专利名称：双眼虹膜的采集装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于生物特征识别及信息安全的技术领域，特别涉及一种 双眼虹膜的采集装置。
背景技术：
生物特征识别技术因为生物特征(指纹、虹膜、脸像等等)自身固有 的特性使得它超越和替代传统的身份识别技术成为现实的可能，并且已经 在一些国家和地区的特定应用领域开始被推广和使用。其中虹膜识别在身 份识别的准确性方面表现尤为突出，同时因为其独特的生理结构，使得虹 膜识别技术具有构建更加安全的社会环境的应用潜力。但是，虹膜识别出 色的准确性是建立在总是能采集到理想的虹膜图像的基础之上的，而实际 应用环境很难保证这样的基础，这正是虹膜识别技术在推向大规模实际应 用中面临的主要困难。这种非理想的虹膜图像对于后续的识别会带来两个 主要的问题其一，同一虹膜不同次采集的多样性增加；其二，单次采集 的有效信息的损失和干扰信息的增加。这样最终在匹配时表现为类内距离 增大或者类间距离减小，从而降低识别性能。
虹膜属于眼球这一人体独特的内部生理器官的外部可见组织，具有一 些独有的特性研究表明，人用两只眼睛观察一个固定目标时比只用一只 眼睛更容易保持头部的稳定和平衡。正常状态下，人的左右眼球和上下眼 睑的动作是趋同的。同时虽然人类存在体型等个体差异，但是双眼之间距 离的变化很小，虹膜的外径的变化幅度极小。
现有的虹膜识别都是基于单只眼睛的虹膜，如果利用特定的装置实现 同时采集被识别者的两只眼睛的虹膜，提高所采集的虹膜图像的稳定性， 将会有效降低上述的两个问题对现有虹膜识别性能的不利影响。但是目前 己经公开的文献资料，还没有关于同时采集人的双眼虹膜图像相应的采集 装置方面的研究。
发明内容
本实用新型的目的就是针对现有虹膜识别技术在推向大规模实际应用 中遇到的问题，提出了一种同时采集人的双眼虹膜图像的采集装置，从而 提高虹膜身份识别的性能。
本实用新型包括平行设置的左右采集镜头，采集板设置在左右采集镜
头的正前方；采集板上依次设置有左右半透半反镜、左右偏振片、左右散 射板，并且左右半透半反镜、左右偏振片、左右散射板与左右采集镜头位 置对应，其中左右散射板靠近左右釆集镜头设置；主动近红外光源设置在 左右散射板后方，左右采集镜头分别与左右摄像头连接并连接至微处理 器；左右采集镜头、左右摄像头、主动近红外光源和感应器件分别与控制 电路连接。左右偏振片的偏振方向垂直；左右半透半反镜为长方形，设置 在左右偏振片和左右散射板的中心位置，根据现有人类学和生物学的统计 数据，设置左右半透半反镜的长度35ram《A《45咖，宽度11咖《B《 15mm，左右半透半反镜的中心距离75mm《H《85mm。
本实用新型中半透半反镜因为其镜面效应使之能够迅速吸引被采集者 的注意，并引导被采集者处于适当的位置。感应器件作用是检测被采集者 的位置，当被采集者处于有效的采集位置时，输出提示信号，驱动控制电 路，启动采集进程，可以采用接近开关或者红外测距器等等器件。主动近 红外光源产生近红外光作为成像光源，通过散射板进行散射以获得面光源 的成像效果，然后利用偏振片进行调制。偏振片分为左右两片，且调制方 向相互垂直，使得左右虹膜的成像光的振动方向相互垂直，以避免左右成 像光源的交叉干扰。控制电路驱动主动近红外光源和采集镜头并提供开始 釆集的信号，当驱动电路被打幵时，首先激励主动近红外光源使之产生近 红外光并打开摄像头，然后输出开始采集的信号启动一个采集进程，同时 驱动采集镜头的变焦马达，产生确定范围和时间段的连续变焦。采集镜头 和摄像头采用现有产品，例如精工SE5018镜头和WATEC902H摄像头，在
采集镜头连续变焦的范围内，摄像头按照确定的时间间隔并在每个间隔内 采集左、右虹膜图像各一幅，然后保存在微处理器的图像缓存中。微处理 器对缓存中的每幅图像进行瞳孔粗定位处理，计算位于瞳孔中成像光源所
成的像的清晰度，以此为判据分别找出左、右眼虹膜的图像序列中最清晰 的图像，然后保存这两幅图像并结束采集进程。
由于本实用新型采用的左、右半透半反镜完全相同且中心在同一水平 线上，同时镜片在垂直方向的尺寸只比实际虹膜的直径稍大，被采集者可 以在左右镜片中同时观察到自己左右眼的虹膜，当左右镜片中的虹膜都完 整时，可以使得被釆集者的头部基本保持水平，所以此时采集的虹膜的旋 转角度可以被限制在较小的范围内，而且左右虹膜的旋转角度大致相同。 由于本实用新型采用偏振片，而且左右偏振片的偏振方向相互垂直，因此 可以避免左右成像光源在虹膜成像时自身的像的交叉干扰。
由于本实用新型同时采集双眼的虹膜图像，因此可以获得更加丰富的
虹膜图像纹理信息；而且因为这种采集更加符合人的日常状态，所以在实 际使用中的多次采集状态下，使得采集到的虹膜图像保持更好的稳定性。
