CN111611845A - 一种具有活体检测功能的虹膜识别系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种具有活体检测功能的虹膜识别系统，包括：光源模块，用于向人体眼睛周围或人体面部的静脉发射特定波长的红外线光源；光感模块，用于采集待检测眼睛周围或人体面部在光源模块照射下的图像信息，并将图像信息发送至中央控制模块；图像信息至少包括静脉纹理；中央控制模块，用于对图像信息进行处理，并在检测到静脉纹理状态符合标准条件时，判定待检测虹膜为活体。上述系统能够深度结合眼睛的生理特性和物理特性对虹膜进行识别，不易被追踪和仿造，安全性较好并且可以结合多种生理特征和物理特征进行识别，其识别结果可靠性高且实用性较好。

Description

一种具有活体检测功能的虹膜识别系统

技术领域

本发明涉及虹膜识别领域，具体而言，涉及一种具有活体检测功能的虹膜识别系统。

背景技术

随着社会和科技的发展，各种信息的交互越来越频繁，社会公共安全、个人信息安全越发重要，机场出入、出入境管理、个人理财办理、移动支付等各种领域都需要确认个人身份的真实性，一种快速有效的个人身份认证技术不仅使得生活更便捷，也会使生活更加安全。而对于个人身份认证技术，基于生物识别技术的认证技术最为有效，如：指纹、人脸、虹膜、静脉、掌纹等识别技术；而在上述所有生物识别技术中，虹膜识别技术由于其具有高准确率、高稳定性、高度防伪性、唯一性等优点而被广泛使用。

目前虹膜识别已应用在很多领域，对应的虹膜识别技术公司及产品也越来越多，但是随着虹膜识别技术的广泛普及，虹膜伪造技术也将出现，活体检测功能将成为虹膜识别设备必备的功能，也标志着虹膜识别设备的技术水平的高低；对此，相关技术提供了一种虹膜识别中活体探测方法：根据瞳孔缩放功能鉴别是否为活体，该方法最为普遍；上述瞳孔缩放法的原理为：源于瞳孔具有自动调节光通量的功能，当光线较强时，瞳孔缩小减少光通量，反之亦然，所以明亮的环境瞳孔小，黑暗的瞳孔大，其功能和相机光圈一样，瞳孔这种功能保证了在各种环境下有适量的光线进入眼睛，既能实现清晰成像，又不会有过量的光线灼伤视网膜。采用本方法，虹膜识别设备一般会有主动的光源进行周期性打开和关闭操作，如果瞳孔的直径有大小变化，证明是活体。

但是，在上述方法中，对于虹膜识别设备检测到瞳孔有缩放变化视为活体，可以通过播放事先录好的瞳孔缩放变化的虹膜图像视频来攻击设备，对于虹膜识别设备通过一定的时序打开和关闭特定光源刺激瞳孔缩放，可以用带光源探测功能的视频播放设备来攻击虹膜识别设备，当探测器感应到虹膜识别设备光源发亮时，播放预先录好的小瞳孔虹膜图片或图像处理改变视频瞳孔大小，当探测器感应到虹膜识别设备光源关闭时播放预先录好的大瞳孔虹膜图片或图像处理改变视频瞳孔大小等等，因此上述方法易被追踪并仿造。

发明人在研究中发现，现有技术中基于瞳孔缩放法的虹膜识别方法易被追踪和仿造，从而使得识别结果可靠性较低，实用性较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有活体检测功能的虹膜识别系统，其能够深度结合眼睛的生理特性和物理特性对虹膜进行识别，不易被追踪和仿造，安全性较好并且可以多种生理特征和物理特征相结合，其识别结果可靠性高，使得实用性较好。

第一方面，本发明实施例提供了一种具有活体检测功能的虹膜识别系统，包括：光源模块、光感模块和中央控制模块；

光源模块，用于按照预设条件向待检测虹膜和/或待检测虹膜的周围发射光照；预设条件包括以下条件中的一种或多种：光照的波段、光照的光谱、光照的强度、光源模块的数量、多个光源模块之间的距离和光源模块与光感模块之间的距离；

光感模块，用于采集光照照射后的待检测虹膜的图像信息；图像信息包括预设条件对应的特定的特征信息；

中央控制模块，在虹膜识别系统上电时，控制光源模块和光感模块工作；以及，根据特征信息对应的标准信息对特征信息进行判断，并在检测到特征信息与标准信息相匹配时，判定待检测虹膜为活体虹膜。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，光源模块包括以下光源的一种或多种：全光谱光源、宽光谱光源和窄光谱光源；光源模块包含的光源数目至少为一个；

光源模块的照明方式包括以下方式中的一种或多种：单个光源以预设强度和时序的照明方式、多种光谱光源或多个光源同时照明的方式、多种光谱光源或多个光源闪光照明的方式、多种光谱光源或多个光源以预设时序的照明方式和多种光谱光源或多个光源以预设调制强度的照明方式；

光感模块至少包括一个光电传感器；光电传感器包括以下类型中的一个或多个：多波段光电传感器和单波段光电传感器；

光感模块的图像采集方式包括以下方式中的一种或多种：多个单波段光电传感器同时采集的方式，多个多波段光电传感器同时采集的方式，多个单波段光电传感器以预设时序采集的方式，多个多波段光电传感器以预设时序采集的方式，一个单波段光电传感器以预设时序采集和一个多波段光电传感器以预设时序采集的方式。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，光源模块向待检测虹膜发射至少两种光谱的光照；

光感模块采集待检测虹膜在不同光谱的光照下的第一图像信息，并将第一图像信息发送至中央控制模块；第一图像信息至少包括光谱吸收信息；

中央控制模块对第一图像信息中的光谱吸收信息进行分析，并在分析结符合第一标准条件时，判定待检测虹膜为活体虹膜；第一标准条件包括以下信息中的一种或多种：不同光谱的光照照射不同的虹膜得到图像信息中的虹膜纹理清晰度不同和图像信息中的虹膜、巩膜、瞳孔、眼睑对比度不同。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，光源模块至少为两个且每两个光源模块均具有预设距离，每一个光源模块均从不同的位置向待检测虹膜发射预设强度的光照；

光感模块采集待检测虹膜在不同位置光源的光照下的第二图像信息，并将第二图像信息发送至中央控制模块；第二图像信息包括：至少两个光斑以及每两个光斑之间的距离；

中央控制模块提取每一个光源模块照射下的第二图像信息中的光斑，并根据光斑之间的距离以及光源模块之间的间距，计算角膜曲率半径，并在计算的角膜曲率半径与预设角膜曲率半径阈值相匹配时，判定待检测虹膜为活体。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，光源模块为多个，多个光源模块组合成预设形状向待检测虹膜发射光源；

光感模块采集待检测虹膜在多个光源模块照射下的第三图像信息，并将第三图像信息发送至中央控制模块；第三图像信息至少包括光斑的形状信息；

中央控制模块对第三图像信息中的光斑形状信息进行分析，并在每一个光斑的形状信息均和相应时刻点亮的光源模块的位置一致时，判定待检测虹膜为活体虹膜。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，光源模块包括可见光光源模块和虹膜成像波段光源模块；

