CN108460316A - 虹膜影像获取装置、虹膜影像辨识装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种虹膜影像获取装置、虹膜影像辨识装置及其方法，其获取多个具有虹膜影像的数据序列，并将多个数据序列分成定位影像与待处理影像。其中，定位影像用来定位虹膜位置，而待处理影像则是根据定位影像中的虹膜位置来产生受保护的虹膜影像。因此，有心人士无法在传输过程中窃取具有虹膜特征的影像，进而提高虹膜辨识的安全性。

Description

虹膜影像获取装置、虹膜影像辨识装置及其方法

技术领域

本发明提供一种虹膜影像获取装置、虹膜影像辨识装置及其方法，特别涉及一种防止虹膜特征被窃取的虹膜影像获取装置、虹膜影像辨识装置及其方法。

背景技术

虹膜辨识被业界公认为安全等级较高的一种生物辨识技术。虹膜具有高度的独特性与稳定性(发育稳定后不随时间而变化)。因此，相较于其他生物辨识，例如指纹辨识或人脸辨识，虹膜信息更能被精确判读识别。一般来说，虹膜辨识系统为由影像获取装置(如摄像机)与影像处理器(如电脑系统)组成。影像获取装置拍摄具有虹膜特征的影像，并通过有线或无线传输方式(如通过USB或MIPI)传送具有虹膜特征的影像至影像处理器。影像处理器再获取影像中的虹膜特征，以藉此执行虹膜辨识。

然而，有心人士很容易在物理传输的过程中窃取具有虹膜特征的影像，造成使用者的虹膜特征被有心人士使用。因此，若可以防止有心人士在传输过程中窃取到使用者的虹膜特征，将可以提高虹膜辨识的安全性。

发明内容

本发明提供了一种虹膜影像获取装置、虹膜影像辨识装置及其方法，其获取多个具有虹膜影像的数据序列，并将多个数据序列分成定位影像与待处理影像。其中，定位影像用来定位虹膜位置，而待处理影像则是根据定位影像中的虹膜位置来产生受保护的虹膜影像。因此，有心人士无法在传输过程中窃取具有虹膜特征的影像，进而提高虹膜辨识的安全性。

本发明实施例提供一种虹膜影像获取装置，用以获取并保护一虹膜影像。虹膜影像获取装置包括一影像感测器、一数字信号处理器与一特征处理器。影像感测器获取设置在影像感测器前面的一景物，以按序产生多个数据序列。每一个数据序列具有虹膜影像。数字信号处理器耦接影像感测器，获取多个数据序列中的第一序列以作为一定位影像，且降低定位影像的一分辨率以产生一低分辨率影像。特征处理器耦接数字信号处理器，接收低分辨率影像，计算低分辨率影像中虹膜影像的一位置坐标，且回传位置坐标至数字信号处理器。数字信号处理器于接收到位置坐标后，获取多个数据序列中的第二序列以作为一待处理影像，根据位置坐标获取待处理影像中的虹膜影像，压缩且加密虹膜影像，以据此产生一受保护的虹膜影像至特征处理器。

本发明实施例提供一种虹膜影像辨识装置，包括一影像感测器、一数字信号处理器、一特征处理器与一虹膜辨识器。影像感测器获取设置在影像感测器前面的一景物，以按序产生多个数据序列。每一个数据序列具有虹膜影像。数字信号处理器耦接影像感测器，获取多个数据序列中的第一序列以作为一定位影像，且降低定位影像的一分辨率以产生一低分辨率影像。特征处理器耦接数字信号处理器，接收低分辨率影像，计算低分辨率影像中虹膜影像的一位置坐标，且回传位置坐标至数字信号处理器。虹膜辨识器耦接特征处理器。数字信号处理器于接收到位置坐标后，获取多个数据序列中的第二序列以作为一待处理影像，根据位置坐标获取待处理影像中的虹膜影像，压缩且加密虹膜影像，以据此产生一受保护的虹膜影像至特征处理器。虹膜辨识器由特征处理器接收、解密且解压缩受保护的虹膜影像，以产生一解压缩后的虹膜影像供虹膜辨识器判断解压缩后的虹膜影像是否为一授权影像。

