CN105320932A - 虹膜识别终端及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在虹膜识别终端中使凝视现象最小化的终端。所述虹膜识别终端可以通过包括眼球反射单元，使凝视现象最小化。此外，还能够通过在显示单元上显示定位器，使凝视现象最小化。佩戴眼镜的人可能在虹膜识别终端上经历镜面光，但是本公开的终端消除镜面光。终端确定镜面光的位置，并且基于测定，将消除位置引导给使用者，因此能够快速并且精确地进行虹膜识别。

Description

虹膜识别终端及方法

技术领域

本公开涉及一种虹膜识别终端及方法。由于典型的键盘、访问控制卡等因为容易被盗、丢失或复制而具有相对低的安全性；需要携带；并且需要记住密码，而具有限制性，为了消除这样的限制，正在进行关于确保更高安全性和更大便利性的个体识别技术的许多研究。

背景技术

其中，生物特征识别系统逐渐商业化，并且生物特征识别是提取一个人与另一个人不同的生物信息(指纹、脸部、虹膜、视网膜、手形、手背静脉、声音等)，并且进行确定。通过使用相机捕捉相应的身体部分的图像，从而提取用于识别的信息，并且其中，通过虹膜识别的个人识别系统被广泛地使用。

虹膜识别终端是识别访问者的虹膜以识别来人身份的装置。由于复制或伪造虹膜是困难的，所以这样的虹膜识别系统作为新的安全系统占据了中心舞台。虹膜识别系统安装在门上、墙上或者单独地来识别访问者的身份。

最近，虹膜识别终端也用于便携式终端，以识别使用者的身份。在这个过程中，由于使用者看的屏幕不同于捕捉使用者的图像的相机的透镜的位置，所以出现凝视现象，因此在识别虹膜中存在困难。

此外，对于佩戴眼镜的使用者，反射到眼镜的光起到阻碍虹膜识别的作用。因此，存在由于镜面光，使用者每次进行虹膜识别时不得不摘下眼镜，或者与正常操作相比，增加了识别时间的不便。

发明内容

实施方式提供一种虹膜识别终端以及虹膜识别方法，所述虹膜识别终端通过使用者看的虹膜识别终端的点和从其照射红外线的虹膜识别终端的点的匹配，更加容易地进行虹膜识别。

具体地，实施方式提供一种虹膜识别终端，由于相机典型地位于便携式终端的显示单元的上部处，所述虹膜识别终端能够通过使使用者的眼睛和从其照射红外线的装置的点之间的匹配最大化，快速并且精确地进行虹膜识别。

此外，可能存在这样的情况，由于来自眼镜的镜面光，佩戴眼镜的人不能正确地获得虹膜的图像。在这种情况下，实施方式提供一种虹膜识别装置，其通过在显示单元上显示能够使使用者消除镜面光的定位器，提供快速并且精确地虹膜识别，而没有要摘掉眼镜的不便。

在一个实施方式中，虹膜识别终端包括：图像采集部分，其通过使用红外线采集使用者眼睛的虹膜的图像；图像处理部分，其从采集到的图像中识别虹膜；以及显示单元，其显示将眼球的位置引导给使用者的定位器，其中，图像采集部分包括眼球反射单元，其反射可见光并且透射红外线。

眼球反射单元可以是冷光镜和红外(IR)滤光片中的至少一个。

眼球反射单元可以包括可见光透射单元，其反射红外线并且透射可见光。

可见光透射单元可以包括可见光穿过的玻璃。

眼球反射单元可以包括凸镜。

显示单元可以在图像采集部分附近显示定位器。

虹膜识别终端还可以包括镜面光探测单元，其确定镜面光的位置，其中，控制单元基于由镜面光探测单元确定的镜面光的位置，将消除位置引导给使用者，并且显示单元显示定位器，所述定位器显示从控制单元接收到的消除位置。

图像采集部分可以包括照明单元。

在另一个实施方式中，虹膜识别方法包括：将红外线照射到使用者的眼球；通过窄角图像采集单元，采集由照射的红外线照亮的眼球的图像；采集通过将由窄角图像采集单元采集的图像包括在由广角图像采集单元采集的角度中而获得的图像；确定包括由窄角图像采集单元采集的图像的图像上，使用者的眼球是否在显示单元上显示的定位器之内；以及当使用者的眼球在定位器之内时，提取虹膜模式并且识别虹膜，其中，在图像采集部分的附近显示定位器。

