CN102982325A - 虹膜图像捕捉设备及虹膜识别设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种虹膜图像捕捉设备及虹膜识别设备，其中虹膜图像捕捉设备包括对应左眼的第一光源，对应右眼的第二光源，与第一光源配套连接，控制第一光源发射角的第一管道，与第二光源配套连接，控制第二光源发射角的第二管道，保证第一、第二光源发出的光能够照射到左右眼的半透明镜，半透明镜的中心位于第一、第二光源的中间位置，拍摄两眼图像的左右侧镜头，虹膜识别设备包括：两个光源，与这两个光源各自配套连接的管道，管道面向光源的开口形状是倾斜切断的，在两个光源前方设置有半透明镜。本发明通过两个光源，可以准确捕捉到视野差异大的用户的虹膜图像，提高了虹膜识别度，且用户被引导到距离设备合适的位置，其不会有抵触感或不适感。

Description

虹膜图像捕捉设备及虹膜识别设备
技术领域
本发明涉及一种在特定场所需要对人员身份进行确认的识别设备，特别是一种虹膜图像捕捉设备及虹膜识别设备。
背景技术
随着安防领域对生物识别技术的关住，虹膜识别设备已经形成了一定的市场需求。虹膜识别设备是根据用户由远到近接近设备来对其身份进行判断识别的，但是，由于用户的接近角度会根据周边的环境或者用户的心理而不同，而对用户各个角度的判断识别较困难，因此，需要一种既不会给用户造成反感，又能提高识别度的引导用户接近的识别设备。
在虹膜识别技术中，虹膜图像捕捉至关重要。虹膜捕捉是指光源发射出来的光，照射到虹膜识别对象者的眼中，再由镜头拍摄识别对象者的眼睛图像，虹膜识别是在捕捉到的眼睛图像中分离出虹膜部分，继而与事先储存在数据库中的虹膜数据进行比较、确认。
为了拍摄到准备的虹膜图像，用户应该站在距离虹膜识别设备适当的位置，即，虹膜识别设备应该引导用户站在距离虹膜识别设备适当的位置，以获得准确的虹膜图像。一般的引导方式是通过给用户看某个指示器，用户根据指示器的指示，移动到适当的位置。指示器的种类有很多，一般用一个LED灯。另外，为了确保用户是否按照指示器的指示观看，需要半透明镜。
人眼因为左右眼球的不同，在看物体的时候会有视野差异，使用单一光源的时候如图1所示：图1(a)使用单一光源，图1(b)在图1(a)的基础上追加了半透明镜,图1(c)在图1(b)的基础上追加了一个镜头。虹膜识别设备的部件在排列上会出现问题，导致识别率低。
如图2所示，在现有的虹膜图像捕捉设备中，用户通过半透明镜观看一个指示器，在看到指示器位于两眼之间的虚像时，左右侧镜头拍摄出两眼的图像，这适用于两眼视野差异不大的用户。但是对于两眼视野差异大的用户而言，由于其在捂住左眼看某个位置的物体时，会感觉这个物体在从左向右移动；在捂住右眼看某个位置的物体时，会感觉这个物体在从右向左移动，因此，如图3所示，左眼视野较大的用户通过虹膜识别设备的半透明镜，看到指示器LED位于两眼之间的虚像，实际上，指示器位置是偏于两眼之间的左边；如图4所示，右眼视野较大的用户通过虹膜识别设备的半透明镜，看到指示器LED位于两眼之间的虚像，实际上，指示器位置是偏于两眼之间的右边。即现有的虹膜识别捕捉设备的左、右侧镜头不能准确拍摄视野差异大的用户的两眼图像。因此，为了能够看到指示器位于两眼之间的虚像，需要左右移动自己的脸。这就是目前的的虹膜图像捕捉设备不能正确捕捉的原因所在。
发明内容
本发明是为了解决两眼视野差异大的使用者发生的虹膜不能被准确捕捉的问题，提高识别度。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种虹膜识别设备包括：两个光源；与这两个光源各自配套连接的管道，管道在面向光源的开口形状是倾斜切断的；在两个光源的前方设置有半透明镜。