本发明实施例提供一种虹膜影像辨识方法，适用于一虹膜影像辨识装置。虹膜影像辨识方法包括如下步骤。步骤1：获取设置在虹膜影像获取装置前面的一景物，并按序产生多个数据序列，其中每一个数据序列具有虹膜影像；步骤2：将多个数据序列中的一第一序列作为一定位影像，且降低定位影像的一分辨率，以产生一低分辨率影像；步骤3：计算低分辨率影像中虹膜影像的一位置坐标；步骤4：将多个数据序列中的一第二序列作为一待处理影像，根据位置坐标获取待处理影像中的虹膜影像，压缩且加密虹膜影像，以据此产生一受保护的虹膜影像；以及步骤5：解密且解压缩受保护的虹膜影像，以产生一解压缩后的虹膜影像，且判断解压缩后的虹膜影像是否为一授权影像。

为使能更进一步了解本发明的虹膜及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，但是这些说明与说明书附图仅是用来说明本发明，而非对本发明的权利要求作任何的限制。

附图说明

图1是本发明一实施例的虹膜影像获取装置的示意图。

图2是本发明一实施例的多个数据序列与时间的关系图。

图3是本发明一实施例的虹膜影像辨识装置的示意图。

图4是本发明一实施例的虹膜影像辨识方法的流程图。

附图标记说明：

100：虹膜影像获取装置

110：影像感测器

120：数字信号处理器

130：特征处理器

A-N：数据序列

Im1：低分辨率影像

Im2：受保护的虹膜影像

P1：位置坐标

SC：景物

T：时间

200：虹膜辨识器

300：虹膜影像辨识装置

a1-an：像素数据

b1-bn：像素数据

c1-cn：像素数据

n1-nn：像素数据

S410、S420、S430、S440、S450：步骤

具体实施方式

在下文中，将通过附图说明本发明的各种例示实施例来详细描述本发明。然而，本发明概念可能以许多不同形式来体现，且不应解释为限于本文中所阐述的例示性实施例。此外，附图中相同参考数字可用以表示类似的元件。

首先，请参考图1，其显示本发明一实施例的虹膜影像获取装置的示意图。虹膜影像获取装置100用来获取并保护一虹膜影像，以防止有心人士在有线(如USB或MIPI界面接口)或无线传输的过程中窃取具有虹膜特征的影像，进而提高虹膜辨识的安全性。

如图1所示，虹膜影像获取装置100包括一影像感测器110、一数字信号处理器120与一特征处理器130。在一实施例中，影像感测器110与数字信号处理器120被整合在一相机模块。特征处理器130被整合在一电脑主机中，可由一固件来实现。而相机模块是通过有线或无线(如USB或MIPI)传输具有虹膜特征的影像至电脑主机，以供电脑主机作后续处理。以下将进一步介绍影像感测器110、数字信号处理器120与特征处理器130之间的连结关系与作动方式。

影像感测器110获取设置在影像感测器110前面的一景物SC，以按序产生多个数据序列至数字信号处理器120，而每个数据序列具有虹膜影像。在本实施例中，影像感测器110是在一段时间内获取景物SC(包含有使用者的虹膜特征)，并将这段时间内所获取到的景物SC转换成多个数据序列。此外，本实施例的虹膜影像为人眼影像，且亦可进一步为眼球影像或其他位置的影像，本发明对此不作限制。以下将进一步介绍多个数据序列如何产生。

请同时参考图2，影像感测器110在一段时间T内获取景物SC，以产生多个数据序列A、B、C、…N。数据序列A-N分别代表一个帧(frame)的影像数据，且每个数据序列A-N具有虹膜影像。举例来说，使用者站在影像感测器110前面。影像感测器110在一段时间T内获取具有使用者虹膜特征的影像，以据此产生多个数据序列A-N。数据序列A-N分别代表一个帧(frame)的影像数据，且每个数据序列A-N具有使用者虹膜特征。此外，每个数据序列A-N是由多个像素数据组成，例如数据序列A由像素数据a1、a2-an组成，数据序列B由像素数据b1、b2-bn组成，数据序列C由像素数据c1、c2-cn组成，以及数据序列N由像素数据n1、n2-nn组成。因此，影像感测器110的传送方式将由像素数据a1开始，按序传送像素数据a1-an(即数据序列A)、b1-bn(即数据序列B)、c1-cn(即数据序列C)…n1-nn(即数据序列N)至数字信号处理器120。