在下面的附图和说明中阐述了一个或多个实施方式的细节。从说明书和附图中，以及从权利要求书中，其他特征将是显而易见的。

附图说明

图1是根据一个实施方式的虹膜识别终端的框图。

图2是示出了图像采集部分的组件的布局的正视图。

图3是图2的图像采集部分的横截面视图。

图4是根据一个实施方式的虹膜识别过程的流程图。

图5呈现了当眼球区定位器显示在显示单元上时的情况。

图6呈现了当使用者的眼球显示在包括眼反射单元的虹膜识别终端的眼球反射单元上时的情况。

图7是当佩戴眼镜的使用者识别他或她的虹膜时产生镜面光时，通过消除镜面光采集图像的过程的流程图。

图8a和图8b呈现了能够通过显示定位器使使用者消除镜面光的过程。

具体实施方式

以下参考附图详细描述本公开的实施方式，以便本领域技术人员可以容易地实践本公开。然而，本公开可以以多种不同方式实现，并且不局限于本文描述的实施方式。此外，为了使本公开清楚，在附图中不提供与说明书不相关的部分，并且在整个公开中相同的部分具有相同的参考标记。

此外，当描述一部分包括一个组件时，应当理解，如果没有与之相反的具体描述，则所述部分可以不排除还包括其他组件。

以下参考附图更加详细地描述一些实施方式。为了容易地写出说明书，给出或混合在以下描述中例如用于组件的“部分”、“模块”和“单元”的名词后缀。即，名词后缀本身不具有能够分别区别的意义或作用。

图1是根据一个实施方式的虹膜识别终端的框图。

如图1所示，根据一个实施方式的虹膜识别终端1包括图像处理部分100、图像采集部分200、显示单元300和控制单元400。

在一个实施方式中，图像处理部分100可以包括镜面光探测单元110、虹膜图像处理单元120、存储单元130和定位器供应单元140。本公开不局限于上述组件，并且可以增加其他组件。

镜面光探测单元110接收来自窄角图像采集单元210和广角图像采集单元220的使用者的图像，以确定是否存在镜面光。具体地，确定在虹膜周围是否存在干扰虹膜识别的镜面光。由于通过红外线的照射进行虹膜识别，由从窄角图像采集单元210采集的图像，而不是从广角图像采集单元220采集的图像来确定镜面光的存在与否，所述广角图像采集单元220难以采集红外线。

镜面光探测单元110确定接收到的图像的色度，在这种情况下，将接近确定的色度中的颜色的最大数量的部分确定为接近白色的部分。相应的点成为由图像上的白色表示的镜面光。镜面光探测单元110将相应的点上的信息传输到控制单元400，以当发现镜面光时，导致定位器的显示。

通过将从窄角图像采集单元210和广角图像采集单元220接收的图像与预先存储在存储单元130中的虹膜信息进行比较的过程，虹膜图像处理单元120识别虹膜。具体地，虹膜图像处理单元120从接收到的图像中提取关于使用者虹膜模式的信息，并且将关于提取的虹膜模式的信息与预先存储的虹膜模式进行比较，从而识别虹膜。可以通过虹膜图像处理单元120或控制单元400来进行与预先存储的虹膜的比较。

存储单元130存储关于要被识别的虹膜的模式信息。存储在存储单元130中的虹膜信息可以涉及单个人，也可以涉及多个人。存储单元130可以包括例如闪存式存储器、硬盘式存储器、多媒体卡微型存储器、卡片式存储器(例如，SD或XD存储器)、磁存储器、磁盘、光盘、RAM、SRAM、EEPROM和PROM的存储介质中的至少一个。

定位器供应单元140在显示单元300上显示容易进行虹膜识别的定位器。在一个实施方式中，定位器可以是使使用者的眼球和图像采集部分之间的距离最小的定位器。具体地，定位器位于预定距离之内。在另一个实施方式中，定位器可以是使使用者消除镜面光的定位器。

