专利名称：虹膜识别系统及方法
技术领域：
本发明涉及一种身份识别系统及方法，特别涉及一种利用虹膜识别用户身份的系
统及方法。
背景技术：
随着社会的发展，身份识别的重要性正日益显现，而传统的身份识别方式由于其
固有的局限性已经远远不能满足要求，钥匙、卡片和身份证等容易丢失和伪造，密码则容易
遗忘，更为严重的是这些传统的身份识别方式无法区分真正的拥有者和取得身份标志物的
冒充者，一旦他人获得了这些身份标志物，就可以享有与拥有者相同的权力。 近年来，基于生物特征的识别技术应运而生，例如，指纹识别方式。然而，由于指纹
容易被破坏，因而也具有不稳定性。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种虹膜识别系统，其能利用虹膜的生物特性增强身 份识别的精确性及稳定性。 此外，还有必要提供一种虹膜识别方法，其能利用虹膜的生物特性增强身份识别 的精确性及稳定性。 —种虹膜识别系统，安装于电子装置中，所述的电子装置包括相机模块及内存，所
述的内存中存储有作为识别码的各用户的原始虹膜的特征点的特征值，该系统包括获取
模块，用于令所述的相机模块拍摄用户的虹膜，并获取相应的认证虹膜图像；处理模块，用
于对所获取的认证虹膜图像进行处理；虹膜特征提取模块，用于在处理后的认证虹膜图像
中提取认证虹膜的特征点，并计算所提取的认证虹膜各特征点的特征值；及比对模块，用于
比对所提取的认证虹膜的特征点的特征值是否与内存中的识别码相符，并在所提取的认证
虹膜的特征点的特征值与内存中的识别码相符时确认该用户通过身份识别。 —种虹膜识别方法，应用于电子装置中，所述的电子装置包括相机模块及内存，该
方法包括如下步骤将各用户的原始虹膜的特征点的特征值存储至所述的内存中；令所述
的相机模块拍摄用户的虹膜，并获取相应的认证虹膜图像；对所获取的认证虹膜图像进行
处理；在处理后的认证虹膜图像中提取认证虹膜的特征点，并计算所提取的认证虹膜各特
征点的特征值；比对所提取的认证虹膜的特征点的特征值是否与内存中的识别码相符；及
若所提取的认证虹膜的特征点的特征值与内存中的识别码相符，则确认该用户通过身份识别。 相较于现有技术，所述的虹膜识别系统及方法可利用虹膜的生物特性(例如，虹 膜的唯一性、稳定性等)增强身份识别的精确性及稳定性。
图1是本发明虹膜识别系统的较佳实施方式的运用环境及功能模块图。
图2是本发明虹膜识别方法较佳实施方式的流程图。 图3是本发明虹膜识别系统的虹膜结构示意图。 图4是本发明虹膜识别系统的虹膜特征点坐标图。 图5是本发明虹膜识别系统的虹膜特征点间的相对位置的示意图。
具体实施例方式
如图l所示，是本发明虹膜识别系统较佳实施方式的运用环境及功能模块图。 所述的虹膜识别系统2安装并运行在电子装置1中。所述的电子装置l可以是手机、 PDA(personaldigital assistant,个人数字助理)、掌上游戏机、数码相机或掌上电脑等便 携式电子装置，也可以是固定的门禁系统。 所述的电子装置1还包括相机模组10、处理器12以及内存14。所述的相机模 块10通常包括图像传感器、镜头及镜座，也可包括其他元件或装置。该图像传感器可以是 CCD(ChargeCoupled Device,电荷藕合器件)，或者是CMOS (ComplementaryMetal-Oxide-Se miconductor Transistor,互补型金属氧化物半导体)。在本较佳实施方式中，所述的相机 模块10用于拍摄用户的虹膜进行识别。所述的处理器12用于执行所述虹膜识别系统2以 及所述电子装置1内的其他应用程序，例如操作系统等。 所述的内存14可以是所述电子装置1本身的内存，还可以是外部存储卡，如SM卡 (SmartMedia Card,智能媒体卡)、SD卡(Secure Digital Card，安全数字卡)等。