CN109815778A - 一种基于眼部特征的身份识别电子系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于眼部特征的身份识别电子系统和技术，该系统包括一个头戴智能设备本体、一个微距摄像头、一个补光设备，以及一个身份识别程序。头戴智能设备包括智能眼镜或AR或VR设备。微距摄像头安装在头戴智能设备上，可以拍摄眼部区域的图像。补光设备也安装在头戴智能设备上，当光线条件不够好的情况下，它可以对眼部区域进行补光，保证微距摄像头的拍摄质量。微距摄像头获取的图片或者视频，送到身份识别程序进行处理，身份识别程序可以判定用户是否通过身份验证。本发明可以为头戴智能设备提供一种简单、可靠的身份识别系统和技术，身份识别准确度高，可靠性好。

Description

一种基于眼部特征的身份识别电子系统

技术领域

本发明涉及身份识别领域，尤其涉及一种基于眼部特征的身份识别电子系统。

背景技术

目前智能电子设备的身份识别方式主要有密码、指纹识别、虹膜识别、人脸识别等方式。对于手机而言，以上的识别方式均可使用。但是对头戴智能眼镜或者增强现实(AR：Augmented Reality)或虚拟现实(VR：Virtual Reality)等智能头戴设备而言，人脸识别不太适合使用，因为该类设备离人脸部较近，摄像头很难对内拍全人脸，因此目前智能头戴设备一般使用密码、指纹识别或虹膜识别。

而对一些对安全性有特殊要求的智能眼镜或者AR、VR头戴设备而言，要求使用者必须是拥有者本人，不能由拥有者主动授意给第三方使用，而密码、指纹识别均不能保证是本人而不是被本人授意的第三方在使用设备，这种情况下基于图像识别的身份验证方式是有意义的。目前头戴设备使用的基于图像识别的身份验证主要通过虹膜识别实现，然而虹膜识别对摄像头的拍摄角度和清晰度，以及光学成像回路均有很高要求，实现难度很大。因此，在虹膜识别之外提供另外一种安全性高的基于图像识别的身份验证方式是本领域急需解决的问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本申请提供了一种安全性高的基于图像识别的身份验证方式，即基于眼部特征的身份识别电子系统和识别技术，以较高的可靠性来保证使用者是拥有者本人，解决了上述问题。

根据本申请的一方面，提供一种基于眼部特征的身份识别电子系统，其特征在于，所述电子系统包括：头戴设备本体、设置在所述头戴设备本体上并对内的微距摄像头，所述微距摄像头对准用户的眼部并拍摄眼部区域的图像。

所述微距摄像头拍摄的图像包括全部或者部分眼睛图像，及眼部周围包括睫毛、鼻梁、部分脸部在内的图像。由于每个人眼睛、鼻梁和脸型的差异性，加上由此带来的佩戴头戴设备本体时微距摄像头和人脸的角度会因人而异，因此拍摄出来的局部区域图像会有特征上的不同。

所述身份识别电子系统优选是一个智能眼镜或者AR、VR头戴设备。

进一步，所述身份识别电子系统还包括设置在头戴设备本体上的对内补光设备。

进一步，所述微距摄像头的焦距比较小，焦距例如在5厘米之内，用于比较清晰地拍摄出近距离的图像。

进一步，所述微距摄像头可以是定焦摄像头，也可以是变焦摄像头。

进一步，微距摄像头在头戴设备本体上的安装位置、方式和朝向可以由实际需要决定。在一个实施方式中，微距摄像头设置在头戴设备本体的侧面镜腿上，在佩戴时，微距摄像头从侧面拍摄眼部区域的图像。在另一个实施方式中，微距摄像头设置在头戴设备本体的正面，与头戴设备本体上的一个镜片相邻，并向内对准用户的眼部，在佩戴时，微距摄像头从正面拍摄眼部区域的图像。

同样的，对内补光设备安装位置、方式和朝向可以由实际需要决定。优选地，对内补光设备安装位置、方式和朝向与所述微距摄像头相似。

所述微距摄像头可以是普通的拍摄可见光图像的摄像头，也可以是拍摄红外光图像的红外摄像头，也可以是同时能拍摄可见光和红外光的红外增强摄像头。

对内补光设备发射可见光或红外光，或者同时发射可见光和红外光。当光线条件不够好的情况下，对内补光设备发射光线照亮眼部区域，从而使微距摄像头拍摄到的照片的质量达到可用或者比较好的程度。

所述头戴设备的操作系统中安装有身份识别程序，该程序用于判断使用者是否通过身份识别。

进一步，所述身份识别程序采用传统的图像识别算法进行图像识别。

所述身份识别程序使用微距摄像头拍摄的图像或者视频，也可以使用微距摄像头的预览图像。

进一步，所述身份识别程序使用深度学习算法进行图像识别，所述身份识别程序保存部分或者全部通过了身份识别判定的图像，并用该类图像更新深度学习算法的识别模型。

根据本申请的基于眼部特征的身份识别电子系统和识别技术，较好地适用于智能眼镜或者AR、VR头戴设备，以很高的可靠性来保证使用者是拥有者本人，识别安全性高，本申请的基于眼部特征的身份识别电子系统相对于虹膜识别技术而言制作难度小、成本低。

