检测提取单元、多模态生物特征融合单元和多模态生物特征质量评价单元，根据主动感知信息指导主动多元成像系统进行有针对性地成像参数配置。
[0099]如上所述，所述高级成像算法处理系统，与逻辑控制平台202相连接，用于根据所述预设拍摄场景对应的真实结构场景模型具有的建模信息以及所述预设拍摄场景中的预设生物特征信息，执行预设成像处理操作，获得最终的多模态生物特征图像并进行显示(可以通过计算机等数据终端平台显示)。具体实现上，该高级成像算法处理系统用于实现多目标多模态生物特征的深度层析式成像和穿透式三维成像，在增大装置的成像景深范围的同时，提尚装置对遮挡目标的成像能力。
[0100]需要说明的是，对于本发明，所述预设成像处理操作可以通过深度层析式算法、去遮挡算法、三维成像算法进行。其中，采用光场成像中的数字重对焦技术，利用一次曝光获取的光场信息，通过调整重对焦参数，对场景目标在深度方向上实现不同对焦面的多目标层析式成像。利用合成孔径成像技术，对被遮挡目标进行还原成像。利用深度信息重建目标高精度的三维形状。基于三维形状，利用全局光照模型，分析目标表面局部变化特征，应用如阴影恢复形状算法等恢复局部光照模型，再结合场景图像的表面纹理信息，最终实现多目标的三维成像。
[0101]参见图3，图3为本发明提供的一种复杂场景多模态生物特征图像获取装置中主动多元成像单元的结构分布前视示意图，表示了多光谱光源模块与多元成像模块(包括光场成像模块2012、高分辨率成像模块2013、高动态成像模块2014、红外成像模块2015以及深度成像模块2016)的机械分布情况。
[0102]参见图3所示，本发明提供的一种复杂场景多模态生物特征图像获取装置包括装置外壳300，所述装置外壳的正面中心位置设置有主成像镜头303，所述主成像镜头303用于为高分辨率成像模块2013(高分辨率成像模块)和高动态成像模块2014(高动态成像模块)提供入射光镜头通路。
[0103]需要说明的是，对于本发明，所述高分辨率成像和高动态成像共用由主成像镜头303提供的同一主成像光路，主成像光路采用望远结构设计，孔径大，可以满足对场景大范围成像需要;经主成像光路的光线经一组半反半透镜分别入射到面阵图像传感器(一种高分辨率图像传感器)和高动态图像传感器组，分别用于高分辨率成像和高动态范围成像;所述高动态传感器组由两个具有不同曝光系数的高动态传感器组成。
[0104]在本发明中，所述主成像镜头303的左侧设置有红外成像镜头304，作为红外成像模块2015的入射光镜头通路;所述主成像镜头303的右侧设置有深度成像镜头305(具体为TOF深度成像镜头)，作为深度成像模块2016的入射光镜头通路；
[0105]所述装置外壳的正面四周分别均匀分布有四个光场成像镜头组306，每一组由4个光场成像镜头子镜头组成，作为光场成像模块2012的入射光镜头通路，每上下两个光场成像子镜头构成一个光场成像模块单元。需要说明的是，光场成像模块具有的光场成像镜头组306不限于如图3所示的四个，还可以是不少于两个的任意多个。
[0106]在本发明中，参见图3，所述光场成像镜头组306、红外成像镜头304和深度成像镜头305的周围分别有多个多光谱光源302，由所述多个多光谱光源302组成多光谱光源模块
2011。也就是说明，所述多光谱光源模块2011呈阵列式分布于所述光场成像镜头组306、红外成像镜头304和深度成像镜头305的周围。
[0107]图4为本发明提供的主动多元成像系统光路结构示意图，表示了光场成像模块
2012、高分辨率成像模块2013、高动态成像模块2014、红外成像模块2015以及深度成像模块2016的光路构成。
[0108]一并参见图3、图4，其中2011为多光谱光源模块，呈阵列式分布于成像模块的四周，通过逻辑控制平台202来进行驱动控制，为多元成像模块(包括光场成像模块2012、高分辨率成像模块2013、高动态成像模块2014、红外成像模块2015以及深度成像模块2016)提供多光谱的补偿照明。
[0109]主成像光路402包括主成像镜头303，采用望远结构设计，位于主动多元成像单元201的中心位置，对大范围的预设拍摄场景的物方光束进行会聚，会聚后的光线经第一半反半透棱镜403分为透射光束和反射光束，其中，透射光束入射到面阵图像传感器(一种高分辨率图像传感器)404而生成大视场的高分辨率图像，面阵图像传感器404为采用集成电路封装技术加工得到；反射光束投射给第二半反半透棱镜405，第二半反半透棱镜405输出的透射光束和反射光束分别投射到两个高动态图像传感单元406，每个高动态图像传感单元406包括一个成像镜头和一个高动态图像传感器，其中成像镜头用于将入射光线进行会聚后投射到对应的传感器上，两个高动态传感成像单元的不同之处为各自的高动态图像传感器具有不同的曝光系数，可获得曝光不同的同一视场图像，以实现高动态成像。
