具有脸像和虹膜采集功能的识别装置制造方法及图纸

一种具有脸像和虹膜采集功能的识别装置，面部辅助光源是８５０ｎｍ红外ＬＥＤ阵列，面部识别时面部辅助光源设定为自动模式补光；设有面部动态调节补光电路，其分别与面部电子图像采集装置、面部辅助光源的面部ＰＷＭ驱动电路以及面部数据通讯接口连接。虹膜辅助光源是９５０ｎｍ红外ＬＥＤ阵列，虹膜识别时虹膜辅助光源设定为自动模式补光；设有虹膜动态调节补光电路，其分别与虹膜电子图像采集装置、虹膜辅助光源的虹膜ＰＷＭ驱动电路以及虹膜数据通讯接口连接。通过在虹膜图像采集系统和面部图像采集系统中分别设置动态调节补光电路，合理设计光学系统和配置相应滤光片，以提高单纯光源的含量，从而明显提高图像采集速度和虹膜图像质量。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及应用电子电路进行指纹识别的方法或装置，特别是涉及一种具有 脸像和虹膜采集功能的识别装置。
技术介绍
人体自身具备众多独特的生物特征，如指纹、脸像和虹膜等等。现有的脸像识别装 置识别准确率低，因为不同个体间的区别不大，所有人的面部结构都相似；其次，人脸的外 形很不稳定，人可以产生很多表情，而在不同观察角度，视觉图像相差很大。另外，脸像识别 还受光照、墨镜等遮盖物、年龄等多因素影响。而虹膜识别装置基于虹膜特征在人的一生中 保持相当高的稳定性和差异性，而且瞳孔的缩放使虹膜组织具有活体组织的显著特征，可 以有效防止人工伪造，使得虹膜识别在包括指纹在内的所有生物识别中是应用最为方便和 精确的一种。然而，虹膜图像受外界光线、皮肤色调、虹膜毛发、发型、眼镜、表情和姿态变化 的影响也很大，致使单一的虹膜图像识别误判和拒判比例较大，难以满足客户高层次的需 求。此外，现有虹膜图像采集系统中的光源大多是单纯光源如红外线、紫外线，这些室内环 境的单纯光源相对于其他光源难以达到满意的图像效果。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是弥补上述现有技术的缺陷，提供一种具有脸像 和虹膜采集功能的识别装置。本技术的技术问题通过以下技术方案予以解决。这种具有脸像和虹膜采集功能的识别装置，包括面部图像采集系统、虹膜图像采 集系统，以及与面部图像采集系统、虹膜图像采集系统分别连接的面部虹膜识别运算系统、 与面部虹膜识别运算系统分别连接的液晶图像显示系统、人机交互界面和信号输出电路。所述面部图像采集系统包括设有面部成像镜头和面部CMOS图像传感器的面部电 子图像采集装置、设有面部PWM驱动电路的面部辅助光源和面部数据通讯接口，所述面部 成像镜头和面部CMOS图像传感器依次连接且排列在系统主光轴上，面部数据通讯接口与 面部虹膜识别运算系统连接。所述虹膜图像采集系统包括设有虹膜成像镜头和虹膜CMOS图像传感器的虹膜电 子图像采集装置、设有虹膜PWM驱动电路的虹膜辅助光源和虹膜数据通讯接口，所述虹膜 成像镜头和虹膜CMOS图像传感器连接且依次排列在系统主光轴上，虹膜数据通讯接口与 面部虹膜识别运算系统连接。这种具有脸像和虹膜采集功能的识别装置的特点是所述面部辅助光源包括850nm红外LED阵列，仅有补光作用，照明主光源是外界环 境光源，面部识别时所述面部辅助光源设定为自动模式补光。设有面部动态调节补光电路，所述面部动态调节补光电路分别与面部电子图像采 集装置、面部辅助光源的面部PWM驱动电路以及面部数据通讯接口连接。所述面部动态调节补光电路根据面部CMOS图像传感器采集环境光源的强度信息以及预设的参数确定面部 辅助光源亮度补偿值，控制所述面部PWM驱动电路输出PWM信号对所述面部辅助光源的发 光强度补光，使进行脸像识别的面部光源参数保持稳定，减少系统曝光参数的变化，使曝光 参数相对固定，以提高系统提取图像的速度，解决当外界光线较弱时需要提高曝光时间、采 集图像慢和图像质量不佳的问题。所述虹膜辅助光源包括950nm红外LED阵列，与面部辅助光源之间互相无干扰，且 仅有补光作用，对人眼无任何伤害，照明主光源是外界环境光源，虹膜识别时所述虹膜辅助 光源设定为自动模式补光。