多模態(tài)生物識別裝置及其進行圖像傳輸?shù)姆椒?br>【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及生物識別領(lǐng)域，特別是指一種多模態(tài)生物識別裝置及其進行圖像傳輸?shù)姆椒ā?br>【背景技術(shù)】
[0002]生物識別技術(shù)主要是指通過人類生物特征進行身份認證的一種技術(shù)，人類的生物特征通常具有唯一性、可以測量或可自動識別和驗證、遺傳性或終身不變等特點，因此生物識別認證技術(shù)較傳統(tǒng)認證技術(shù)存在較大的優(yōu)勢。用于生物識別的生物特征有手形、指紋、人臉、虹膜、視網(wǎng)膜、脈搏、耳廓等，人們已經(jīng)發(fā)展了手形識別、指紋識別、人臉識別、虹膜識別等多種生物識別技術(shù)。
[0003]生物識別技術(shù)在各個領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，出現(xiàn)了各種各樣的生物識別裝置，并且為了提高認證的準(zhǔn)確率以及拓展適用范圍，逐漸出現(xiàn)了使用多種生物特征進行組合認證的裝置，本發(fā)明稱其為多模態(tài)生物識別裝置。
[0004]多模態(tài)生物識別裝置需要采集多種生物特征。但是每個生物特征在采集時需要的條件不同，如環(huán)境的光照條件(包括光照強度和允許通過的光線波長范圍等)不同，圖像采集裝置(這里的圖像采集裝置包括光學(xué)鏡頭、圖像傳感器和濾光器，以及它們的附屬元件等)的焦距也不同，等等。如果使用一個圖像采集裝置采集多種生物特征的話，有兩種工作模式，一種是分多次分別采集多種生物特征，另一種是一次采集一張全景圖片，從全景圖片上提取出多種生物特征，這樣會對多模態(tài)生物識別裝置的軟件和硬件有很高的要求，具體為:
[0005]1、圖像采集裝置的硬件要求高(要求焦距可調(diào)、光照強度可調(diào)、允許通過的光線波長范圍可調(diào)等)，這就勢必會使得圖像采集裝置的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，各個元件的性能高。成本將會增加。
[0006]2、復(fù)雜的圖像采集裝置必然要求復(fù)雜的控制程序，需要很多算法，對控制單元的運算速率等有較高的要求。導(dǎo)致圖像采集裝置的采集效率低，而且會增加成本。
[0007]3、全景圖片要求分辨率高，一張圖片占的內(nèi)存大，對內(nèi)存要求高。使得多模態(tài)生物識別裝置的運行速度慢，而且會增加成本。
[0008]因此，在多模態(tài)生物識別裝置中，一般考慮用多個圖像采集裝置分別采集多種生物特征來解決上述問題。例如，在采用人臉特征和虹膜特征的多模態(tài)生物識別裝置中，使用四個圖像采集裝置采集圖像。一個用于采集人臉圖像，一個用于拍攝場景，另外兩個分別用于采集虹膜左眼和右眼圖像。在多模態(tài)生物識別裝置啟動后，分別對四個圖像采集裝置進行相應(yīng)的初始化配置，根據(jù)相應(yīng)的驅(qū)動信號調(diào)用相應(yīng)的圖像采集裝置工作。但是，每一個圖像采集裝置都需要連接控制單元的一個攝像頭接口(Camera Interface)，如圖1所示，有的控制單元的攝像頭接口一般較少(一個或兩個)，很難滿足多個圖像采集裝置，而有多個攝像頭接口的控制單元一般在其他的方面不盡如人意，很難滿足多模態(tài)生物識別裝置的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明提供一種多模態(tài)生物識別裝置及其進行圖像傳輸?shù)姆椒ǎ撗b置能夠在控制單元的一個攝像頭接口上連接多個圖像采集裝置，采集多路圖像，節(jié)省控制單元的資源，并且降低功耗。
[0010]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供技術(shù)方案如下:
[0011]—種多模態(tài)生物識別裝置，包括控制單元、內(nèi)存和多個圖像采集裝置，還包括數(shù)據(jù)選擇器，所述控制單元的數(shù)據(jù)端經(jīng)所述數(shù)據(jù)選擇器連接所述多個圖像采集裝置的數(shù)據(jù)端，所述控制單元的選通控制端連接所述數(shù)據(jù)選擇器的選通控制端，所述內(nèi)存中開辟有用于存儲所述多個圖像采集裝置采集到的圖像數(shù)據(jù)的緩存空間。
[0012]—種上述的多模態(tài)生物識別裝置進行圖像傳輸?shù)姆椒ǎ?
