专利名称：识别人的方法和数据采集装置的制作方法
识别人的方法和数据采集装置
本发明涉及人的一个或多个虹膜的数据采集装置，还涉及采用这种数据采 集装置来对人进行识别的方法。上述的数据采集装置和方法可应用于生物统计 学认识领域，特别是通过对眼睛虹膜的分析的识别领域。
M生物统计学检查的识别，用来保护例如建筑物及机器等设施的安全， 或用来获得例如发行身份证、支付养老金等事项的授权。这种技术可以免于使 用有可能被盗或伪造的访问密码或卡。禾,这种技术可以加强安全性，(因为) 其中两个人具有相同的生物统计的概率几乎为零。
众所周知，通过分析其虹膜对人进行识别的第一种方法基于把虹膜图像处 理为一个模型，并将该模型与储存在数据库中的模型进行比较。该变换所产生 的模型是用虹膜图像的算法产生的，并包含一组虹膜图像的特征信息。因为对 于虹膜图像，这些模型是每-个人独有的。
该第一种识别方法是从借助于图像摄取传感器捕获虹膜图像的步骤开始 的。第一种识别方法从把这样捕获的图像变换为模型的步骤开始，接着是把该 模型与数据库的基准模型比较的步骤，最后是从比较步骤的结果出发对有关个 人的身份做出判断。
同样，众所周知第二种虹膜识别方法，根据所捕获的每一个虹膜的图像， 分析两眼的虹膜。为此目的，该第1巾识别方法要么所用的图像摄取传感器比 该第一种识别方法所用的大- -倍多，要么使用两个类似于第一种识别方法所用 的图像摄取传感器。
该第一种识别方法的另一个缺点在于捕获图像的有效面积。事实上，捕获 的虹膜图像一般分为三个区域。第一区域包括上眼睑的图像，该第二区域包括 下眼睑的图像，而该第三区域包括眼睛的中央部分，亦即准确地说，虹膜的图 像。只有第三部分才Bj以有效地用于虹膜识别方法的范围。安装允许捕获足够 大的第三区域的图像摄取传感器会导致传感器尺寸的增大，因而成本上升。另 外，图像传感器尺寸的增大同样在捕获的图像h招致该第一区域和该第二区域 的增大，而这些区域是无用的，是识别方法不处理的。图像传感器的尺寸不适当，而图像传感器的成本随着该方法过程中利用的捕获图像面积成比例地上升。 在上述现有技术的示例中，实施第一种识别方法或第二种识别方法的成本
上升，而且随着捕获的有效表面增大而上升。
本发明的目标是提出-种没有现有技术缺点的人一个或多个虹膜的数据采
集装置。
为此，提出一种数据采集装置，包含捕获人--个或多个虹膜的图像用的捕 获装置，而且包括一个处于该捕获装置与虹膜之间的光学变形装置，该光学变 形装置用于在捕获图像之前对-一个虹膜或者多个虹膜进行变形变换。
处理装置最好在把捕获的图像转换为一个或两个模型之前，对该图像进行 一个与该光学变形装置所产生的图像相反的变形变换。
按照一个纟寺定的实施例，该变形变换沿基本上沿水平的第一轴和基本上垂 直的第二轴进行。
沿第一轴变形变换的系数最好小于沿第二轴变换的系数。
按照一个特定的实施例，该数据采集装置包括
一处理的装置，用以把所述图像变换为一个或两个模型；
一存储装置，用以存储基准模型；
一比较装置，用以把所述模型与基准模型加以比较； 一判定装置，用以根据该比较装置提供的信息来判定该人的身份。 本发明还提出一种识别人的方法，当人面对所述数据采集装置时，它按照 Jl^变体使用所述的数据采集装置，该方法包括
一捕获步骤，通过光学变形装置捕获该人的一个或多个虹膜的图像；
一处理步骤，处理这样捕获的图像，以把捕获的图像编码为一个或两个模 型的形式-,
一比较步骤，把这样获得的模型与包含在存储装置中的基准模型加以比较;
和
一判定步骤，根据上述比较步骤的结果判定人的身份。 最好，在处理步骤的过程中和对图像进行编码之前，处理所捕获的图像， 以便反转该变形装置的作用。
通过阅读参照附图对一个实施例所作的描述，本发明上述的和其他特征将
显得更加清晰。附图中
图1示出按照本发明的数据采集装置； 图2示出按照本发明识别方法的算法；
图3示出现有技术的数据采集装置所捕获的虹膜图像-,
图4示出按照本发明的数据采集装置捕获的同一虹膜的图像；和 图5示出经过反变形变换的虹膜图像。
图1示出了数据采集装置150，它放置在其虹膜102将要被识别的人的眼睛 100的对面。为此目的，该数据采集装置150包括
—控制装置162; 一捕获装置152; —处理装置154;
一比较装置158-,
一判定装置164;
—存储装置]56;禾口
在捕获装置152的上游设置的光学变形装置160。
