CN107766800A - 一种便携式的虹膜采集装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种便携式的虹膜采集装置，包括中央处理模块、补光灯、图像采集模块、测距模块、人机交互模块和数据存储模块。本发明便携式的虹膜采集装置通过选用大发光角、高功率的补光灯和单个500万像素的图像传感器，缩小了装置体积，提高了便携性；通过利用补光灯和图像采集模块相互配合，可以采集不同光谱的虹膜图像，丰富了数据库，扩展了装置的应用范围；通过测距模块判断有无用户存在，控制装置在工作和待机两种状态中切换，同时利用能量装换模块给供电模块充电，增加了装置的待机时间；通过识别验证模式，不断对用户的虹膜信息进行更新，丰富用户的虹膜特征信息，提升用户体验。

Description

一种便携式的虹膜采集装置

技术领域

本发明涉及虹膜识别技术领域。更具体地，涉及一种便携式的虹膜采集装置。

背景技术

当前社会安全形势复杂，各种诈骗、安全事故频发，对于网络空间和现实社会而言，准确地鉴别一个人的身份变得愈发重要。因此各种身份认证手段尤其是生物识别手段受到人们越来越多的关注。虹膜识别以其准确性、稳定性以及活体识别等特点，得到了迅速发展，正在受到越来越多用户的认可。

采集虹膜图像建立虹膜数据库是虹膜识别技术大规模应用的基础，现有的虹膜采集装置普遍只采集850nm红外光照下的虹膜图像，而对于一些人的虹膜信息并不是在850nm光照下最清晰，从而影响了这些人的识别效率。另外，由于虹膜信息的稳定性，目前虹膜采集装置普遍对单个用户只采集一次，受限于采集装置、采集环境以及用户的配合程度，一次采集到用户的全部虹膜特征较为困难，从而影响了后续的识别体验。同时现有的虹膜采集装置还存在着待机时间短、体积较大、不易携带等问题。

因此，需要提供一种新的虹膜采集装置，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种便携式的虹膜采集装置，以解决现有虹膜采集装置只能采集单个红外光谱下的虹膜图像；且对单个用户只采集一次、后续不再更新；待机时间短、体积较大、不易携带等问题。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

本发明提供了一种便携式的虹膜采集装置，包括中央处理模块、补光灯、图像采集模块、测距模块、人机交互模块和数据存储模块；

其中，所述中央处理模块，用于接收测距模块的启动信号，并控制补光灯和图像采集模块的工作状态和工作光谱，对图像采集模块实时采集的用户的虹膜图像写入的图像据存储模块的数据库进行注册，另外对图像采集模块实时采集的用户的虹膜图像与图像据存储模块存储的用户的虹膜图像的特征点进行识别验证，并将新的特征点写入该用户所对应的图像据存储模块的数据库中；

所述图像采集模块，用于实时采集用户的虹膜图像，并将其进行A/D转换后传送给中央处理模块；

所述补光灯，用于给图像采集模块补光；

所述测距模块，用于测量用户与图像采集模块之间的距离，待用户距离合适时，例如可以为20-40cm，向所述中央处理模块发送启动信号，无人使用时则处于待机状态，进一步降低耗电量，提高装置的待机时间；

所述数据存储模块，用于存储用户的虹膜图像及个人基本信息，并建立数据库；

所述人机交互模块，在用户使用的过程中给出声音、灯光等提示，提高用户体验。

进一步，所述装置还包括供电模块，用于给整个装置供电。

进一步，所述装置还包括能量转换模块，用于将机械能、太阳能转换为电能，在装置移动的过程中，实时将转换的电能给供电模块充电，提高装置的待机时间。

进一步，所述图像采集模块包括多块不同光谱的成像传感器，包括可见光、红外850nm、红外940nm等，用于拍摄用户在不同光谱下的虹膜图像；优选的，所述图像采集传感器均为500万像素，单个传感器即可采集用户的双眼虹膜图像，节省了体积，使装置易于携带。

