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便携式双眼虹膜图像采集和处理设备

阅读：1079发布：2020-08-18

IPRDB可以提供便携式双眼虹膜图像采集和处理设备专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型提供了一种便携式虹膜图像采集和处理设备，所述设备包括：外壳；一对红外滤光片，所述红外滤光片布置于外壳前部，对应于人的双眼位置布置；视觉反馈屏，所述视觉反馈屏夹在所述一对红外滤光片之间，布置于外壳前部，实时显示采集到的眼睛图像以及其他交互信息；照明单元，用于照亮眼睛虹膜区域，分别对应布置于红外滤光片的正后方；图像采集单元，位于所述照明单元周围或旁边，同时采集用户的左右眼虹膜图像；电路板单元，位于外壳内的后部，对采集到的虹膜图像进行图像处理和存储。，下面是便携式双眼虹膜图像采集和处理设备专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种便携式双眼虹膜图像采集和处理设备，所述设备包括:分体式外壳，正面看为细长眼镜状，从侧面切分为前半部外壳和后半部外壳；

一对红外滤光片，所述红外滤光片布置于细长型的前半部外壳前侧两端，对应于人的双眼位置布置，所述一对红外滤光片之间的距离约为人双眼位置之间的距离；

视觉反馈屏，所述视觉反馈屏夹在所述一对红外滤光片之间，布置于所述前半部外壳前侧中部，实时显示采集到的眼睛图像以及其他交互信息；

一对照明单元，用于照亮眼睛虹膜区域，分别对应布置于所述一对红外滤光片的正后方；

图像采集单元，位于所述照明单元周围，同时采集用户的左右眼虹膜图像；和电路板单元，位于所述后半部外壳内，对采集到的虹膜图像进行存储和图像处理。

2.如权利要求1所述的虹膜图像采集和处理设备，其中所述视觉反馈屏是半透半反镜面或者具有多点触控功能的液晶显示屏。

3.如权利要求1所述的虹膜图像采集和处理设备，其中所述电路板单元还包括数据传输单元，所述数据传输单元将虹膜信息通过USB接口、WIFI、或GPRS接口传输给其他计算机进行进一步处理并发送至虹膜认证中心进行认证。

4.如权利要求1所述的虹膜图像采集和处理设备，其中图像采集单元包括至少一个CMOS传感器模块。

5.如权利要求1所述的虹膜图像采集和处理设备，其中照明单元包括一对红外LED阵列。

6.如权利要求1所述的虹膜图像采集和处理设备，其中所述电路板单元包括运算单元、存储单元和电源单元。

说明书全文

便携式双眼虹膜图像采集和处理设备

技术领域

[0001] 本实用新型涉及生物特征识别以及信息安全技术领域，尤其涉及一种便携式双眼虹膜图像采集和处理设备。

背景技术

[0002] 虹膜是人眼中介于黑色瞳孔和白色巩膜之间的圆环状区域，呈现丰富的纹理。大量医学和计算机科学的研究表明，不同眼睛（包括人的左右眼和双胞胎的眼睛）的虹膜纹理是各不相同的，并且自胚胎形成后8个月就稳定不变，因而虹膜具有唯一性高、稳定性强的优点。另外，虹膜是一种外部可见的内部器官，因而又具有非侵犯性的优点。这些优点使得虹膜特别适合用于人的身份认证和识别，并被成功的应用于机场、海关、银行等场合的身份鉴定。

[0003] 虹膜识别技术的第一步就是虹膜图像的获取，同时这也是比较困难的步骤，需要光、机、电技术的综合应用。由于虹膜的特殊性质，即面积小(平均直径约11mm)且不同人种颜色差异大，一般摄像方法无法拍摄出可以用来识别的虹膜图像。虹膜识别必须采用放大率较大的镜头和主动照明。西方人虹膜颜色较浅，在可见光照明就可以，而东方人的虹膜颜色较深，必须采用红外光照明才能得到清晰的图像。

