CN106650712A - 虹膜识别系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种虹膜识别系统，涉及虹膜识别技术领域。虹膜识别系统包括红外光源、图像采集镜头、补光光源和控制器，控制器分别与图像采集镜头及补光光源电性连接；红外光源用于产生入射至人体虹膜的红外光，图像采集镜头用于采集人体的眼部图像，控制器用于根据眼部图像识别出眼部图像中的虹膜区域，并得到虹膜区域的内外径比值；以及当虹膜区域的内外径比值超出预先设定的阈值范围时，控制补光光源的输出亮度，以使人体虹膜的内外径比值随着补光光源的亮度回复至阈值范围内。本发明提供的虹膜识别系统解决了现有技术中由于光照环境变化使得虹膜的纹路信息发生较大变化进而导致虹膜信息识别错误或识别不出来的情况。

Description

虹膜识别系统
技术领域
本发明涉及虹膜识别技术领域，具体而言，涉及一种虹膜识别系统。
背景技术
人的瞳孔大小受环境光强的影响较大，暗环境下瞳孔变大，亮光环境下瞳孔收缩。在光照强度不同的环境下，瞳孔大小的不一致会导致虹膜的纹路信息不一致，暗光与亮光环境中，同一人的虹膜的纹路信息会发生较大变化，且不同的人变化规律不同。这就导致了虹膜信息采集比对设备在处理同一个人的虹膜信息时，极有可能会因不同的光照环境导致虹膜信息匹配度不够而产生识别错误或识别不出来的情况。
因此，如何确保在不同的光照环境下实现对人体虹膜的准确识别，是目前虹膜识别技术领域一亟待解决的难题。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种虹膜识别系统以改善上述问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种虹膜识别系统，所述虹膜识别系统包括：红外光源、图像采集镜头、补光光源和控制器，所述控制器分别与所述图像采集镜头及所述补光光源电性连接；
所述红外光源用于产生入射至人体虹膜的红外光，所述图像采集镜头用于采集人体的眼部图像，所述控制器用于根据所述眼部图像识别出所述眼部图像中的虹膜区域，并得到所述虹膜区域的内外径比值；以及
当所述虹膜区域的内外径比值超出预先设定的阈值范围时，控制所述补光光源的输出亮度，以使人体虹膜的内外径比值随着所述补光光源的亮度回复至所述阈值范围内。
优选地，所述控制器还用于当所述虹膜区域的内外径比值在所述阈值范围内时，记录所述补光光源当前输出的亮度值；以及
当被再次唤醒时，根据所述亮度值控制所述补光光源的输出亮度。
优选地，所述红外光源包括第一红外光源和第二红外光源，所述第一红外光源和所述第二红外光源分别设置于所述图像采集镜头的两侧。
优选地，所述补光光源为显示屏或补光灯。
优选地，所述红外光源为红外LED灯。
优选地，所述红外光源发出的红外光的波段为800-900nm。
第二方面，本发明实施例提供了另一种虹膜识别系统，所述虹膜识别系统包括：红外光源、图像采集镜头、补光光源、光强检测器和控制器，所述控制器分别与所述图像采集镜头、所述补光光源以及所述光强检测器电性连接；
所述红外光源用于产生入射至人体虹膜的红外光，所述图像采集镜头用于采集人体的眼部图像，所述光强检测器用于检测当前的光照强度，所述控制器用于识别出所述眼部图像中的虹膜图像；以及
当所述光强检测器检测到当前的光照强度超出设定的阈值范围时，控制所述补光光源的输出亮度，以使当前的光照强度保持在所述阈值范围内。
优选地，所述补光光源为触控显示屏。
优选地，所述触控显示屏用于根据用户的触控操作向所述控制器发送第一控制信号，所述控制器还用于根据所述第一控制信号修改所述阈值范围。
优选地，虹膜识别系统还包括报警单元，所述报警单元与所述控制器电性连接，所述控制器还用于当所述光强检测器检测到当前的光照强度超出设定的阈值范围时，向所述报警单元发送第二控制信号，所述报警单元用于当接收到所述第二控制信号后发出报警信息。
对于现有技术，本发明提供的虹膜识别系统具有如下的有益效果：
本发明提供的第一种虹膜识别系统通过控制器识别出采集到的眼部图像中的虹膜区域并得到虹膜区域的内外径的比值，当虹膜区域的内外径的比值超出阈值范围时，控制补光光源的输出亮度，以使人体虹膜的内外径比值随着补光光源的亮度回复至该阈值范围内。如此，在不同的光照环境下，总是能采集到内外径的比值在一定范围内的虹膜图像，即每次进行虹膜识别时，采集到的虹膜的纹路信息变化程度大致相同，解决了现有技术中由于光照环境变化使得虹膜的纹路信息发生较大变化进而导致虹膜信息识别错误或识别不出来的情况。