可见光光源模块以预设亮度向待检测虹膜发射可见光，用于刺激瞳孔进行放大和缩小；虹膜成像波段光源模块以预设强度照射待检测虹膜，用以拍摄虹膜纹理信息；

光感模块采集待检测虹膜在上述光源的照射下的第四图像信息，并将第四图像信息发送至中央控制模块；第四图像信息至少包括：瞳孔尺寸的变化信息和虹膜纹理的变化信息；

中央控制模块判断第四图像信息中的瞳孔尺寸的变化信息和虹膜纹理的变化信息是否符合第二标准条件，并在检测结果为第二标准条件时，判定待检测虹膜为活体；第二标准条件包括：在亮度偏低或关闭时，瞳孔尺寸处于放大状态且虹膜纹理被压缩且压缩的虹膜纹理产生了非线性放射性形变；和/或在亮度偏高或打开最亮时瞳孔处于缩小状态且虹膜纹理被扩放且扩放的虹膜纹理均产生了非线性放射性形变。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，光源模块向待检测虹膜发射光源强度逐渐变化的光源；

光感模块采集待检测虹膜在光源模块照射下的第五图像信息，并将第五图像信息发送至中央控制模块；第五图像信息至少包括：虹膜的纹理密度和纹理对比度；

中央控制模块对第五图像信息进行分析，并在检测结果符合第三标准条件时，判定待检测虹膜为活体虹膜；第三标准条件至少包括：虹膜的纹理密度随着光照强度的增强而变大、虹膜纹理对比度随着光照强度的增大而变大、虹膜的纹理密度随着光照强度的减少而变小以及虹膜纹理对比度随着光照强度的减少而变小。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，光源模块至少为两个，且每两个光源模块之间具有预设距离，光源模块与光感模块之间具有预设距离；

光源模块分别向待检测虹膜发射光源；

光感模块采集待检测虹膜在光源模块的照射下的第六图像信息，并将第六图像信息发送至中央控制模块；第六图像信息至少包括普尔钦光斑形状；

中央控制模块对第六图像信息中的普尔钦光斑的形状进行分析，并在距离光感模块较近的光源模块对应的普尔钦光斑为圆形的等光晕光斑，在距离光感模块较远的光源模块对应的普尔钦光斑为非等光晕光斑，且距离光感模块不同位置光源模块辐射所成的图像上的普尔钦光斑形状各不相同时，判定待检测虹膜为活体；

或者，光源模块至少为两个且每一个光源模块之间具有预设距离，光源模块与光感模块之间具有预设距离；

每一个光源模块分别向待检测虹膜发射光源；

光感模块采集待检测虹膜在光源模块照射下的第七图像信息，并将第七图像信息发送至中央控制模块；第七图像信息包括瞳孔图像的亮度状态；

中央控制模块对第七图像信息中的瞳孔图像的亮度状态进行分析，并在分析结果符合第四标准条件时，判定虹膜为活体虹膜；第四标准条件包括：光源模块距离光感模块较近时对应采集的瞳孔图像为亮瞳和光源模块距离光感模块较远时对应采集的瞳孔图像为暗瞳。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，光源模块向人体眼睛周围或人体面部的静脉发射特定波长的红外线光源；光源包括使静脉成像的红外波段和不使静脉成像的非红外波段；

光感模块采集待检测眼睛周围或人体面部在光源模块照射下的第八图像信息，并将第八图像信息发送至中央控制模块；第八图像信息至少包括静脉纹理；

中央控制模块对第八图像信息进行处理，并在检测到静脉纹理状态符合第五标准条件时，判定待检测虹膜为活体；第五标准条件至少包括：在红外波段照射下有静脉纹理和在非红外波段照射下均没有静脉纹理。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第九种可能的实施方式，其中，光感模块包括以下器件中的一种或多种：热像仪和温度传感器；热像仪采集人体自发的热辐射图像，温度传感器采集人体的温度信息；

中央控制模块根据热辐射图像和温度信息计算待检测虹膜或人体的温度以及温度分布图形，并在待检测虹膜或人体温度和温度分布图形符合人体特征时，判定待检测虹膜为活体；

或者，

光源模块向待检测虹膜发射光源；光感模块采集光源照射后的第九图像信息；中央控制器根据第九图像信息进行三维信息重建，判断重建后的三维信息是否符合第六标准条件，并在判断结果为相符时判定待检测虹膜为活体；第六标准条件包括：标准人类三维信息，三维信息至少包括眼睛、面部或人体三维信息；其中，三维信息重建的方式至少包括基于多相机成像的三维信息重建方式、基于立体光学法三维信息重建方式和基于预设图案投影的三维重建方式；

基于多相机成像的三维信息重建方式包括：光感模块包括至少两个光电传感器且多个光电传感器之间具有预设距离；中央控制器控制光源模块进行亮度调制并根据多个光电传感器采集的第九图像信息进行三维信息重建；

基于立体光学法三维信息重建方式包括：光源模块包括至少三个不同方向的光源；光感模块分别采集相应方向照明的第九图像信息；中央控制器根据采集的第九图像信息进行立体光学法三维信息重建；

基于预设图案投影的三维重建方式包括：光源模块包括投影装置，投影装置向待检测虹膜发射投影光，投影光能在被测对象表面投影预设图案，预设图案为具有预设变化规律的图案；中央控制器根据光感模块采集的预设图案的形状及变化特征进行三维信息重建。

本发明实施例提供的一种具有活体检测功能的虹膜识别系统，包括：光源模块，用于按照预设条件向待检测虹膜发射光照；光感模块，用于采集光照照射后的待检测虹膜的图像信息；中央控制模块，在虹膜识别系统上电时，控制光源模块和光感模块工作；以及，根据特征信息对应的标准信息对特征信息进行判断，将特征信息与标准信息相匹配的判断结果对应的待检测虹膜标识为活体虹膜，以便活体虹膜进入后续的虹膜注册或者识别流程；与现有技术中现有技术中基于瞳孔缩放法的虹膜识别方法易被追踪和仿造，从而使得识别结果可靠性较低，实用性较差相比，其能够深度结合眼睛的生理特性和物理特性对虹膜进行识别，不易被追踪和仿造，安全性较好并且可以结合多种生理特征和物理特征进行识别，其识别结果可靠性高，使得实用性较好。

为使本发明的上述目的、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发明实施例的技术方案，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发明的某些实施例，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示出了本发明实施例所提供的一种具有活体检测功能的虹膜识别系统的整体结构示意图；

图2示出了本发明实施例所提供的一种具有活体检测功能的虹膜识别方法的流程图。

图3示出了本发明实施例所提供的普尔钦光斑形成的原理示意图。

图4a、图4b、图4c、图4d和图4e示出了本发明实施例所提供的第一种基于多波段光电传感器成像的虹膜识别系统应用实例的成像系统方案；

图5a、图5b、图5c和图5d示出了本发明实施例所提供的第二种基于多波段光电传感器成像的虹膜识别系统基于多波段光电传感器成像的虹膜识别系统的又一个应用实例的成像系统方案；

图6a和图6b示出了本发明实施例提供的第三种的基于包含单波段光电传感器的多个光电传感器成像的虹膜识别系统的一个应用实例的成像系统方案；

图7为本发明实施例提供的第四种应用实例的成像系统方案，基于多个多波段光电传感器成像的虹膜识别系统。

图8为本发明实施例提供的第五种应用实例的成像系统方案，基于多个多波段光电传感器成像的虹膜识别系统。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明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发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

考虑到现有技术中的基于瞳孔缩放法的虹膜识别方法大都技术简单，随着科学技术的发展，技术攻防战不断升级，一种简单的防伪技术很容易被攻防，易被追踪和仿造，从而使得识别结果可靠性较低，实用性较差。本发明深度挖掘眼睛的生理和物理特性，只有和人眼具备一样的生理和物理特性，才能欺骗虹膜识别设备，科技含量高不易被攻破。

