CN105787477A - 虹膜识别方法及终端 - Google Patents

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CN105787477A CN201610221881.9A CN201610221881A CN105787477A CN 105787477 A CN105787477 A CN 105787477A CN 201610221881 A CN201610221881 A CN 201610221881A CN 105787477 A CN105787477 A CN 105787477A
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Abstract

本发明属于生物特征识别和身份认证技术领域,具体涉及一种虹膜识别方法及终端。其包括有一种虹膜识别方法,其特征在于,包括以下步骤:启动图像采集单元采集被摄对象的人脸活动图像并在用户界面中予以显示;并发启动虹膜摄像单元采集所述被摄对象的虹膜图像;当人脸活动图像满足预设约束条件时,对所述虹膜图像所表征的用户身份信息进行鉴别。本方案能避免在没有图像采集单元采集的动态图像作为参照时,虹膜摄像单元采集虹膜图像时耗时长、而易被第三方软件截获的风险,且整个虹膜摄像单元只是采集虹膜图像并不会存储和显示该虹膜图像,进一步提高整个系统的安全性。

Description

虹膜识别方法及终端
【技术领域】
[0001]本发明属于生物特征识别和身份认证技术领域,具体涉及一种虹膜识别方法及终端。
【背景技术】
[0002]随着信息科技的日益发展,生物特征识别技术也越来越融入到人们的日常生活中。由于信息技术领域里对于各级权限验证的频度明显增大,使用密码、IC卡等加密手段容易被人窃取,加上遗失等偶然事件会给使用者带来诸多不便。生物特征识别和安全认证技术是通过利用人体所固有的生物特征或行为特征来进行个人身份安全认证,这些生物或行为特征包括人脸、指纹、虹膜、掌纹、笔迹和语音,其中虹膜是身体面对外界最复杂的组织,且具有生物活性、非接触性、唯一性、稳定性、防伪性等生物特性,因而虹膜识别被广泛认为是最具有前途的生物特征识别和安全认证技术之一,是具有高精度、非侵犯性、简单易用的生物特征识别和安全认证方法。
[0003]现有技术中的虹膜识别方法和终端都是采用单摄像头进行虹膜采集,给定使用者在镜头前一个较小的对焦范围,让使用者在这个范围内注视虹膜摄像头并且前后移动,摄像机从拍摄的多张虹膜图像中选定一副相对质量好的。例如松下公司推出的BM-ET100US。该方法的明显缺点就是虹膜摄像机需要拍摄多张虹膜图像,过程长易被第三方软件截获,且虹膜图像在传输、预览过程中也容易被第三方软件截获,存在安全隐患。
【发明内容】
[0004]本发明的目的旨在解决上述至少一个问题,提供了 一种虹膜识别方法,相应的,还提供了一种基于虹膜识别方法的虹膜终端。
[0005]为实现该目的,本发明采用如下技术方案:
[0006]提供了 一种虹膜识别方法,其包括以下步骤:
[0007]启动图像采集单元采集被摄对象的人脸活动图像并在用户界面中予以显示;
[0008]并发启动虹膜摄像单元采集所述被摄对象的虹膜图像;
[0009]当人脸活动图像满足预设约束条件时,对所述虹膜图像所表征的用户身份信息进行鉴别。
[0010]根据本发明的一个实施例所揭示,所述人脸活动图像满足约束条件是指人脸活动图像满足预设的灰度差阈值。
[0011]根据本发明的又一个实施例所揭示,所述人脸活动图像满足约束条件是指人脸活动图像的双眼图像显示在所述用户界面上。
[0012]进一步的,所述对所述虹膜图像所表征的用户身份信息进行鉴别的步骤中,还包括:
[0013]从采集的虹膜图像中提取特征点;
[0014]将提取的特征点与预存的虹膜模板信息进行比较,根据比较结果对虹膜图像所表征的用户身份信息进行鉴别。
[0015]具体的,通过对所述采集的虹膜图像进行分割,来提取其中的特征点。
[0016]进一步的,所述将提取的特征点与预存的虹膜模板信息进行比较,根据比较结果对虹膜图像所表征的用户身份信息进行鉴别的步骤中,还包括:
[0017]采用预设的加密算法对提取的特征点进行加密、并向预设的鉴权单元发送该特征占.V ,
[0018]在所述鉴权单元中将提取的特征点与预存的虹膜模板信息进行比较,根据比较结果对虹膜图像所表征的用户身份信息进行鉴别。
[0019]具体的,所述加密算法为对称加密算法和/或非对称加密算法。
[0020]进一步的,在所述鉴权单元中将提取的特征点与预存的虹膜模板信息进行比较,根据比较结果对虹膜图像所表征的用户身份信息进行鉴别的步骤之前,还包括:
[0021 ]鉴权单元解密所述加密的特征点,采集其特征点。
[0022]具体的,所述根据比较结果对虹膜图像所表征的用户身份信息进行鉴别的步骤中,包括:
[0023]当提取的特征点与预存的虹膜模板信息相匹配时,确定所述用户的身份合法。
[0024]进一步的,在所述当人脸活动图像满足预设约束条件时,对所述虹膜图像所表征的用户身份信息进行鉴别步骤之前,还包括步骤:
[0025]启动虹膜摄像单元采集所述被摄对象的虹膜图像;
[0026]提取所述虹膜图像中的特征点并加工为虹膜模板信息存储。
[0027]进一步的,所述提取所述虹膜图像中的特征点并加工为虹膜模板信息存储的步骤中,还包括:
[0028]向预设的鉴权单元发送所述虹膜图像中的特征点;
[0029]在所述鉴权单元中将所述特征点加工为虹膜模板信息并存储。
[0030]具体的,在向预设的鉴权单元发送该特征点的步骤之后,还包括步骤:删除该特征点。
[0031]具体的,在所述鉴权单元中将所述特征点加工为虹膜模板信息并存储的步骤中,还包括步骤:
[0032]在所述鉴权单元中将所述特征点加工为虹膜模板信息后,对所述虹膜模板信息进"ίΤ加密、并存储。
[0033]本发明还提供了一种虹膜识别终端,其包括有:
[0034]人脸图像采集模块,用于启动图像采集单元采集被摄对象的人脸活动图像并在用户界面中予以显示;
[0035]虹膜采集模块,用于并发启动虹膜摄像单元采集所述被摄对象的虹膜图像;
[0036]鉴别模块,用于当人脸活动图像满足预设约束条件时,对所述虹膜图像所表征的用户身份信息进行鉴别。
[0037]根据本发明的一个实施例所揭示,所述人脸活动图像满足约束条件是指人脸活动图像满足预设的灰度差阈值。
[0038]根据本发明的另一个实施例所揭示,所述人脸活动图像满足约束条件是指人脸活动图像的双眼图像显示在所述用户界面上。
[0039]具体的,所述鉴别模块还包括有提取单元和比较单元,
[0040]所述提取单元,用于从采集的虹膜图像中提取特征点;
[0041]所述比较单元,用于将提取的特征点与预存的虹膜模板信息进行比较,根据比较结果对虹膜图像所表征的用户身份信息进行鉴别。
[0042]具体的,所述提取单元通过对所述采集的虹膜图像进行分割,来提取其中的特征点。
[0043]具体的,所述比较单元还用于采用预设的加密算法对提取的特征点进行加密、并向预设的鉴权单元发送该特征点;
[0044]及在所述鉴权单元中将提取的特征点与预存的虹膜模板信息进行比较,根据比较结果对虹膜图像所表征的用户身份信息进行鉴别。
[0045]具体的,所述加密算法为对称加密算法和/或非对称加密算法。
[0046]进一步的,所述比较单元还用于在所述鉴权单元中将提取的特征点与预存的虹膜模板信息进行比较,根据比较结果对虹膜图像所表征的用户身份信息进行鉴别的之前,在所述鉴权单元解密所述加密的特征点,采集其特征点。
[0047]具体的,所述比较单元还用于当提取的特征点与预存的虹膜模板信息相匹配时,确定所述用户的身份合法。
[0048]进一步的,还包括有虹膜模板提取模块,
[0049]所述虹膜模板提取模块,用于在所述鉴别模块中对所述虹膜图像所表征的用户身份信息进行鉴别之前,
[0050]启动虹膜摄像单元采集所述被摄对象的虹膜图像;
[0051 ]提取所述虹膜图像中的特征点并加工为虹膜模板信息存储。
[0052]进一步的,所述虹膜模板提取模块还用于向预设的鉴权单元发送所述虹膜图像中的特征点;
[0053]在所述鉴权单元中将所述特征点加工为虹膜模板信息并存储。
[0054]进一步的,还包括有删除模块,用于在向预设的鉴权单元发送该特征点之后,删除该特征点。
[0055]具体的,所述虹膜模板提取模块还用于在所述鉴权单元中将所述特征点加工为虹膜模板信息后,对所述虹膜模板信息进行加密并存储。
[0056]与现有技术相比,本发明具备如下优点:
[0057] 1、本发明提供了一种虹膜识别方法,其通过图像采集单元采集被摄对象的人脸活动图像并在用户界面中予以显示,以便于人们在用户界面中看到自己的活动人脸图像;并发启动虹膜摄像单元采集所述被摄对象的虹膜图像,且当人脸活动图像满足预设约束条件时,对所述虹膜图像所表征的用户身份信息进行鉴别。即本发明中用户可以依照可视化用户界面中显示的活动图像,来调整自己的姿势;当所显示的人脸活动图像满足预设约束条件时,对所述虹膜图像所表征的用户身份信息进行鉴别。避免在没有图像采集单元采集的动态图像作为参照时,虹膜摄像单元采集虹膜图像时耗时长、而易被第三方软件截获的风险,且整个虹膜摄像单元只是采集虹膜图像并不会存储和显示该虹膜图像,进一步提高整个系统的安全性。
[0058] 2、进一步的,本发明中根据采集的虹膜图像对虹膜图像所表征的用户身份信息进行鉴别的步骤中,从采集的虹膜图像中提取特征点,采用预设的加密算法对特征点进行加密,并向预设的鉴权单元发送该虹膜图像,然后在鉴权单元中解密并提取特征点,将提取的特征点与预存的虹膜模板信息进行比较,根据比较结果对虹膜图像所表征的用户身份信息进行鉴别;即特征点、虹膜模板信息均存储在鉴权单元中,且对该虹膜图像的特征点提取和鉴权过程也在鉴权单元中完成,使得位于鉴权单元外的第三方应用无法截获该虹膜模板特征点,在提供保密性好的鉴权单元时,能进一步提高方案的安全性。
[0059] 3、进一步的,本发明中在向预设的鉴权单元发送所述虹膜图像的特征点之后,删除了该特征点;即删除已发送到鉴权单元的特征点,降低位于鉴权单元外的第三方应用截获虹膜特征点的风险,提供方案的安全性。
[0060]本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,这些将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
【附图说明】
[0061]本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
[0062]图1是本发明中一种虹膜识别方法的一个实施例的程序流程图;
[0063]图2是本发明中一种虹膜识别方法的一个实施例的程序流程图;
