CN110674682B - 一种双目虹膜图像采集装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种双目虹膜图像采集装置及方法，包括外壳、左目镜头、右目镜头、左目红外照明模块、右目红外照明模块、左目图像传感器和右目图像传感器；外壳的前端设置为开口处；左目镜头和右目镜头分别朝向开口处，并根据预设采集顺序，依次采集对应方向的虹膜图像；左目红外照明模块的照明端向左倾斜设置，右目红外照明模块的照明端向右倾斜设置，以用于根据预设采集顺序，依次向对应方向的虹膜发射红外光；左目图像传感器和右目图像传感器分别对采集到的对应方向的虹膜图像进行处理，得到双目虹膜图像。本发明实施例使得采集到的虹膜图像的特征细节更细微，提高了双目虹膜图像的质量。

Description

一种双目虹膜图像采集装置及方法

技术领域

本发明涉及虹膜采集技术领域，尤其涉及一种双目虹膜图像采集装置及方法。

背景技术

人的眼睛结构由巩膜、虹膜、瞳孔晶状体和视网膜等部分组成。其中，虹膜是位于黑色瞳孔和白色巩膜之间的圆环状部分，其包含有很多相互交错的斑点、细丝、冠状、条纹和隐窝等的细节特征。由于在胎儿发育阶段形成之后的整个生命历程中，虹膜具有保持不变的特征，这些特征决定了虹膜特征的唯一性，同时也决定了虹膜可作为身份识别的唯一性。因此，可将眼睛的虹膜特征作为每个人的身份识别对象。

目前市场上的虹膜采集装置获得的图像质量较差，其内部结构多采用异侧交叉照明，导致点亮区域照度分布均匀性不够，降低了虹膜图像的质量；并且，由于有些虹膜采集装置采集到的虹膜图像清晰度很低，导致虹膜图像的安全性降低，不能在一些安全级别系数要求高的场景下使用。

因此，现在亟需一种双目虹膜图像采集装置及方法来解决上述问题。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明实施例提供一种双目虹膜图像采集装置及方法。

第一方面，本发明实施例提供了一种双目虹膜图像采集装置，包括外壳、左目镜头、右目镜头、左目红外照明模块、右目红外照明模块、左目图像传感器和右目图像传感器，其中：

所述左目镜头、所述右目镜头、所述左目红外照明模块、所述右目红外照明模块、所述左目图像传感器和所述右目图像传感器基于所述双目虹膜图像采集装置的中心对称设置在所述外壳内部；

所述外壳的前端设置为开口处，以供所述双目虹膜图像采集装置通过所述开口处对双目虹膜图像进行采集，其中，所述外壳的材质为遮光材质；

所述左目镜头和所述右目镜头设置在所述外壳后端的内部面板上，分别朝向所述开口处，与所述左目红外照明模块以及所述右目红外照明模块位于同一水平面上，并根据预设采集顺序，依次采集对应方向的虹膜图像；

所述左目红外照明模块和所述右目红外照明模块分别设置在所述内部面板上，并位于所述左目镜头和所述右目镜头之间；其中，所述左目红外照明模块的照明端向左倾斜设置，所述右目红外照明模块的照明端向右倾斜设置，以用于根据预设采集顺序，依次向对应方向的虹膜发射红外光；

所述左目图像传感器连接所述左目镜头，所述右目图像传感器连接所述右目镜头，分别对采集到的对应方向的虹膜图像进行处理，得到双目虹膜图像，以供显示终端进行展示。

进一步地，所述装置还包括左目普通照明灯和右目普通照明灯，所述左目普通照明灯和所述右目普通照明灯基于所述双目虹膜图像采集装置的中心对称设置在所述外壳内部，其中：

所述左目普通照明灯和所述右目普通照明灯分别设置在所述内部面板上，并和所述左目红外照明模块、所述右目红外照明模块、所述左目镜头以及所述右目镜头位于同一水平面上，用于同时向虹膜发射照明光；其中，所述左目普通照明灯位于所述左目镜头的左侧，所述右目普通照明灯位于所述右目镜头的右侧。

