CN104091165A - 自适应式双虹膜和面部图像检录识别机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自适应式双虹膜和面部图像检录识别机，包括DSP嵌入式微处理器、图像编码器、步进电机、数据库，DSP嵌入式微处理器与图像编码器、步进电机、数据库连接，图像编码器与IR摄像机、彩色摄像机、FPGA可编程逻辑控制器连接，数据库与FPGA可编程逻辑控制器和PAL编码器连接，步进电机与DSP嵌入式微处理器之间设置有电平隔离和转换驱动模块，步进电机与彩色摄像机通过转动装置连接，DSP嵌入式微处理器与红外LED阵列和显示器接口连接，本发明能够对人脸和眼睛进行自动检测与跟踪，在原有设备的基础上进行改进，变人体被动寻找设备为人机互动相互适应，变单一显示虹膜图像为双虹膜图像和脸部图像同时显示。

Description

自适应式双虹膜和面部图像检录识别机

技术领域：

本发明涉及一种检录识别机，特别是涉及一种自适应式双虹膜和面部图像检录识别机。 

背景技术：

人们已经熟悉的钥匙、密码、磁卡等加密识别技术，在给我们带来便利的同时，也由于它的先天不足——均系人为预先设置，客观上存在着易被盗取、仿制、丢失、忘记的致命弱点。这些缺陷已经和正在给人们造成巨大的损失，这就要求我们寻找出更好的身份识别手段，来解决社会活动中日益凸显重要的你（我、他）是谁的问题。利用人体与生俱来的生物表象差别性进行身份识别——即生物识别，可以从根本上解决身份信息后天制造的问题。所以生物识别技术引起了人们的极大兴趣。

目前，生物识别技术的类型一般有DNA、血型、声纹、掌型、手指静脉血管纹路、耳纹、指纹、脸型和虹膜等。其中性价较好、技术较成熟并已被较广泛应用的生物识别技术有指纹识别、脸型识别和虹膜识别。实际应用中，指纹识别和脸型识别技术表现出了抗干扰性较弱、易被模仿、误识率较高等不尽理想的方面。但是，将人眼虹膜为对比模板的的虹膜识别技术，则表现出了与众不同的良好的可用性。这是由虹膜所具有的，有别于其它人体生物特征的显著特点所决定的。例如：不可模仿性、唯一性、自身不易被伤害的高安全性等。

经过多年的发展，虹膜识别技术已经是目前被公认的安全级别最高的生物识别技术。但是现在已经面市的虹膜识别产品中，多以单眼的虹膜摄录和比对为主。其存在的问题是：（1）、为了满足不同身高人群同时使用的要求，虹膜识别设备的安装高度一般都比较低。使用者必须采取或弯腰或踮脚的非自然姿势，才可以满足设备的要求。这种强迫的非自然体态的适应方式，不符合人们直立平视的生理特征；同时在无依托的情况下，近距离的用单眼去适应设备所规范的拍摄区域，也和人们日常生活中双眼直视目标的习惯不符；（2）、虹膜识别设备，在工作过程中一般仅显示登陆者的虹膜图像，而不显示面部（脸型）图像，故其直观性较差。不符合人们按图索骥的习惯性思维模式。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种结构简单、能够对人脸和眼睛进行自动检测与跟踪，变人体被动寻找设备为人机互动相互适应，还同时具有检测双虹膜和面部图像的自适应式双虹膜和面部图像检录识别机。

本发明的技术方案是：一种自适应式双虹膜和面部图像检录识别机，包括DSP嵌入式微处理器、图像编码器、步进电机、数据库，其中：所述DSP嵌入式微处理器与图像编码器、步进电机、数据库连接，所述图像编码器与IR摄像机、彩色摄像机、FPGA可编程逻辑控制器连接，所述数据库与FPGA可编程逻辑控制器和PAL编码器连接，所述步进电机与DSP嵌入式微处理器之间设置有电平隔离和转换驱动模块，所述步进电机与彩色摄像机通过转动装置连接，所述DSP嵌入式微处理器与红外LED阵列和显示器接口连接。

所述DSP嵌入式微处理器、图像编码器、步进电机、数据库、FPGA可编程逻辑控制器、PAL编码器、电平隔离和转换驱动模块、传动装置设置在壳体内，所述壳体上设置有控制面板，所述彩色摄像机设置在控制面板中间，所述IR摄像机和红外LED阵列依次由里向外设置在彩色摄像机左右两侧，所述IR摄像机和彩色摄像机上侧设置有取物镜，所述指示灯设置在取物镜上，所述显示器接口设置在壳体上。

