jié)。因此，附圖和說(shuō)明書(shū)基本上被認(rèn)為是說(shuō)明性的而非限制性的。
附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明

圖1A是本發(fā)明的識(shí)別人體虹膜的舉例的系統(tǒng)的方塊圖；
圖1B是表示圖1A實(shí)施例的虹膜圖象獲取單元的實(shí)施例的照相機(jī)和其照明系統(tǒng)的立體側(cè)視圖；圖2是表示取自圖1B中的用于圖1B中的虹膜圖象獲取單元的視覺(jué)指示器的局部參考圖；圖3是圖2中的視覺(jué)指示器的詳細(xì)視圖；圖4是表示圖2中的向用戶眼睛反射視覺(jué)引導(dǎo)光的視覺(jué)指示器的參考視圖；圖5是圖1B系統(tǒng)的第二透鏡的前視圖；圖6是通過(guò)計(jì)算機(jī)控制，執(zhí)行虹膜圖象獲取單元抓取圖象信號(hào)的實(shí)施例的流程圖；圖7是圖6的照相機(jī)高度調(diào)整的實(shí)施例的流程圖；圖8是表示用于虹膜分析的輸入圖象信號(hào)的選擇區(qū)(x)的虹膜圖象的示意圖；圖9是解釋本發(fā)明的虹膜識(shí)別方法的全部操作的高級(jí)流程圖；圖10A-10C是圖9流程圖的詳細(xì)的后續(xù)流程圖；圖11是表示在某角度θ的虹膜和自主神經(jīng)環(huán)的運(yùn)動(dòng)的虹膜動(dòng)態(tài)圖象的例子；以及圖12是其形式為瞳孔直方圖或瞳孔圖和變換為一維數(shù)據(jù)的自主神經(jīng)環(huán)數(shù)據(jù)隨時(shí)間的變化，表示圖11的瞳孔的半徑的相關(guān)圖。；圖13是提取了虹膜圖象邊緣的自主神經(jīng)環(huán)和暗點(diǎn)的示意圖；圖14是圖13的采用中(Medial)軸變換變換為一維數(shù)據(jù)的自主神經(jīng)環(huán)和暗點(diǎn)的示意圖；圖15是Haar蝴蝶狀結(jié)構(gòu)的變換流程圖的示意圖；圖16是表示譜轉(zhuǎn)換的可變多區(qū)域系統(tǒng)的虹膜圖象的示意圖；圖17是瞳孔平均半徑隨時(shí)間變化的另一瞳孔圖的示意圖；和圖18是包含要被提取的瞳孔特征信息的瞳孔的示意圖。
附圖的詳細(xì)說(shuō)明圖1A是本發(fā)明的識(shí)別活生物體的虹膜的系統(tǒng)14的方塊圖；活生物體包括任何具有可識(shí)別的虹膜的活的生物，包括人和動(dòng)物。系統(tǒng)14最好包括讀卡單元40，其通過(guò)訪問(wèn)卡的信息記錄介質(zhì)可讀出并識(shí)別記錄在存儲(chǔ)有個(gè)人卡號(hào)的卡上的信息。鍵輸入單元50，有一系列的鍵用于輸入PIN，相應(yīng)于每個(gè)鍵的輸入產(chǎn)生電信號(hào)。虹膜圖象獲取單元20有一系列的光源根據(jù)特殊控制信號(hào)的預(yù)定順序相繼自動(dòng)閃爍使得具有自動(dòng)聚焦功能的照相機(jī)抓取若干秒鐘的虹膜動(dòng)態(tài)圖象(如以一秒鐘產(chǎn)生多于25幀的速度)。驅(qū)動(dòng)單元30提供虹膜圖象獲取單元20用于照亮和通過(guò)提供一個(gè)特殊的用于電機(jī)的控制信號(hào)來(lái)調(diào)整照相機(jī)位置所需的動(dòng)力。
數(shù)據(jù)處理單元60對(duì)虹膜圖象獲取單元20抓取的輸入圖象信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元80形成數(shù)據(jù)庫(kù)用于存儲(chǔ)一系列的分別同每個(gè)個(gè)人卡號(hào)或每個(gè)人的PIN相聯(lián)系的識(shí)別參數(shù)，包括1)可從個(gè)人虹膜的圖象信號(hào)中提取的虹膜纖維結(jié)構(gòu)的密度和紋理形態(tài)，2)自主神經(jīng)環(huán)(ANW)對(duì)光刺激產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)，3)瞳孔對(duì)光刺激產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)，4)自主神經(jīng)環(huán)的形狀，5)瞳孔的形狀，6)暗點(diǎn)的存在、位置和形狀?？刂茊卧?0通過(guò)檢索數(shù)據(jù)庫(kù)中的卡號(hào)或由讀卡單元或鍵輸入單元輸入或讀取的PIN確定用戶的身份從而識(shí)別一特定人的虹膜，從而獲取虹膜動(dòng)態(tài)圖象，根據(jù)個(gè)人信息自動(dòng)調(diào)整照相機(jī)的位置，并測(cè)定一系列的虹膜識(shí)別參數(shù)用于根據(jù)圖象信號(hào)查明用戶的身份。在此情況下，不僅特定人的虹膜信息而且每個(gè)人的附加信息(例如，當(dāng)抓取虹膜圖象時(shí)，個(gè)人身高信息正比于照相機(jī)的高度，或?qū)γ總€(gè)人最合適的照相機(jī)高度)都可以被存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元80中，從而此單元80可以通過(guò)讀取附加信息自動(dòng)調(diào)整照相機(jī)的高度。
圖1B是雙眼照相機(jī)和照明系統(tǒng)的一部分的立體側(cè)視圖，表示對(duì)圖1A中的虹膜圖象獲取單元20的示意圖。虹膜圖象獲取單元20在所需位置上安置有照相機(jī)16和一系列的第一和第二透鏡11和12用于抓取虹膜圖象。最好是使用具有可變抓取區(qū)域(柔性區(qū)域)的照相機(jī)16用于自動(dòng)聚焦。而且，最好是使用具有焦距大于5mm的第二透鏡12以防止由于用戶的眼皮、睫毛、眨眼的運(yùn)動(dòng)造成的自動(dòng)聚焦功能的降低。最好為每只眼安置第一和第二透鏡。
虹膜圖象獲取單元20還安置有視覺(jué)引導(dǎo)單元18(見(jiàn)圖2-4)用于通過(guò)使用戶的眼睛定位于同圖1B中的虹膜圖象獲取單元20連接的照相機(jī)的中央部分，從而防止虹膜偏向一邊。而且，在一些情況下，可以使用側(cè)邊的光源用于初始的自動(dòng)聚焦和亮度調(diào)整。圖2是來(lái)自圖1B的參考視圖用于表示視覺(jué)指示器，圖3詳細(xì)表示了圖2中的視覺(jué)指示器。圖4是表示圖2中的視覺(jué)指示器的操作的參考視圖，其將光線從視覺(jué)引導(dǎo)光源L4反射到用戶的眼睛。
如圖2-4所示，視覺(jué)引導(dǎo)單元可以由發(fā)射細(xì)的藍(lán)光或紅光的引導(dǎo)光源L4組成(也由標(biāo)號(hào)17表示)用于引導(dǎo)用戶的視線。反射單元18b反射遠(yuǎn)離照相機(jī)16中央部位的光源17的光線，支撐單元18a支撐對(duì)準(zhǔn)透鏡的中心的反射單元。在此情況下，支撐單元18a最好是由透明的玻璃狀材料構(gòu)成以便即使安裝在透鏡的中心也可以避免影響虹膜圖象。反射單元18b有一定的傾斜度和一鏡狀表面以把來(lái)自視覺(jué)引導(dǎo)光源L4的光線反射到用戶的眼睛。
圖5是圖1B的第二透鏡12的前視圖。在第二透鏡12前表面的某一位置，安置有一閃爍光源L3(12b)，它刺激瞳孔和自主神經(jīng)環(huán)的運(yùn)動(dòng)(即收縮或擴(kuò)張)。一系列的紅外光源L2(12a)被環(huán)形安置或沿透鏡12的外圍環(huán)狀排列并通過(guò)軟件控制使得照相機(jī)16抓取虹膜圖象和清楚的瞳孔圖象。閃爍光源12b最好是由軟件控制的藍(lán)光二極管以便以一短的循環(huán)周期自動(dòng)閃爍。
圖6是由計(jì)算機(jī)控制執(zhí)行的虹膜圖象獲取單元20抓取圖象信號(hào)的實(shí)施例的流程圖。在調(diào)整步驟S61中，照相機(jī)位置(高度)根據(jù)卡號(hào)或PIN從數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索出的信息進(jìn)行調(diào)整，一系列的光源(12a和17)被同時(shí)打開(kāi)用于自動(dòng)聚焦和將用戶的眼睛吸引到目標(biāo)透鏡上。在步驟S62中，用戶的眼睛通過(guò)使用照亮的光源17引導(dǎo)到目標(biāo)透鏡上。照相機(jī)的自動(dòng)聚焦發(fā)生在步驟S63。在步驟S67中，通過(guò)光源12b以一短循環(huán)周期閃爍數(shù)秒(S66)引起瞳孔和虹膜的自主神經(jīng)環(huán)的運(yùn)動(dòng)而獲得自主神經(jīng)環(huán)和運(yùn)動(dòng)的瞳孔的動(dòng)態(tài)圖象。在步驟S68中，所有的照明光源在前述的步驟S61-S68后熄滅。