本发明的目的在于提供了一种具有活体检测功能的虹膜识别系统，具有很高的防伪性，科技含量高，并且本系统还能应用于各种虹膜识别产品中，包括远距离大型虹膜识别设备，中距离虹膜识别设备，移动小型化虹膜识别设备。本发明的虹膜识别注册于识别流程采用通用的方式，具体参见图1，

本发明提供了一种具有活体检测功能的虹膜识别系统，包括：光源模块100、光感模块200和中央控制模块300；

光源模块100，用于按照预设条件向待检测虹膜和/或待检测虹膜的周围发射光照；预设条件包括以下条件中的一种或多种：光照的波段、光照的光谱、光照的强度、光源模块100的数量、多个光源模块100之间的距离和光源模块100与光感模块200之间的距离；

光感模块200，用于采集光照照射后的待检测虹膜的图像信息；图像信息包括预设条件对应的特定的特征信息；

中央控制模块300（也可以成为中央处理器和中央控制器），在虹膜识别系统上电时，控制光源模块100和光感模块200工作；以及，根据特征信息对应的标准信息对特征信息进行判断，并在检测到特征信息与标准信息相匹配时，判定待检测虹膜为活体虹膜。

本发明实施例提供的一种具有活体检测功能的虹膜识别系统，与现有技术中现有技术中基于瞳孔缩放法的虹膜识别方法易被追踪和仿造，从而使得识别结果可靠性较低，实用性较差相比，其能够深度结合眼睛的生理特性和物理特性对虹膜进行识别，不易被追踪和仿造，安全性较好并且可以结合多种生理特征和物理特征进行识别，其识别结果可靠性高，使得实用性较好。

具体的，本实施例中的光源模块100可以发射不同预设条件下的光照；比如发射多个不同波段的光照、比如发射多个不同光谱的光照等，而光感模块200是根据光源发射的条件而选择的，目的是为了采集具备特定特征信息的经过上述光源照射的待检测虹膜的图像信息。

而中央控制模块300的第一目的是控制光源模块100和光感模块200的工作状态，其第二目的是根据上述图像信息的特征信息进行分析处理，以此判定待检测的虹膜信息是否为活体虹膜。

本实施例中的中央控制模块在判断待检测虹膜为活体虹膜时，表示该虹膜为活体虹膜并将该活体虹膜送入后续的虹膜注册或者识别流程；另外，上述具有活体检测功能的虹膜识别系统中还包括报警模块，中央控制模块在判断待检测虹膜是不符合预设条件时，可以生成报警指令，控制相应报警模块报警，用以提醒检测人员该虹膜不符合标准条件，可能是伪造虹膜。

在本实施例中，上述具有活体检测功能的虹膜识别系统中，光源模块100包括以下光源的一种或多种：全光谱光源、宽光谱光源和窄光谱光源；光源模块100包含的光源数目至少为一个；其中，光源模块100包括单个光源或多个光源以及某种活体探测方法特定的光源器件如投影光源，光源模块100用于活体探测及照射虹膜的作用，根据选用的活体探测方式及虹膜识别系统体积选择相应的光源组成模块。其中光源类型包括：热辐射光源；气体放电光源如汞灯、氙灯等；固体发光光源如：粉末场致发光光源、薄膜场致发光光源、发光二极管和激光光源等。

并且，上述光源模块100的照明方式包括以下方式中的一种或多种：单个光源以预设强度和时序的照明方式、多种光谱光源或多个光源同时照明的方式、多种光谱光源或多个光源闪光照明的方式、多种光谱光源或多个光源以预设时序的照明方式和多种光谱光源或多个光源以预设调制强度的照明方式；

而上述光感模块200至少包括一个光电传感器；光电传感器包括以下类型中的一个或多个：多波段光电传感器和单波段光电传感器；并且，上述光感模块200的图像采集方式包括以下方式中的一种或多种：多个单波段光电传感器同时采集的方式，多个多波段光电传感器同时采集的方式，多个单波段光电传感器以预设时序采集的方式，多个多波段光电传感器以预设时序采集的方式，一个单波段光电传感器以预设时序采集，一个多波段光电传感器以预设时序采集的方式。

需要说明的是，上述预设时序可以理解为预先设定的顺序，而该预先设定的顺序可以根据需要进行设置。

其中，上述光感模块200包括单个或多个光感器件，用于活体探测和虹膜图像的采集，根据系统选用的活体探测方式，选择相应的感应器件组成光感模块200。光感器件包括光电转化器件如：CCD（Charge-coupled Device，电荷耦合元件），CMOS（ComplementaryMetal Oxide Semiconductor），互补金属氧化物半导体）等相机，也包括用于活体探测的光谱采集器件、热像仪等器件。

其中，光电传感器有很多光电传感单元组成，每一个单元即为一个像素，每个感应单元对很宽的波段都是感应的，因此为了使光电传感器对感兴趣的波段光感应，而消除其他波段的影响，故在感应单元表层加一层滤波材料，进行波段过滤，如果感应单元表层的滤波片是同一波段，则该光电传感器是单波段传感器或称单色传感器。如果对于同一个光电传感器不同感应单元表层滤波片不是同一波段，而是多种波段，而且每一种波段的感应单元呈预设规律排列，预设规律包括周期性和非周期性规律，不同波段感应单元的排列周期可以一样也可以不一样。每一种波段的所有感应单元采集的光信号就成为该波段所感应的图像，不同波段的图像可以通过数学转化方法：如插值法等处理成尺寸相等图像，如彩色CCD、彩色CMOS都是通过滤波片分别对红色R，绿色G，蓝色B进行滤波成像，最后图像处理成一幅彩色图像。因此本发明的多光谱光电传感器或称多波段光电传感器采用不同波段进行滤波成像，其中滤波波段选用380nm-2526nm中某几段波段，选择波段要具有代表性，如中心波长为550nm波段，褐色虹膜吸收比大一些，中心波长为850nm波段，虹膜反射比大，且同样适合亚洲褐色虹膜和欧美蓝色，中心波长为940nm波段，人类组织吸收大一些，等等对于不同的波段人类虹膜和组织的吸收和反射比例是不一样的。本发明选择波段为380nm-2526nm中某几段波段，不限定具体波段，也不限定具体波段的中心波长和波带宽度，目的是能区分虹膜对不同波段的吸收和反射比例的差异，上述举例选择的几种波段在现实生活中光源和传感器类型是比较丰富的，因此可节约成本，但不限制本发明的具体选择波段类型。

优选的，本发明提供的具有活体检测功能的虹膜识别系统还可以适用于人脸识别的活体检测，其中，中央控制模块300控制光源模块100发射光源，控制光感模块200采集光源照射下的待检测虹膜或者待检测虹膜周围的图像信息，并根据上述采集的图像信息进行处理图像，进行虹膜识别等操作，其控制通过活体探测的待检测虹膜进入虹膜注册或识别流程，如图2所示。

