CN108446648B - 一种虹膜采集系统及虹膜识别系统 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种虹膜采集系统及虹膜识别系统，包括：控制单元、光源组和摄像头组；摄像头组包括至少两个对焦视场区域不同的虹膜摄像头，光源组中每一个红外光源具有至少一个发散角度；控制单元，用于控制至少两个红外光源以至少一种发散角度向至少一个对焦视场区域发射红外光；以及，控制至少一个虹膜摄像头采集自身的光学系统参数对应的对焦视场区域内的虹膜图像信息，并将至少一个虹膜摄像头采集的虹膜图像信息发送至图像处理单元，以便图像处理单元基于虹膜图像信息进行图像识别处理。通过使用多个对焦视场区域不同的虹膜摄像头扩大了整个虹膜采集系统的对焦视场区域，降低了采集虹膜图像信息过程中用户的配合度，方便了虹膜图像信息的采集。

Description

一种虹膜采集系统及虹膜识别系统
技术领域
本申请涉及图像采集技术领域，具体而言，涉及一种虹膜采集系统及虹膜识别系统。
背景技术
在生物识别领域中，虹膜识别技术相比于指纹识别技术和人脸识别技术具有更高的准确度，但是，由于虹膜图像采集困难，虹膜识别技术的普及性不高。
虹膜尺寸大概为1cm左右，纹理丰富，在虹膜识别技术中，需要采集的虹膜图像直径像素数大于160个像素且图像质量很好才能提取出虹膜特征，因此，为了保证采集的虹膜图像像素数及图像质量满足要求，目前提供了一种虹膜采集系统，使用特定镜头参数的虹膜摄像头，虹膜摄像头的镜头参数决定了该虹膜摄像头的成像景深区域，使用上述系统进行用户的虹膜图像采集时，用户需要进入系统中的虹膜摄像头对应的对焦视场区域中，并高度配合虹膜摄像头才能采集用户的虹膜图像信息，以基于该虹膜图像信息进行后续的虹膜识别。
但是，上述虹膜采集系统中特定镜头参数的虹膜摄像头对应的对焦视场区域的距离范围很小且是固定的，提高了在进行虹膜图像信息采集时用户的配合难度，不利于虹膜图像信息的采集。
发明内容
有鉴于此，本申请实施例的目的在于提供一种虹膜采集系统，通过使用多个对焦视场区域不同的虹膜摄像头扩大了整个虹膜采集系统的对焦视场区域，降低了采集虹膜图像信息过程中用户的配合度，方便了虹膜图像信息的采集。
第一方面，本申请实施例提供了一种虹膜采集系统，包括：控制单元以及分别与控制单元连接的光源组和摄像头组；所述控制单元还用于与图像处理单元连接；所述摄像头组包括至少两个虹膜摄像头，且所述至少两个虹膜摄像头的对焦视场区域不同，所述至少两个虹膜摄像头的镜头光学参数相同或者不同，所述光源组包括至少两个红外光源，每一个所述红外光源具有至少一个发散角度；
所述控制单元，用于控制所述至少两个红外光源以至少一种发散角度向所述至少两个虹膜摄像头对应的对焦视场区域发射红外光；以及，控制所述至少一个虹膜摄像头采集自身的光学系统参数对应的对焦视场区域内的虹膜图像信息，并将所述至少一个虹膜摄像头采集的虹膜图像信息发送至所述图像处理单元，以便所述图像处理单元基于所述虹膜图像信息进行图像识别处理。
结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述的虹膜采集系统还包括测距模块；所述测距模块与所述控制单元电连接；
所述控制单元，具体用于控制所述测距模块探测所述虹膜采集系统与用户的距离信息，并根据所述测距模块返回的所述距离信息以及所述至少两个虹膜摄像头对应的对焦视场区域，确定用户所在的第一目标对焦视场区域，并选择所述第一目标对焦视场区域对应的第一目标虹膜摄像头采集的虹膜图像信息作为第一目标虹膜图像信息发送给所述图像处理单元。
结合第一方面的第一种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述的虹膜采集系统中，所述控制单元，具体用于在确定了用户所在的第一目标对焦视场区域后，控制至少一个红外光源以所述第一目标对焦视场区域对应的发散角度发射红外光；以及，控制所述第一目标虹膜摄像头采集所述第一目标对焦视场区域内的虹膜图像信息，并将所述第一目标虹膜摄像头返回的虹膜图像信息作为所述第一目标虹膜图像信息发送给所述图像处理单元。
结合第一方面的第一种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述控制单元，具体用于控制所述至少两个红外光源以所述至少两个发散角度发射红外光，以及控制所述至少两个虹膜摄像头分别采集自身对应的对焦视场区域内的虹膜图像信息；以及，在确定了用户所在的第一目标对焦视场区域后，从所述至少两个虹膜摄像头发送的虹膜图像信息中，选择所述第一目标虹膜摄像头采集的虹膜图像信息，并将选择的所述虹膜图像信息作为第一目标虹膜图像信息发送给所述图像处理单元。