在一个实施方式中，图形采集部分200可以包括窄角图像采集单元210、广角图像采集单元220、照明单元230、红外照射单元240和眼球反射单元250。参考图2和图3详细讨论图像采集部分200。

图2是示出了图像采集部分200的组件的布局的正视图。

图3是图2的图像采集部分200的横截面视图。

参考图2，显示单元300总体上位于终端的中心处，并且图像采集部分200总体上位于显示单元300的上端部处。现在详细讨论每个组件。

窄角图像采集单元210采集通过红外照射单元240照亮的使用者眼球的图像。窄角图像采集单元210可以是除了相机之外的可以采集眼球图像的图像传感器或其他装置。

窄角图像采集单元210可以使用通过红外线和可见光两者的透镜。因此，窄角采集单元210可以采集从红外照射单元240照射的红外线，然后反射到使用者的眼球。

窄角图像采集单元210用狭窄的视角采集使用者眼球的图像。将由窄角图像采集单元210采集的图像传送给虹膜图像处理单元120，并且将所述图像与预先存储的虹膜模式进行比较，从而识别使用者眼睛的虹膜。

广角图像采集单元220采集具有比由窄角图像采集单元210采集的图像宽的范围的图像，包括使用者的眼球。为了采集具有比由窄角图像采集单元210采集的眼球的图像宽的范围的图像，广角图像采集单元220配置为用较宽的视角捕捉图像。

具体地，广角图像采集单元220可以配置为覆盖比窄角图像采集单元210宽的范围。广角图像采集单元220可以检查，具有由窄角图像采集单元210采集的狭窄区域，包括由窄角图像采集单元210采集的图像的图像对应的部分。

例如，当虹膜识别终端1面向使用者时，窄角图像采集单元210可以采集下颚、前额或背景，而不是使用者的眼球的图像。那么，存在仅用由窄角图像采集单元210采集图像，难以知道终端正在捕捉使用者的哪个部分的情况。然而，由于广角图像采集单元220覆盖比窄角图像采集单元210宽的区域，所以通过由广角图像采集单元220采集的图像，能够容易地知道窄角图像采集单元210正在捕捉使用者脸部的哪个部分。

类似于窄角图像采集单元210，广角图像采集单元220可以是除了相机之外的可以采集眼球图像的图像传感器或其他装置。

照明单元230将光提供给使用者。由于窄角图像采集单元210采集红外图像，晚上黑暗时也没有问题。然而，由于使用者基于在显示单元300上显示的图像或者反射到眼球反射单元250的形式试图识别虹膜，所以当在晚上没有光时，可能难以容易地识别虹膜。因此，使用者脸部可以显示在显示单元300上，从而能够通过由红外照射单元240将光照射在使用者脸部来识别。在一个实施方式中，照明单元230可以包括LED照明。具体地，可以使用白色LED作为用于容易地识别使用者外貌的LED照明。

眼球反射单元250提供使用者的外貌，特别是眼球周围的特征。在一个实施方式中，可以将眼球反射单元250附接到图像采集部分200的表面。在另一个实施方式中，可以通过插入到图像采集部分200的表面中来附接眼球反射单元250。

眼球反射单元250可以包括冷光镜和红外(IR)滤光片中的至少一个。冷光镜是指透射红外线并且反射可见光的镜子。通过从眼球反射单元250的外表面反射可见光，能够为使用者示出眼球周围的特征。另一方面，红外线经过眼球反射单元250，因此能够使窄角图像采集单元采集关于由红外线照亮的使用者的眼球的信息。

参考图3具体描述眼球反射单元250。

如图3所示，眼球反射单元250可以位于图像采集单元200的上端部处。如上所述，眼球反射单元250包括不可以透射可见光并且仅可以透射红外线的材料。因此，可以存在这样的情况，由于通过眼球反射单元250反射可见光，可以由窄角图像采集单元210采集通过红外照射单元240照亮的虹膜的图像，而广角图像采集单元220不可以采集图像。

