一种眼部图像采集方法及其系统技术方案

本发明专利技术公开了一种眼部图像采集方法及其系统。该方法包括以下步骤：在图像采集设备与人体接近的过程中采集多帧眼部图像，对其中的每一帧进行初步检测；将通过初步检测的采集帧作为待处理图像，基于生物特征参数对待处理图像进行精确检测；通过精确检测的图像作为保留图像，选取清晰度最佳的保留图像作为眼部采集图像。利用本发明专利技术，几乎不需要用户配合测距就可以采集到高质量的眼部图像，极大地改善用户的使用体验。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种眼部图像采集方法及其系统。该方法包括以下步骤：在图像采集设备与人体接近的过程中采集多帧眼部图像，对其中的每一帧进行初步检测；将通过初步检测的采集帧作为待处理图像，基于生物特征参数对待处理图像进行精确检测；通过精确检测的图像作为保留图像，选取清晰度最佳的保留图像作为眼部采集图像。利用本专利技术，几乎不需要用户配合测距就可以采集到高质量的眼部图像，极大地改善用户的使用体验。【专利说明】一种眼部图像采集方法及其系统
本专利技术涉及一种眼部图像采集方法，尤其涉及一种依据生物特征参数进行质量评估，不需要测距就可以快速采集到清晰眼部图像的方法，同时还涉及用于实现该方法的眼部图像采集系统，属于生物特征识别
。
技术介绍
虹膜是位于眼睛黑色瞳孔和白色巩膜之间的圆环状部分，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，这些特征在出生之前即以随机组合的方式确定下来，一旦形成终生不变，因此虹膜识别的准确性是各种生物特征识别技术中最高的。在此背景下，基于虹膜图像(或眼部图像)的生物特征识别技术以有效性、可靠性、安全性等优点受到人们的普遍青睐，在门禁、考勤、安防、支付等涉及身份认证的领域具有广泛的应用前景。但是，目前的虹膜识别系统在采集虹膜图像时，往往让使用者感觉不方便。例如，有的采集设备需要在严格限定的范围内使用，并需要用户积极配合采集工作，严重降低了采集设备的方便性和舒适度；有的采集设备专门安装了红外或者超声测距功能，增加了生产成本和设计的复杂性、局限性；有的采集设备采用复杂的算法处理图像，但面对实际应用中众多无效且干扰大的复杂背景图像，现有算法的实时性又远远达不到实际应用的要求，严重阻碍了虹膜识别技术的推广普及。因此，拥有能快速、便捷、低成本地获取高质量虹膜图像的采集设备是整套虹膜识别系统推广普及的重要前提。在虹膜图像的采集识别方面，专利文献I (CN103324908A)公开了一种用于虹膜识别的快速虹膜采集判断控制方法。它利用初步快速检测与虹膜定位后的精确检测相结合的方法，首先计算图像的清晰度、运动模糊、有无眨眼、有效虹膜比例及是否为活体虹膜图像；以上指标通过后，再进行虹膜定位，然后计算虹膜外圆的半径，根据虹膜外圆的半径大小调整CXD的放大倍数。通过了初步质量检测的虹膜图像95%以上满足最后精细虹膜检测的要求，从而使得采集速度有了很大的提高。但是其缺点是需配置人体感应探头，取像范围需要在探头感应的工作范围之内，因此需要人的配合才能启动进行图像采集。专利文献2(CN101388070B)进一步提供了一种选择最佳时机捕获虹膜影像的方法。它通过一般对焦，定位被拍摄者的虹膜位置；量测所述虹膜的长度和直径；判断该虹膜长度与虹膜外圆直径之间的比值是否大于等于一个指定数值；若该比值大于等于该指定数值，则判定被拍摄者没有眨眼，进而捕获影像。但是，该方法在拍摄影像时需要进行对焦，实时性差，用户等待时间长，不适合完成快速便捷的虹膜图像采集任务。因此，有必要开发一种不需要测距就可以快速采集最佳虹膜图像(或眼部图像)的方法及系统。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术所要解决的首要技术问题在于提供一种不需要通过额外的硬件设备测距就可以快速采集到清晰眼部图像的方法。本专利技术所要解决的另一个技术问题在于提供一种用于实现上述方法的眼部图像米集系统。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用下述的技术方案:一种眼部图像采集方法，包括以下步骤:在图像采集设备与人体接近的过程中采集多帧眼部图像，对其中的每一帧进行初步检测；将通过初步检测的采集帧作为待处理图像，基于生物特征参数对各所述待处理图像进行精确检测，通过精确检测的图像作为保留图像，选取清晰度最佳的保留图像作为眼部采集图像。