结合第一方面的第一种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述的虹膜采集系统中，每一个所述虹膜摄像头均包括：至少一种光学参数的镜头、图像传感器和对焦马达；所述图像传感器和所述对焦马达均与所述控制单元连接；
所述控制单元，还用于控制所述对焦马达调整所述虹膜摄像头的镜头与图像传感器的距离，以通过调整所述虹膜摄像头的对焦面来调整所述虹膜摄像头的对焦视场区域和采集的虹膜图像的清晰度。
结合第一方面的第四种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述的虹膜采集系统中，
所述控制单元，还用于在控制所述第一目标虹膜摄像头采集所述第一目标视场区域内的虹膜图像信息之后，若检测到所述虹膜图像信息未处于所述第一目标对焦视场区域的对焦面上，则控制所述对焦马达按照第一预设步长调整所述第一目标对焦视场区域的对焦面。
结合第一方面的第四种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述控制单元，还用于从所述至少两个虹膜摄像头发送的虹膜图像信息中选择所述第一目标虹膜摄像头采集的虹膜图像信息之后，若检测到所述虹膜图像信息未处于所述第一目标对焦视场区域的对焦面上，则控制所述对焦马达按照第二预设步长调整所述第一目标对焦视场区域的对焦面。
结合第一方面的第一种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述测距模块包括人脸摄像头；所述人脸摄像头与所述控制单元电连接；
所述人脸摄像头，用于采集自身对应的对焦视场区域内的人脸图像信息，并将所述人脸图像信息发送至所述控制单元；其中，所述人脸摄像头的对焦视场区域能够覆盖所述至少两个虹膜摄像头的对焦视场区域；
所述控制单元，用于从所述人脸图像信息中提取人脸特征信息，并根据所述人脸特征信息以及预设的光学成像系统参数，确定所述虹膜采集系统与用户的距离信息。
结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，所述控制单元，还用于从所述至少一个虹膜摄像头采集的所述虹膜图像信息中提取眼部特征信息，根据所述眼部特征信息在采集的所述虹膜图像信息中所占的像素数、预设成像参照物以及所述至少一个虹膜摄像头中镜头的焦距和图像传感器的像素尺寸，确定所述虹膜采集系统与用户的距离信息；
或者，
所述控制单元，用于根据任意两个虹膜摄像头发送的虹膜图像信息，确定所述虹膜采集系统与用户的距离信息。
本申请实施例提供的一种虹膜采集系统，通过使用多个对焦视场区域不同的虹膜摄像头扩大了整个虹膜采集系统的对焦视场区域，降低了采集虹膜图像信息过程中用户的配合度，方便了虹膜图像信息的采集。
第二方面，本申请实施例提供了一种虹膜识别系统，包括第一方面任一实施例所述的虹膜采集系统，还包括与所述虹膜采集系统连接的图像处理单元；
所述虹膜采集系统，用于采集自身所覆盖的对焦视场区域内的虹膜图像信息，并将采集的所述虹膜图像信息发送给所述图像处理单元；
所述图像处理单元，用于接收所述虹膜图像信息，并基于所述虹膜图像信息进行图像识别处理。
本申请实施例提供的一种虹膜识别系统，通过使用多个对焦视场区域不同的虹膜摄像头扩大了整个虹膜采集系统的对焦视场区域，降低了采集虹膜图像信息过程中用户的配合度，方便了虹膜图像信息的采集。
为使本申请的上述目的、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申请实施例的技术方案，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申请的某些实施例，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示出了本申请实施例所提供的一种虹膜采集系统的结构示意图。
图2示出了本申请实施例所提供的另一种虹膜采集系统的结构示意图。
图3示出了本申请实施例所提供的一种虹膜摄像头的结构示意图。
图4示出了本申请实施例所提供的另一种虹膜摄像头的结构示意图。
图5示出了本申请实施例所提供的多种虹膜摄像头排列方式的结构示意图。
图6示出了本申请实施例所提供的虹膜采集系统中第一种控制方法的流程图。
图7示出了本申请实施例所提供的虹膜采集系统中第二种控制方法的流程图。
图8示出了本申请实施例所提供的虹膜采集系统中第三种控制方法的流程图。
图9示出了本申请实施例所提供的虹膜采集系统中第四种控制方法的流程图。
图10示出了本申请实施例所提供的虹膜采集系统中第五种控制方法的流程图。
图11示出了本申请实施例所提供的一种集成两路自动对焦虹膜摄像头的大景深虹膜采集系统。
