CN206639231U - 一种生物识别设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种生物识别设备，包括可见光人脸、红外光人脸以及虹膜三种生物识别方式，其特征在于：包括镜面对、遮光板、虹膜镜头模组、光源、灯板、人脸镜头模组，所述镜面对位于第一安装槽内，所述第一安装槽用于固定所述镜面对；所述遮光板位于第二安装槽内，所述第二安装槽用于固定所述遮光板；所述虹膜镜头模组位于所述第一安装槽后，用于对目标虹膜图像的采集；所述光源焊接在所述灯板上，设置于所述遮光板后；所述光源发出的光经过所述遮光板透射至采集目标对象，为生物识别提供光亮度；所述人脸镜头模组安装于人脸镜头孔内，所述人脸镜头孔位于所述设备前面中间部位，用于固定所述人脸镜头模组。

Description

一种生物识别设备

技术领域

本实用新型涉及远距离多生物识别领域，尤其涉及一种远距离虹膜、人脸识别装置。

背景技术

随着物质文明的发展，社会公共安全和个人自身信息的安全受到了越来越多的重视，传统的以密码为特征的身份识别很难满足行业的需求，生物识别技术成为首选方式。

生物识别技术即是利用人体生物特征对人进行身份识别的一种高科技技术，所采用的生物特征具有惟一性、独特性、不变性、可采集、可转化为模板以及可用数学方法比较的特点。生物识别技术的最大优势在于安全、可靠和方便。早期的生物识别技术由于当时技术的限制，识别设备成本较高，因此该项技术也仅用于犯罪鉴定和安全要求级别较高的军方及政府要害部门等及少数领域。近几年来，随着科学技术、生物识别算法及生物识别设备的识别精度的发展，以及生产、制造、使用成本的下降，使得这一高技术的商业步伐也越来越快，广泛应用于政府、军事、机场、公安政法、银行、证券、保险重要工矿企业等部门，甚至在各小区、停车场、家居等生活领域都得到了广泛地应用。

虹膜识别有别于传统的身份识别，是一种可靠的生物特征识别技术。虹膜是一种在眼睛中瞳孔内的织物状各色环状物，每一个虹膜都包含一个独一无二的基于像冠、水晶体、细丝、斑点、结构、凹点、射线、皱纹和条纹等特征的结构,没有任何两个虹膜是一样的。虹膜识别技术是利用虹膜终身不变性和差异性的特点来识别身份的，与相应的算法结合后可以达到十分优异的准确度。

人脸识别是将静态图像或视频图像中检测出的人脸图像与数据库中的人脸图像进行对比,从中找出与之匹配的人脸的过程，以达到身份识别与鉴定的目的，它是同属于生物特征识别领域和人工智能领域的一个课题。人脸识别是图像分析与理解的一种最成功的应用，因其在商业、安全、身份认证、法律执行等众多方面的广泛应用，以及对人脸识别可行性技术的三十多年研究，使其越来越得到重视。

人脸识别的过程包括人脸的检测和识别两个部分，人脸的检测属于识别过程的前一步，它的目标是准确的定位人脸，把人脸从图像中切割出来，接下来的识别过程是根据获得人脸图像分析比对，从中提取出有效的信息进而鉴别人员身份。

目前的多生物识别采集装置一般都是近距离设备(虹膜识别一般在20cm左右，人脸一般在60cm以内)，研究多生物特征识别的远距离装置，对于公安侦查、追捕逃犯、过关检查等更具有应用效果。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种生物识别设备，包括可见光人脸、红外光人脸以及虹膜三种生物识别方式，用于对距离为30-75cm的虹膜识别以及距离为30cm-100cm的可见光人脸和红外光人脸的识别，其特征在于：包括镜面对、遮光板、虹膜镜头模组、光源、灯板、人脸镜头，所述镜面对位于第一安装槽内，所述第一安装槽用于固定所述镜面对；所述遮光板位于第二安装槽内，所述第二安装槽用于固定所述遮光板；所述虹膜镜头模组位于所述第一安装槽后，用于采集目标对象的虹膜图像；所述光源焊接在所述灯板上，设置于所述遮光板后；所述光源发出的光经过所述遮光板透射后照射到采集目标对象，为生物识别提供充足的光亮度；所述人脸镜头安装于人脸镜头孔内，所述人脸镜头孔位于所述设备前面中间部位，用于固定所述人脸镜头。