所述的 内存14用于存储各类数据，包括利用所述相机模块10拍摄的虹膜的图像、利用所述的虹膜 识别系统2对虹膜的图像处理后所得到的数据等。 所述的虹膜识别系统2主要包括获取模块20、处理模块22、特征提取模块24、存储 模块26以及比对模块28。 在通过识别用户虹膜以验证用户身份之前，需要先建立一个存储有各用户的原始 虹膜图像及相关数据的虹膜特征数据库，以便在后续的识别过程中进行比对从而验证用户 身份。 所述的获取模块20与所述的相机模块10相连，用于令所述的相机模块10拍摄用 户的虹膜，并获取相应的原始虹膜图像。 所述的处理模块22，用于对所获取的原始虹膜图像进行处理，包括将原始虹膜
图像由彩色变成黑白色；降低原始虹膜图像的亮度；增加原始虹膜图像的对比度。 所述的特征提取模块24，用于在处理后的原始虹膜图像中提取原始虹膜的特征
点，并计算所提取的原始虹膜各特征点的特征值。其中，所述的原始虹膜的特征点包括主特 征点与次特征点，所述的特征点的特征值包括，但不限于，特征点数量、特征点坐标、特征点 的形状及特征点距离。 如图3所示为虹膜结构的简单示意图，其中，虹膜5是位于眼睛黑色瞳孔7和白色 巩膜(图中未示出)之间的圆环状部分，总体上呈现一种由里到外的放射状结构，由相当 复杂的纤维组织构成，包含有很多相互交错的类似于斑点、细丝、冠状、条纹、隐窝等细节特 征，在本较佳实施方式中，以隐窝为特征点，故图3中仅绘出部分隐窝6以说明本较佳实施 方式，而其余特征如斑点、细丝、冠状、条纹等特征未作绘制。 在本较佳实施方式中，所述的原始虹膜特征点包括主特征点与次特征点，其中，原
5始虹膜中面积最大的一个隐窝作为主特征点，如图4、图5中所示的方框部分为主特征点，
而原始虹膜中其余的隐窝作为次特征点，如图4、图5中所示的圆圈部分为次特征点。在图
4与图5的示意图中，原始虹膜的主特征点的数量为l，次特征点的数量为9。 所述的特征提取模块24计算原始虹膜各特征点的坐标的方法如图4所示。提取
原始虹膜的主特征点和次特征点后，在各主特征点和次特征点上建立坐标图，然后根据该
坐标图可以计算出原始虹膜各特征点的坐标。 所述的特征提取模块24计算原始虹膜各特征点的形状如图5所示，将每个特征点 与其距离最近的特征点相连，连接后得到图形就是原始虹膜的特征点的形状。此外，所述的 特征提取模块24还可根据所计算出的各特征点的坐标，计算出各特征点之间的距离。
所述的存储模块26，用于将特征提取模块24所提取的原始虹膜各特征点以及所 计算的各特征点的特征值存储至内存14内的虹膜特征数据库，作为电子装置1识别各用户 身份的识别码。所述虹膜特征数据库包括一组或者多组识别码以识别一个或者多个用户的 身份。 当需要识别用户身份时，所述的获取模块20还用于令所述的相机模块10拍摄用 户的虹膜(为便于描述，下文将待识别身份的用户的虹膜统称为"认证虹膜")，并获取相应 的认证虹膜图像。 所述的处理模块22，还用于对所获取的认证虹膜图像进行处理，包括将认证虹 膜图像由彩色变成黑白色；降低认证虹膜图像的亮度；增加认证虹膜图像的对比度。
所述的特征提取模块24，用于在处理后的认证虹膜图像中提取认证虹膜的特征
点，并计算所提取的认证虹膜各特征点的特征值。其中，所述的认证虹膜的特征点的提取方 法与原始虹膜特征点的提取方法相同，所述的认证虹膜的特征点的特征值的计算方法与原 始虹膜特征点的特征值的计算方法相同。 所述的比对模块28，用于比对所述的认证虹膜特征点的特征值是否与内存14中 的虹膜特征数据库的识别码相符。若所述的虹膜特征数据库包括多组识别码，则判断所述 的认证虹膜特征点的特征值是否与其中一组识别码相符。 其中，比对标准可以根据特征值的各参数进行设置，例如，比对标准包括，但不限 于如下细项细项一，当认证虹膜的主特征点与作为识别码的其中一个原始虹膜的主特征 点的坐标相同，则可确认所述认证虹膜的主特征点与该原始虹膜的主特征点相同；细项二， 当认证虹膜的次特征点的数量达到该原始虹膜的次特征点数量的六成以上，则可认为认证 虹膜与该原始虹膜在次特征点的数量上相符；细项三，当认证虹膜的各次特征点的坐标与 该原始虹膜的各次特征点的坐标有六成以上相同，则可认为认证虹膜与该原始虹膜在次特 征点的坐标上相符。上述比对标准的细项可根据实际要求进行设置、新增、减少或者修改。