[0064]图3是本发明中一种虹膜识别终端的一个实施例的结构框图;
[0065]图4是本发明中一种虹膜识别终端的一个实施例的结构框图。
【具体实施方式】
[0066]下面结合附图和示例性实施例对本发明作进一步地描述,其中附图中相同的标号全部指的是相同的部件。此外,如果已知技术的详细描述对于示出本发明的特征是不必要的,则将其省略。
[0067]下面结合附图和示例性实施例对本发明作进一步地描述,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能解释为对本发明的限制。此外,如果已知技术的详细描述对于示出本发明的特征是不必要的,则将其省略。
[0068]本技术领域技术人员可以理解,除非特意声明,这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是,本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件,但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解,当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时,它可以直接连接或耦接到其他元件,或者也可以存在中间元件。此外,这里使用的“连接”或“親接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。
[0069]本技术领域技术人员可以理解,除非另外定义,这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语),具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是,诸如通用字典中定义的那些术语,应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义,并且除非像这里一样被特定定义,否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
[0070]本技术领域技术人员可以理解,这里所使用的“终端”、“终端设备”既包括无线信号接收器的设备,其仅具备无发射能力的无线信号接收器的设备,又包括接收和发射硬件的设备,其具有能够在双向通信链路上,执行双向通信的接收和发射硬件的设备。这种设备可以包括:蜂窝或其他通信设备,其具有单线路显示器或多线路显示器或没有多线路显示器的蜂窝或其他通信设备;PCS(Personal Communicat1ns Service,个人通信系统),其可以组合语音、数据处理、传真和/或数据通信能力;PDA(Personal Digital Assistant,个人数字助理),其可以包括射频接收器、寻呼机、互联网/内联网访问、网络浏览器、记事本、日历和/或GPS(Global Posit1ning System,全球定位系统)接收器;常规膝上型和/或掌上型计算机或其他设备,其具有和/或包括射频接收器的常规膝上型和/或掌上型计算机或其他设备。这里所使用的“终端”、“终端设备”可以是便携式、可运输、安装在交通工具(航空、海运和/或陆地)中的,或者适合于和/或配置为在本地运行,和/或以分布形式,运行在地球和/或空间的任何其他位置运行。这里所使用的“终端”、“终端设备”还可以是通信终端、上网终端、音乐/视频播放终端,例如可以是PDA、MID(Mobile Internet Device,移动互联网设备)和/或具有音乐/视频播放功能的移动电话,也可以是智能电视、机顶盒等设备。
[0071]有必要先对本发明的应用场景及其原理进行如下的先导性说明。
[0072]本发明的有关方法和终端的应用场景,是以带有图像获取单元、虹膜摄像单元及可视化显示界面的智能设备为下文中所述的终端。例如智能手表和智能手机等,其中图像获取单元可以为摄像头,可用于采集用户的动态图像,便于用户依据界面中显示的动态图像调整自己的姿态,且在智能设备中设置有加密的鉴权单元,便于在加密的鉴权单元中对采集的虹膜图像中的特征点进行处理和存储,提高方案的安全性。需要说明的是,该描述仅是示例性的,本发明的范围并不限于此。
[0073]以下将详细说明为了运用上述的原理实现上述的场景而提出的本发明的若干技术方案的具体实施方式。需要说明的是,本发明提供了一种虹膜识别方法,从终端的视角来描述该虹膜识别方法,可以通过编程将该虹膜识别方法实现为计算机程序在终端设备上实现,其包括但不限于智能手表、智能手机、智能验证终端等需要对用户身份进行鉴权的设备。
[0074]请参阅图1,本发明的一种虹膜识别方法的一个典型实施例,具体包括以下步骤:
[0075] Sll,启动图像获取单元获取被摄对象的人脸活动图像并在用户界面中予以显示。
[0076]在本发明方案中,所述图像获取单元可以但不限定为摄像机设备,所述图像获取单元可以采集用户的动态图像,且所述图像获取单元与内部微处理器电性连接,微处理器能检测图像获取单元采集的图像的灰度差阈值,以此来判定所述用户的眼部图像是否显示在可视化的用户界面中;或者微处理器通过对人脸活动图像的识别,判断所采集的当前用户图像中是否包括有被摄对象的眼部图像,便于虹膜摄像单元采集所述被摄对象的虹膜图像。需要说明的是,所述用户界面是显示屏。
