本发明专利技术提供了一种虹膜成像装置、虹膜识别方法及识别设备。本发明专利技术的虹膜成像装置借助于光学相干层析技术，同时实现虹膜表面纹理和血管形态分布的高精度成像。本发明专利技术的识别方法结合其虹膜成像装置，提取获取图像中的虹膜表面纹理及其血管形态分布同时作为识别特征，可以实现高精度高准确率的虹膜识别。
Iris Imaging Device, Iris Recognition Method and Recognition Equipment
【技术实现步骤摘要】
虹膜成像装置、虹膜识别方法及识别设备
本专利技术属于生物识别
，具体地讲，涉及一种虹膜成像装置、虹膜识别方法及识别设备。
技术介绍
虹膜位于人眼瞳孔和巩膜之间的圆环状的区域内，在近红外光源下采集到的虹膜图像有着丰富的纹理的信息，例如隐窝，条纹，细丝等，我们将这些细微的特征称为虹膜的纹理特征。这些纹理特征有着高度的个体差异性，加上虹膜结构的极强稳定性，因此虹膜被认为是识别领域中一种非常可靠的识别样本现有的虹膜识别主要判定标准为虹膜表面纹理特征，多是借助相机获取虹膜圆形区域的高清图像，接着对采集到的圆形图像进行编码，最后提取编码信息中的特征信息进行匹配识别。这些技术均以摄影技术途径获取识别样品，依赖于后续的图像编码技术识别，所识别精度则取决于获取图片的清晰度，若获取图像质量低，则会对识别结果产生影响。而由于相对于人脸，虹膜面积较小，因此传统的摄像机无法获取高清的虹膜图像，目前的识别的准确率仅达到94％，还不符合高精度识别测量标准。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术的目的是，提供一种虹膜成像装置，该装置借助光学相干层析成像技术以获取虹膜组织的高分辨率图像，并可以获取虹膜区域的血管分布同时作为识别特征，从而提高识别准确率，可以实现高达99％的识别准确度。为了达到上述技术目的，本专利技术的技术方案如下：一种虹膜成像装置，包括光源，环形器，光纤耦合器，样品臂，参考臂，光谱仪，及处理器，其中，参考臂内设有第一准直透镜、第一透镜和固定反射镜，样品臂内设有第二准直透镜，快速扫描振镜、慢速扫描振镜、第二透镜；光谱仪包括第三准直透镜、光栅、第三透镜、线性相机，光源发出的光经环形器导向后进入光学耦合器，将光分成两束，一束到达参考臂，一束到达样品臂对样品进行扫描，进入参考臂的光经第一准直透镜和第一透镜后聚焦到固定反射镜，然后返回；进入样品臂的光，经过第二准直透镜后，依次经过快速扫描振镜和慢速扫描振镜，然后经第二透镜聚焦到眼底进行扫描；两臂返回的光进入光纤耦合器后发生干涉，然后经过环形器导向被光谱仪接收，先被第三准直透镜准直后，经光栅分束，然后经第三透镜聚焦到线性相机，线性相机按波长分光接收携带样品深度信息光谱，经处理器处理后成像。该虹膜成像装置，借助光学相干层析成像技术以获取虹膜组织的高分辨率图像，以避开传统摄像机的弊端。进一步地，所述光源为中心波长为800nm-1350nm的低相干宽带光源，以保证分辨率。进一步地，所述光纤耦合器为2×2光纤耦合器。进一步地，所述样品臂内还设有偏振器，位于第二准直透镜前方，以调整进入样品臂光线的偏振态，使得成像更稳定。本专利技术的另一方面，还提供了一种虹膜识别方法，包括如下步骤：步骤1)，采用上述的虹膜成像装置，获取虹膜三维图像；步骤2)，图像优化与降噪处理，减少图像伪影；步骤3)，将虹膜三维图像经过归一化之后，抽取虹膜表面纹理和血管形态分布特征，并与样品信息进行匹配对比，最后识别出身份。本专利技术的再一方面，还提供了一种虹膜识别设备，包括上述虹膜成像装置，用于获取虹膜三维图像；存储器，用于存储虹膜样本信息；处理器，用于处理所述虹膜成像装置获取的虹膜图像；并从获取的虹膜图像中抽取虹膜表面纹理和血管形态分布特征，与所述存储器内的虹膜样本信息进行匹配比对。本专利技术的虹膜成像装置借助于光学相干层析技术，实现虹膜表面纹理和血管形态分布的高精度成像。本专利技术的识别方法结合其虹膜成像装置，同时提取获取图像中的虹膜表面纹理及其血管形态分布同时作为识别特征，可以实现高精度高准确率(99％)的虹膜识别。。附图说明图1是本专利技术实施例的虹膜成像装置结构示意图；图2是本专利技术的虹膜识别方法流程图；图3是本专利技术的识别方法过程中获取的虹膜图像示意图；图4本专利技术虹膜识别设备结构示意图；图5为本专利技术一实施例的虹膜识别设备结构图；图6为本专利技术实施例的虹膜识别设备识别流程图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例详细说明本专利技术的技术方案。如图1所示，本专利技术的一实施例的虹膜成像装置，包括光源1，环形器2，光纤耦合器3，参考臂4，样品臂5，光谱仪6，及处理器7，其中，参考臂4内设有第一准直透镜4-1、第一透镜4-2和固定反射镜4-3，样品臂5内设有第二准直透镜5-1，快速扫描振镜5-2、慢速扫描中振镜5-3、第二透镜5-4；光谱仪6包括第三准直透镜6-1、光栅6-2、第三透镜6-3、线性相机6-4。光源1为中心波长为800nm-1350nm的低相干宽带光源，以保证分辨率，如800nm，850nm，900nm，950nm，1000nm，1150nm，1210nm，1310nm，1350nm等。