图12示出了本申请实施例所提供的一种集成四路虹膜摄像头的大景深虹膜采集系统。
图13示出了本申请实施例所提供的一种集成两个路虹膜摄像头的大景深虹膜采集系统。
图标：100、虹膜摄像头(其中，图1和图2中示出了多个，分别为100A 到100N，图5中示出了3个，分别为100A、100B和100C)；200、控制单元；300、光源组；400、测距装置；1001、镜头组；1002、图像传感器； 1003、电路板；1004；对焦马达；1005、镜头底座。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请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申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
如图1、图2、图3和图5所示，本申请实施例提供了一种虹膜采集系统，包括：控制单元200、光源组300和摄像头组；光源组300和摄像头组均与控制单元200连接；控制单元200还用于与图像处理单元连接；摄像头组包括至少两个虹膜摄像头100，至少两个虹膜摄像头100的对焦视场区域不同，至少两个虹膜摄像头的镜头光学参数相同或者不同；光源组300包括至少两个红外光源，每一个红外光源具有至少两个发散角度，每一个发散角度对应一个对焦视场区域；
控制单元200，用于控制所述至少两个红外光源以至少一种发散角度向至少两个虹膜摄像头100对应的对焦视场区域发射红外光；以及，控制所述至少一个虹膜摄像头100采集自身光学参数对应的对焦视场区域内的虹膜图像信息，并将所述至少一个虹膜摄像头100采集的虹膜图像信息发送至图像处理单元，以便图像处理单元基于虹膜图像信息进行图像识别处理。
本申请实施例中，如图3所示，虹膜摄像头100包括：镜头组1001、图像传感器1002和电路板1003。其中，图像传感器1002焊接在电路板1003 上，电路板1003上固定一个镜头底座1005，镜头组1001安装在镜头底座 1005上。这里，虹膜摄像头100通过图像传感器1002与控制单元200连接。镜头组1001中每个镜头的光学参数包括焦距和光圈；对焦视场区域远的虹膜摄像头配备镜头的焦距和光圈大于对焦视场区域近的虹膜摄像头配备镜头的焦距和光圈。
其中，上述虹膜摄像头100，可以是USB摄像头、网络摄像头、板卡摄像头，以及主板原生虹膜摄像头，图像传感器1002的图像传输硬件电路接口可以是并口、移动产业处理器接口(MIPI，Mobile Industry Processor Interface)等多种方式，凡是通过多个虹膜摄像头调制不同距离对焦面来扩大整个虹膜采集系统的对焦视场区域，以及，配备不同分辨率、焦距和光圈的镜头实现变焦成像的方式都属于本申请所保护的范围内。
这里，至少两个虹膜摄像头100的光学参数相同，而包括的镜头组1001 与图像传感器1002的距离不同；对应的，至少两个虹膜摄像头100对应的对焦视场区域(也即成像景深区域或称工作距离区域)不同。
或者，至少两个虹膜摄像头100的光学参数不同相同，而包括的镜头组1001与图像传感器1002的距离不同；对应的，至少两个虹膜摄像头100 对应的对焦视场区域(也即成像景深区域或称工作距离区域)不同。
本申请实施例中，每个虹膜摄像头100所配置的图像传感器1002和镜头的分辨率不同，成像景深区域远或大的虹膜摄像头100所配备图像传感器1002分辨率越高，镜头解像力越高。
其中，上述至少两个虹膜摄像头100镜头的光学参数不同包括每个虹膜摄像头100安装的镜头的焦距和光圈不同，采集距离越远(对应对焦视场区域越远)的虹膜摄像头100所配备镜头的焦距和光圈越大。其中，多个虹膜摄像头100镜头对焦实施方式包括虹膜摄像头100的镜头对焦面物距不同，分别对由近向远的几个不同物距平面进行对焦成像。
如图3所示，多个虹膜摄像头100之间的排列方式不限，包含但不限于上下、左右、斜方向组合、不同形状阵列组合的排列方式。其中，多个虹膜摄像头100之间的间距不限，根据实施例灵活实施，如：即虹膜摄像头100A与虹膜摄像头100B之间的横向距离X以及虹膜摄像头100A与虹膜摄像头100C之间的纵向距离Y的数值根据具体实施例选择不同间距。
其中，上述控制单元200能够控制至少两个虹膜摄像头100协同采集图像，以及控制光源组300中光源的亮灭及强度变化。具体包括：a、其中光源控制方式包括控制光源点亮数量来对不同距离虹膜进行照射。这里，采集距离越远光源点亮数量越多。b、其中光源控制方式包括控制光源亮度变大变小来对不同距离虹膜进行照射。这里，采集距离越远，光源点亮亮度越大。c、其中光源控制方式包括控制点亮不同发散角度光源来对不同距离虹膜进行照射。这里，采集距离越远点亮发散角度越小的光源。
