CN114187648B - 一种红外和可见光双镜头处理虹膜瞳孔图像的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种红外和可见光双镜头处理虹膜瞳孔图像的装置及方法，涉及图像采集及识别技术领域，引入修正系数K1、K2和K3，从而无需对两镜头技术参数做出必须一致的限定，仅需根据已知各镜头相应的技术参数，或在未知镜头参数的情况下通过设定的标靶，求出相应的修正系数，即可准确的计算出可见光图像虹膜以DI为直径的圆形外缘；利用红外眼球图像更便于定位虹膜內缘的特性，提取出以DP为直径的圆形即虹膜內缘，接下来以虹膜內缘为基准，外缘与內缘同心，在红外光图像上切割出外缘与內缘之间的环状带虹膜图像，为下一步虹膜图像处理打下坚实的基础。采用可见光/红外光双摄镜头进行虹膜图像处理的应用比单纯使用红外图像效果要好得多。

Description

一种红外和可见光双镜头处理虹膜瞳孔图像的装置及方法

技术领域

本发明涉及图像采集及识别技术领域，尤其涉及一种红外和可见光双镜头处理虹膜瞳孔图像的装置及方法。

背景技术

虹膜的纤维组织细节复杂而丰富，并且它的形成与胚胎发生阶段该组织局部的物理化学条件有关，具有极大的随机性。每个虹膜所包含的信息都不相同，出现形态完全相同的虹膜组织的可能性远远低于其他组织。由于虹膜所具有的稳定性和唯一性，近年来虹膜被广泛应用于个人身份识别领域。

虹膜识别一般都经过虹膜图像采集、图像预处理、特征编码、特征匹配等几部分构成。虹膜图像采集是通过红外摄像镜头摄取的，镜头光源多选用波长为700～900nm的红外光，以保证在不同的光照环境下可以清晰地获取到含有虹膜纹理信息的眼球图像；图像预处理包含了虹膜定位、归一化和图像增强等步骤，目的为有效地将虹膜图像提取出来。其中，虹膜图像提取尤其关键，其执行时间和精度将直接影响整个虹膜应用过程的识别速度和精度。

不同算法有着不同的虹膜定位方式，目的都是在包含巩膜、虹膜和瞳孔在内的眼球图像中将虹膜图像准确提取出来。虹膜定位就是要在眼球图像中，确定瞳孔与虹膜的边界、巩膜与虹膜的边界，最终形成环状带虹膜图像。图像的归一化就是规格化或统一化，它将截取到的虹膜图像规格化为统一的尺寸；图像增强就是将以不同灰度呈现的虹膜图像通过阈值设置，使其成为计算机便于处理的二值化数据。

人眼感受到的物体的边界就是边缘。目前使用眼球采集装置采集到的人眼图像是灰度图像，灰度值在[0～255]之间，白色的灰度值为255，黑色的灰度值为0。一幅图像可以看作是灰度连续的像素点阵列，边缘就是灰度图像中变化最剧烈的点或线，它是灰度一阶导数的局部峰值。眼球图像有一定的灰度分布特点，瞳孔灰度要小于虹膜，虹膜灰度要小于巩膜。虹膜定位就是在眼球图像中找到虹膜与瞳孔的边界即虹膜的内边缘、虹膜与巩膜的边界即虹膜的外边缘。

通常对虹膜定位的要求很高，目前传统定位方式占据了虹膜识别系统大半的时间，它直接影响着系统的应用效果。若边缘查找不准会使得虹膜特征码信息发生变化，若边缘查找耗时过长，难以应用在实时系统中。但目前国内外常用的几种定位算法，如J.Daugman的微积分圆形边缘探测器法、R.P.Wildes的灰度投影法等，它们均存在定位计算耗时过长、精度差等不足，这将影响其在实际应用中的效果。究其原因，在于通过红外镜头采集的虹膜图像，其巩膜与虹膜边界模糊，不利于虹膜外边缘的确定。而不论是哪一种算法，其本质在于根据图像的灰度变化去查找边缘。因此，一幅可清晰的显示虹膜内外边缘的眼球图像成为了虹膜定位的关键所在。