光纤耦合器3为2×2光纤耦合器。为了调整进入样品臂4光线的偏振态，使得成像更稳定，样品臂4内还设有偏振器4-5，位于第二准直透镜4-1前方。光源1发出的光经环形器2导向后进入光学耦合器3，将光分成两束，一束到达参考臂4，一束到达样品臂5对样品进行扫描，进入参考臂4的光经第一准直透镜4-1和第一透镜4-2后聚焦到固定反射镜4-3，然后返回；进入样品臂5的光，经过偏振器4-5过滤后，穿过第二准直透镜4-1，然后依次经过快速扫描振镜4-2和慢速扫描振镜4-3，然后经第二透镜4-4聚焦到眼底进行扫描；两臂返回的光进入光纤耦合器3后发生干涉，然后经过环形器2导向被光谱仪6接收，进入光谱仪后，先经第三准直透镜6-1准直，然后经光栅6-2分束，最后经第三透镜聚6-3焦到线性相机6-4，线性相机6-4按波长分光接收携带样品深度信息光谱，处理后成像。该虹膜成像装置，借助光学相干层析成像技术，利用迈克尔逊干涉仪原理，以获取虹膜组织的高分辨率图像，轴向分辨率可以达到1-10μm，径向分辨率在1-10μm。鉴于，本专利技术的虹膜成像装置不仅可以对虹膜虹膜纹理形态，还可以对虹膜血管等进行高分辨成像，因此本专利技术还提供了一种虹膜识别方法，如图2-3所示，包括如下步骤：步骤S01，采用上述的虹膜成像装置，获取虹膜三维图像，如图3b所示。由于本专利技术提供的虹膜成像装置采用快速扫瞄振镜和慢速扫描振镜结合的二维扫描振镜系统，可以对虹膜进行三维成像，获取深度信息等，从而可以更好的提取虹膜生物特征。步骤S02，图像优化与降噪处理，减少图像伪影。图3c为经过优化处理后的图像，通过对比图3b与图3c，不难看出，通过图像处理，可以更好的去伪存真，便于提取有效信息。步骤S03，将虹膜三维图像经过归一化之后，抽取虹膜表面纹理和血管形态分布特征，并与样品信息进行匹配对比，最后识别出身份。将优化处理后的图像经过归一化处理，可以提取虹膜表面纹理和血管形态分布特征，然后基于这两种特征，与已存储的样品信息进行匹配比对，从而识别身份。该识别方法，将虹膜表面纹理与其血管形态分布相结合，可以实现高达99％的高精度高准确率识别。此外，基于本专利技术的虹膜成像装置，还提供了一种虹膜识别设备，如图4所示，包括上述的虹膜成像装置，用于获取虹膜三维图像；存储器，用于存储虹膜样本信息，可以是电脑CPU等；处理器，用于处理所述虹膜成像装置获取的虹膜图像；并从获取的虹膜图像中抽取虹膜表面纹理和血管形态分布特征，与存储器内的虹膜样本信息进行匹配比对，如可以是常见的ARM处理器等。具体地，如图5所示，为本专利技术一具体实施例的虹膜识别设备的结构图，可本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种虹膜成像装置，其特征在于，该装置包括，光源，环形器，光纤耦合器，样品臂，参考臂，光谱仪，及处理器，其中，参考臂内设有第一准直透镜、第一透镜和固定反射镜，样品臂内设有第二准直透镜，快速扫描振镜、慢速扫描振镜、第二透镜；光谱仪包括第三准直透镜、光栅、第三透镜、线性相机，光源发出的光经环形器导向后进入光学耦合器，将光分成两束，一束到达参考臂，一束到达样品臂对样品进行扫描，进入参考臂的光经第一准直透镜和第一透镜后聚焦到固定反射镜，然后返回；进入样品臂的光，经过第二准直透镜后，依次经过快速扫描振镜和慢速扫描振镜，然后经第二透镜聚焦到眼底进行扫描；两臂返回的光进入光纤耦合器后发生干涉，然后经过环形器导向被光谱仪接收，先被第三准直透镜准直后，经光栅分束，然后经第三透镜聚焦到线性相机，线性相机按波长分光接收携带样品深度信息光谱，经处理器处理后成像。
【技术特征摘要】
1.一种虹膜成像装置，其特征在于，该装置包括，光源，环形器，光纤耦合器，样品臂，参考臂，光谱仪，及处理器，其中，参考臂内设有第一准直透镜、第一透镜和固定反射镜，样品臂内设有第二准直透镜，快速扫描振镜、慢速扫描振镜、第二透镜；光谱仪包括第三准直透镜、光栅、第三透镜、线性相机，光源发出的光经环形器导向后进入光学耦合器，将光分成两束，一束到达参考臂，一束到达样品臂对样品进行扫描，进入参考臂的光经第一准直透镜和第一透镜后聚焦到固定反射镜，然后返回；进入样品臂的光，经过第二准直透镜后，依次经过快速扫描振镜和慢速扫描振镜，然后经第二透镜聚焦到眼底进行扫描；两臂返回的光进入光纤耦合器后发生干涉，然后经过环形器导向被光谱仪接收，先被第三准直透镜准直后，经光栅分束，然后经第三透镜聚焦到线性相机，线性相机按波长分光接收携带样品深度信息光谱，经处理器处理后成像。2.根据权利要求1所述的虹膜成像装置，其特征在于，所述光源为中心波长为800nm-1350nm的低相干宽带光源。3.根据权利要求1所述的虹膜成像装置，其特征在于，所述光...
【专利技术属性】
技术研发人员：秦嘉，吴小翠，叶欣荣，
申请(专利权)人：广东唯仁医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44
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