因此，为了避免上述限制，如图3所示，眼球反射单元250可以包括透射可见光的可见光透射单元260，其恰好在窄角图像采集单元220的透镜的上面。具体地，在一个实施方式中，可见光透射单元260可以包括透射可见光的普通玻璃。在另一个实施方式中，可见光透射单元260可以是在竖直方向上通过眼球反射单元250的通孔。

眼球反射单元250还可以是凸镜。在一个实施方式中，眼球反射单元250的表面可以是凸镜。在另一个实施方式中，眼球反射单元可以是凸镜的形状。由于凸镜具有比平面镜更宽的单位面积的反射区域，所以能够在有限的区域上比平面镜更广泛地覆盖使用者脸部。

再次参考图2。

红外照射单元240将红外线照射到使用者的眼球。具体地，红外照射单元240将红外光应用于使用者的眼球。为了有效地将红外线照射到使用者的两个眼睛，两个红外照射单元240可以位于图像采集部分200的相对端部处。除了红外线之外，红外照射单元240可以使用可以最有效地检测用于虹膜定位或识别的虹膜模式的光线。在一个实施方式中，红外照射单元240可以照射约700nm至约900nm的红外线。

显示单元300接收并且显示来自窄角图像采集单元210和广角图像采集单元220的图像。此外，能够显示从定位器供应单元140接收的定位器。

控制单元400控制图像处理部分100、图像采集部分200和显示单元300中的至少一个。具体地，控制单元400可以能够使图像处理部分100将预先存储的虹膜模式与采集的虹膜模式进行比较，从而识别虹膜。此外，能够为使用者控制定位器的显示，用于基于识别出的镜面光的位置，消除镜面光。

图4是根据一个实施方式的虹膜识别过程的流程图。

在步骤S100中，红外照射单元240将红外线照射到使用者的眼球。两个红外照射单元240可以位于图像采集部分200的相对端部处，从而将红外线分别照射到使用者的两只眼睛。

在步骤S200中，通过窄角图像采集单元210采集由红外线照亮的眼球的图像。不同于广角图像采集单元220，窄角图像采集单元210包括可以透射红外线的透镜。因此，能够采集由红外线反射虹膜模式的图像。

在步骤S300中，广角图像采集单元220采集整个脸部的图像，包括由窄角图像采集单元210采集的眼球的图像。由于广角图像采集单元220包括红外线不能通过的透镜，广角图像采集单元220可以仅采集可见光图像。然而，由于窄角图像采集单元210可以仅采集具有狭窄范围的图像，所以在例如便携式终端的短距离捕捉物体的图像的装置中，其不能采集使用者的整个脸部的图像。因此，广角图像采集单元220可以采集具有比由窄角图像采集单元采集的图像宽的范围的图像，从而识别使用者的整个脸部。

在步骤S400中，显示单元300与眼球区域定位器一起显示采集的图像。在一个实施方式中，眼球区域定位器可以是矩形的。在另一个实施方式中，眼球区域定位器可以是在眼球反射单元上显示的形状。

在步骤S500中，控制单元400确定使用者的眼球是否处于眼球区域定位器之内。参考图5和图6描述步骤500。

图5呈现了当眼球区域定位器显示在显示单元300上时的情况。

通常，便携式终端包括在终端的上端部处的采集图像的相机。这是由于显示单元300应当位于终端的中心处。因此，存在造成点上不同的凝视现象，所述点上不同，即，使用者看的点是显示单元300所处的点，但是实际采集图像的点位于显示单元300的上端部处。

为了解决凝视现象，终端已经典型地通过由终端补偿，将使用者看的终端的点和实际采集的点匹配。然而，这样的方法需要复杂的补偿算法，并且还频繁发生即使带有补偿的结果也难以进行虹膜识别的情况。

在一个实施方式中，引导使用者眼球的位置的第一定位器310显示在显示单元300的上端部处。然而，第一定位器310不需要位于上端部处，并且显示位置可以根据图像采集单元200的位置变化。

在一个实施方式中，能够在接近于位于虹膜识别终端1的上端部处的图像采集部分200的显示单元300的上端部处显示第一定位器310，从而使凝视现象最小化。由于将第一定位器310显示为接近于图像采集部分200的位置，可以使使用者看的部分和实际采集图像的部分之间的区别最小。因此，在没有典型的、额外的补偿算法的情况下，能够简单地使凝视现象最小化。