为了获得高质量的眼球图像，以便于有效的获取虹膜信息，人们采取了不同的改善方法。如算法的改善、图像传感器分辨率的增加等，但改善效果并不明显。利用红外光与可见光不同的成像特性，选用红外光和可见光两个镜头组成眼球摄取镜头组，采取同步摄取同一眼球图像方式，分别对虹膜内边缘和外边缘快速准确的实施定位，可解决传统红外眼球图像虹膜定位方式中虹膜外边缘难以定位的不足。这种可见光、红外光双镜头眼球摄取模组要求图像传感器是由两个像元尺寸、受光面积(靶面尺寸)、图像分辨率(解析度)完全一样的图像传感器组成，其适配的镜头视角、焦距、口径等光学参数也完全一样。这样要求的原因是两者获取的眼球图像中，要处理的虹膜、瞳孔其像素数的分配是一致的，便于虹膜的定位、分割和提取。

但在既有相关技术应用产品中，如应用于人脸识别、虹膜识别双镜头模组，多数技术产品的两镜头技术指标完全不同，如常见的3M+1.3M、13M+5M彩色红外双摄摄像头模组。这是因为红外镜头摄取的图像用来进行虹膜特征提取，故其分辨率较高，而彩色图像是用来反馈显示在屏幕上用来矫正拍摄位置的，因此没有过高的分辨率要求，所以可以配置成本较低的低分辨率镜头。

在视频图像的实际应用技术中，图像采集装置大多是如图1所示的结构。镜头模组的功能非常简单，即镜头模组只负责采集原始的图像，采集结果直接交由上位机做显示、保存等应用处理。如上位机仅仅是做摄取图像的显示、存储还则罢了，如若是执行人脸、虹膜识别应用的话，则上位机还需做大量的诸如曾介绍过的虹膜定位、虹膜图像增强、特征提取、特征编码、比对等图像识别工作，这些图像处理工作将占用上位机系统的大量资源开销。例如，一个传统虹膜识别实时应用系统如图2所示，这种红外/可见光双摄镜头模组仅输出原始的眼球图像至上位机，由上位机做出相应的处理，其中可见光图像用于显示输出，红外图像用于虹膜应用处理。当多个这样的双摄终端模组将其各自原始的眼球图像提交给上位机时，上位机根本就没有足够的时间做出实时处理。它会导致虹膜实时应用系统的出错甚至崩溃。

发明内容

针对传统技术、产品存在的上述不足，为有效的解决在不同的技术参数构成的可见光和红外双摄像镜头情况下能够有效的解决虹膜定位，本发明提出了一种新的利用可见光和红外光双摄镜头定位虹膜外边缘的方法。

本发明一方面提出的一种红外和可见光双镜头处理虹膜瞳孔图像的装置，包括镜头模组和与所述镜头模组连接的上位机构成，所述镜头模组包括光学镜头、图像传感器和一个MCU或DSP或CPU；

所述图像传感器由感光阵列加RGB滤光膜构成彩色图像传感器或者未加装RGB滤光膜构成的黑白图像传感器；

所述彩色图像传感器和所述光学镜头构成可见光镜头；所述黑白图像传感器和所述光学镜头构成红外光镜头；

所述MCU或DSP或CPU控制彩色图像传感器和黑白图像传感器同步工作，获取同一瞬间曝光摄取的图像数据；获取到可见光/红外光眼球图像后，再由所述MCU或DSP或CPU将得到的虹膜/瞳孔直径截取到的环带状虹膜图形、虹膜直径、瞳孔直径提交给上位机，以供上位应用。

本发明另一方面提出一种红外和可见光双镜头处理虹膜瞳孔图像的方法，具体实现方法包括以下步骤：

S1、同步摄取，由可见光镜头和红外光镜头组成的镜头模组，所述镜头模组模组须能够控制同步曝光摄取图像，以保证用于处理的可见光红外光图像时同一时间摄取的；

S2、图像传感器参数修正，选取任一镜头摄取图像水平像素数作为标准S，另一镜头图像水平像素数P根据S做出相应修正，依据图像传感器系数K1和水平视角系数K2对另一图像水平像素数P做出修正方法如下：