再请回到图1，数字信号处理器120耦接影像感测器110。影像感测器110获取多个数据序列A-D其中之一作为一定位影像，例如获取数据序列中的第一序列(即数据序列A)作为一定位影像，且降低定位影像的一分辨率以产生一低分辨率影像Im1至特征处理器130。更进一步来说，低分辨率影像Im1为用来提供给特征处理器130判断人眼所在位置，且不需太多的影像细节。因此，本实施例的低分辨率影像Im1的影像大小设定为160*120以节省频宽，且亦可为其他影像大小，本发明对此不作限制。

特征处理器130耦接数字信号处理器120，且接收低分辨率影像Im1。而特征处理器130将计算低分辨率影像Im1中虹膜影像的一位置坐标P1，且回传位置坐标P1至数字信号处理器120，以供数字信号处理器120可以根据位置坐标P1(对应到虹膜影像的位置)来找寻之后的数据序列中的虹膜影像。有关计算虹膜影像的位置坐标P1为所属领域技术人员通过一般影像处理而得到，故在此不再赘述。

数字信号处理器120在接收到位置坐标P1后，数字信号处理器120将获取其他的数据序列作为一待处理影像，例如获取数据序列中的第二序列(即数据序列B、C及/或D)作为一待处理影像，并根据位置坐标P1获取待处理影像中的虹膜影像。更进一步来说，数字信号处理器120可针对不同虹膜辨识的应用，对待处理影像中的虹膜影像进行一影像处理，例如调整虹膜影像的曝光值与/或影像对比度，以增强虹膜影像中的虹膜特征，本发明对此不作限制。在本实施例中，定位影像与待处理影像为二相邻的数据序列，例如图2所示的数据序列A与数据序列B，或者数据序列B与数据序列C。而定位影像与待处理影像亦可为不相邻的数据序列，例如图2所示的数据序列A与数据序列C，本发明对此不作限制。

数字信号处理器120在取得待处理影像中的虹膜影像后，将进一步压缩且加密虹膜影像，以据此产生一受保护的虹膜影像Im2至特征处理器130。在压缩虹膜影像的过程中，可利用JPEG压缩技术、固定长度编码(FLC)压缩技术或其他技术来压缩虹膜影像，以减少虹膜影像的数据量，使得数字信号处理器120可以传送更多的数据量至特征处理器130。此外，在加密虹膜影像的过程中，可利用进阶加密标准(AES)演算法或其他演算法来加密虹膜影像，以避免数字信号处理器120通过有线或无线传输数据至特征处理器130的过程中遭到有心人士窃取虹膜特征。

在本实施例中，受保护的虹膜影像Im2为用来进行虹模辨识，且需要较多的影像细节。为了确保影像细节，受保护的虹膜影像Im2的影像大小设定为大于低分辨率影像Im1的影像大小。优选地，受保护的虹膜影像Im2的影像大小设定为640*360以维持虹膜影像的影像细节，且亦可为其他影像大小，本发明对此不作限制。此外，受保护的虹膜影像Im2亦可由两只眼睛的影像组成，且每只眼睛的影像大小为640*360。

由上述可知，虹膜影像获取装置100在传送受保护的虹膜影像Im2(即数字信号处理器120通过有线或无线传送数据至特征处理器130)的过程中，由于虹模影像皆已受到加密保护，使得有心人士无法在传输过程中窃取具有虹膜特征的影像，进而提高虹膜辨识的安全性。此外，数字信号处理器120会根据位置坐标P1(对应到虹模影像的位置)，预先对之后数据序列中的虹膜影像进行影像处理，以利后续的虹膜辨识。

特征处理器130在接收到受保护的虹膜影像Im2的后，将可进一步判断受保护的虹膜影像Im2是否与授权的数据相同，又或者将受保护的虹膜影像Im2进行其他运行，本发明对此不作限制。

