[發明專利]一種虹膜圖像采集裝置及方法

無效

• 申請號: 201310001921.5
• 申請日: 2013-01-05
• 公開（公告）號: CN103020612A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 沈建新;黃健;梁春
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/20
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

1.一種虹膜圖像采集裝置，其特征在于：包括成像模塊、照明模塊、三維運動平臺、控制模塊、光學平臺、固定桿和顎托，所述顎托通過固定桿固定在光學平臺上，所述成像模塊固定在三維運動平臺上，該成像模塊包括定焦鏡頭、CCD相機以及半透半反鏡，其中，半透半反鏡位于CCD相機與定焦鏡頭之間；所述照明模塊包括光源固定板、光強調節器和設置在光源固定板上呈環形排列的近紅外LED發光管，所述近紅外LED發光管的紅外光束與CCD相機的主光軸平行；所述三維運動平臺包括絲桿滑塊機構、步進電機和驅動器。

2.根據權利要求1所述的虹膜圖像采集裝置，其特征在于：所述定焦鏡頭的焦距為35mm。

3.根據權利要求1所述的虹膜圖像采集裝置，其特征在于：所述絲桿滑塊機構包括研磨絲桿、導軌和移動平臺。

4.根據權利要求1所述的虹膜圖像采集裝置，其特征在于：所述CCD相機為近紅外黑白CCD相機。

5.根據權利要求1所述的虹膜圖像采集裝置，其特征在于：所述近紅外LED發光管的數量為4-6個且等角度地設置在光源固定板上。

6.一種利用權利要求1至5中任意一項權利要求所述的虹膜圖像采集裝置進行虹膜圖像采集方法，其特征在于，具體包括以下步驟：

步驟1、首先CCD相機位置初始化，驅動電機讓CCD相機自動走到設定的零點，該零點遠離對焦點，設置電機每4000脈沖有一個停頓，以便CCD相機采集圖像；

步驟2、利用虹膜定位算法確定虹膜內邊界；

步驟3、根據步驟2中確定的虹膜內邊界，利用對焦算法獲取虹膜圖像的評價值；

步驟4、判斷虹膜圖像采集次數，當采集次數大于1時，則與上幅圖像的評價值進行比較，判斷評價值是否增大，若評價值增大則返回步驟1，否則執行步驟5；當采集次數小于等于1時，返回執行步驟1；

步驟5、判斷虹膜圖像采集次數，當采集次數大于2時，執行步驟6；否則返回步驟1；

步驟6、判斷評價值是否連續減小，若連續減小則執行步驟7，否則返回步驟1；

步驟7、對步進電機進行細分控制，判斷細分次數是否小于2，若小于2則將步長減少1/2，之后將細分次數加1并驅使CCD相機向相反方向移動，并返回步驟1，否則執行步驟8；

步驟8、取最后一次采集圖像的評價值所對應的點及其相鄰兩點，利用二次曲線擬合這三個點并算出中間點，之后移動CCD相機至中間點完成對焦并執行步驟9；

步驟9、采集完成對焦的清晰虹膜圖像；

步驟10、定位虹膜內圓中心，確定虹膜內圓中心與圖像中心在x軸和y軸上的差值ΔX和ΔY，并判斷ΔX²+ΔY²是否小于100，若小于100則結束操作，否則驅動三維運動平臺沿X方向移動ΔX，沿Y方向移動ΔY，并返回步驟9。

7.根據權利要求6所述的虹膜圖像采集方法，其特征在于：步驟三中利用對焦算法來確定虹膜圖像的評價值，具體為，

（3-1）選取計算虹膜內邊界任意五個點的灰度梯度值作為評價標準，每一個點的坐標為：

xy=rcos(θ)sin(θ)+x0y0]]>

式中，x₀、y₀表示圖像瞳孔圓心的坐標；θ表示下邊界的點和瞳孔連線與零度半徑的夾角；r表示瞳孔半徑的大小；

（3-2）在虹膜內邊界兩邊沿著半徑方向上每隔N個像素取一個灰度值計算梯度，其中，N=2，3，共取25個點，分別求出那25個特征像素點的灰度梯度值M值取其中最大的值：

G_n=max(M₁,M₂,M₃,....M₂₅)

（3-3）確定虹膜圖像的評價值，其評價值p如下：

p=Σn=1T(Gn|Gn>C)/T]]>

式中，C是設定的一個灰度梯度的閾值，T是達到要求的個數。