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专利名称 | 用于移动终端的虹膜识别成像模组及图像获取方法 |
申请号 | CN201410466682.5 | 申请日期 | 2014-09-15 |
法律状态 | 暂无 | 申报国家 | 中国 |
公开/公告日 | 2015-03-04 | 公开/公告号 | CN104394311A |
优先权 | 暂无 | 优先权号 | 暂无 |
主分类号 | H04N5/232 | IPC分类号 | H;0;4;N;5;/;2;3;2;;;H;0;4;N;5;/;2;3;5;;;H;0;4;N;9;/;0;4;;;G;0;6;K;9;/;0;0查看分类表>
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申请人 | 沈洪泉 | 申请人地址 | 江苏省苏州市张家港保税区新兴产业育成中心A栋413A室
变更
专利地址、主体等相关变化,请及时变更,防止失效 |
权利人 | 苏州思源科安信息技术有限公司 | 当前权利人 | 苏州思源科安信息技术有限公司 |
发明人 | 陈平;杜兆林 |
代理机构 | 杭州中成专利事务所有限公司 | 代理人 | 金祺 |
摘要
本发明公开了一种用于移动终端的虹膜识别成像模组,包括由移动终端主板、集成安全功能的处理器芯片、近红外LED电流驱动器、安全读写访问功能的内存、安全读写访问功能的存储器、电源管理模块以及显示屏构成的虹膜识别成像模组;虹膜识别成像模组由近红外LED照明光源和虹膜识别成像模组光学部件构成;虹膜识别成像模组光学部件包括前置和/或后置近红外光学滤光器、光学成像透镜、图像成像传感器连接线;集成安全功能的处理器芯片分别与近红外LED电流驱动器和虹膜识别成像模组通过连接线相互连接实现反馈控制;近红外LED电流驱动器驱动控制虹膜识别成像模组的近红外LED照明光源辐射强度和辐射周期。
1.一种用于移动终端的虹膜识别成像模组,该移动终端包括移动终端主板、集成安全功能的处理器芯片、近红外LED电流驱动器、电源管理模块以及显示屏,其特征是:还包括安全读写访问功能的内存、安全读写访问功能的存储器;
所述处理器芯片用于执行PKI加密和数字签名算法保护虹膜识别代码和虹膜模板及虹膜识别结果;
所述处理器芯片还分别与内存和存储器连接,完成执行虹膜识别代码和虹膜模板的安全计算以及执行虹膜识别代码和虹膜模板的安全存储功能;
所述虹膜识别成像模组由近红外LED照明光源和虹膜识别成像模组光学部件构成;所述虹膜识别成像模组光学部件包括进行成像波长过滤的前置和/或后置近红外光学滤光器,对近红外光学滤光器过滤后的成像波长光线进行聚焦的光学成像透镜、对通过光学成像透镜聚焦的成像波长光线成像的图像成像传感器,以及将图像成像传感器的图像进行信号传输的连接线;
所述处理器芯片分别与近红外LED电流驱动器和虹膜识别成像模组通过连接线相互连接实现反馈控制;
所述近红外LED电流驱动器驱动控制虹膜识别成像模组的近红外LED照明光源的辐射强度和辐射周期;
所述的近红外LED照明光源和图像成像传感器实现同步的脉冲周期辐射/曝光模式和/或同步的连续周期辐射/曝光模式;
所述的近红外LED照明光源辐射与图像成像传感器图像帧曝光的脉冲周期同步和/或近红外LED照明光源辐射与图像成像传感器图像帧曝光的连续周期同步;
