CN107368783B - 活体虹膜检测方法、电子装置和计算机可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种活体虹膜检测方法，用于电子装置。电子装置包括针对待识别对象的虹膜进行虹膜识别的虹膜识别模组。活体虹膜检测方法包括：通过虹膜识别模组分别采集眼睛正视及侧视虹膜识别模组时的第一虹膜图像和第二虹膜图像；根据第一虹膜图像和第二虹膜图像之间的信息差异确定虹膜识别模组采集的虹膜图像是否为活体虹膜图像。本发明还公开了一种电子装置和计算机可读存储介质。本发明实施方式的活体虹膜检测方法、电子装置和计算机可读存储介质通过处理用户正视及侧视虹膜识别模组时的虹膜图像获得虹膜信息的差值，并根据差值虹膜识别模组采集的虹膜图像是否为活体虹膜图像，提升虹膜识别的安全性。

Description

活体虹膜检测方法、电子装置和计算机可读存储介质

技术领域

本发明涉及生物特征识别技术领域，特别涉及一种活体虹膜检测方法、电子装置和计算机可读存储介质。

背景技术

虹膜识别作为重要的身份识别手段，具有唯一性、稳定性、高安全性等特点。但实际使用中，虹膜也能被伪造，因此，虹膜识别的安全性也受到挑战。

发明内容

本发明提供了一种活体虹膜检测方法、电子装置和计算机可读存储介质。

本发明实施方式的活体虹膜检测方法用于电子装置。所述电子装置包括针对待识别对象的虹膜进行虹膜识别的虹膜识别模组，所述活体虹膜检测方法包括以下步骤：

通过所述虹膜识别模组分别采集眼睛正视及侧视所述虹膜识别模组时的第一虹膜图像和第二虹膜图像；和

根据所述第一虹膜图像和第二虹膜图像之间的信息差异确定所述虹膜识别模组采集的虹膜图像是否为活体虹膜图像。

本发明实施方式的电子装置包括虹膜识别模组和处理器。所述虹膜识别模组用于分别采集眼睛正视及侧视所述虹膜识别模组时的第一虹膜图像和第二虹膜图像；所述处理器用于根据所述第一虹膜图像和第二虹膜图像之间的信息差异确定所述虹膜识别模组采集的虹膜图像是否为活体虹膜图像。

本发明实施方式的电子装置包括虹膜识别模组、一个或多个处理器、存储器和一个或多个程序。其中所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置成由所述一个或多个处理器执行，所述程序包括执行上述的活体虹膜检测方法的指令。

本发明实施方式的计算机可读存储介质包括与能够摄像的电子装置结合使用的计算机程序，所述计算机程序可被处理器执行以完成上述的活体虹膜检测方法。

本发明实施方式的活体虹膜检测方法、电子装置和计算机可读存储介质通过处理用户正视虹膜识别模组及侧视虹膜识别模组时的两帧虹膜图像获得虹膜信息的变化差值，根据虹膜信息的变化差值判断是否是从活体虹膜采集的虹膜图像，避免伪造的虹膜通过虹膜识别，提升虹膜识别的安全性。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分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

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：

图1是本发明某些实施方式的活体虹膜检测方法的流程示意图。

图2是本发明某些实施方式的电子装置的模块示意图。

图3是本发明某些实施方式的电子装置的模块示意图。

图4是本发明某些实施方式的活体虹膜检测方法的状态示意图。

图5是本发明某些实施方式的活体虹膜检测方法的流程示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，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，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

请一并参阅图1至2，本发明实施方式的活体虹膜检测方法用于电子装置100。电子装置100包括针对待识别对象的虹膜进行虹膜识别的虹膜识别模组20。活体虹膜检测方法包括以下步骤：

S12：通过虹膜识别模组20分别采集眼睛正视及侧视虹膜识别模组时的第一虹膜图像和第二虹膜图像；和

S13；根据第一虹膜图像和第二虹膜图像之间的信息差异确定虹膜识别模组20采集的虹膜图像是否为活体虹膜图像。

请再参阅图2，本发明实施方式的活体虹膜检测方法可以由本发明实施方式的电子装置100实现。本发明实施方式的电子装置100包括虹膜识别模组20和处理器10。步骤S12可以由虹膜识别模组20实现，步骤S13可以由处理器10实现。