圖7是圖6的步驟S61中的調(diào)整照相機(jī)高度的詳細(xì)流程圖，流程圖包括以下步驟輸入卡號(hào)或PIN(S71)；通過(guò)在數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索輸入的卡號(hào)或PIN(S72)獲得關(guān)于相關(guān)的人的照相機(jī)高度信息；在將獲得的照相機(jī)高度信息同目前的照相機(jī)高度信息比較后通過(guò)電機(jī)的前向或反向的旋轉(zhuǎn)(S73)使照相機(jī)調(diào)整到適合于相關(guān)的人的高度。
圖8是虹膜圖象的示意圖用于表示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的要求作虹膜分析的輸入圖象信號(hào)的選擇區(qū)域(X)。選擇用于分析虹膜的區(qū)域應(yīng)包括至少一部分自主神經(jīng)環(huán)10b和全部瞳孔10a。此外，選擇區(qū)(X)最好是清楚可見(jiàn)的部分并且不受眼皮，睫毛等的影響，以及設(shè)置在大于虹膜直徑的三分之一小于虹膜直徑的二分之一的范圍內(nèi)。
圖16是本發(fā)明的一最佳實(shí)施例中的采用可變多區(qū)域譜分析系統(tǒng)進(jìn)行虹膜圖象分析的示意圖，更詳細(xì)的信息如下?？勺兌鄥^(qū)域譜分析系統(tǒng)使得在分析中可選擇虹膜的可見(jiàn)部分，而不被干擾所混淆，從而增加了識(shí)別過(guò)程的可靠性。眼睛孔徑的解剖特征和眼皮的腫脹是可以識(shí)別并可以排除的。事先不能被預(yù)計(jì)到的邊緣缺陷或干擾如眨眼是可以識(shí)別并可以排除的。
圖9是表示本發(fā)明的全部虹膜識(shí)別方法的高級(jí)流程圖，圖10A-10C是圖9的高級(jí)流程圖步驟的詳細(xì)的后續(xù)流程圖。
如圖10A-10C所示，在根據(jù)本發(fā)明的虹膜識(shí)別方法中，通過(guò)包括一個(gè)或多個(gè)以下過(guò)程可以得到各種不同的實(shí)施例。首先，卡號(hào)或PIN確認(rèn)過(guò)程S101-S103通過(guò)根據(jù)相應(yīng)的號(hào)從數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索和獲得個(gè)人信息而查明用戶的身份。在輸入卡號(hào)或PIN后，圖象獲取過(guò)程S104-S105通過(guò)根據(jù)在確認(rèn)過(guò)程和控制一系列光源過(guò)程中獲得的用戶個(gè)人信息而調(diào)整照相機(jī)的位置從而獲得動(dòng)態(tài)虹膜圖象。
現(xiàn)對(duì)根據(jù)本發(fā)明可以獲得并分析的不同識(shí)別參數(shù)進(jìn)行說(shuō)明。虹膜纖維結(jié)構(gòu)的密度和紋理形態(tài)虹膜纖維結(jié)構(gòu)確認(rèn)過(guò)程S106-S110用于在通過(guò)對(duì)在前述過(guò)程獲得的選擇的靜態(tài)的虹膜圖象進(jìn)行Wavelet(小波)變換而變換適合虹膜分析的區(qū)域的圖象信號(hào)從而決定識(shí)別參數(shù)之后，根據(jù)相應(yīng)的識(shí)別參數(shù)查明用戶的身份。此變換可以應(yīng)用于同可變多區(qū)域譜分析系統(tǒng)相聯(lián)系的圖8的區(qū)域或在如下所述的圖16的單個(gè)區(qū)域。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，虹膜纖維結(jié)構(gòu)確認(rèn)過(guò)程由以下步驟組成通過(guò)對(duì)虹膜圖象的動(dòng)態(tài)信號(hào)的預(yù)處理選擇適合于虹膜圖象分析S106、S107(圖10A)的區(qū)域(選擇區(qū)域X；基本包括一部分自主神經(jīng)環(huán)和全部瞳孔，在大于虹膜直徑的三分之一小于虹膜直徑的二分之一的范圍內(nèi))。通過(guò)二維Wavelet變換(如Harr變換)變換選擇區(qū)的選擇的靜態(tài)圖象信號(hào)后，在步驟S108中，從表示虹膜纖維結(jié)構(gòu)的密度和紋理形態(tài)的特殊信息的Wavelet變換系數(shù)決定識(shí)別參數(shù)；在步驟S109,S110，通過(guò)從數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索相關(guān)的參數(shù)確認(rèn)用戶的身份。Wavelet變換通常，虹膜纖維結(jié)構(gòu)的密度和紋理形態(tài)因人而異。如果包含有關(guān)于密度信息的Wavelet變換(尤其是，如Haar變換的Wavelet變換)主要是在低頻率區(qū)域進(jìn)行的，那么，特別是二維Haar變換系數(shù)的低頻率部分具有虹膜纖維結(jié)構(gòu)的密度和紋理形式的大部分信息。
通過(guò)對(duì)如上所述的所選擇的虹膜圖象信號(hào)進(jìn)行Wavelet變換決定頻率特征，將表示頻率特征的二維Haar變換的所選擇的低頻率系數(shù)選定為識(shí)別參數(shù)，從而選擇了具有虹膜纖維結(jié)構(gòu)的密度和紋理形態(tài)的大部分信息的低頻率部分。
本發(fā)明中應(yīng)用的Haar變換是對(duì)稱(chēng)、可分、一元的，并且采用根據(jù)尺寸(范圍)和位置而變化的下述的Haar函數(shù)。
一個(gè)附加的Haar函數(shù)定義如下 φm,n[t]=2-m/2φ[2-mt-n],m,n∈Z為了簡(jiǎn)化譜分析算法，最優(yōu)實(shí)施例排除了歸一化因子2-m/2。因此，上述函數(shù)定義為φm,n[t]=φ[2-mt-n],m,n∈Z此函數(shù)也稱(chēng)為正負(fù)號(hào)Haar函數(shù)。函數(shù)的兩個(gè)數(shù)決定函數(shù)的排列順序。
在本發(fā)明中當(dāng)決定實(shí)際的Haar變換時(shí)，由于圖象的尺寸很大，需要大量的計(jì)算；但是計(jì)算效率由于采用了蝴蝶狀結(jié)構(gòu)的變換流程圖而大大地提高了。
如圖15所示(其中n=8)為通過(guò)表示蝴蝶狀結(jié)構(gòu)的變換流程圖的正負(fù)號(hào)Haar函數(shù)進(jìn)行快速譜轉(zhuǎn)換算法的圖形描述。表示要被變換的象素值P0-P7沿圖中的垂直軸排列。
在流程圖中，基于下述方程右邊的每個(gè)后續(xù)級(jí)的值依賴(lài)于前面的值X[n]=(x[n]+x[m])/2；X[m]=(x[n]-x[m])在此m=n+1以及X[n]是象素n的亮度。
采用蝴蝶狀結(jié)構(gòu)的變換流程圖的結(jié)果使得Haar函數(shù)的譜轉(zhuǎn)換過(guò)程比以前的過(guò)程操作快了200多倍。可變多區(qū)域分析如下所述為采用Haar函數(shù)的譜轉(zhuǎn)換的可變多區(qū)域系統(tǒng)?？勺兌鄥^(qū)域系統(tǒng)最好是采用上述圖8所公開(kāi)的區(qū)域選擇方法。在虹膜的一些部分或虹膜的大的可見(jiàn)部分以眨眼、眼皮和睫毛形式偶爾發(fā)生的干擾不可用于分析。干擾或虹膜的不可見(jiàn)部分減少了用于比較的區(qū)域的數(shù)目導(dǎo)致降低了人識(shí)別的可靠性。
圖象分析開(kāi)始時(shí)，將虹膜圖象分為如圖16所示的外環(huán)100和包括瞳孔120的內(nèi)環(huán)區(qū)域。將外環(huán)100與圓區(qū)域分離的邊界被設(shè)置在距離虹膜圓點(diǎn)50個(gè)象素的位置。在其它實(shí)施例中可采用多于或少于50個(gè)象素的值。外環(huán)的外邊界大約開(kāi)始在鞏膜-虹膜邊界處。外環(huán)的直徑可以由于許多因素而變化，諸如個(gè)體間的不同虹膜尺寸、獲得虹膜圖象的不同范圍等等。由于在瞳孔120和外環(huán)100之間的與外環(huán)100和區(qū)域110相關(guān)的虹膜部分以不同的速度收縮和擴(kuò)張，對(duì)內(nèi)環(huán)和外環(huán)應(yīng)用不同的歸一化因子。