优选地，所述遮光板设置为两块，分布于所述设备的左右两端。

优选地，所述灯板设置为两块，分布于所述遮光板的后侧。

优选地，所述灯板上焊接至少一颗光源。

优选地，所述光源为红外光源，所述红外光源的中心波长为810nm-860nm。

优选地，所述灯板采用角度设计，彼此不在同一平面内，用于光源的交叉照射。

优选地，所述遮光板采用黑色亚克力材质。

优选地，所述设备还包括红外测距仪，用于目标注册、识别距离的测试及显示屏亮度的调节。

优选地，所述设备还包括红外测距光源，用于对所述红外测距仪的补光，实现远距离测试的目的。

优选地，所述设备还包括三色指示灯，采用红光，绿光、蓝光这三种颜色，指示设备处于的注册/识别失败、成功、正在注册/识别这三种状态。

优选地，所述设备用于对距离为30-75cm的虹膜识别以及距离为30cm-100cm的可见光人脸和红外光人脸的识别。

本实用新型涉及的多生物识别设备，含可见光人脸、红外人脸和虹膜三种生物识别方式，可解决虹膜30-75cm、人脸(含可见光人脸和红外人脸)30cm-100cm的远距离识别。

应当理解，前述大体的描述和后续详尽的描述均为示例性说明和解释，并不应当用作对本实用新型所要求保护内容的限制。

附图说明

为了更清楚的说明本实用新型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简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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附图。

图1示出了根据本实用新型的远距离的生物识别设备的前视图；

图2示出了根据本实用新型的远距离的生物识别设备的后视图。

具体实施方式

通过参考示范性实施例，本实用新型的目的和功能以及用于实现这些目的和功能的方法将得以阐明。然而，本实用新型并不受限于以下所公开的示范性实施例，可以通过不同形式来对其加以实现。说明书的实质仅仅是帮助相关领域技术人员综合理解本实用新型的具体细节。

图1示出了本实用新型的一种远距离多生物设备装置的前视图。如图1所示，包括镜面对101、遮光板102、虹膜镜头模组104、光源、灯板、人脸镜头，所述镜面对101位于第一安装槽108内，所述第一安装槽108用于固定所述镜面对101；所述遮光板102位于第二安装槽109内，所述第二安装槽109用于固定所述遮光板102；所述虹膜镜头模组104位于所述第一安装槽108后，用于对目标虹膜图像的采集；所述人脸镜头安装于人脸镜头孔内，所述人脸镜头孔103位于所述设备前面中间部位，用于固定所述人脸镜头,人脸镜头孔103分为红外光人脸镜头孔103a和可见光人脸镜头孔103b。

根据本实用新型的一个实施例，人脸镜头模组包括可见光与红外光人脸镜头模组，可见光人脸镜头模组与红外人脸镜头模组类似，采用大视场角，小畸变的光学镜头，可识别距离在35cm-100cm；以上所述镜头模组(虹膜镜头模组、可见光人脸镜头模组、红外人脸镜头模组)内部添加红外窄带滤光片，主要目的是去除杂散光对镜头成像的影响，同时镜头模组内部后置滤片能增大镜头的物距，特别是虹膜镜头模组上下都放置滤片的方式，这对于设备使用是非常有益的。

根据本实用新型的一个实施例，所述遮光板设置为两块，分布于所述设备的左右两端，如图1所示左遮光板102a和右遮光板102b；当遮光板设置为两块时，左右遮光板通过左第二安装槽109a和右第二安装槽109b固定。

根据本实用新型的一个实施例，设备加入红外测距模块，模块主要有两部分，红外测距仪106，红外测距光源107，红外测距仪106采用集发射与接收于一体的反射式接近开关传感器，经过调制的发射光遇到障碍物会发生反射，接收端会检测反射光并进行信号解调输出，这样可以有效的检测目标。红外测距光源107发生同脉冲红外光线，进一步保证红外测距模块的有效距离。其中，测距感应模块设定相应的感应距离应根据镜头模组的有效景深。镜头模组只有在此感应距离内才会自动采集虹膜/人脸图像。以此达到非接触采集，用户在使用过程中也不用过多的考虑拍摄时自己所处的位置，从而进一步提高采集系统的友好性。

