CN101557757B - 利用虹膜进行个人身份识别的方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是提高个人身份识别准确率。为了达到上述目的，采用一种利用虹膜进行个人身份识别的方法，其包括记录一个虹膜彩色图像及其在几种不同光谱(色彩)范围中的进一步处理，并形成对应于每一种范围的一个识别编码；确定个人真实身份是依照匹配在所有待处理的光谱范围中的识别编码；采用另一种利用虹膜进行个人身份识别的方法，其包括记录个人身份识别的方法，其包括在几种不同光谱(色彩)范围中记录一个虹膜彩色图像及其在同样的几种不同光谱范围中的进一步处理，并形成对应于每一种范围的一个识别编码；确定个人真实身份是依照匹配在几种或所有待处理的光谱范围中的识别编码。

Description

利用虹膜进行个人身份识别的方法

技术领域

本发明涉及利用虹膜图像识别个人身份以保护各种对象不被未经授权人员进入的程序，及利用虹膜对生物体器官和功能系统的状态诊断。

背景技术

现有一种利用虹膜图像进行个人身份识别的方法，其包括记录个人的虹膜图像且基于这些图像形成一个为随后用于个人身份识别的数据库。每一图像在输入数据库之前，要用计算机中特殊的软件处理并以一个确定的数据集的形式存储。为了实现个人身份识别的方法，要完成对个人的虹膜图像的记录；处理所记录的图像并与存储在数据库中的图像作对比(如WO 03/049010)。

所述现有方法的缺陷是其个人身份识别准确率较低，是因为在对个人身份识别时，使用一组特征，，也就是说使用一个编码。

现有一种利用虹膜图像进行个人身份识别的方法，其包括记录个人的虹膜图像且基于这些图像形成一个为随后用于个人身份识别的数据库。在记录虹膜图像的方法中，用一狭窄的光谱范围发射光照射个人的眼睛。半导体发射光源用作一种照射光源。每一图像在输入数据库之前，要用计算机中特殊的软件处理并以一个确定编码的形式存储。为了实现个人身份识别的方法，要完成对个人的虹膜图像的记录；处理所记录的图像并与存储在数据库中的图像作对比(如JP10137220)。

所述现有方法的缺陷是其个人身份识别准确率较低，是因为在对个人身份识别时，使用一组特征，也就是说使用一个编码。

相对于本发明的最接近的现有技术披露了一种利用虹膜进行个人身份识别的方法，具体如下：由于虹膜色素着色不同，在多种情况下，应用某一光谱范围的一种发射光难以区别在眼白与虹膜之间的边界；而且，由于当使用一种接近于这些元素的颜色的波长的发射光时形成的弱对比范围，有一部分的虹膜特征不能被揭示。因此，在所述现有方法中，首先，用接近于红外线的光照射待识别身份的个人的眼睛，然后，揭示一种虹膜色素颜色，并在此基础上，在记录虹膜图像时一种用于照射虹膜的发射光源的一种波长被分离出来。作为处理图像的结果，一个对应编码形成并存储于一个数据库中，其用于与在一个重复记录待识别个人的虹膜图像中的待创建编码的当前值作对比(如JP2006031185)。

所述现有方法的缺陷是其个人身份识别准确率较低，尽管待获得的编码载有大量的特征元素的信息，但因为在对个人身份识别时，使用一组特征，也就是说使用一个编码。

发明内容

本发明的目的是提高个人身份识别准确率。

为了达到上述目的，采用一种利用虹膜进行个人身份识别的方法，其包括记录一个虹膜彩色图像，及虹膜彩色图像在几种不同光谱(色彩)范围中的进一步处理，并形成对应于每一种光谱(色彩)范围的一个识别编码；在这种情况下，确定个人真实身份是依照匹配在所有待处理的光谱范围中的识别编码。