所述的近红外LED照明光源辐射与图像成像传感器图像帧曝光采用占空比参数实现同步脉冲周期;
所述的辐射/曝光(积分)周期T被配置为:3.33ms毫秒≤T≤33.33ms毫秒;
所述的近红外LED照明光源辐射强度I被配置为:I≥100mW/sr。
2.根据权利要求1所述的用于移动终端的虹膜识别成像模组,其特征是:
所述的近红外光学滤光器与近红外LED照明光源以及光学成像透镜组合被配置如下:
近红外光学滤光器的中心峰值波长等于近红外LED照明光源的中心峰值波长和光学成像透镜的中心色差校正波长;近红外光学滤光器的半峰值透射波长带宽FWHM有效匹配或覆盖近红外LED照明光源的半峰值辐射波长带宽FWHM和光学成像透镜的色差校正波长范围;
所述的图像成像传感器和光学成像透镜被组合配置如下:
相互匹配的主光线入射角CRA≥20度;
所述近红外LED照明光源和光学成像透镜与图像成像传感器被组合配置如下:
近红外LED照明光源的亮度半峰值辐射角大于等于光学成像透镜的视场角,光学成像透镜的视场角大于等于图像成像传感器的像面物理尺度。
3.根据权利要求2所述的用于移动终端的虹膜识别成像模组,其特征是:
所述图像成像传感器图像读出帧速率R被配置为:R≥30fps帧每秒;
所述近红外LED照明光源中心峰值波长范围750-880nm,半峰值带宽FWHM为10-60nm;
所述近红外光学滤光器中心峰值波长范围750-880nm,半峰值带宽FWHM为10-60nm;
所述光学成像透镜的色差校正波长范围750-880nm;
所述近红外光学滤光器为反射可见光和透射用于成像波长的近红外光,或者吸收可见光和透射用于成像波长的近红外光;
所述近红外光学滤光器为窄带近红外光学滤光器或者带通近红外光学滤光器中的任意一种;
所述图像成像传感器的像面物理尺度SOI被配置为:
SOI=DOI*SOP;所述DOI为图像成像传感器的像面对角线像素数量;SOP为图像成像传感器单位像素的物理尺度;
所述光学成像透镜的视场角FOV被配置为:FOV≥2*arctan((SOI)/(2*EFL));EFL为光学成像透镜的等效焦距值;
所述近红外LED照明光源亮度半峰值辐射角AOR被配置为:AOR≥FOV;所述FOV为光学成像透镜的视场角。
4.根据权利要求1所述的用于移动终端的虹膜识别成像模组,其特征是:所述虹膜识别成像模组光学部件配置由钢化玻璃或蓝宝石玻璃构成的外表面保护窗口,所述外表面设置有防外部杂质污染的表面保护涂层;
所述虹膜识别成像模组的引导指示被配置如下:
近红外光学滤光器反射可见光进行镜面视觉反馈和可见光引导指示灯形成的引导指示,和/或显示屏显示成像图像反馈形成的引导指示;
配置距离感应器用于指示用户使用时距离远近信息提示,和用户超过距离近极限如
10cm以内时,关闭近红外LED照明光源避免过度光源辐射;
配置环境可见光感应器用于根据当前环境可见光亮度相应改变可见光指示灯和/或显示屏的亮度。
5.根据权利要求1所述的用于移动终端的虹膜识别成像模组,其特征是:
所述图像成像传感器被配置为RAW RGB Bayer像素输出格式,使用RGB通道补偿增益或RGB通道平衡增益,
以G通道补偿或平衡增益为规范化标准,G_CGC=1.0;
R通道补偿或平衡增益R_CGC=G/R;
B通道补偿或平衡增益B_CGC=G/B;
所述λ为近红外LED照明光源峰值波长,Δλ为近红外LED照明光源峰值波长半峰值带宽FWHM,g(λ),r(λ),b(λ)分别为图像成像传感器RGB通道的光电量子转换效率或光谱敏感度函数,f(λ)为波长分布函数;