本发明提供的第二种虹膜识别系统通过光强检测器用于检测当前的光照强度，当前的光照强度超出设定的阈值范围时通过控制器控制补光光源的输出亮度，使得当前的光照强度保持在阈值范围内。如此，图像采集镜头前端的人体瞳孔大小总是能保持在一定的范围内，即每次进行虹膜识别时，采集到的虹膜的纹路信息变化程度大致相同，解决了现有技术中由于光照环境变化使得虹膜的纹路信息发生较大变化进而导致虹膜信息识别错误或识别不出来的情况。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明第一实施例提供的虹膜识别系统的功能模块图。
图2为本发明第一实施例提供的虹膜识别系统的装配效果图。
图3为本发明第二实施例提供的虹膜识别系统的功能模块图。
图4为本发明第二实施例提供的又一虹膜识别系统的功能模块图。
图标：100-红外光源；110-第一红外光源；120-第二红外光源；200-图像采集镜头；300-补光光源；400-控制器；500-光强检测器；600-报警单元。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
第一实施例
如图1所示，是本发明第一实施例提供的虹膜识别系统的功能模块图。所述虹膜识别系统用于对人体虹膜进行识别，所述虹膜识别系统包括有红外光源100、图像采集镜头200、补光光源300以及控制器400，控制器400分别与图像采集镜头200及补光光源300电性连接以进行数据的交互。
其中，红外光源100用于产生入射至人体虹膜的红外光，图像采集镜头200用于采集人体的眼部图像，控制器400用于根据眼部图像识别出眼部图像中的虹膜区域，并得到虹膜区域的内外径比值；以及当虹膜区域的内外径比值超出预先设定的阈值范围时，控制补光光源300的输出亮度，以使人体虹膜的内外径比值随着补光光源300的亮度回复至该阈值范围内。
具体的，红外光源100在被开启后产生红外光，当用户进行虹膜识别时，红外光源100产生的红外光可入射至人体的眼部并被反射。反射的红外光入射至图像采集镜头200，从而使得图像采集镜头200采集到人体的眼部图像并上传给与之电性连接的控制器400。控制器400接收到图像采集镜头200采集到的眼部图像后经过轮廓识别，识别出眼部图像中的虹膜区域，人体眼部的虹膜区域呈圆环状，因此在识别出眼部图像中的虹膜区域后，可根据圆环状的虹膜区域的内径和外径得到虹膜区域的内外径比值(即虹膜区域的内径与外径的比值)。获得虹膜区域的内外径比值后，控制器400判断该内外径比值是否超出了一预先设的阈值范围，该阈值范围表示符合虹膜识别的虹膜的内外径比值范围，只有虹膜的内外径比值在该阈值范围内时进行虹膜识别才不会出现识别错误或无法识别的情况。如果虹膜区域的内外径比值超出该阈值范围则说明此时虹膜的纹路信息变化较大，进行虹膜识别时容易出现识别错误或无法识别的情况。此时控制器400控制补光光源300的输出亮度，以使人体的虹膜的内外径比值随着补光光源300的输出亮度变化并回复至该阈值范围内。
如此，在每次进行虹膜识别时，即使人体的瞳孔由于外界光照强度发生改变而导致虹膜的纹路信息发生较大变化时，总能通过控制补光光源300的输出亮度使得人体的瞳孔放大或收缩，从而使得人体虹膜的内外径比值保持在一较小的变化范围内，即每次进行虹膜识别时，采集到的虹膜的纹路信息变化程度大致相同，因此能够准确识别出不同的虹膜信息，不会出现由于虹膜的纹路信息相对发生较大变化而导致虹膜信息识别错误或识别不出来的情况。
例如，预先设定的阈值范围为1/5-1/4，当控制器400识别出眼部图像中的虹膜区域的内外径比值为3/1时，即虹膜区域的内外径比值超出了该阈值范围且比该阈值范围内的数值大，眼部的瞳孔过大。此时，控制器400控制补光光源300的输出亮度增加，周围环境的光照强度增加，人体眼部的瞳孔随着光照强度的增加逐渐收缩，眼部图像中的虹膜区域的内外径比值即逐渐变小并回复至该阈值范围(1/5-1/4)内。当眼部图像中的虹膜区域的内外径比值回复至该阈值范围内再进行虹膜识别。
上述例子中的阈值范围及内外径比值的取值仅为示意，并不限制实际应用中该阈值范围及内外径比值的取值。