根据本实用新型的一个实施例，所述设备还包括红外测距仪106，用于目标注册、识别距离的测试及显示屏亮度的调节。

根据本实用新型的一个实施例，所述设备还包括红外测距光源，用于对所述红外测距仪进行补光，实现远距离测试。

红外补光光源采用对角交叉照射方式，所述对角交叉照射是指光源位于设备的左右两侧，利用结构设计灯板倾斜角度，实现单侧灯板的斜射，从而实现双侧灯板交叉照射的目的。即左侧的光源照射范围为右侧和右侧的光源照射范围为左侧，这样的设计增大了入射光线的角度，根据光的反射定律从而增大了反射光线的出射角度，使部分的反射光线远离设备摄像头镜头模组的视场，从而解决了戴眼镜使用设备时因眼镜上存在大量光斑，用户无法注册、识别等降低注册、识别速率的问题。

所述对角交叉照射达到了以下有益技术效果：第一，实现了光源中心区域覆盖虹膜中心区域，为虹膜识别提供足够的亮度。第二，采用交叉照射的方式增大了入射光线角度，根据光的折射定律可知，光线入射到眼镜镜片后，在镜面上产生的反射光会以相同角度反射出去，当入射光线角度增大时，会有更多的出射光线远离镜头模组，有效的避免了带眼镜使用设备所产生的问题；第三交叉照射有效的避免了人脸注册识别时面部鼻梁处光线不足的问题。

如图2所示，所述光源焊接在所述灯板201上，设置于所述遮光板后；所述光源发出的光经过所述遮光板透射到识别对象，为生物识别提供光亮度，保证目标面部识别特征清晰，保证多生物识别设备的注册识别性能；本设备还设置有后保护盖，用于保护人脸镜头以及其他元件，例如三色指示灯(图1中的105)、红外测距仪以及红外测距光源等等。

所述虹膜镜头模组202(图1中104)位于所述第一安装槽后，用于对目标虹膜图像的采集；虹膜镜头模组202安置位置采用集中放置原则，有效利用光源能量。红外光源采用左右方向分布放置，虹膜镜头模组202中心与设备中心重合，有效避免设备获取不对称的虹膜图像。左右光源距虹膜镜头模组中心位置水平距离差分别为25mm，采用8度小角度偏转，在识别距离30-40cm使光源中心与虹膜中心位置差异在±30mm以内，保证光源中心位于面部区域内，有效的利用光能量。上下和左右的高度差有效地避免了虹膜镜头模组在有效距离内出现红眼现象；红外人脸镜头和可见光人脸镜头位于虹膜镜头上方，呈左右对称，其相对虹膜中心距离水平差异为4.7mm，所述水平差异就是在水平位置的距离差。小尺寸的水平位置差异保证红外人脸成像与可见光人脸成像图像的一致，为后续图像处理奠定了基础，所述小尺寸范围为5mm-8mm。人脸镜头位于虹膜镜头上方和光源处于同一水平线上，为实现远距离人脸识别提供的足够的亮度。

根据本实用新型的一个实施例，所述灯板201设置为两块，分布于所述遮光板的后侧，分别为左灯板201b和右灯板201a。

根据本实用新型的一个实施例，所述每块灯板各焊接至少一颗光源。

根据本实用新型的一个实施例，所述光源为红外光源，其中心波长为810nm-860nm。

人眼虹膜的颜色因人种的不同而存在很大的差异，白种人的虹膜区域颜色比较浅，所以虹膜纹理比较清晰明显，而黄种人的虹膜区域在自然光下颜色很暗，虹膜纹理非常不明显。因此需要使用近红外光源来补偿照明，在近红外光的照射下，本不明显的虹膜纹理特征可以清晰的显现。此外，虹膜区域的大小受到瞳孔大小的影响，瞳孔越小捕获到的虹膜区域就越大，获取的纹理信息就越丰富。所以在采集虹膜图像的时候，我们需要让瞳孔尽可能的小。瞳孔是一个可以收缩的孔，它自身会根据外界光线强弱调整大小，光线强瞳孔就变小，光线弱，瞳孔就变大。所以，在夜间或光线不足的场所，需要有辅助光源的协同工作。另一方面，光照不均、高光和用户佩戴的眼镜镜面反光等因素又会对虹膜图像采集产生不利影响。因此，为适应各种不同情况都可以采集到图像质量良好的虹膜图像，合理地选择补光光源尤为重要。