为了达到上述目的，在记录过程中，用一种接近消色光的光谱范围的发射光照射虹膜。

为了达到上述目的，发射光集中在记录系统焦点区内。

为了达到上述目的，发射光集中在一个在瞳孔区里最大化地待获得的图像上。

为了达到上述目的，发射光的光强可调。

为了达到上述目的，采用另一种利用虹膜进行个人身份识别的方法，其包括记录个人身份识别的方法，其包括在几种不同光谱(色彩)范围中记录一个虹膜彩色图像及虹膜彩色图像在同样的几种不同光谱范围中的进一步处理，并形成对应于每一种光谱(色彩)范围的一个识别编码；在这种情况下，确定个人真实身份是依照匹配在几种或所有待处理的光谱范围中的识别编码。

为了达到上述目的，在每一种光谱范围里记录虹膜过程中，用一种具有与所述记录的光谱范围一致的光谱范围的发射光照射虹膜。

为了达到上述目的，发射光集中在记录系统焦点区内。

为了达到上述目的，发射光集中在一个在瞳孔区里最大化地待获得的图像上。

为了达到上述目的，至少一种光谱范围的发射光的光强也可调。

具体实施方式

一个虹膜彩色图像的记录及虹膜彩色图像在几种不同光谱范围中的进一步处理使人们能够获得同一个虹膜的几个图像，图像中的特征点图像元素在同一个坐标栅格中位置不同。在这种情况下，那些特征在一个色谱中和/或当用相同波长的发射光照射具有一个低的对比度时，可被图像识别处理系统忽略；在另一种色谱中和/或当用相应另一种光波的发射光照射时，证实具有高的对比度。反过来，这使每一个图像相应地形成识别编码，且每一编码是严格独立的并且仅属于那个人。因此，采用相应的几个编码立即进行身份识别，由于在处理几个图像中所有获得的编码匹配时，该个人被认为清楚地被识别，其准确率成倍地提高。

在虹膜记录过程中，采用具有一种接近于消色光的光谱范围的发射光照射，可以提高个人身份识别率，因为，一方面它可以获得一个虹膜彩色图像且该图像元素的光谱特征本质上不失真，另一方面在处理该图像时，它能分离相当多的光谱(或光谱线或光谱范围)。

将发射光集中在记录系统焦点区是最迅速的，因为在这种情况下，一种光照系统的应用将是最高效的且该系统的能耗降低到最小。该系统还能提高个人身份识别准确率，因为可以把它看作相对于一个系统记录区定位的一个虹膜视觉的一个系统来利用。

发射光集中在一个在瞳孔区里最大化地待获得的图像上，也可以提高个人身份识别准确率，因为它可以获得一个虹膜图像且在待获得的虹膜图像的有效区具有最小发光假象。

而且，如果发射光的光强可调，它可以揭示待识别个人是否戴了隐形眼睛和/或一只眼睛其图像被分解，该眼是否不属于一个活人而属于一个印模或尸体。

依照本发明，第二种个人身份识别的方法，如同第一种个人身份识别方法，它可以提高个人身份识别准确率和基于类似原理，即：它能提供几个识别编码的形成和所有这些编码匹配的个人身份识别。因而，在第一种方法中，记录一个彩色图像然后在不同的光谱范围中处理；在第二种方法中，记录几个图像然后在几个光谱范围中处理。

为了进一步提高采用几个编码的个人身份识别准确率，可取的是在每一种光谱范围记录虹膜的过程中，用一种具有与所述记录的光谱范围一致的光谱范围的发射光照射虹膜。在这种情况下，准确率的提高不仅是由于依照所获得虹膜图像的一种色彩识别的有效编码，而且是由于利用发射光揭示的光谱份量，所述份量具有不同虹膜类型的特征(棕色，灰色或混合型)。

如同第一种方法，将照射光集中在记录系统焦点区是最迅速的，因为在这种情况下，一种光照系统的应用将是最高效的且该系统的能耗降低到最小。该系统还能提高个人身份识别准确率，因为可以把它看作相对于一个系统记录区定位的一个虹膜视觉的一个系统来利用

然而，在第一种方法中，发射光的整个通量的光强可调，因为它是唯一的通量。在第二种方法中，几个虹膜图像在不同光谱范围中连续地被记录，和用多种范围的光源照射，它可以只对一种光谱范围的光源进行调节或几种不同发射范结合在一起进行调节。第一种考虑存在于一种在虹膜发射光的光强调节变化时对瞳孔区的反应应是最大的和最有效的。