在目前的最優(yōu)實(shí)施例中，每個(gè)區(qū)域100、110最好沿徑向被分為大小相等的扇區(qū)。總共32個(gè)扇區(qū)由標(biāo)號(hào)I0-31表示。對(duì)32個(gè)扇區(qū)I0-31中的每一個(gè)，采用如上所述的Wavelet變換，計(jì)算1024個(gè)Haar函數(shù)系數(shù)，形成32×32的矩陣。但是，在本發(fā)明的范圍內(nèi)在所有扇區(qū)的扇區(qū)總數(shù)(n+p)、在每個(gè)單個(gè)扇區(qū)(n,p)的扇區(qū)數(shù)、扇區(qū)的大小和Haar函數(shù)系數(shù)的數(shù)量可以變化。也就是，每個(gè)扇區(qū)可以有不同的扇區(qū)(n,p)數(shù)，即，區(qū)域110可以在徑向分為10個(gè)扇區(qū)(p=10)而外環(huán)100可以在徑向分為16(n=16)個(gè)扇區(qū)。
接著，被由通常分別表示上下眼皮的標(biāo)號(hào)13A和13B所示的眼皮所關(guān)閉或干擾的扇區(qū)或者睫毛被通過(guò)相鄰扇區(qū)的系數(shù)比較而排除。在比較相鄰的扇區(qū)系數(shù)時(shí)，如果觀察到高頻系數(shù)的尖銳變化，此扇區(qū)就被作為缺陷而被排除。參見(jiàn)圖16，通過(guò)從將扇區(qū)0和15分離，將扇區(qū)7和8分離的水平線開(kāi)始，4個(gè)扇區(qū)為一組，順時(shí)針或逆時(shí)針進(jìn)行相鄰扇區(qū)比較。以這種方式，比較扇區(qū)I0-I3,I7-I4,I8-I11和I15-I12。
例如，比較扇區(qū)I0和I1的高頻系數(shù)，如果差值沒(méi)有超過(guò)預(yù)定的高頻系數(shù)的閥值，扇區(qū)I1被認(rèn)為是好的。扇區(qū)I0被認(rèn)為是好的或者在分析被眼皮所遮擋的瞳孔時(shí)，它會(huì)被排除。接下來(lái)，比較扇區(qū)I1和I2，如圖16所示，眼皮邊界位于扇區(qū)I2，扇區(qū)I2的邊界會(huì)導(dǎo)致差值超過(guò)扇區(qū)高頻系數(shù)閥值從而排除扇區(qū)I2。在排除扇區(qū)I2后，扇區(qū)I3同樣被排除，在余下的四等分的扇區(qū)中，重復(fù)相同的過(guò)程。
在從分析中刪去已排除的扇區(qū)后，選擇全部1024個(gè)系數(shù)的子集。選擇的系數(shù)的數(shù)目由幾個(gè)因素決定。過(guò)多的系數(shù)會(huì)無(wú)謂地增加數(shù)據(jù)庫(kù)的容量，太少的系數(shù)又會(huì)惡化識(shí)別的質(zhì)量。此外，因?yàn)閳D象亮度的改變使一些系數(shù)相應(yīng)地變化以及一些高頻系數(shù)包含太多的噪音，一些系數(shù)沒(méi)有被選擇。作為實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，一最優(yōu)實(shí)施例采用從1024個(gè)Haar系數(shù)的32×32矩陣中選擇的31個(gè)系數(shù)。選擇的系數(shù)在矩陣的特定位置如下(0,1),(1,0),(1,1),(0,2),(0,3),(2,0),(3,0),(1,2),(1,3),(2,1),(3,1),(0,4),(0,5),(0,6),(0,7),(4,0),(5,0),(6,0),(7,0),(1,4),(1,5),(1,7),(4,1),(5,1),(6,1),(7,1),(2,2),(3,2),(2,3)和(3,3)。在不同實(shí)施例中可采用多或少的系數(shù)數(shù)目。
從32個(gè)扇區(qū)I0-I31的每一個(gè)中選擇的31個(gè)系數(shù)使得建立一個(gè)虹膜的參考記錄約1K字節(jié)的大小。記錄的第一個(gè)32位包含扇區(qū)排除分析結(jié)果。
新的虹膜圖象的識(shí)別以上述的參考圖象的相同方式進(jìn)行。獲得的特征記錄與數(shù)據(jù)庫(kù)中的所有虹膜參考記錄比較。輸入的和參考的虹膜系數(shù)間的差值的逐扇區(qū)累加。由于系數(shù)的歸一化，總和值在0至2的范圍內(nèi)?？偤椭?表示一個(gè)絕對(duì)的灰度圖象。0表示扇區(qū)譜的完全一致，2表示譜的模數(shù)相同符號(hào)相反。
在直接實(shí)驗(yàn)以后，測(cè)定到由于虹膜的蠕動(dòng)(虹膜的一些區(qū)域的迅速自發(fā)的運(yùn)動(dòng))一些區(qū)域不同于參考區(qū)域。因此，最好是只有那些總和值小于1的扇區(qū)用于虹膜圖象分析。在此情況，蠕動(dòng)破壞的扇區(qū)被增加到拒絕的扇區(qū)中并從識(shí)別嘗試中排除。對(duì)每只眼睛，用于虹膜圖象分析的最小扇區(qū)數(shù)是10，采用較少的扇區(qū)會(huì)使識(shí)別質(zhì)量相應(yīng)地降低。為了強(qiáng)化差值，比較扇區(qū)系數(shù)的結(jié)果被相乘。因此，如果識(shí)別的圖象與參考圖象相一致，結(jié)果值就趨近于0，反之，不同圖象結(jié)果值將在幾百或幾千的范圍。
從Haar變換的結(jié)果，由于低頻譜系數(shù)包含更多的虹膜纖維結(jié)構(gòu)的密度和紋理形態(tài)的信息，將實(shí)驗(yàn)選擇的低頻區(qū)的系數(shù)用于識(shí)別過(guò)程。自主神經(jīng)環(huán)和瞳孔反射圖10B的瞳孔和自主神經(jīng)環(huán)反射確認(rèn)過(guò)程S111-S116通過(guò)檢測(cè)獲得的虹膜的動(dòng)態(tài)圖象中的瞳孔和自主神經(jīng)環(huán)經(jīng)相關(guān)的識(shí)別參數(shù)查明用戶的身份。然后采用檢測(cè)的動(dòng)態(tài)圖象信號(hào)中的瞳孔和虹膜的動(dòng)態(tài)反射(收縮和擴(kuò)張)決定識(shí)別參數(shù)。
進(jìn)而，在本發(fā)明的實(shí)施例中，瞳孔和自主神經(jīng)環(huán)的反射確認(rèn)過(guò)程包括以下步驟通過(guò)計(jì)算獲得的虹膜的動(dòng)態(tài)圖象的中央部分(圖10B的S111、S112)檢測(cè)瞳孔區(qū)；計(jì)算自主神經(jīng)環(huán)區(qū)(S113)；在計(jì)算檢測(cè)區(qū)的運(yùn)動(dòng)的瞳孔和自主神經(jīng)環(huán)的反射(擴(kuò)張或收縮)的時(shí)間后分別決定用于識(shí)別活的瞳孔和自主神經(jīng)環(huán)的識(shí)別參數(shù)；以及通過(guò)檢索數(shù)據(jù)庫(kù)(S115,S116)的相關(guān)參數(shù)確認(rèn)用戶的身份。
圖11是表示在某角度θ的瞳孔10a和自主神經(jīng)環(huán)自主神經(jīng)環(huán)的運(yùn)動(dòng)的虹膜圖象的例子；圖12是說(shuō)明轉(zhuǎn)化為一維數(shù)據(jù)的平均瞳孔半徑R1、在某θ角度的瞳孔半徑R2和在某θ角度的自主神經(jīng)環(huán)的半徑R3隨時(shí)間變化的示意圖。在圖示中，第一時(shí)刻“t1”表示光源閃爍的操作時(shí)間，第二時(shí)刻“t2”表示R1的開(kāi)始收縮的時(shí)間，第三時(shí)刻“t3”此時(shí)平均瞳孔半徑為最小，第四時(shí)刻“t4”此時(shí)瞳孔半徑在某角度θ為最小，第五時(shí)刻“t5”此時(shí)自主神經(jīng)環(huán)的在某角度θ的半徑為最小。因此，作為這些動(dòng)態(tài)圖象的比較結(jié)果，各識(shí)別參數(shù)可以通過(guò)瞳孔自主神經(jīng)環(huán)對(duì)光的自發(fā)反射而獲得。
基于上述目的，當(dāng)瞳孔收縮時(shí)，如果瞳孔半徑的移動(dòng)超過(guò)了某一百分比(如大于5％)，本發(fā)明就利用考慮的表示生物體的預(yù)定的參考值。必須根據(jù)獲取的虹膜動(dòng)態(tài)圖象檢測(cè)瞳孔的邊緣以便觀察瞳孔的運(yùn)動(dòng)。目前，通過(guò)采用對(duì)稱(chēng)中心搜索算法決定大致的虹膜中心后檢測(cè)虹膜的邊緣是可能的。
采用此方法，即使虹膜圖象不是在其中心處獲得而是向左或右邊偏離，也可能無(wú)誤地識(shí)別虹膜。
