基于人脸与虹膜融合识别的光学变焦镜头设计方法及系统与流程

1.本发明涉及生物识别装置技术领域，具体是指基于人脸与虹膜融合识别的光学变焦镜头设计方法及系统。


背景技术：

2.人的身份特征是人的基本信息，其重要性不言而喻，传统的口令，密码，id卡等基于知识和实物的身份鉴别技术难以满足大规模应用和高安全级别的需求，同时也给用户的使用带来了不便，当今社会，智能化、信息化成为发展的必然趋势，大规模的身份鉴别技术对于国土安全、公共安全、金融安全和网络安全都具有重要意义。所谓生物识别技术就是通过计算机与光学、声学、生物传感器和生物统计学原理等高科技手段密切结合，利用人体固有的生理特性(如指纹、指静脉、人脸、虹膜等)和行为特征(如笔迹、声音、步态等)来进行个人身份的鉴定。
3.目前，生物识别技术正在逐渐步入大规模应用的时代，在所有的生物识别技术中，人脸和虹膜识别均为非接触式采集、识别，安全干净，避免了病菌的传播，生物识别装置中大多使用光学变焦镜头用以采集信息，但是目前大多数的生物识别的光学变焦镜头只对特定的一种生物特征进行采集和识别，限制了光学变焦镜头的应用范围，因此，需要一种基于人脸与虹膜融合识别的光学变焦镜头设计方法与系统来解决以上问题。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是克服以上技术问题，提供一种设计合理、识别效率高、可识别多模态生物特征的基于人脸与虹膜融合识别的光学变焦镜头设计方法及系统。
5.为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：基于人脸与虹膜融合识别的光学变焦镜头设计方法与系统，包括安装壳体，所述安装壳体上设有安装槽，所述安装槽内安装设有显示屏，所述安装壳体上连接设有若干光学变焦摄像头和补光灯，所述安装壳体内安装设有人脸采集模块、虹膜采集模块、预处理模块、提取模块、融合模块、计算模块和识别模块，所述人脸采集模块用于获取用户的人脸图像，所述虹膜采集模块用于获取用户的虹膜图像，所述预处理模块用于对收集到的人脸图像和虹膜图像进行预处理，所述提取模块用于提取人脸图像和虹膜图像中的图像特征，所述融合模块将提取到的人脸图像特征和虹膜图像特征进行特征融合，所述计算模块用于计算融合图像特征与数据库中的人员融合图像的相似度，获得待识别用户与数据库中人员的比对分数，所述识别模块用于比对分数与设定分数阈值的识别。
6.作为改进，所述人脸图像的信息包括人脸的对比度、人脸的正侧脸程度、人脸被遮挡的程度和佩戴眼镜与否。
7.作为改进，所述虹膜图像的信息包括可用区域面积、虹膜和巩膜对比度、虹膜和瞳孔对比度、瞳孔边界圆度、灰度利用率、虹膜半径、瞳孔伸缩率、虹膜和瞳孔同心度、边缘预留度和清晰度。
8.作为改进，该方法包括：
9.s1：通过光学变焦摄像头对人脸图像和虹膜图像进行实时信息快速采集；
10.s2：利用预处理模块对人脸图像和虹膜图像进行定位分割并得到人脸和虹膜的纹理特征；
11.s3：提取人脸图像中的图像特征，获得人脸特征向量，提取虹膜图像中的图像特征，获得虹膜特征向量；
12.s4：将人脸特征向量和虹膜特征向量进行特征融合生成融合后的综合特征向量；
13.s5：计算综合特征向量与数据库中人员的样本综合数据之间的相似度，获得待识别用户与数据库中人员的比对分数；
14.s6：若比对分数大于设定分数阈值，则确认待识别用户为数据库中人员，若比对分数小于设定分数阈值，则确定待识别用户不是数据库中人员。
15.采用以上结构后，本发明具有如下优点：
16.一、相对于单模态生物识别系统而言，多模态生物识别系统具有更高的准确性和可靠性，本发明具有多模态生物特征同时认证，能进一步降低误识率和误拒率，能充分利用多模态生物特征提供的信息，弥补了单模态生物识别系统往往只能满足一部分要求的缺陷，从而进一步有效提升了对生物特征识别的识别率和准确性；
17.二、本发明兼具人脸识别的易用性和虹膜识别的高精度，能为用户提供舒适安全的使用体验，在现实生活中具有广阔的应用前景；
18.三、人脸的虹膜都是非接触式的信息采集，在疫情期间，可避免潜在的交叉感染，更加安全；
