專利名稱：虹膜人臉融合采集裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光學(xué)器件技術(shù)領(lǐng)域和生物特征識別技術(shù)，尤其指一種基于高分辨率圖像采集芯片的虹膜人臉融合采集裝置。
背景技術(shù)：
多特征融合的識別是目前生物特征識別領(lǐng)域的發(fā)展趨勢，人臉識別和虹膜識別是近年來非常熱門的生物特征識別技術(shù)，為了大大提高識別率，許多研究者都在探討將人臉識別和虹膜識別進(jìn)行融合的可能性。人臉識別就是臉部圖像的采集，采用普通的攝像頭就可以實(shí)現(xiàn)，將采集到的臉部圖像，通過計(jì)算機(jī)提取面部特征，并與數(shù)據(jù)庫中的特征進(jìn)行逐一比較，從而確定待識別人的身份。 虹膜識別是利用人眼圖像中的虹膜區(qū)域的特征(環(huán)狀物、皺紋、斑點(diǎn)、冠狀物)形成的特征來完成識別，是人臉識別中最安全、最精確的識別方法之一。虹膜識別技術(shù)的難點(diǎn)是虹膜圖像的獲取。由于虹膜具有的一些特殊性質(zhì)面積小(平均直徑10_)，一般攝像方法無法拍攝出可以用來識別的虹膜圖像，所以通常采用放大倍率較大的鏡頭，視場角很小，眼睛的對準(zhǔn)較為困難，用戶的友好性也比較差。此外不同人種顏色差異大，西方人的虹膜顏色比較淺，可用可見光照明，而東方人的虹膜顏色較深，必須采用紅外光照明才能得到清晰的圖像?，F(xiàn)有的虹膜采集裝置采用多個(gè)低分辨率的圖像采集芯片，能夠同時(shí)采集到雙眼虹膜，但是由于仍需要較大放大倍率的鏡頭，所以每個(gè)圖像采集芯片只能采集到一只眼睛周圍很小范圍的圖像，采集不到臉部圖像，無法同時(shí)實(shí)現(xiàn)人臉識別的功能，同時(shí)，通過這種采集方式，視場角和景深都相對較小，使得用戶需要前后上下左右，比較精確的調(diào)整自己眼睛的位置，對用戶的限制較多，采集友好性需要提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例提供一種虹膜人臉融合采集裝置，同時(shí)采集虹膜及人臉圖像，便于用戶位置的調(diào)整，以及虹膜圖像的采集。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例提供了以下的技術(shù)方案一種虹膜人臉融合采集裝置，包括采集單元，包括一光學(xué)鏡頭，和一分辨率大于2500*2000像素的高分辨率圖像采集芯片，用于采集具有雙眼虹膜圖像的臉部圖像；照明單元，為采用近紅外光照明的設(shè)備，用于向采集單元照明；反饋單元，包括顯示裝置，用于反饋采集單元采集到的臉部圖像信息；進(jìn)一步地，還包括一測距單元以及所述反饋單元包括語音設(shè)備，所述測距單元用于測量用戶和該光學(xué)鏡頭距離，并將測量結(jié)果傳送給反饋單元的語音設(shè)備，所述語音設(shè)備用于根據(jù)測距單元的測量結(jié)果，提示用戶調(diào)整位置?？蛇x地，所述測距單元采用紅外測距，超聲波測距，激光測距或采用軟件根據(jù)采集圖像的特征變化估算用戶與該光學(xué)鏡頭間的距離?？蛇x地，所述光學(xué)鏡頭為變焦鏡頭?？蛇x地，所述采集單元還包括一近紅外濾波片，用于濾除可見光。進(jìn)一步地，還包括一照明控制單元，用于實(shí)時(shí)接收來自采集單元的信息，并根據(jù)該信息調(diào)整照明單元的光強(qiáng)。進(jìn)一步地，還包括虹膜圖像獲取單元，用于從臉部圖像上獲取雙眼虹膜圖像。進(jìn)一步地，還包括一柜體，所述柜體為一個(gè)雙層的俯視平臺，所述顯示裝置安裝于柜體的上部平臺上，所述采集單元安裝于柜體的下部平臺上，所述照明單元安裝于采集單元周圍；所述顯示裝置的表面與所述光學(xué)鏡頭的表面基本平行，所述顯示裝置、照明單元及 光學(xué)鏡頭三者的光軸相交于顯不裝置前方35cm-45cm處。與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明實(shí)施例的虹膜人臉融合采集裝置，通過采用高分辨率的圖像采集芯片，能夠采集到具有雙眼虹膜圖像的臉部圖像，該臉部圖像可以用于人臉識別和雙眼虹膜識別；該臉部圖像通過反饋單元的顯示裝置顯示出來，用戶可以通過調(diào)整顯示出的人臉圖像來進(jìn)行位置的調(diào)整，而不是通過調(diào)整眼睛的位置進(jìn)行位置的調(diào)整；該裝置的采集友好性高，將人臉與虹膜采集融合，可以進(jìn)一步提高后續(xù)識別系統(tǒng)的識別準(zhǔn)確率。