S101、整个系统初始化，识别过程开始；

S102、通过光源模块向待检测虹膜发射具有预设条件的光照，同时通过与上述光源模块对应的光感模块采集被照射的待检测虹膜的具有特定特征信息的图像信息；

S103、通过中央控制模块则对上述具有特定特征信息的图像信息进行分析处理，并在检测到上述处理结果符合特定的标准条件时，判定待检测虹膜为活体虹膜。

S104、根据判定的活体虹膜进行虹膜注册或者识别。

S105、整个活体虹膜进行身份识别的过程结束。

本发明的活体探测方法不依赖于单一的眼睛运动，根据眼睛所具备的生物与生理特性进行活体探测，只有具备和人眼虹膜色素一样的光谱吸收效应，具备和眼睛角膜、晶状体、视网膜一样的光学反射作用，具备和人眼一样的通过调节瞳孔缩放改变进入人眼的光通量进而导致虹膜纹理非线性缩放的作用，具备和面部及眼部一样的立体三维信息，具备和活着的生物一样的温度和热辐射效应，具备和生物一样的静脉组织才会欺骗本发明的虹膜识别系统。因此，本发明的活体检测方法防御技术水平高，不容易被攻破。

具体的，利用本发明的提供的具有活体检测功能的虹膜识别系统的活体检测功能的虹膜识别方法可以有十种，并且这十种方法可以任意组合使用，如任意数量的上述多种方法组合使用后，需要全部方法均判定待检测虹膜为活体时，才最终综合判定待检测虹膜为活体；或者，判定待检测虹膜为活体的方法占组合使用的全部方法的百分比至少达到预设百分比时，例如达到百分之60、70或80，即如果选取全部十种方法组合使用，至少需要6种、7种或8种方法同时判定待检测虹膜为活体时，才最终综合判定待检测虹膜为活体，使其识别效果更好。本发明的活体探测方法也可以作为人脸识别系统中的活体探测方法。

在实际应用中，根据虹膜识别设备大小和功能选择一种或多种活体探测方法；另外，任何与本发明的十种方法中原理相同的活体检测方法都属于本发明的专利保护范围内。本发明的十种活体检测方法如下：

第一种方法为：光谱分析法；

具体的，光源模块100向待检测虹膜发射至少两种光谱的光照；光感模块200采集待检测虹膜在不同光谱的光照下的第一图像信息，并将第一图像信息发送至中央控制模块300；第一图像信息至少包括光谱吸收信息；

中央控制模块300对第一图像信息中的光谱吸收信息进行分析，并在分析结符合第一标准条件时，判定待检测虹膜为活体虹膜；第一标准条件包括以下信息中的一种或多种：不同光谱的光照照射不同的虹膜得到图像信息中的虹膜纹理清晰度不同和图像信息中的虹膜、巩膜、瞳孔、眼睑对比度不同。

具体的，利用光谱分析法的原理如下：根据虹膜的光学特性，虹膜对不同光谱的光线吸收、反射、散射比是不一样的，因此在白光照射下虹膜是有颜色的，具体哪种颜色决定于虹膜组织色素的数量以及存在深度，亚洲人和欧美人虹膜中色素数量和存在深度是有差异的，因此在可见光下虹膜颜色不一样的，无论是哪种颜色的虹膜，对不同波长辐射光波的吸收和反射比例是不一样的，因此可根据虹膜对光谱吸收、反射的比例不一样来鉴别是否为活体虹膜，即根据吸收曲线是否符合虹膜生物组织的吸收谱线来鉴别是否为活体虹膜。因此，本方法可以采用全光谱光源照射虹膜，使用光谱仪采集光谱信息根据光谱吸收信息判定是否符合活体虹膜组织特性，进而判定是否为活体。

本方法也可采用量化的多个光谱的进行检测，多光谱波长范围属于380nm-2526nm波段范围内，其中使用的波段至少包含两个波段，或者使用更多的波段。本方法中，在同样辐射强度的不同光谱光源照射下，人皮肤及眼睛各部分组织对光源的吸收和反射比例是不一样的，例如对于亚洲褐色虹膜，同样强度下用550nm、650nm，850nm和940nm照射的虹膜图像是不一样的，550nm和650nm照射下的虹膜图像比较暗且几乎没有虹膜纹理，850nm照射的虹膜图像比较亮且有虹膜纹理，940m照射的虹膜图像比较暗但有虹膜纹理；如果是伪造虹膜，纹理是都存在且图像对比度基本是一样的；同样对于其他颜色的虹膜纹理对不同波段的成像也是不一样的，所以不管是哪一种虹膜选择适当的多个波段都能进行活体探测，本方法适用于所有人种。

使用本方法虹膜识别系统的光源模块100包括多光谱光源，其目的是实现不同波段的光源辐射虹膜。其中，多光谱光源可以由单个和多个全光谱光源或宽光谱光源：汞灯、氙灯、LED等组成。也可以多个窄光谱光源组合，如：不同的波段LED组和成复合光谱光源。其中，由多个窄光谱光源组成的光源照明方式可以采用使不同光谱光源同时照明的方式，也可以采用以一定的时序先后触发使不同光谱光源照明的方式，也可以以不同的调制强度分别对不同光谱段光源进行强度调制的照明方式。

本方法的光感模块200中包括可以进行多光谱采集的器件，可以选用光谱采集仪，也可以选用多光谱光电传感器或称多波段光电传感器，也可以选用多个单波段光传电感器组合。其中，多个单波段传感器组合的光电传感模块，每一种单色传感器滤波波段是不一样的。其中，滤波波段为380nm-2526nm中某几段具有代表性的波段。对于多个单波段传感器组合的光电传感模块，每一个单波段光电传感器可以分时以一定的时序分别采集图像，也可以同时采集图像。

本方法中，中央处理单元控制光源模块100的开关、时序、及强度调制，中央处理单元控制光感模块200的开关及时序，根据每个波段成像的图像进行对比，计算出差异，判定是否为活体，如果为活体则进行虹膜注册或识别流程。

第二种方法为：光斑间距估算眼球法；光源模块100至少为两个且每两个光源模块100均具有预设距离，每一个光源模块100均从不同的位置向待检测虹膜发射预设强度的光照；

光感模块200采集待检测虹膜在不同位置光源的光照下的第二图像信息，并将第二图像信息发送至中央控制模块300；第二图像信息包括：至少两个光斑以及每两个光斑之间的距离；

中央控制模块300提取每一个光源模块100照射下的第二图像信息中的光斑，并根据光斑之间的距离以及光源模块100之间的间距，计算角膜曲率半径，并在计算的角膜曲率半径与预设角膜曲率半径阈值相匹配时，判定待检测虹膜为活体。

具体的，光斑间距估算眼球法的原理如下：由于眼睛表面的反光作用，将前方的光源在眼睛里汇聚成一个亮班，如果是两个已知距离的光源从不同位置照射眼睛，可以根据两个亮班的间距判断眼球的曲率半径，是否符合人类眼球的尺寸。根据反射球面光学成像公式1/s+1/s’=2/r,其中s是物距，s’是像距，横向放大率m =y’/y =s’/s;相机透镜成像公式1/s+1/s’=1/f,对于相机的光学参数已知，以及物距或虹膜物理尺寸、虹膜图像尺寸、光源物理距离、光斑图像间距等参数可以推算出被检测球体的曲率半径r。

在光源和相机距离不远的情况下，人眼正视相机时其实是角膜的反射，因此本方法计算的是角膜的曲率半径，通过设定符合人眼角膜曲率半径的阈值来判定被检测球体是否为人类眼球。

本方法包括使用多个光源照射时选择任意两个光斑的半径换算方法。本方法的光源模块100至少包含两个有一定距离的光源，光源与光源相对位置可自由组合，光源与相机相对位置可自由组合。本方法的光源可以是同一波段，也可以是不同波段。本方法的光感模块200包含感应本方法相应照射光源波长的光电传感器。中央控制器控制光源模块100照射虹膜，控制光感模块200采集虹膜，根据图像处理结果判定是否人类人眼，如果是则进行虹膜注册或识别流程。