下面通过实施方式对所要求保护的设备的本质加以描述。

实施例一

在最一般的情形下，一种如权利要求1所述的第一种方法实施如下：待识别的个人定位于能够获得一个高质量彩色图像的记录装置的视场中。所述装置可以以一台可以数字输出的彩色TV摄像机或一台允许在以短的，大约为0.001秒，时间间隔拍照的数码相机的形式使用。所获的图像要数字化并传输到一台安装有相关软件的个人计算机中(如WO03/053123)。依照现有的图像处理程序，计算机从一个注册的彩色图像中排列(forms)几个单色图像，并分离每一待分解图像的特征。基于虹膜图像的分离和分解，这些图像中每一个图像形成编码并存储于数据库中作为模板编码。之后，当为了允许进入或通行到，例如，一个安全位置、任何存储、或者在穿过国家边境的情况下，就会出现个人身份识别的问题，上述程序将会重复，期望在该识别期间获得的编码对比于之前存储在数据库中的那些编码且在所有编码完全匹配的情况下，经过身份识别的人被许可进入或通行。

实施例二

在特殊的情况下，所述第一种方法实施如下：待识别的个人定位于能够获得一个高质量彩色图像的记录装置的视场中。所述装置可以以一台可以数字输出的彩色TV摄像机或一台允许在以短的，大约为0.001秒，时间间隔拍照的数码相机的形式使用。在记录虹膜图像的过程中，用一种接近消色光的光谱范围的发射光照射虹膜图像。为此，可使用已知的发射光源，例如，某一发光范围的超亮度发光二极管或其它光源。由于最佳照射是发射光一方面集中在记录系统焦点区内，另一方面集中在一个在瞳孔区里最大化地待获得的图像上，照射装置应安置在临近于记录覆盖区的任何可能地方，而不是位于该区域之外。所获得的图像要数字化并传输到一台安装有相关软件的个人计算机中(如个人

虹膜技术是一种图像处理协议和数据标准，该标准使身份证明虹膜照相机捕获一个图像，处理它且准备将它以可能最安全的方式传输。虹膜识别是最准确的，不易入侵且易将生物用于安全识别。http://www.iridiantech.com/products.php？page＝1，或WO03/053123)。依照现有的图像处理程序，计算机从一个注册的彩色图像中排列几个单色图像，并分离每一待分解图像的特征。基于虹膜图像的分离和分解，这些图像中每一个图像形成编码并存储于数据库中作为模板编码。之后，当为了许可进入或通行到，例如，一个安全位置、任何存储、或者在穿过国家边境的情况下，就会出现个人身份识别的问题，上述程序将会重复，期望在该识别期间获得的编码对比于之前存储在数据库中的那些编码且在所有编码完全匹配的情况下，经过身份识别的人被许可进入或通行。

实施例三

在另一种提供达到结果在其最佳的特殊情况下，所述第一种方法实施如下：待识别的个人定位于能够获得一个高质量彩色图像的记录装置的视场中。所述装置可以以一台可以数字输出的彩色TV摄像机或一台允许在以短的，大约为0.001秒，时间间隔拍照的数码相机的形式使用。为此，可使用已知的发射光源，例如，某一发光范围的超亮度发光二极管或其它光源。由于最佳照射是发射光一方面集中在记录系统焦点区内，另一方面集中在一个在瞳孔区里最大化地待获得的图像上，照射装置应安置在临近于记录覆盖区。所获得的图像要数字化并传输到一台安装有相关软件的个人计算机。(http://www.iridiantech.com/products.php？page＝1).依照现有的图像处理程序，计算机从一个注册的彩色图像中排列(forms)几个单色图像，并分离每一待分解图像的特征。基于虹膜图像的分离和分解，这些图像中每一个图像形成编码并存储于数据库中作为模板编码。之后，当为了许可进入或通行到，例如一个安全位置、任何存储、或者在穿过国家边境的情况下，就会出现个人身份识别的问题，上述程序将会重复，期望在该识别期间获得的编码对比于之前存储在数据库中的那些编码且所有编码完全匹配的情况下，经过身份识别的人允许进入或通行。但是在批准这些许可之前，必须保证虹膜图像来自一个活人的眼睛，而不是来自他的印模。为此，一种发射光的光强可调，和一个图像记录系统监测瞳孔对调光的反应，目的是曝光时间略增长。

