專利名稱：識(shí)別人的方法和數(shù)據(jù)采集裝置的制作方法
識(shí)別人的方法和數(shù)據(jù)采集裝置
本發(fā)明涉及人的一個(gè)或多個(gè)虹膜的數(shù)據(jù)采集裝置，還涉及采用這種數(shù)據(jù)采 集裝置來(lái)對(duì)人進(jìn)行識(shí)別的方法。上述的數(shù)據(jù)采集裝置和方法可應(yīng)用于生物統(tǒng)計(jì) 學(xué)認(rèn)識(shí)領(lǐng)域，特別是通過(guò)對(duì)眼睛虹膜的分析的識(shí)別領(lǐng)域。
M生物統(tǒng)計(jì)學(xué)檢查的識(shí)別，用來(lái)保護(hù)例如建筑物及機(jī)器等設(shè)施的安全， 或用來(lái)獲得例如發(fā)行身份證、支付養(yǎng)老金等事項(xiàng)的授權(quán)。這種技術(shù)可以免于使 用有可能被盜或偽造的訪問(wèn)密碼或卡。禾,這種技術(shù)可以加強(qiáng)安全性，(因?yàn)? 其中兩個(gè)人具有相同的生物統(tǒng)計(jì)的概率幾乎為零。
眾所周知，通過(guò)分析其虹膜對(duì)人進(jìn)行識(shí)別的第一種方法基于把虹膜圖像處 理為一個(gè)模型，并將該模型與儲(chǔ)存在數(shù)據(jù)庫(kù)中的模型進(jìn)行比較。該變換所產(chǎn)生 的模型是用虹膜圖像的算法產(chǎn)生的，并包含一組虹膜圖像的特征信息。因?yàn)閷?duì) 于虹膜圖像，這些模型是每-個(gè)人獨(dú)有的。
該第一種識(shí)別方法是從借助于圖像攝取傳感器捕獲虹膜圖像的步驟開(kāi)始 的。第一種識(shí)別方法從把這樣捕獲的圖像變換為模型的步驟開(kāi)始，接著是把該 模型與數(shù)據(jù)庫(kù)的基準(zhǔn)模型比較的步驟，最后是從比較步驟的結(jié)果出發(fā)對(duì)有關(guān)個(gè) 人的身份做出判斷。
同樣，眾所周知第二種虹膜識(shí)別方法，根據(jù)所捕獲的每一個(gè)虹膜的圖像， 分析兩眼的虹膜。為此目的，該第1巾識(shí)別方法要么所用的圖像攝取傳感器比 該第一種識(shí)別方法所用的大- -倍多，要么使用兩個(gè)類似于第一種識(shí)別方法所用 的圖像攝取傳感器。
該第一種識(shí)別方法的另一個(gè)缺點(diǎn)在于捕獲圖像的有效面積。事實(shí)上，捕獲 的虹膜圖像一般分為三個(gè)區(qū)域。第一區(qū)域包括上眼瞼的圖像，該第二區(qū)域包括 下眼瞼的圖像，而該第三區(qū)域包括眼睛的中央部分，亦即準(zhǔn)確地說(shuō)，虹膜的圖 像。只有第三部分才Bj以有效地用于虹膜識(shí)別方法的范圍。安裝允許捕獲足夠 大的第三區(qū)域的圖像攝取傳感器會(huì)導(dǎo)致傳感器尺寸的增大，因而成本上升。另 外，圖像傳感器尺寸的增大同樣在捕獲的圖像h招致該第一區(qū)域和該第二區(qū)域 的增大，而這些區(qū)域是無(wú)用的，是識(shí)別方法不處理的。圖像傳感器的尺寸不適當(dāng)，而圖像傳感器的成本隨著該方法過(guò)程中利用的捕獲圖像面積成比例地上升。 在上述現(xiàn)有技術(shù)的示例中，實(shí)施第一種識(shí)別方法或第二種識(shí)別方法的成本
上升，而且隨著捕獲的有效表面增大而上升。
本發(fā)明的目標(biāo)是提出-種沒(méi)有現(xiàn)有技術(shù)缺點(diǎn)的人一個(gè)或多個(gè)虹膜的數(shù)據(jù)采
集裝置。
為此，提出一種數(shù)據(jù)采集裝置，包含捕獲人--個(gè)或多個(gè)虹膜的圖像用的捕 獲裝置，而且包括一個(gè)處于該捕獲裝置與虹膜之間的光學(xué)變形裝置，該光學(xué)變 形裝置用于在捕獲圖像之前對(duì)-一個(gè)虹膜或者多個(gè)虹膜進(jìn)行變形變換。