[0077]进一步的,本发明所述的一种虹膜识别方法中,还包括有步骤:
[0078] S12,并发启动虹膜摄像单元采集所述被摄对象的虹膜图像。
[0079]需要说明的是,前述图像获取单元可获取用户的人脸活动图像,且并发启动的该虹膜摄像单元能采集所述被摄对象的虹膜图像。需要说明的是,这里所述的虹膜摄像单元采集虹膜图像,实际上是指该虹膜摄像单元不断的扫描预览被摄对象的虹膜图像,并不会获取和存储采集到的虹膜图像,当扫描到新的虹膜图像时,会覆盖之前的虹膜图像,该方案有利于提高整个系统的安全性,而不会存在被第三方软件截获的风险。
[0080]进一步的,本发明所述的一种虹膜识别方法中,还包括有步骤:
[0081] S13,当人脸活动图像满足预设约束条件时,对所述虹膜图像所表征的用户身份信息进行鉴别。
[0082]具体的,当获取的人脸活动图像中的眼部图像满足约束条件时,将所述虹膜摄像单元所采集的虹膜图像送入预设的鉴权单元中、对该虹膜图像所表征的用户身份信息进行鉴别。需要说明的是,所述采集的人脸活动图像中的眼部图像满足约束条件,可根据约束条件的不同而由以下不同的实施例实现。
[0083] 1、在本发明的一个实施例中,所述约束条件是指眼部图像满足预设的灰度差阈值。具体的,用户可以依据显示在用户界面中的动态图像,调整自己的前后或左右位置使得眼睛动态图像处于图像获取单元的视野范围内,通过所述图像获取单元不断传输采集到的人脸活动图像到处理器,处理器中图像灰度识别部分检测到动态图像由暗变亮时,对整个图像进行抽样。例如,所述每帧图像大小为1024*708,将图像分为多个5*5的子块,抽取中间一点像素的值代表该子块的灰度值,逐个采集像素图像的灰度值,若整个图像中间部分图像抽样的灰度值低于周围抽样的灰度值,可初步设定该图像为眼部图像;但是为了精确提高对眼部图像的检测精度,可假定整个图像中灰度值最低的一点为初始瞳孔中心,从该初始瞳孔中心向上、下、左、右四个方向进行边缘检测,当检测到灰度差大于预设的灰度差阈值时,可判断采集了用户的眼部图像。
[0084]进一步的,需要预先设置好图像获取单元与所述虹膜摄像单元之间的相对位置,使得当图像获取单元中的动态图像满足预设的约束条件时,用户的虹膜图像可以显示在虹膜摄像单元的摄像范围内,更精确的说,所述虹膜摄像单元可以通过一次性拍摄采集清晰度较高的虹膜图像。满足前述约束条件下,对所述虹膜图像所表征的用户身份信息进行鉴别,需要说明的是,所述虹膜摄像单元可以是虹膜摄像头。
[0085] 2、在本发明的一个实施例中,所述眼部图像满足约束条件是指人脸活动图像的双眼图像显示在所述用户界面上。具体的,该实施例中,所述眼部图像可以完整显示在用户界面上;当然,也可以不完整的显示在用户界面上,但是眼部图像中虹膜图像对应的位置需要显示在用户界面上。当然,需要预先设置好图像获取单元与所述虹膜摄像单元之间的相对位置,使得当图像获取单元中的动态图像满足预设的约束条件时,用户的虹膜图像可以显示在虹膜摄像单元的摄像范围内,更精确的说,所述虹膜摄像单元可以采集清晰度较高的虹膜图像。满足前述约束条件下,通过微处理器中后台服务进程静默将采集的虹膜图像中的特征点发送到预设的鉴权单元中进行鉴别。需要说明的是,所述虹膜摄像单元可以是虹膜摄像头。
[0086]进一步的,对所述虹膜图像所表征的用户身份信息进行鉴别时,需要从该虹膜摄像单元中采集的虹膜图像中提取特征点,然后将提取的特征点与预存的虹膜模板信息进行比较,根据比较结果对虹膜图像所表征的用户身份进行鉴别。
[0087]具体的,在本发明的一个实施例中,通过虹膜摄像单元采集虹膜图像后,将虹膜图像发送到处理器中提取其特征点,然后将该特征点发送到已加密的鉴权单元,在所述鉴权单元中将提取的特征点与预存的虹膜模板信息进行比较,根据比较结果对虹膜图像所表征的用户身份信息进行鉴别。具体的,在本发明的一个实施例中,可以通过对采集的虹膜图像进行切割,将瞳孔内的照明光斑填充为黑色,找到灰度值分布最低的一点,并结合瞳孔的边缘检测计算出上下左右四个半径,根据这四个半径取平均值再对瞳孔中心进行修正;利用Hough变换求出虹膜外圆的中心坐标和半径参数;根据瞳孔和虹膜外圆的半径和中心坐标参数将虹膜内部的瞳孔和外部的其他图像全部切割掉,剩下的图像部分为分割出来的虹膜图像的特征点。
[0088]其中所述鉴权单元可以是加密级装置,如在本发明的一个示例性实施例中,所述鉴权单元可以是ARM TZ模式下的加密安全芯片,将所述虹膜图像的特征点发送到该加密芯片中,在该加密芯片中对虹膜图像的特征点进行加工和处理,第三方应用无法截获该虹膜图像的特征点,能提高系统的安全性。需要说明的是,所述ARM TZ(TrustZone)模式是在ARM6基础上通过增加一条设置指令,有别于ARM中核心态与用户态的安全态,即在ARM处理器中设置一个孤立的执行单元,即本方案所述的鉴权单元,该鉴权单元与其他非安全执行环境相互隔离。具体的,所述TrustZone通过两个设备来保障物理内存的安全,其中一个是TrustZone的地址空间控制器(TZASC),其为AXI(Advanced extensible Interface)系统总线的一个总设备,用来将其从设备的地址空间划分为一系列内存空间;另一个是TrustZone存储适配器(TZMA),可以对片上静态内存RAM或者片上ROM划分安全分区。