眼睛100包括丄:眼睑104和下眼睑106。[:眼睑104伸展的区域定义为第一 区域108，而下眼睑106伸展的区域定义为第二区域112。虹膜102伸展的区域 定义为第三区域110，因而位于该第一区域108和该第二区域112之间。
捕获装置152可以是CCD型的，而H月以捕获眼睛100的图像，特别是一 个或多个虹膜102的图像。
光学变形装置160进行眼睛100的图像的变形变换，因而在它的捕获之前 的虹膜102的图像的变形变换。
由光学变形装置160进行的变形变换沿基本h穿过该人两个虹膜102的中 心，就是说基本上水平的第一轴，和沿垂直于第一轴，并处于基本上垂直的平 面内的第二轴进行的。
包含在虹膜中的信息是直辐射信息(informationsorthoradiales)，就是说，虹 膜102的网状结构定向在虹膜102的径向。
图3是通过现有技术的数据采集装置看到的虹膜图像300。直线306表示虹 膜的网状结构，它含有在虹膜网状结构内有用的信息。圆304划定数据采集装 置检测区域，就是说圆304内部的区域是为核杳该人的身份而捕获和分析的。 捕获装置由多个小传感器构成，这些小传感器接收每--个来自基本上呈矩形的表面302的信息。
图4是通过按照本发明的数据采集装置150养到的虹膜图像400，其按照第 一轴的变换系数基本上为1/3 。线406表示包含信息的虹膜的网状结构(tramesde l'ins)。圆304戈啶 采集装置的检测区域，相对于图3的图像，它包含虹膜 102更大的部分。这样的装置安装得使它在下述识别过程中能够考虑虹膜102 更大的面积，即使在每一个单元表面302内部，阁像都被变形。人们发现，沿 第一轴的力，率下降。
这时几何反变换包括恢复虹膜102的糊犬。图5是经过所述几何反变换的 虹膜图像500。这时图像500分解为四个区域502,504， 506和508。
人们注意到，位于图像500下中部和上中部的两个区域502和504质量下 降，而且它们在识别过程中没有重要的后果，因为这些区域502和504 —般被 眼睑覆盖，因而在虹膜识别框架内不可利用。
人们注意到，位于图像500左侧部分和右侧部分的两个区域506和508，相 对于采用现有技术的装置捕获的同-，像300，质量下降非常小。这使识别过程 育的多有一个好的概率，因为这些区域506和508的信息是虹膜识别方法框架中 最容易利用的。
捕获一个虹膜图像102时，这数据采集装置150允许增大对应于虹膜102 的有效区域，仍旧可以使图像摄取传感器遵循现有技术，或者甚至缩小图像摄 取传感器的尺寸。这样，就降低了下述实施该识别方法的实施成本或至少维持 不变，而且有效面积相对于现有技术还有所增大。
捕获两个虹膜102图像时，数据采集装置150可以增大捕获区域，使得摄 取传感器安装得能够捕获两个虹膜102，而又不必使摄取传感器的尺寸或摄取传 ,的数目加倍。同样，相对于现有技术，下述识别方法的实施成本有所下降。
光学变形装置160可以采取圆柱形透镜类型或曲面镜等光学透镜的形式。 在反射镜的情况下， 一个或多个虹膜102的图像在被捕获装置152捕获之前在 反射镜上被反射。
控制装置162控制捕获装置152、处理装置154、比较装置158、判定装置 164和存储装置156。
处理装置154，在处理一个虹膜102的图像时，把图像变换为一个模型，或 在处理两虹膜102图像时，变换为两个模型。按照一^f寺定的实施例，在转换为一个或两个模型之前，处理装置154用 来预先对捕获的图像进行与光学变形装置160所产生的相反的几何变换。这样 获得的图像与更大的数据采集装置所获得的图像一致，而所获得的一个或多个 模型与已经存在的数据库保持兼容。该几何反变换是反变形变换。按照一个特 定的实施例，该反变换是双线性变焦型。
当某人想要记录该一个或多个模型而这样获取该一个或多个模型时，在记
录阶段的过程中，这样获得的该一个或多个模型传输到存储装置156，在其中构 成基准模型。存储装置56集中该人的一套模型，它们可以通过下述识别方法 识别。
该人想要辨认出他的虹膜时，这样获得的该一个或多个模型传输到比较装 置158，后者把这样获得的该一个或多个模型与在存储装置156中登记的基准模 型比较。
存储装置156可以采取数据库的形式。
比较装置158则向判定装置164传输比较结果，按照这些结果，判定该虹 膜102是否被识别。判定装置164用来根据比较装置158提供的信息对该人的 身份做出判定。