圖I為本發(fā)明實(shí)施例的虹膜人臉融合采集裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例的虹膜人臉融合采集裝置的側(cè)面示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例的顯示裝置顯示用戶圖像的示意圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例的虹膜圖像獲取單元的示意具體實(shí)施例方式下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對本發(fā)明的限制。正如背景技術(shù)的描述，為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)，本發(fā)明提出了一種虹膜人臉融合采集裝置，包括采集單元，包括一光學(xué)鏡頭，和一分辨率大于2500*2000像素的高分辨率圖像采集芯片，用于采集具有雙眼虹膜圖像的臉部圖像；照明單元，為采用波段在750nnT940nm之間的近紅外光照明的設(shè)備，用于向采集單元照明；反饋單元，包括顯示裝置，用于反饋采集單元采集到的臉部圖像信息；采集單元采集用戶圖像，照明單元為其提供照明，采集單元將采集到的圖像信息實(shí)時(shí)傳送給反饋單元，反饋單元將采集到的圖像在顯示裝置上顯示出來，用戶可以根據(jù)此圖像調(diào)整自己的位置，最終采集到的具有雙眼虹膜圖像的臉部圖像可以用于人臉識別及雙眼虹膜識別。
本發(fā)明中，由于采用了高分辨率的圖像采集芯片，采集到的臉部圖像具有很高的分辨率和清晰度，可以進(jìn)行高精度的人臉識別，其中的雙眼虹膜圖像也具有足夠的清晰的虹膜紋理細(xì)節(jié)，能夠用于進(jìn)行虹膜識別。將人臉識別和虹膜識別進(jìn)行融合，進(jìn)一步提高了后續(xù)識別系統(tǒng)的識別準(zhǔn)確率；本發(fā)明中，采集到的具有雙眼虹膜圖像的臉部圖像可以為包含雙眼虹膜圖像在內(nèi)的全部臉部圖像或部分臉部圖像。本發(fā)明由于采用了高分辨率的圖像采集芯片，這樣在其前面的鏡頭可以使用放大倍率稍小的鏡頭，使視場角相對較大，能采集到全部臉部圖像，有利于后續(xù)識別系統(tǒng)識別更多的臉部特征，同時(shí)反饋單元的顯示裝置能顯示出全部臉部圖像，有利于用戶位置的調(diào)整。并且由于鏡頭放大倍率較小，因此焦距較小，景深相對較大，用戶在鏡頭前的移動范圍更大，也更有利于用戶對準(zhǔn)，提升了用戶友好性；當(dāng)然也可以根據(jù)需要選擇放大倍率較大的鏡頭；本發(fā)明中，反饋單元是直接將采集單元采集到的具有雙眼虹膜圖像的臉部圖像顯示在顯示裝置上，達(dá)到了一種“所見即所得”的效果，非常有利于用戶對準(zhǔn)和采集工作，用戶友好性很高；
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本發(fā)明中，采集單元只使用了一個(gè)光學(xué)鏡頭和一個(gè)高分辨率的圖像采集芯片，使整個(gè)采集裝置的硬件或者軟件都比較簡單，也比較經(jīng)濟(jì)。優(yōu)選的，在本發(fā)明的實(shí)施例中還可以進(jìn)一步包括一測距單元，所述反饋單元進(jìn)一步包括語音設(shè)備，所述測距單元用于測量用戶和該光學(xué)鏡頭距離，并將測量結(jié)果傳送給反饋單元的語音設(shè)備，所述語音設(shè)備用于根據(jù)測距單元的測量結(jié)果，提示用戶調(diào)整位置，更高效的完成采集工作。在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述測距單元可以采用紅外測距，超聲波測距，激光測距或采用根據(jù)軟件采集圖像的特征變化估算用戶與該光學(xué)鏡頭間的距離或其他任意合適的方式。