[0089]具体的,本发明中,在ARM TZ模式下将虹膜图像的特征点、虹膜模板信息、以及对虹膜图像进行处理的代码存储在静态内存RAM或者ROM所划分安全分区内。该安全区域与非安全区域在硬件上隔离,且需要有访问权限才可访问该安全区域,该方案能有效防止第三方恶意软件的攻击,提高本方案的安全性。
[0090]进一步的,请参见附图2,在根据采集的虹膜图像对虹膜图像所表征的用户身份信息进行鉴别的步骤之前,还需要采集虹膜模板信息。具体的,在本发明的一个实施例中,还包括步骤:
[0091] SlOl,启动虹膜摄像单元采集所述被摄对象的虹膜图像;
[0092] S102,提取所述虹膜图像中的特征点并加工为虹膜模板信息存储。
[0093]当然,不难理解,本发明中对通过虹膜摄像单元采集眼部图像中的虹膜图像、并将所述虹膜图像中的特征点加工为虹膜模板信息并存储的步骤,相对于前述步骤Sll和S12的顺序不做限定,只要在根据采集的虹膜图像对虹膜图像所表征的用户身份信息进行鉴别的步骤之前即可。
[0094]进一步的,为了更进一步的提高整个系统的安全性,在本发明的一个实施中,是通过提取所述虹膜图像中的特征点后,然后向预设的鉴权单元发送所述特征点,并在所述鉴权单元中将所述虹膜图像加工为虹膜模板信息并存储。
[0095]其中所述鉴权单元可以是加密级装置,如在本发明的一个示例性实施例中,所述鉴权单元可以是ARM TZ模式下的加密安全芯片,将所述虹膜图像的特征点发送到该加密芯片中,在该加密芯片中对虹膜图像的特征点进行加工和处理,第三方应用无法截获该虹膜图像的特征点,能提高系统的安全性。需要说明的是,所述ARM TZ(TrustZone)模式是在ARM6基础上通过增加一条设置指令,有别于ARM中核心态与用户态的安全态,即在ARM处理器中设置一个孤立的执行单元,即本方案所述的鉴权单元,该鉴权单元与其他非安全执行环境相互隔离。具体的,所述TrustZone通过两个设备来保障物理内存的安全,其中一个是TrustZone的地址空间控制器(TZASC),其为AXI(Advanced extensible Interface)系统总线的一个总设备,用来将其从设备的地址空间划分为一系列内存空间;另一个是TrustZone存储适配器(TZMA),可以对片上静态内存RAM或者片上ROM划分安全分区。
[0096]具体的,本发明中,在ARM TZ模式下将虹膜图像的特征点、虹膜模板信息、以及对虹膜图像进行处理的代码存储在静态内存RAM或者ROM所划分安全分区内。该安全区域与非安全区域在硬件上隔离,且需要有访问权限才可访问该安全区域,该方案能有效防止第三方恶意软件的攻击,提高本方案的安全性。
[0097]当然,还可以对加工得到的虹膜模板信息进行加密后存储在鉴权单元中的存储单元中,如静态内存RAM或者ROM所划分安全分区内,其中可以采用对称加密算法或非对称加密算法来实现加密,本实施例对具体的加密算法不做限定。所述存储单元中的虹膜信息可以涉及单个人,也可以涉及多个人;其中所述存储单元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、磁存储器、磁盘、光盘、RAM、SRAM、EEPROM和PROM的存储介质中的至少一个。
[0098]更进一步的,在将所述虹膜图像发送到该鉴权单元后,还需要删除预留在鉴权单元外的虹膜图像,降低位于鉴权单元外的第三方应用截获虹膜图像的风险,提供方案的安全性。当然,还可以将采集的虹膜图像进行加密后,发送到鉴权单元中,鉴权单元中需要预设有与该加密算法对应的解密算法,用于解密采集其中的虹膜图像。
[0099]进一步的,为了提高所述步骤S13中虹膜图像的特征点与所述虹膜模板信息进行鉴别对比时的处理速度,同时减少虹膜模板的存储容量,在本发明的一个示例性实施例中,将所述虹膜图像的特征点加工或变换为虹膜图像模板时,可以采用一系列的算法进行处理,例如,可以使用傅里叶变换或者小波变换将虹膜图像加工而得到虹膜图像模板。
[0100]具体的,为了能进一步提高方案的安全性,根据采集的虹膜图像对虹膜图像所表征的用户身份信息进行鉴别的步骤中,采用预设的加密算法对采集的虹膜图像的特征点进行加密、并向预设的鉴权单元发送该特征点,其中所述的加密算法为对称加密算法和/或非对称加密算法,当然本实施例对具体的加密算法不做限定。然后在加密特性好的鉴权单元中解密并获取该特征点;将提取的特征点与预存的虹膜模板信息进行比较,根据比较结果对虹膜图像所表征的用户身份信息进行鉴别,当提取的特征点与预存的虹膜模板信息相匹配时,确定该用户的身份合法,反之该用户的身份则不合法。
[0101]综上所述,本发明提供了一种虹膜识别方法,其通过图像采集单元采集被摄对象的人脸活动图像并在用户界面中予以显示,以便于人们在用户界面中看到自己的活动人脸图像;并发启动虹膜摄像单元采集所述被摄对象的虹膜图像,且当人脸活动图像满足预设约束条件时,对所述虹膜图像所表征的用户身份信息进行鉴别。即本发明中用户可以依照可视化用户界面中显示的活动图像,来调整自己的姿势;当所显示的人脸活动图像满足预设约束条件时,对所述虹膜图像所表征的用户身份信息进行鉴别。避免在没有图像采集单元采集的动态图像作为参照时,虹膜摄像单元采集虹膜图像时耗时长、而易被第三方软件截获的风险,且整个虹膜摄像单元只是采集虹膜图像并不会存储和显示该虹膜图像,进一步提高整个系统的安全性。