最好，控制装置162、处理装置154、比较装置158和判定装置164最好装 配在一个单一的计算装置中，并通过软件实现。
图2示出采用数据采集装置150对Ait行识别方法200的一种算法，该数 据采集装置被设计成当人面对所述数据采集装置150时来捕获该人的一个或多 个虹膜102的图像。该识别方法200包括
—捕获步骤202，舰光学变形装置160捕获该人的一个或多个虹膜102的 图像；
一处理步骤204，处理这样捕获的图像，以便将所捕获图像编码为一个或两 个模型的形式；
一比较步骤206，把该一个或多个这样获得的模型与存储装置156中所含的
基准模型进行比较；禾n
一判定步骤208，根据比较步骤206的结果判定该人的身份。 按照一4^寺定的实施例，在处理步骤204的过稈中和图像预先编码之前， 处理所捕获的图像，以反转变形装置60的作用。判定步骤208，例如，可以基于对待识别的模型和存储装置156的基准模型
之间的相似性分析。每一个比较按照给出代表相似性的得分，并按照这个得分 高于或低于基准值，考虑该人是否被识别。
沿第一轴变换的系数最别氐于沿第二轴变换的系数。
正如从图3至5中可以看出，在直辐射信息的情况下，就是说一个虹膜中 包含的信息并被水平遮盖(就是带眼睑的情况)的情况，垂直变形(就是说， 采用低于沿垂直轴的变换系数的沿水平轴的变换系数)允许在数据采集时改善 总体统计效果，因为在往往被遮盖的区域中降低精确度，而没有在最可利用的 区域中丢失太多的信息。
显而易见，本发明并不局限于所描述和表现的实现示例和方式，而且本领 域普通技术人员会想出许许多多变体。
权利要求
1.识别人的方法(200)，所述方法利用数据采集装置(150)实施，并且包含以下步骤-捕获步骤(202)，通过光学变形装置(160)捕获人的一个或多个虹膜(102)的图像，该光学变形装置包括所述数据采集装置(150)，并用以对一个或多个虹膜(102)的图像实现沿基本上水平的第一轴和沿基本上垂直的第二轴的变形变换；-处理步骤(204)，处理这样捕获的图像，以便编码为一个或两个模型的形式；-比较步骤(206)，把这样获得的一个或多个模型与存储装置(156)中所包含的基准模型进行比较；和-判定步骤(208)，根据比较步骤(206)的结果判定该人的身份。
2. 按照权利要求l的识别方法(200)， 其特征在于，在处理步骤(204)的过程中并在对图像进行编码之前，预先处理所捕获的 图像，以反转该变形装置(160)的作用。
3. 采集装置(150)，用以实施按照权利要求]或2的识别方法，并且 包含以下装置一捕获装置(152)，用以捕获人的一个或多个虹膜(102)的图像； 一处理装置(154);一存储装置(156); 一比较装置(158);禾口一判定装置(164)， 其特征在于，该数据采集装置(150)包括在捕获装置(152)与一个或多个虹膜(102) 之间的光学变形装置(160)，该光学变形装置(160)用以在捕获之前对一个或 多个虹膜(102)的图像进行变形变换，该变形变换是沿基本上水平的第一轴和 基本上垂直的第二轴，行的。
4. 按照权利要求3所述的数据采集装置(150)，专门用来实施权利要求2的识别方法，其特征在于，该处理装置(154)用来对所捕获的图像进行与光学变形装置(160)所产 生图像相反的变形变换。
5.按照权利要求3或4所述的数据采集装置(150)， 其特征在于，沿第一轴变形变换的系数低于沿第二轴变换的系数。
全文摘要
本发明涉及一种识别人的方法(200)，所述方法利用数据采集装置实施，并且包含捕获步骤(202)，通过光学变形装置捕获个人的一个或多个虹膜的图像，该光学变形装置包括所述数据采集装置，并设置得能够沿基本上水平的第一轴和基本上垂直的第二轴对该一个或多个虹膜图像进行变形变换；处理步骤(204)，处理这样捕获的图像，以便将其编码成一个或多个模型的形式；比较步骤(206)，把这样获得的一个或多个模型与包含在存储装置中的基准模型比较；和判定步骤(208)，从比较步骤(206)的结果出发就该人的身份做出判定。
文档编号G06K9/00GK101529443SQ200780020837
公开日2009年9月9日 申请日期2007年6月5日 优先权日2006年6月6日
发明者F·里尤尔, J·-Y·福尔, M·科塔德 申请人:萨基姆安全公司