设有虹膜动态调节补光电路，所述虹膜动态调节补光电路分别与虹膜电子图像采 集装置、虹膜辅助光源的虹膜PWM驱动电路以及虹膜数据通讯接口连接。所述虹膜动态调 节补光电路根据虹膜CMOS图像传感器采集环境光源的强度信息以及预设的参数确定虹膜 辅助光源亮度补偿值，控制所述虹膜PWM驱动电路输出PWM信号对所述虹膜辅助光源的发 光强度补光，使进行虹膜识别的虹膜光源参数保持稳定，减少系统曝光参数的变化，使曝光 参数相对固定，以提高系统提取图像的速度，解决当外界光线较弱时需要提高曝光时间、采 集图像慢和图像质量不佳的问题。本技术的技术问题通过以下进一步的技术方案予以解决。所述面部动态调节补光电路包括光电传感器、与所述光电传感器连接的模拟信号 比较器，由所述光电传感器将光强、光照度的变化转换成电信号，通过所述模拟信号比较器 输出控制信号，控制所述面部PWM驱动电路输出PWM信号对所述面部辅助光源的发光强度 补光。所述虹膜动态调节补光电路包括光强光照度检测电路、与所述光强光照度检测电 路连接的可编程逻辑器件，所述光强光照度检测电路与所述虹膜辅助光源的红外LED阵列 连接。由所述光强光照度检测电路将光强、光照度的变化转换成电信号，通过所述可编程逻 辑器件输出控制信号，控制所述虹膜PWM驱动电路输出PWM信号对所述虹膜辅助光源的发 光强度补光。所述面部辅助光源前置有高散射面板，上电即开始工作，在高散射面板作用下，形 成均勻的平面光源，安装时，所述面部辅助光源的投射方向与人脸夹角为42°，通过安装高 度的调整，使面部辅助光源与人的脸部平面形成适当角度，以有效解决配戴眼镜者眼镜表 面反射光线过强导致面部CMOS图像传感器因图像局部过饱和而采集不到有效面部图像的 问题。所述虹膜辅助光源前置有高散射面板，上电即开始工作，在高散射面板作用下，形 成均勻的平面光源，安装时，所述虹膜辅助光源的投射方向与人眼夹角为13°，通过安装高 度，使虹膜辅助光源与人的眼睛平面形成适当角度，以有效解决配戴眼镜者眼镜表面反射 光线过强导致虹膜CMOS图像传感器因图像局部过饱和而采集不到有效眼睛图像的问题。所述面部电子图像采集装置设有组合式低通窄带850nm面部滤光片，根据CMOS对 不同波段的光线的敏感度按比例要求选择性截止光波，基本只通过850nm波长的红外光， 使CMOS获取均勻柔和的850nm红外光，采集的图像不受强光、颜色、肤色、面色和妆色的影 响，且在可见光较弱的夜间，具有夜视性能，输出图像只是面部的轮廓和特征。所述组合式低通窄带850nm面部滤光片包括红外滤光片和可见光滤光片，设置在面部CMOS图像传感器后方或者嵌于面部成像镜头内。所述虹膜电子图像采集装置设有950nm窄带虹膜滤光片，只通过950nm波长为近 红外光，使通过CMOS的光源为单纯的红外光源，采集的图像更加清晰可靠。所述950nm窄带虹膜滤光片为红外滤光片，设置在虹膜成像镜头前方。本技术的技术问题通过以下再进一步的技术方案予以解决。所述面部虹膜识别运算系统采用主从式双CPU架构，包括主控单元和与其连接的 从控单元；在主CPU发生故障不能正常工作时，从CPU仍可进行必要的工作，以提高系统的 安全性。所述主控单元是ARM公司设计的32位嵌入式RISC芯片内核的主CPU，所述主CPU 分别连接LCD显示器、面部图像采集系统、虹膜图像采集系统、实时时钟电路、开关机及复 位电路、语音输出电路和外设接口，用于实现虹膜与面部图像采集、比对、数据通讯、数据存 储显示和输出控制。