实施例四

在其中的一个实施方式中，所述第一种方法实施如下：待识别个人定位于一台具有一个相似体输出的彩色TV摄像机(例如，三洋VCC-6592P)，经由一个转换装置，将一个信号转换成与个人计算机输入相连的一个数字输出。在记录虹膜图像的过程中，用一种接近消色光的光谱范围的发射光照射虹膜图像。为此，使用必须的光源。发射光源安置在临近于记录覆盖区，以便发射光一方面集中在记录系统焦点区，和另一方面集中在一个在瞳孔区里最大化地待获得的图像上。所获得的图像要经过转换装置进行数字化并传输到个人计算机中，个人计算机中安装有软件，该软件可以依据分离所要求的光谱处理所获得的图像(在一个三原色空间中，使用该软件，可以分离出红色、绿色和蓝色的主色谱和还可以从主图像中分离出附加色谱，即，替代待识别个人的一个虹膜彩色图像，在红色、绿色和蓝色色谱中，有可能获得三种主单色图像和几个附加单色图像，例，黄色和天蓝色色谱中得到虹膜色彩最准确特征和在不同色谱中该虹膜最多的独立特征)。作为图像处理的结果，计算机从一个注册的彩色图像中排列出三种单色图像，即，红色、蓝色和绿色图像，并分离每一待分解图像的特征。基于虹膜图像的分离和分解，这些图像中每一个图像形成编码并存储于数据库中作为模板编码。为了检查所述方法的效果，待识别的个人要重复接受上述程序。当完成所述程序，已获得的编码对比于以前存储于数据库中的那些待码，这使所有三种编码完全匹配。

实施例五

在其中的一个实施方式中，所述第一种方法实施如下：待识别个人定位于一台具有一个相似体输出的彩色TV摄像机(例如，三洋VCC-6592P)，经由一个转换装置，将一个信号转换成与个人计算机输入相连的一个数字输出。在记录虹膜图像的过程中，用一种接近消色光的光谱范围的发射光照射虹膜图像。为此，使用所谓的超量度发射光源(例AЛ171 B3(A1171 B3))。发射光源安置在临近于记录覆盖区以便它们位于该区域之外和以便发射光一方面集中在记录系统焦点区，和另一方面集中在一个在瞳孔区里最大化地待获得的图像上。所获得的图像要经过转换装置进行数字化并传输到个人计算机中，该计算机安装有软件，能从所获得的参与识别的必要色谱成份数据中分离。作为图像处理的结果，计算机从一个注册的彩色图像中排列出三种单色图像，即，红色、蓝色和绿色图像，并分离每一待分解图像的特征。基于虹膜图像的分离和分解，这些图像中每一个图像形成编码并存储于数据库中作为模板编码。为了检查所述方法的效果，待识别的个人要重复接受上述程序。当完成所述程序，已获得的编码对比于以前存储于数据库中的那些待码，这使所有三种编码完全匹配。这意味着已识别的个人可以允许进入和通行到，例如，一个安全位置。但是在批注这些许可之前，必须保证虹膜图像来自一个活人的眼睛，而不是来自他的印模。为了检查方法的效率，要拍一张待识别个人的彩色照片。因为发射光的光强可调，有必要进行了两个试验：一种情况是，在待识别的个人所处的视场中，而另一种情况是-待识别个人眼睛的一个印模。在记录这两种图像的过程中，眼睛和印模用一种光强可调且具有可变光频的发射光照射，可依据瞳孔对曝光给定频率的反应选择可变光频。在这种情况下，可变光频达到～20HZ且不足1秒的时间间隔。为此，更改供给超亮度发光二极管的反馈电流值。由TV摄像机记录的一个图像被连续地传输到计算机中，计算机中的图像处理程序记录瞳孔直径的变化。结果，在记录活人图像的地方，正在确认此事实的一个信号显示在计算机监测器上。在印模处于TV摄像机视场的地方，计算机揭示此事实并产生一个信号禁止通行到一个安全位置。