第三种方法为：光斑点阵形状法；光源模块100为多个，多个光源模块100组合成预设形状向待检测虹膜发射光源；

光感模块200采集待检测虹膜在多个光源模块100照射下的第三图像信息，并将第三图像信息发送至中央控制模块300；第三图像信息至少包括光斑的形状信息；

中央控制模块300对第三图像信息中的光斑形状信息进行分析，并在每一个光斑的形状信息均和相应时刻点亮的光源模块100的位置一致时，判定待检测虹膜为活体虹膜。

具体的，对于光源模块100包含多个光源时，可根据多个光源随机分组组合成不同点阵形状的照明方式，根据拍摄光斑的形状是否符合实际光斑阵列形状来判定是否为人眼。

本方法的光源模块100至少包含两个有一定距离的光源，光源与光源相对位置可自由组合，光源与相机相对位置可自由组合。本方法的光源可以是同一波段，也可以是不同波段。本方法的光感模块200包含感应本方法相应照射光源波长的光电传感器。中央控制器控制以一定的时序控制光源模块100组合成随机的点阵照射虹膜，控制光感模块200采集虹膜，根据采集图像的图像处理结果及光源调制时序及点阵形状对比结果判定是否为人类人眼，如果是则进行虹膜注册或识别流程。

第四种方法为：瞳孔和虹膜纹理缩放法；光源模块100包括可见光光源模块100和虹膜成像波段光源模块100；

可见光光源模块100以预设亮度向待检测虹膜发射可见光，用于刺激瞳孔进行放大和缩小；虹膜成像波段光源模块100以预设强度照射待检测虹膜，用以拍摄虹膜纹理信息；

光感模块200采集待检测虹膜在上述光源的照射下的第四图像信息，并将第四图像信息发送至中央控制模块300；第四图像信息至少包括：瞳孔尺寸的变化信息和虹膜纹理的变化信息；

中央控制模块300判断第四图像信息中的瞳孔尺寸的变化信息和虹膜纹理的变化信息是否符合第二标准条件，并在检测结果为第二标准条件时，判定待检测虹膜为活体；第二标准条件包括：在亮度偏低或关闭时，瞳孔尺寸处于放大状态且虹膜纹理被压缩且压缩的虹膜纹理产生了非线性放射性形变；和/或在亮度偏高或打开最亮时瞳孔处于缩小状态且虹膜纹理被扩放且扩放的虹膜纹理均产生了非线性放射性形变。

具体的，当有可见光380nm-780nm范围内的波段光照射眼睛时，眼睛瞳孔会根据光的强度进行缩放，由于瞳孔尺寸发生相应的变化，进而引起虹膜纹理也发生相应形变，这种由于瞳孔发生缩放而导致的虹膜形变是非线性放射性的，近瞳孔的虹膜纹理形变程度和近巩膜的虹膜纹理形变程度是不一样的。如果照明光源包含相应的使虹膜纹理成像的波段，即虹膜纹理可以被采集，可以根据瞳孔相对虹膜尺寸的变化以及虹膜纹理发生的形变来判定是否为活体，如果单纯的瞳孔相对虹膜尺寸有变化，但是虹膜纹理未发生形变，说明使用者佩戴了伪造图案的假虹膜。

本方法的光源模块100照明方式采用强度调制的方式，包含简单的亮灭操作和强度大小的变化。本方法采用的光源类型可以是包含瞳孔发生变化的可见光波段和使虹膜纹理成像的宽波段光源，也可以是使瞳孔发生变化的可见光波段和使虹膜纹理成像的多个波段组合光源。本方法的光感模块200可以是采集该方法光源波段的多光谱光电传感器或称多波段光电传感器，也可以是能采集该光源波段的多个单波段光电传感器组合。本方法中央控制模块300控制光源模块100和光感模块200，以一定的时序调制光源模块100的光源强度，将采集的虹膜图像进行处理，根据瞳孔相对虹膜尺寸变化程度以及虹膜形变特征以及与光源调制时序对比结果进行判定是否是活体，如果是则进行虹膜注册或识别流程。

第五种方法为：虹膜纹理对比度及丰富性对比法；光源模块100向待检测虹膜发射光源强度逐渐变化的光源；

光感模块200采集待检测虹膜在光源模块100照射下的第五图像信息，并将第五图像信息发送至中央控制模块300；第五图像信息至少包括：虹膜的纹理密度和纹理对比度；

中央控制模块300对第五图像信息进行分析，并在检测结果符合第三标准条件时，判定待检测虹膜为活体虹膜；第三标准条件至少包括：虹膜的纹理密度随着光照强度的增强而变大、虹膜纹理对比度随着光照强度的增大而变大、虹膜的纹理密度随着光照强度的减少而变小以及虹膜纹理对比度随着光照强度的减少而变小。

具体的，光源的强度对虹膜纹理呈现影响很大，有些虹膜纹理细节必须在光源强度达到一定量时才会呈现，如果在光源强度比较弱的情况下，虹膜的纹理只呈现一些纹理并且虹膜纹理图像的对比度比较低，当光源强度增加时，有些虹膜纹理慢慢呈现，并且虹膜纹理的对比度也会增加，因此可以通过调制光源的强度，进而根据虹膜纹理丰富性及对比度来判定虹膜是否为活体。

本方法中的光源模块100包含光源波长是380nm-2526nm波段范围内可以使虹膜纹理呈现的光源，本方法的光感模块200包含感应本方法光源波段的光电传感器。本方法的中央控制模块300控制光源模块100以一定的时序调制光源的强度，控制光感模块200采集虹膜图像，通过图像处理根据虹膜纹理的对比度和丰富性的变化以及光源强度调制时序的对比来判定是否为活体，如果是则进行虹膜注册或识别流程。

第六种方法为：普尔钦光斑形状判定法；光源模块100至少为两个，且每两个光源模块100之间具有预设距离，光源模块100与光感模块200之间具有预设距离；

光源模块100分别向待检测虹膜发射光源；

光感模块200采集待检测虹膜在光源模块100的照射下的第六图像信息，并将第六图像信息发送至中央控制模块300；第六图像信息至少包括普尔钦光斑形状；

中央控制模块300对第六图像信息中的普尔钦光斑的形状进行分析，并在距离光感模块200较近的光源模块100对应的普尔钦光斑为圆形的等光晕光斑，在距离光感模块200较远的光源模块100对应的普尔钦光斑为非等光晕光斑，且距离光感模块200不同位置光源模块100辐射所成的图像上的普尔钦光斑形状各不相同时，判定待检测虹膜为活体。

具体的，光源照射眼睛时，分别在角膜和晶状体的内外两侧反射，形成4层普尔钦光斑，分别叫第一、第二、第三、第四普尔钦光斑，且不同层普尔钦光斑强度不一样。如图3所示，假设人眼正视着采集虹膜的光电传感器，如果光源距光电传感器很近，即三者近似在一轴线上，4层普尔钦光斑会重叠在一起，形成一个对称的光晕光斑，如果光源偏离光电传感器，以一定的角度照射眼睛，4层普尔钦光斑不会重叠在一起，将形成一个非对称光晕光斑，因此根据眼睛注视方向，光源位置，相机位置的不同，4层普尔钦光斑的形状也就不同，所以用两个以上的有相对距离的光源照射眼睛，根据普尔钦光斑形状就可以判定是否是人眼结构，进而断定是否为活体。