處理裝置最好在把捕獲的圖像轉(zhuǎn)換為一個(gè)或兩個(gè)模型之前，對(duì)該圖像進(jìn)行 一個(gè)與該光學(xué)變形裝置所產(chǎn)生的圖像相反的變形變換。
按照一個(gè)纟寺定的實(shí)施例，該變形變換沿基本上沿水平的第一軸和基本上垂 直的第二軸進(jìn)行。
沿第一軸變形變換的系數(shù)最好小于沿第二軸變換的系數(shù)。
按照一個(gè)特定的實(shí)施例，該數(shù)據(jù)采集裝置包括
一處理的裝置，用以把所述圖像變換為一個(gè)或兩個(gè)模型；
一存儲(chǔ)裝置，用以存儲(chǔ)基準(zhǔn)模型；
一比較裝置，用以把所述模型與基準(zhǔn)模型加以比較； 一判定裝置，用以根據(jù)該比較裝置提供的信息來(lái)判定該人的身份。 本發(fā)明還提出一種識(shí)別人的方法，當(dāng)人面對(duì)所述數(shù)據(jù)采集裝置時(shí)，它按照 Jl^變體使用所述的數(shù)據(jù)采集裝置，該方法包括
一捕獲步驟，通過(guò)光學(xué)變形裝置捕獲該人的一個(gè)或多個(gè)虹膜的圖像；
一處理步驟，處理這樣捕獲的圖像，以把捕獲的圖像編碼為一個(gè)或兩個(gè)模 型的形式-,
一比較步驟，把這樣獲得的模型與包含在存儲(chǔ)裝置中的基準(zhǔn)模型加以比較;
和
一判定步驟，根據(jù)上述比較步驟的結(jié)果判定人的身份。 最好，在處理步驟的過(guò)程中和對(duì)圖像進(jìn)行編碼之前，處理所捕獲的圖像， 以便反轉(zhuǎn)該變形裝置的作用。
通過(guò)閱讀參照附圖對(duì)一個(gè)實(shí)施例所作的描述，本發(fā)明上述的和其他特征將
顯得更加清晰。附圖中

圖1示出按照本發(fā)明的數(shù)據(jù)采集裝置； 圖2示出按照本發(fā)明識(shí)別方法的算法；
圖3示出現(xiàn)有技術(shù)的數(shù)據(jù)采集裝置所捕獲的虹膜圖像-,
圖4示出按照本發(fā)明的數(shù)據(jù)采集裝置捕獲的同一虹膜的圖像；和 圖5示出經(jīng)過(guò)反變形變換的虹膜圖像。
圖1示出了數(shù)據(jù)采集裝置150，它放置在其虹膜102將要被識(shí)別的人的眼睛 100的對(duì)面。為此目的，該數(shù)據(jù)采集裝置150包括
—控制裝置162; 一捕獲裝置152; —處理裝置154;
一比較裝置158-,
一判定裝置164;
—存儲(chǔ)裝置]56;禾口
在捕獲裝置152的上游設(shè)置的光學(xué)變形裝置160。
眼睛100包括丄:眼瞼104和下眼瞼106。[:眼瞼104伸展的區(qū)域定義為第一 區(qū)域108，而下眼瞼106伸展的區(qū)域定義為第二區(qū)域112。虹膜102伸展的區(qū)域 定義為第三區(qū)域110，因而位于該第一區(qū)域108和該第二區(qū)域112之間。
捕獲裝置152可以是CCD型的，而H月以捕獲眼睛100的圖像，特別是一 個(gè)或多個(gè)虹膜102的圖像。
光學(xué)變形裝置160進(jìn)行眼睛100的圖像的變形變換，因而在它的捕獲之前 的虹膜102的圖像的變形變換。
由光學(xué)變形裝置160進(jìn)行的變形變換沿基本h穿過(guò)該人兩個(gè)虹膜102的中 心，就是說(shuō)基本上水平的第一軸，和沿垂直于第一軸，并處于基本上垂直的平 面內(nèi)的第二軸進(jìn)行的。
包含在虹膜中的信息是直輻射信息(informationsorthoradiales)，就是說(shuō)，虹 膜102的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)定向在虹膜102的徑向。