所述图像成像传感器的模拟和/或数字增益GAIN的最大值被配置为:GAIN最大值产生的图像成像传感器信噪比SNR≥36db;
所述图像成像传感器的图像分辨率ROI被配置为:ROI≥1920pixels*1080pixels。
6.根据权利要求1所述的用于移动终端的虹膜识别成像模组,其特征是:所述光学成像透镜的光学畸变DOL绝对值被配置为:DOL绝对值≤1%;
所述光学成像透镜的EFL等效焦距值被配置为:
SOP*1000pixel≤EFL≤3*SOP*1000pixel;
所述SOP为图像成像传感器单位像素的物理尺度,单位um/pixel;
所述pixel为像素单位;
所述光学成像透镜的相对照明率IOR被配置为:IOR≥50%;
所述IOR为光学成像透镜的边缘视场亮度/光学成像透镜的中心视场亮度;
所述光学成像透镜的固定常数光圈或相对孔径倒数F被配置为:F=EFL/D;
0.5*SOP/(1.22*λ)≤F≤2.0*SOP/(1.22*λ);
所述D为光学成像透镜的光瞳或通光孔径的直径,EFL为光学成像透镜的等效焦距值,SOP为图像成像传感器单位像素的物理尺度,λ为近红外LED照明光源峰值波长;
所述光学成像透镜采用塑料非球面光学镜片注塑成型工艺,采用3-5P镜片校正全部像差。
7.一种用于移动终端的虹膜识别的图像获取方法,其特征是:包括以下步骤,①虹膜识别成像模组初始化配置;
②近红外LED电流驱动器和图像成像传感器进入关机Shutdown或待机standby的低功耗模式,以节省绝大部分功耗;
③处理器芯片检测是否需要获取虹膜图像,是转步骤4,否继续步骤3;
④近红外LED电流驱动器和图像成像传感器从关机Shutdown或待机standby低功耗模式转入正常工作模式,近红外LED电流驱动器开启近红外LED照明光源;
⑤图像成像传感器输出与近红外LED照明光源同步的脉冲周期辐射/曝光和/或同步的连续周期辐射/曝光后的图像数据;
⑥处理器芯片根据虹膜图像数据,反馈控制虹膜识别成像模组直至采集获取高质量虹膜图像;
⑦结束获取虹膜图像,返回步骤2循环;
所述的虹膜识别成像模组初始化配置步骤,包括:
⑴近红外LED电流驱动器复位reset,图像成像传感器复位reset;
⑵近红外LED电流驱动器模式被配置同步的脉冲周期辐射和/或连续周期辐射模式;
⑶图像成像传感器配置MIPI或并行接口,配置数据输出位宽度8/10/12bit,图像成像传感器配置时钟PLL和帧读出速率R,图像成像传感器配置图像分辨率ROI;
⑷图像成像传感器配置RAW RGB Bayer像素输出格式,图像成像传感器配置RGB通道补偿增益或RGB通道平衡增益,图像成像传感器配置模拟和/或数字增益GAIN;
⑸图像成像传感器配置与近红外LED照明光源辐射模式同步的脉冲周期曝光(积分)和/或同步的连续周期曝光(积分)模式。
8.根据权利要求7所述的用于移动终端的虹膜识别图像获取方法,其特征是:所述处理器芯片根据虹膜图像数据,反馈控制虹膜识别成像模组直至采集获取高质量虹膜图像,包括用于虹膜识别图像获取的近红外LED照明光源控制,包括以下步骤:
㈠集成安全功能的处理器芯片根据虹膜图像数据获得虹膜图像光源照射的亮度分布均匀性和镜面反射干扰程度;
㈡判断当前亮度分布均匀性和镜面反射干扰程度是否满足虹膜图像质量;是转步骤
1,否转步骤3;
㈢选择切换双侧或左右任一侧近红外LED照明光源;
㈣返回步骤1循环。