以下实施例将进一步介绍虹膜影像辨识装置300。请参考图3，其显示本发明一实施例的虹膜影像辨识装置的示意图。如图3所示，虹膜影像辨识装置300包括虹膜影像获取装置100与一虹膜辨识器200，用来辨识由外界接收到的虹模影像是否为一授权影像。有关虹膜影像获取装置100的实施方式已于前一实施例中说明，故在此不再赘述。不同的地方在于，虹膜辨识器200耦接特征处理器100，接收由特征处理器100传送的受保护的虹膜影像Im2，以对受保护的虹膜影像Im2进行虹模辨识。

更进一步来说，在虹膜辨识器200接收到受保护的虹膜影像Im2后，虹膜辨识器200将解密且解压缩受保护的虹膜影像Im2，以产生一解压缩后的虹膜影像。而解密与解压缩的方式将分别对应于上述加密与压缩的方式来设计，例如压缩与解压缩的方式为FLC压缩技术，加密与解密的方式为AES演算法。在本实施例中，虹膜影像获取装置100中的特征处理器130可与虹膜辨识器200一起整合到电脑主机中，或者虹膜影像获取装置100远端连线至虹膜辨识器200，本发明对此不作限制。

虹模辨识器200接着将判断解压缩后的虹膜影像是否为一授权影像。在本实施例中，授权影像为虹模影像映射(mapping)的一特定编码，且储存在虹膜辨识器200中。特定编码为预先储存在虹模辨识器200中，且对应到某个使用者的虹模特征。因此，当解压缩后的虹膜影像经映射其编码后与特定编码相同时，虹膜辨识器200将判断解压缩后的虹膜影像为授权影像，表示影像感测器110所获取到的虹膜影像与授权影像一致。虹膜辨识器200可对应产生例如显示“身分符合”的文字，本发明对此不作限制。另外，虹膜辨识器200可由硬件或软件的方式来实现。

值得注意的是，储存在虹膜辨识器200中的特定编码并无法还原回该虹膜影像，以避免使用者的虹膜特征被有心人士窃取，使得使用者的虹膜特征处于较高等级的保护。

由上述的实施例，本发明可以归纳出一种虹膜影像辨识方法，适用于上述实施例所述的虹膜影像辨识装置300。请参考图4，并同时参考图3。图4是本发明一实施例的虹膜影像辨识方法的流程图。首先，虹膜影像辨识装置300获取设置在虹膜影像辨识装置300前面的一景物，并按序产生多个数据序列(步骤S410)。其中，每一个数据序列具有虹膜影像。

接着，虹膜影像辨识装置300将上述这些数据序列中的一第一序列作为一定位影像，且降低定位影像的一分辨率，以产生一低分辨率影像(步骤S420)。再来，虹膜影像辨识装置300计算低分辨率影像中虹膜影像的一位置坐标(步骤S430)。

接着，虹膜影像辨识装置300将上述这些数据序列中的一第二序列作为一待处理影像，根据位置坐标获取待处理影像中的虹膜影像，压缩且加密虹膜影像，以据此产生一受保护的虹膜影像(步骤S440)。

而虹膜影像辨识装置300在产生受保护的虹膜影像之后，将解密且解压缩受保护的虹膜影像，以产生一解压缩后的虹膜影像，并且判断解压缩后的虹膜影像是否为一授权影像(步骤S450)。值得注意的是，虹膜影像辨识装置300储存有虹膜影像映射的一特定编码。因此，当解压缩后的虹膜影样与特定编码相同时，虹膜影像辨识装置300将判断解压缩后的虹膜影像为授权影像；反之，当解压缩后的虹膜影样与特定编码不相同时，虹膜影像辨识装置300则判断解压缩后的虹膜影像不为授权影像。

而有关虹膜影像辨识装置300在步骤S410-S450的实施方式皆已于上述实施例中作说明，故在此不再赘述。综上所述，本发明实施例所提供的虹膜影像获取装置、虹膜影像辨识装置及其方法，其获取多个具有虹膜影像的数据序列，并将多个数据序列分成定位影像与待处理影像。其中，定位影像用来定位虹膜位置，而待处理影像则是根据定位影像中的虹膜位置来产生受保护的虹膜影像。因此，有心人士无法在传输过程中窃取具有虹膜特征的影像，进而提高虹膜辨识的安全性。

以上所述仅为本发明的实施例，其并非用以局限本发明的权利要求。

Claims (10)