本发明还提供了一种虹膜图像捕捉设备包括：对应左眼的第一光源；对应右眼的第二光源；第一管道，与第一光源配套连接，控制第一光源的发射角；第二管道，与第二光源配套连接，控制第二光源的发射角；半透明镜，第一、第二光源发出的光通过半透明镜能够照射到左右眼，并反射左右眼样子；半透明镜的中心在第一、第二光源的中间位置；左右侧镜头，拍摄左右眼图像。
本发明优选的技术方案是：所述两个光源在使用者距离半透明镜适当的位置时，被看成一个光源；所述的适当的位置是指距离半透明镜30cm-37cm的位置，第一、第二光源的间距是3cm-3.7cm；第一、第二光源的间距是1.5cm-3.5cm；所述的第一管道和第二管道是分别与第一、第二光源密封连接的圆筒管，在圆筒管靠近半透明镜的那一侧形成60-80度的扇形口，以控制光源在半透明镜的中心侧的发射角；所述第一、第二管道的轴线分别与半透明镜的面垂直；第一、第二管道内部有螺纹；所述第一管道和第二管道内径与第一、第二光源直径相同；还包括脸部识别模块，通过镜头拍摄用户的脸部图像来识别用户。
本发明通过两个光源，可以准确捕捉到视野差异大的用户的虹膜图像，提高了虹膜识别度，且用户被引导到距离设备合适的位置，其不会有抵触感或不适感。
附图说明
图1是现有的虹膜识别设备的结构示意图。
图2是现有的虹膜图像捕捉设备应用于两眼视野一样的用户的工作原理图。
图3是现有的虹膜图像捕捉设备应用于左眼视野比右眼大的用户的工作原理图。
图4是现有的虹膜图像捕捉设备应用于右眼视野比左眼大的用户的工作原理图。
图5是本发明的虹膜识别设备结构示意图。
图6是本发明的虹膜图像捕捉设备的平面图。
图7是本发明的虹膜图像捕捉设备应用于左眼视野比右眼大的用户的工作原理图。
图8是本发明的虹膜图像捕捉设备应用于右眼视野比左眼大的用户的工作原理图。
图9是本发明虹膜识别模块的结构图。
具体实施方式
结合附图对本发明做进一步的说明，对于本发明的宗旨、公知常识等不再详细说明。
实施例1
如图5所示，本发明提供了一种虹膜识别设备包括：两个光源（203A,203B）；与这两个光源（203A,203B）各自配套连接的管道(205a,205b)，管道(205a,205b)在面向光源（203A,203B）的开口形状是倾斜切断的；在两个光源（203A,203B）的前方设置有半透明镜202。
虹膜捕捉是指光源发射出来的光，照射到虹膜识别对象者的眼中，再由镜头拍摄识别对象者的眼睛图像，虹膜识别是在捕捉到的眼睛图像中分离出虹膜部分，继而与事先储存在数据库中的虹膜数据进行比较、确认。
本发明针对两眼存在视野差异的用户的虹膜图像不能被准确捕捉到这一问题，通过以下方式予以解决：在设备中，第一，使用两个光源；第二，两个光源以半透明镜的中央为基准，在距离半透明镜中央一半的位置与半透明镜保持水平。第三，左眼只能看到右边的光源，右眼只能看到左边光源。
由于存在两眼视野差的用户在分别遮住左眼、右眼去看特定物体的时候，会出现物体从左往右或从右向左移动的情形，而在不遮住两眼看的时候，如果特定物体在左侧的话，说明左眼的视野宽，如果特定物体在右边的话，说明右眼的视野宽。同理，引导存在两眼视野差的用户，其通过半透明镜观看两个光源直到距离设备某个特定位置时，视野大的那只眼只能看到一个光源，此位置在左右侧镜头的视场角内，则用户的两眼就在左右侧镜头的视场角内。