圖3是通過(guò)現(xiàn)有技術(shù)的數(shù)據(jù)采集裝置看到的虹膜圖像300。直線306表示虹 膜的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，它含有在虹膜網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)內(nèi)有用的信息。圓304劃定數(shù)據(jù)采集裝 置檢測(cè)區(qū)域，就是說(shuō)圓304內(nèi)部的區(qū)域是為核杳該人的身份而捕獲和分析的。 捕獲裝置由多個(gè)小傳感器構(gòu)成，這些小傳感器接收每--個(gè)來(lái)自基本上呈矩形的表面302的信息。
圖4是通過(guò)按照本發(fā)明的數(shù)據(jù)采集裝置150養(yǎng)到的虹膜圖像400，其按照第 一軸的變換系數(shù)基本上為1/3 。線406表示包含信息的虹膜的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)(tramesde l'ins)。圓304戈啶 采集裝置的檢測(cè)區(qū)域，相對(duì)于圖3的圖像，它包含虹膜 102更大的部分。這樣的裝置安裝得使它在下述識(shí)別過(guò)程中能夠考慮虹膜102 更大的面積，即使在每一個(gè)單元表面302內(nèi)部，閣像都被變形。人們發(fā)現(xiàn)，沿 第一軸的力，率下降。
這時(shí)幾何反變換包括恢復(fù)虹膜102的糊犬。圖5是經(jīng)過(guò)所述幾何反變換的 虹膜圖像500。這時(shí)圖像500分解為四個(gè)區(qū)域502,504， 506和508。
人們注意到，位于圖像500下中部和上中部的兩個(gè)區(qū)域502和504質(zhì)量下 降，而且它們?cè)谧R(shí)別過(guò)程中沒(méi)有重要的后果，因?yàn)檫@些區(qū)域502和504 —般被 眼瞼覆蓋，因而在虹膜識(shí)別框架內(nèi)不可利用。
人們注意到，位于圖像500左側(cè)部分和右側(cè)部分的兩個(gè)區(qū)域506和508，相 對(duì)于采用現(xiàn)有技術(shù)的裝置捕獲的同-，像300，質(zhì)量下降非常小。這使識(shí)別過(guò)程 育的多有一個(gè)好的概率，因?yàn)檫@些區(qū)域506和508的信息是虹膜識(shí)別方法框架中 最容易利用的。
捕獲一個(gè)虹膜圖像102時(shí)，這數(shù)據(jù)采集裝置150允許增大對(duì)應(yīng)于虹膜102 的有效區(qū)域，仍舊可以使圖像攝取傳感器遵循現(xiàn)有技術(shù)，或者甚至縮小圖像攝 取傳感器的尺寸。這樣，就降低了下述實(shí)施該識(shí)別方法的實(shí)施成本或至少維持 不變，而且有效面積相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)還有所增大。
捕獲兩個(gè)虹膜102圖像時(shí)，數(shù)據(jù)采集裝置150可以增大捕獲區(qū)域，使得攝 取傳感器安裝得能夠捕獲兩個(gè)虹膜102，而又不必使攝取傳感器的尺寸或攝取傳 ,的數(shù)目加倍。同樣，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，下述識(shí)別方法的實(shí)施成本有所下降。
光學(xué)變形裝置160可以采取圓柱形透鏡類型或曲面鏡等光學(xué)透鏡的形式。 在反射鏡的情況下， 一個(gè)或多個(gè)虹膜102的圖像在被捕獲裝置152捕獲之前在 反射鏡上被反射。
控制裝置162控制捕獲裝置152、處理裝置154、比較裝置158、判定裝置 164和存儲(chǔ)裝置156。