P＝S·K1·K2

式中K1为两图像传感器水平像素数之比，即为两镜头图像传感器差异的修正系数；

S3、视场参数修正，将光学镜头摄取的景物范围水平视角简称为镜头的水平视角，记为α，可见光镜头水平视角记做αc、红外光镜头水平视角记做αg。则视角修正系数K2为：

K2＝αc/αg

对于图像传感器修正系数K1应遵循水平像素数少的向像素数多的靠齐，视角修正系数K2应遵循视角大的向视角小的靠齐，

由上述双摄镜头模组摄取了人眼球图像，经可见光图像虹膜定位后，测得虹膜直径像素数CDI＝25Pixel；经红外图像瞳孔定位后，测得瞳孔直径像素数GDP＝22Pixel，因两镜头图像分辨率不同，低分辨率的可见光镜头图像要经过修正方能得出正确的瞳孔直径CDP"，即：

CDP"＝CDP·K1·K2

通过系数K1、K2可将景物场相同但图像传感器分辨率不同的镜头摄取的图像做出规范化处理，得到了虹膜直径和瞳孔直径的正确的结果；

S4、随机参数修正，设定一个测试标靶，所述测试标靶的设置应保证可见光和红外光摄取后的图像边缘清晰可见，红外图像与可见光不同，它取决于被摄物体的材料构成而非颜色，用双摄镜头摄取标靶，分别测试红外光标靶图像和可见光标靶图像，测得红外光标靶两直径分别为：Gd1、Gd2，可见光标靶直径分别为Cd1和Cd2，在红外镜头和可见光双摄镜头应用中，红外镜头分辨率≧可见光镜头分辨率，故可生成修正系数K3如下：

K3＝Gd1+Gd2/Cd1+Cd2

如此，这个未知参数的可见光/红外光双摄镜头拍摄眼球图像时，即可使用修正系数K3对可见光摄取的虹膜直径进行修正。

S5、在使用同步可见光/红外光双摄镜头模组定位虹膜、瞳孔直径时，若已知两镜头各自的图像分辨率及镜头视场角时，可用修正系数K1、K2对因不同分辨率和视角造成的误差进行修正，即：

修正值＝参考值·K1·K2

如果不知两镜头各自的图像分辨率及镜头视场角时，需用测试标靶生成该镜头组的修正系数K3，尔后可用修正系数K3对因不同分辨率和视角造成的误差进行修正，即：

修正值＝参考值·K3。

本发明的有益效果：引入了修正系数K1、K2和K3，从而无需对两镜头技术参数做出必须一致的限定，仅需根据已知各镜头相应的技术参数，或在未知镜头参数的情况下通过设定的标靶，求出相应的修正系数，即可准确的计算出可见光图像虹膜以DI为直径的圆形外缘；利用红外眼球图像更便于定位虹膜內缘的特性，提取出以DP为直径的圆形即虹膜內缘，接下来以虹膜內缘为基准，外缘与內缘同心，在红外光图像上切割出外缘与內缘之间的环状带虹膜图像，为下一步虹膜图像处理打下坚实的基础。因定位可见光虹膜图像外缘比定位红外光虹膜图像外缘要更准确更简洁和快速，所以采用可见光/红外光双摄镜头进行虹膜图像处理的应用比单纯使用红外图像效果要好得多，更利于一些多终端、实时性强的系统应用。

本发明还给出了一种应用于虹膜/瞳孔图像处理的可见光/红外光双摄镜头产品结构模式，它将其中大量的图像处理过程交由双摄镜头模组端完成，模组提交给上位机的不再是原始图像，而是处理后的中间结果——环状带虹膜图像，甚至是归一化等处理后的虹膜特征数组，虹膜直径DI和瞳孔直径DP等。上位机可以直接采用双摄镜头模组输出的数据，这样一来就大大减轻了上位应用的负担，使得系统可以连接处理更多前端双摄镜头模组，增强了虹膜/瞳孔识别系统的管理能力。