本方法的光源模块100至少包含两个有一定距离的光源，光源与光源相对位置可自由组合，光源与相机相对位置可自由组合。本方法的光源可以是同一波段，也可以是不同波段。本方法的光感模块200包含感应本方法相应照射光源波长的光电传感器。中央控制器控制光源模块100，以一定的时序分别调制不同光源的强度进行照射虹膜，控制光感模块200采集虹膜，根据图像上光斑的处理结果判定是否人类人眼，如果是则进行虹膜注册或识别流程。

第七种方法为：亮瞳暗瞳法；光源模块100至少为两个且每一个光源模块100之间具有预设距离，光源模块100与光感模块200之间具有预设距离；

每一个光源模块100分别向待检测虹膜发射光源；

光感模块200采集待检测虹膜在光源模块100照射下的第七图像信息，并将第七图像信息发送至中央控制模块300；第七图像信息包括瞳孔图像的亮度状态；

中央控制模块300对第七图像信息中的瞳孔图像的亮度状态进行分析，并在分析结果符合第四标准条件时，判定虹膜为活体虹膜；第四标准条件包括：光源模块100距离光感模块200较近时对应采集的瞳孔图像表现为亮瞳和光源模块100距离光感模块200较远时对应采集的瞳孔图像表现为暗瞳。

具体的，当采集虹膜的光电传感器和照明光源距离很近时，在眼睛正视光电传感器时，光源发出的光线经过瞳孔后再经视网膜上毛细血管的反射，最终在光电传感器上成像成很亮的瞳孔，称为亮瞳现象，和照相时出现红眼现象原理是一样的，如果光源距离相机有一定的距离，视网膜上反射光线不会在光电传感器上成像，因此呈现暗瞳现象，因此可根据此方法鉴别活体。

本方法的光源模块100至少包含两个光源，其中一个光源距离相机距离很近，另外光源距离相机一定距离。本方法的光源可以是同一波段，也可以是不同波段。本方法的光感模块200包含感应本方法相应照射光源波长的光电传感器。中央控制器控制以一定的时序控制光源模块100照射虹膜，控制光感模块200采集虹膜，根据采集图像的图像处理结果及光源调制时序对比结果判定是否人类人眼，如果是则进行虹膜注册或识别流程。如果本方法使用两个波段的光源分别作为亮瞳和暗瞳光源，也包含可以对两个波段成像的光电传感器，中央控制模块300可以并发控制两个波段光源同时亮或者同一振幅强度的调制，此时系统不容易被追踪，增加了系统的安全性。

第八种方法为：静脉检测法；光源模块100向人体眼睛周围或人体面部的静脉发射特定波长的红外线光源；光源包括使静脉成像的红外波段和不使静脉成像的非红外波段；

光感模块200采集待检测眼睛周围或人体面部在光源模块100照射下的第八图像信息，并将第八图像信息发送至中央控制模块300；第八图像信息至少包括静脉纹理；

中央控制模块300对第八图像信息进行处理，并在检测到静脉纹理状态符合第五标准条件时，判定待检测虹膜为活体；第五标准条件至少包括：在红外波段照射下有静脉纹理和在非红外波段照射下均没有静脉纹理。

具体的，眼睛周围或面部上有很多静脉如：内眦静脉、鼻外静脉、滑车上静脉等，由于血液中的血红素有吸收红外线光的特质，因此当有特定波长的红外线照射静脉时，在特定红外光电传感器的拍摄下竟会呈现静脉的纹理，可根据红外照射下的静脉图片与其它波段光波照射下的非静脉图片进行对比鉴定是否为活体。

本方法的光源模块100中光源波段包括外红波段和非红外波段的，光源模块100可以由宽光谱光源组成，也可以由多个窄光谱光源组成。本方法的光感模块200的光电传感器可以对本方法的光源波段包括红外和非红外波段感光，光感模块200可以由单个多光谱光电传感器组成，也可以由多个单光谱传感器组成。中央控制模块300控制光源模块100与光感模块200，根据采集的包含静脉的红外图片和不包含静脉的图片，进行图像处理，判定是否为活体。本方法根据光源模块100组成类型可以选择红外光源和其它波段光源的照明方式，如果光源模块100由多个光谱光源组成，可以选择多个光源并发发射，也可以选择以一定的时序轮询发射，其中并发模式更具安全性，不容易被跟踪。同样的光感模块200如果是有多个单光谱光电传感器组合时，采集图片方式也可以采用多个传感器并发模式，或采用多个传感器以一定的时序进行采集。本方法的光源可以采用简单的亮灭方式驱动，也可以采用亮度调制的方式驱动。

第九种方法为：人体热辐射法；光感模块200包括以下器件中的一种或多种：热像仪和温度传感器，热像仪采集人体自发的热辐射图像，温度传感器采集人体的温度信息；

中央控制模块300根据热辐射图像和温度信息计算待检测虹膜或人体的温度以及温度分布图形，并在待检测虹膜或人体温度和温度分布图形符合人体特征时，判定待检测虹膜为活体；

具体的，任何物体的温度都不可能达到绝对温度零度，只要物体有温度，原子就不是静止的，会发射热辐射，因此可以根据人体由于温度产生的热辐射，来判定是否为活体。本方法的光感模块200包括感应人体热辐射的装置如热像仪或称红外相机，中央控制模块300根据热像仪或称红外相机采集的图片计算出温度以及温度分布图形与被采集组织形状对比结果，断定是否是活体。本方法被采集的对象可以是眼睛部分，或人脸，或人脸局部，或人体，或人体局部等人体组织。

第十种方法为：三维信息检测法；三维信息检测法，由于人体结构包括头部、面部、眼部都是成立体三维状，因此可根据三维重建方法检测被采集对象三维特征是否符合人类特征，根据图像处理结果判定是否为活体。

本方法的三维重建方法可以为三种：第一种为基于多相机成像的三维信息重建方式；第二种为基于立体光学法三维信息重建方式；第三种为基于预设图案投影的三维重建方式；第四种为基于立体光学法三维信息重建方式；第三种为基于预设图案投影的三维重建方式；

具体的，第一种为基于多相机成像的三维信息重建方式：可以采用多相机成像的三维立体视觉重建方法，至少两个光电传感器从不同位置拍摄图片，根据图像处理结果还原三维信息。本方法的光源可以是同一波段，也可以是不同波段。本方法的光感模块包含感应本方法相应照射光源波长的多个光电传感器。中央控制器控制光源模块进行亮度调制，控制光感模块采集图片，根据采集图像的图像处理结果判定是否是活体，如果是则进行虹膜注册或识别流程。

具体的，第二种为基于立体光学法三维信息重建方式；基于立体光学法三维信息重建方式包括：光源模块包括至少三个不同方向的光源；光感模块分别采集相应方向照明的第九图像信息；中央控制器控制光源模块进行亮度调制，控制光感模块采集图片（即第九图像信息），根据采集图像处理结果判定是否是活体，如果是则进行虹膜注册或识别流程。

具体的，最简单的立体光学法使用三个不同方向光的源，从三个不同的方向照射待测物，分别打开各个光源并拍摄图片，综合三张照片并使用光学中的完美漫射模型解出物体表面的梯度矢量，经过矢量场的积分后即可得到三维模型。