1.一种虹膜影像获取装置，用以获取并保护一虹膜影像，该虹膜影像获取装置包括：

一影像感测器，获取设置在该影像感测器前面的一景物，以按序产生多个数据序列，其中每一该数据序列具有该虹膜影像；

一数字信号处理器，耦接该影像感测器，获取所述数据序列中的一第一序列以作为一定位影像，且降低该定位影像的一分辨率以产生一低分辨率影像；以及

一特征处理器，耦接该数字信号处理器，接收该低分辨率影像，计算该低分辨率影像中该虹膜影像的一位置坐标，且回传该位置坐标至该数字信号处理器；

其中，该数字信号处理器于接收到该位置坐标后，获取所述数据序列中的一第二序列以作为一待处理影像，根据该位置坐标获取该待处理影像中的该虹膜影像，压缩且加密该虹膜影像，以据此产生一受保护的虹膜影像至该特征处理器。

2.如权利要求1的虹膜影像获取装置，其中，该数字信号处理器于根据该位置坐标获取该待处理影像中的该虹膜影像时，对该虹膜影像进行一影像处理。

3.如权利要求2的虹膜影像获取装置，其中，该影像处理包括一曝光値或一影像对比度。

4.如权利要求1的虹膜影像获取装置，其中，该定位影像与该待处理影像为二相邻的该数据序列。

5.如权利要求1的虹膜影像获取装置，其中，受保护的该虹膜影像的分辨率大于该低分辨率影像的分辨率。

6.一种虹膜影像辨识装置，包括：

一影像感测器，获取设置在该影像感测器前面的一景物，以按序产生多个数据序列，其中每一该数据序列具有该虹膜影像；

一数字信号处理器，耦接该影像感测器，获取所述数据序列中的一第一序列以作为一定位影像，且降低该定位影像的一分辨率以产生一低分辨率影像；

一特征处理器，耦接该数字信号处理器，接收该低分辨率影像，计算该低分辨率影像中该虹膜影像的一位置坐标，且回传该位置坐标至该数字信号处理器；以及

一虹膜辨识器，耦接该特征处理器；

其中，该数字信号处理器于接收到该位置坐标后，获取所述数据序列中的一第二序列以作为一待处理影像，根据该位置坐标获取该待处理影像中的该虹膜影像，压缩且加密该虹膜影像，以据此产生一受保护的虹膜影像至该特征处理器；

其中，该虹膜辨识器由该特征处理器接收、解密且解压缩该受保护的虹膜影像，以产生一解压缩后的虹膜影像供该虹膜辨识器判断该解压缩后的虹膜影像是否为一授权影像。

7.如权利要求6的虹膜影像辨识装置，其中，该虹膜辨识器储存有该虹膜影像映射的一特定编码，且当该解压缩后的虹膜影样与该特定编码相同时，该虹膜辨识器判断该解压缩后的虹膜影像为该授权影像。

8.如权利要求6的虹膜影像辨识装置，其中，受保护的该虹膜影像的分辨率大于该低分辨率影像的分辨率。

9.一种虹膜影像辨识方法，适用于一虹膜影像辨识装置，该虹膜影像辨识方法包括：

获取设置在该虹膜影像获取装置前面的一景物，并按序产生多个数据序列，其中每一该数据序列具有该虹膜影像；

将所述数据序列中的一第一序列作为一定位影像，且降低该定位影像的一分辨率，以产生一低分辨率影像；

计算该低分辨率影像中该虹膜影像的一位置坐标；

将所述数据序列中的一第二序列作为一待处理影像，根据该位置坐标获取该待处理影像中的该虹膜影像，压缩且加密该虹膜影像，以据此产生一受保护的虹膜影像；以及

解密且解压缩该受保护的虹膜影像，以产生一解压缩后的虹膜影像，且判断该解压缩后的虹膜影像是否为一授权影像。

10.如权利要求9的虹膜影像辨识方法，其中，该虹膜影像辨识装置储存有该虹膜影像映射的一特定编码，且于判断该解压缩后的虹膜影像是否为该授权影像的步骤中，当该解压缩后的虹膜影样与该特定编码相同时，判断该解压缩后的虹膜影像为该授权影像。