[0004] 传统的虹膜图像获取设备分为单眼采集设备和双眼采集设备。早期的设备多为单眼采集，主要包括主动照明单元、镜头及附件，以及成像芯片等。然而，由于人的眼睛具有主眼和副眼之分，通常人看东西时以主眼为主，这样会导致单眼设备的使用相对困难。后来出现的双眼虹膜设备相比于单眼虹膜设备使用更加自然，使得虹膜图像的获取和处理更加容易，对虹膜识别技术的应用具有非常重要的意义。

[0005] 由于虹膜识别过程的运算量很大，最早的虹膜识别设备生产商都将虹膜采集和虹膜识别分开进行，虹膜采集由专门的虹膜采集设备完成，而虹膜识别则放在中央服务器中进行，这样的做法导致了虹膜识别系统的部署具有一定的局限性。随着嵌入式系统的兴起，人们对虹膜识别设备的要求越来越高，具有运算独立性，便携式，低功耗的，体积小，接口丰富，易于安装和部署，具有网络化功能、数据安全性和移动互联功能的虹膜识别设备是今后虹膜识别技术的发展方向。

[0006] 因此，需要一种能解决现有虹膜识别系统普遍存在的图像采集困难、易用性、安全性、移动性和便携性等方面存在问题的虹膜识别系统。实用新型内容

[0007] 本实用新型的目的在于提供一种便携式虹膜图像采集和处理设备，所述设备包括：分体式外壳，正面看为细长眼镜状，从侧面切分为前半部外壳和后半部外壳；一对红外滤光片，所述红外滤光片布置于细长型的前半部外壳前侧两端，对应于人的双眼位置布置，所述一对红外滤光片之间的距离约为人双眼位置之间的距离；视觉反馈屏，所述视觉反馈屏夹在所述一对红外滤光片之间，布置于所述前半部外壳前侧中部，实时显示采集到的眼睛图像以及其他交互信息;一对照明单元，用于照亮眼睛虹膜区域，分别对应布置于所述一对红外滤光片的正后方；图像采集单元，位于所述照明单元周围，同时采集用户的左右眼虹膜图像；电路板单元，位于所述后半部外壳内，对采集到的虹膜图像进行存储和图像处理。

[0008] 优选的，所述显示屏是具有多点触控功能的液晶显示屏。

[0009] 优选的，所述电路板单元还包括数据传输单元，所述数据传输单元将虹膜信息通过USB接口、WIFI、或GPRS接口传输给其他计算机进行进一步处理并发送至虹膜认证中心进行认证。

[0010] 优选的，图像采集单元包括一个分辨率为五百万的CMOS传感器模块，定焦镜头焦距为16mm，物距为300mm。

[0011] 优选的，照明单元包括一对红外LED阵列。

[0012] 本实用新型实现了双眼虹膜图像的实时采集，同时在设备内部增加低功耗处理器进行虹膜图像的处理操作，又引入如充电电池模块，从而提升虹膜识别系统的易用性、安全性和便携性。

[0013] 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

[0014] 参考随附的附图，本实用新型更多的目的、功能和优点将通过本实用新型实施方式的如下描述得以阐明，其中：

[0015] 图1示出了根据本实用新型的便携式虹膜图像采集和处理设备的外观效果示意图；

[0016] 图2示意性示出根据本实用新型实施例的便携式虹膜图像采集和处理设备的分解透视图；

[0017] 图3示出了根据本实用新型的便携式虹膜图像采集和处理设备与位于远程的虹膜认证中心进行通信的系统示意图；

[0018] 图4示意性示出根据本实用新型实施例的便携式虹膜图像采集和处理设备的另一示例的结构框图。

具体实施方式

[0019] 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。

[0020] 在下文中，将参考附图描述本实用新型的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤。下面将结合附图和实施例对本实用新型进行进一步的说明。

