[發明專利]延伸景深生物識別系統

在審

• 申請號: 201711057160.X
• 申請日: 2016-04-22
• 公開（公告）號: CN107783284A
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發明（設計）人: 吉勒斯·馬蒂厄
• 申請（專利權）人: 全球仿生物光學有限公司
• 主分類號: G02B27/00
• 分類號: G02B27/00;H04N5/365;G06K9/00;H04N5/357;H04N5/232;G06T5/00
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司11287
• 代理人: 江葳

本申請是申請日為2016年4月22日、申請號為“201680018271.7”、發明名稱為“延伸景深生物識別系統”的發明專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及生物識別系統，其具有具經設計球面像差水平的延伸景深光學系統。

背景技術

生物識別系統(例如虹膜辨識系統)可出于各種目的捕獲具有獨特特性(例如，虹膜)的人的特征的圖像(例如)以基于所捕獲圖像確認人的身份。在虹膜辨識的實例中，人的虹膜的原始高質量圖像可由光學系統捕獲且被轉換成虹膜代碼，所述虹膜代碼被存儲在與一群人相關聯的虹膜代碼的數據庫中。為隨后確認用戶的身份，捕獲所述用戶的虹膜的圖像，產生虹膜代碼，且將針對所捕獲虹膜圖像的虹膜代碼與存儲在數據庫中的虹膜代碼進行比較。如果所捕獲虹膜圖像的虹膜代碼展現與所存儲虹膜代碼的相當高的類似度水平(例如，在所捕獲圖像與所存儲圖像之間的漢明(Hamming)距離小于閾值)，那么可假設用戶的虹膜與和所存儲虹膜代碼相關聯的身份的匹配。

虹膜辨識系統可能難以捕獲質量足夠的虹膜圖像用于此匹配程序中。例如，如果人正在移動，那么可能難以捕獲虹膜的高質量圖像。即使人是固定的，許多光學系統由于光學系統的受限景深或焦點深度也需要虹膜相對于所述光學系統的精確定位。

延伸景深(EDOF)(也被稱為延伸焦點深度)光學系統可允許捕獲所要圖像的靈活性更大，這是因為所述光學系統可在距所述光學系統的較大距離內捕獲具有相對高質量的圖像，所捕獲圖像的調制轉移函數(MTF)有所犧牲。EDOF光學系統可包含復雜光學系統，例如，其包含布置在入射光瞳中以給予復雜波前形狀的一個以上透鏡元件或非圓形對稱波前編碼板。

用于生物識別(例如虹膜辨識)中的EDOF光學系統可數字增強所捕獲原始圖像以補償用所述EDOF光學系統捕獲的圖像的精簡MTF。此額外處理層可消耗大量消耗資源、花費延長時間段或兩者。此可導致利用EDOF技術的生物識別系統的過多成本，或可損及生物識別系統的性能，所述生物識別系統需要迅速處理并比較生物識別特征與所存儲圖像(例如，比較來自所捕獲圖像虹膜圖像的虹膜代碼與所存儲虹膜代碼的數據庫)。

現今的生物識別解決方案的上述缺陷僅旨在提供常規系統的某些問題的概述，而不希望是窮舉性的。關于本文中所描述的各種非限制實施例的常規系統及對應益處的其它問題可在審閱下列描述后旋即變得更顯而易見。

發明內容

下文呈現說明書的簡化概要以提供對說明書的某些方面的基本理解。此概要并非說明書的廣泛概述。其希望既不標示說明書的關鍵或重要元件也不描述對于說明書的任何實施例特定的任何范圍，或技術方案的任何范圍。其唯一目的是以簡化形式將說明書的某些概念呈現為隨后呈現的更詳細描述的序言。

在各種實施例中，處理處于成像波長λIM的虹膜的延伸景深(EDOF)圖像的方法包括捕獲虹膜的原始圖像，其中所述原始圖像具有精簡調制轉移函數(MTF)，所述函數基于具有0.2λIM≤SA≤2λIM的球面像差(SA)量的光學系統。所述方法還包括歸一化原始圖像。所述方法進一步包括基于經歸一化的原始圖像產生虹膜代碼。

在各種實施例中，用于處理處于成像波長λ_IM的虹膜的延伸景深(EDOF)圖像的系統可包括具有0.2λ_IM≤SA≤2λ_IM的球面像差(SA)量的光學系統，所述光學系統經配置以在圖像傳感器上形成已基于球面像差精簡調制轉移函數(MTF)的原始圖像。所述系統還可包括電連接到圖像傳感器的控制器，其中所述控制器經配置以捕獲虹膜的原始圖像、歸一化所述原始圖像，且基于所述經歸一化的原始圖像產生虹膜代碼。

另外，描述各種其它修改、替代實施例、所揭示目標的優點及相對于常規監視單元的改進。下文更詳細地描述所揭示目標的這些及其它額外特征。

附圖說明

本發明的上述及其它特征、其本質及各種優點將在結合附圖考慮下列詳細描述后旋即更顯而易見，其中：

圖1描繪根據本發明的一些實施例的用于圖像采集、處理及識別的系統的示范性系統圖式；

圖2描繪根據本發明的一些實施例的示范性生物識別裝置；

圖3描繪根據本發明的一些實施例的二維空間中的虹膜圖像及經歸一化的虹膜圖像的示范性幾何表示；

圖4A描繪根據本發明的一些實施例的根據空間頻率變化的原始MTF、增強MTF及MTF增益函數的示范性圖；