當(dāng)虹膜圖象太傾向一邊而不能被識(shí)別，可再次獲取圖象。并且，當(dāng)獲取的是其它圖象而不是虹膜圖象時(shí)，在許多情況下在真圖象和偽圖象間區(qū)別開(kāi)是可能的。在上述的對(duì)稱(chēng)中心搜索算法中，根據(jù)圖象的水平和垂直線獲得下述的函數(shù)F(i)。F(i)=Σk=-NNφ(k)x(i+k)]]>在此， 其中，N是圖象直線的長(zhǎng)度，x(i)是水平或垂直線的第‘i’象素的亮度，當(dāng)i≤0時(shí)x(i)=x(0)，當(dāng)i≥N時(shí)x(i)=x(N)。
在此情況下，使函數(shù)F(i)的絕對(duì)值最小化的定義域(i)在對(duì)稱(chēng)的中心。對(duì)水平和垂直線應(yīng)用這些方法后，最小化函數(shù)F(i)的絕對(duì)值的定義域(i)的交叉點(diǎn)設(shè)置在對(duì)稱(chēng)的中心。如果水平和垂直線的定義域(i)沒(méi)有交叉，而是分開(kāi)的，尤其是它們偏離一定的范圍，這意味著獲得的圖象不是虹膜圖象或虹膜圖象過(guò)于偏向右邊和左邊；因此，在進(jìn)行進(jìn)一步的識(shí)別前應(yīng)重新抓取圖象。
在從上述的虹膜獲取圖象的情況下，閃爍的光源12b引起瞳孔和自主神經(jīng)環(huán)的收縮和擴(kuò)張。瞳孔和自主神經(jīng)環(huán)的運(yùn)動(dòng)不在同時(shí)發(fā)生，根據(jù)每個(gè)人顯示不同的類(lèi)型。這種從不在同時(shí)發(fā)生的運(yùn)動(dòng)獲得的瞳孔和自主神經(jīng)環(huán)反射(圖11和12)的參數(shù)被用于識(shí)別。
參見(jiàn)圖17，瞳孔圖或瞳孔直方圖表示對(duì)應(yīng)于在時(shí)間T0的光的閃爍的瞳孔的平均收縮和擴(kuò)張。垂直軸表示瞳孔的幅度或半徑。水平軸表示始于T0的時(shí)刻或光閃爍的時(shí)刻。TL是對(duì)應(yīng)于光閃爍的瞳孔收縮和擴(kuò)張的時(shí)刻；TL-T0是瞳孔響應(yīng)潛伏時(shí)間。AL是光閃爍前的瞳孔的平均半徑。TM是瞳孔收縮到最小半徑AM的時(shí)刻，減去潛伏時(shí)間的瞳孔收縮時(shí)間是TM-TL或TP。T1和T2分別是動(dòng)態(tài)虹膜圖象第40幀和第70幀的時(shí)刻，A1和A2分別是在時(shí)刻T1和T2的相應(yīng)的瞳孔半徑。SP是在TL和TM間瞳孔收縮的速度。DAB是沿在TL和TM間瞳孔收縮曲線的直線距離。％A1是在T1的瞳孔擴(kuò)張距離或Al-Am同平均瞳孔擴(kuò)張距離或AL-Am的比率。％A2是在T2的瞳孔擴(kuò)張距離或A2-Am同平均瞳孔擴(kuò)張距離或AL-Am的比率。
因?yàn)槭褂枚酒坊蚓凭娜说耐讏D不同于未使用毒品或酒精的人的瞳孔圖。瞳孔圖可被用于檢測(cè)個(gè)人使用毒品和/或酒精。使用毒品的人的瞳孔圖中瞳孔收縮時(shí)間慢于瞳孔收縮到最小半徑的時(shí)間，TM。使用酒精的人的瞳孔直方圖與未使用酒精的人相比更平緩。也就是說(shuō)，酒精使用者的DAB較小。并且，酒精使用者的％A1和％A2較小。
為了檢測(cè)在人體中的毒品和/或酒精的存在，用瞳孔直方圖檢測(cè)每個(gè)瞳孔(左和右)的參數(shù)DAB,DP,T2-T0,TM,％A1和％A2的值，還計(jì)算了每個(gè)參數(shù)的左右眼間的比值。檢測(cè)和計(jì)算的值然后同正常的未使用毒品或酒精的人的值比較，正常人的值得自實(shí)驗(yàn)。如果檢測(cè)參數(shù)值比正常人值低或小得多，就檢測(cè)出了毒品和酒精的使用。如果檢測(cè)參數(shù)值約等于或超過(guò)正常人值，就未檢測(cè)出毒品和酒精的使用。這是因?yàn)槎酒泛途凭褂谜叩耐追瓷涓⑼词褂枚酒泛途凭娜吮容^瞳孔收縮較小。
而且，人的左右瞳孔的反射率可以用于測(cè)定人體內(nèi)毒品和/或酒精的存在。在如上所述的計(jì)算后，比較左右瞳孔的前面定義的DAB,SP,T2-T0,TM,％A1和％A2的比率。如果比率比1∶1大得多或小得多，多于15％，就檢測(cè)出毒品和/或酒精的使用。毒品使用者的左右瞳孔的反射是不相同的，因此左右瞳孔反射率的顯著差異是使用毒品和/或酒精的表示。自主神經(jīng)環(huán)&瞳孔形狀根據(jù)檢測(cè)的自主神經(jīng)環(huán)和瞳孔的形狀，決定識(shí)別參數(shù)后，自主神經(jīng)環(huán)和瞳孔形狀確認(rèn)過(guò)程S117-S119就通過(guò)檢測(cè)選擇的虹膜圖象外的自主神經(jīng)環(huán)和瞳孔查明用戶的身份。本發(fā)明通過(guò)使用應(yīng)用于選擇虹膜圖象信號(hào)的中軸變換，獨(dú)特地測(cè)定了自主神經(jīng)環(huán)的形狀。本發(fā)明通過(guò)采用現(xiàn)有技術(shù)的邊緣檢測(cè)和曲線擬合算法獨(dú)特地測(cè)定了瞳孔的形狀。自主神經(jīng)環(huán)而且，在本發(fā)明的各實(shí)施例中，自主神經(jīng)環(huán)和瞳孔確認(rèn)過(guò)程可包括以下步驟步驟S117(圖10B和10C)從選擇虹膜圖象信號(hào)檢測(cè)自主神經(jīng)環(huán)和瞳孔；步驟S118基于通過(guò)如上所述的用中軸變換變換檢測(cè)的自主神經(jīng)環(huán)的二維圖象信號(hào)得到的自主神經(jīng)環(huán)形狀和通過(guò)邊緣檢測(cè)和曲線擬合算法得到的瞳孔形狀計(jì)算識(shí)別參數(shù)；步驟S119、S120通過(guò)從數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索相應(yīng)的識(shí)別參數(shù)確認(rèn)用戶的身份。
圖13是表示從虹膜圖象檢測(cè)的邊緣的自主神經(jīng)環(huán)10b和暗點(diǎn)10d的示意圖，圖14是圖13的采用中(Medial)軸變換變換為一維數(shù)據(jù)的自主神經(jīng)環(huán)和暗點(diǎn)的示意圖。
例如，具有特殊形狀的目標(biāo)的中軸變換是在多于兩點(diǎn)處切于目標(biāo)的圓的圓心的軌跡。換句話說(shuō)，它是離目標(biāo)邊界最近的點(diǎn)的軌跡。
因此，既然可能通過(guò)中軸變換將二維目標(biāo)變換為一維數(shù)據(jù)，這就可以應(yīng)用在識(shí)別自主神經(jīng)環(huán)形狀和瞳孔的形狀和位置上。
圖18是瞳孔和虹膜的形狀、位置和識(shí)別參數(shù)的示意圖。
本發(fā)明中，采用公知技術(shù)邊緣檢測(cè)算法獨(dú)特地檢測(cè)了瞳孔的形狀。在圖18中一般用標(biāo)號(hào)10a表示瞳孔的邊緣。并且，在圖18中分別用標(biāo)號(hào)10i和10h表示虹膜和瞳孔的中心被通過(guò)幾何方法確定并用做識(shí)別參數(shù)。虹膜中心和瞳孔中心的分開(kāi)的方向和距離，通常用標(biāo)號(hào)10j表示，被用作識(shí)別參數(shù)。
還有，許多瞳孔在形狀上不是完全的圓形，許多是橢圓長(zhǎng)軸方向變化的橢圓形。在一最優(yōu)實(shí)施例中，本發(fā)明用公知技術(shù)的曲線和形狀擬合算法獨(dú)特地測(cè)定瞳孔離心率的方向和大小。參見(jiàn)圖18，分別由標(biāo)號(hào)10m和10n表示瞳孔橢圓的長(zhǎng)軸和短軸。瞳孔的離心率用短軸10n同長(zhǎng)軸10m的比率表示。在圖18中一般由標(biāo)號(hào)10f表示的沿瞳孔周長(zhǎng)的平緩部分以及分別由10g和10e表示的瞳孔移進(jìn)移出的區(qū)域可以作為進(jìn)一步的識(shí)別參數(shù)被識(shí)別和特征化以便增進(jìn)識(shí)別的質(zhì)量。暗點(diǎn)測(cè)定暗點(diǎn)確認(rèn)過(guò)程S121-S127通過(guò)判斷暗點(diǎn)是否存在，如果存在檢測(cè)暗點(diǎn)區(qū)以及基于檢測(cè)的暗點(diǎn)的位置和形狀測(cè)定識(shí)別參數(shù)，而被用于查明用戶的身份。