控制单元200用于控制上述光源组300中的红外光源以至少一种发散角度向所述至少两个虹膜摄像头对应的对焦视场区域发射红外光，以及，控制至少一个虹膜摄像头100采集自身的光学参数对应的对焦视场区域内的虹膜图像信息，虹膜摄像头100将采集的虹膜图像信息返回给控制单元 200，控制单元200将接收到的虹膜图像信息发送给图像处理单元，图像处理单元在接收到的虹膜图像信息后，提取虹膜图像信息中的虹膜特征，并基于虹膜特征与该用户对应的预设虹膜特征进行比较，根据比较结果来进行用户的身份识别。
进一步的，本申请实施例提供的虹膜采集系统，还包括测距模块；测距模块与控制单元200电连接；控制单元200用于控制测距模块工作；
控制单元200，具体用于控制所述测距模块探测所述虹膜采集系统与用户的距离信息，并根据所述测距模块返回的所述距离信息以及所述至少两个虹膜摄像头对应的对焦视场区域，确定用户所在的第一目标对焦视场区域，并选择所述第一目标对焦视场区域对应的第一目标虹膜摄像头采集的虹膜图像信息作为第一目标虹膜图像信息发送给所述图像处理单元。
本申请实施例中，控制单元200在接收到测距模块返回的距离信息之后，判断距离信息是否在至少两个虹膜摄像头100对应的成像景深区域所在的距离范围内，如果确定距离信息在至少两个虹膜摄像头100对应的对焦视场区域内，则确定用户在可采集视场范围内，然后，控制单元200选择该对焦视场区域对应的虹膜摄像头100采集的虹膜图像信息，并将选择的虹膜图像信息发送给图像处理单元；如果确定距离信息不在至少两个虹膜摄像头100对应的对焦视场区域内，则继续监听测距模块返回的距离信息。
这里，测距装置400具体实施类型包括但不限于红外测距模块、超声波测距模块和人脸摄像头。
本申请实施例中，控制单元200选择第一目标对焦视场区域对应的第一虹膜摄像头采集的虹膜图像信息作为第一目标虹膜图像信息，能够在减少向图像处理单元发送的虹膜图像信息的数量同时提高了向图像处理单元发送的虹膜图像信息的质量，提高了图像处理单元的处理效率。
控制单元200选择第一目标对焦视场区域对应的第一目标虹膜摄像头采集的虹膜图像信息作为第一目标虹膜图像信息的方式有两种：
第一种，控制单元200，具体用于在确定了用户所在的第一目标对焦视场区域后，控制至少一个红外光源以所述第一目标对焦视场区域对应的发散角度发射红外光；以及，控制所述第一目标虹膜摄像头采集所述第一目标对焦视场区域内的虹膜图像信息，并将所述第一目标虹膜摄像头返回的虹膜图像信息作为所述第一目标虹膜图像信息发送给所述图像处理单元。
本申请实施例中，控制单元200根据监听的测距模块返回的距离信息来控制红外光源发射红外光，以及，控制第一目标虹膜摄像头采集第一目标对焦视场区域内的虹膜图像信息，将第一目标虹膜摄像头返回的第一目标虹膜图像信息作为第一目标虹膜图像信息。这样，避免了所有红外光源和所有虹膜摄像头100工作带来的资源浪费、成本高的问题。
其中，上述以第一目标对焦视场区域对应的发散角度发射红外光的红外光源可以为一个，也可以为多个；第一目标虹膜摄像头可以为一个，也可以为多个。
第二种，控制单元200，具体用于控制所述至少两个红外光源以所述至少两个发散角度发射红外光，以及控制所述至少两个虹膜摄像头分别采集自身对应的对焦视场区域内的虹膜图像信息；以及，在确定了用户所在的第一目标对焦视场区域后，从所述至少两个虹膜摄像头发送的虹膜图像信息中，选择所述第一目标虹膜摄像头采集的虹膜图像信息，并将选择的所述虹膜图像信息作为第一目标虹膜图像信息发送给所述图像处理单元。
本申请实施例中，控制单元200预先控制至少两个红外光源和至少两个虹膜摄像头均工作，然后，根据测距模块返回的距离信息所属的第一目标对焦视场区域，确定该第一目标对焦视场区域对应的第一目标虹膜摄像头，然后从至少两个虹膜摄像头100返回的虹膜图像信息中选择该第一目标虹膜摄像头返回的虹膜图像信息，作为第一目标虹膜图像信息。
其中，上述以第一目标对焦视场区域对应的发散角度发射红外光的红外光源可以为一个，也可以为多个；第一目标虹膜摄像头可以为一个，也可以为多个。
如图4所示，本申请实施例提供的虹膜采集系统，每一个所述虹膜摄像头均包括：至少一种光学参数的镜头、图像传感器1002和对焦马达1004；图像传感器1002和对焦马达1004均与控制单元200连接；
控制单元200，还用于控制对焦马达1004调整虹膜摄像头100的镜头与图像传感器1002的距离，以通过调整虹膜摄像头100的对焦面来调整虹膜摄像头100的对焦视场区域和采集的虹膜图像的清晰度。这里，当虹膜摄像头100包括对焦马达1004时，该对焦马达1004就相当于镜头底座，该对焦马达1004固定在电路板上，镜头固定在对焦马达1004。