本实用新型利用人类双眼之间的距离和虹膜外径的稳定性，双眼聚焦 和定位的平稳性，以及左右眼球和上下眼睑运动的趋同性，使得采集时双 眼虹膜和成像平面保持较好的平行，并能让得到的左、右虹膜图像具有对 称性，并且在多次采集中保持稳定。
图1是本实用新型的结构示意图2是图1中采集板的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
如图1和图2所示，双眼虹膜的采集装置中的左右采集通道完全相 同。半透半反镜9镶嵌在采集装置面向被采集者的前面板上，引导被采集 者处于适当的位置。当被采集者处于有效的采集位置时，接近开关1输出 提示信号，驱动控制电路2，控制电路2触发近红外光源5和采集镜头 6，并提供开始采集的信号启动采集进程。近红外光源5产生近红外光作
为成像光源，通过散射板7进行散射以获得面光源的成像效果，然后利用 偏振片8进行调制。偏振片8分为左右两片，且调制方向相互垂直，使得
左右虹膜的成像光的振动方向相互垂直，以避免左右成像光源的交叉干
扰。当采集进程启动后，首先激励主动近红外光源5使之产生近红外光并 打幵摄像头4，然后输出开始采集的信号启动一个采集进程，同时驱动采 集镜头6的变焦马达，产生确定范围和时间段的连续变焦。摄像头4在连 续变焦的范围内，按照确定的时间间隔并在每个间隔内采集左、右虹膜图 像各一幅，然后保存在微处理器3的图像缓存中。微处理器3对缓存中的 每幅图像进行瞳孔粗定位处理，计算位于瞳孔中成像光源所成的像的清晰 度，以此为判据分别找出左、右眼虹膜的图像序列中最清晰的图像，然后 保存这两幅图像并结束采集进程。
该装置的使用操作过程当被采集者移动到距离采集装置外露的采集 端的确定范围内时，感应器件触发采集端的红色指示灯，提示被采集者已 经处于合适的采集距离，被采集者可以通过半透半反镜9观察自己的左右 虹膜的像以调整自己的位置，直至半透半反镜9中左、右虹膜的像都保持 完整，并且在垂直方向上基本充满了整个半透半反镜9，此时红色指示灯 灭，提示被采集者采集进程已经开始，保持自己的位置，直至绿色指示灯 亮，示意被采集者结束采集状态。当被采集者接近到距离接近开关1正前 方50cm的范围内时，就会触发接近开关1;半透半反镜9的参数是当
光的波长;U70()"m时，透射，其余反射；当红色指示灯灭的同时，采集进
程开始，控制电路2驱动采集镜头6的变焦马达在两秒的时间内连续遍历 镜头的整个焦距范围，采集镜头6使用精工SE5018自动光圈、电动变焦 镜头，然后摄像头4每间隔100ms各采集左、右虹膜图像一幅，即在整个 采集周期内，左右各采集了 20幅图像存入图像缓存。本实施例中采用 WATEC902H摄像头，左、右釆集通道利用相同型号的器件组成两个完全对 称和独立的采集通道。然后微处理器3对左右图像序列进行相同的处理， 先对每幅图像进行瞳孔粗定位，然后进行大小和亮度归一化，并计算光源 所成的位于瞳孔内的像的平均亮度、亮度的均方差和像素点数，在满足平 均亮度大于180，像素点数大于150时，均方差最小的最为清晰的图像， 由此从左、右图像序列中各找出一幅图像作为该次采集的结果存入存储 器，采集进程完成。
权利要求1、双眼虹膜的采集装置，其特征在于该装置包括平行设置的左右采集镜头，采集板设置在左右采集镜头的正前方；采集板上依次设置有左右半透半反镜、左右偏振片、左右散射板，并且左右半透半反镜、左右偏振片、左右散射板与左右采集镜头位置对应，其中左右散射板靠近左右采集镜头设置；主动近红外光源设置在左右散射板后方，左右采集镜头分别与左右摄像头连接并连接至微处理器；左右采集镜头、左右摄像头、主动近红外光源和感应器件分别与控制电路连接；所述的左右偏振片的偏振方向垂直。
2、 如权利要求l所述的双眼虹膜的采集装置，其特征在于左右半透半 反镜为长方形，设置在左右偏振片和左右散射板的中心位置，其长度35mm 《A《45mm，宽度11mm《B《15咖，左右半透半反镜的中心距离75mm《H《 85mmQ
专利摘要本实用新型涉及一种双眼虹膜的采集装置。目前虹膜识别技术存在难以稳定的获得理想的虹膜图像的问题。本实用新型包括平行设置的左右采集镜头，采集板设置在左右采集镜头的正前方；采集板上依次设置有与左右采集镜头位置对应左右半透半反镜、左右偏振片、左右散射板，左右偏振片的偏振方向垂直，主动近红外光源设置在左右散射板后方。本实用新型充分利用人的双眼的生理和物理特性，使得采集时双眼虹膜和成像平面保持较好的平行，并能让得到的左、右虹膜图像具有对称性，并且在多次采集中保持稳定。
文档编号G06K9/20GK201005676SQ20072010721
公开日2008年1月16日 申请日期2007年3月13日 优先权日2007年3月13日
发明者叶学义 申请人:杭州电子科技大学