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    重庆时时彩稳赚方法: 基于彩色摄像机的手持式移动虹膜识别装置及其识别方法.pdf

    摘要
    申请专利号:

    重庆时时彩单双窍门 www.4mum.com.cn CN201510094784.3

    申请日:

    2015.03.03

    公开号:

    CN104751120A

    公开日:

    2015.07.01

    当前法律状态:

    实审

    有效性:

    审中

    法律详情: 实质审查的生效IPC(主分类):G06K 9/00申请日:20150303|||公开
    IPC分类号: G06K9/00 主分类号: G06K9/00
    申请人: 北京虹安翔宇信息科技有限公司
    发明人: 李强
    地址: 100000北京市海淀区上地信息路2号1号楼24层24B
    优先权:
    专利代理机构: 北京联瑞联丰知识产权代理事务所(普通合伙)11411 代理人: 郑自群
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201510094784.3

    授权公告号:

    |||

    法律状态公告日:

    2015.07.29|||2015.07.01

    法律状态类型:

    实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明公开一种基于彩色摄像机的手持式移动虹膜识别装置及其识别方法,该手持式移动虹膜识别装置包括彩色相机、感红外芯片、红外补光灯和图像处理单元;红外补光灯安装在彩色相机的前面;感红外芯片和图像处理单元均设于彩色相机内;感红外芯片用于改变彩色相机的感红外作用,使得彩色相机能感知周围的红外信号;红外补光灯用于在抓拍图像时使得图像根据算法转换成单色;图像处理单元用于去除彩色图像的斑点,将彩色图像转换为黑白图像。本发明功耗低,体积小,便于携带,且其能将彩色图像的斑点去除,将彩色图像转化成黑白图像,使其应用到虹膜识别算法中。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  基于彩色摄像机的手持式移动虹膜识别装置,其特征在于,其包括彩色相机、感红外芯片、红外补光灯和图像处理单元;红外补光灯安装在彩色相机的前面;感红外芯片和图像处理单元均设于彩色相机内;
    感红外芯片用于改变彩色相机的感红外作用,使得彩色相机能感知周围的红外信号;
    红外补光灯用于在抓拍图像时使得图像根据算法转换成单色;
    图像处理单元用于去除彩色图像的斑点,将彩色图像转换为黑白图像。

    2.  如权利要求1所述的基于彩色摄像机的手持式移动虹膜识别装置,其特征在于,其进一步设有用于提供工作电压的电源???,且电源??橛氩噬嗷缌?。

    3.  如权利要求2所述的基于彩色摄像机的手持式移动虹膜识别装置,其特征在于,电源??槲慕诟傻绯?。

    4.  如权利要求3所述的基于彩色摄像机的手持式移动虹膜识别装置,其特征在于,彩色相机上设有手持端。

    5.  基于彩色摄像机的手持式移动虹膜识别装置的识别方法,其特征在于,其包括如下步骤:
    (1)彩色相机上的感红外芯片感应到周边的红外信号时,启动彩色相机开始工作;
    (2)彩色相机开始拍摄时,其前面的红外补光灯开始工作,使得彩色相机在抓拍时图像呈单色;
    (3)针对彩色相机拍摄到的图像,通过图像处理单元将彩色图像的斑点去除,将彩色图像转化成黑白图像,使其应用到虹膜识别算法中。