9.根据权利要求7所述的用于移动终端的虹膜识别图像获取方法,其特征是:所述处理器芯片根据虹膜图像数据,反馈控制虹膜识别成像模组直至采集获取高质量虹膜图像,包括用于虹膜识别图像获取的引导指示控制,包括以下步骤:
ⅰ、判断引导指示方式是镜面视觉反馈还是显示屏显示成像图像反馈;
ⅱ、当引导指示为镜面视觉反馈,显示状态提示可见光VSLED引导指示灯,指示用户使用合适范围,指示识别失败,指示识别成功;
ⅲ、当引导指示为显示屏显示成像图像反馈,在显示屏上指示用户使用合适范围,指示识别失败,指示识别成功;
ⅳ、返回步骤1循环。
10.根据权利要求7所述的用于移动终端的虹膜识别图像获取方法,其特征是:所述处理器芯片根据虹膜图像数据,反馈控制虹膜识别成像模组直至采集获取高质量虹膜图像,包括用于虹膜识别图像获取的可见光VSLED指示灯和/或显示屏的亮度控制,包括以下步骤:
Ⅰ、处理器芯片根据虹膜图像数据获得瞳孔与虹膜直径比率值ρ;
Ⅱ、判断当前瞳孔与虹膜直径比率值是否在预定上下限[ρl,ρh]范围内,是转步骤
1,否转步骤3;
Ⅲ、判断当ρ>ρh,可见光VSLED指示灯和/或显示屏的亮度增大,亮度增大程度与ρ-ρh成线性关系;
判断当ρ<ρl,可见光VSLED指示灯和/或显示屏的亮度减小,亮度减小程度与ρl-ρ成线性关系;
Ⅳ、返回步骤1循环。
11.根据权利要求7所述的用于移动终端的虹膜识别图像获取方法,其特征是:所述的集成安全功能的处理器芯片根据虹膜图像数据,反馈控制虹膜识别成像模组直至采集获取高质量虹膜图像,包括用于虹膜识别图像获取的自动图像亮度控制,包括如下步骤:
a、定义虹膜图像原始的单位像素亮度值Yraw的光电信号;
2
Yraw=C*T*GAIN*I*(1/F);
T为图像成像传感器与近红外LED照明光源同步的脉冲辐射/曝光周期和/或同步的连续辐射/曝光周期;
F为光学成像透镜固定光圈或相对孔径倒数的常数;
I为近红外LED照明光源辐射强度;
GAIN为图像成像传感器的模拟和/或数字增益;
C为虹膜识别成像模组固定光电信号转化率常数;
所述同步的图像成像传感器输曝光周期T与近红外LED照明光源辐射周期T满足:
3.33ms毫秒≤T≤33.33ms毫秒;
所述近红外LED照明光源辐射强度I≥100mW/sr;
所述模拟和数字增益GAIN的最大值产生的图像成像传感器信噪比SNR≥36db;
所述的F=EFL/D满足:
0.5*SOP/(1.22*λ)≤F≤2.0*SOP/(1.22*λ),
所述D为光学成像透镜的光瞳或通光孔径的直径,EFL为光学成像透镜的等效焦距值,SOP为图像成像传感器单位像素的物理尺度,λ为近红外LED照明光源峰值波长;
b、定义虹膜图像区域像素亮度统计评估值Ysp;
所述Ysp=S(Yraw);所述的S(Yraw)为虹膜图像区域像素亮度统计评估函数,所述像素亮度统计评估函数采用的方法包括像素亮度直方图统计、像素亮度频谱统计、像素亮度平均值、像素亮度加权平均值或者像素亮度中值;
c、通过光电信号反馈控制实现虹膜图像区域像素亮度统计评估值Ysp在预设的[Yll,Yhl]亮度范围;
所述通过T、I和GAIN的光电信号反馈控制,虹膜图像区域像素亮度统计评估值Ysp预设的[Yll,Yhl]亮度范围为:Yll≤Ysp≤Yhl;所述Yll为虹膜图像区域像素亮度下限,Yhl为虹膜图像区域像素亮度上限;所述的光电信号处理反馈控制为根据步骤1中的公式线性乘积控制关系,反馈控制改变光电信号,实现原始的单位像素亮度值Yraw改变,使相应的虹膜图像区域像素亮度统计评估值Ysp满足Yll≤Ysp≤Yhl的预设条件。