所述从控单元是具有Flash片内程序存储器的CMOS微控制器，所述微控制器作为 系统的辅助控制器分别连接人机交互界面的按键板、指示灯、应急电池、响铃电路、锁控信 号输出电路、报警输出装置、基于Wiegand (韦根)26通讯协议的数据信号输出电路，以太 网接口和串口通信接口，用于键盘扫描、数据备份、应急控制、实时时钟，以及完成AT89S52 和主CPU之间的串口通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有脸像和虹膜采集功能的识别装置，包括面部图像采集系统、虹膜图像采集系统，以及与面部图像采集系统、虹膜图像采集系统分别连接的面部虹膜识别运算系统、与面部虹膜识别运算系统分别连接的液晶图像显示系统、人机交互界面和信号输出电路；　　所述面部图像采集系统包括设有面部成像镜头和面部ＣＭＯＳ图像传感器的面部电子图像采集装置、设有面部ＰＷＭ驱动电路的面部辅助光源和面部数据通讯接口，所述面部成像镜头和面部ＣＭＯＳ图像传感器依次连接且排列在系统主光轴上，面部数据通讯接口与面部虹膜识别运算系统连接；　　所述虹膜图像采集系统包括设有虹膜成像镜头和虹膜ＣＭＯＳ图像传感器的虹膜电子图像采集装置、设有虹膜ＰＷＭ驱动电路的虹膜辅助光源和虹膜数据通讯接口，所述虹膜成像镜头和虹膜ＣＭＯＳ图像传感器连接且依次排列在系统主光轴上，虹膜数据通讯接口与面部虹膜识别运算系统连接；　　其特征在于：　　所述面部辅助光源包括８５０ｎｍ红外ＬＥＤ阵列，面部识别时所述面部辅助光源设定为自动模式补光；　　设有面部动态调节补光电路，所述面部动态调节补光电路分别与面部电子图像采集装置、面部辅助光源的面部ＰＷＭ驱动电路以及面部数据通讯接口连接；　　所述虹膜辅助光源包括９５０ｎｍ红外ＬＥＤ阵列，虹膜识别时所述虹膜辅助光源设定为自动模式补光；　　设有虹膜动态调节补光电路，所述虹膜动态调节补光电路分别与虹膜电子图像采集装置、虹膜辅助光源的虹膜ＰＷＭ驱动电路以及虹膜数据通讯接口连接。...

【技术特征摘要】
1.一种具有脸像和虹膜采集功能的识别装置，包括面部图像采集系统、虹膜图像采集 系统，以及与面部图像采集系统、虹膜图像采集系统分别连接的面部虹膜识别运算系统、与 面部虹膜识别运算系统分别连接的液晶图像显示系统、人机交互界面和信号输出电路；所述面部图像采集系统包括设有面部成像镜头和面部CMOS图像传感器的面部电子图 像采集装置、设有面部PWM驱动电路的面部辅助光源和面部数据通讯接口，所述面部成像 镜头和面部CMOS图像传感器依次连接且排列在系统主光轴上，面部数据通讯接口与面部 虹膜识别运算系统连接；所述虹膜图像采集系统包括设有虹膜成像镜头和虹膜CMOS图像传感器的虹膜电子图 像采集装置、设有虹膜PWM驱动电路的虹膜辅助光源和虹膜数据通讯接口，所述虹膜成像 镜头和虹膜CMOS图像传感器连接且依次排列在系统主光轴上，虹膜数据通讯接口与面部 虹膜识别运算系统连接； 其特征在于所述面部辅助光源包括850nm红外LED阵列，面部识别时所述面部辅助光源设定为自 动模式补光；设有面部动态调节补光电路，所述面部动态调节补光电路分别与面部电子图像采集装 置、面部辅助光源的面部PWM驱动电路以及面部数据通讯接口连接；所述虹膜辅助光源包括950nm红外LED阵列，虹膜识别时所述虹膜辅助光源设定为自 动模式补光；设有虹膜动态调节补光电路，所述虹膜动态调节补光电路分别与虹膜电子图像采集装 置、虹膜辅助光源的虹膜PWM驱动电路以及虹膜数据通讯接口连接。2.如权利要求1所述的具有脸像和虹膜采集功能的识别装置，其特征在于所述面部动态调节补光电路包括光电传感器、与所述光电传感器连接的模拟信号比较器。3.如权利要求1或2所述的具有脸像和虹膜采集功能的识别装置，其特征在于所述虹膜动态调节补光电路包括光强光照度检测电路、与所述光强光照度检测电路 连接的可编程逻辑器件，所述光强光照度检测电路与所述虹膜辅助光源的红外LED阵列连接。4.如权利要求3所述的具有脸像和虹膜采集功能的识别装置，其特征在于 所述面部辅助光源前置有高散射面板，所述面部辅助光源的投射方向与人脸夹角为42°。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：车全宏，仲崇亮，符启娜，
申请(专利权)人：东莞市中控电子技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：44[中国|广东]