如图5所示，两个光源（203A,203B）各自配套连接有管道(205a,205b),以控制两个光源（203A,203B）的发射角，管道(205a,205b)是分别与两个光源（203A,203B）密封连接的圆筒管，以使每个光源（203A,203B）在固定位置上不露光。管道（205a,205b)在面向两个光源（203A,203B）的开口形状是倾斜切断的。半透明镜202使虹膜识别者201能够对准虹膜识别设备200的焦点，保证两个光源（203A,203B）发射的光，能够照射到左眼和右眼，并反射出两眼的样子，且用户能够通过半透明镜，了解是否按照光源的指示观看。半透明镜202的中心在两个光源（203A,203B）的中间位置。管道(205a,205b)采用不透明、吸光材料。管道(205a,205b)内部有螺纹，以防止管道(205a,205b)尽头光的回转和散射。管道(205a,205b)内径与两个光源（203A,203B）直径相同；两个光源（203A,203B）的间距是3cm-3.7cm；针对亚洲人两眼的间距，两个光源（203A,203B）的间距最好为1.5-3.5cm;管道(205a,205b)的轴线分别与半透明镜202的面以及两个光源（203A,203B）垂直；两个光源（203A,203B）和半透明镜202的间距是2.5-4.5cm。
管道(205a,205b)在靠近半透明镜202的一侧形成60-80度的扇形角，以保证光源通过管道(205a,205b)出来的光的发射角呈扇形，通过圆筒管适当的控制这个发射角，使得虹膜识别者201到达距离半透明镜适当位置时，看到两个光源（203A,203B）聚集为一个。管道(205a,205b)是为了保证左右两眼视觉存在差异的用户，更为顺利的看到两个光源（203A,203B）发出的光变为一点。虹膜识别设备200的部件排列完成后，镜头204拍摄虹膜识别者201的眼睛，传输到数据处理模块。
一般用户两眼中心间距是4-9cm，假设从半透明镜202到用户之间的距离X是30-37cm。两眼存在视野差的用户看某个特定的物体会引起物体移动，利用镜子的大小是1/2物体的大小的关系式，在半透明镜202中央分别向左、右1.5-1.85cm的距离的位置上，两个光源（203A,203B）与半透明镜405呈水平排列。此时，两个光源（203A,203B）之间的距离稍微宽一点或窄一点的话，用户在距离半透明镜30-37cm的位置范围内，看到两个光源（203A,203B）成为一个。
两个光源（203A,203B）最好用3色LED,也可以是7色LED，与现有设备具备的距离测定模块（没有图示）相连，当虹膜识别者201在距离虹膜识别设备200没到合适位置，比如和到达合适位置之时，光的颜色是不同的，而在距离虹膜识别设备200合适距离更近时，又是另一种颜色,比如，在距离虹膜识别设备200 是38cm时光是红色，在距离虹膜识别设备200 是30-37cm范围时光是黄色，而在距离虹膜识别设备200是29cm时光是绿色。距离算法采用FPGA。用户在上述合适的位置即距离虹膜识别设备200是30-37cm的位置时其不会有不适感。
实施例2
说明：权利要求中的第一、第二光源对应下述的右左指示器。
如图6所示，本发明提供的虹膜图像捕捉设备包括：对应左眼的右指示器402；对应右眼的左指示器401；两个指示器（401,402）最好使用LED灯；半透明镜405，保证左右两个指示器(401, 402)发射的光，能够照射到左眼和右眼，并反射出两眼的样子，且用户能够通过半透明镜405，了解是否按照左右指示器(401, 402)的指示观看；在左右指示器(401, 402)和半透明镜405之间光通过的地方分别设置第一管道和第二管道 (403, 404)，以控制每个指示器(401, 402)的发射角；半透明镜405的中心在左右指示器(401, 402)的中间位置；左右侧镜头(406, 407)，拍摄左右眼图像。