也即是说，虹膜识别模组20可用于分别采集眼睛正视及侧视虹膜识别模组时的第一虹膜图像和第二虹膜图像；处理器10可用于根据第一虹膜图像和第二虹膜图像之间的信息差异确定虹膜识别模组20采集的虹膜图像是否为活体虹膜图像。

在某些实施方式中，电子装置100包括手机、平板电脑、笔记本电脑、智能眼镜、智能头盔、智能手表、智能手环等。在本发明的具体实施例中，电子装置100为手机。

请参阅图3，在某些实施方式中，电子装置100包括虹膜识别模组20、一个或多个处理器10、存储器30和一个或多个程序31。其中，一个或多个程序31被存储在存储器30中，并且被配置成由一个或多个处理器10执行。程序31包括用于执行以下步骤的指令：

S12：通过虹膜识别模组20分别采集眼睛正视及侧视虹膜识别模组时的第一虹膜图像和第二虹膜图像；和

S13：根据第一虹膜图像和第二虹膜图像之间的信息差异确定虹膜识别模组20采集的虹膜图像是否为活体虹膜图像。

可以理解，虹膜识别技术是通过采集虹膜图像并对虹膜图像进行特征提取及匹配以进行身份认证的。但是，虹膜可能被伪造，例如，采用虹膜识别模组20拍摄图片、假眼等获取虹膜图像等，因此在虹膜采集过程中需要对虹膜是否为活体进行检测。本发明实施方式的活体虹膜检测方法通过处理待识别对象正视虹膜识别模组20及侧视虹膜识别模组20时的两帧虹膜图像获得虹膜的信息差异，根据虹膜的信息差异判断是否是从活体虹膜采集的虹膜图像，避免伪造的虹膜通过虹膜识别，提升虹膜识别的安全性。

其中，待识别对象正视虹膜识别模组20以进行第一图像的拍摄时，正视指的是虹膜识别模组20位于待识别对象两眼正视前方时视线所在的位置。待识别对象侧视虹膜识别模组20以进行第二图像的拍摄时，待识别对象可以向左旋转脸部以使虹膜向右移动侧视虹膜识别模组20，待识别对象也可以向右旋转脸部以使虹膜向左移动侧视虹膜识别模组20。

在某些实施方式中，第一虹膜图像的信息包括第一虹膜面积，第二虹膜图像的信息包括第二虹膜面积，所述信息差异包括面积差值。

请参阅图4，可以理解，待识别对象旋转脸部以侧视虹膜识别模组20时，两个虹膜由于受到眼睑、眼角等部位的遮挡，虹膜识别模组20拍摄到的虹膜图像中虹膜部分的面积会减少。在用户向右旋转脸部从而向左侧视虹膜识别模组20的情况下，虹膜识别模组20采集到的虹膜图像中，左侧虹膜的面积及右侧虹膜的面积相比于待识别对象正视虹膜识别模组20时采集到的左侧虹膜的面积及右侧虹膜的面积相均有减少，且右侧虹膜的面积减少的差量更多。在用户向左旋转脸部从而向右侧视虹膜识别模组20的情况下，虹膜识别模组20采集到的虹膜图像中，左侧虹膜的面积及右侧虹膜的面积相比于待识别对象正视虹膜识别模组20时采集到的左侧虹膜的面积及右侧虹膜的面积相均有减少，且左侧虹膜的面积减少的差量更多。如此，可通过拍摄待识别对象正视及侧视虹膜识别模组20的两帧图像，并计算两帧图像中虹膜面积的面积差值以判断虹膜识别模组20采集的虹膜图像是否为活体虹膜图像。