19.四、本发明可以实现局域网联网控制，将用户权限的分配进行集中管理，可以十分便捷地实现远程控制，譬如通过识别用户的人脸和虹膜特征对电子设备或电子文件进行加密或解密，基于本发明中的系统，用户只需要看一眼人脸和虹膜登陆设备，就能迅速被运行系统的设备所识别，比起手动输密码，采取人脸和虹膜融合识别系统用来加密或解锁更便捷、更精准，也更安全，实用性更好。
附图说明
20.图1是本发明基于人脸与虹膜融合识别的光学变焦镜头设计方法及系统的结构示意图。
21.图2是本发明基于人脸与虹膜融合识别的光学变焦镜头设计方法及系统的内部结构示意图。
22.图3是本发明基于人脸与虹膜融合识别的光学变焦镜头设计方法及系统的工作流程图。
23.如图所示：1、安装壳体；2、安装槽；3、显示屏；4、变焦摄像头；5、补光灯；6、人脸采集模块；7、虹膜采集模块；8、预处理模块；9、提取模块；10、融合模块；11、计算模块；12、识别模块。
24.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或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技术的一些实施例，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。
具体实施方式
25.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”、“中心”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
26.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设有”、“安装”、“相连”、“连接”等应做广义理解，例如、可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
27.下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。
28.结合附图1-附图3，基于人脸与虹膜融合识别的光学变焦镜头设计方法与系统，包括安装壳体1，所述安装壳体1上设有安装槽2，所述安装槽2内安装设有显示屏3，所述安装壳体1上连接设有若干光学变焦摄像头4和补光灯5，所述安装壳体1内安装设有人脸采集模块6、虹膜采集模块7、预处理模块8、提取模块9、融合模块10、计算模块11和识别模块12，所述人脸采集模块6用于获取用户的人脸图像，所述虹膜采集模块7用于获取用户的虹膜图像，所述预处理模块8用于对收集到的人脸图像和虹膜图像进行预处理，所述提取模块9用于提取人脸图像和虹膜图像中的图像特征，所述融合模块10将提取到的人脸图像特征和虹膜图像特征进行特征融合，所述计算模块11用于计算融合图像特征与数据库中的人员融合图像的相似度，获得待识别用户与数据库中人员的比对分数，所述识别模块12用于比对分数与设定分数阈值的识别，所述人脸图像的信息包括人脸的对比度、人脸的正侧脸程度、人脸被遮挡的程度和佩戴眼镜与否，所述虹膜图像的信息包括可用区域面积、虹膜和巩膜对比度、虹膜和瞳孔对比度、瞳孔边界圆度、灰度利用率、虹膜半径、瞳孔伸缩率、虹膜和瞳孔同心度、边缘预留度和清晰度。
29.本发明在具体实施时，在光线不充足时，当用户处于光学变焦摄像头4的识别范围中时，补光灯5自动被唤醒，以便光学变焦摄像头4有足够的光线获取用户信息，通过光学变焦摄像头4对人脸图像和虹膜图像进行实时信息快速采集；利用预处理模块8对人脸图像和虹膜图像进行定位分割并得到人脸和虹膜的纹理特征；提取人脸图像中的图像特征，获得人脸特征向量，提取虹膜图像中的图像特征，获得虹膜特征向量；将人脸特征向量和虹膜特征向量进行特征融合生成融合后的综合特征向量；计算综合特征向量与数据库中人员的样本综合数据之间的相似度，获得待识别用户与数据库中人员的比对分数；若比对分数大于设定分数阈值，则确认待识别用户为数据库中人员，若比对分数小于设定分数阈值，则确定待识别用户不是数据库中人员，更加方便、快捷，提高了安全性，实用性更好。
30.以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。