處理裝置154，在處理一個(gè)虹膜102的圖像時(shí)，把圖像變換為一個(gè)模型，或 在處理兩虹膜102圖像時(shí)，變換為兩個(gè)模型。按照一^f寺定的實(shí)施例，在轉(zhuǎn)換為一個(gè)或兩個(gè)模型之前，處理裝置154用 來(lái)預(yù)先對(duì)捕獲的圖像進(jìn)行與光學(xué)變形裝置160所產(chǎn)生的相反的幾何變換。這樣 獲得的圖像與更大的數(shù)據(jù)采集裝置所獲得的圖像一致，而所獲得的一個(gè)或多個(gè) 模型與已經(jīng)存在的數(shù)據(jù)庫(kù)保持兼容。該幾何反變換是反變形變換。按照一個(gè)特 定的實(shí)施例，該反變換是雙線性變焦型。
當(dāng)某人想要記錄該一個(gè)或多個(gè)模型而這樣獲取該一個(gè)或多個(gè)模型時(shí)，在記
錄階段的過(guò)程中，這樣獲得的該一個(gè)或多個(gè)模型傳輸?shù)酱鎯?chǔ)裝置156，在其中構(gòu) 成基準(zhǔn)模型。存儲(chǔ)裝置56集中該人的一套模型，它們可以通過(guò)下述識(shí)別方法 識(shí)別。
該人想要辨認(rèn)出他的虹膜時(shí)，這樣獲得的該一個(gè)或多個(gè)模型傳輸?shù)奖容^裝 置158，后者把這樣獲得的該一個(gè)或多個(gè)模型與在存儲(chǔ)裝置156中登記的基準(zhǔn)模 型比較。
存儲(chǔ)裝置156可以采取數(shù)據(jù)庫(kù)的形式。
比較裝置158則向判定裝置164傳輸比較結(jié)果，按照這些結(jié)果，判定該虹 膜102是否被識(shí)別。判定裝置164用來(lái)根據(jù)比較裝置158提供的信息對(duì)該人的 身份做出判定。
最好，控制裝置162、處理裝置154、比較裝置158和判定裝置164最好裝 配在一個(gè)單一的計(jì)算裝置中，并通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)。
圖2示出采用數(shù)據(jù)采集裝置150對(duì)Ait行識(shí)別方法200的一種算法，該數(shù) 據(jù)采集裝置被設(shè)計(jì)成當(dāng)人面對(duì)所述數(shù)據(jù)采集裝置150時(shí)來(lái)捕獲該人的一個(gè)或多 個(gè)虹膜102的圖像。該識(shí)別方法200包括
—捕獲步驟202，艦光學(xué)變形裝置160捕獲該人的一個(gè)或多個(gè)虹膜102的 圖像；
一處理步驟204，處理這樣捕獲的圖像，以便將所捕獲圖像編碼為一個(gè)或兩 個(gè)模型的形式；
一比較步驟206，把該一個(gè)或多個(gè)這樣獲得的模型與存儲(chǔ)裝置156中所含的
基準(zhǔn)模型進(jìn)行比較；禾n
一判定步驟208，根據(jù)比較步驟206的結(jié)果判定該人的身份。 按照一4^寺定的實(shí)施例，在處理步驟204的過(guò)稈中和圖像預(yù)先編碼之前， 處理所捕獲的圖像，以反轉(zhuǎn)變形裝置60的作用。判定步驟208，例如，可以基于對(duì)待識(shí)別的模型和存儲(chǔ)裝置156的基準(zhǔn)模型
之間的相似性分析。每一個(gè)比較按照給出代表相似性的得分，并按照這個(gè)得分 高于或低于基準(zhǔn)值，考慮該人是否被識(shí)別。
沿第一軸變換的系數(shù)最別氐于沿第二軸變換的系數(shù)。
正如從圖3至5中可以看出，在直輻射信息的情況下，就是說(shuō)一個(gè)虹膜中 包含的信息并被水平遮蓋(就是帶眼瞼的情況)的情況，垂直變形(就是說(shuō)， 采用低于沿垂直軸的變換系數(shù)的沿水平軸的變換系數(shù))允許在數(shù)據(jù)采集時(shí)改善 總體統(tǒng)計(jì)效果，因?yàn)樵谕徽谏w的區(qū)域中降低精確度，而沒(méi)有在最可利用的 區(qū)域中丟失太多的信息。
顯而易見(jiàn)，本發(fā)明并不局限于所描述和表現(xiàn)的實(shí)現(xiàn)示例和方式，而且本領(lǐng) 域普通技術(shù)人員會(huì)想出許許多多變體。