设备采用红外光源810nm或者850nm作为的补光光源，其具有以下性质：采用至少一颗，例如4-6颗、小视场角，例如10°-60°及对角照射。

实施例中，光源采用视场角为25°的光源，视场角小，光能量集中，避免了光能的浪费。

根据本实用新型的一个实施例，所述灯板201采用角度设计，彼此不在同一平面内，用于光源的交叉照射，充分利用光源能量和偏转角度从而解决带眼镜注册识别和脸部中心亮度偏低的问题。

根据本实用新型的一个实施例，所述遮光板采用黑色亚克力材质，对红外光源的透过率达到92％以上，左右分别采用遮光板的作用一方面保证了设备的完整性，同时起到防尘的作用。

根据本实用新型的一个实施例，所述设备还包括三色指示灯105，采用红光，绿光、蓝光这三种颜色，指示设备处于的注册/识别失败、成功、正在注册/识别这三种状态。

本实用新型涉及的多生物识别设备，具有以下有益效果：可实现远距离的虹膜识别和人脸识别，有效的避免了红眼和和带眼镜注册识别率低的问题；设计采用非接触式采集方式，眼睛的位置相对灵活，有效的保护眼睛，提高了设备的友好性。本实用新型涉及的多生物识别设备，含可见光人脸、红外人脸和虹膜三种生物识别方式，可解决虹膜30-75cm、人脸(含可见光人脸和红外人脸)30cm-100cm的远距离识别。

以上只是本实用新型较佳的实例，并非来限制本实用新型实施范围，故凡依本实用新型申请专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本实用新型专利申请范围内。

Claims (10)

1.一种生物识别设备，包括可见光人脸、红外光人脸以及虹膜三种生物识别方式，其特征在于：包括镜面对、遮光板、虹膜镜头模组、光源、灯板、人脸镜头模组，所述镜面对位于第一安装槽内，所述第一安装槽用于固定所述镜面对；所述遮光板位于第二安装槽内，所述第二安装槽用于固定所述遮光板；所述虹膜镜头模组位于所述第一安装槽后，用于采集目标对象的虹膜图像；所述光源焊接在所述灯板上，设置于所述遮光板后；所述光源发出的光经过所述遮光板透射到采集目标对象，为生物识别提供光亮度；所述人脸镜头模组安装于人脸镜头孔内，所述人脸镜头孔位于所述设备前面中间部位，用于固定所述人脸镜头模组。

2.如权利要求1所述的设备，其特征在于：所述遮光板设置为两块，分布于所述设备的左右两端。

3.如权利要求2所述的设备，其特征在于：所述灯板设置为两块，分布于所述遮光板的后侧。

4.如权利要求3所述的设备，其特征在于：所述灯板焊接至少一颗光源。

5.如权利要求1所述的设备，其特征在于：所述光源为红外光源，所述红外光源的中心波长为810nm-860nm。

6.如权利要求1所述的设备，其特征在于：所述灯板采用角度设计，彼此不在同一平面内，用于所述光源的交叉照射。

7.如权利要求1所述的设备，其特征在于：所述遮光板采用黑色亚克力材质。

8.如权利要求1所述的设备，其特征在于：所述设备还包括红外测距仪，用于目标注册、识别距离的测试及显示屏亮度的调节。

9.如权利要求8所述的设备，其特征在于：所述设备还包括红外测距光源，用于对所述红外测距仪的补光。

10.如权利要求1所述的设备，其特征在于：所述设备还包括三色指示灯，采用红光，绿光、蓝光这三种颜色，指示设备处于的注册/识别失败、成功、正在注册/识别这三种状态。