優(yōu)選的，在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述光學(xué)鏡頭可以采用變焦鏡頭，能進(jìn)一步擴(kuò)大視場角，提高景深，擴(kuò)大用戶可移動范圍，進(jìn)一步提升用戶友好性。優(yōu)選的，在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述采集單元還可以包括一位于光學(xué)鏡頭前的近紅外濾波片，用于濾除可見光，保留近紅外光，去除掉外界環(huán)境中的可見光對成像的干擾，方便采集工作?？蛇x的，在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述反饋裝置中包括的顯示裝置可以為IXD、CRT等顯示設(shè)備，當(dāng)然反饋裝置還可以包括其他用于提示用戶的裝置，例如語音提示或指示燈設(shè)備等；優(yōu)選的，在本發(fā)明的實(shí)施例中還可以進(jìn)一步包括一照明控制單元，用于實(shí)時(shí)接收來自采集單元的信息，并根據(jù)該信息調(diào)整照明單元的光強(qiáng)，從而更有效的完成采集工作。優(yōu)選的，在本發(fā)明的實(shí)施例中還可以進(jìn)一步包括一虹膜圖像獲取單元，用于從臉部圖像上獲取雙眼虹膜圖像，參見圖4，從臉部圖像11上分割出雙眼虹膜圖像12，以用于虹膜識別。以上對本發(fā)明的技術(shù)方案、實(shí)施例及有益效果進(jìn)行了詳細(xì)的描述，為了更好地理解本發(fā)明，以下將結(jié)合附圖1-3，對本發(fā)明更具體的實(shí)施例進(jìn)行描述該實(shí)施例中，所述虹膜人臉融合采集裝置包括一柜體，該柜體為一個(gè)雙層的俯視平臺，上部平臺和下部平臺基本平行，所述顯示裝置3和語音設(shè)備5安裝于柜體的上部平臺上；所述采集單元I安裝于柜體的下部平臺上，所述照明單元2安裝于采集單元I周圍，所述測距單元4位于采集單元I的下方。這種雙層俯視平臺使本發(fā)明適合于不同身高的用戶，較高的用戶只要稍微彎下腰或低下頭，就能采集到圖像并看到顯示裝置3的屏幕，便于圖像采集。該實(shí)施例的側(cè)面如圖2所示，所述顯示裝置3的表面與所述光學(xué)鏡頭6的表面基本平行，所述顯示裝置3、照明單元2及光學(xué)鏡頭6三者的光軸相交于顯示裝置3前方35-45cm處，這樣設(shè)置，當(dāng)采集單元I采集圖像時(shí)，照明單元2的光源正好照到人臉，并且讓使用者能在人眼很舒適的距離(35cm-45cm)和角度看到顯示裝置3的屏幕。對于此實(shí)施例的裝置的具體工作流程如下首先通過測距單元4判斷前方是否有人，如果沒有，采集裝置不工作。如果判斷前方有人，采集裝置開始工作，根據(jù)測距結(jié)果判斷用戶的前后位置是否合適，如果不合適則通 過語音設(shè)備5提示用戶前后移動。如果用戶距離合適，照明單元2發(fā)出近紅外光，同時(shí)采集單元I開始采集圖像。采集裝置將采集到的圖像在顯示裝置3上直接實(shí)時(shí)反饋出來，如圖3所示，用戶在使用時(shí)，正視顯示裝置3，可以觀察到自己的兩只眼睛和臉部，據(jù)此調(diào)整自己上下左右前后的位置，使得自己的臉部和雙眼能比較完整的出現(xiàn)在屏幕中間，最終采集到清晰的人臉和虹膜圖像。此實(shí)施例的虹膜人臉融合采集裝置，采集效果，對準(zhǔn)效果和易用性前進(jìn)了一大步
1.能采集到具有雙眼虹膜圖像的臉部圖像，該圖像可以用于人臉識別和雙眼虹膜識別。
2.因?yàn)椴捎昧烁叻直媛实膱D像采集芯片，所以在它前面可以采用放大倍率稍小的鏡頭或變焦鏡頭，從而使視場角和景深相對較大，用戶可移動范圍更大，也更有利于用戶對準(zhǔn)，進(jìn)一步提升了用戶的友好性。3.雙層俯視平臺和具體結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)的應(yīng)用，使用戶能非常舒適的使用這一采集裝置，提高了用戶友好度。4.采集單元只使用了一個(gè)光學(xué)鏡頭和一個(gè)高分辨率的圖像采集芯片，使整個(gè)采集裝置的硬件或者軟件都比較簡單，也比較經(jīng)濟(jì)。