进一步，所述补光灯的发光频谱是可调的，与所述图像采集模块的光谱一一对应，以保证图像采集模块在各个光谱下均能采集到清晰成像。所述补光灯的功率可达1-3瓦，发光角可达120度，在满足照度要求的情况下减少了补光灯的个数，减小了装置的体积。

进一步，所述人机交互模块包括工作模式切换按钮，用于完成注册模式和识别验证模式的切换。

本发明的有益效果如下：

1、本发明便携式的虹膜采集装置通过选用大发光角、高功率的补光灯和单个500万像素的图像传感器，缩小了装置体积，提高了便携性。

2、本发明便携式的虹膜采集装置利用补光灯和图像采集模块相互配合，使得装置可以采集不同光谱的虹膜图像，丰富虹膜数据库，扩展了装置的应用范围。

3、本发明便携式的虹膜采集装置中中央处理模块在识别验证时会判断本次识别是否采集到了新的特征点，在识别结果正确的前提下，对数据库进行更新，不断丰富用户的虹膜特征，提升用户体验。

4、本发明便携式的虹膜采集装置利用测距模块判断有无用户存在，控制装置在工作和待机两种状态中切换，同时利用能量装换模块将机械能和太阳能转换为电能给供电模块充电，增加了装置的待机时间，突出了该装置的便携性优势。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1示出本发明便携式的虹膜采集装置的示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

如图1所示，一种便携式虹膜采集装置，包括中央处理模块1、图像采集模块2、补光灯3、数据存储模块4、供电模块5、人机交互模块6、测距模块7、能量转换模块8；

中央处理模块1，接收测距模块7的启动信号，并控制补光灯3和图像采集模块4的工作状态和工作光谱，对图像采集模块2实时采集的用户的虹膜图像写入的图像据存储模块4的数据库进行注册，另外对图像采集模块2实时采集的用户的虹膜图像与图像据存储模块4存储的用户的虹膜图像的特征点进行识别验证，并将新的特征点写入该用户所对应的图像据存储模块4的数据库中；

图像采集模块2，用于实时采集用户在不同光谱下的虹膜图像，包括多块不同光谱的成像传感器，如可见光、红外850nm、红外940nm等。进一步的所述图像采集传感器均为500万像素，单个传感器即可采集用户的双眼虹膜图像，节省了体积，使装置易于携带。

补光灯3，用于给图像采集模块2补光；所述补光灯3具有高功率大发光角特性(功率可达1-3瓦，发光角可达120度)，在满足照度要求的情况下节省了补光灯个数，进一步缩减了整个装置体积。进一步的，所述补光灯3的发光光谱是可调的，与所述图像采集模块2的光谱一一对应，使得所述图像采集模块2在各个光谱下均能清晰成像。

数据存储模块4，用于存储用户的虹膜图像编码及个人基本信息，并建立数据库；

测距模块7，用于测量用户与图像采集模块2之间的距离，待用户距离合适时，例如可以为20-40cm，向所述中央处理模块1发送启动信号，无人使用时则处于待机状态，进一步降低耗电量，提高整个装置的待机时间；