[0102]进一步,依据计算机软件的功能模块化思维,本发明还提供了一种虹膜识别终端。请参见附图3,所述虹膜识别终端包括有人脸图像获取模块11、虹膜采集模块12和鉴别模块13,利用该人脸图像获取模块11、虹膜采集模块12和鉴别模块13来搭建起所述虹膜识别终端的原理框架,从而实现模块化实施方案。以下具体揭示各模块实现的具体功能。
[0103]所述人脸图像获取模块11,用于启动图像获取单元获取被摄对象的人脸活动图像并在用户界面中予以显示。
[0104]在本发明方案中,所述图像获取单元可以但不限定为摄像机设备,所述图像获取单元可以采集用户的动态图像,且所述图像获取单元与内部微处理器电性连接,微处理器能检测图像获取单元采集的图像的灰度差阈值,以此来判定所述人脸图像获取模块11获取的用户的眼部图像是否显示在可视化的用户界面中;或者所述人脸图像获取模块11通过微处理器对人脸活动图像的识别,判断所采集的当前用户图像中是否包括有被摄对象的眼部图像,便于虹膜摄像单元采集所述被摄对象的虹膜图像。需要说明的是,所述用户界面是显示屏。
[0105]进一步的,所述虹膜采集模块12,用于并发启动虹膜摄像单元采集所述被摄对象的虹膜图像。
[0106]需要说明的是,前述人脸图像获取模块11可获取用户的人脸活动图像,且并发启动所述虹膜采集模块12中虹膜摄像单元采集所述被摄对象的虹膜图像。需要说明的是,这里所述的虹膜采集模块12中虹膜摄像单元采集虹膜图像,实际上是指该虹膜摄像单元不断的扫描预览被摄对象的虹膜图像,即所述的虹膜采集模块12并不会获取和存储采集到的虹膜图像,当扫描到新的虹膜图像时,会覆盖之前的虹膜图像,该方案有利于提高整个系统的安全性,而不会存在被第三方软件截获的风险。
[0107]进一步的,所述鉴别模块13,用于当人脸活动图像满足预设约束条件时,对所述虹膜图像所表征的用户身份信息进行鉴别。
[0108]具体的,当前述人脸图像获取模块11获取的人脸活动图像中的眼部图像满足约束条件时,将所述虹膜采集模块12所采集的虹膜图像送入预设的鉴权单元中、对该虹膜图像所表征的用户身份信息进行鉴别。需要说明的是,所述采集的人脸活动图像中的眼部图像满足约束条件,可根据约束条件的不同而由以下不同的实施例实现。
[0109] 1、在本发明的一个实施例中,所述约束条件是指眼部图像满足预设的灰度差阈值。具体的,用户可以依据显示在用户界面中的动态图像,调整自己的前后或左右位置使得眼睛动态图像处于图像获取单元的视野范围内,通过所述人脸图像获取模块11不断传输采集到的人脸活动图像到处理器,处理器中图像灰度识别部分检测到动态图像由暗变亮时,对整个图像进行抽样。例如,所述每帧图像大小为1024*708,将图像分为多个5*5的子块,抽取中间一点像素的值代表该子块的灰度值,逐个采集像素图像的灰度值,若整个图像中间部分图像抽样的灰度值低于周围抽样的灰度值,可初步设定该图像为眼部图像;但是为了精确提高对眼部图像的检测精度,可假定整个图像中灰度值最低的一点为初始瞳孔中心,从该初始瞳孔中心向上、下、左、右四个方向进行边缘检测,当检测到灰度差大于预设的灰度差阈值时,可判断采集了用户的眼部图像。
[0110]进一步的,需要预先设置好所述人脸图像获取模块11中图像获取单元与所述虹膜采集模块12中虹膜摄像单元之间的相对位置,使得当图像获取单元中的动态图像满足预设的约束条件时,用户的虹膜图像可以显示在虹膜摄像单元的摄像范围内,更精确的说,所述虹膜摄像单元可以通过一次性拍摄采集清晰度较高的虹膜图像。满足前述约束条件下,将虹膜图像中特征点送入鉴别模块13中对所述虹膜图像所表征的用户身份信息进行鉴别,需要说明的是,所述虹膜摄像单元可以是虹膜摄像头。
[0111] 2、在本发明的一个实施例中,所述眼部图像满足约束条件是指人脸活动图像的双眼图像显示在所述用户界面上。具体的,该实施例中,所述人脸图像获取模块11中获取的所述眼部图像可以完整显示在用户界面上;当然,也可以不完整的显示在用户界面上,但是眼部图像中虹膜图像对应的位置需要显示在用户界面上。当然,需要预先设置好人脸图像获取模块11中图像获取单元与所述虹膜采集模块12所述虹膜摄像单元之间的相对位置,使得当图像获取单元中的动态图像满足预设的约束条件时,用户的虹膜图像可以显示在虹膜摄像单元的摄像范围内,更精确的说,所述虹膜摄像单元可以采集清晰度较高的虹膜图像。满足前述约束条件下,通过微处理器中后台服务进程静默将采集的虹膜图像中的特征点发送到预设的鉴权单元中进行鉴别。需要说明的是,所述虹膜摄像单元可以是虹膜摄像头。
[0112]进一步的,所述鉴别模块13还包括有提取单元和比较单元,所述提取单元用于对所述虹膜图像所表征的用户身份信息进行鉴别时,需要从该虹膜摄像单元中采集的虹膜图像中提取特征点,然后所述比较单元用于将提取的特征点与预存的虹膜模板信息进行比较,根据比较结果对虹膜图像所表征的用户身份进行鉴别。
[0113]具体的,在本发明的一个实施例中,所述虹膜采集模块12通过虹膜摄像单元采集虹膜图像后,将虹膜图像发送到鉴别模块13中,所述鉴别模块13中提取单元通过提取其特征点,然后将该特征点发送到已加密的鉴权单元,所述鉴别模块13中比较单元在所述鉴权单元中将提取的特征点与预存的虹膜模板信息进行比较,根据比较结果对虹膜图像所表征的用户身份信息进行鉴别。具体的,在本发明的一个实施例中,所述鉴别模块13可以通过对采集的虹膜图像进行切割,将瞳孔内的照明光斑填充为黑色,找到灰度值分布最低的一点,并结合瞳孔的边缘检测计算出上下左右四个半径,根据这四个半径取平均值再对瞳孔中心进行修正;所述鉴别模块13利用Hough变换求出虹膜外圆的中心坐标和半径参数;然后所述鉴别模块13根据瞳孔和虹膜外圆的半径和中心坐标参数将虹膜内部的瞳孔和外部的其他图像全部切割掉,剩下的图像部分为分割出来的虹膜图像的特征点。