用于移动终端的虹膜识别成像模组及图像获取方法\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种用于移动终端的虹膜识别成像模组及图像获取方法,属生物识别光电领域。\n背景技术\n[0002] 移动终端包括智能手机、平板、可穿戴设备等,现在的信息技术移动化发展趋势来看,移动终端设备必然是未来适用最广泛的设备。\n[0003] 目前,现实应用中的移动终端在移动安全支付、账户安全登陆、网上银行方面运用已经极其的广泛了,如余额宝(APP)、微信(APP)、信用卡管理(APP)等方面的运用,虽然在其使用过程中,为生活带来了极大的便利,但是一种新型的通过移动终端安全性能薄弱等特点进行的经济犯罪逐渐的兴起。\n[0004] 而移动终端中,现有技术进行身份确认的惯用手段就是密码输入,但是这种身份确认的手段安全性能十分的低,只需要在移动终端上植入简单的病毒程序,就能将该密码泄露,造成相应的损失。为了解决这个问题,国际上还是用生物识别的方式进行移动终端安全身份认证;如苹果公司提出的基于AuthenTec公司开发的指纹识别技术,该技术运用在手机终端上,极大的提高了移动终端的身份确认安全性;但是,指纹技术识别的过程中,由于指纹是静态的,虽然具有唯一性,但是也极其容易被获取指纹信息,甚至被仿制等,所以,随着指纹技术在移动终端上的运用越来越广泛,其安全性也会相应的呈下降趋势,所以,在安全性方面更加具有优势的虹膜识别是解决移动终端安全身份认证过程中非常有效的方法,而虹膜识别系统是现有的生物识别中安全活体防伪特征最为安全的。\n[0005] 目前所有虹膜识别系统技术和产品中,最典型的都使用在大型门禁或通关应用,功耗异常高达10瓦以上,控制异常复杂,体积异常庞大20cm*20cm*10cm以上,成本极高\n1000美金以上,基本特点上都不能满足移动终端上的使用标准。\n[0006] 更进一步的,应用于移动终端需要解决以下严重的问题:\n[0007] 1、在移动终端应用中虹膜识别系统需要一整套微型化的虹膜识别成像模组,满足移动终端日益薄的趋势,其体积控制在8mm*8mm*6mm内。\n[0008] 2、在移动终端应用中虹膜识别系统需要一整套微功耗的虹膜识别成像模组,满足移动终端日益薄对低功耗的要求,在识别过程工作时功耗控制300mW内。\n[0009] 3、在移动终端应用中虹膜识别系统需要一整套简化高效的图像获取方法,满足在\n1秒时间内完成高质量的虹膜图像获取。\n[0010] 4、用于移动终端的的虹膜识别成像模组,各个组成部分及参数需要被优化组合配置。\n[0011] 5、在移动终端应用中虹膜识别成像模组需要极大降低成本,成本降低至10美金以内才能大规模得到应用。\n[0012] 解决以上问题是目前在移动终端中应用虹膜识别系统技术面临的最大挑战。\n发明内容\n[0013] 本发明要解决的技术问题是提供一种用于移动终端安全身份认证的虹膜识别成像模组及图像获取方法。