其中，上述对焦马达1004包括但不限于电机马达、音圈马达等。控制单元200对焦马达1004的控制方式包括a、按预设步长控制马达，依次对焦到每一个预设距离，并周期轮询重复对焦；b、根据测距装置400反馈的距离数据，选择指定的虹膜摄像头进行图像采集，并控制对焦马达1004对焦到指定距离。
具体实施方式中，控制单元200控制对焦马达1004调整至少两个虹膜摄像头100的镜头1001和图像传感器1002的距离，通过调整该距离来调整至少两个虹膜摄像头100分别对应的对焦面和对焦视场区域。
本申请实施例中，控制单元200也可以结合测距模块和对焦马达1004 获取清晰度更改的虹膜图像信息，其中，
对应于上述第一种第一目标虹膜图像信息的选择方法：控制单元200，还用于在控制所述第一目标虹膜摄像头采集所述第一目标视场区域内的虹膜图像信息之后，若检测到所述虹膜图像信息未处于所述第一目标对焦视场区域的对焦面上，则控制所述对焦马达按照第一预设步长调整所述第一目标对焦视场区域的对焦面。
对应于上述第二种选择第一目标虹膜图像信息方法为：控制单元200，还用于从所述至少两个虹膜摄像头发送的虹膜图像信息中选择所述第一目标虹膜摄像头采集的虹膜图像信息之后，若检测到所述虹膜图像信息未处于所述第一目标对焦视场区域的对焦面上，则控制对焦马达1004按照第二预设步长调整所述第一目标对焦视场区域的对焦面。
这里，控制单元200通过调整第一目标对焦视场区域的对焦面，可以扩大第一目标对焦视场区域的覆盖范围，同时也调整第一目标对焦视场区域内的虹膜图像信息位于第一目标对焦视场区域的对焦面上，提高了虹膜图像信息的清晰度。
其中，上述第一预设步长和上述第二预设步长可以相同，也可以不同。
本申请实施例中提供的虹膜采集系统中，控制单元控制测距的具体方式如下：
第一，上述测距模块包括人脸摄像头；人脸摄像头与控制单元200电连接；
所述人脸摄像头，用于采集自身对应的对焦视场区域内的人脸图像信息，并将所述人脸图像信息发送至所述控制单元；其中，所述人脸摄像头的对焦视场区域能够覆盖所述至少两个虹膜摄像头的对焦视场区域；
控制单元200，用于从所述人脸图像信息中提取人脸特征信息，并根据所述人脸特征信息以及预设的光学成像系统参数，确定所述虹膜采集系统与用户的距离信息。
第二，控制单元200，还用于从至少一个虹膜摄像头100采集的所述虹膜图像信息中提取眼部特征信息，根据所述眼部特征信息在采集的所述虹膜图像信息中所占的像素数、预设成像参照物以及所述至少一个虹膜摄像头中镜头的焦距和图像传感器的像素尺寸，确定所述虹膜采集系统与用户的距离信息；
这里，根据光学成像公式物距u和像距v与焦距之间的关系 1/u+1/v＝1/f，(1/物距+1/像距＝1/焦距)，得到u＝v*f/(v-f)；
而像高s和物高w的比例关系与物距和像距的比例关系为：u/v＝w/s；得到v＝u*s/w；代入前面公式，最后得到u＝f*(s+w)/s；焦距是镜头组的等效焦距已知，w是物高根据已知的具有稳定尺寸的参考物(如选定虹膜尺寸为参考物，则一般人的虹膜尺寸为10mm,如果选择瞳距参考物高，则一般人们的瞳距为65mm),像高s＝像素数*像素尺寸，像素数是图像上像所占的像素数(图像计算获得)，像素尺寸是每个摄像头中的图像传感器的像素尺寸都是固定的，为已知。
其中，摄像头中镜头成像的公式为
Figure BDA0001608511470000131
Figure BDA0001608511470000132
基于上述公式以及摄像头的光学系统参数即可确定所述虹膜采集系统与用户的距离信息。
第三，控制单元200，用于根据任意两个虹膜摄像头发送的虹膜图像信息，确定所述虹膜采集系统与用户的距离信息。
本申请实施例提供的一种虹膜采集系统，能够通过多个镜头参数不同的虹膜摄像头调整进行虹膜图像信息采集的成像景深区域的覆盖范围，降低了采集虹膜图像信息过程中用户的配合度，方便了虹膜图像信息的采集。
下面结合图6-图10对虹膜采集系统中的控制方法进行说明：
控制方法1：如图6所示，控制单元控制测距模块虹膜采集系统与用户的距离信息；控制单元根据距离信息判断用户是否在可采集视场范围内；若是，控制单元根据距离信息选择包含该距离信息(也即视场距离)的虹膜摄像头，并控制该虹膜摄像头的对焦马达对焦到该距离信息所在的位置进行虹膜图像信息采集。图像处理单元基于采集的虹膜图像信息进行用户身份认证。
控制方法2：如图7所示，控制单元控制多个虹膜摄像头同时采集虹膜图像信息；控制单元控制每个虹膜摄像头的对焦马达按预设步长进行循环对焦；图像处理单元判断循环对焦后的每个虹膜摄像头采集的虹膜图像的清晰质量是否满足预设条件，若是，图像处理单元基于满足预设条件的虹膜图像信息进行虹膜图像识别与认证服务。