[0114]其中所述鉴权单元可以是加密级装置,如在本发明的一个示例性实施例中,所述鉴权单元可以是ARM TZ模式下的加密安全芯片,将所述虹膜图像的特征点发送到该加密芯片中,在该加密芯片中对虹膜图像的特征点进行加工和处理,第三方应用无法截获该虹膜图像的特征点,能提高系统的安全性。需要说明的是,所述ARM TZ(TrustZone)模式是在ARM6基础上通过增加一条设置指令,有别于ARM中核心态与用户态的安全态,即在ARM处理器中设置一个孤立的执行单元,即本方案所述的鉴权单元,该鉴权单元与其他非安全执行环境相互隔离。具体的,所述TrustZone通过两个设备来保障物理内存的安全,其中一个是TrustZone的地址空间控制器(TZASC),其为AXI(Advanced extensible Interface)系统总线的一个总设备,用来将其从设备的地址空间划分为一系列内存空间;另一个是TrustZone存储适配器(TZMA),可以对片上静态内存RAM或者片上ROM划分安全分区。
[0115]具体的,本发明中,在ARM TZ模式下将虹膜图像的特征点、虹膜模板信息、以及对虹膜图像进行处理的代码存储在静态内存RAM或者ROM所划分安全分区内。该安全区域与非安全区域在硬件上隔离,且需要有访问权限才可访问该安全区域,该方案能有效防止第三方恶意软件的攻击,提高本方案的安全性。
[0116]进一步的,请参见附图4,本方案还包括有虹膜模板提取模块10,用于在所述鉴别模块13中根据采集的虹膜图像对虹膜图像所表征的用户身份信息进行鉴别的步骤之前,采集虹膜模板信息。具体的,在本发明的一个实施例中,所述虹膜模板提取模块10用于通过启动虹膜摄像单元采集所述被摄对象的虹膜图像;提取所述虹膜图像中的特征点并加工为虹膜模板信息存储。
[0117]当然,不难理解,本发明中所述虹膜模板提取模块10通过虹膜摄像单元采集眼部图像中的虹膜图像、并将所述虹膜图像中的特征点加工为虹膜模板信息并存储的过程,相对于前述人脸图像获取模块U、和虹膜采集模块12所实现的功能顺序不做限定,只要在所述鉴别模块13中根据采集的虹膜图像对虹膜图像所表征的用户身份信息进行鉴别之前即可。
[0118]进一步的,为了更进一步的提高整个系统的安全性,在本发明的一个实施中,所述虹膜模板提取模块10提取所述虹膜图像中的特征点后,向预设的鉴权单元发送所述特征点,并在所述鉴权单元中将所述虹膜图像加工为虹膜模板信息并存储。
[0119]其中所述鉴权单元可以是加密级装置,如在本发明的一个示例性实施例中,所述鉴权单元可以是ARM TZ模式下的加密安全芯片,将所述虹膜图像的特征点发送到该加密芯片中,在该加密芯片中对虹膜图像的特征点进行加工和处理,第三方应用无法截获该虹膜图像的特征点,能提高系统的安全性。需要说明的是,所述ARM TZ(TrustZone)模式是在ARM6基础上通过增加一条设置指令,有别于ARM中核心态与用户态的安全态,即在ARM处理器中设置一个孤立的执行单元,即本方案所述的鉴权单元,该鉴权单元与其他非安全执行环境相互隔离。具体的,所述TrustZone通过两个设备来保障物理内存的安全,其中一个是TrustZone的地址空间控制器(TZASC),其为AXI(Advanced extensible Interface)系统总线的一个总设备,用来将其从设备的地址空间划分为一系列内存空间;另一个是TrustZone存储适配器(TZMA),可以对片上静态内存RAM或者片上ROM划分安全分区。
[0120]具体的,本发明中,在ARM TZ模式下将虹膜图像的特征点、虹膜模板信息、以及对虹膜图像进行处理的代码存储在静态内存RAM或者ROM所划分安全分区内。该安全区域与非安全区域在硬件上隔离,且需要有访问权限才可访问该安全区域,该方案能有效防止第三方恶意软件的攻击,提高本方案的安全性。
[0121]当然,所述虹膜模板提取模块10还可以对加工得到的虹膜模板信息进行加密后存储在鉴权单元中的存储单元,如静态内存RAM或者ROM所划分安全分区内,其中可以采用对称加密算法或非对称加密算法来实现加密,本实施例对具体的加密算法不做限定。所述存储单元中的虹膜信息可以涉及单个人,也可以涉及多个人;其中所述存储单元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、磁存储器、磁盘、光盘、RAM、SRAM、EEPROM和PROM的存储介质中的至少一个。
[0122]更进一步的,本方案所述的虹膜识别终端还包括有删除模块,用于在所述虹膜模板提取模块10或鉴别模块13将所述虹膜图像发送到该鉴权单元后,删除预留在鉴权单元外的虹膜图像,降低位于鉴权单元外的第三方应用截获虹膜图像的风险,提供方案的安全性。当然,所述鉴别模块13还可以将采集的虹膜图像进行加密后,发送到鉴权单元中,鉴权单元中需要预设有与该加密算法对应的解密算法,用于解密采集其中的虹膜图像。