进一步地，所述左目普通照明灯的数量和所述右目普通照明灯的数量为多个且相等。

进一步地，在所述左目镜头和所述右目镜头上分别设置850nm近红外光滤光片。

进一步地，所述左目红外照明模块和所述右目红外照明模块上分别设置照射角度调节单元，用于调节照射到虹膜的红外光照射角度。

进一步地，所述左目镜头和所述右目镜头为定焦镜头或变焦镜头。

进一步地，所述外壳前端的开口处设置有软体支撑眼罩。

第二方面，本发明实施例提供了一种基于第一方面所述的双目虹膜图像采集装置的双目虹膜图像采集方法，包括：

根据预设采集顺序，依次获取对应方向的虹膜图像，所述虹膜图像包括左目虹膜图像和右目虹膜图像；

对所述左目虹膜图像和所述右目虹膜图像进行处理，得到双目虹膜图像，以供显示终端进行展示。

第三方面，本发明实施例提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如第二方面所提供的方法的步骤。

第四方面，本发明实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如第二方面所提供的方法的步骤。

本发明实施例提供的一种双目虹膜图像采集装置及方法，通过设置具有倾斜角度的红外照明模块，依次向双目发射红外光，并按照红外光的发射顺序，通过对应的镜头采集对应方向上的虹膜图像，在对一个方向的人眼进行虹膜图像采集时，避免另一方向上产生干扰，以使得采集到的虹膜图像的特征细节更细微，提高了双目虹膜图像的质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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的附图。

图1为本发明实施例提供的双目虹膜图像采集装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的双目虹膜图像采集方法的流程示意图；

图3为本发明实施例提供的电子设备结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

现有虹膜采集装置采用单镜头单图像传感器的方式同时采集双眼虹膜图像，会导致单目虹膜特征分布在传感器上的像素点较少，图像分辨率低；其次，在采用双镜头同时采集双目虹膜图像时，为了同时对左眼与右眼照明，从而导致了面部两眼之间的区域过度照明，而两眼眼角区域偏暗的情况，并且，两眼之间的区域为无效照明，浪费了系统的动态范围，导致虹膜图像的有效区域细节丢失。本发明实施例采用双镜头双图像传感器依次采集单目虹膜图像，由于人的双眼是弧形的，通过同侧倾斜照明对应方向上的单目，并对倾斜的角度进行优化，避免了交叉干扰，不仅使采集到的虹膜图像亮度均匀，提高整体的图片质量，还使红外灯照明端离人眼距离相对近一些，衰减的光强小，最终采集的单目虹膜图像的像素点更多，虹膜图像更加清晰，识别准确性更高。另外，本发明实施例提供的双目虹膜图像采集装置获取的虹膜图像可达到960×960的像素尺寸，虹膜区域横穿像素达到250像素点，其图像质量要求达到刑侦级别，从而更好地保护信息安全和人身安全，并可根据采集到的虹膜详细特征用于实现个人信息加密和门禁识别等功能。

图1为本发明实施例提供的双目虹膜图像采集装置的结构示意图，如图1所示，本发明实施例提供了一种双目虹膜图像采集装置，包括外壳11、左目镜头21、右目镜头22、左目红外照明模块41、右目红外照明模块42、左目图像传感器31和右目图像传感器32，其中：

所述左目镜头21、所述右目镜头22、所述左目红外照明模块41、所述右目红外照明模块42、所述左目图像传感器31和所述右目图像传感器32基于所述双目虹膜图像采集装置的中心对称设置在所述外壳11内部；

所述外壳11的前端设置为开口处，以供所述双目虹膜图像采集装置通过所述开口处对双目虹膜图像进行采集，其中，所述外壳11的材质为遮光材质；

所述左目镜头21和所述右目镜头22设置在所述外壳11后端的内部面板71上，分别朝向所述开口处，与所述左目红外照明模块41以及所述右目红外照明模块42位于同一水平面上，并根据预设采集顺序，依次采集对应方向的虹膜图像；