其中，以处理第一虹膜图像为例对虹膜面积的获取过程进行详细说明。处理装置15对第一虹膜图像进行虹膜定位。具体地，可以通过提取虹膜的内边界和外边界实现对虹膜的定位。其中，内边界的提取是通过计算出第一虹膜图像的灰度直方图，由于灰度直方图有两个主要峰值，第一个峰值对应的是瞳孔区域灰度集中的范围，第二个峰值对应的是虹膜区域灰度集中的范围，因此，在第一个峰值的右侧选取一个二值化阈值并对虹膜图像进行二值化处理后即可分离出瞳孔以提取到内圆边界。外圆边界的提取可以采用Hough变换的方法。首先使用Canny算子对第一虹膜图像进行边缘提取，然后采用可以检测具有待定形状物体的Hough变换确定虹膜的边缘系数以提取外圆边界。确定内外圆边界后即可确定环状虹膜所在位置。确定环状虹膜所在位置后，即可根据虹膜部分所占像素确定虹膜面积。

请参阅图5，在某些实施方式中，第一虹膜面积包括第一左侧虹膜面积和第二左侧虹膜面积。第二虹膜信息包括第一右侧虹膜面积和第二右侧虹膜面积，面积差值包括左侧面积差值和右侧面积差值。S13根据第一虹膜图像和第二虹膜图像之间的信息差异确定虹膜识别模组20采集的虹膜图像是否为活体虹膜图像包括以下步骤：

S131：比较第一左侧虹膜面积与第二左侧虹膜面积的左侧面积差值是否大于第一预设阈值；

S132：比较第一右侧虹膜面积与第二右侧虹膜面积的右侧面积差值是否大于第二预设阈值；和

S133：在左侧面积差值大于第一预设阈值且右侧面积差值大于第二预设阈值时确定虹膜识别模组20采集的虹膜图像为活体虹膜图像。

请再参阅图2，在某些实施方式中，步骤S131、步骤S132和步骤S133可以由处理器10实现。

也即是说，处理器10可进一步用于：

S131：比较第一左侧虹膜面积与第二左侧虹膜面积的左侧面积差值是否大于第一预设阈值；

S132：比较第一右侧虹膜面积与第二右侧虹膜面积的右侧面积差值是否大于第二预设阈值；和

S133：在左侧面积差值大于第一预设阈值且右侧面积差值大于第二预设阈值时确定虹膜识别模组20采集的虹膜图像为活体虹膜图像。

请再参阅图3，在某些实施方式中，程序31还包括用于执行以下步骤的指令：

S131：比较第一左侧虹膜面积与第二左侧虹膜面积的左侧面积差值是否大于第一预设阈值；

S132：比较第一右侧虹膜面积与第二右侧虹膜面积的右侧面积差值是否大于第二预设阈值；和

S133：在左侧面积差值大于第一预设阈值且右侧面积差值大于第二预设阈值时确定虹膜识别模组20采集的虹膜图像为活体虹膜图像。

其中，在待识别对象向右旋转脸部以向左侧视虹膜识别模组20时，左侧的虹膜受到的遮挡较少，右侧的虹膜受到的遮挡较多，此时第一左侧虹膜信息的减少量较小，第一右侧虹膜信息的减少量较多。也即是说，第一左侧虹膜面积与第二左侧虹膜面积的左侧面积差值较小，第一右侧虹膜面积与第二右侧虹膜面积的右侧面积差值较大。因此，此时第一预设阈值应设置为小于第二预设阈值。在待识别对象向左旋转脸部以向右侧视虹膜识别模组20时，右侧的虹膜受到的遮挡较少，左侧的虹膜受到的遮挡较多，此时第一右侧虹膜信息的减少量较小，第一左侧虹膜信息的减少量较多。也即是说，第一右侧虹膜面积与第二右侧虹膜面积的右侧面积差值较小，第一左侧虹膜面积与第二左侧虹膜面积的左侧面积差值较大。因此，此时第一预设阈值应设置为大于第二预设阈值。在检测到左侧面积差值大于第一预设阈值且右侧面积差值大于第二预设阈值时即视为虹膜识别模组20采集的虹膜图像为活体虹膜图像。