此外，根據(jù)本發(fā)明在虹膜的識(shí)別方法中，暗點(diǎn)確認(rèn)過(guò)程可以通過(guò)包括如圖10C所述的下列一系列的過(guò)程中的至少一個(gè)過(guò)程而應(yīng)用于上述的實(shí)施例中第一暗點(diǎn)確認(rèn)過(guò)程S121，及后續(xù)步驟S125-S129，通過(guò)基于獲得的虹膜選擇的靜態(tài)圖象判斷暗點(diǎn)是否存在，如果暗點(diǎn)存在，用中軸變換變換暗點(diǎn)區(qū)的圖象信號(hào)，并基于變換結(jié)果外的暗點(diǎn)的位置和形狀測(cè)定識(shí)別參數(shù)從而查明用戶的身份。如果暗點(diǎn)不存在，第一暗點(diǎn)確認(rèn)過(guò)程結(jié)果導(dǎo)致第二暗點(diǎn)確認(rèn)過(guò)程S122-S124的發(fā)生。其中如果在重新判斷參考虹膜中是否存在暗點(diǎn)后，在參考虹膜中沒(méi)有暗點(diǎn)就可以接受用戶；反之，如果在參考虹膜中存在暗點(diǎn)，就將用戶作為不適合者而拒絕。
此外，在本發(fā)明的每個(gè)實(shí)施例中，第一暗點(diǎn)確認(rèn)過(guò)程可以包括步驟步驟S121(圖10C)通過(guò)從獲得的虹膜的靜態(tài)圖象信號(hào)測(cè)定虹膜圖象的邊緣而判斷暗點(diǎn)是否存在；步驟S125在如果判斷結(jié)果為暗點(diǎn)存在就測(cè)定暗點(diǎn)區(qū)；步驟S126在用中軸變換變換測(cè)定暗點(diǎn)區(qū)的二維圖象信號(hào)后給出暗點(diǎn)的形狀和位置計(jì)算識(shí)別參數(shù)；步驟S127-S129通過(guò)在數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索相關(guān)的參數(shù)確認(rèn)用戶的身份。
還有，在本發(fā)明的各實(shí)施例中，第二暗點(diǎn)確認(rèn)過(guò)程可包括以下步驟步驟S121判斷在輸入圖象中是否存在暗點(diǎn)；如果在輸入圖象上暗點(diǎn)不存在，步驟S122重新判斷在參考虹膜中是否存在暗點(diǎn)；步驟S123，如果在參考虹膜中不存在暗點(diǎn)就接受，步驟S124，如果在參考虹膜中存在暗點(diǎn)就拒絕。
上述解釋的本發(fā)明的操作和達(dá)到的效果將通過(guò)一實(shí)例表示。
首先，通過(guò)讀卡單元40讀入卡號(hào)或鍵輸入單元50的按鍵輸入用戶的PIN。執(zhí)行卡號(hào)和PIN確認(rèn)過(guò)程通過(guò)在控制單元70中的存儲(chǔ)單元80中檢索卡號(hào)或PIN判定是否存在相應(yīng)的號(hào)碼。
如果沒(méi)有對(duì)應(yīng)號(hào)碼，用戶被當(dāng)做不可識(shí)別的用戶而被拒絕。如果發(fā)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的卡號(hào)，控制單元70將用戶作為可識(shí)別的用戶而接受，然后根據(jù)卡號(hào)或PIN在讀出附加個(gè)人信息后將控制信號(hào)傳送給電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元30以將照相機(jī)調(diào)整到合適的高度。此時(shí)，控制信號(hào)比較目前的照相機(jī)位置和適合用戶的照相機(jī)位置間的差別，然后通過(guò)前向或反向驅(qū)動(dòng)電機(jī)自動(dòng)調(diào)整照相機(jī)的高度。此外，兩眼間的寬度也可根據(jù)每個(gè)用戶調(diào)整。
下面，控制單元70通過(guò)控制虹膜圖象獲取單元20打開(kāi)紅外光源12a執(zhí)行初始自動(dòng)聚焦的調(diào)整。視覺(jué)指示器18通過(guò)打開(kāi)視覺(jué)引導(dǎo)光源17引導(dǎo)用戶從而防止虹膜圖象偏向一邊。于是，在抓取圖象時(shí)，引導(dǎo)光源17(即細(xì)的藍(lán)色光源)將抓取的人的虹膜圖象的視點(diǎn)固定在透鏡的中央部位。
虹膜的動(dòng)態(tài)圖象在以短循環(huán)周期操作閃爍光源12b若干秒而獲得。然后所有的光源熄滅。
虹膜圖象的獲取應(yīng)該是這樣的，即它可以通過(guò)用某軟件短時(shí)間地控制閃爍光源12b表明瞳孔和自主神經(jīng)環(huán)的變化的形狀?；诖四康?，在本發(fā)明中獲取的虹膜圖象每秒種多于25幀。
如上所述，在數(shù)據(jù)處理單元60中獲取的虹膜連續(xù)圖象被預(yù)處理。在選擇適合于虹膜分析的區(qū)域后選擇相應(yīng)區(qū)域的圖象信號(hào)。在最優(yōu)實(shí)施例中，在上面詳細(xì)介紹的可變多區(qū)域譜變換系統(tǒng)，通過(guò)逐扇區(qū)進(jìn)行分析。在另一實(shí)施例中，用于分析虹膜的區(qū)域是包括全部瞳孔的水平帶狀區(qū)域，如圖8所示，即不受被識(shí)別的人眼皮、睫毛等影響的清楚可見(jiàn)的部分。
控制單元70通過(guò)僅采用選擇的低頻部分進(jìn)行虹膜纖維結(jié)構(gòu)確認(rèn)過(guò)程而查明用戶的身份，上面對(duì)此已詳細(xì)介紹。
接著，在控制單元70中執(zhí)行瞳孔和自主神經(jīng)環(huán)反射確認(rèn)過(guò)程，如果閃爍光源12b引起瞳孔和自主神經(jīng)環(huán)的收縮和擴(kuò)張，表示是活的生物體，瞳孔和自主神經(jīng)環(huán)反射確認(rèn)過(guò)程就執(zhí)行以接受的獲取的圖象；在分析來(lái)自虹膜動(dòng)態(tài)圖象的瞳孔和自主神經(jīng)環(huán)的反射后，沒(méi)有運(yùn)動(dòng)，表示不是活的生物體就拒絕獲取的圖象。通過(guò)上述的中軸變換(或Grass-fire技術(shù))將選擇靜態(tài)虹膜圖象中的每個(gè)人的具有不同特征的自主神經(jīng)環(huán)區(qū)的二維圖象信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橐痪S數(shù)據(jù)。如上所述，瞳孔的特殊特征也被識(shí)別和比較。
控制單元70然后執(zhí)行第一和第二暗點(diǎn)確認(rèn)過(guò)程，識(shí)別暗點(diǎn)是否存在，如果存在，識(shí)別位置和形狀的識(shí)別方法最終確認(rèn)用戶的身份。如自主神經(jīng)環(huán)的中軸變換的結(jié)果所示，通過(guò)圖象處理過(guò)程將暗點(diǎn)從圖13和圖14選擇的虹膜靜態(tài)圖象中提取出暗點(diǎn)當(dāng)暗點(diǎn)形狀通過(guò)邊緣檢測(cè)清楚可見(jiàn)時(shí)，通過(guò)中軸變換將暗點(diǎn)的形狀和位置用一維數(shù)據(jù)表示，用暗點(diǎn)形狀和位置作為識(shí)別參數(shù)。
由于本發(fā)明通過(guò)用從虹膜動(dòng)態(tài)圖象獲得的虹膜纖維結(jié)構(gòu)和紋理形態(tài)、瞳孔和自主神經(jīng)環(huán)對(duì)光的反射、自主神經(jīng)環(huán)和瞳孔的形狀、暗點(diǎn)的存在、形狀和位置作為一系列的測(cè)定虹膜的識(shí)別參數(shù)而迅速精確地識(shí)別出非偽造的活人體的虹膜，從而本發(fā)明提供了一種辨別特定的人的方法，因此本發(fā)明有很多的優(yōu)點(diǎn)，它在應(yīng)用在銀行業(yè)系統(tǒng)和電子交易/清算系統(tǒng)時(shí)可以防止金融事故，在應(yīng)用于訪問(wèn)控制系統(tǒng)時(shí)避免與安全相關(guān)的事故。
權(quán)利要求