以上依據(jù)圖式所示的實(shí)施例詳細(xì)說明了本發(fā)明的構(gòu)造、特征及作用效果，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，但本發(fā)明不以圖面所示限定實(shí)施范圍，凡是依照本發(fā)明的構(gòu)想所作的改變，或修改為等同變化的等效實(shí)施例，仍未超出說明書與圖示所涵蓋的精神時(shí)，均應(yīng)在本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種虹膜人臉融合采集裝置，其特征在于包括 采集單元，包括一光學(xué)鏡頭，和一分辨率大于2500*2000像素的高分辨率圖像采集芯片，用于采集具有雙眼虹膜圖像的臉部圖像； 照明單元，為采用近紅外光照明的設(shè)備，用于向采集單元照明； 反饋單元，包括顯示裝置，用于反饋采集單元采集到的臉部圖像信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的人臉融合采集裝置，其特征在于所述裝置還包括一測距單元以及所述反饋單元包括語音設(shè)備，所述測距單元用于測量用戶和該光學(xué)鏡頭距離，并將測量結(jié)果傳送給反饋單元的語音設(shè)備，所述語音設(shè)備用于根據(jù)測距單元的測量結(jié)果，提示用戶調(diào)整位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的人臉融合采集裝置，其特征在于所述測距單元采用紅外測距、超聲波測距、激光測距或采用軟件根據(jù)采集圖像的特征變化估算用戶與該光學(xué)鏡頭間的距離。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種虹膜人臉融合采集裝置，其特征在于所述光學(xué)鏡頭為變焦鏡頭。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的人臉融合采集裝置，其特征在于所述采集單元內(nèi)還包括一近紅外濾波片，用于濾除可見光。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的人臉融合采集裝置，其特征在于還包括一照明控制單元，用于實(shí)時(shí)接收自采集單元的信息，并根據(jù)該信息調(diào)整照明單元的光強(qiáng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的人臉融合采集裝置，其特征在于還包括虹膜圖像獲取單元，用于從臉部圖像上獲取雙眼虹膜圖像。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的人臉融合采集裝置，其特征在于還包括一柜體，所述柜體為一個(gè)雙層俯視平臺，所述顯示裝置安裝于柜體的上部平臺上，所述采集單元安裝于柜體的下部平臺上，所述照明單元安裝于采集單元周圍。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的人臉融合采集裝置，其特征在于所述顯示裝置的表面與所述光學(xué)鏡頭的表面基本平行，所述顯示裝置、照明單元及光學(xué)鏡頭三者的光軸相交于顯示裝置前方35cm_45cm處。
全文摘要
本發(fā)明關(guān)于一種虹膜人臉融合采集裝置，該裝置包括采集單元，包括一光學(xué)鏡頭和一高分辨率圖像采集芯片，用于采集具有雙眼虹膜圖像的臉部圖像，該圖像可以用于人臉識別和雙眼虹膜識別；照明單元，為采用近紅外光照明的設(shè)備，用于向采集單元照明；反饋單元，包括顯示裝置，用于反饋采集單元采集到的臉部圖像信息；所述裝置還包括一測距單元以及所述反饋單元包括語音設(shè)備，所述測距單元用于測量用戶和該光學(xué)鏡頭距離，并將測量結(jié)果傳送給反饋單元的語音設(shè)備，所述語音設(shè)備用于根據(jù)測距單元的測量結(jié)果，提示用戶調(diào)整位置。
文檔編號G06K9/00GK102799878SQ20121023591
公開日2012年11月28日 申請日期2012年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月9日
發(fā)明者姚鵬, 方益平 申請人:中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)