[0013]當(dāng)需要采集圖像數(shù)據(jù)時，控制單元判斷當(dāng)前接通的圖像采集裝置是否為希望使用的圖像采集裝置，若否，控制單元控制數(shù)據(jù)選擇器接通希望使用的圖像采集裝置；
[0014]清空緩存空間；
[0015]初始化控制單元的攝像頭單元；
[0016]將當(dāng)前接通的圖像采集裝置采集到的圖像數(shù)據(jù)發(fā)送到所述緩存空間。
[0017]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0018]本發(fā)明的數(shù)據(jù)選擇器包括多組數(shù)據(jù)接口，其中一組作為輸出端，連接控制單元的數(shù)據(jù)端，其他組作為輸入端，分別連接多個圖像采集裝置的數(shù)據(jù)端；控制單元的選通控制端其實就是輸出地址的管腳，數(shù)據(jù)選擇器的選通控制端其實就是地址管腳，通過控制單元發(fā)出的地址，控制數(shù)據(jù)選擇器的某一組數(shù)據(jù)接口導(dǎo)通，其他組數(shù)據(jù)接口斷開，這一組數(shù)據(jù)接口連接的圖像采集裝置就能與控制單元進行數(shù)據(jù)傳輸。采集到的圖像數(shù)據(jù)發(fā)送到內(nèi)存中的緩存空間中，當(dāng)圖像數(shù)據(jù)發(fā)送完畢，從緩存空間中取走。
[0019]并且，一般的圖像采集裝置都有兩種模式:休眠模式(低功耗)和正常運行模式。本發(fā)明還可以將未選通的圖像采集裝置設(shè)置為休眠模式，降低功耗。
[0020]本發(fā)明能夠在控制單元的一個攝像頭接口上連接多個圖像采集裝置，采集多路圖像，節(jié)省控制單元的資源，并且降低功耗。
【附圖說明】
[0021]圖1為控制單元與圖像采集裝置的連接示意圖；
[0022]圖2為本發(fā)明的多模態(tài)生物識別裝置一個實施例的示意圖；
[0023]圖3為本發(fā)明中的幀同步信號和行同步信號的一個實施例的示意圖；
[0024]圖4為本發(fā)明的多模態(tài)生物識別裝置進行圖像傳輸?shù)姆椒ǖ囊粋€實施例的流程圖；
[0025]圖5為本發(fā)明的多模態(tài)生物識別裝置進行圖像傳輸?shù)姆椒ǖ囊粋€實施例的一個實施例中虹膜識別流程圖。
【具體實施方式】
[0026]為使本發(fā)明要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實施例進行詳細描述。
[0027]—方面，本發(fā)明提供一種多模態(tài)生物識別裝置，如圖2所示，包括控制單元1、內(nèi)存2和多個圖像采集裝置3，還包括數(shù)據(jù)選擇器4，控制單元1 (實際上是控制單元的攝像頭接口，下同)的數(shù)據(jù)端經(jīng)數(shù)據(jù)選擇器4連接多個圖像采集裝置3的數(shù)據(jù)端，控制單元1的選通控制端連接數(shù)據(jù)選擇器4的選通控制端，內(nèi)存2中開辟有用于存儲多個圖像采集裝置3采集到的圖像數(shù)據(jù)的緩存空間。
[0028]本發(fā)明的控制單元一般為CPU或MCU，它包括有攝像頭接口(Camera Interface)，攝像頭接口連接的是控制單元中進行圖像處理的部分，我們稱之為攝像頭單元(CameraUnit);圖像采集裝置包含采集鏡頭和圖像傳感器，如圖1所示，以及它們的附屬機構(gòu)；數(shù)據(jù)選擇器(data selector)有時也叫做多路選擇器或多路調(diào)制器(multiplexer)，它能夠根據(jù)給定的選擇信號(實際上是地址代碼)，從一組輸入信號中選出指定的一個送至輸出端的組合邏輯電路。