人机交互模块6，在用户使用的过程中给出声音、灯光等提示，提高用户体验；进一步，所述人机交互模块包括工作模式切换按钮，用于完成注册模式和识别验证模式的切换；

供电模块5，用于给整个装置供电；

能量转换模块8，用于将机械能、太阳能转换为电能，在装置移动的过程中，实时将转换的电能给供电模块5充电，提高装置的待机时间。

本发明上述虹膜采集装置的工作过程包括注册模式和识别验证模式；在所述注册模式时：需要采集用户虹膜信息时，操作者将该装置对准用户双眼，测距模块7检测到有用户存在，则向所述中央处理模块1发送启动信号。所述中央处理模块控制补光灯3和图像采集模块2进入工作状态，且两者的工作光谱依次切换，同时保证当前时刻补光灯3发出的光谱与图像采集模块2启动的图像采集传感器的光谱相一致，依次采集用户在不同光谱下的虹膜图像，并将其进行A/D转换后传送给中央处理模块，所述中央处理模块将该用户的虹膜图像写入数据存储模块4。注册模式采集完成后，操作者可切换装置到识别验证模式，中央处理模块1对实时采集的用户进行验证识别。在验证识别模式时，所述中央处理模块1继续控制补光灯3和图像采集模块2的工作光谱依次变化，并将各个光谱下采集到的虹膜图像送到中央处理模块1中进行识别，中央处理模块1从数据存储模块4中取出用户注册后或上次识别后的虹膜图像与实时采集的用户虹膜图像的特征点进行比对，若实时采集到的虹膜图像包括了新的特征点，则中央处理模块1会将新的特征点写入数据存储模块4的缓存区，提示操作者是否要更新该用户的数据库，若注册或上次识别未发生错误，则操作者执行更新数据库命令，则中央处理模块1会将新的特征点写入该用户所对应的数据存储模块4的数据库中。进一步的，所述验证操作可在采集之后的任何时间进行，亦可对同一用户进行多次识别验证，若有新的虹膜特征点出现，则按着上述策略不断更新数据库，丰富虹膜特征点信息，提高识别效率。上述注册和识别验证模式的切换通过人机交互模块6上的工作模式切换的按钮完成。在注册和识别验证的过程中，所述人机交互模块6通过声音、灯光等方式给用户以提示，提高用户体验。进一步，由于该装置体积小巧，易于携带。操作人员可随身携带该装置随时采集目标用户的双眼虹膜信息建立数据库。在移动的过程中，所述能量转换模块8将机械能以及太阳能转换为电能，实时给供电模块5充电，在工作过程中保证整个装置的续航能力。

本发明通过采集用户在不同光谱下的虹膜图像，建立虹膜数据库，丰富了数据库信息，扩展了装置的应用范围。通过识别验证模式，不断对用户的虹膜信息进行更新，丰富用户的虹膜特征信息，使得用户的识别体验不断提升。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (7)

1.一种便携式的虹膜采集装置，其特征在于，包括：中央处理模块、补光灯、图像采集模块、测距模块、人机交互模块和数据存储模块；

其中，所述中央处理模块，用于接收测距模块的启动信号，并控制补光灯和图像采集模块的工作状态和工作光谱，对图像采集模块实时采集的用户的虹膜图像写入的图像据存储模块的数据库进行注册，另外对图像采集模块实时采集的用户的虹膜图像与图像据存储模块存储的用户的虹膜图像的特征点进行识别验证，并将新的特征点写入该用户所对应的图像据存储模块的数据库中；

所述图像采集模块，用于实时采集用户的虹膜图像，并将其进行A/D转换后传送给中央处理模块；

所述补光灯，用于给图像采集模块补光；

所述测距模块，用于测量用户与图像采集模块之间的距离，待用户距离合适时，向所述中央处理模块发送启动信号，无人使用时则处于待机状态；

所述数据存储模块，用于存储用户的虹膜图像及个人基本信息，并建立数据库；

所述人机交互模块，在用户使用的过程中给出声音、灯光等提示。

2.根据权利要求1所述的虹膜采集装置，其特征在于，所述装置还包括供电模块，用于给整个装置供电。

3.根据权利要求2所述的虹膜采集装置，其特征在于，所述装置还包括能量转换模块，用于将机械能、太阳能转换为电能。

4.根据权利要求1所述的虹膜采集装置，其特征在于，所述图像采集模块包括多块不同光谱的成像传感器。

5.根据权利要求4所述的虹膜采集装置，其特征在于，所述补光灯的发光频谱是可调的，与所述图像采集模块的光谱一一对应。

6.根据权利要求1所述的虹膜采集装置，其特征在于，所述补光灯的的功率为1-3瓦；发光角为120度。

7.根据权利要求1所述的虹膜采集装置，其特征在于，所述人机交互模块包括工作模式切换按钮，用于完成注册模式和识别验证模式的切换。