控制方法3：如图8所示，控制单元控制人脸虹膜摄像头采集人脸图像信息；控制单元从人脸图像信息中提取人脸特征信息，并根据人脸特征信息以及预设的光学成像系统参数，确定虹膜采集系统与用户的距离信息；控制单元根据距离信息选择包含该距离信息(也即视场距离)的虹膜摄像头，并控制该虹膜摄像头的对焦马达对焦到该距离信息所在的位置进行虹膜图像信息采集。图像处理单元基于采集的虹膜图像信息进行用户身份认证。
控制方法4：如图9所示，控制单元控制两个虹膜摄像头采集虹膜图像信息；从所述至少一个虹膜摄像头采集的所述虹膜图像信息中提取眼部特征信息，根据所述眼部特征信息在采集的所述虹膜图像信息中所占的像素数、预设成像参照物以及所述至少一个虹膜摄像头中镜头的焦距和图像传感器的像素尺寸，确定所述虹膜采集系统与用户的距离信息；控制单元根据距离信息选择包含该距离信息的虹膜摄像头，并控制该虹膜摄像头的对焦马达对焦到该距离信息所在的位置进行虹膜图像信息采集。图像处理单元基于采集的虹膜图像信息进行用户身份认证。
控制方法5：如图10所示，控制单元控制两个虹膜摄像头采集图像；对两路虹膜摄像头采集的图像进行双目立体测距，判断距离信息；控制单元根据距离信息选择包含该距离信息的虹膜摄像头，并控制该虹膜摄像头的对焦马达对焦到该距离信息所在的位置进行虹膜图像信息采集。图像处理单元基于采集的虹膜图像信息进行用户身份认证。
本申请实施例提供的一种虹膜采集系统，通过使用多个对焦视场区域不同的虹膜摄像头扩大了整个虹膜采集系统的对焦视场区域，降低了采集虹膜图像信息过程中用户的配合度，方便了虹膜图像信息的采集。
本申请实施例提供的一种虹膜识别系统，包括：上述虹膜采集系统和与所述虹膜采集系统连接的图像处理单元；
所述虹膜采集系统，用于采集自身所覆盖的对焦视场区域内的虹膜图像信息，并将采集的所述虹膜图像信息发送给所述图像处理单元；
所述图像处理单元，用于接收所述虹膜图像信息，并基于所述虹膜图像信息进行图像识别处理。
下面结合实施例一、实施例二和实施例三对本申请实施例中提供的虹膜采集系统进行说明：
实施例一
如图11所示，为一种集成两路自动对焦虹膜摄像头的大景深虹膜采集系统，实施方式为两个虹膜摄像头100紧密排在一起，两个虹膜摄像头100 分别是100a、100b，都配有自动对焦马达，100a虹膜摄像头分辨率较低，配置的镜头焦距和光圈较小，100b虹膜摄像头分辨率较高，配置的镜头焦距和光圈较大。虹膜摄像头两旁实施两组光源组，其中光源组中包括红外光源，红外光源包含2种发散角度的光源分别是大发散角300a、300d，小发散角度300b、300c，其中，300a和300d红外光源发散角度为夹角1，对采集距离较近时的虹膜进行照射，300b、300c红外光源的发散角度即夹角 2，对采集距离较远的虹膜进行进一步的红外照射。100a虹膜摄像头的镜头对焦到对焦面10，采集较近距离的(物距10附近的)清晰虹膜图像，控制单元200根据测距装置400的反馈数据，控制100a虹膜摄像头对焦马达对物距11、物距12、物距13进行对焦成像，最终使得在视场1整个范围内均能采集到规格合适的虹膜图像；100b虹膜摄像头的镜头对焦到对焦面20，采集较远距离的(物距20附近的)清晰虹膜图像，控制单元200测距装置 400的反馈数据，控制100b虹膜摄像头对焦马达对物距21、物距22、物距 23进行对焦成像，最终使得在视场2整个范围内均能采集到规格合适的虹膜图像；双虹膜摄像头的最终有效采集视场为视场1和视场2，景深可达到 1米,极大的优化了产品易用性。控制单元200控制100多路虹膜摄像头实时采集图像和光源组300进行交替灵活补光，迅速完成虹膜图像的采集及认证服务。
实施例二
如图12所示，为一种集成四路虹膜摄像头的虹膜采集系统，实施方式为将四路虹膜摄像头100按两排两列方式紧密排在一起，四路虹膜摄像头 100分别是100a,100b,100c,100d，对焦采集视场由近到远，配置镜头的焦距和光圈也逐步增大，配置的图像传感器分辨率和镜头解像力逐步增大。虹膜摄像头两旁实施两组光源组，其中光源组中包括红外光源，红外光源包含2种发散角度的光源分别是大发散角300a、300d，小发散角度300b、 300c，300a和300d红外光源发散角度为夹角1，对采集距离较近时的虹膜进行照射，300b、300c红外光源的发散角度即夹角2，对采集距离较远的虹膜进行进一步的红外照射。控制单元根据实时采集情况，点亮不同数量和发散角类型的光源，进行灵活照明，100a虹膜摄像头的镜头对焦到对焦面10，采集最近距离的(物距10附近的)清晰虹膜图像，100b虹膜摄像头的镜头对焦到对焦面20，采集较近距离的(物距20附近的)清晰虹膜图像，100c虹膜摄像头的镜头对焦到对焦面30，采集较远距离的(物距30 附近的)清晰虹膜图像，100d虹膜摄像头的镜头对焦到对焦面40，采集最远距离的(物距40附近的)清晰虹膜图像，控制单元根据测距模块距离信息，选择哪路虹膜摄像头进行采集，进一步的完成虹膜图像采集与认证服务。