所述的比对模块28，还用于当所述的认证虹膜的特征点的特征值满足比对标准的 各细项时，确认该认证虹膜的特征点的特征值与识别码相符，并确认该用户通过身份识别。
如图2所示，是本发明虹膜识别方法较佳实施方式的流程图。首先，步骤S2，所述 的获取模块20令所述的相机模块10拍摄多个用户的虹膜，并获取相应的原始虹膜图像。
步骤S4，所述的处理模块22对所获取的原始虹膜图像进行处理，包括将原始虹 膜图像由彩色变成黑白色；降低原始虹膜图像的亮度；增加原始虹膜图像的对比度。
步骤S6，所述的特征提取模块24在处理后的原始虹膜图像中提取原始虹膜的特征点，并计算所提取的原始虹膜各特征点的特征值。其中，所述的原始虹膜的特征点包括主特征点与次特征点，所述的特征点的特征值包括，但不限于，特征点数量、特征点坐标、特征点的形状及特征点距离。 在本较佳实施方式中，所述的原始虹膜特征点包括主特征点与次特征点，其中，原始虹膜中面积最大的一个隐窝作为主特征点，如图4、图5中所示的方框部分为主特征点，而原始虹膜中其余的隐窝作为次特征点，如图4、图5中所示的圆圈部分为次特征点。
步骤S8，所述的存储模块26将所提取的原始虹膜各特征点以及所计算的各特征点的特征值存储至内存14内，作为电子装置1识别各用户身份的识别码。
步骤S10，所述的获取模块20令所述的相机模块10拍摄待识别身份的用户的虹膜，并获取相应的认证虹膜图像。 步骤S12，所述的处理模块22对所获取的认证虹膜图像进行处理，包括将认证虹膜图像由彩色变成黑白色；降低认证虹膜图像的亮度；增加认证虹膜图像的对比度。
步骤S14，所述的特征提取模块24在处理后的认证虹膜图像中提取认证虹膜的特征点，并计算所提取的认证虹膜各特征点的特征值。其中，所述的认证虹膜的特征点的提取方法与原始虹膜特征点的提取方法相同，所述的认证虹膜的特征点的特征值的计算方法与原始虹膜特征点的特征值的计算方法相同。 步骤S16，所述的比对模块28比对所述的认证虹膜特征点的特征值是否与内存14中的虹膜特征数据库的一组识别码相符。其中，比对标准可以根据特征值的各参数进行设置。若所述的认证虹膜特征点的特征值与内存14中的识别码相符，则执行步骤S18，否则，结束本流程。 步骤S18，所述的比对模块28确认该用户通过身份识别，并结束流程。 以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方
式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案
进行修改或等同替换都不应脱离本发明技术方案的精神和范围。
权利要求
一种虹膜识别系统，安装于电子装置中，所述的电子装置包括相机模块及内存，其特征在于，所述的内存中存储有作为识别码的各用户的原始虹膜的特征点的特征值，该系统包括获取模块，用于令所述的相机模块拍摄用户的虹膜，并获取相应的认证虹膜图像；处理模块，用于对所获取的认证虹膜图像进行处理；虹膜特征提取模块，用于在处理后的认证虹膜图像中提取认证虹膜的特征点，并计算所提取的认证虹膜各特征点的特征值；及比对模块，用于比对所提取的认证虹膜的特征点的特征值是否与内存中的识别码相符，并在所提取的认证虹膜的特征点的特征值与内存中的识别码相符时确认该用户通过身份识别。
2. 如权利要求1所述的虹膜识别系统，其特征在于，所述的获取模块还用于令所述的 相机模块拍摄用户的原始虹膜，并获取相应的原始虹膜图像；所述的处理模块还用于对所获取的原始虹膜图像进行处理；所述的特征提取模块还用于在处理后的原始虹膜图像中提取原始虹膜的特征点，并计 算所提取的原始虹膜各特征点的特征值；及该系统还包括存储模块，用于将所提取的各原始虹膜的特征点以及所计算的各原始虹 膜的特征点的特征值存储至内存内，作为识别各用户身份的识别码。