1．一種通過(guò)虹膜掃描用于確認(rèn)生物體的身份的系統(tǒng)，包括a)用于接收識(shí)別生物體的被識(shí)別者信息的控制單元和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，其包括控制單元可訪問(wèn)的數(shù)據(jù)庫(kù)，該數(shù)據(jù)庫(kù)包含有可識(shí)別個(gè)體的預(yù)定個(gè)人信息用于同被識(shí)別者的信息比較；b)虹膜圖象獲取單元，包括由控制單元操作的照相機(jī)，當(dāng)識(shí)別者信息符合預(yù)定信息時(shí)，照相機(jī)開(kāi)始抓取虹膜圖象以建立輸入圖象信號(hào)；c)數(shù)據(jù)處理單元將輸入的圖象信號(hào)預(yù)處理為處理后數(shù)據(jù)；其中，所述的存儲(chǔ)單元包括，對(duì)每一可識(shí)別個(gè)體，至少具有用于虹膜識(shí)別的預(yù)先存儲(chǔ)的一系列參數(shù)之一，這些參數(shù)選自(1)采用頻率變換方法的虹膜纖維結(jié)構(gòu)的密度和結(jié)構(gòu)；(2)瞳孔反射；(3)瞳孔的形狀；(4)自主神經(jīng)環(huán)(ANW)反射；(5)自主神經(jīng)環(huán)的形狀；(6)暗點(diǎn)(lacuna)的存在；(7)暗點(diǎn)的位置；和(8)暗點(diǎn)的形狀。控制單元可操作用于將處理后數(shù)據(jù)同參數(shù)比較以決定是否表示有匹配的識(shí)別確認(rèn)。
2．權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中所述的照相機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)置成可拍攝生物體的雙眼，所述的數(shù)據(jù)處理單元可分別處理輸入的表示每只眼的處理后數(shù)據(jù)信號(hào)。
3．權(quán)利要求2的系統(tǒng)，其中為識(shí)別的目的，檢查每只眼的相同的參數(shù)。
4．權(quán)利要求2的系統(tǒng)，其中為識(shí)別的目的，檢查每只眼的不同的參數(shù)。
5．權(quán)利要求4的系統(tǒng)，其中為每只眼選擇不同的參數(shù)作為表示于該眼相關(guān)的區(qū)別特征或特性的函數(shù)。
6．權(quán)利要求1的系統(tǒng)，還包括至少一個(gè)讀卡單元和一個(gè)鍵輸入單元用于初始接收輸入的被識(shí)別者信息以便傳輸給所述的控制單元。
7．權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中虹膜圖象獲取單元包括由控制單元操作的光源，與照相機(jī)配合以連續(xù)抓取一系列的虹膜圖象從而建立所述的輸入圖象信號(hào)。
8．權(quán)利要求7的系統(tǒng)，其中所述的光源是紅外光源。
9．權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中所述的預(yù)定的個(gè)人信息包括通過(guò)所述的控制單元將照相機(jī)自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)用戶的眼睛而獲取的所述的虹膜圖象獲取單元的數(shù)據(jù)。
10．權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中所述的處理數(shù)據(jù)至少由所述的參數(shù)中的兩個(gè)所表示。
11．權(quán)利要求10的系統(tǒng)，其中所述的處理后的數(shù)據(jù)由所述的全部參數(shù)表示。
12．權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中頻率變換方法利用Wavelet變換。
13．權(quán)利要求12的系統(tǒng)，其中頻率變換方法利用Haar變換。
14．權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中處理后數(shù)據(jù)包括采用至少一種曲線擬合和邊緣檢測(cè)算法測(cè)定瞳孔形狀。
15．權(quán)利要求14的系統(tǒng)，其中處理后數(shù)據(jù)包括瞳孔的離心率和橢圓長(zhǎng)軸的方向。
16．權(quán)利要求14的系統(tǒng)，其中為了識(shí)別的目的，識(shí)別沿瞳孔的外圍的平緩部分(如果有)。
17．權(quán)利要求13的系統(tǒng)，其中為了識(shí)別的目的從選擇的一個(gè)輸入的圖象信號(hào)獲得二維Haar變換系數(shù)的低頻部分。
18．權(quán)利要求13的系統(tǒng)，其中Haar函數(shù)從一組正負(fù)號(hào)Haar函數(shù)中選擇。
19．權(quán)利要求13的系統(tǒng)，其中Haar變換用蝴蝶狀結(jié)構(gòu)的變換流程圖處理。
20．權(quán)利要求13的系統(tǒng)，其中通過(guò)采用所述的Haar變換函數(shù)的可變多區(qū)域譜變換系統(tǒng)分析至少一個(gè)所選擇的一個(gè)輸入圖象的信號(hào)。
21．權(quán)利要求20的系統(tǒng)，其中可變多區(qū)域譜變換系統(tǒng)使得用于分析的表示可見(jiàn)的虹膜部分的區(qū)域的可變選擇不因干擾而混淆。
22．權(quán)利要求21的系統(tǒng)，其中所述的可變多區(qū)域譜變換系統(tǒng)使得邊界的缺陷或干擾被識(shí)別出并從識(shí)別分析中排除。
23．權(quán)利要求22的系統(tǒng)，其中為所述的譜分析目的的選擇的一個(gè)輸入的虹膜圖象被分為一個(gè)外環(huán)，其外邊界大約開(kāi)始在鞏膜-虹膜邊界處，和一個(gè)從外環(huán)向內(nèi)的內(nèi)環(huán)部分并有一從外環(huán)向內(nèi)的一預(yù)定距離的半徑。
24．權(quán)利要求23的系統(tǒng)，其中所述的預(yù)定距離約30-80象素。
25．權(quán)利要求24所述的系統(tǒng)，其中外環(huán)和位于外環(huán)的圓區(qū)域和瞳孔外圍間的圓區(qū)域內(nèi)的區(qū)域被分別劃分為一系列的扇區(qū)(n)和(p)，其中n與p是相同或不同的值，建立總共n+p個(gè)扇區(qū)，其中采用Haar變換計(jì)算Haar系數(shù)的(m2)形成一m×m的矩陣的預(yù)定數(shù)目的系數(shù)。
26．權(quán)利要求25的系統(tǒng)，其中n=16，p=16和m=32，對(duì)所述的32個(gè)扇區(qū)的每個(gè)，采用Haar變換計(jì)算1024個(gè)Haar函數(shù)系數(shù)而形成一32×32的矩陣。
27．權(quán)利要求26的系統(tǒng)，其中被眼皮、睫毛等遮蓋或干擾的扇區(qū)通過(guò)鄰近扇區(qū)的Haar系數(shù)比較而被拒絕。
28．權(quán)利要求25的系統(tǒng)，其中，通過(guò)比較鄰近扇區(qū)Haar系數(shù)，如果檢測(cè)到一個(gè)高頻的預(yù)定尖銳變化，在分析時(shí)就作為缺陷被拒絕。
29．權(quán)利要求28的系統(tǒng)，其中從分析中排除被拒絕的扇區(qū)后，為了分析的目的將所選擇的m2個(gè)Haar系數(shù)的m×m矩陣的m2個(gè)Haar系數(shù)的全集的一個(gè)子集選擇出以建立預(yù)定數(shù)目的系數(shù)。
30．權(quán)利要求29的系統(tǒng)，其中m=32并且所述的子集包括從Haar系數(shù)的32×32矩陣中選擇的31個(gè)系數(shù)。
31．權(quán)利要求29的系統(tǒng)，其中選擇的預(yù)定數(shù)目個(gè)系數(shù)被用于建立虹膜參考記錄。
32．權(quán)利要求31的系統(tǒng)，其中所述的預(yù)定數(shù)目個(gè)系數(shù)表示用于識(shí)別的目的而選擇的低頻區(qū)。
33．權(quán)利要求1的系統(tǒng)其中所述的控制單元通過(guò)利用輸入圖象信號(hào)計(jì)算表示瞳孔反射的信息以產(chǎn)生表示瞳孔對(duì)光刺激的平均收縮和擴(kuò)張時(shí)間的瞳孔直方圖。
34．權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中所述的照相機(jī)具有可自動(dòng)聚焦的可變抓取或柔性區(qū)域。
35．權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中所述的照相機(jī)還包括焦距大于5毫米的第二透鏡以防止由于用戶眼睛的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的自動(dòng)聚焦效果變壞。
36．權(quán)利要求33的系統(tǒng)，其中所述的瞳孔圖確認(rèn)掃描圖象來(lái)自于活生物體。
37．權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中所述的虹膜圖象獲取單元還包括用于將用戶的眼睛對(duì)準(zhǔn)照相機(jī)的視覺(jué)引導(dǎo)單元。