所述左目红外照明模块41和所述右目红外照明模块42分别设置在所述内部面板71上，并位于所述左目镜头21和所述右目镜头22之间；其中，所述左目红外照明模块41的照明端向左倾斜设置，所述右目红外照明模块42的照明端向右倾斜设置，以用于根据预设采集顺序，依次向对应方向的虹膜发射红外光；

所述左目图像传感器31连接所述左目镜头21，所述右目图像传感器32连接所述右目镜头22，分别对采集到的对应方向的虹膜图像进行处理，得到双目虹膜图像，以供显示终端进行展示。

在本发明实施例中，外壳11采用遮光罩的外观设计，其前端为敞开状并设置为开口处，因此，人体眼部可以和开口处进行紧密贴合。当人体眼部水平贴合双目虹膜图像采集装置后，根据预设采集顺序，左目红外照明模块41首先向左目61左倾斜发送红外光，此时，右目红外照明模块42是处于关闭状态；在红外光经过左目61的虹膜反射之后，左目镜头21通过曝光采集到左目61的左目虹膜图像；最后，通过连接在左目镜头21后端的左目图像传感器31，将采集到的左目虹膜图像从数字信号转换为电信号，以使得在后续步骤对右目虹膜图像采集完成之后，将双目虹膜图像显示在显示终端上。

进一步地，在左目虹膜图像采集完成之后，此时，左目红外照明模块41关闭，右目红外照明模块42开启，并且左目镜头21同时切换成右目镜头22；然后，右目红外照明模块42向右目62右倾斜发送红外光；在红外光经过右目62的虹膜反射之后，右目镜头22通过曝光采集到右目62的右目虹膜图像；最后，通过连接在右目镜头22后端的右目图像传感器32，将采集到的右目虹膜图像从数字信号转换为电信号。需要说明的是，在本发明实施例中，左目镜头21和右目镜头22之间的切换，以及左目红外照明模块41和右目红外照明模块42之间的开关切换，这些切换动作都是微妙量级的，其转换速率对采集时间的影响是可以忽略不计的；另外，预设采集顺序可以是先采集左目虹膜图像再采集右目虹膜图像，也可以是先采集右目虹膜图像再采集左目虹膜图像，本发明实施例对此不作具体限定。

本发明实施例提供的一种双目虹膜图像采集装置，通过设置具有倾斜角度的红外照明模块，依次向双目发射红外光，并按照红外光的发射顺序，通过对应的镜头采集对应方向上的虹膜图像，在对一个方向的人眼进行虹膜图像采集时，避免另一方向上产生干扰，以使得采集到的虹膜图像的特征细节更细微，提高了双目虹膜图像的质量。

在上述实施例的基础上，所述装置还包括左目普通照明灯51和右目普通照明灯52，所述左目普通照明灯51和所述右目普通照明灯52基于所述双目虹膜图像采集装置的中心对称设置在所述外壳11内部，其中：

所述左目普通照明灯51和所述右目普通照明灯52分别设置在所述内部面板71上，并和所述左目红外照明模块41、所述右目红外照明模块42、所述左目镜头21以及所述右目镜头22位于同一水平面上，用于同时向虹膜发射照明光；其中，所述左目普通照明灯51位于所述左目镜头21的左侧，所述右目普通照明灯52位于所述右目镜头22的右侧。

在本发明实施例中，为了避免在外壳11内部的较暗情况下，由于瞳孔过大影响到虹膜的变化，在内部面板71上还设置有左目普通照明灯51和右目普通照明灯52，并且左目普通照明灯51和右目普通照明灯52分别临近于各自对应的镜头，其中，在本发明实施例中，采用的普通照明灯为LED灯。当镜头在进行虹膜图像采集时，通过同时点亮左目普通照明灯51和右目普通照明灯52，改变人眼瞳孔的大小，降低虹膜图像采集难度。

在上述实施例的基础上，所述左目普通照明灯51的数量和所述右目普通照明灯52的数量为多个且相等。

在本发明实施例中，根据双目虹膜图像采集装置的内部照明需求，可以设置多个左目普通照明灯51和多个右目普通照明灯52，并且两者之间的数量是相等的，保证照明光线是均匀的，并根据需求提高照明亮度。

