[發(fā)明專利]遠(yuǎn)距離虹膜智能成像裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210272253.5
• 申請日: 2012-08-01
• 公開（公告）號: CN102855471A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 譚鐵牛;孫哲南;侯廣琦;秦婭楠
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院自動化研究所
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G02B27/00
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 宋焰琴

1.一種遠(yuǎn)距離虹膜成像裝置，其特征在于，該裝置包括：一用于深度成像的光學(xué)系統(tǒng)I?101；一獲取光場數(shù)據(jù)的光學(xué)系統(tǒng)II102；一為光場虹膜成像和深度成像提供光照的集成一體化近紅外光源103；一數(shù)據(jù)傳輸模塊104；一邏輯控制單元108；一處理單元109，其中：

所述集成一體化近紅外光源103與所述邏輯控制單元108連接，用于在所述邏輯控制單元108的控制下，發(fā)射近紅外結(jié)構(gòu)光，或，當(dāng)滿足下一步的虹膜圖像采集條件時，接受所述邏輯控制單元108的控制，將近紅外結(jié)構(gòu)光切換為發(fā)射近紅外面光源，為被測目標(biāo)提供光源；

所述光學(xué)系統(tǒng)I?101通過所述數(shù)據(jù)傳輸模塊104與所述邏輯控制單元108連接，用于在所述集成一體化近紅外光源103發(fā)射近紅外結(jié)構(gòu)光時，將采集到的深度圖像數(shù)據(jù)通過所述數(shù)據(jù)傳輸模塊104傳輸給所述邏輯控制單元108；

所述光學(xué)系統(tǒng)II102通過所述數(shù)據(jù)傳輸模塊104與所述邏輯控制單元108連接，用于在所述集成一體化近紅外光源103發(fā)射近紅外面光源時，將采集到的光場圖像數(shù)據(jù)通過所述數(shù)據(jù)傳輸模塊104傳輸給所述邏輯控制單元108；

所述邏輯控制單元108通過所述數(shù)據(jù)傳輸模塊104與所述處理單元109連接，用于對接收到的光場圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行基本圖像處理，并將處理后的光場圖像數(shù)據(jù)和接收到的深度圖像數(shù)據(jù)傳輸至所述處理單元109；

所述處理單元109用于根據(jù)接收到的深度圖像數(shù)據(jù)，獲取其中的頭部深度信息，進(jìn)行頭部姿態(tài)估計，并將處理結(jié)果通過所述數(shù)據(jù)傳輸模塊104傳輸給所述邏輯控制單元108，用于判斷是否進(jìn)行下一步的虹膜圖像采集，以及根據(jù)接收到的處理后的光場圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行人臉檢測、人眼定位和重對焦成像處理。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述基本圖像處理包括圖像去噪、畸變校正、圖像增強(qiáng)和圖像拼接。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括一緩存單元105，其通過所述數(shù)據(jù)傳輸模塊104與所述邏輯控制單元108連接，用于對所述邏輯控制單元108接收到的光場圖像數(shù)據(jù)和處理后的光場圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括一控制輸入設(shè)備106，其通過所述數(shù)據(jù)傳輸模塊104與所述邏輯控制單元108連接，用于支持人機(jī)交互操作。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括一顯示設(shè)備107，其通過所述數(shù)據(jù)傳輸模塊104與所述邏輯控制單元108連接，用于顯示光場圖像和人機(jī)交互操作界面。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述光學(xué)系統(tǒng)II102包括：成像鏡頭201、像方遠(yuǎn)心光路202、平板陣列203、微透鏡陣列組204、CMOS傳感器陣列205和高速并行數(shù)據(jù)鏈路206，其中：

所述微透鏡陣列組204緊置于所述CMOS傳感器陣列205之前，由多個平凸微透鏡陣列單元構(gòu)成；

所述微透鏡陣列組204的前方由遠(yuǎn)至近依次安裝有所述成像鏡頭201、所述像方遠(yuǎn)心光路202和所述平板陣列203。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述邏輯控制單元108對CMOS傳感器陣列205中的所有傳感器進(jìn)行精確控制，同步圖像采集，保證采集到的所有圖像幀具有精確同步的光電積分起始時間、結(jié)束時間、數(shù)字增益系數(shù)和模擬增益系數(shù)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述集成一體化近紅外光源103包括：主透鏡301、液晶面板302、勻光透鏡303、大功率近紅外LED陣列304、液晶驅(qū)動器305、LED驅(qū)動器306，其中：

所述LED驅(qū)動器306接受所述邏輯控制單元108的控制，驅(qū)動所述大功率近紅外LED陣列304作為光源；

所述大功率近紅外LED陣列304前方依次設(shè)置所述勻光透鏡303、所述液晶面板302、所述主透鏡301；

所述勻光透鏡303前方設(shè)置有所述液晶面板302，所述液晶驅(qū)動器305接受所述邏輯控制單元108的控制，驅(qū)動所述液晶面板302在進(jìn)行深度成像時發(fā)射結(jié)構(gòu)光，在進(jìn)行虹膜成像時發(fā)射面光源；

所述主透鏡301用于會聚并發(fā)射所述液晶面板302產(chǎn)生的光束。