所述IR摄像机上设置有滤光片，所述滤光片为两组不同波长，并进行真空镀膜，且具有增透膜的水晶滤光片，所述取物镜为单面可视镀膜镜其尺寸为85 mm *20mm，所述指示灯能发出红色光、蓝色光、绿色光。

所述电平隔离和转换驱动模块的芯片为双外围器件驱动芯片SN75452BD, 所述步进电动机型号为GSP-24RW-011。

本发明的有益效果是：

1、本发明能够对人脸和眼睛进行自动检测与跟踪，在原有设备的基础上进行改进，变人体被动寻找设备为人机互动相互适应，变单一显示虹膜图像为双虹膜图像和脸部图像同时显示，从而使得工作过程更加人性化，提高人们使用虹膜识别设备时的舒适感和友好感。

2、本发明舒适感好，通过取物镜的设置，为登录人员提供了一个在较远距离内就可以观看到自己双眼的参照物，双眼平视物体的状态完全满足人们日常的动作习惯，符合人体工程学原理的要求。

3、本发明的有效拍摄距离是315mm到345mm，远高于其它虹膜设备的95mm到110mm。这种设计也进一步提高了登陆者的舒适感。

     4、本发明具有看镜即定位功能，实时进行中心定位，取物镜为单面可视镀膜镜其尺寸为85mm*20mm，根据人体工程学原理和相关医学统计数据而设计，可以同时满足未成年人最小瞳孔间距450mm到最成年人最大瞳孔间距850mm的需要，人群中绝大部分的登录者，登录者可以很方便的在取物镜中看到自己的双眼，在看到自己双眼的同时，也就满足了拍摄所要求的中心位置的需要。

     5、本发明具有人机互动，同步调整距离功能，通过被截取虹膜的效面积，即可确定目标是否在有效的拍摄距离内，通过指示灯颜色的不同，登录者就可进行同步调整，可以快速满足有效拍摄距离的要求。

6、本发明具有人脸图像同步摄取功能，具有很强的直观性和心理可信度，彩色摄像机，可以同步摄取人脸图像并和虹膜图像一起在显示器上显示，使得特殊使用场合的检录（验证）人员可以同时验证人脸图像，极大地增加了检录的直观性和心理可信度。

附图说明：

图1为自适应式双虹膜和面部图像检录识别机的电气连接框图。

图2为控制面板结构示意图。

图3为自适应式双虹膜和面部图像检录识别机的工作原理流程图。

具体实施方式：

实施例：参见图1，图中，1-壳体，2-控制面板，3-红外LED阵列，4-IR摄像机，5-滤光片，6-彩色摄像机，7-取物镜,8-指示灯。

自适应式双虹膜和面部图像检录识别机，包括DSP嵌入式微处理器、图像编码器、步进电机、数据库，所述DSP嵌入式微处理器与图像编码器、步进电机、数据库连接，所述图像编码器与IR摄像机4、彩色摄像机6、FPGA可编程逻辑控制器连接，所述数据库与FPGA可编程逻辑控制器和PAL编码器连接，所述步进电机与DSP嵌入式微处理器之间设置有电平隔离和转换驱动模块，所述步进电机与彩色摄像机6通过转动装置连接，所述DSP嵌入式微处理器与红外LED阵列3和显示器接口连接。

DSP嵌入式微处理器、图像编码器、步进电机、数据库、FPGA可编程逻辑控制器、PAL编码器、电平隔离和转换驱动模块、传动装置设置在壳体1内，壳体1上设置有控制面板2，彩色摄像机6设置在控制面板2中间，IR摄像机4和红外LED阵列3依次由里向外设置在彩色摄像机6左右两侧，IR摄像机4和彩色摄像机6上侧设置有取物镜7，指示灯8设置在取物镜7上，显示器接口设置在壳体1上。

IR摄像机4上设置有滤光片5，滤光片5为两组不同波长，并进行真空镀膜，且具有增透膜的水晶滤光片，取物镜7为单面可视镀膜镜其尺寸为85 mm *20mm，指示灯8能发出红色光、蓝色光、绿色光。