在上述实施例的基础上，在所述左目镜头21和所述右目镜头22上分别设置850nm近红外光滤光片。

在本发明实施例中，在左目镜头21和右目镜头22上设置850nm近红外光滤光片，将其他干扰光线去除，从而提高虹膜图像的质量。

在上述实施例的基础上，所述左目红外照明模块41和所述右目红外照明模块42上分别设置照射角度调节单元，用于调节照射到虹膜的红外光照射角度。

在本发明实施例中，由于每个人体的双目之间的距离不同，通过在左目红外照明模块41和右目红外照明模块42上分别设置照射角度调节单元，在不同人体的双目在进行虹膜图像采集时，分别对左目红外照明模块41的照明端和右目红外照明模块42照明端的红外光照射角度进行微调，以使得采集到的虹膜图像的亮度更均匀，提高了虹膜图像质量。

在上述实施例的基础上，所述左目镜头21和所述右目镜头22为定焦镜头或变焦镜头。

在上述实施例的基础上，所述外壳11前端的开口处设置有软体支撑眼罩。

在本发明实施例中，左目镜头21和右目镜头22可根据实际需求，采用定焦镜头或者变焦镜头。另外，由于每个人体眼部的特征不同，在外壳11前端开口处设置软体支撑眼罩，不仅可以更好的遮挡外界的杂光干扰，还可以适应不同眼部轮廓的人体，更加贴合双目虹膜图像采集装置，提高了舒适感，增加了用户的体验感。优选地，在本发明实施例中，在外壳11底端还设置有支架，用于支撑整个双目虹膜图像采集装置，并且根据用户的身高，还可对支架的高度进行调节。

图2为本发明实施例提供的双目虹膜图像采集方法的流程示意图，如图2所示，本发明实施例提供了一种双目虹膜图像采集方法，包括：

步骤201，根据预设采集顺序，依次获取对应方向的虹膜图像，所述虹膜图像包括左目虹膜图像和右目虹膜图像。

在本发明实施例中，根据预先设置的虹膜图像采集顺序，若先对左目虹膜图像进行采集，可参考图1所示，此时，左目红外照明模块41发射红外光，只有左目镜头21进行曝光采集，并通过左目图像传感器31进行成像；当左目虹膜图像采集完成之后，将左目镜头21切换为右目镜头22，左目红外照明模块41切换成右目红外照明模块42，再对右目虹膜图像进行采集。由于对左目虹膜图像进行采集时，右目红外照明模块42处于关闭状态，相比现有技术中同时对左右目进行虹膜图像采集，避免了右目虹膜图像采集时的干扰，并减少了无效照明，充分利用了传感器的动态范围，以使得到的虹膜图像细节更细微，提高了图片质量。

步骤202，对所述左目虹膜图像和所述右目虹膜图像进行处理，得到双目虹膜图像，以供显示终端进行展示。

在本发明实施例中，左目图像传感器31和右目图像传感器32分别将各自采集到的虹膜图像从数字信号转换为电信号，保存在存储终端中，并通过处理芯片进行编码，以使得显示终端显示双目虹膜图像。

本发明实施例提供的一种双目虹膜图像采集方法，通过设置具有倾斜角度的红外照明模块，依次向双目发射红外光，并按照红外光的发射顺序，通过对应的镜头采集对应方向上的虹膜图像，在对一个方向的人眼进行虹膜图像采集时，避免另一方向上产生干扰，以使得采集到的虹膜图像的特征细节更细微，提高了双目虹膜图像的质量。

图3为本发明实施例提供的电子设备结构示意图，参照图3，该电子设备可以包括：处理器(processor)301、通信接口(Communications Interface)302、存储器(memory)303和通信总线304，其中，处理器301，通信接口302，存储器303通过通信总线304完成相互间的通信。处理器301可以调用存储器303中的逻辑指令，以执行如下方法：根据预设采集顺序，依次获取对应方向的虹膜图像，所述虹膜图像包括左目虹膜图像和右目虹膜图像；对所述左目虹膜图像和所述右目虹膜图像进行处理，得到双目虹膜图像，以供显示终端进行展示。

