虹膜快速定位装置及其定位方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110929570A(43)申请公布日2020.03.27(21)申请号201910990913.5(22)申请日2019.10.17(71)申请人珠海虹迈智能科技有限公司地址519000广东省珠海市金湾区红旗镇珠海大道北侧、双湖北路西2#厂房3楼B区(72)发明人栗永徽(74)专利代理机构广州三环专利商标代理有限公司44202代理人卢泽明(51)Int.Cl.G06K9/00(2006.01)权利要求书3页说明书9页附图7页(54)发明名称虹膜快速定位装置及其定位方法(57)摘要本发明提供的虹膜快速定位装置及其定位方法，包括发光单元、影像摄取模块和控制与处理模块，该发光单元用于提供至少一道入射光至一眼球，影像摄取模块用于从该眼球摄取一含有虹膜图像及具有原始灰度的眼球影像，该控制与处理模块用于接收所述影像摄取模块的至少一帧眼球影像、并从眼球影像中检测出眼睛图像候选区域，并且通过该眼球影像的眼睛图像候选区域中检测出瞳孔候选区域，并根据瞳孔候选区域拟定出瞳孔区域来标画出虹膜内边界，并根据虹膜内边界和瞳孔区域来获得复数个虹膜外边界来标画出虹膜外边界；通过该装置及对应的定位方法，仅需花0.06秒即可在一张包含眼睛影像的图片之中找出虹膜区域，且准确率高达95％。CN110929570ACN110929570A权利要求书1/3页1.虹膜快速定位装置，包括发光单元、影像摄取模块和控制与处理模块，其特征在于：所述发光单元，用于提供至少一道入射光至一眼球，以在该眼球上形成至少一个亮点，而该至少一个亮点位于该眼球的瞳孔附近；所述影像摄取模块，用于从该眼球摄取一含有虹膜图像及具有原始灰度的眼球影像，该眼球影像包括至少一个亮点的影像和所述瞳孔的影像，该眼球影像中所述瞳孔的灰度值小于一临界灰度值，而该眼球影像中的所述亮点的灰度值大于所述临界灰度值；所述控制与处理模块，用于接收所述影像摄取模块的至少一帧眼球影像、并从眼球影像中检测出眼睛图像候选区域，并且通过该眼球影像的眼睛图像候选区域中检测出瞳孔候选区域，并根据瞳孔候选区域拟定出瞳孔区域来标画出虹膜内边界，并根据虹膜内边界和瞳孔区域来获得复数个虹膜外边界点来标画出虹膜外边界。2.根据权利要求1所述的虹膜快速定位装置，其特征在于，所述发光单元包括至少一个红外光源和至少一个分光元件，每个红外光源的红外光线对应一个分光元件、并通过分光元件形成入射至眼球的红外入射光。3.根据权利要求1所述的虹膜快速定位装置，其特征在于，所述控制与处理模块包括核心控制单元、眼睛图像检测单元、虹膜内边界估测单元和虹膜外边界估测单元，所述核心控制单元分别与发光单元、影像摄取模块信号连接，并控制发光单元形成入射至眼球的入射光和控制影像摄取模块从眼球中摄取多个的眼球影像；所述核心控制单元还分别与眼睛图像检测单元、虹膜内边界估测单元和虹膜外边界估测单元信号连接，并依次控制眼睛图像检测单元、虹膜内边界估测单元和虹膜外边界估测单元将产生的检测结果由眼睛图像检测单元、虹膜内边界估测单元至虹膜外边界估测单元逐级向下传递反馈；所述眼睛图像检测单元，用于接收所述影像摄取模块的至少一帧眼球影像、并通过卷积神经网络算法从眼球影像中检测出眼睛图像候选区域，并且通过高斯概率密度函数对眼睛图像候选区域进行像素级的瞳孔预处理、并检测出瞳孔候选区域；所述虹膜内边界估测单元，根据瞳孔候选区域依序地执行群集分析处理、空白区块填补处理和形态学开运算处理拟定出瞳孔区域，根据瞳孔区域由数学运算求得区域中心点、并查寻像素值来标画出虹膜内边界；所述虹膜外边界估测单元，根据虹膜内边界和瞳孔区域在对应巩膜区域上标画复数条径向路径、并于每一条径向路径中所有像素值中挑出最大像素梯度点、获得复数个虹膜外边界点集合来标画出虹膜外边界。4.根据权利要求3所述的虹膜快速定位装置，其特征在于，所述控制与处理模块还包括与核心控制单元信号连接用于分别存储所述影像摄取模块摄取的眼球影像、眼睛图像检测单元检测的瞳孔候选区域、虹膜内边界估测单元标画的虹膜内边界和虹膜外边界估测单元标画的虹膜外边界信息的资料存储单元。5.根据权利要求3所述的虹膜快速定位装置，其特征在于，所述眼睛图像检测单元包括机器学习分类器和概率模型应用器，所述机器学习分类器接收所述影像摄取模块的至少一帧眼球影像、并通过卷积神经网络算法从眼球影像中检测出眼睛图像候选区域，所述概率模型应用器通过高斯概率密度函数对眼睛图像候选区域进行像素级的瞳孔预处理、并检测出瞳孔候选区域。2CN110929570A权利要求书2/3页6.根据权利要求3所述的虹膜快速定位装置，其特征在于，所述虹膜内边界估测单元包括影像平滑化单元和虹膜内边界建立单元，所述影像平滑化单元依序地对所述眼睛图