具体的，第三种为基于预定图案投影的三维信息重建方式；本方法的三维重建方法可以采用基于周期性图案投影的三维重建方法，如平行条纹投影法将平行等间距的条纹状图案投射在被采集物体表面，通过单个或多个相机从一定角度拍摄，如果平行条纹投影在平面物体上，条纹的间距将是等间距或是线形单调变化的，如果投影在三维变化的物体上，从某方向拍摄照片时，平行条纹会发生扭曲，因此可以根据拍摄图像中条纹间距的变化趋势并计算，可以还原出三维信息。本方法的光源模块包括投影装置，能产生平行条纹图案并投射在物体表面成像，本方法的光感模块包含感应本方法相应照射光源波长的单或多个光电传感器。中央控制器控制控制投影模块进行平行条纹图案投影，控制光感模块采集图片，根据采集图像的处理结果判定是否是活体，如果是则进行虹膜注册或识别流程。本方法的投影图案也可以采用其它周期性变化图案如方格状等等。

本发明的虹膜识别系统所包含的十种活体检测方法在实际使用时，可根据虹膜识别设备的尺寸和安全级别选择几种活体检测方法同步使用并根据各自的判定结果综合判定待检测虹膜是否为活体，如选择多种方法组合使用后，需要全部方法均判定待检测虹膜为活体时，才最终综合判定待检测虹膜为活体；或者，判定待检测虹膜为活体的方法占组合使用的全部方法的百分比至少达到预设百分比时，例如达到百分之60、70或80，即如果选取全部十种方法组合使用，至少需要6种、7种或8种方法同时判定待检测虹膜为活体时，才最终综合判定待检测虹膜为活体。因此根据选择不同数量的活体检测方法，实施例类型很多，但所有涉及本发明活体检测方法的实例都属于本发明保护范围内。下面结合具体的附图，对本发明所提供的具有活体检测功能的虹膜识别系统中的几个实施例进行详细的阐述。

实施例1

如图4a所示虹膜识别系统，其中光源模块选用三个波段的LED组合，包含850nmLED110，940nmLED 120，白色补光灯LED 130，其中，光感模块选用可以对850nmLED 110，940nmLED 120，白色补光灯LED 130同时感光的多波段光电传感器CMOS相机201，850nmLED110和940nmLED 120距离CMOS相机201一定距离，在该距离的照明方式下可实现暗瞳现象，850nmLED 110和940nmLED 120的其它可选位置为轨道141上，如图4b、图4c所示，白色补光灯LED 130距离CMOS相机201距离很近，在该距离的照明方式下实现亮瞳现象，白色补光灯LED 130的其它可选位置为轨道142上，白色补光灯LED 130与850nmLED 110或与940nmLED120有一定距离，该距离的照明方式下可实现双光斑定位眼球角膜半径，本实例虹膜识别系统活体检测方法可选择使用1光谱分析法，2光斑间距估算眼球法，3光斑点阵形状法，4瞳孔和虹膜纹理缩放法，5虹膜纹理对比度及丰富性对比法，6普尔钦光斑形状判定法，7亮瞳暗瞳法，8静脉检测法。

1、光谱分析法实施方式，中央控制模块300同时调制850nmLED 110,940nmLED120,白色补光灯LED 130的强度，控制CMOS相机201采集三个光谱图像，通过调节各个光源亮度和各个通道采集图像的亮度增益，使得在采集普通物体时850nmLED 110和940nmLED120辐射所成像亮度基本一致。中央控制模块300对采集的图像进行图像处理，如果850nmLED 110辐射被采集物体所成图像的虹膜纹理清晰，940nmLED 120辐射被采集物体所成图像的虹膜有纹理但是比较暗，且人的皮肤也比较暗，白色补光灯LED 130辐射亚洲人褐色虹膜人种所成的图像没有虹膜纹理且虹膜部分比较黑，且850nmLED 110，940nmLED 120，白色补光灯LED 130辐射所成图像中虹膜、巩膜、瞳孔对比度也不一样，可以断定为活体。

2、光斑间距估算眼球法实施方式，中央控制模块300通过对三种光谱图像融合处理，确定光斑之间距离，根据已知光源之间的间距等信息，通过成像公式换算出角膜曲率半径，通过与预设阈值进行比较确定是否为人体活体。

3、光斑点阵形状法实施方式，对于图4c所示，850nmLED 110，940nmLED 120,白色补光灯LED 130之间呈三角状，可以以一定的时序分别点亮任意两种LED，通过分析某时刻光斑组成的线状和相应时刻点亮的光源位置是否一致判断是否是活体。

4、瞳孔和虹膜纹理缩放法，中央控模块控制300以一定的亮度点亮850nmLED 110，同时以一定的时序调制白色补光灯LED 130的亮度，如果亮度偏低或关闭时采集图片上瞳孔是放大的，且虹膜纹理被压缩；如果亮度偏高或打开最亮时采集图片上瞳孔是缩小的，且虹膜纹理被扩放，同时压缩的虹膜和扩放的虹膜纹理发生了非线性放射性形变，可以判定是活体。

5、虹膜纹理对比度及丰富性对比法，中央控模块控制300以一定的时序调制850nmLED 110的辐射强度，分别在不同辐射强度下采集虹膜图像，如果辐射强度比较高时采集的虹膜纹理比辐射强度比较低时采集的虹膜纹理对比度大一些，虹膜纹理更丰富，可以判定为活体。

6、普尔钦光斑形状判定法，中央控制模块300通过分析白色补光灯LED 130辐射被采集物体所成图像，850nmLED 110辐射被采集物体所成图像以及940nmLED 120辐射被采集物体所成图像，分析各个波段光源辐射被采集对象所成普尔钦光斑形状，如果对于光源与CMOS相机201比较近的白色补光灯LED 130辐射所成像的普尔钦光斑为圆形的等光晕光斑，对于远离CMOS相机201的850nmLED 110辐射被采集物体所成图像以及940nmLED 120辐射被采集物体所成图像的普尔钦光斑形状为非等光晕光斑，且不同位置光源辐射所成的图像上的普尔钦光斑形状各不相同，可断定是活体。

7、亮瞳暗瞳法, 中央控制模块300通过分析靠近CMOS相机201的白色补光灯LED130辐射被采集物体所成图像和远离CMOS相机201的850nmLED 110辐射被采集物体所成图像或者940nmLED 120辐射被采集物体所成图像，如果发现与CMOS相机201比较近的白色补光灯LED 130辐射所成像的瞳孔相比远离CMOS相机201，850nmLED 110辐射被采集物体所成图像或者940nmLED 120辐射被采集物体所成图像的瞳孔较亮，可以断定为活体。

8、静脉检测法，中央控制模块300通过分析白色补光灯LED 130辐射被采集物体所成图像和850nmLED 110辐射被采集物体所成图像，如果发现850nmLED 110辐射被采集物体所成图像与白色补光灯LED 130辐射所成像相比在特定位置处多了一些静脉纹理特征，可以断定为活体。

同样的，如果本方法的虹膜识别系统，850nmLED 110,940nmLED 120,白色补光灯LED 130位置相邻，如图4d，图4e所示，此时其中一些活体检测方法将不被启用，如2光斑间距估算眼球法，另外对于活体方法如 6普尔钦光斑形状判定法，7亮瞳暗瞳法，也将根据实际条件和结果是否理想确定是否被启用。对于图4d，850nmLED 110,940nmLED 120,白色补光灯LED 130的可能位置在在轨道141上，如果各个光源之间有一定距离，则2光斑间距估算眼球法，6普尔钦光斑形状判定法也可启用。对于图4e，940nmLED 120的其它可能位置为轨道143上，白色补光灯LED 130的其它可能位置为轨道144上，如果各个光源之间有一定距离，则2光斑间距估算眼球法，6普尔钦光斑形状判定法也可启用。