实施例六

在最一般的情形下，如权利要求6所述的第二种方法实施如下：待识别的个人定位于能够获得一个高质量彩色图像的记录装置的视场中。所述装置可以以一台可以数字输出的彩色TV摄像机或一台允许在以短的，大约为0.001秒，时间间隔拍照的数码相机的形式使用。待识别个人的眼睛定位于记录装置的视场中，且以特别的颜色-棕色、红色、黄色、橘黄色、绿色和蓝色等连续的记录虹膜。所获的的图像要进行数字化并传输到一台安装有相关软件的个人计算机中。基于所述虹膜单色图像的分解，这些图像中的每一个图像形成编码并存储在数据库中作为模板编码。之后，当为了允许进入或通行到，例如一个安全位置、任何存储、或者在穿过国家边境的情况下，就会出现个人身份识别的问题，上述程序将会重复，期望在该识别期间获得的编码对比于之前存储在数据库中的那些编码，和在所有编码完全匹配的情况下，经过身份识别的人被许可进入或通行。

实施例七

在特殊的情况下，所述第二种方法实施如下：待识别的个人定位于能够获得一个高质量彩色图像的记录装置的视场中。所述装置可以以一台可以数字输出的彩色TV摄像机或一台允许在以短的，大约为0.001秒，时间间隔拍照的数码相机的形式使用。待识别个人的眼睛定位于记录装置的视场中，且用具有不同波长的发射光连续照射，所述不同波长对应于特定颜色-棕色、红色、黄色、橘黄色、绿色、蓝色等。利用记录装置和计算机，当用一特定颜色的发射光照射时，每一次照射记录几个虹膜图像。所获的的图像要进行数字化并传输到一台安装有相关软件的个人计算机中。基于所述虹膜单色图像的分解，这些图像中的每一个图像形成编码并存储在数据库中作为模板编码。为了在记录眼睛单色图像时照射眼睛，可使用现有的发射光源，例如，多种发光二极管或具有相应滤光器的发射光源。由于最佳照射其发射一方面集中在记录系统焦点区内，另一方面集中在一个在瞳孔区里最大化地待获得的图像上，照射装置应安置在任何可能临近于记录覆盖区，而不是位于该区域之外。依照现有的图像处理程序，计算机分级所获得的几个单色图像和分离每一待分解图像的特征。基于虹膜图像的分离和分解，这些图像中每一个图像的编码被形成并存储于数据库中作为模板编码。之后，当为了允许进入或通行到，例如一个安全位置、任何存储、或者在穿过国家边境的情况下，就会出现个人身份识别的问题，上述程序将会重复，期望在该识别期间获得的编码对比于之前存储在数据库中的那些编码，和在所有编码完全匹配的情况下，经过身份识别的人被许可进入或通行。

实施例八

在另一种提供达到结果在其最佳的特殊情况下，所述第二种方法实施如下：待识别的个人定位于能够获得一个高质量彩色图像的记录装置的视场中。所述装置可以以一台可以数字输出的彩色TV摄像机或一台允许在以短的，大约为0.001秒，时间间隔拍照的数码相机的形式使用。待识别个人的眼睛定位于记录装置的视场中，且用具有不同波长的发射光连续照射，所述不同波长对应于特定颜色-棕色、红色、黄色、橘黄色、绿色、蓝色等。利用记录装置和计算机，当用一特定颜色的发射光照射时，每一次照射记录几个虹膜图像。所获的的图像要进行数字化并传输到一台安装有相关软件的个人计算机中。基于所述虹膜单色图像的分解，这些图像中的每一个图像形成编码并存储在数据库中作为模板编码。为了在记录眼睛单色图像时照射眼睛，可使用现有的发射光源，例如，多种发光二极管或具有相应滤光器的发射光源。由于最佳照射其发射一方面集中在记录系统焦点区内，另一方面集中在一个在瞳孔区里最大化地待获得的图像上，照射装置应安置在临近于记录覆盖区。基于虹膜图像的分离和分解，这些图像中每一个图像的编码被形成并存储于数据库中作为模板编码。之后，当为了允许进入或通行到，例如一个安全位置、任何存储、或者在穿过国家边境的情况下，就会出现个人身份识别的问题，上述程序将会重复，期望在该识别期间获得的编码对比于之前存储在数据库中的那些编码，和在所有编码完全匹配的情况下，经过身份识别的人被许可进入或通行。但是在批准这些许可之前，必须保证虹膜图像来自一个活人的眼睛，而不是来自他的印模。为此，在光谱范围(色彩)中，至少有一种发射光的光强可调，和一个图像记录系统监测瞳孔对调光的反应，目的是曝光时间略增长。