在某些实施方式中，在执行S12通过虹膜识别模组20分别采集眼睛正视及侧视虹膜识别模组时的第一虹膜图像和第二虹膜图像的过程中，本发明实施方式的活体虹膜检测方法还包括：

提示待识别对象旋转脸部以使待识别对象的眼睛侧视虹膜识别模组20。

请再参阅图2，在某些实施方式中，电子装置100还包括输出单元30。输出单元30可用于提示待识别对象旋转脸部以使待识别对象的眼睛侧视虹膜识别模组20。

请再参阅图3，在某些实施方式中，程序31还包括用于执行以下步骤的指令：

提示待识别对象旋转脸部以使待识别对象的眼睛侧视虹膜识别模组20。

具体地，输出单元30可以为电子装置100的显示屏和/或扬声器。电子装置100可以通过扬声器播放语音，显示屏显示文字、动图或视频，扬声器播放语音的同时显示屏显示文字等方式提示待识别对象向左或向右旋转脸部。例如，扬声器发出“请向左旋转脸部”语音信号提示待识别对象旋转脸部，或者，电子装置100在显示屏上显示“请向左旋转脸部”的文字内容提示待识别对象旋转脸部，或者电子装置100在显示屏上显示“请向左旋转脸部”的同时，扬声器发出“请向左旋转脸部”的语音信号提示待识别对象旋转脸部等等。

如此，输出单元30提示用户进行脸部旋转可以帮助用户了解虹膜识别的进程，加快虹膜识别的速度，并且改善用户体验。

在某些实施方式中，待识别对象旋转脸部时的旋转角度的取值范围为5°～10°。也即是说，待识别对象旋转脸部时的旋转角度的取值可为5°、6.5°、8°、8.9°、10°等值。

可以理解，本发明实施方式的活体虹膜检测方法是通过两只虹膜各自的面积的减少量(即信息差值)来判断采集时对应的虹膜是否为活体虹膜的，若待识别对象的脸部的旋转角度过小，如小于5°，此时两只虹膜的面积的减少量可能过小而无法被检测出来，从而可能导致活体虹膜检测时的误判。而若待识别对象的脸部的旋转角度过大，如大于10°，此时可能由于旋转角度过大导致另一只虹膜无法被拍摄到，从而影响活体虹膜检测的判断。因此，待识别对象旋转脸部时的旋转角度应取在[5°,10°]之间，可以确保两只虹膜信息的减少量可被检测出，且又能拍摄到两只虹膜的虹膜图像，从而提升虹膜的活体检测的成功率。

本发明实施方式的计算机可读存储介质包括与能够摄像的电子装置100结合使用的计算机程序。计算机程序可被处理器10执行以完成上述任意一项实施方式所述的活体虹膜检测方法。

例如，计算机程序可被处理器10执行以完成以下步骤所述活体虹膜检测方法：

S12：通过虹膜识别模组20分别采集眼睛正视及侧视虹膜识别模组时的第一虹膜图像和第二虹膜图像；和

S13；根据第一虹膜图像和第二虹膜图像之间的信息差异确定虹膜识别模组20采集的虹膜图像是否为活体虹膜图像。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块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，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种活体虹膜检测方法，用于电子装置，其特征在于，所述电子装置包括针对待识别对象的虹膜进行虹膜识别的虹膜识别模组，所述活体虹膜检测方法包括以下步骤：

通过所述虹膜识别模组分别采集眼睛正视及侧视所述虹膜识别模组时的第一虹膜图像和第二虹膜图像；和

根据所述第一虹膜图像和第二虹膜图像之间的信息差异确定所述虹膜识别模组采集的虹膜图像是否为活体虹膜图像，所述第一虹膜图像的信息包括第一虹膜面积，所述第二虹膜图像的信息包括第二虹膜面积，所述信息差异包括所述第一虹膜面积与所述第二虹膜面积的面积差值；