[0029]本發(fā)明的數(shù)據(jù)選擇器包括多組數(shù)據(jù)接口，其中一組作為輸出端，連接控制單元的數(shù)據(jù)端，其他組作為輸入端，分別連接多個圖像采集裝置的數(shù)據(jù)端(數(shù)據(jù)選擇器的輸入端和輸出端沒有嚴(yán)格的定義，哪一組接到控制單元上，哪一組就是輸出端，通過編程將其設(shè)為輸出端，其他組設(shè)為輸入端)；控制單元的選通控制端其實就是輸出地址的管腳，數(shù)據(jù)選擇器的選通控制端其實就是地址管腳，通過控制單元發(fā)出的地址，控制數(shù)據(jù)選擇器的某一組數(shù)據(jù)接口導(dǎo)通，其他組數(shù)據(jù)接口斷開，這一組數(shù)據(jù)接口連接的圖像采集裝置就能與控制單元進行數(shù)據(jù)傳輸。采集到的圖像數(shù)據(jù)發(fā)送到內(nèi)存中的緩存空間中，當(dāng)圖像數(shù)據(jù)發(fā)送完畢，從緩存空間中取走。
[0030]并且，一般的圖像采集裝置都有兩種模式:休眠模式(低功耗)和正常運行模式。本發(fā)明還可以將未選通的圖像采集裝置設(shè)置為休眠模式，降低功耗。更進一步的，若某個或某幾個圖像采集裝置需要頻繁的切換，那么該圖像采集裝置在未選通時也可以不設(shè)置為休眠模式，簡化操作。
[0031]本發(fā)明能夠在控制單元的一個攝像頭接口上連接多個圖像采集裝置，采集多路圖像，節(jié)省控制單元的資源，并且降低功耗。
[0032]在進行圖像數(shù)據(jù)傳輸時，需要用到幀同步信號和行同步信號，具體的，控制單元的幀同步信號端經(jīng)數(shù)據(jù)選擇器連接多個圖像采集裝置的幀同步信號端，控制單元的行同步信號端經(jīng)數(shù)據(jù)選擇器連接多個圖像采集裝置的行同步信號端。
[0033]在進行圖像數(shù)據(jù)傳輸時，需要判斷什么時候開始和結(jié)束整張圖像的傳輸，這就需要幀同步信號，幀同步信號是控制單元發(fā)出的，圖像采集裝置在收到幀同步信號后，開始準(zhǔn)備傳輸圖像，再次收到幀同步信號后，結(jié)束圖像的傳輸；進一步的，在一幅圖像數(shù)據(jù)的傳輸過程中，需要判斷什么時候開始圖像某一行的傳輸，這就需要行同步信號，行同步信號是控制單元發(fā)出的，圖像采集裝置在收到行同步信號后(前提是已經(jīng)收到了幀同步信號)，開始準(zhǔn)備傳輸圖像的一行像素，再次收到行同步信號后，傳輸圖像的下一行像素。
[0034]幀同步信號和行同步信號能夠避免圖像傳輸?shù)腻e誤，而且能夠通過幀同步信號判斷圖像是否傳輸完畢。
[0035]本發(fā)明在使用前或使用中，經(jīng)常需要對圖像采集裝置進行設(shè)置和初始化等操作，這就需要用到串行控制總線(I2C或SPI)，具體的，控制單元的串行控制端經(jīng)數(shù)據(jù)選擇器連接多個圖像采集裝置的串行控制端，控制單元的復(fù)位端經(jīng)數(shù)據(jù)選擇器連接多個圖像采集裝置的復(fù)位端。這樣能夠方便的對各個圖像采集裝置進行設(shè)置和復(fù)位等。
[0036]控制單元需要對數(shù)據(jù)選擇器和圖像采集裝置提時鐘信號，具體的，控制單元的時鐘信號端經(jīng)數(shù)據(jù)選擇器連接多個圖像采集裝置的時鐘信號端?？刂茊卧臅r鐘信號為數(shù)據(jù)選擇器和圖像采集裝置提供工作時鐘，或者數(shù)據(jù)選擇器和圖像采集裝置根據(jù)該時鐘信號生成自身的時鐘。
[0037]常用的生物特征有人臉和虹膜，本發(fā)明的圖像采集裝置可以包括人臉圖像采集裝置、虹膜圖像采集裝置(進一步可以分為左眼虹膜圖像采集裝置和右眼虹膜圖像采集裝置)和場景圖像采集裝