实施例九

在其中的一个实施方式中，所述第二种方法实施如下：待识别个人定位于一台在信号转换后可以数字输出的彩色TV摄像机的视场中，所述输出连接于计算机的输入。待识别个人的眼睛定位于记录装置的视场中，且用具有不同波长的发射光连续照射，所述不同波长对应于特定颜色-红色、绿色、蓝色。相应地，利用记录装置及其连接的计算机，这三张虹膜图像已被记录，每一图像被照射在用所述彩色发射光源记录，记录被执行。为此，使用发射光源(超亮度发光二极管用于红色照射光谱-BSOL445-1HGB，用于蓝色照射光谱-BB445-1F和用于绿色照射光谱-BGD1445-1L5)。发射光源沿临近于记录覆盖区的周边安置，以便光源位于该区域之外和以便照射光源的发射一方面集中在记录系统焦点区，另一方面集中在一个在瞳孔区里最大化地待获得的图像上。所获得的图像由摄像机自身进行数字化并传输到安装有相关软件的计算机中，该软件激活计算机分解所获得的几个单色图像和分离每一待分解图像的特征。

作为处理三种单色图像-红色、绿色和蓝色的结果，计算机分离每一待分解图像的特征。基于虹膜图像的分离和分解，这些图像中每一个图像形成编码并存储于数据库中作为模板编码。为了检查所述方法的效果，待识别的个人要重复接受上述程序。当完成所述程序，已获得的编码对比于以前存储于数据库中的那些编码，这使所有三种编码完全匹配。这意味着经识别的个人被允许进入和通行到，例如，一个安全位置。但是在批准这些许可之前，必须保证虹膜图像来自一个活人的眼睛，而不是来自他的印模。为了检查方法的效率，要拍一张待识别个人的彩色照片。因为发射光的光强可调，有必要进行了两个试验：一种情况是，在待识别的个人所处的视场中，而另一种情况是-待识别个人的眼睛的一个印模。在记录这两种图像的过程中，眼睛和印模用一种蓝色和绿色且光强可调的发射光同时照射。为此，更改供给超亮度发光二极管的反馈电流值(用于蓝色照射光谱-BB445-1F和用于绿色照射光谱-BGD1445-1L5)。由TV摄像机记录的一个图像被连续地传输到计算机中，计算机中的图像处理程序记录瞳孔直径的变化。结果，在记录活人图像的地方，正在确认此事实的一个信号显示在计算机监测器上。在印模处于TV摄像机视场的地方，计算机揭示此事实并产生一个信号禁止通行到一个安全位置。

Claims (8)

1.一种利用虹膜进行个人身份识别的方法，其包括用一种接近消色光的光谱范围的发射光照射虹膜，记录一个虹膜彩色图像，及虹膜彩色图像在几种不同光谱范围中的进一步处理，并形成对应于每一种光谱范围的一个识别编码；确定个人真实身份是依照匹配在所有待处理的光谱范围中的识别编码。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，发射光集中在记录系统焦点区内。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，发射光最大化地集中在一个在瞳孔区里待获得的图像上。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，发射光的光强被调制。

5.一种利用虹膜进行个人身份识别的方法，其包括在几种不同光谱范围中记录一个虹膜彩色图像，用一种具有与记录的光谱范围一致的光谱范围的发射光照射虹膜，及虹膜彩色图像在同样的几种不同光谱范围中的进一步处理，并形成对应于每一种光谱范围的一个识别编码；确定个人真实身份是依照匹配在几种或所有待处理的光谱范围中的识别编码。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，发射光集中在记录系统焦点区内。

7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，发射光最大化地集中在一个在瞳孔区里待获得的图像上。

8.如权利要求5所述的方法，其特征在于，至少一种光谱范围的发射光的光强被调制。