所述红外光源100可以采用，但不限于红外LED灯、激光红外灯等。所述补光光源300可以采用，但不限于显示屏或补光灯等。
于本发明实施例中，所述红外光源100优选采用波段为800-900nm红外LED灯。所述补光光源300优选采用显示屏。
进一步的，本发明实施例中，控制器400还用于当采集到的眼部图像中虹膜区域的内外径比值在所述阈值范围内时，记录所述补光光源300当前输出的亮度值。控制器400还用于当被再次唤醒时，根据该亮度值控制所述补光光源300的输出亮度。如此，在虹膜识别系统下一次进行虹膜识别时，补光光源300可输出与其在上一次虹膜识别时相同的亮度值，在外界光照环境变化较小的情况下，可直接对个人的虹膜信息的识别，而不需要再次调节补光光源300的输出亮度。
请参阅图2，是本发明实施例中虹膜识别系统的装配效果图(图中未示出控制器)。如图2所示，红外光源100包括有第一红外光源110和第二红外光源120，第一红外光源110和第二红外光源120分别设置于图像采集镜头200的两侧，用于提供入射至人体双眼的红外光。补光光源300则设置于第一红外光源110、第二红外光源120以及图像采集镜头200的下方区域。
综上，本发明实施例提供的虹膜识别系统，可通过控制器400识别出采集到的眼部图像中的虹膜区域并得到虹膜区域的内外径的比值，当虹膜区域的内外径的比值超出阈值范围时，控制补光光源300的输出亮度，以使人体虹膜的内外径比值随着补光光源300的亮度回复至该阈值范围内。如此，在不同的光照环境下，总是能采集到内外径的比值在一定范围内的虹膜图像，即每次进行虹膜识别时，采集到的虹膜的纹路信息变化程度大致相同，因此解决了现有技术中由于虹膜的纹路信息相对发生较大变化而导致虹膜信息识别错误或识别不出来的情况。且当采集到的眼部图像中虹膜区域的内外径比值在该阈值范围内时，控制器400可记录补光光源300当前输出的亮度值，并在下一次被唤醒时根据该亮度值控制所述补光光源300的输出亮度。如此，在外界光照环境变化较小的情况下，可直接对个人的虹膜信息的识别，而不需要再次调节补光光源300的输出亮度。
第二实施例
请参阅图3，是本发明第二实施例提供的虹膜识别系统的功能模块图。如图3所示，虹膜识别系统包括有红外光源100、图像采集镜头200、补光光源300、光强检测器500和控制器400，所述控制器400分别与所述图像采集镜头200、所述补光光源300以及所述光强检测器500电性连接以进行数据的交互。
其中，所述红外光源100用于产生入射至人体虹膜的红外光，所述图像采集镜头200用于采集人体的眼部图像，所述光强检测器500用于检测当前的光照强度，所述控制器400用于识别出所述眼部图像中的虹膜图像；以及当所述光强检测器500检测到当前的光照强度超出设定的阈值范围时，控制所述补光光源300的输出亮度，以使当前的光照强度保持在所述阈值范围内。
具体的，红外光源100用于在被开启后产生红外光，当用户进行虹膜识别时，红外光源100产生的红外光可入射至人体的眼部并被反射。反射的红外光入射至图像采集镜头200，从而使得图像采集镜头200采集到人体的眼部图像并上传给与之电性连接的控制器400。光强检测器500实时监测当前的光照强度并反馈给控制器400，控制器400收到光强检测器500监测到的光照强度后判断该光照强度是否在预先设定的阈值范围内。如果在该阈值范围内则说明当前光照强度下可直接对个人的虹膜信息的识别。如果不在该阈值范围内则说明当前光照强度下不适宜对个人的虹膜信息进行识别，在当前光照强度下对个人虹膜信息进行识别容易导致虹膜识别错误或识别不出来的情况，此时，控制器400控制补光光源300调节其输出亮度，使得当前的光照强度保持在该阈值范围内，从而使得人体虹膜的内外径比值随着光照强度保持在一较小的变化范围内。
如此，在每次进行虹膜识别时，即使人体的瞳孔由于外界光照强度发生改变而导致虹膜的纹路信息发生较大变化时，总能通过控制补光光源300的输出亮度使得当前的光照强度在设定的阈值范围内，从而使得人体虹膜的内外径比值保持在一较小的变化范围内，即每次进行虹膜识别时，采集到的虹膜的纹路信息变化程度大致相同，因此能够准确识别出不同的虹膜信息，不会出现由于虹膜的纹路信息相对发生较大变化而导致虹膜信息识别错误或识别不出来的情况。
本发明实施例中，补光光源300可以采用但不限于显示屏、补光灯等。较佳的，本发明实施例中补光光源300采用触控显示屏。