第一管道、第二管道(403, 404)是分别与左右指示器(401, 402)密封连接的圆筒管，以使每个指示器(401, 402)在固定位置上不露光。第一管道和第二管道 (403, 404)采用不透明、吸光材料。第一管道和第二管道 (403, 404)内部有螺纹，以防止第一管道和第二管道 (403, 404)尽头光的回转和散射。第一管道和第二管道 (403, 404)内径与左右指示器(401, 402)直径相同。左右指示器(401, 402)的间距是3cm-3.7cm；针对亚洲人两眼的间距，左右指示器(401, 402)的间距最好为1.5-3.5cm。第一管道和第二管道 (403, 404)的轴线与半透明镜405的面以及左右指示器(401, 402)呈垂直排列。左右指示器(401, 402)和半透明镜405的间距是2.5-4.5cm。第一管道和第二管道 (403, 404)在靠近半透明镜405的一侧形成60-80度的扇形角，以保证光源通过第一管道和第二管道 (403, 404)出来的光的发射角呈扇形，通过圆筒管适当的控制这个发射角，使得用户到达距离半透明镜合适的位置时，两个指示器(401, 402)被看为一个。
本发明针对两眼存在视野差异的用户的虹膜图像不能被准确捕捉到这一问题，通过以下方式予以解决：在设备中，第一，使用两个指示器；第二，两个指示器以半透明镜的中央为基准，在距离半透明镜中央一半的位置与半透明镜保持水平。第三，左眼只能看到右边的指示器，右眼只能看到左边指示器。
由于存在两眼视野差的用户在分别遮住左眼、右眼去看特定物体的时候，会出现物体从左往右或从右向左移动的情形，而在不遮住两眼看的时候，如果特定物体在左侧的话，说明左眼的视野宽，如果特定物体在右边的话，说明右眼的视野宽。同理，引导存在两眼视野差的用户，其通过半透明镜观看两个指示器直到距离设备某个特定位置时，视野大的那只眼只能看到一个指示器，此位置在左右侧镜头的视场角内，则用户的两眼就在左右侧镜头的视场角内。
如图7、图8所示，用户由远及近观看两个指示器(301a, 301b；305a, 305b)，直到把两个指示器看为一个的位置时，如果这一个指示器位于左右眼之间，用户两眼的图像就进入了左右各镜头 (302a, 302b；303a, 303b)的视场角(虚线表示)内。尤其是，当两眼视觉差异大的用户通过半透明镜304a观看两个指示器(301a, 301b；305a, 305b)直到某个特定的位置时，视野大的那只眼睛只看到右指示器(305a, 305b)或者左指示器(301a, 301b)。此位置是在左右侧镜头(302a,302b；303a,303b)的视场角内，使用者的两眼也就在左右侧镜头(302a,302b；303a,303b)的视场角内。
一般用户两眼中心间距是4-9cm，假设从半透明镜405到用户之间的距离X是30-37cm。两眼存在视野差的用户看某个特定的物体会引起物体移动，利用镜子的大小是1/2物体的大小的关系式，在半透明镜405中央分别向左、右1.5-1.85cm的距离的位置上，两指示器(401, 402) 与半透明镜405呈水平排列。此时，两指示器(401, 402)之间的距离稍微宽一点或窄一点的话，用户在距离半透明镜30-37cm的位置范围内，看到两个指示器(401, 402)成为一个。
虹膜图像捕捉设备400为了解决两眼视野差异大的用户存在的虹膜图像不能被准确捕捉的问题，使用了两个指示器(401, 402)。在不考虑用户存在两眼视觉差的情况下，用户从活动领域Y的外面，通过两个指示器(401, 402)被引导接近设备，进入到X与Y的特定活动领域内，则两个指示器(401, 402)被看为一个。用户在看到一个指示器的瞬间，用户在看到一个指示器的瞬间，左、右侧镜头(406, 407)确认左右眼的位置拍摄出虹膜图像。
