[發(fā)明專利]組合虹膜和皮層組織的生物測定系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710156256.1
• 申請日: 2007-10-15
• 公開（公告）號: CN101411606A
• 公開（公告）日: 2009-04-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 倪蔚民;金城
• 申請（專利權(quán)）人: 倪蔚民
• 主分類號: A61B3/10
• 分類號: A61B3/10;A61B5/117
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種生物測定系統(tǒng)，特別是組合虹膜和皮層組織的生物測定系統(tǒng)采用的光學(xué)成像裝置，生物組織活性檢測分析及基于圖像分析測定方法。

背景技術(shù)

根據(jù)本發(fā)明人早期相關(guān)的虹膜生物測定系統(tǒng)的基礎(chǔ)研究，通過實際的大樣本人群測試的結(jié)果，揭示以下需改進的缺點：

1.盡管本發(fā)明人早期提出的可見虹膜標(biāo)準(zhǔn)為：在注冊時≥70％，在比對時≥40％。但約1％-0.5％的使用者，特別是老年使用者，用于被分析的可見虹膜少于30％，并且不能改善；約0.01％-0.001％的使用者，受各類眼部疾病如退化性病理影響，無法被用于虹膜生物測定，因此需求更好的適用全部使用者的生物測定系統(tǒng)，具有普遍人群適用性，滿足基于國家級規(guī)模應(yīng)用。

2.生物測定系統(tǒng)本身的可靠性即生物組織活性檢測分析功能需進一步改進，其它如面部和指紋等更易于偽造，關(guān)于虹膜目前已知的偽造檢測方法包括：打印的虹膜圖像周期性頻率，光學(xué)紅眼效應(yīng)和角膜反光，虹膜瞳孔改變。但本發(fā)明人已獲證實：在打印的虹膜圖像分辨率質(zhì)量高于20pixel/mm下，使通過圖像低分辨率的周期性頻率的生物組織活性檢測分析失效；合適光學(xué)材料制造生理仿真的眼睛腔體結(jié)構(gòu)，使通過光學(xué)紅眼效應(yīng)和角膜反光的生物組織活性檢測分析失效；通過光度計檢測光強，并相應(yīng)改變偽造虹膜的瞳孔有可能使活性檢測分析失效。因此生物組織活性檢測分析功能極為重要，它的不可靠性導(dǎo)致生物測定系統(tǒng)本身的不可靠性。急需進一步更好的提高生物測定系統(tǒng)的活性檢測分析；

3.需求更好的提高生物測定系統(tǒng)的性能，包括：解決當(dāng)眼球斜視導(dǎo)致虹膜形變使虹膜為非圓形時產(chǎn)生錯誤的問題，更好的特征圖像的表達(dá)方式，進一步提高特征提取和編碼信息熵的能力，及提高模板測度的精確度和可靠性，F(xiàn)AR/FRR的精確度和可靠性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點，提出并實現(xiàn)一種生物測定系統(tǒng)，包括組合虹膜和皮層組織的生物測定系統(tǒng)采用的光學(xué)成像裝置，生物組織活性檢測分析及基于圖像分析測定方法。

它包括以下技術(shù)特征與內(nèi)容：

一種組合虹膜和皮層組織的生物測定系統(tǒng)采用的光學(xué)成像裝置，由照明光源單元和成像單元構(gòu)成，其特征是：照明光源單元和成像單元被配置為多光譜多偏振態(tài)組合光學(xué)成像系統(tǒng)，

所述的多光譜多偏振態(tài)組合光學(xué)成像系統(tǒng)，產(chǎn)生至少四種組合成像，包括：近紫外光和正交偏振態(tài)組合成像，近紫外光和平行偏振態(tài)組合成像，近紅外光和正交偏振態(tài)組合成像，及近紅外光和平行偏振態(tài)組合成像；

所述的多光譜多偏振態(tài)組合光學(xué)成像系統(tǒng)，包括：

照明光源單元由至少近紫外光，近紅外光光源，及起偏器構(gòu)成；

成像單元由至少近紫外光，近紅外光成像光路，及檢偏器構(gòu)成；

其中：所述的照明光源單元和成像單元被組合配置為至少近紫外光的波長范圍為300-500nm，近紅外光的波長范圍為700-900nm，起偏器和檢偏器被組合配置為至少具有正交和平行的偏振態(tài)。

包含色素細(xì)胞的虹膜和由上皮/真皮/皮下組織構(gòu)成的皮層生物組織，在多光譜多偏振態(tài)組合光學(xué)成像系統(tǒng)下，獲取的組合成像是具有明顯不同的光學(xué)特征。

在近紫外光和近紅外光不同的成像條件下，虹膜和皮層生物組織具有不同的光譜學(xué)差異。更具體的，虹膜和皮層生物組織的光學(xué)吸收/反射率比值，在近紫外光下對比近紅外光具有10倍左右差異。在正交偏振態(tài)和平行偏振態(tài)不同的成像條件下，虹膜和皮層生物組織具有更大程度上不同的光譜學(xué)差異。更具體的，虹膜和皮層生物組織的光學(xué)吸收/反射率比值，在正交偏振態(tài)下對比平行偏振態(tài)具有至少10倍以上差異。

所述的多光譜多偏振態(tài)組合光學(xué)成像系統(tǒng)，照明光源單元與成像單元被進一步增加組合配置，包括：可見光波長范圍為500-700nm，起偏器和檢偏器被組合配置為45度的偏振態(tài)。進一步增加組合配置的目的是為獲取更多關(guān)于虹膜和皮層生物組織的不同的光學(xué)特征信息。

所述的近紫外光成像光路由近紫外光學(xué)窄帶濾波器，成像透鏡，成像傳感器構(gòu)成。

所述的近紅外光成像光路由近紅外光學(xué)窄帶濾波器，成像透鏡，成像傳感器構(gòu)成。

光學(xué)成像裝置在實際應(yīng)用的復(fù)雜背景環(huán)境下使用，考慮波長復(fù)雜性，非成像雜散光等對成像質(zhì)量的影響，更進一步，所述的多光譜多偏振態(tài)組合光學(xué)成像系統(tǒng)，照明光源單元與成像單元被配置同步的脈沖照明和成像。