附图说明

图1为现有图像采集装置原理结构图；

图2为传统虹膜识别实时应用系统原理结构图；

图3为本发明提出的一种红外和可见光双镜头处理虹膜瞳孔图像的装置的原理结构图；

图4为传统的虹膜识别技术获取的虹膜图像；

图5为对虹膜外缘予以定位获取的虹膜图像；

图6为测试标靶示意图；

图7为可见光/红外光双摄镜头拍摄图像。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。

如图3所示，本发明红外和可见光双镜头处理虹膜瞳孔图像的装置，包括镜头模组和与所述镜头模组连接的上位机构成，镜头模组由光学镜头、图像传感器和控制图像传感器工作的机构(MCU/DSP/CPU等)组成。图像传感器由感光阵列加RGB滤光膜即是彩色(Colour)图像传感器；未加装RGB滤光膜即黑白(Grey)图像传感器。可见光镜头为彩色图像传感器加光学镜头；红外光镜头为黑白图像传感器加光学镜头。当然，在可见光镜头中还要加设红外光滤膜，红外光镜头中也要加设可见光滤片，此系该领域常识，不再赘述。

传统的虹膜识别技术应用中，虹膜图像都是采用红外镜头采集获取的，如图4所示。因为虹膜特征图案在红外光源环境下才可以清晰的呈现，虹膜特征图案存在于虹膜外缘与內缘內之间的带状环内，所以需要将两个边缘准确的识别出来，这个边缘识别就是对虹膜图像实施定位。尔后依据定位结果对虹膜图像进行切割提取，进而生成计算机可以处理的虹膜数据形式。

由于眼球中构成组织相近的巩膜及虹膜这两种介质对红外光的反射率也接近，所以两者的边界不会十分明显。对虹膜的定位都是根据红外眼球图像中灰度的差异计算查找的。因虹膜与巩膜的灰度值相差无几，两者交界的边缘处反差不大。故定位眼球红外图像的虹膜内外边缘时，会在外边缘定位查找时耗费大量时间，且难以精准定位虹膜外边缘，如图4中的DI1、DI2和DI3都可能是定位结果。而瞳孔是虹膜中间的一个孔洞，其后是透明的晶状体，它与虹膜对红外光的反射率截然不同，故在红外光照条件下两者的边界清晰明显，即红外眼球图像对于虹膜内边缘的定位是很方便的。可见光图像就是人眼的视觉再现，正如我们看到的黑白分明的眼珠一样，白色的巩膜与深色的虹膜(包括瞳孔)间的边界清晰可见，这就是利用可见光图像定位虹膜外边缘的光学基础，如同图5所示。显然图5的可见光图像以DI为直径的虹膜外缘要比图4虹膜外缘清晰得多，所以可以很方便的对虹膜外缘予以定位，并与红外光图像中以DP为直径的虹膜內缘结合，在红外眼球图像中切割出环带状虹膜图像，得以归一化、…生成特征代码等。

本发明另一方面提出一种红外和可见光双镜头处理虹膜瞳孔图像的方法，具体实现方法包括以下步骤：

S1、同步摄取

由可见光和红外光摄像镜头组成的镜头模组，该镜头模组须能够控制同步曝光摄取图像，以保证用于处理的可见光红外光图像时同一时间摄取的，关于如何实现双摄乃至多摄镜头的同步图像摄取已有阐述，此处略。

S2、图像传感器参数修正

摄像镜头最主要的部件就是图像传感器，由光感应阵列、滤光阵列(彩色滤光)和内部控制电路部件组成。其中，每一个光感应阵列对应一位像素，将光感应阵列总数目称为物理像素，而实际参与成像的光感应阵列称为有效像素，也称分辨率。通常所说某图像传感器的分辨率系指最大的图像分辨率，一般在内部控制部件的控制下，可以分别在图像传感器开设大小不一的图像摄取窗口。如分辨率为1280×960的图像传感器也可以摄取640×480、320×240甚至是4×4的图像。

本实施例的可见光红外光双摄镜头，是由各自的图像传感器和光学镜头组成。每一镜头摄取的景物范围称作视场，通过镜头主轴的平面，从与视场边缘相交的两点引直线至物方主点，同样形成三种视角，即水平视角、垂直视角和对角线视角。对于本实施例的双摄镜头，两个镜头之间并不要求图像传感器分辨率和镜头光学技术指标完全一致。由两个镜头组成的摄像镜头模组，其存在下述四种情况：