其中较优地，所述初步检测包括如下步骤:S1:采用眼部图像样本进行训练，得到分类器，用来定位眼睛；S2:以单个眼睛坐标为中心，将输入图像裁剪成单眼标准图像；S3:对所述单眼标准图像进行分析，初步检测眼部图像质量。其中较优地，所述精确检测包括如下步骤:S4:对单眼标准图像进行瞳孔中心的定位；S5:所述瞳孔中心定位完成后，进行虹膜边缘检测；S6:精确计算所述单眼标准图像的生物特征参数，对眼部图像进行评估。其中较优地，在所述步骤SI中，检测输入图像中有无眼睛，进行人眼定位以得到若干定位区域；遍历定位结果，选择其中面积较大区域的中心坐标作为人眼初始的定位中心。其中较优地，在所述步骤S3中，初步进行眼部图像清晰度方面的检测。其中较优地，在所述步骤S6中，对所述眼部图像进行基于生物特征参数的计算，跟设定的阈值对比，若所述眼部图像符合生物指标要求，说明成像对象处于或接近于图像采集设备的工作范围，将该眼部图像保存为保留图像进入后续处理；若所述眼部图像不符合生物指标要求，表明成像对象不在图像采集设备的工作范围，则将该眼部图像舍弃，并提示用户朝正确的方向移动所述图像采集设备。其中较优地，在图像采集过程中，通过计算每帧眼部图像的生物特征参数，并结合所述图像采集设备的光电特性，换算出眼部和成像器件之间的物距，从而产生控制信号，实时指引用户前后移动所述图像采集设备的位置实现对焦成像。其中较优地，所述生物特征参数为人眼的单眼虹膜的外圆直径、人眼的双眼瞳孔的水平间距或人的单眼在水平方向的眼角距离中的任意一种。一种眼部图像采集系统，用于实现上述的眼部图像采集方法，包括图像采集模块、预处理模块、初步检测模块和精确检测模块；其中，所述图像采集模块采集眼部图像并传送到所述预处理模块，所述预处理模块对所述眼部图像进行人眼定位后，裁剪成标准图像；所述初步检测模块对所述标准图像是否符合使用要求进行判断，确认合格图像并送入所述精确检测模块；所述精确检测模块基于生物特征参数对所述合格图像进行检测，将通过精确检测的图像作为保留图像，选取清晰度最佳的保留图像作为眼部采集图像。与现有技术相比较，本专利技术具有以下优点:利用初步快速检测与后期精确检测相结合的方法，可以针对任意大小的眼部图像进行处理；采用渐进阶梯式的判别方式，使得图像识别的速度明显加快。利用本专利技术，虹膜图像采集设备或虹膜识别系统几乎不需要用户配合测距就可以采集到高质量的虹膜图像，减少繁琐的人工参与，改善用户的使用体验。【专利附图】【附图说明】图1为虹膜成像过程的光学原理示意图；图2为本专利技术所提供的眼部图像采集方法的流程图；图3为本专利技术中，依据虹膜外圆直径评估图像质量的流程图；图4为外部输入的干扰较大的图像示例；图5为经过样本训练库定位的眼睛位置示意图；图6是以图5定位的眼睛位置为中心，所裁剪的分辨率为640*480的标准虹膜图像示例；图7为对图6进行定位后，瞳孔中心及边缘的检测示意图；图8为采用Canny算子对图6进行边缘检测所得的边缘图像示例；图9为对图6进行定位后，虹膜外边界的示意图；图10为本专利技术所提供的眼部图像采集系统的整体结构示意图。【具体实施方式】下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明。在本专利技术的不同实施例中，所使用的生物特征参数可以是人眼的单眼虹膜的外圆直径，也可以是人眼的双眼瞳孔的水平间距，还可以是人的单眼在水平方向的眼角距离本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种眼部图像采集方法，其特征在于包括以下步骤：在图像采集设备与人体接近的过程中采集多帧眼部图像，对其中的每一帧进行初步检测；将通过初步检测的采集帧作为待处理图像，基于生物特征参数对各所述待处理图像进行精确检测，通过精确检测的图像作为保留图像，选取清晰度最佳的保留图像作为眼部采集图像。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨怀恒，王晓鹏，
申请(专利权)人：北京释码大华科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11