实施例2

如图5a，所示虹膜识别系统，为了简化设备硬件及设备体积，本实例相比图4a少了940nmLED 120，图5a中和图4d光照布局类似，图5b中和图4e光照布局类似, 图5c中和图4a光照布局类似，因此活体检测方法及控制策略也和上述实例一样，唯一不同的是没有光源940nmLED 120，因此对于光谱分析法，只分析850nm和白色光源的成像光谱信息，对应CMOS相机201也将是对白色光源和850nm波段同时感光的多波段光电传感器。对于本发明中实施实例中各个光源，如850nmLED 110，940nmLED 120，白色补光灯LED 130等光源可以有单个LED组成也有可以有多个LED组成，因此会出现同一种光源的LED分两组位于不同位置处，如图5d所示，两组850nmLED 111、112不在同一位置，此时不仅改善了照明均匀性，也更能有效的利用活体检测方法。

实施例3

由于多波段传感器的制作工艺及普及程度会影响其价格，因此可以使用较为普及的光电传感器组合实现本发明的虹膜识别系统。如图6a所示，光感模块由感应可见光波段CMOS相机211与感应850nm波段CMOS相机221相邻组成，光源模块由850nmLED 111、112和白色补光灯LED 130组成，中央控制器控制光源模块和光感模块，CMOS相机211只对白色补光灯LED130辐射光波成像，CMOS相机221只对850nmLED 111、112辐射光波成像，该实例相比上一实例只是将多波段光电感器CMOS 201，换成两个单波段光电传感器211、221，成像效果是一样的，因此本实例的活体检测方法和上一实例实现方式一样。在实际应用中，可以根据实际情况将CMOS相机211和 CMOS相机221放置一定距离的位置，白色补光灯LED 130位于两个相机中间，如图6b所示，同样可以实现和图6a一样的实施方式，只是其中亮瞳暗瞳法要根据白色补光灯LED 130距离相机的距离而选择是否启用。

实施例4

如图7所示，采用两个多波段光电传感器CMOS相机201、202，其布局方式和图6b相似，区别是分别将多波段光电传感器CMOS相机201、202替代感应可见光波段CMOS相机211与感应850nm波段CMOS相机221，另外850nmLED分布位置有增加，如图7中111、112、113、114所示，该实例特点是可以更好地利用多个光源位置组成不同点阵实现光斑点阵形状法活体检测方法。另外对于本实例由于引入了双摄像头，因此可以实现另外一种活体检测方法，10三维信息检测法。

10三维信息检测法，中央控制模块300控制光感模块和光源模块，将CMOS相机201、202同时采集的两幅图像进行处理，根据立体视觉原理换算出被采集对象的三维信息，如果符合人的特征，则可以断定是活体。

实施例5

如图8所示，本实例中虹膜识别系统光感模块由单个多波段光电传感器组成201、热成像仪231和光谱仪241，相比其它案例本实例光源模块增加了光谱发射器件151和投影器件161。因此本实例除了能实现前述实例的活体检测方法外，还可以实现9人体热辐射法，还可以实现基于周期性图案投影的三维信息检测法和基于光谱仪分析的光谱分析法。

对于1光谱分析法，中央控制模块300控制光谱发射器件151发射全光谱，根据光谱仪241采集的光谱曲线进行分析，是否有人类虹膜吸收谱线存在，如果有，可断定是活体。

对于9人体热辐射法，中央控制模块300根据热成像仪231采集的图像进行分析，计算出温度和图形分布形状是否符合人类特征，如果符合，则断定为活体。

对于10三维信息检测法，中央控制模块300控制投影器件161投射等间距条形图案在被采集物体表面，根据CMOS相机201采集的图像进行分析，根据图案形状及变化特征进而还原出三维信息，如果符合人类特征，则断定为活体。另外也可以采用基于立体光学法的三维信息检测法，中央控制模块300分别控制位置不同的111、112、113、114 以一定的时序分别点亮， 中央控制模块300控制CMOS相机201采集相应的图像，根据相应原理还原出三维信息，如果符合人类特征，则断定是活体。

本发明实施例提供的一种具有活体检测功能的虹膜识别系统，与现有技术中现有技术中基于瞳孔缩放法的虹膜识别方法易被追踪和仿造，从而使得识别结果可靠性较低，实用性较差相比，其能够深度结合眼睛的生理特性和物理特性对虹膜进行识别，不易被追踪和仿造，安全性较好并且可以结合多种生理特征和物理特征进行识别，其识别结果可靠性高，使得实用性较好。

本发明实施例所提供的进行具有活体检测功能的虹膜识别方法的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。

领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、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，在本发明各个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。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种具有活体检测功能的虹膜识别系统，其特征在于，包括：光源模块、光感模块和中央控制模块；

所述光源模块，用于向人体眼睛周围或人体面部的静脉发射特定波长的红外线光源；

所述光感模块，用于采集待检测眼睛周围或人体面部在所述光源模块照射下的图像信息，并将所述图像信息发送至所述中央控制模块；所述图像信息至少包括静脉纹理；

所述中央控制模块，用于对所述图像信息进行处理，并在检测到所述静脉纹理状态符合标准条件时，判定待检测虹膜为活体。

2.根据权利要求1所述的具有活体检测功能的虹膜识别系统，其特征在于，所述红外线光源包括使静脉成像的红外波段和不使静脉成像的非红外波段。

3.根据权利要求1所述的具有活体检测功能的虹膜识别系统，其特征在于，所述标准条件至少包括：在红外波段照射下有静脉纹理和在非红外波段照射下均没有静脉纹理。

4.根据权利要求1-3中任一项所述具有活体检测功能的虹膜识别系统，其特征在于，所述光源模块包含的光源数目至少为一个。

5.根据权利要求4所述具有活体检测功能的虹膜识别系统，其特征在于，所述光源模块包括以下光源的一种或多种：

全光谱光源、宽光谱光源和窄光谱光源。

6.根据权利要求1-3中任一项所述具有活体检测功能的虹膜识别系统，其特征在于，所述光源模块的照明方式包括以下方式中的一种或多种：

单个光源以预设强度和时序的照明方式、多种光谱光源或多个光源同时照明的方式、多种光谱光源或多个光源闪光照明的方式、多种光谱光源或多个光源以预设时序的照明方式和多种光谱光源或多个光源以预设调制强度的照明方式。

7.根据权利要求1-3中任一项所述具有活体检测功能的虹膜识别系统，其特征在于，所述光感模块至少包括一个光电传感器。

8.根据权利要求7所述具有活体检测功能的虹膜识别系统，其特征在于，所述光电传感器包括以下类型中的一个或多个：

多波段光电传感器和单波段光电传感器。

9.根据权利要求1-3中任一项所述具有活体检测功能的虹膜识别系统，其特征在于，所述光感模块的图像采集方式包括以下方式中的一种或多种：

多个单波段光电传感器同时采集的方式，多个多波段光电传感器同时采集的方式，多个单波段光电传感器以预设时序采集的方式，多个多波段光电传感器以预设时序采集的方式，一个单波段光电传感器以预设时序采集和一个多波段光电传感器以预设时序采集的方式。

10.根据权利要求1-3中任一项所述具有活体检测功能的虹膜识别系统，其特征在于，所述光源模块按照预设条件向待检测虹膜和/或所述待检测虹膜的周围发射光照；

所述预设条件包括以下条件中的一种或多种：光照的波段、光照的光谱、光照的强度、光源模块的数量、多个光源模块之间的距离和光源模块与光感模块之间的距离。

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