所述第一虹膜面积包括第一左侧虹膜面积和第二左侧虹膜面积，所述第二虹膜面积包括第一右侧虹膜面积和第二右侧虹膜面积，所述面积差值包括左侧面积差值和右侧面积差值；所述根据所述第一虹膜图像和第二虹膜图像之间的信息差异确定所述虹膜识别模组采集的虹膜图像是否为活体虹膜图像的步骤包括以下步骤：

比较所述第一左侧虹膜面积与所述第二左侧虹膜面积的所述左侧面积差值是否大于第一预设阈值；

比较所述第一右侧虹膜面积与所述第二右侧虹膜面积的所述右侧面积差值是否大于第二预设阈值，所述第一预设阈值和所述第二预设阈值根据所述待识别对象的脸部的旋转方向确定，且所述第一预设阈值与所述第二预设阈值不相等；和

在所述左侧面积差值大于所述第一预设阈值且所述右侧面积差值大于所述第二预设阈值时确定所述虹膜识别模组采集的虹膜图像为活体虹膜图像。

2.根据权利要求1所述的活体虹膜检测方法，其特征在于，在执行所述通过所述虹膜识别模组分别采集眼睛正视及侧视所述虹膜识别模组时的第一虹膜图像和第二虹膜图像的步骤的过程中，所述活体虹膜检测方法还包括：

提示所述待识别对象旋转脸部以使所述待识别对象的眼睛侧视所述虹膜识别模组。

3.根据权利要求2所述的活体虹膜检测方法，其特征在于，所述待识别对象旋转脸部时的旋转角度的取值范围为5°～10°。

4.一种电子装置，其特征在于，所述电子装置包括：

虹膜识别模组，所述虹膜识别模组用于分别采集眼睛正视及侧视所述虹膜识别模组时的第一虹膜图像和第二虹膜图像；和

处理器，所述处理器用于根据所述第一虹膜图像和第二虹膜图像之间的信息差异确定所述虹膜识别模组采集的虹膜图像是否为活体虹膜图像，所述第一虹膜图像的信息包括第一虹膜面积，所述第二虹膜图像的信息包括第二虹膜面积，所述信息差异包括所述第一虹膜面积与所述第二虹膜面积的面积差值；

所述第一虹膜面积包括第一左侧虹膜面积和第二左侧虹膜面积，所述第二虹膜面积包括第一右侧虹膜面积和第二右侧虹膜面积，所述面积差值包括左侧面积差值和右侧面积差值；所述处理器用于根据所述第一虹膜图像和第二虹膜图像之间的信息差异确定所述虹膜识别模组采集的虹膜图像是否为活体虹膜图像时，所述处理器用于：

比较所述第一左侧虹膜面积与所述第二左侧虹膜面积的所述左侧面积差值是否大于第一预设阈值；

比较所述第一右侧虹膜面积与所述第二右侧虹膜面积的所述右侧面积差值是否大于第二预设阈值，所述第一预设阈值和所述第二预设阈值根据待识别对象的脸部的旋转方向确定，且所述第一预设阈值与所述第二预设阈值不相等；和

在所述左侧面积差值大于所述第一预设阈值且所述右侧面积差值大于所述第二预设阈值时确定所述虹膜识别模组采集的虹膜图像为活体虹膜图像。

5.根据权利要求4所述的电子装置，其特征在于，所述电子装置还包括输出单元，所述输出单元用于提示所述待识别对象旋转脸部以使所述待识别对象的眼睛侧视所述虹膜识别模组。

6.根据权利要求5所述的电子装置，其特征在于，所述待识别对象旋转脸部时的旋转角度的取值范围为5°～10°。

7.一种电子装置，其特征在于，所述电子装置包括：

虹膜识别模组，所述虹膜识别模组用于对待识别对象的虹膜进行虹膜识别；

一个或多个处理器；

存储器；和

一个或多个程序，其中所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置成由所述一个或多个处理器执行，所述程序包括用于执行权利要求1至3任意一项所述的活体虹膜检测方法的指令。

8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，包括与能够摄像的电子装置结合使用的计算机程序，所述计算机程序可被处理器执行以完成权利要求1至3任意一项所述的活体虹膜检测方法。

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