⑴两镜头水平视角相同，图像传感器分辨率相同；

⑵两镜头水平视角不同，但图像传感器分辨率相同；

⑶两镜头水平视角相同，但图像传感器分辨率不同；

⑷如两镜头水平视角不同，图像传感器分辨率也不同。

需要说明的是，对于本实施例而言只需选取水平视角这一参数。

第1种情况即它们摄取的景物范围相同，摄取图像的大小也一致；第2种情况两者景物范围不同，摄取图像大小一致，但被摄物体在图像中的大小不一，即分配给被摄物的像素数是不同的；第3种情况是两者摄取景物范围相同，但图像大小不一；最后第4种情况摄取景物范围不同，图像大小亦不同。

本实施例中，原理上可选取任一镜头摄取图像水平像素数作为标准S，另一镜头图像水平像素数P根据S做出相应修正，依据图像传感器系数K1和水平视角系数K2对另一图像水平像素数P做出修正方法如下：

P＝S·K1·K2

式中K1为两图像传感器水平像素数之比。例如可见光镜头图像传感器分辨率为1280×720，即水平像素为1280。红外镜头图像传感器分辨率为1600×1200，即水平像素为1600。则：

K1＝1600/1280

K1＝1.25

K1即为两镜头图像传感器差异的修正系数。

S3、视场参数修正

将光学镜头摄取的景物范围水平视角简称为镜头的水平视角，记为α。可见光镜头水平视角记做αc、红外光镜头水平视角记做αg。

则视角修正系数K2为：

K2＝αc/αg

如有可见光镜头和红外镜头组成的双摄镜头组，其中可见光镜头水平视角62°，红外镜头水平视角为46°。则：

K2＝62/46

需要说明的是，K1、K2的生成据实而定，不一定非得如上两式，也可以K1＝1280/1600和K2＝46/62。可在实际修正过程中灵活应用。一般来说对于图像传感器修正系数K1应遵循水平像素数少的向像素数多的靠齐；视角修正系数K2应遵循视角大的向视角小的靠齐。

例如同步双摄镜头模组中可见光镜头分辨率为640×480，镜头视角为46°；红外光镜头分辨率为2048×1536，镜头视角也为46°。

则有：

K1＝2048/640＝3.2

K2＝1

由上述双摄镜头模组摄取了人眼球图像，经可见光图像虹膜定位后，测得虹膜直径像素数CDI＝25Pixel；经红外图像瞳孔定位后，测得瞳孔直径像素数GDP＝22Pixel。因两镜头图像分辨率不同，低分辨率的可见光镜头图像要经过修正方能得出正确的瞳孔直径CDP"，即：

CDP"＝CDP·K1·K2

CDP"＝25·1·3.2

CDP"＝80Pixel

这样，通过系数K1、K2可将景物场相同但图像传感器分辨率不同的镜头摄取的图像做出规范化处理，得到了虹膜直径为CDP"＝80Pixel、瞳孔直径为25Pixel的正确的结果。

又如有本实施例中红外光/可见光双摄系统，其中红外光镜头分辨率为1080×1920，水平视角为40°；可见光镜头分辨率为640×480，水平视角为78°。则有：

K1＝1080/640＝1.6875

K2＝78/40＝1.95

此次测得红外光图像瞳孔直径GDI为33像素(Pixel)，测得可见光图像虹膜直径CDP为31像素。因可见光镜头分辨率与红外光镜头分辨率不等，且可见光镜头分辨率小于红外光镜头分辨率，故要以红外光镜头分辨率为准做出修正；又因两镜头水平视角不一，视角小的镜头图像比视角更大的镜头图像像素密度更高，故同样也要对因视角造成的像素误差做出修正。所以有修正后的虹膜直径CDP"：

