多模态生物识别装置及其进行图像采集的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及生物识别领域，特别是指一种多模态生物识别装置及其进行图像采集的方法。
【背景技术】
[0002]生物识别技术主要是指通过人类生物特征进行身份认证的一种技术，人类的生物特征通常具有唯一性、可以测量或可自动识别和验证、遗传性或终身不变等特点，因此生物识别认证技术较传统认证技术存在较大的优势。用于生物识别的生物特征有手形、指纹、人脸、虹膜、视网膜、脉搏、耳廓等，人们已经发展了手形识别、指纹识别、人脸识别、虹膜识别等多种生物识别技术。
[0003]生物识别技术在各个领域得到了广泛的应用，出现了各种各样的生物识别装置，并且为了提高认证的准确率以及拓展适用范围，逐渐出现了使用多种生物特征进行组合认证的装置，本发明称其为多模态生物识别装置。
[0004]多模态生物识别装置需要采集多种生物特征。但是每个生物特征在采集时需要的条件不同，如环境的光照条件(包括光照强度和允许通过的光线波长范围等)不同，图像采集装置(这里的图像采集装置包括光学镜头、图像传感器和滤光器，以及它们的附属元件等)的焦距也不同，等等。如果使用一个图像采集装置采集多种生物特征的话，有两种工作模式，一种是分多次分别采集多种生物特征，另一种是一次采集一张全景图片，从全景图片上提取出多种生物特征，这样会对多模态生物识别装置的软件和硬件有很高的要求，具体为:
[0005]1、图像采集装置的硬件要求高(要求焦距可调、光照强度可调、允许通过的光线波长范围可调等)，这就势必会使得图像采集装置的结构复杂，各个元件的性能高。成本将会增加。
[0006]2、复杂的图像采集装置必然要求复杂的控制程序，需要很多算法，对控制单元的运算速率等有较高的要求。导致图像采集装置的采集效率低，而且会增加成本。
[0007]3、全景图片要求分辨率高，一张图片占的内存大，对内存要求高。使得多模态生物识别装置的运行速度慢，而且会增加成本。
[0008]因此，在多模态生物识别装置中，一般考虑用多个图像采集装置分别采集多种生物特征来解决上述问题。例如，在采用人脸特征和虹膜特征的多模态生物识别装置中，使用四个图像采集装置采集图像。一个用于采集人脸图像，一个用于拍摄场景，另外两个分别用于采集虹膜左眼和右眼图像。在多模态生物识别装置启动后，分别对四个图像采集装置进行相应的初始化配置，根据相应的驱动信号调用相应的图像采集装置工作。但是，每一个图像采集装置都需要连接控制单元的一个摄像头接口(Camera Interface)，如图1所示，有的控制单元的摄像头接口一般较少(一个或两个)，很难满足多个图像采集装置，而有多个摄像头接口的控制单元一般在其他的方面不尽如人意，很难满足多模态生物识别装置的要求。
【发明内容】
[0009]本发明提供一种多模态生物识别装置及其进行图像采集的方法，该装置能够在控制单元的一个摄像头接口上连接多个图像采集装置，采集多路图像，节省控制单元的资源，并且降低功耗。
[0010]为解决上述技术问题，本发明提供技术方案如下:
[0011]—种多模态生物识别装置，包括控制单元、内存和多个图像采集装置，还包括数据选择器，所述控制单元的数据端经所述数据选择器连接所述多个图像采集装置的数据端，所述控制单元的选通控制端连接所述数据选择器的选通控制端，所述内存中开辟有用于存储所述多个图像采集装置采集到的图像数据的缓存空间。
[0012]—种上述的多模态生物识别装置进行图像采集的方法，包括:
[0013]控制单元通过串行控制端发送串行控制信号，对所述多个图像采集装置进行初始化；
[0014]初始化控制单元的摄像头单元；
[0015]当需要采集图像数据时，控制单元判断当前接通的图像采集装置是否为希望使用的图像采集装置，若否，控制单元控制数据选择器接通希望使用的图像采集装置。
[0016]本发明具有以下有益效果:
[0017]本发明的数据选择器包括多组数据接口，其中一组作为输出端，连接控制单元的数据端，其他组作为输入端，分别连接多个图像采集装置的数据端；控制单元的选通控制端其实就是输出地址的管脚，数据选择器的选通控制端其实就是地址管脚，通过控制单元发出的地址，控制数据选择器的某一组数据接口导通，其他组数据接口断开，这一组数据接口连接的图像采集装置就能与控制单元进行数据传输。采集到的图像数据发送到内存中的缓存空间中，当图像数据发送完毕，从缓存空间中取走。
[0018]并且，一般的图像采集装置都有两种模式:休眠模式(低功耗)和正常运行模式。本发明还可以将未选通的图像采集装置设置为休眠模式，降低功耗。
[0019]本发明能够在控制单元的一个摄像头接口上连接多个图像采集装置，采集多路图像，节省控制单元的资源，并且降低功耗。
【附图说明】
[0020]图1为控制单元与图像采集装置的连接示意图；
[0021]图2为本发明的多模态生物识别装置一个实施例的示意图；
[0022]图3为本发明中的帧同步信号和行同步信号的一个实施例的示意图；
[0023]图4为本发明的多模态生物识别装置进行图像采集的方法的原理流程图；
[0024]图5为本发明的多模态生物识别装置进行图像采集的方法的一个实施例的总体流程图；
[0025]图6为本发明的多模态生物识别装置进行图像采集的方法的一个实施例中的虹膜识别流程图；
[0026]图7为本发明的多模态生物识别装置进行图像采集的方法的一个实施例中的人脸识别和场景图片保存流程图。
【具体实施方式】
[0027]为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
[0028]—方面，本发明提供一种多模态生物识别装置，如图2所示，包括控制单元1、内存2和多个图像采集装置3，还包括数据选择器4，控制单元1 (实际上是控制单元的摄像头接口，下同)的数据端经数据选择器4连接多个图像采集装置3的数据端，控制单元1的选通控制端连接数据选择器4的选通控制端，内存2中开辟有用于存储多个图像采集装置3采集到的图像数据的缓存空间。
[0029]本发明的控制单元一般为CPU或MCU，它包括有摄像头接口(Camera Interface)，摄像头接口连接的是控制单元中进行图像处理的部分，我们称之为摄像头单元(CameraUnit);图像采集装置包含采集镜头和图像传感器，如图1所示，以及它们的附属机构；数据选择器(data selector)有时也叫做多路选择器或多路调制器(multiplexer)，它能够根据给定的选择信号(实际上是地址代码)，从一组输入信号中选出指定的一个送至输出端的组合逻辑电路。
[0030]本发明的数据选择器包括多组数据接口，其中一组作为输出端，连接控制单元的数据端，其他组作为输入端，分别连接多个图像采集装置的数据端(数据选择器的输入端和输出端没