[0021] 下文示出了根据本实用新型的虹膜图像采集和处理设备100。

[0022] 图1示出了根据本实用新型的便携式虹膜图像采集和处理设备的外观效果示意图，图2为该设备的分解透视图。

[0023] 如图1所示，根据本实用新型的便携式虹膜图像采集和处理设备100外形类似一副眼镜，呈细长型。如图2所示，根据本实用新型的便携式虹膜图像采集和处理设备100包括红外滤光片111和111’、照明单元112和112’、图像采集单元113、视觉反馈屏114、电路板单元115以及外壳118。

[0024] 整个外壳正面看为细长眼镜状，从侧面切分为前半部外壳和后半部外壳。红外滤光片111和111’布置于外壳118前部，对应于人的双眼位置布置，所述一对红外滤光片之间的距离约为人双眼位置之间的距离。视觉反馈屏114夹在红外滤光片111和111’之间，也布置于外壳118前部，便于与用户交互。照明单元112和112’用于照亮眼睛虹膜区域，分别对应布置于红外滤光片111和111’后方，位于图像采集单元113周围或旁边。照明单元可以由红外LED阵列组成。

[0025] 视觉反馈屏114采用3.0英寸半透半反玻璃，可以实时显示采集到的眼睛图像或者其他必要的信息。图像采集单元113包括一个分辨率为五百万的CMOS传感器模块，定焦镜头焦距为16mm，物距为300mm，同时采集用户的左右眼虹膜图像，输出的视频信号直接传输到电路板单元115中进行处理。采集单元113有一定的采集角度和景深范围，能保证在较大范围内采集到用户清晰虹膜图像。电路板单元115位于设备后部，对采集到的虹膜图像进行图像处理和存储。

[0026] 虹膜图像采集和处理设备100使用红外LED112对用户虹膜进行照明在拍摄用户虹膜图像的同时，在显示屏114上将直接把采集到的内容反馈给用户，指导用户进行定位调整。同时也可以采集更多的信息，如不仅显示用户的眼部，还同时显示用户的脸部，更进一步的方便用户对准。

[0027] 该实施方案实现了简单的双眼虹膜图像采集和图像处理，处理后的虹膜信息通过USB接口、WIFI、或GPRS接口被传输给其他计算机进行进一步处理并发送至虹膜认证中心进行认证，有效的降低了虹膜采集设备的制造成本，可以广泛应用于对安全级别要求较高的社保、银行、门禁、计算机登录系统。

[0028] 图3示出了根据本实用新型的便携式虹膜图像采集和处理设备与位于远程的虹膜认证中心进行通信的系统示意图。如图3所示，根据本实用新型的便携式虹膜图像采集和处理设备100用于在本地收集被采集者的虹膜图像信息，将采集到的虹膜原始图像或初步处理后的虹膜图像通过通信网络300发送至虹膜认证中心200，虹膜认证中心在收到要求认证的虹膜图像或虹膜特征后，对虹膜图像进行进一步的特征提取处理，然后与虹膜认证中心200存储的特征对比数据库进行比对，以判断被采集者的身份，然后将采集结果再通过网络传送回虹膜采集设备100告知认证结果，完成虹膜图像特征的识别和认证过程。

[0029] 根据本实用新型的虹膜图像采集和处理设备100设计成细长眼镜状，整体正面的横向和纵向尺寸基本略大于人双眼的尺寸，最大程度地缩小了设备的体积，方便携带使用，可作为流动式虹膜采集设备应用于多种场合，比如社区人群的身份认证服务，医院、学校等公共场所的身份识别认证服务等，负责认证的人员可方便地携带根据本实用新型的虹膜图像采集和处理设备100进行认证工作。

[0030] 图4是根据本实用新型的另一实施例的双采集单元GPRS型便携式双眼虹膜图像采集和处理设备700的核心部件示图，整个设备700由红外滤光片701、红外LED702、采集单元703、显示屏704、运算单元705、数据传输单元706、存储单元707和电源单元708构成。