CDP"＝CDP·K1·K2

CDP"＝31·1.6875·1.95

CDP"＝102.0094≈102Pixel

S4、随机参数修正

但在很多情况下可能会并不知晓镜头光学指标、图像传感器分辨率等必要数据，如使用既有的未知参数的可见光/红外光双摄像头模组、更换了光学镜头、调整了镜头焦距等，都会导致仅依据修正系数K1、K2而造成的测试误差。为此，可设定一个如图6所示的测试标靶，该标靶的设置应保证可见光和红外光摄取后的图像边缘清晰可见(红外图像与可见光不同，它取决于被摄物体的材料构成而非颜色)。用双摄镜头摄取标靶，分别测试红外光标靶图像和可见光标靶图像，测得红外光标靶两直径分别为：Gd1、Gd2，可见光标靶直径分别为Cd1和Cd2。在红外镜头和可见光双摄镜头应用中，一般是红外镜头分辨率≧可见光镜头分辨率，故可生成修正系数K3如下：

K3＝Gd1+Gd2/Cd1+Cd2

如此，这个未知参数的可见光/红外光双摄镜头拍摄眼球图像时，即可使用修正系数K3对可见光摄取的虹膜直径进行修正了。

如某可见光/红外光双摄镜头测得Cd1＝90、Cd2＝41，Gd1＝163、Gd2＝75。则此双摄镜头模组修正系数为：

K3＝163+75/90+41

K3＝238/131

K3＝1.8168

而该可见光/红外光双摄镜头拍摄图像如图7所示。其中，测得红外瞳孔直径GDI为46像素，可见光图像虹膜直径CDP为83像素，用修正系数K3，对可见光虹膜直径进行修正得到：

CDP"＝CDP·K3

CDP"＝83·1.8168

CDP"＝150.7944≈151Pixel

即该眼球数据中虹膜直径DP为151像素、瞳孔直径DI为46像素是正确值。

综上，本实施例在使用同步可见光/红外光双摄镜头模组定位虹膜、瞳孔直径时，若已知两镜头各自的图像分辨率及镜头视场角时，可用修正系数K1、K2对因不同分辨率和视角造成的误差进行修正，即：

修正值＝参考值·K1·K2

如果不知两镜头各自的图像分辨率及镜头视场角时，需用测试标靶生成该镜头组的修正系数K3，尔后可用修正系数K3对因不同分辨率和视角造成的误差进行修正，即：

修正值＝参考值·K3

本实施例不限定被修正的是可见光虹膜直径数据，也可以是红外光瞳孔直径数据，原理是一样的。

需要说明的是在进行虹膜图像数据应用时应以红外光图像为基准对可见光图像进行修正，这是因为红外光图像中保留着原始的虹膜图像特征信息，对其修正后会导致虹膜特征数据的缺失。如若是与虹膜图像数据无关的应用，如仅需得到虹膜直径和瞳孔直径的占比，以判断是否患有某种疾病的应用中，两种修正方法均是可行的。

最后，基于此技术方法可设计制造专门用于处理虹膜、瞳孔图像应用的可见光/红外光镜头模组，如图3所示。其由一个彩色图像传感器+光学镜头，一个黑白图像传感器+光学镜头，一个MCU(DSP/CPU)，一块PCB板，它们共同组成一个双摄镜头模组。其中，MCU(DSP/CPU)控制两图像传感器同步工作，获取同一瞬间曝光摄取的图像数据。获取到可见光/红外光眼球图像后，不像传统技术直接把原始图像传输给上位机，而是由MCU(DSP/CPU)将按照本实施例的方法得到的虹膜/瞳孔直径截取到的环带状虹膜图形、虹膜直径、瞳孔直径提交给上位机，以供上位应用。

与现有双摄镜头模组只负责采集原始图像比，本方法的双摄镜头模组将大量复杂的计算工作在模组内实现，上位机得到的是可直接应用的数据结果。显而易见，本发明更方便、实用、经济，它无需应用人员再行开发复杂的虹膜定位算法，减轻了应用技术人员的工作量，有益于相关技术的推广。