实施例三
如图13所示，一种集成两路虹膜摄像头的虹膜采集系统，实施方式为两路虹膜摄像头100紧密排在一起，两路虹膜摄像头100分别是100a,100b，采集视场由近到远，虹膜摄像头100a分辨率较低，配置的镜头焦距和光圈较小，虹膜摄像头100b分辨率较高，配置的镜头焦距和光圈较大。虹膜摄像头两旁实施两组光源组，其中光源组中包括红外光源，红外光源包含2 种发散角度的光源分别是大发散角300a、300d，小发散角度300b、300c， 300a和300d红外光源发散角度为夹角1，对采集距离较近时的虹膜进行照射，300b、300c红外光源的发散角度即夹角2，对采集距离较远的虹膜进行进一步的红外照射。虹膜摄像头100a的镜头对焦到对焦面10，采集较近距离的(物距10附近的)清晰虹膜图像；虹膜摄像头100b的镜头对焦到对焦面20，采集较远距离的(物距20附近的)清晰虹膜图像，控制单元同时控制两个虹膜摄像头实时进行图像采集，对采集的图像进行质量判断，对质量合格的图像实施进一步的虹膜特征提取与比对。
控制单元的另一种控制方式是选择任意一个虹膜摄像头进行采集，根据采集的图像进行眼部定位，并进一步的确定眼球尺寸大小或瞳距信息，根据眼球大小和瞳距信息结合虹膜摄像头的光学系统参数，判断距离信息，根据距离信息，判断选择覆盖距离范围清晰成像的虹膜摄像头是否为当前虹膜摄像头，如果不是则切换为可拍摄清晰图像的虹膜摄像头，并进行虹膜采集及识别处理。
本申请实施例提供的一种虹膜采集系统，通过使用多个对焦视场区域不同的虹膜摄像头扩大了整个虹膜采集系统的对焦视场区域，降低了采集虹膜图像信息过程中用户的配合度，方便了虹膜图像信息的采集。
本申请实施例提供的一种虹膜识别系统，包括：上述的虹膜采集系统，还包括与上述虹膜采集系统连接的图像处理单元；
所述虹膜采集系统，用于采集自身所覆盖的对焦视场区域内的虹膜图像信息，并将采集的所述虹膜图像信息发送给所述图像处理单元；
所述图像处理单元，用于接收所述虹膜图像信息，并基于所述虹膜图像信息进行虹膜识别处理。
本申请实施例提供的一种虹膜识别系统，通过使用多个对焦视场区域不同的虹膜摄像头扩大了整个虹膜采集系统的对焦视场区域，降低了采集虹膜图像信息过程中用户的配合度，方便了虹膜图像信息的采集。
本申请实施例所提供的一种控制单元和图像处理单元可以为设备上的特定硬件或者安装于设备上的软件或固件等。本申请实施例所提供的装置，其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，前述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，均可以参考上述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，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，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请提供的实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，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单元中。
功能如果以软件功能单元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，本申请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)执行本申请各个实施例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。
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，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
最后应说明的是：以上实施例，仅为本申请的具体实施方式，用以说明本申请的技术方案，而非对其限制，本申请的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例技术方案的精神和范围。都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种虹膜采集系统，其特征在于，包括：控制单元以及分别与控制单元连接的光源组和摄像头组；所述控制单元还用于与图像处理单元连接；所述摄像头组包括至少两个虹膜摄像头，且所述至少两个虹膜摄像头的对焦视场区域不同，所述至少两个虹膜摄像头的镜头光学参数相同或者不同，所述光源组包括至少两个红外光源，每一个所述红外光源具有至少一个发散角度；