本发明中的指示器可以采用7色LED，在引导用户接近虹膜图像捕捉设备时，用不同颜色的光表示，使用户能够认识到活动领域中会出现的相应情况，比如：在距离设备37cm的位置之前，光是一种颜色，而在距离设备30-37cm的位置范围内光又是另一种颜色。
本实施例可以与虹膜识别模块相结合，用于处理镜头拍摄的虹膜图像，如图9所示包括：告诉用户注视情况的半透明镜 505，两个指示器(501, 502), 控制指示器(501, 502)发射角的两个圆筒管道(503, 504), 为了拍摄左右眼虹膜图像的两个镜头控制模块(509,511), 通过中央镜头508探测距离、识别物体(脸部)的中央镜头控制模块512, 控制指示器(501, 502)的指示器控制模块510, 聚集左右虹膜图像的图像处理模块513, 向电脑传输虹膜图像的USB控制模块514。
本发明在用户虹膜不能被识别的情况下，如用户突然眼睛里进了异物或者是先天性眼睛非常小，具有其他替代性的识别方式即脸部识别，如图9所示，脸部识别是由于设备中具备了中央镜头控制模块512和脸部图像捕捉控制模块515，为了脸部识别的脸部图像捕捉与虹膜图像捕捉的方式是一样的，右侧镜头和左侧镜头在捕捉虹膜图像的瞬间，脸部图像也被捕捉。中央镜头508是黑白镜头，并使用红外线LED，与一般的脸部识别用的是彩色图像不同，本发明的脸部识别用图像是黑白图像。

Claims (11)

1.一种虹膜识别设备包括：
两个光源；
与这两个光源各自配套连接的管道，管道在面向光源的开口形状是倾斜切断的；
在两个光源的前方设置有半透明镜。
2.一种虹膜图像捕捉设备包括：
对应左眼的第一光源；
对应右眼的第二光源；
第一管道，与第一光源配套连接，控制第一光源的发射角；
第二管道，与第二光源配套连接，控制第二光源的发射角；
半透明镜，第一、第二光源发出的光通过半透明镜能够照射到左右眼，并反射左右眼样子；
半透明镜的中心在第一、第二光源的中间位置；
左右侧镜头，拍摄左右眼图像。
3.根据权利要求2所述的虹膜图像捕捉设备，其特征在于：所述第一、第二光源在用户距离半透明镜适当的位置时，被看成一个光源。
4.根据权利要求3所述的虹膜图像捕捉设备，其特征在于：所述的适当的位置是用户距离半透明镜30cm-37cm的位置，所述的第一、第二光源的间距为3cm-3.7cm。
5.根据权利要求3所述的虹膜图像捕捉设备，其特征在于：所述的第一、第二光源的间距为1.5-3.5cm。
6.根据权利要求4所述的虹膜图像捕捉设备，其特征在于：所述第一、第二光源与半透明镜之间的距离为2.5-4.5cm。
7.根据权利要求6所述的虹膜图像捕捉设备，其特征在于：所述第一管道和第二管道是分别与第一光源和第二光源密封连接的圆筒管，在第一管道和第二管道靠近半透明镜的那一侧形成60-80度的扇形角，以控制光源在半透明镜中心侧的发射角。
8.根据权利要求7所述的虹膜图像捕捉设备，其特征在于：所述第一、第二管道的轴线分别与半透明镜的面垂直。
9.根据权利要求8所述的虹膜图像捕捉设备，其特征在于：所述第一、第二管道内部有螺纹。
10.根据权利要求9所述的虹膜图像捕捉设备，其特征在于：所述第一管道和第二管道内径与第一、第二光源直径相同。
11.根据权利要求2至10中任一项所述的虹膜图像捕捉设备，其特征在于：还包括脸部识别模块，通过镜头拍摄用户的脸部图像来识别用户。
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