    说明书

    说明书基于彩色摄像机的手持式移动虹膜识别装置及其识别方法
    技术领域
    本发明涉及一种无线通信装置,尤其涉及一种基于彩色摄像机的手持式移动虹膜识别装置及其识别方法。
    背景技术
    市场上面的虹膜认别产品,还是以单色8位图像为主,运用黑白相机,大多是外接电源,或是通过USB口来供电,安装在一个位置后不可移动。
    故针对上述问题,有必要设计一种基于彩色摄像机的手持式移动虹膜识别装置及其识别方法来弥补上述缺陷。
    发明内容
    本发明提出一种基于彩色摄像机的手持式移动虹膜识别装置及其识别方法,其功耗低,体积小,便于携带,且其能将彩色图像的斑点去除,将彩色图像转化成黑白图像,使其应用到虹膜识别算法中。
    本发明的技术方案是这样实现的:
    基于彩色摄像机的手持式移动虹膜识别装置,其包括彩色相机、感红外芯片、红外补光灯和图像处理单元;红外补光灯安装在彩色相机的前面;感红外芯片和图像处理单元均设于彩色相机内;感红外芯片用于改变彩色相机的感红外作用,使得彩色相机能感知周围的红外信号;红外补光灯用于在抓拍图像时使得图像根据算法转换成单色;图像处理单元用于去除彩色图像的斑点,将彩色图像转换为黑白图像。
    其中,该手持式移动虹膜识别装置进一步设有用于提供工作电压的电源???,且电源??橛氩噬嗷缌?。
    其中,电源??槲慕诟傻绯?。
    其中,彩色相机上设有手持端。
    基于彩色摄像机的手持式移动虹膜识别装置的识别方法,其包括如下步骤:(1)彩色相机上的感红外芯片感应到周边的红外信号时,启动彩色相机开始工作;(2)彩色相机开始拍摄时,其前面的红外补光灯开始工作,使得彩色相机在抓拍时图像呈单色;(3)针对彩色相机拍摄到的图像,通过图像处理单元将彩色图像的斑点去除,将彩色图像转化成黑白图像,使其应用到虹膜识别算法中。
    与现有技术相比,本发明具有如下优点:
    (1)运用现在普通的彩色相机,通过软件把图像改变为单色,同时改变相机的感红外作用,在相机的前面加上近的红外补光灯,这样在抓拍图像时就会就会成单色,为了去除彩色图像的斑点问题,就应用了一些图像处理技术,把彩色转化为黑白图像,使普通的彩色相机,拍到的图像可以应用到虹膜识别算法中。
    (2)低功能耗产品,是产品发展的最终趋势,运用现有的TM公司6748芯片,这是一款低功耗,高性的芯片,运用这款芯片,用4节普通的干电池就可以达到产品所要的功能,
    (3)由于功耗小,所以处理芯片也就相当小,这就为做出手持式移动虹膜设备打下基??;移动虹膜终端可以自带手机上面的所有功能,同时也可以加上客户要订制的其他功能。
    附图说明
    为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
    图1是本发明基于彩色摄像机的手持式移动虹膜识别装置的结构框图。
    具体实施方式
    下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例?;诒痉⒚髦械氖凳├?,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明?;さ姆段?。
    参照图1,一种基于彩色摄像机的手持式移动虹膜识别装置,其包括彩色相机、感红外芯片、红外补光灯和图像处理单元;红外补光灯安装在彩色相机的前面;感红外芯片和图像处理单元均设于彩色相机内;感红外芯片用于改变彩色相机的感红外作用,使得彩色相机能感知周围的红外信号;红外补光灯用于在抓拍图像时使得图像根据算法转换成单色;图像处理单元用于去除彩色图像的斑点,将彩色图像转换为黑白图像。
    本发明感红外的作用是在夜间光线不足的情况下,起到补光的作用,在这个情况下按照算法,来进行开启补光灯。
    本发明在彩色图像的时候将彩色根据如下算法转换成单色:常用的有:一、著名的心理学公式Gray=R*0.299+G*0.587+B*0.114;二、整数算法。而实际应用时,希望避免低速的浮点运算,所以需要用整数算法。
    系数都是3位精度,本领域技术人员可以将它们缩放1000倍来实现整数运算算法:Gray=(R*299+G*587+B*114+500)/1000。
    RGB一般是8位精度,现在缩放1000倍,所以上面的运算是32位整型的运算;后面的除法是整数除法,所以需要加上500来实现四舍五入。
    本发明所使用的舍入方式不是四舍五入,因四舍五入会有较大的误差,应该将以前的计算结果的误差一起计算进去,故本发明的舍入方式使用去尾法,写成表达式是:
    Gray=(R*19595+G*38469+B*7472)>>16;2至20位精度的系数:
    Gray=(R*1+G*2+B*1)>>2Gray=(R*2+G*5+B*1)>>3Gray=(R*4+G*10+B*2)>>4Gray=(R*9+G*19+B*4)>>5Gray=(R*19+G*37+B*8)>>6;
    Gray=(R*38+G*75+B*15)>>7Gray=(R*76+G*150+B*30)>>8Gray =(R*153+G*300+B*59)>>9Gray=(R*306+G*601+B*117)>>10Gray=(R*612+G*1202+B*234)>>11Gray=(R*1224+G*2405+B*467)>>12Gray=(R*2449+G*4809+B*934)>>13Gray=(R*4898+G*9618+B*1868)>>14Gra y=(R*9797+G*19235+B*3736)>>15Gray=(R*19595+G*38469+B*7472)>>16Gray=(R*39190+G*76939+B*14943)>>17Gray=(R*78381+G*153878+B*29885)>>18Gray=(R*156762+G*307757+B*59769)>>19Gray=(R*313524+G*615514+B*119538)>>20。
    仔细观察上面的表格,这些精度实际上是一样的:3与4、7与8、10与11、13与14、19与20;所以16位运算下最好的计算公式是使用7位精度,比先前那个系数缩放100倍的精度高,而且速度快:
    Gray=(R*38+G*75+B*15)>>7;
    其中2位精度的,完全可以移位优化:Gray=(R+(WORD)G<<1+B)>>2。
    本发明手持式移动虹膜识别装置进一步设有用于提供工作电压的电源???,且电源??橛氩噬嗷缌?。本发明电源??橛糜诟噬嗷┑?。
    其中,电源??槲慕诟傻绯?。本领域技术人员根据实际需求,可以选择其他的电源???,能实现提供工作电压的功能即可。
    其中,彩色相机上设有手持端。本发明通过在彩色相机上设置手持端,方便其携带。
    本发明还公开一种基于彩色摄像机的手持式移动虹膜识别装置的识别方法,其包括如下步骤:(1)彩色相机上的感红外芯片感应到周边的红外信号时,启动彩色相机开始工作;(2)彩色相机开始拍摄时,其前面的红外补光灯开始工作,使得彩色相机在抓拍时图像呈单色;(3)针对彩色相机拍摄到的图像,通过图像处理单元将彩色图像的斑点去除,将彩色图像转化成黑白图像,使其应用到虹膜识别算法中。
    本发明图像处理单元去除彩色图像斑点的方法为:将与虹膜识别算法中的虹膜特征码不适合的进行删除,特征码通过如下方式获得。
    虹膜特征提?。河醚?6个Gabor滤波通道,即选择中心频率2槡2、4槡2、 8槡2和16槡2及0°、45°、90°和135°四个方向,通过Gabor滤波器的对称性可知,这样就构成了不同方向和频率下的Gabor滤波器。通过利用公式(3)对虹膜图像进行处理,从而得到各个通道上的滤波结果,来表达不同纹理之间的差异。
    Fkj(x,y)=Hkj&CircleTimes;I(x,y)]]>
    其中,Hkj表示卷积,I(x,y)表示处理后虹膜图像;k表示第k个尺度,j表示第j个方向,Fkj(x,y)表示卷积后结果。
    特征编码:通过采用不同频率尺度和方向的滤波器对虹膜进行滤波处理后,获得子块滤波模的最大值所小波号。本发明通过采用分块方式对特征进行编码,提取局部相位信息。
    设整个虹膜图像(x,y)被分M×N大小的若干个子块,子块大小与滤波器模板大小一样;通过对局部相位信息值进行计算,得到一个复数;如果这个复数的实部大于等于0,则表示该特征码为1,否则为0;如果这个复数的虚部大于等于0,则表示该特征码为1,否则为0,因此,最后得到虹膜特征码。
    本发明在通过彩色相机拍摄虹膜图像的过程中,由于受到人眼与彩色相机的变化、光照不均匀等因素影响的同时,将会影响虹膜识别效果,降低虹膜识别的准确率。为了准确提取并采集虹膜信息,消除上述因素带来的影响,在虹膜特征提取进行之前,要对虹膜图像进行预处理;虹膜图像的预处理一般包括虹膜定位,图像归一化和增强等步骤。
    虹膜定位:一般采用由粗到精的定位方法,首先对虹膜内边缘圆心和半径的进行粗定位,然后精确定位虹膜的内外边缘,最后将将虹膜区域分割出来。
    (1)粗定位。原始虹膜图像的瞳孔颜色明显要比眼睛的其它部分要黑一些,这说明瞳孔的灰度值相对来说较小,且是面积最大的连通区域,但是虹膜相对眼睛的其它部分要明亮一些,这表明虹膜的灰度值相对来说要大一些,在人的眼睛中虹膜是最白的,其灰度值相应也是最大的;因此,可以利用人眼的灰度级变化的突变和虹膜的良好的环状特性,进行人眼睛的瞳孔的圆心和半径粗定 位。
    (2)精定位。当瞳孔的圆心和半径大致确定之后,就可以根据虹膜的圆形结构特征,可以对虹膜的内外边缘进行精定位。
    首先对虹膜的内边缘进行精定位,定位公式如下:

    其中,D(x,y)为利用Canny算子获得的灰度边缘图像,G0(r)表示高斯函数,r0表示粗定位后的瞳孔半径,Δr表示确定的搜索范围;由于虹膜的外边缘相对于内边缘来说是比较模糊,如果采用与内边缘相同的精定位方法,那么就容易产生定位不准的现象,为防止定位不准的现象的发生,本发明采用面积分代替线积分对虹膜的外边缘进行定位,具体定位公式如下:
    max(R0-ΔR<R<R0+ΔR)|G0(R)×&PartialD;&PartialD;R&Integral;&Integral;DD(x,y)2πR|]]>
    其中,Δr表示搜索范围,R0的值根据虹膜内外径的大致比例关系来确定,从为搜索范围,D(x,y)为利用Canny算子获得的灰度边缘图像。
    经过上述步骤虹膜的定位完成。
    虹膜的图像归一化:由于不同人的虹膜大小不一,即使同一虹膜受光照不均和瞳孔放缩等影响,会引起虹膜大小的变化,为了消除这种不利的影响,必须对定位的虹膜图像进行归一化处理,将每幅原始图像调整为与原始图像相同的尺寸和对应的位置,从而消除缩放、旋转和平移对于虹膜识别的影响。
    本发明以瞳孔圆心为中心点,将虹膜的环形区域归一化为矩形区域的方法。首先设虹膜图像的内外边缘的交点位置分别为(xi(θ),yi(θ))和(x0(θ),y0(θ)),然后通过如下公式(3)可将虹膜图像中的每一点全部映射到极坐标(r,θ)中,这样虹膜经过归一化处理后的r∈0,[]1,θ∈[0,2π],最后就在极坐标(r,θ)平面上获得64×256大小的归一化虹膜图像。归一化虹膜图像 通过上述映射后,对于消除缩放、旋转和平移等具有不变性。
    x(r,θ)=(1-r)xi(θ)+rx0(θ)y(r,θ)=(1-r)yi(θ)+ry0(θ)---(3)]]>
    由于归一化后的矩形虹膜图像由于眼睑遮挡的影响,从而使虹膜图像含有噪声信息,为了消除噪声干扰作用,在对虹膜进行归一化的同时,需对噪声进行相应标记,生成一个与归一化虹膜相对应的噪声屏蔽模板;在噪声屏蔽模板中,噪声信息被标记为0,虹膜信息被标记为1。
    虹膜图像的增强:由于角膜反射和光源位置等因素的影响,虹膜图像上的光照分布不能完全均匀,从而影响后续的纹理分析效果。为了更好的提高识别效率,在特征提取之前必须先对归一化的虹膜图像进行增强。
    本发明对归一化后的虹膜图像采用局部的直方图均衡化。设原始图像的灰度级为rk,直方图均衡化使用一个灰度函数作为变换函数,灰度函数为T(r),虹膜图像中总的像素数目为N,输入直方图做修正,得到化后图像的灰度分布函数S(r),图像中灰度级为ri的像素总数,则有:
    S(rk)=T(rk)1NΣi=0kN(ri)]]>
    经过直方图均衡化后的图像是一幅灰度级均匀分布的图像,图像灰度级的动态范围得到增大,从而实现了图像增强,减少了非均匀光照的影响;经过以上预处理以后的虹膜展开图像再进行模特征提取。
    以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的?;し段е?。

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    基于 彩色 摄像机 手持 移动 虹膜 识别 装置 及其 方法
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