一種人臉圖像與虹膜圖像同時采集光學裝置及其身份認證方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于生物特征識別技術領域，具體涉及一種人臉圖像與虹膜圖像同時采集光學裝置及其身份認證方法。
【背景技術】
[0002]隨著人們對重要場所安全防范級別的不斷提高，基于單一人體生物特征識別的門禁控制系統已不能滿足要求。為此，需要發展基于人體的兩種或兩種以上生物特征識別的門禁控制系統，以進一步提高門禁控制系統的安全防范級別。人臉與虹膜是人體的兩種重要的生物特征，可以用于身份認證。為了提高門禁系統的安全防范級別，可以將這兩種生物特征識別技術聯合使用于一套門禁控制系統中，實現人臉與虹膜兩種生物特征的聯合識另IJ。只有人臉與虹膜均通過認證，才能讓使用者通過驗證。為此需要研發一種同時采集使用者人臉圖像與虹膜圖像的光學裝置。
[0003]目前，市場上已出現了單一功能的人臉圖像采集裝置與單一功能的虹膜圖像采集裝置，尚無可同時清晰采集人臉圖像與虹膜圖像的光學裝置。據統計，人臉的尺寸一般為IlOmmX 200mm，而人類虹膜平均直徑為Φ 12mm，即人臉尺寸是虹膜的9_17倍，所以人臉尺寸與虹膜尺寸相差較大，無法用一套普通的光學裝置同時清晰地采集人臉圖像與虹膜圖像。如用人臉圖像采集光學裝置來采集虹膜圖像，則虹膜圖像太小而使其細節無法分辨。反之，用虹膜圖像采集裝置來采集人臉圖像，則無法得到完整的人臉圖像。

【發明內容】

[0004]發明目的:針對現有技術中存在的不足，本發明的目的是提供一種人臉圖像與虹膜圖像同時采集光學裝置，可以同時清晰地采集使用者的人臉圖像與虹膜圖像，具有更高的安全性。本發明的另一目的是提供一種上述人臉圖像與虹膜圖像同時采集光學裝置的身份認證方法。
[0005]技術方案:為了實現上述發明目的，本發明采用的技術方案為:
一種人臉圖像與虹膜圖像同時采集光學裝置，包括人臉圖像采集模塊和虹膜圖像采集模塊；所述人臉圖像采集模塊由前置成像鏡組、分光棱鏡、人臉攝像機、圖像處理單元和照明光源組成；所述虹膜圖像采集模塊由前置成像鏡組、分光棱鏡、虹膜攝像組件、圖像處理單元和照明光源組成；所述人臉圖像采集模塊與虹膜圖像采集模塊共用前置成像鏡組、圖像處理單元和照明光源，并通過分光棱鏡實現人臉圖像采集模塊光路與虹膜圖像采集模塊光路的分離。
[0006]所述分光棱鏡由兩個直角棱鏡膠合而成，在膠合面上鍍有分光光學薄膜。
[0007]所述虹膜攝像組件由2個平行放置的子成像光路組成，所述2個子成像光路的放大倍率相同且均大于1，可以同時清晰采集左右兩只眼睛的虹膜圖像。
[0008]所述人臉圖像采集模塊的放大倍率等于前置成像鏡組的放大倍率，所述虹膜圖像采集模塊的總放大倍率等于前置成像鏡組的放大倍率與虹膜攝像組件中子成像光路的放大倍率之積。
[0009]所述照明光源由兩個子光源組成，從人臉的左右兩側對稱照射人臉，以使人臉整個范圍內獲得均勻一致的照明。
[0010]所述的人臉圖像與虹膜圖像同時采集光學裝置的身份認證方法，包括以下步驟:
1)利用人臉圖像采集模塊采集使用者的人臉圖像；
2)提取所采集到的人臉圖像的特征，并與圖像處理單元內存儲的人臉特征信息進行比對，如比對不成功，則停止工作；否則進入步驟3);
3)利用虹膜圖像采集模塊采集使用者兩只眼睛的虹膜圖像；
4)分別提取所采集到的兩幅虹膜圖像的特征，并與圖像處理單元內存儲的虹膜特征信息進行比對，如比對成功，則使用者通過身份認證；否則停止工作。
[0011]有益效果:與現有技術相比，本發明具有如下技術效果:
I)本發明由人臉圖像采集模塊與虹膜圖像采集模塊組成，兩個圖像采集模塊獨立工作，而且虹膜圖像采集模塊的放大倍率大于1，因而本發明可以同時清晰地采集使用者的人臉圖像與虹膜圖像。
[0012]2)本發明中的人臉圖像采集模塊與虹膜圖像采集模塊共用前置成像鏡組、照明光源，兩個圖像采集模塊的光軸重合，獲得的人臉圖像與虹膜圖像具有確定的定位關系，便于后續圖像處理、人臉特征與虹膜特征的提取。
[0013]3)本發明先進行人臉識別，只有人臉通過認證，才能進行虹膜識別，而且僅當兩種生物特征均通過認證，使用者才能通過身份認證，可以實現使用者人臉與虹膜兩種生物特征的聯合識別，安全性更高。
【附圖說明】
[0014]圖1是人臉圖像與虹膜圖像同時采集光學裝置的結構示意圖；
圖2是虹膜攝像組件的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖對本發明作進一步的說明。
[0016]如圖1所示，為本發明的人臉圖像與虹膜圖像同時采集光學裝置，主要結構包括人臉圖像采集模塊和虹膜圖像采集模塊。其中，人臉圖像采集模塊由前置成像鏡組1、分光棱鏡2、人臉攝像機5、圖像處理單元6、第一照明光源701、第二照明光源702組成。虹膜圖像采集模塊由前置成像鏡組1、分光棱鏡2、虹膜攝像組件4、圖像處理單元6、第一照明光源701、第二照明光源702組成。人臉圖像采集模塊與虹膜圖像采集模塊共用前置成像鏡組1、圖像處理單元6、第一照明光源701、第二照明光源702，并通過分光棱鏡2實現人臉圖像采集模塊與虹膜圖像采集模塊的光路分離。
[0017]前置成像鏡組I的放大倍率為0.044-0.12倍之間，以使人臉完整地成像于人臉攝像機5的革E面上。人臉攝像機5的革E面尺寸在llmmX8.8mm到36mmX24mm之間。
[0018]分光棱鏡2由兩個直角棱鏡膠合而成，其膠合面201鍍有分光光學薄膜。該分光光學薄膜可以是分振幅型，也可以是分波長型。當分光光學薄膜為分振幅型時，則人臉圖像與虹膜圖像以相同波長的照明光成像。當分光光學薄膜為分波長型時，則人臉圖像以可見光成像，而虹膜圖像以近紅外波長成像。
[0019]如圖2所示，為本發明中虹膜攝像組件4，該虹膜攝像組件4由兩個平行放置的子成像光路組成，可同時采集使用者兩只眼睛的虹膜圖像。其中第一子成像光路由第一放大成像鏡組401與第一虹膜攝像機403組成，第二子成像光路由第二放大成像鏡組402與第二虹膜攝像機404組成。這兩個子成像光路的放大倍率相同且均大于1，可以在6.1-16.7倍之間，從而把前置成像鏡組I所成的中間像面3處的虹膜圖像301與302放大后分別完整清晰地成像于第一虹膜攝