38．權(quán)利要求35的系統(tǒng)，其中在沿第二照相機(jī)透鏡的外圍以圓形排列一系列的紅外光源。
39．一種檢測(cè)在人體中存在毒品或酒精的系統(tǒng)，包括a)一種用于接收被識(shí)別人體的識(shí)別信息的控制單元；b)一個(gè)虹膜圖象獲取單元，包括一個(gè)由控制單元操作的照相機(jī)用于抓取虹膜圖象以建立輸入圖象信號(hào)；c)一個(gè)數(shù)據(jù)處理單元用于將輸入的圖象信號(hào)預(yù)處理為處理后數(shù)據(jù)。其中，所述的控制單元可操作以便計(jì)算作為輸入圖象信號(hào)處理結(jié)果而取得的數(shù)據(jù)表示相應(yīng)于光刺激的虹膜瞳孔的平均收縮和擴(kuò)張時(shí)間，由于人在被酒精或毒品麻醉時(shí)的瞳孔直方圖的曲線形狀與人沒(méi)有服用酒精或毒品時(shí)的曲線形狀是不同的，從而判斷是否處理后數(shù)據(jù)表示目前的或近來(lái)處于麻醉狀態(tài)。
40．一種檢測(cè)在人體中至少存在一種毒品和酒精的方法，包括以下步驟a)獲取在不同時(shí)間的人的虹膜和瞳孔的基本相同部位的一系列圖象；b)將所述的一系列圖象處理為瞳孔直方圖；c)計(jì)算在步驟b)中處理成的瞳孔直方圖的特征；d)基于所述的步驟(c)的特征確認(rèn)毒品或酒精至少有一種存在。
41．權(quán)利要求40的方法，其中所述的瞳孔直方圖的曲線的平緩特征的變化表示毒品和酒精至少有一種存在。
42．一種確認(rèn)生物體身份的方法，包括以下步驟a)先檢測(cè)是否此生物體在數(shù)據(jù)庫(kù)中有相應(yīng)的可識(shí)別的生物體的身份；b)如果步驟a)為是，就獲取表示至少一部分生物體眼睛的虹膜和瞳孔的一系列圖象；c)處理所述的一系列圖象以獲得從一組參數(shù)中選擇的虹膜識(shí)別參數(shù)信息其中之一，該組參數(shù)包括用頻率變換方法獲得的虹膜纖維結(jié)構(gòu)的密度和紋理形狀、瞳孔反射、瞳孔形狀、自主神經(jīng)環(huán)反射、自主神經(jīng)環(huán)的形狀、暗點(diǎn)的存在、位置和形狀；d)將前述的獲得的虹膜識(shí)別信息的預(yù)定特征同步驟(c)獲得的所述的虹膜識(shí)別信息比較；和e)確認(rèn)是否表示與在步驟(d)比較的數(shù)據(jù)相匹配。
43．權(quán)利要求42的方法，包括獲得每只眼的所述的一系列圖象的進(jìn)一步步驟。
44．權(quán)利要求42的方法，包括將輸入的信息同前述的存儲(chǔ)的可識(shí)別的人的信息相匹配的初始步驟(b)的進(jìn)一步步驟。
45．權(quán)利要求42的方法，包括用光源照亮眼睛以連續(xù)獲得一系列的所述虹膜的圖象的進(jìn)一步步驟。
46．權(quán)利要求45的方法，其中用紅外光源照明。
47．權(quán)利要求42的方法，包括將照相機(jī)對(duì)準(zhǔn)用戶的眼睛以獲得所述的一系列圖象的進(jìn)一步方法。
48．權(quán)利要求42的方法，其中所述的一系列圖象被處理以獲得至少兩個(gè)所述的識(shí)別參數(shù)的相關(guān)信息。
49．權(quán)利要求42的方法，其中每個(gè)所述的參數(shù)為了識(shí)別的目的而被處理。
50．權(quán)利要求42的方法，其中Wavelet變換被用于處理步驟(c)。
51．權(quán)利要求50的方法，其中Haar變換被用于處理步驟(c)。
52．權(quán)利要求42的方法，其中處理步驟包括利用至少一種曲線擬合和邊緣檢測(cè)算法分析虹膜瞳孔的形狀。
53．權(quán)利要求52的方法，其中處理步驟包括檢測(cè)瞳孔的離心率和橢圓長(zhǎng)軸的方向。
54．權(quán)利要求53的方法，其中處理步驟利用測(cè)定沿瞳孔外圍的平緩部分的存在。
55．權(quán)利要求51的方法，其中處理步驟包括從選擇的一個(gè)輸入圖象的信號(hào)獲取二維Haar變換系數(shù)的低頻部分。
56．權(quán)利要求51的方法，其中處理步驟包括從一組正負(fù)號(hào)Haar函數(shù)選擇的Haar變換。
57．權(quán)利要求51的方法，其中處理步驟利用一可變多區(qū)域譜分析系統(tǒng)使得為分析目的實(shí)現(xiàn)了表示虹膜的可見(jiàn)部分的可變的虹膜區(qū)域選擇而不被干擾所混淆。
58．權(quán)利要求57的方法，包括利用所述的可變多區(qū)域譜分析系統(tǒng)將識(shí)別了邊界的缺陷或干擾從識(shí)別分析中排除。
59．權(quán)利要求57的方法，其中處理步驟包括將虹膜圖象分成位于外環(huán)和在所述的包括瞳孔的外環(huán)中心形成的圓形區(qū)域之內(nèi)的預(yù)定數(shù)目的扇區(qū)。
60．權(quán)利要求59的方法，其中所述的扇區(qū)按照一個(gè)扇區(qū)以與其相鄰的扇區(qū)為基礎(chǔ)逐個(gè)分析的方式，如果測(cè)定到高頻系數(shù)的一預(yù)定尖銳變化就將某扇區(qū)作為缺陷而排除。
61．權(quán)利要求60的方法，其中處理步驟包括，在刪除測(cè)定的排除扇區(qū)后，采用為分析目的而選擇的全部系數(shù)的預(yù)定數(shù)目的子集和選擇為每個(gè)選擇的扇區(qū)的子集中的系數(shù)的預(yù)定數(shù)目以建立在權(quán)利要求42的比較步驟中使用的虹膜參考記錄。
62．權(quán)利要求61的方法，其中表示選擇扇區(qū)的選擇頻率區(qū)的系數(shù)被用于識(shí)別分析。
63．權(quán)利要求42的方法，其中所述的一系列的虹膜圖象通過(guò)利用有可變獲取或柔性區(qū)的自動(dòng)聚焦的照相機(jī)而獲得。
64．權(quán)利要求42的方法，包括利用前述的存儲(chǔ)信息將眼睛自動(dòng)與步驟(b)中獲取所述的一系列圖象的光源定向的進(jìn)一步步驟。
65．一種基于虹膜和與虹膜結(jié)合的自主神經(jīng)環(huán)的反射而識(shí)別用戶的虹膜的方法，包括以下步驟a)通過(guò)從用戶正確地訪問(wèn)的數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索以前存儲(chǔ)的個(gè)人信息而確認(rèn)用戶的身份；b)用照相機(jī)獲取用戶的虹膜的一系列圖象；c)啟動(dòng)虹膜纖維結(jié)構(gòu)確認(rèn)過(guò)程以通過(guò)從獲得的虹膜圖象中選擇的一幅圖象并選擇虹膜區(qū)域的圖象信號(hào)以及從選擇區(qū)域的圖象信號(hào)測(cè)定出識(shí)別確認(rèn)參數(shù)從而查明用戶的身份。d)啟動(dòng)瞳孔和自主神經(jīng)環(huán)的反射確認(rèn)過(guò)程以通過(guò)從選擇的一幅獲得的虹膜圖象中檢測(cè)瞳孔和自主神經(jīng)環(huán)的區(qū)域，從測(cè)定的瞳孔和自主神經(jīng)環(huán)的區(qū)域的選擇的圖象信號(hào)計(jì)算瞳孔和自主神經(jīng)環(huán)的動(dòng)態(tài)反射(收縮和擴(kuò)張)，以及測(cè)定相關(guān)的識(shí)別參數(shù)從而查明用戶的身份。e)通過(guò)將識(shí)別參數(shù)同作為個(gè)人信息預(yù)先存儲(chǔ)的識(shí)別參數(shù)確認(rèn)用戶的身份。
66．權(quán)利要求65的方法，其中圖象獲取過(guò)程包括以下步驟根據(jù)從權(quán)利要求65的步驟c)獲取的預(yù)先存儲(chǔ)的個(gè)人信息自動(dòng)調(diào)整計(jì)算機(jī)位置。對(duì)準(zhǔn)和自動(dòng)調(diào)整照相機(jī)的焦距；接通光源以引導(dǎo)瞳孔和自主神經(jīng)環(huán)的運(yùn)動(dòng)；和關(guān)閉光源。
67．權(quán)利要求65的方法，其中虹膜纖維結(jié)構(gòu)確認(rèn)過(guò)程包括步驟通過(guò)用Haar變換變換選擇的虹膜圖象信號(hào)從與虹膜纖維結(jié)構(gòu)相關(guān)的Wavelet變換系數(shù)中確定識(shí)別參數(shù)；和通過(guò)檢索數(shù)據(jù)庫(kù)中預(yù)先存儲(chǔ)的相關(guān)參數(shù)確認(rèn)用戶的身份。