[0110]红外成像模块2015位于主成像镜头303的一侧，如图4中所示，用于对场景进行红外成像，由红外成像镜头和红外成像传感器组成，入射光经红外成像镜头会聚后投射到其后端的红外成像传感器上，完成红外成像过程。
[0111]深度成像模块2016位于主成像镜头303的一侧，如图4中所示，用于对场景进行深度成像，获取场景深度信息;所述深度成像模块2016由深度成像镜头和深度成像传感器组成，入射光经深度成像镜头会聚后投射到其后端的深度成像传感器上，完成深度成像过程。
[0112]光场成像模块2012位于主成像光路402的四周，每四个光场成像镜头为一组，如图3中所示，上下两个为一个光场成像单元410，如图4所示，所述光场成像单元410包括两个光场成像镜头411、两个第一反射镜412、两个第二反射镜413、一个半反半透棱镜414、两个视场拼接镜头415、一个虹膜成像传感单元416和一个人脸成像传感单元418;
[0113]其中，每个所述光场成像镜头411的正后方倾斜分别设置有一个所述第一反射镜412，两个所述第一反射镜412的纵向中间位置倾斜设置有两个第二反射镜413，所述两个第二反射镜413的正后方倾斜分别设置有一个半反半透棱镜414;
[0114]所述半反半透棱镜414左端与水平面的夹角为锐角;所述半反半透棱镜414的正下方和正右侧分别设置有一个所述视场拼接镜头415，其中，位于所述半反半透棱镜414的正下方的视场拼接镜头415与一个人脸成像传感单元418相连接，位于所述半反半透棱镜414的正右侧的视场拼接镜头415与一个虹膜成像传感单元416相连接。
[0115]参见图4，对于光场成像模块2012，每四个光场成像镜头411为一组，每一个光场成像镜头组306包括两个光场成像单元410，如图4中所示，所述红外成像模块2015的上方和深度成像模块2016的下方分别具有一个所述光场成像单元410(实际包括两个，为了图4显示方便，只画出一个光场成像单元410示意)，入射光经上下两个光场成像镜头411会聚后分别投射到对应的第一反射镜412上，光场成像镜头411采用望远结构设计，以接受拍摄场景的多视角入射光束，第一反射镜412可以对入射光线进行反射;第一反射镜412的反射光线再经另外一组第二反射镜412反射后投射到半反半透棱镜414上;经过半反半透棱镜414后光线分为透射光束和反射光束，其中，透射光束入射到视场拼接镜头415，将上下两个光路得到的光束进行视场合并，再投射到其后端的高分辨率的虹膜成像传感单元416，高分辨率虹膜成像传感单元由微透镜阵列组和紧置于其后的采用集成电路封装技术加工的高分辨率虹膜光场成像传感器组成，而反射光束入射到视场拼接镜头415，将上下两个光路得到的光束进行视场合并，再投射到其后端的微透镜阵列形式的高分辨率的人脸成像传感单元418，高分辨率人脸成像传感单元由微透镜阵列组和紧置于其后的采用集成电路封装技术加工的高分辨率人脸光场成像传感器组成，也就是说光场成像模块2012通过其包括的所述高分辨率虹膜成像传感单元和高分辨率人脸成像传感单元，可以最终完成多视角大视场的虹膜、人脸光场成像。
[0116]参见图5，基于上述本发明提供的一种复杂场景多模态生物特征图像获取装置的应用场景如图所示。本发明提供的装置可以获取多目标(例如用户2000)的虹膜、人脸和步态图像信息，实现“多模态、多目标、多维度”的生物特征信息有效获取。
[0117]本发明所提供的装置1000具有虹膜生物特征有效感知区域1001，以及具有人脸和步态生物特征有效感知区域1002;具体实现上，经过检测，其中，虹膜生物特征有效感知区域1001的范围大概为距装置1000距离为Im(Ll)至5m(L2)的区域范围；人脸和步态生物特征有效感知区域1002为距装置1000距离为5m(L2)-15m(L3)的区域范围。
[0118]此外，本发明提供的装置100可在虹膜生物特征有效感知区域1001内获取多目标的虹膜2D图像，以及可以在人脸和步态生物特征有效感知区域1002内的较近区域(距装置100