附图说明

图1为根据本申请一个实施方式的基于眼部特征的身份识别电子系统的结构示意图；

图2为根据本申请第二个实施方式的基于眼部特征的身份识别电子系统的结构示意图；

图3为根据本申请第三个实施方式的基于眼部特征的身份识别电子系统的结构示意图；

图4为根据本申请一个实施方式身份识别电子系统拍摄眼部区域图像的示意图；

图5为根据本申请一个实施方式的身份识别的工作流程A；

图6为根据本申请另一个实施方式的身份识别的工作流程B；

图7为根据本申请另一个实施方式的深度学习算法识别模型更新的工作流程。

具体实施方式

下面将对本申请的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。基于本申请的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

现在参见附图1-3对本申请的身份识别电子系统的各个组成部分进行说明，参见附图1，示出根据本申请一个实施方式的基于眼部特征的身份识别电子系统。身份识别电子系统是一个智能眼镜或者AR、VR头戴设备本体11，包括设置在头戴设备本体11上并对内的微距摄像头12，还包括设置在头戴设备本体11上的对内补光设备13。

所述微距摄像头12的焦距比较小，焦距例如在5厘米之内，用于比较清晰地拍摄出近距离的图像。微距摄像头12可以是定焦摄像头，也可以是变焦摄像头。

微距摄像头12被安装在头戴设备本体11上并朝向头戴设备本体11的内侧，其安装方式和位置使得微距摄像头12可以对准用户的眼部并拍摄眼部区域的图像，包括全部或者部分眼睛图像，及眼部周围包括睫毛、鼻梁、部分脸部在内的图像。由于每个人眼睛、鼻梁和脸型的差异性，加上由此带来的佩戴头戴设备本体11时微距摄像头12和人脸的角度会因人而异，因此拍摄出来的局部区域图像会有特征上的不同。

微距摄像头在头戴设备本体上的安装位置、方式和朝向可以由实际需要决定。微距摄像头可安装在头戴设备本体的正面或侧面，用于从正面拍摄眼部区域的图像，也可以从侧面拍摄眼部区域的图像。同样的，对内补光设备安装位置、方式和朝向可以由实际需要决定。附图1所示的实施方式中，微距摄像头12设置在头戴设备本体11的侧面镜腿上，在佩戴时，微距摄像头12从侧面拍摄眼部区域的图像。

参见附图2，示出根据本申请第二个实施方式的基于眼部特征的身份识别电子系统。身份识别电子系统是一个智能眼镜或者AR、VR头戴设备21，包括头戴设备本体21、设置在头戴设备21上并对内的微距摄像头22，该实施方式中，不还包括补光设备。

参见附图3，示出根据本申请第三个实施方式的基于眼部特征的身份识别电子系统。身份识别电子系统是一个智能眼镜或者AR、VR头戴设备，包括头戴设备本体31、设置在头戴设备本体31上并对内的微距摄像头32，微距摄像头32设置在头戴设备本体31的正面，与头戴设备本体31上的一个镜片相邻，并向内对准用户的眼部，在佩戴时，微距摄像头32从正面拍摄眼部区域的图像。

所述微距摄像头可以是普通的拍摄可见光图像的摄像头，也可以是拍摄红外光图像的红外摄像头，也可以是同时能拍摄可见光和红外光的红外增强摄像头。

当进行身份验证的时候，微距摄像头可用来拍摄单张图片、一系列的图片，也可以用于拍摄视频。身份验证也可以使用一个或多个微距摄像头的预览图像。

对内补光设备可以发射可见光，也可以发射红外光，也可以同时具有发射可见光和红外光的能力。当光线条件不够好的情况下，对内补光设备发射光线照亮眼部区域，从而使微距摄像头拍摄到的照片的质量达到可用或者比较好的程度。

如附图2、3所示，可以不设置对内补光设备。例如，微距摄像头的光线条件在使用场景中都比较好时，则可以不在头戴设备本体上安装补光设备。

参见图4，示出根据本申请的身份识别电子系统拍摄眼部区域图像的示意图，其中虚线部分框起来的部分是眼部区域拍摄到的图像或预览得到的图像。不同安装位置和朝向的微距摄像头拍摄或预览得到的眼部区域的图像可以与该示例不同。

头戴设备的操作系统中安装有身份识别程序，该程序用于判断使用者是否通过身份识别。身份识别程序可以采用传统的图像识别算法进行图像识别，也可以使用深度学习算法进行图像识别。