具体地，第一定位器310显示在显示单元300的上端部处。使用者可以基于显示的第一定位器310，定位他或她的眼球。在一个实施方式中，第一定位器310可以最初显示为红色。当使用者的眼球定位在显示为红色的第一定位器310上时，相应的定位器可以改变成绿色。

图6呈现了当将使用者的眼球显示在包括眼球反射单元250的虹膜识别终端1上的眼球反射单元250上时的情况。

第二定位器320可以定位在图像采集部分200中。第二定位器320可以将适于虹膜识别的眼球的位置引导给使用者。将使用者的眼球反射到眼球反射单元250，并且可以将适于虹膜识别的位置以反射的形状引导给使用者。

因此，由于眼球反射单元250定位在图像采集部分200的表面上，使用者看的点可以明显地匹配实际采集图像的点。因此，通过使凝视现象最小化，终端可以快速地识别使用者眼睛的虹膜。

再次参考图4。

在步骤S600中，如果使用者的眼球定位在眼球区域定位器之内，则虹膜图像处理单元120进行虹膜识别。虹膜图像处理单元120从由红外线照亮的眼球的图像中提取虹膜模式，然后将提取的虹膜模式与预先存储的虹膜模式进行比较。也可以通过控制单元400进行与预先存储的虹膜模式的比较。

如果使用者的眼球没有定位在眼球区域定位器之内，则过程返回到步骤S100。

图7是在当佩戴眼镜的使用者识别他或她的虹膜时产生镜面光时，通过消除镜面光采集图像的过程的流程图。

由于通过使用者佩戴的眼镜反射红外线，镜面光表示为显示在图像上的白点。由于当在使用者眼睛的虹膜附近形成镜面光时，难以识别虹膜模式，所以需要消除镜面光的过程。

下面的步骤是从在图4的流程图上的步骤S400继续的。

在步骤S410中，镜面光探测单元110基于从广角图像采集单元220和窄角图像采集单元210接收到的图像，搜索使用者的眼球。在一个实施方式中，镜面光探测单元110可以在由广角图像采集单元220采集的图像上，搜索使用者脸部，然后，搜索使用者的眼球。在另一个实施方式中，镜面光探测单元110可以打开/关闭照明单元230的可见光，从而通过使用两个图像之间的区别搜索眼球。在另一个实施方式中，镜面光探测单元110可以通过使用眼球的特点使用搜索眼球的算法，以搜索眼球的位置。

在步骤S420中，镜面光探测单元110在显示的图像上搜索使用者的眼球，从而确定眼球周围是否存在镜面光340。镜面光340是通过从眼镜上反射红外线而获得的光，并且在图像上显示为白色。因此，镜面光340是具有最高色度的图像的一部分。镜面光探测单元110在从窄角图像采集单元210接收的图像上，搜索具有最高色度的一部分，从而确定是镜面光340的相应的部分。

在步骤S430中，如果镜面光340位于眼球周围，则控制单元400基于相应的镜面光的位置，确定使用者的消除位置。如果不存在镜面光340，或者如果存在镜面光340但是其不影响虹膜识别，则控制单元400也可以不确定消除位置。

在步骤S440中，控制单元400用定位器将确定的消除位置引导给使用者。下面参考图8a和图8b描述消除镜面光的过程。

图8a和图8b呈现了能够通过显示定位器使使用者消除镜面光340的过程。

参考图8a，可以看出，镜面光探测单元110已经在使用者眼球的左上端部处找到镜面光340。在这种情况下，由于镜面光340，难以进行虹膜识别，所以控制单元400可以控制显示在屏幕的上、下、左和右侧上的第三定位器330，以便使用者移动到右下端部。

参考图8b，可以看出，根据控制单元400的测定，在第三定位器330之中指出右侧和下侧的定位器可以显示为暗色。使用者可以根据相应的引导，移动他或她的脸部，从而消除镜面光340。