[0031] 红外LED702处于红外滤光片701后方，位于采集单元703周围或旁边，由红外LED阵列组成，LED灯的强度可以通过运算单元705进行控制，用于照亮眼睛虹膜区域，显示屏704采用3.7英寸触摸屏，可以实时显示采集到的眼睛图像或者其他必要的信息，也可以与设备进行信息交互。采集单元703包括两个分辨率为640*480的CMOS传感器模块，定焦镜头焦距为30mm，物距为300mm，两个镜头之间的水平间距为65mm，同时采集用户的左右眼虹膜图像，输出的视频信号直接传输到主电路板上的运算单元705中进行处理。运算单元
705位于设备后部，对采集到的虹膜图像进行定位、分割、压缩等处理，并将处理结果存储在存储单元707上，或者通过数据传输单元706与其他计算机进行数据传输。例如，运算单元705运行嵌入式Linux操作系统，存储单元707采用Flash芯片，数据传输单元706采用GPRS模块进行无线传输。电源单元708采用5V，5200mA聚合物锂充电电池，保证系统在充满电的情况下能正常工作4个小时。

[0032] 设备使用红外LED702对用户虹膜进行照明在拍摄用户虹膜图像的同时，在显示屏704上将直接把采集到的内容反馈给用户，指导用户进行定位调整。同时也可以采集更多的信息，如不仅显示用户的眼部，还同时显示用户的脸部，更进一步的方便用户对准。

[0033] 可以通过控制通过显示屏704发出的可见光的强度，由于人眼对可见光敏感，瞳孔会根据可见光光照进行调节，可根据这一特性一方面可以在识别时调整瞳孔接近注册时的瞳孔大小，使得瞳孔变化引起虹膜纹理非线性变化的影响最小化。另一方面，也可以根据瞳孔的变化进行活体虹膜检测，避免假眼等虹膜伪造。

[0034] 该实施方案实现了移动互联网络环境下的双眼虹膜图像采集，将虹膜图像通过GPRS接口传输给其他计算机进行处理并发送至虹膜认证中心进行认证，，使得虹膜识别系统可用范围大大提升，为建立国民虹膜身份认证系统提供了保证，可以广泛应用于对安全级别要求较高的社保、银行、门禁、通关、考试等系统。

[0035] 本实用新型的优点在于：

[0036] 1.结构简单，外形紧凑，便于携带。

[0037] 2.通过显示屏与使用者进行交互，引导用户定位调整，提高识别效率。

[0038] 3.能同时采集用户的左右眼虹膜图像，进行简单的图像处理，处理后的虹膜信息通过USB接口、WIFI、或GPRS接口被传输给其他计算机进行进一步处理并发送至虹膜认证中心进行认证，有效的降低了虹膜采集设备的制造成本。

[0039] 上述说明已经充分揭露了本实用新型的具体实施方案。需要指出的是，熟悉该领域的技术人员对本实用新型的具体实施方案所做的任何改动均不脱离本实用新型的权利要求书的范围。相应的，本实用新型的权利要求的范围也并不仅仅局限于所诉具体实施方案。

标题	发布/更新时间	阅读量
代码读取器的视觉反馈-专利编号CN105740746A	2020-05-13	774
视觉反馈手功能训练仪-专利编号CN110464599A	2020-05-13	275
触摸屏选择视觉反馈-专利编号CN102937843B	2020-05-14	559
视觉反馈显示-专利编号CN101681218B	2020-05-11	323
视觉反馈显示-专利编号CN101681218A	2020-05-12	240
高亮导航的视觉反馈-专利编号CN105051666A	2020-05-15	539
视觉反馈删除-专利编号CN103729136A	2020-05-11	399
触摸屏选择视觉反馈-专利编号CN102937843A	2020-05-14	561
视觉反馈激光扫描系统-专利编号CN108957737A	2020-05-12	326
具有视觉反馈的呆锁组合件-专利编号CN110300995A	2020-05-15	343

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