电平隔离和转换驱动模块的芯片为双外围器件驱动芯片SN75452BD, 步进电动机型号为GSP-24RW-011。

使用时，当登录者进入到摄像机的有效拍摄范围后，以正常平视状态观看取物镜7，彩色摄像机6即可采集到有效信息，并以专有的计算方法感知采集到登录者的脸部位置，在DSP嵌入式处理器的控制下，步进电机通过转动装置带动彩色摄像机6以125mm/s的速度绕该单区域的水平轴上（下）转动，将彩色摄像机6调整到系统约定的拍摄位置处进行拍摄，在DSP嵌入式处理器的控制下判断摄录区域中是否有双眼的图像，确认该图像是否处于正确的拍摄区域，并以色光的方式提示登录人员，登录者就可以根据指示灯8的指示同步调整距离完成登录，当满足拍摄条件后，IR摄像机4即以每秒30桢的速度快速摄录虹膜图像，DSP嵌入式处理器在拍摄的过程中同步完成比对和认证等处理程序，并将两只眼睛的虹膜和脸型的图像同时在显示器上显示，供管理人员进行直观的比对和后续工作。

脸部检测原理：

将脸部区域按三庭（发际至眉心为“上庭”，眉心至鼻底为“中庭”、鼻底至下颏为“下庭”）五眼（以眼睛水平中心线划分为五只眼睛的宽度）的划分方法，将“三庭”的每一“庭”分别作为检测样本，先将登录者的脸部信息按照“三庭五眼”方法进行采集，然后把图像信息处理变为数据信息存储在数据库中。

脸部跟踪的三种不同状态：

（1）、“上庭”先入跟踪方式：当登录者的身高低于设备约定工作高度时，脸部的“上庭”区域将首先进入彩色摄像机6的拍摄范围，此时DSP嵌入式处理器会将计算结果以控制命令的方式，传输给电平隔离和转换驱动模块，通过控制步进电机把彩色摄像机向下旋转一个角度至“中庭”区域；（2）、“中庭”先入跟踪方式：当登录者的身高符合设备约定的工作高度时，脸部“中庭”的区域会恰好位于彩色摄像机6的有效拍摄范围，此时，DSP嵌入式处理器不把需要执行的控制命令传输给电平隔离和转换驱动模块，步进电机不动作；（3）“下庭”先入跟踪方式：当登录者的身高高于设备工作约定高度时，脸部的“下庭”区域将首先进入彩色摄像机6的拍摄范围，此时DSP嵌入式处理器会将计算结果以控制命令的方式，传输给电平隔离和转换驱动模块，通过控制步进电机把彩色摄像机向上旋转一个角度至“中庭”区域。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (4)

1.一种自适应式双虹膜和面部图像检录识别机，包括DSP嵌入式微处理器、图像编码器、步进电机、数据库，其特征是：所述DSP嵌入式微处理器与图像编码器、步进电机、数据库连接，所述图像编码器与IR摄像机、彩色摄像机、FPGA可编程逻辑控制器连接，所述数据库与FPGA可编程逻辑控制器和PAL编码器连接，所述步进电机与DSP嵌入式微处理器之间设置有电平隔离和转换驱动模块，所述步进电机与彩色摄像机通过转动装置连接，所述DSP嵌入式微处理器与红外LED阵列和显示器接口连接。

2.根据权利要求1所述的自适应式双虹膜和面部图像检录识别机，其特征是：所述DSP嵌入式微处理器、图像编码器、步进电机、数据库、FPGA可编程逻辑控制器、PAL编码器、电平隔离和转换驱动模块、传动装置设置在壳体内，所述壳体上设置有控制面板，所述彩色摄像机设置在控制面板中间，所述IR摄像机和红外LED阵列依次由里向外设置在彩色摄像机左右两侧，所述IR摄像机和彩色摄像机上侧设置有取物镜，所述指示灯设置在取物镜上，所述显示器接口设置在壳体上。

3.根据权利要求2所述的自适应式双虹膜和面部图像检录识别机，其特征是：所述IR摄像机上设置有滤光片，所述滤光片为两组不同波长，并进行真空镀膜，且具有增透膜的水晶滤光片，所述取物镜为单面可视镀膜镜其尺寸为85 mm *20mm，所述指示灯能发出红色光、蓝色光、绿色光。

4.根据权利要求1所述的自适应式双虹膜和面部图像检录识别机，其特征是：所述电平隔离和转换驱动模块的芯片为双外围器件驱动芯片SN75452BD, 所述步进电动机型号为GSP-24RW-011。