[0123]进一步的,为了提高所述鉴别模块13中虹膜图像的特征点与所述虹膜模板信息进行鉴别对比时的处理速度,同时减少虹膜模板的存储容量,在本发明的一个示例性实施例中,所述虹膜模板提取模块10将所述虹膜图像的特征点加工或变换为虹膜图像模板时,可以采用一系列的算法进行处理,例如,可以使用傅里叶变换或者小波变换将虹膜图像加工而得到虹膜图像模板。
[0124]具体的,为了能进一步提高方案的安全性,所述鉴别模块13根据采集的虹膜图像对虹膜图像所表征的用户身份信息进行鉴别的步骤中,采用预设的加密算法对采集的虹膜图像的特征点进行加密、并向预设的鉴权单元发送该特征点,其中所述的加密算法为对称加密算法和/或非对称加密算法,当然本实施例对具体的加密算法不做限定。然后所述鉴别模块13在加密特性好的鉴权单元中解密并获取该特征点;将提取的特征点与预存的虹膜模板信息进行比较,根据比较结果对虹膜图像所表征的用户身份信息进行鉴别,当提取的特征点与预存的虹膜模板信息相匹配时,确定该用户的身份合法,反之该用户的身份则不合法。
[0125]综上所述,本发明提供了一种虹膜识别终端,其通过人脸图像获取模块11中图像采集单元采集被摄对象的人脸活动图像并在用户界面中予以显示,以便于人们在用户界面中看到自己的活动人脸图像;并发启动虹膜采集模块12虹膜摄像单元采集所述被摄对象的虹膜图像,且当人脸图像获取模块10获取的人脸活动图像满足预设约束条件时,所述鉴别模块13对所述虹膜图像所表征的用户身份信息进行鉴别。即本发明中用户可以依照可视化用户界面中显示的活动图像,来调整自己的姿势;当所显示的人脸活动图像满足预设约束条件时,对所述虹膜图像所表征的用户身份信息进行鉴别。避免在没有图像采集单元采集的动态图像作为参照时,虹膜摄像单元采集虹膜图像时耗时长、而易被第三方软件截获的风险,且整个虹膜摄像单元只是采集虹膜图像并不会存储和显示该虹膜图像,进一步提高整个系统的安全性。
[0126]在此处所提供的说明书中,虽然说明了大量的具体细节。然而,能够理解,本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实施例中,并未详细示出公知的方法、结构和技术,以便不模糊对本说明书的理解。
[0127]虽然上面已经示出了本发明的一些示例性实施例,但是本领域的技术人员将理解,在不脱离本发明的原理或精神的情况下,可以对这些示例性实施例做出改变,本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种虹膜识别方法,其特征在于,包括以下步骤: 启动图像采集单元采集被摄对象的人脸活动图像并在用户界面中予以显示; 并发启动虹膜摄像单元采集所述被摄对象的虹膜图像; 当人脸活动图像满足预设约束条件时,对所述虹膜图像所表征的用户身份信息进行鉴别。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述人脸活动图像满足约束条件是指人脸活动图像满足预设的灰度差阈值。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述人脸活动图像满足约束条件是指人脸活动图像的双眼图像显示在所述用户界面上。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述对所述虹膜图像所表征的用户身份信息进行鉴别的步骤中,还包括: 从采集的虹膜图像中提取特征点; 将提取的特征点与预存的虹膜模板信息进行比较,根据比较结果对虹膜图像所表征的用户身份信息进行鉴别。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于:通过对所述采集的虹膜图像进行分割,来提取其中的特征点。
6.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述将提取的特征点与预存的虹膜模板信息进行比较,根据比较结果对虹膜图像所表征的用户身份信息进行鉴别的步骤中,还包括: 采用预设的加密算法对提取的特征点进行加密、并向预设的鉴权单元发送该特征点; 在所述鉴权单元中将提取的特征点与预存的虹膜模板信息进行比较,根据比较结果对虹膜图像所表征的用户身份信息进行鉴别。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于:所述加密算法为对称加密算法和/或非对称加密算法。
8.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,在所述鉴权单元中将提取的特征点与预存的虹膜模板信息进行比较,根据比较结果对虹膜图像所表征的用户身份信息进行鉴别的步骤之前,还包括: 鉴权单元解密所述加密的特征点,采集其特征点。
9.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述根据比较结果对虹膜图像所表征的用户身份信息进行鉴别的步骤中,包括: 当提取的特征点与预存的虹膜模板信息相匹配时,确定所述用户的身份合法。
10.一种虹膜识别终端,其特征在于,包括有: 人脸图像采集模块,用于启动图像采集单元采集被摄对象的人脸活动图像并在用户界面中予以显不; 虹膜采集模块,用于并发启动虹膜摄像单元采集所述被摄对象的虹膜图像; 鉴别模块,用于当人脸活动图像满足预设约束条件时,对所述虹膜图像所表征的用户身份信息进行鉴别。
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