3. 如权利要求1所述的虹膜识别系统，其特征在于，所述的原始虹膜与认证虹膜的特 征点均包括主特征点及次特征点，所述的主特征点为虹膜中面积最大的一个隐窝，所述的 次特征点为虹膜中除去被确认为主特征点的隐窝外的其余隐窝。
4. 如权利要求3所述的虹膜识别系统，其特征在于，所述的比对模块所依据的比对标 准包括一个或者多个如下细项当认证虹膜的主特征点与作为识别码的其中一个原始虹膜的主特征点的坐标相同，则 可确认所述认证虹膜的主特征点与该原始虹膜的主特征点相同；当认证虹膜的次特征点的数量达到该原始虹膜的次特征点数量的六成以上，则可认为 认证虹膜与该原始虹膜在次特征点的数量上相符；及/或当认证虹膜的各次特征点的坐标与该原始虹膜的各次特征点的坐标有六成以上相同， 则可认为认证虹膜与该原始虹膜在次特征点的坐标上相符。
5. 如权利要求1所述的虹膜识别系统，其特征在于，所述的处理模块对认证虹膜图像 所进行的处理包括将认证虹膜图像由彩色变成黑白色；降低认证虹膜图像的亮度；增加 认证虹膜图像的对比度。
6. 如权利要求1所述的虹膜识别系统，其特征在于，所述的原始虹膜特征点的特征值 和认证虹膜特征点的特征值均包括特征点数量、特征点坐标、特征点的形状及特征点距离。
7. —种虹膜识别方法，应用于电子装置中，所述的电子装置包括相机模块及内存，该方 法包括如下步骤将各用户的原始虹膜的特征点的特征值存储至所述的内存中； 令所述的相机模块拍摄用户的虹膜，并获取相应的认证虹膜图像； 对所获取的认证虹膜图像进行处理；在处理后的认证虹膜图像中提取认证虹膜的特征点，并计算所提取的认证虹膜各特征点的特征值；比对所提取的认证虹膜的特征点的特征值是否与内存中的识别码相符；及 若所提取的认证虹膜的特征点的特征值与内存中的识别码相符，则确认该用户通过身 份识别。
8. 如权利要求7所述的虹膜识别方法，其特征在于，所述的将各用户的原始虹膜的特 征点的特征值存储至所述的内存中的步骤包括令所述的相机模块拍摄用户的原始虹膜，并获取相应的原始虹膜图像； 对所获取的原始虹膜图像进行处理；在处理后的原始虹膜图像中提取原始虹膜的特征点，并计算所提取的原始虹膜各特征 点的特征值；及将所提取的各原始虹膜的特征点以及所计算的各原始虹膜的特征点的特征值存储至 内存内，作为识别各用户身份的识别码。
9. 如权利要求7所述的虹膜识别方法，其特征在于，所述的原始虹膜与认证虹膜的特 征点均包括主特征点及次特征点，所述的主特征点为虹膜中面积最大的一个隐窝，所述的 次特征点为虹膜中除去被确认为主特征点的隐窝外的其余隐窝。
10. 如权利要求7所述的虹膜识别方法，其特征在于，所述的对所获取的认证虹膜图像 进行处理的步骤包括将认证虹膜图像由彩色变成黑白色； 降低认证虹膜图像的亮度；及 增加认证虹膜图像的对比度。
全文摘要
一种虹膜识别系统，安装于电子装置中，所述的电子装置包括存储有作为识别码的各用户的原始虹膜的特征点的特征值的内存，该系统包括获取模块，用于并获取用户的认证虹膜图像；处理模块，用于对所获取的认证虹膜图像进行处理；虹膜特征提取模块，用于在处理后的认证虹膜图像中提取认证虹膜的特征点，并计算所提取的认证虹膜各特征点的特征值；及比对模块，用于比对所提取的认证虹膜的特征点的特征值是否与内存中的识别码相符，若相符，则确认该用户通过身份识别。本发明还提供一种虹膜识别方法。利用本发明可通过虹膜识别用户身份。
文档编号G06K9/00GK101727574SQ200810304970
公开日2010年6月9日 申请日期2008年10月17日 优先权日2008年10月17日
发明者周盟杰 申请人:深圳富泰宏精密工业有限公司;奇美通讯股份有限公司