再次参考图7。

在使用者根据第三定位器330消除镜面光340之后，继续图4中的步骤S500，因此省略其描述。

根据一个实施方式的虹膜识别终端可以将眼球区域定位器提供给显示单元，因此使得使用者的眼睛和虹膜识别终端的红外照射单元的位置之间的匹配最大，由此更加精确地并且快速地识别使用者眼睛的虹膜。

根据一个实施方式的虹膜识别终端可以配置装置的上端部的整个或者部分带有冷光镜或红外滤光片，相机和红外照射单元放置在所述装置上，因此，使得使用者的眼睛和虹膜识别终端的红外照射单元的位置之间的匹配最大，由此更加精确地并且快速地识别使用者眼睛的虹膜。

根据一个实施方式的虹膜识别终端可以提供能够使佩戴眼镜的使用者消除镜面光的定位器，由此减少在佩戴眼镜的使用者识别虹膜的过程中的不便。

在上述实施方式中描述的特点、结构和效果包括在至少一个实施方式中，但是不局限于一个实施方式。此外，在每个实施方式中说明的特点、结构和效果可以由本领域技术人员在其他实施方式中结合或改变。因此，应当理解的是，涉及这样的结合和这样的变化的内容包括在实施方式的范围中。

实施方式主要如上所述。然而，它们仅仅是实例并且不局限于本公开。本领域技术人员可以理解的是，在不背离实施方式的本质特点的情况下，可以实现上面没有提出的许多变化和应用。例如，可以改变实施方式中具体表示的每个组件。此外，应当理解的是，涉及这样的变化和这样的应用的区别包括在以下权力要求中限定的本公开的范围中。

Claims (12)

1.一种虹膜识别终端，包括：

图像采集部分，其通过使用红外线采集使用者眼睛的虹膜的图像；

图像处理部分，其从采集到的图像中识别虹膜；

显示单元，其显示将眼球的位置引导给使用者的定位器，

其中，所述图像采集部分包括眼球反射单元，所述眼球反射单元反射可见光并且透

射所述红外线。

2.如权利要求1所述的虹膜识别终端，其中，所述眼球反射单元是冷光镜和红外滤光片中的至少一个。

3.如权利要求1所述的虹膜识别终端，其中，所述眼球反射单元包括可见光透射单元，所述可见光透射单元反射红外线并且透射可见光。

4.如权利要求3所述的虹膜识别终端，其中，所述可见光透射单元包括可见光穿过的玻璃。

5.如权利要求1所述的虹膜识别终端，其中，所述眼球反射单元包括凸镜。

6.如权利要求1所述的虹膜识别终端，其中，所述显示单元在与所述图像采集部分相隔预定的距离之内显示所述定位器。

7.如权利要求1所述的虹膜识别终端，还包括确定镜面光的位置的镜面光探测单元，

其中，所述控制单元基于由所述镜面光探测单元确定的镜面光的位置，将消除位置引导给使用者，并且

所述显示单元显示定位器，所述定位器显示从所述控制单元接收到的消除位置。

8.如权利要求1所述的虹膜识别终端，其中，所述图像采集部分包括照明单元。

9.一种虹膜识别方法，包括：

将红外线照射到使用者的眼球；

通过窄角图像采集单元，采集由所述照射的红外线照亮的眼球的图像；

采集通过将由所述窄角图像采集单元采集的图像包括在由广角图像采集单元采集的角度中而获得的图像；

确定在包括由所述窄角图像采集单元采集的图像的图像上，所述使用者的眼球是否在显示单元上显示的定位器之内；以及

当所述使用者的眼球在所述定位器之内时，提取虹膜模式并且识别虹膜，

其中，在所述图像采集部分的附近显示所述定位器。

10.如权利要求9所述的虹膜识别方法，其中，所述虹膜的识别包括，在提取所述使用者的虹膜模式之后，将所述提取的虹膜模式与预先存储在存储单元中的虹膜模式进行比较，并且识别所述虹膜。

11.如权利要求9所述的虹膜识别方法，还包括：

确定在所述采集到的图像上是否存在镜面光；

确定所述镜面光的位置；以及

基于所述确定的位置，在显示单元上显示定位器。

12.如权利要求11所述的虹膜识别方法，还包括通过使用所述采集到的图像上的色度，确定所述镜面光的位置。