權(quán)利要求
1.識(shí)別人的方法(200)，所述方法利用數(shù)據(jù)采集裝置(150)實(shí)施，并且包含以下步驟-捕獲步驟(202)，通過(guò)光學(xué)變形裝置(160)捕獲人的一個(gè)或多個(gè)虹膜(102)的圖像，該光學(xué)變形裝置包括所述數(shù)據(jù)采集裝置(150)，并用以對(duì)一個(gè)或多個(gè)虹膜(102)的圖像實(shí)現(xiàn)沿基本上水平的第一軸和沿基本上垂直的第二軸的變形變換；-處理步驟(204)，處理這樣捕獲的圖像，以便編碼為一個(gè)或兩個(gè)模型的形式；-比較步驟(206)，把這樣獲得的一個(gè)或多個(gè)模型與存儲(chǔ)裝置(156)中所包含的基準(zhǔn)模型進(jìn)行比較；和-判定步驟(208)，根據(jù)比較步驟(206)的結(jié)果判定該人的身份。
2. 按照權(quán)利要求l的識(shí)別方法(200)， 其特征在于，在處理步驟(204)的過(guò)程中并在對(duì)圖像進(jìn)行編碼之前，預(yù)先處理所捕獲的 圖像，以反轉(zhuǎn)該變形裝置(160)的作用。
3. 采集裝置(150)，用以實(shí)施按照權(quán)利要求]或2的識(shí)別方法，并且 包含以下裝置一捕獲裝置(152)，用以捕獲人的一個(gè)或多個(gè)虹膜(102)的圖像； 一處理裝置(154);一存儲(chǔ)裝置(156); 一比較裝置(158);禾口一判定裝置(164)， 其特征在于，該數(shù)據(jù)采集裝置(150)包括在捕獲裝置(152)與一個(gè)或多個(gè)虹膜(102) 之間的光學(xué)變形裝置(160)，該光學(xué)變形裝置(160)用以在捕獲之前對(duì)一個(gè)或 多個(gè)虹膜(102)的圖像進(jìn)行變形變換，該變形變換是沿基本上水平的第一軸和 基本上垂直的第二軸，行的。
4. 按照權(quán)利要求3所述的數(shù)據(jù)采集裝置(150)，專門用來(lái)實(shí)施權(quán)利要求2的識(shí)別方法，其特征在于，該處理裝置(154)用來(lái)對(duì)所捕獲的圖像進(jìn)行與光學(xué)變形裝置(160)所產(chǎn) 生圖像相反的變形變換。
5.按照權(quán)利要求3或4所述的數(shù)據(jù)采集裝置(150)， 其特征在于，沿第一軸變形變換的系數(shù)低于沿第二軸變換的系數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種識(shí)別人的方法(200)，所述方法利用數(shù)據(jù)采集裝置實(shí)施，并且包含捕獲步驟(202)，通過(guò)光學(xué)變形裝置捕獲個(gè)人的一個(gè)或多個(gè)虹膜的圖像，該光學(xué)變形裝置包括所述數(shù)據(jù)采集裝置，并設(shè)置得能夠沿基本上水平的第一軸和基本上垂直的第二軸對(duì)該一個(gè)或多個(gè)虹膜圖像進(jìn)行變形變換；處理步驟(204)，處理這樣捕獲的圖像，以便將其編碼成一個(gè)或多個(gè)模型的形式；比較步驟(206)，把這樣獲得的一個(gè)或多個(gè)模型與包含在存儲(chǔ)裝置中的基準(zhǔn)模型比較；和判定步驟(208)，從比較步驟(206)的結(jié)果出發(fā)就該人的身份做出判定。
文檔編號(hào)G06K9/00GK101529443SQ200780020837
公開(kāi)日2009年9月9日 申請(qǐng)日期2007年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月6日
發(fā)明者F·里尤爾, J·-Y·福爾, M·科塔德 申請(qǐng)人:薩基姆安全公司