68．一種基于瞳孔和虹膜中的自主神經(jīng)環(huán)的反射識(shí)別虹膜的方法，包括以下步驟a)通過(guò)從用戶正確地訪問(wèn)的數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索預(yù)先存儲(chǔ)的個(gè)人信息而確認(rèn)用戶的身份；b)用照相機(jī)獲取一系列的虹膜圖象；c)啟動(dòng)瞳孔和自主神經(jīng)環(huán)的反射確認(rèn)過(guò)程以通過(guò)從選擇的一幅獲得的虹膜圖象中檢測(cè)瞳孔和自主神經(jīng)環(huán)的區(qū)域，從測(cè)定的瞳孔和自主神經(jīng)環(huán)的區(qū)域的選擇的圖象信號(hào)計(jì)算瞳孔和自主神經(jīng)環(huán)的動(dòng)態(tài)反射(收縮和擴(kuò)張)，以及測(cè)定相關(guān)的識(shí)別參數(shù)從而查明用戶的身份；d)通過(guò)將識(shí)別參數(shù)同作為個(gè)人信息預(yù)先存儲(chǔ)的識(shí)別參數(shù)相比較確認(rèn)用戶的身份。
69．權(quán)利要求65的方法，其中權(quán)利要求65的步驟(d)包括步驟通過(guò)用中軸變換變換來(lái)自檢測(cè)的自主神經(jīng)環(huán)區(qū)的二維圖象信號(hào)從而計(jì)算用于識(shí)別自主神經(jīng)環(huán)的形狀和計(jì)算檢測(cè)區(qū)的自主神經(jīng)環(huán)的形狀的參數(shù)。
70．識(shí)別虹膜的方法，包括步驟a)通過(guò)從用戶正確地訪問(wèn)的數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索以前存儲(chǔ)的個(gè)人信息而確認(rèn)用戶的身份；b)用照相機(jī)獲取用戶的虹膜的一系列圖象；c)啟動(dòng)第一暗點(diǎn)確認(rèn)過(guò)程通過(guò)如果暗點(diǎn)存在就從獲得的圖象檢測(cè)暗點(diǎn)區(qū)和基于暗點(diǎn)的位置和形狀確定識(shí)別參數(shù)從而查明用戶的身份。
71．權(quán)利要求70的方法，如果暗點(diǎn)不存在，還包括第二暗點(diǎn)確認(rèn)過(guò)程，如果在參考虹膜中也不存在暗點(diǎn)就確認(rèn)用戶的身份；如果在參考虹膜中存在暗點(diǎn)就將用戶作為不合適者而拒絕。
72．權(quán)利要求71的方法，包括進(jìn)一步的步驟通過(guò)計(jì)算獲得的虹膜圖象的中央部分檢測(cè)瞳孔和自主神經(jīng)環(huán)的區(qū)域；通過(guò)計(jì)算在檢測(cè)區(qū)的運(yùn)動(dòng)的瞳孔和自主神經(jīng)環(huán)的反射(擴(kuò)張或收縮)測(cè)定識(shí)別參數(shù)；和通過(guò)從數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索相關(guān)的參數(shù)確認(rèn)用戶的身份。
73．權(quán)利要求71的方法，包括進(jìn)一步的步驟從選定的虹膜區(qū)域中檢測(cè)出自主神經(jīng)環(huán)的區(qū)域；通過(guò)中軸變換變換來(lái)自檢測(cè)的自主神經(jīng)環(huán)區(qū)的二維圖象信號(hào)從而計(jì)算用于識(shí)別自主神經(jīng)環(huán)的形狀和計(jì)算檢測(cè)區(qū)的自主神經(jīng)環(huán)的形狀的參數(shù)；和通過(guò)從數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索相關(guān)的參數(shù)確認(rèn)用戶的身份。
74．權(quán)利要求71的方法，其中第一暗點(diǎn)確認(rèn)過(guò)程包括步驟通過(guò)從所選擇的獲得的虹膜圖象信號(hào)檢測(cè)虹膜圖象的邊緣判斷是否存在暗點(diǎn)；如果判斷的結(jié)果是暗點(diǎn)存在，測(cè)定暗點(diǎn)區(qū)；在用中軸變換變換來(lái)自檢測(cè)的暗點(diǎn)區(qū)的二維圖象信號(hào)后，根據(jù)暗點(diǎn)的形狀和位置計(jì)算識(shí)別參數(shù)；和通過(guò)從數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索相關(guān)的參數(shù)確認(rèn)用戶的身份。
75．一種通過(guò)虹膜掃描用于確認(rèn)生物體的身份的系統(tǒng)，包括a)用于接收識(shí)別生物體的識(shí)別者信息的控制單元和一數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，其包括一個(gè)控制單元可訪問(wèn)的數(shù)據(jù)庫(kù)，該數(shù)據(jù)庫(kù)包含有一個(gè)可識(shí)別人體預(yù)定的個(gè)人信息用于同識(shí)別者的信息比較；b)一個(gè)虹膜圖象獲取單元，包括一個(gè)由控制單元操作的雙眼用照相機(jī)，當(dāng)識(shí)別者信息相應(yīng)于預(yù)檢測(cè)信息時(shí)，照相機(jī)開(kāi)始抓取左右眼的虹膜圖象以建立輸入圖象信號(hào)；和c)一個(gè)數(shù)據(jù)處理單元將輸入的圖象信號(hào)預(yù)處理為處理后數(shù)據(jù)。
76．權(quán)利要求39的系統(tǒng)，其中所述的控制單元可操作以比較左右虹膜瞳孔的瞳孔直方圖所計(jì)算出的特征，由于與沒(méi)有使用酒精或毒品的人的曲線形狀比較而言，被酒精或毒品麻醉的人的左虹膜瞳孔特征與右虹膜瞳孔特征的比率是不同的，從而判斷是否處理后的數(shù)據(jù)表示目前的或近來(lái)處于麻醉狀態(tài)。
77．權(quán)利要求76的系統(tǒng)，其中所述的毒品檢測(cè)特征包括從由(1)DAB,(2)％A1,(3)％A2,(4)SP,(5)T2-T0，和(6)TM組成的一組參數(shù)中選擇的至少一個(gè)。
78．權(quán)利要求40的方法，其中步驟a)還包括獲得人的左右眼的虹膜和瞳孔的圖象，步驟d)還包括比較左右虹膜瞳孔的瞳孔直方圖所計(jì)算出的特征，由于與沒(méi)有使用酒精或毒品的人的曲線形狀比較而言，被酒精或毒品麻醉的人的左虹膜瞳孔特征與右虹膜瞳孔特征的比率是不同的，從而決定是否處理后的數(shù)據(jù)表示目前的或近來(lái)的麻醉品。
79．權(quán)利要求78的方法，其中所述的毒品檢測(cè)的特征包括至少?gòu)挠?1)DAB,(2)％A1,(3)％A2,(4)SP,(5)T2-T0，和(6)TM組成的一組參數(shù)中選擇的至少一個(gè)。
80．權(quán)利要求40的方法，其中所述的瞳孔直方圖的曲線平緩特征表示至少存在一種毒品和酒精。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種虹膜識(shí)別系統(tǒng)和通過(guò)虹膜掃描而識(shí)別生物體身份的方法。系統(tǒng)的特征在于有一包括抓取虹膜圖象以建立虹膜圖象信號(hào)的照相機(jī)的虹膜圖象獲取單元。虹膜圖象獲取單元由控制單元操作,其接口連接有數(shù)據(jù)處理單元用于將輸入的圖象信號(hào)預(yù)處理為處理后信號(hào)。處理后數(shù)據(jù)由從參數(shù)組中選擇的一系列的用于虹膜識(shí)別的一個(gè)參數(shù)所表示,此參數(shù)組包括(1)采用頻率變換方法的虹膜纖維結(jié)構(gòu)的密度和結(jié)構(gòu);(2)瞳孔反射;(3)瞳孔的形狀;(4)自主神經(jīng)環(huán)反射;(5)自主神經(jīng)環(huán)的形狀:(6)暗點(diǎn)的存在;(7)暗點(diǎn)的位置:和(8)暗點(diǎn)的形狀。控制單元可操作用于將處理后數(shù)據(jù)同參數(shù)比較以判斷是否表示有匹配的識(shí)別確認(rèn)。
文檔編號(hào)G06K9/00GK1300407SQ00800544
公開(kāi)日2001年6月20日 申請(qǐng)日期2000年4月7日 優(yōu)先權(quán)日1999年4月9日
發(fā)明者金大訓(xùn), 柳大壽, 樸準(zhǔn)鏞 申請(qǐng)人:虹膜技術(shù)公司