如果采用深度学习算法进行图像识别，身份识别程序可以保存部分或者全部通过了身份识别判定的图像，并用该类图像更新深度学习算法的识别模型，以提高身份识别的准确度。

下面，参考附图5-7对本申请的基于眼部特征的身份识别电子系统的工作流程进行介绍，由于微距摄像头的种类和使用方式、补光设备的种类和使用方式都有多种选择，这里只介绍了几种典型的工作流程。其他的工作流程可以参考以下的工作流程进行设计。

附图5为根据本申请一个实施方式的身份识别的工作流程A，首先是身份识别流程启动，可通过传感器检测头戴设备本体被正确佩戴而自动启动，也可以由用户通过例如按钮的操作装置手动启动；接着启动微距摄像头和摄像头预览，判断光线条件是否适合拍摄，如果不合适，则启动补光设备；将连续多个预览图像送入身份识别程序，判断用户是否通过身份识别，最后输出判定结果并同时保存通过身份识别判定的图像。

附图6为根据本申请另一个实施方式的身份识别的工作流程B，首先身份识别流程启动，接着依次启动补光设备、启动微距摄像头、拍摄一段视频、将视频送入身份识别程序；视频中有一帧图像通过身份识别，判断用户通过身份识别，否则判断用户没有通过身份识别；最后输出判定结果并同时保存通过身份识别判定的图像。

图7为根据本申请的深度学习算法识别模型更新的工作流程，包括判断上一次模型更新以后，新保存的图像数目是否超过门限值？如果没有超过，判断当前时间和上一次模型更新的时间之差是否超过时间门限值？当新保存的图像数目超过门限值或者当前时间和上一次模型更新的时间之差超过时间门限值时，更新深度学习算法的识别模型。

按照本申请的设计，在虹膜识别之外提供另外一种可行的基于图像识别的身份验证方式，根据本申请的基于眼部特征的身份识别电子系统和识别技术，较好地适用于智能眼镜或者AR、VR头戴设备，以很高的可靠性来保证使用者是拥有者本人，识别安全性高，本申请的基于眼部特征的身份识别电子系统相对于虹膜识别技术而言制作难度小、成本低。

Claims (15)

1.一种基于眼部特征的身份识别电子系统，其特征在于，所述电子系统包括：头戴设备本体、设置在所述头戴设备本体上并对内的微距摄像头，所述微距摄像头对准用户的眼部并拍摄眼部区域的图像。

2.根据权利要求1所述的基于眼部特征的身份识别电子系统，所述微距摄像头拍摄的图像包括全部或者部分眼睛图像，及眼部周围包括睫毛、鼻梁、部分脸部在内的图像。

3.根据权利要求2所述的基于眼部特征的身份识别电子系统，所述身份识别电子系统是智能眼镜、AR或VR头戴设备。

4.根据权利要求1-3任一项所述的基于眼部特征的身份识别电子系统，所述身份识别电子系统还包括设置在头戴设备本体上的对内补光设备。

5.根据权利要求1-3任一项所述的基于眼部特征的身份识别电子系统，所述微距摄像头的焦距在5厘米之内。

6.根据权利要求1-3任一项所述的基于眼部特征的身份识别电子系统，所述微距摄像头是定焦摄像头或变焦摄像头。

7.一种具有权利要求3所述的基于眼部特征的身份识别电子系统，所述微距摄像头设置在所述头戴设备本体的侧面镜腿上。

8.一种具有权利要求3所述的基于眼部特征的身份识别电子系统，所述微距摄像头设置在头戴设备本体的正面，与头戴设备本体上的一个镜片相邻，并向内对准用户的眼部。

9.根据权利要求4所述的基于眼部特征的身份识别电子系统，所述对内补光设备安装位置、方式和朝向与所述微距摄像头相似。

10.根据权利要求1-3任一项所述的基于眼部特征的身份识别电子系统，所述微距摄像头为拍摄可见光图像的摄像头或拍摄红外光图像的红外摄像头，或者为同时能拍摄可见光和红外光的红外增强摄像头。

11.根据权利要求4所述的基于眼部特征的身份识别电子系统，所述对内补光设备发射可见光或红外光，或者同时发射可见光和红外光。

12.根据权利要求1-3任一项所述的基于眼部特征的身份识别电子系统，所述头戴设备的操作系统中安装有身份识别程序，该程序用于判断使用者是否通过身份识别。

13.根据权利要求12所述的基于眼部特征的身份识别电子系统，所述身份识别程序采用传统的图像识别算法进行图像识别。

14.根据权利要求12所述的基于眼部特征的身份识别电子系统，所述身份识别程序使用深度学习算法进行图像识别，所述身份识别程序保存部分或者全部通过了身份识别判定的图像，并用该类图像更新深度学习算法的识别模型。

15.根据权利要求13或14所述的基于眼部特征的身份识别电子系统，所述身份识别程序使用所述微距摄像头拍摄的图像或者视频，或者使用微距摄像头的预览图像。