进一步的，触控显示屏可用于根据用户的触控操作向所述控制器400发送第一控制信号，控制器400还用于根据所述第一控制信号修改所述阈值范围。如此，可根据用户需求自定义适合虹膜识别的光照强度范围，满足其个性化定制。
具体的，触控显示屏可设置用于修改阈值范围的控件，不同控件对应不同的功能。例如，其中一控件对应增加该阈值范围的上限，另一个控件对应降低该阈值范围的下限等。当用户点击其中对应增加该阈值范围上限的控件时，控制器400根据用户点击的操作对应修改该阈值范围的上限。
进一步的，请参阅图4，虹膜识别系统还包括报警单元600，报警单元600与控制器400电性连接，所述控制器400还用于当所述光强检测器500检测到当前的光照强度超出设定的阈值范围时，向所述报警单元600发送第二控制信号，报警单元600用于当接收到所述第二控制信号后发出报警信息。如此，当虹膜识别系统调节光照强度的功能失效时可提示用户，避免由于虹膜识别系统调节光照强度的功能失效而导致出现识别错误或识别不出来的情况发生。
本发明实施例中，报警单元600可以采用，但不限于发光指示灯、蜂鸣器或设置于触控显示屏上的显示图标等。
综上所述，本发明实施例提供的虹膜识别系统通过光强检测器500用于检测当前的光照强度，当前的光照强度超出设定的阈值范围时通过控制器400控制补光光源300的输出亮度，使得当前的光照强度保持在阈值范围内。如此，图像采集镜头200前端的人体瞳孔大小总是能保持在一定的范围内，即每次进行虹膜识别时，采集到的虹膜的纹路信息变化程度大致相同，因此能够准确识别出不同的虹膜信息，不会出现由于虹膜的纹路信息相对发生较大变化而导致虹膜信息识别错误或识别不出来的情况
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种虹膜识别系统，其特征在于，包括：红外光源、图像采集镜头、补光光源和控制器，所述控制器分别与所述图像采集镜头及所述补光光源电性连接；
所述红外光源用于产生入射至人体虹膜的红外光，所述图像采集镜头用于采集人体的眼部图像，所述控制器用于根据所述眼部图像识别出所述眼部图像中的虹膜区域，并得到所述虹膜区域的内外径比值；以及
当所述虹膜区域的内外径比值超出预先设定的阈值范围时，控制所述补光光源的输出亮度，以使人体虹膜的内外径比值随着所述补光光源的亮度回复至所述阈值范围内。
2.根据权利要求1所述的虹膜识别系统，其特征在于，所述控制器还用于当所述虹膜区域的内外径比值在所述阈值范围内时，记录所述补光光源当前输出的亮度值；以及
当被再次唤醒时，根据所述亮度值控制所述补光光源的输出亮度。
3.根据权利要求1所述的虹膜识别系统，其特征在于，所述红外光源包括第一红外光源和第二红外光源，所述第一红外光源和所述第二红外光源分别设置于所述图像采集镜头的两侧。
4.根据权利要求1所述的虹膜识别系统，其特征在于，所述补光光源为显示屏或补光灯。
5.根据权利要求1所述的虹膜识别系统，其特征在于，所述红外光源为红外LED灯。
6.根据权利要求1所述的虹膜识别系统，其特征在于，所述红外光源发出的红外光的波段为800-900nm。
7.一种虹膜识别系统，其特征在于，包括：红外光源、图像采集镜头、补光光源、光强检测器和控制器，所述控制器分别与所述图像采集镜头、所述补光光源以及所述光强检测器电性连接；
所述红外光源用于产生入射至人体虹膜的红外光，所述图像采集镜头用于采集人体的眼部图像，所述光强检测器用于检测当前的光照强度，所述控制器用于识别出所述眼部图像中的虹膜图像；以及
当所述光强检测器检测到当前的光照强度超出设定的阈值范围时，控制所述补光光源的输出亮度，以使当前的光照强度保持在所述阈值范围内。
8.根据权利要求7所述的虹膜识别系统，其特征在于，所述补光光源为触控显示屏。
9.根据权利要求8所述的虹膜识别系统，其特征在于，所述触控显示屏用于根据用户的触控操作向所述控制器发送第一控制信号，所述控制器还用于根据所述第一控制信号修改所述阈值范围。
10.根据权利要求7所述的虹膜识别系统，其特征在于，还包括报警单元，所述报警单元与所述控制器电性连接，所述控制器还用于当所述光强检测器检测到当前的光照强度超出设定的阈值范围时，向所述报警单元发送第二控制信号，所述报警单元用于当接收到所述第二控制信号后发出报警信息。
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