此外，上述的存储器303中的逻辑指令可以通过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，本发明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)执行本发明各个实施例所述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。

另一方面，本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各实施例提供的双目虹膜图像采集方法，例如包括：根据预设采集顺序，依次获取对应方向的虹膜图像，所述虹膜图像包括左目虹膜图像和右目虹膜图像；对所述左目虹膜图像和所述右目虹膜图像进行处理，得到双目虹膜图像，以供显示终端进行展示。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述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模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，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)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种双目虹膜图像采集装置，其特征在于，包括外壳、左目镜头、右目镜头、左目红外照明模块、右目红外照明模块、左目图像传感器和右目图像传感器，其中：

所述左目镜头、所述右目镜头、所述左目红外照明模块、所述右目红外照明模块、所述左目图像传感器和所述右目图像传感器基于所述双目虹膜图像采集装置的中心对称设置在所述外壳内部；

所述外壳的前端设置为开口处，以供所述双目虹膜图像采集装置通过所述开口处对双目虹膜图像进行采集，其中，所述外壳的材质为遮光材质；

所述左目镜头和所述右目镜头设置在所述外壳后端的内部面板上，分别朝向所述开口处，与所述左目红外照明模块以及所述右目红外照明模块位于同一水平面上，并根据预设采集顺序，依次采集对应方向的虹膜图像；

所述左目红外照明模块和所述右目红外照明模块分别设置在所述内部面板上，并位于所述左目镜头和所述右目镜头之间；其中，所述左目红外照明模块的照明端向左倾斜设置，所述右目红外照明模块的照明端向右倾斜设置，以用于根据预设采集顺序，依次向对应方向的虹膜发射红外光；

所述左目图像传感器连接所述左目镜头，所述右目图像传感器连接所述右目镜头，分别对采集到的对应方向的虹膜图像进行处理，得到双目虹膜图像，以供显示终端进行展示。

2.根据权利要求1所述的双目虹膜图像采集装置，其特征在于，所述装置还包括左目普通照明灯和右目普通照明灯，所述左目普通照明灯和所述右目普通照明灯基于所述双目虹膜图像采集装置的中心对称设置在所述外壳内部，其中：

所述左目普通照明灯和所述右目普通照明灯分别设置在所述内部面板上，并和所述左目红外照明模块、所述右目红外照明模块、所述左目镜头以及所述右目镜头位于同一水平面上，用于同时向虹膜发射照明光；其中，所述左目普通照明灯位于所述左目镜头的左侧，所述右目普通照明灯位于所述右目镜头的右侧。

3.根据权利要求2所述的双目虹膜图像采集装置，其特征在于，所述左目普通照明灯的数量和所述右目普通照明灯的数量为多个且相等。

4.根据权利要求1所述的双目虹膜图像采集装置，其特征在于，在所述左目镜头和所述右目镜头上分别设置850nm近红外光滤光片。

5.根据权利要求1所述的双目虹膜图像采集装置，其特征在于，所述左目红外照明模块和所述右目红外照明模块上分别设置照射角度调节单元，用于调节照射到虹膜的红外光照射角度。

6.根据权利要求1所述的双目虹膜图像采集装置，其特征在于，所述左目镜头和所述右目镜头为定焦镜头或变焦镜头。

7.根据权利要求1所述的双目虹膜图像采集装置，其特征在于，所述外壳前端的开口处设置有软体支撑眼罩。

8.一种基于权利要求1至7任一所述双目虹膜图像采集装置的双目虹膜图像采集方法，其特征在于，包括：

根据预设采集顺序，依次获取对应方向的虹膜图像，所述虹膜图像包括左目虹膜图像和右目虹膜图像；

对所述左目虹膜图像和所述右目虹膜图像进行处理，得到双目虹膜图像，以供显示终端进行展示。

9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求8所述双目虹膜图像采集方法的步骤。

10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求8所述双目虹膜图像采集方法的步骤。

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