所述控制单元，用于控制所述至少两个红外光源以至少一种发散角度向所述至少两个虹膜摄像头对应的对焦视场区域发射红外光；以及，控制所述至少一个虹膜摄像头采集自身的光学系统参数对应的对焦视场区域内的虹膜图像信息，并将所述至少一个虹膜摄像头采集的虹膜图像信息发送至所述图像处理单元，以便所述图像处理单元基于所述虹膜图像信息进行图像识别处理；
所述虹膜采集系统还包括测距模块；所述测距模块与所述控制单元电连接；
所述控制单元，具体用于控制所述测距模块探测所述虹膜采集系统与用户的距离信息，并根据所述测距模块返回的所述距离信息以及所述至少两个虹膜摄像头对应的对焦视场区域，确定用户所在的第一目标对焦视场区域，并选择所述第一目标对焦视场区域对应的第一目标虹膜摄像头采集的虹膜图像信息作为第一目标虹膜图像信息发送给所述图像处理单元；
每一个所述虹膜摄像头均包括：至少一种光学参数的镜头、图像传感器和对焦马达；所述图像传感器和所述对焦马达均与所述控制单元连接；
所述控制单元，还用于控制所述对焦马达调整所述虹膜摄像头的镜头与图像传感器的距离，以通过调整所述虹膜摄像头的对焦面来调整所述虹膜摄像头的对焦视场区域和采集的虹膜图像的清晰度。
2.根据权利要求1所述的虹膜采集系统，其特征在于，所述控制单元，具体用于在确定了用户所在的第一目标对焦视场区域后，控制至少一个红外光源以所述第一目标对焦视场区域对应的发散角度发射红外光；以及，控制所述第一目标虹膜摄像头采集所述第一目标对焦视场区域内的虹膜图像信息，并将所述第一目标虹膜摄像头返回的虹膜图像信息作为所述第一目标虹膜图像信息发送给所述图像处理单元。
3.根据权利要求1所述的虹膜采集系统，其特征在于，所述控制单元，具体用于控制所述至少两个红外光源以所述至少两个发散角度发射红外光，以及控制所述至少两个虹膜摄像头分别采集自身对应的对焦视场区域内的虹膜图像信息；以及，在确定了用户所在的第一目标对焦视场区域后，从所述至少两个虹膜摄像头发送的虹膜图像信息中，选择所述第一目标虹膜摄像头采集的虹膜图像信息，并将选择的所述虹膜图像信息作为第一目标虹膜图像信息发送给所述图像处理单元。
4.根据权利要求1所述的虹膜采集系统，其特征在于，
所述控制单元，还用于在控制所述第一目标虹膜摄像头采集所述第一目标视场区域内的虹膜图像信息之后，若检测到所述虹膜图像信息未处于所述第一目标对焦视场区域的对焦面上，则控制所述对焦马达按照第一预设步长调整所述第一目标对焦视场区域的对焦面。
5.根据权利要求1所述的虹膜采集系统，其特征在于，所述控制单元，还用于从所述至少两个虹膜摄像头发送的虹膜图像信息中选择所述第一目标虹膜摄像头采集的虹膜图像信息之后，若检测到所述虹膜图像信息未处于所述第一目标对焦视场区域的对焦面上，则控制所述对焦马达按照第二预设步长调整所述第一目标对焦视场区域的对焦面。
6.根据权利要求1所述的虹膜采集系统，其特征在于，所述测距模块包括人脸摄像头；所述人脸摄像头与所述控制单元电连接；
所述人脸摄像头，用于采集自身对应的对焦视场区域内的人脸图像信息，并将所述人脸图像信息发送至所述控制单元；其中，所述人脸摄像头的对焦视场区域能够覆盖所述至少两个虹膜摄像头的对焦视场区域；
所述控制单元，用于从所述人脸图像信息中提取人脸特征信息，并根据所述人脸特征信息以及预设的光学成像系统参数，确定所述虹膜采集系统与用户的距离信息。
7.根据权利要求1所述的虹膜采集系统，其特征在于，
所述控制单元，还用于从所述至少一个虹膜摄像头采集的所述虹膜图像信息中提取眼部特征信息，根据所述眼部特征信息在采集的所述虹膜图像信息中所占的像素数、预设成像参照物以及所述至少一个虹膜摄像头中镜头的焦距和图像传感器的像素尺寸，确定所述虹膜采集系统与用户的距离信息；
或者，
所述控制单元，用于根据任意两个虹膜摄像头发送的虹膜图像信息，确定所述虹膜采集系统与用户的距离信息。
8.一种虹膜识别系统，其特征在于，包括：权利要求1-7任一项所述的虹膜采集系统，还包括与所述虹膜采集系统连接的图像处理单元；
所述虹膜采集系统，用于采集自身所覆盖的对焦视场区域内的虹膜图像信息，并将采集的所述虹膜图像信息发送给所述图像处理单元；
所述图像处理单元，用于接收所述虹膜图像信息，并基于所述虹膜图像信息进行虹膜识别处理。
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