本实施例适用于虹膜/瞳孔识别技术应用，如脑干疾病、糖尿病、吸食毒品、酗酒等现象的非侵入式检测，特别是在如机场、高铁闸道、酒店住宿等需人证核验并快速筛查的场合，它有着广泛的应用前景。在一些非虹膜识别的特殊应用中，会需要准确快速采集并确定虹膜直径、面积等参数，传统的仅依据红外眼球图像是难以实现的，这种情况下用本技术方法是非常方便的。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，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，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种红外和可见光双镜头处理虹膜瞳孔图像的方法，应用的处理装置包括：镜头模组和与所述镜头模组连接的上位机构成，所述镜头模组包括光学镜头、图像传感器和一个MCU或DSP或CPU；所述图像传感器由感光阵列加RGB滤光膜构成彩色图像传感器或者未加装RGB滤光膜构成的黑白图像传感器；所述彩色图像传感器和所述光学镜头构成可见光镜头；所述黑白图像传感器和所述光学镜头构成红外光镜头；所述MCU或DSP或CPU控制彩色图像传感器和黑白图像传感器同步工作，获取同一瞬间曝光摄取的图像数据；获取到可见光/红外光眼球图像后，再由所述MCU或DSP或CPU将得到的虹膜/瞳孔直径截取到的环带状虹膜图形、虹膜直径、瞳孔直径提交给上位机，以供上位应用；其特征在于，具体实现方法包括以下步骤：

S1、同步摄取，由可见光镜头和红外光镜头组成的镜头模组，所述镜头模组须能够控制同步曝光摄取图像，以保证用于处理的可见光图像和红外光图像是同一时间摄取的；

S2、图像传感器参数修正，选取任一镜头摄取图像水平像素数作为标准S，另一镜头图像水平像素数P根据S做出相应修正，依据图像传感器系数K1和水平视角系数K2对另一图像水平像素数P做出修正方法如下：

P＝S·K1·K2

式中K1为两图像传感器水平像素数之比，即为两镜头图像传感器差异的修正系数；

S3、视场参数修正，将光学镜头摄取的景物范围水平视角简称为镜头的水平视角，记为α，可见光镜头水平视角记做αc、红外光镜头水平视角记做αg，则视角修正系数K2为：

K2＝αc/αg

对于图像传感器修正系数K1应遵循水平像素数少的向像素数多的靠齐，视角修正系数K2应遵循视角大的向视角小的靠齐，

由可见光镜头和红外光镜头组成的镜头模组摄取了人眼球图像，经可见光图像虹膜定位后，测得虹膜直径像素数CDI＝25Pixel；经红外图像瞳孔定位后，测得瞳孔直径像素数GDP＝22Pixel，因两镜头图像分辨率不同，低分辨率的可见光镜头图像要经过修正方能得出正确的瞳孔直径CDP"，即：

CDP"＝CDP·K1·K2

通过系数K1、K2可将景物场相同但图像传感器分辨率不同的镜头摄取的图像做出规范化处理，得到了虹膜直径和瞳孔直径的正确的结果；

S4、随机参数修正，设定一个测试标靶，所述测试标靶的设置应保证可见光和红外光摄取后的图像边缘清晰可见，红外图像与可见光不同，它取决于被摄物体的材料构成而非颜色，用双摄镜头摄取标靶，分别测试红外光标靶图像和可见光标靶图像，测得红外光标靶两直径分别为：Gd1、Gd2，可见光标靶直径分别为Cd1和Cd2，在红外镜头和可见光双摄镜头应用中，红外镜头分辨率≧可见光镜头分辨率，故可生成修正系数K3如下：

K3＝Gd1+Gd2/Cd1+Cd2

如此，这个未知参数的可见光/红外光双摄镜头拍摄眼球图像时，即可使用修正系数K3对可见光摄取的虹膜直径进行修正。

S5、在使用同步可见光/红外光双摄镜头模组定位虹膜、瞳孔直径时，若已知可见光/红外光双摄镜头模组各自的图像分辨率及镜头视场角时，可用修正系数K1、K2对因不同分辨率和视角造成的误差进行修正，即：

修正值＝参考值·K1·K2

如果不知两镜头各自的图像分辨率及镜头视场角时，需用测试标靶生成可见光/红外光双摄镜头模组的修正系数K3，尔后可用修正系数K3对因不同分辨率和视角造成的误差进行修正，即：

修正值＝参考值·K3。

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