\n[0014] 为了解决上述技术问题,本发明提供一种用于移动终端的虹膜识别成像模组,包括设置在移动终端上的虹膜识别成像模组;该移动终端包括移动终端主板、集成安全功能的处理器芯片、近红外LED电流驱动器驱动器、安全读写访问功能的内存、安全读写访问功能的存储器、电源管理模块以及显示屏;所述处理器芯片用于执行PKI加密和数字签名算法保护虹膜识别代码和虹膜模板及虹膜识别结果;所述处理器芯片还分别与内存和存储器连接,完成执行虹膜识别代码和虹膜模板的安全计算以及执行虹膜识别代码和虹膜模板的安全存储功能;所述虹膜识别成像模组由近红外LED照明光源和虹膜识别成像模组光学部件构成;所述虹膜识别成像模组光学部件包括进行成像波长过滤的前置和/或后置近红外光学滤光器,对近红外光学滤光器过滤后的成像波长光线进行聚焦的光学成像透镜、对通过光学成像透镜聚焦的成像波长光线成像的图像成像传感器,以及将图像成像传感器的图像进行信号传输的连接线;所述处理器芯片分别与近红外LED电流驱动器和虹膜识别成像模组通过连接线相互连接实现反馈控制;所述近红外LED电流驱动器驱动控制虹膜识别成像模组的近红外LED照明光源辐射强度和辐射周期。\n[0015] 作为对本发明所述的用于移动终端的虹膜识别成像模组的改进:所述图像成像传感器与近红外LED照明光源被组合配置如下:近红外LED照明光源和图像成像传感器实现同步的脉冲周期辐射/曝光模式和/或同步的连续周期辐射/曝光模式;所述的近红外光学滤光器与近红外LED照明光源以及光学成像透镜组合被配置如下:近红外光学滤光器的中心峰值波长等于近红外LED照明光源的中心峰值波长和光学成像透镜的中心色差校正波长;近红外光学滤光器的半峰值透射波长带宽FWHM有效匹配或覆盖近红外LED照明光源的半峰值辐射波长带宽FWHM和光学成像透镜的色差校正波长范围;所述的图像成像传感器和光学成像透镜被组合配置如下:相互匹配的主光线入射角CRA≥20度;所述近红外LED照明光源和光学成像透镜与图像成像传感器被组合配置如下:近红外LED照明光源的亮度半峰值辐射角大于等于光学成像透镜的视场角,光学成像透镜的视场角大于等于图像成像传感器的像面物理尺度。\n[0016] 作为对本发明所述的用于移动终端的虹膜识别成像模组的进一步改进:所述近红外LED照明光源辐射与图像成像传感器图像帧曝光的脉冲周期同步和/或近红外LED照明光源辐射与图像成像传感器图像帧曝光的连续周期同步;所述辐射/曝光周期T被配置为:3.33ms毫秒≤T≤33.33ms毫秒;所述近红外LED照明光源辐射强度I被配置为:\nI≥100mW/sr;所述图像成像传感器图像读出帧速率R被配置为:R≥30fps帧每秒;所述近红外LED照明光源中心峰值波长范围750-880nm,半峰值带宽FWHM为10-60nm;所述近红外光学滤光器中心峰值波长范围750-880nm,半峰值带宽FWHM为10-60nm;所述光学成像透镜的色差校正波长范围750-880nm;所述近红外光学滤光器为反射可见光和透射用于成像波长的近红外光,或者吸收可见光和透射用于成像波长的近红外光;所述近红外光学滤光器为窄带近红外光学滤光器或者带通近红外光学滤光器中的任意一种;所述图像成像传感器的像面物理尺度SOI被配置为:SOI=DOI*SOP;所述DOI为图像成像传感器的像面对角线像素数量;SOP为图像成像传感器单位像素的物理尺度;所述光学成像透镜的视场角FOV被配置为:FOV≥2*arctan((SOI)/(2*EFL));EFL为光学成像透镜的等效焦距值;所述近红外LED照明光源亮度半峰值辐射角AOR被配置为:AOR≥FOV;所述FOV为光学成像透镜的视场角。\n[0017] 作为对本发明所述的用于移动终端的虹膜识别成像模组的进一步改进:所述虹膜识别成像模组光学部件配置由钢化玻璃或蓝宝石玻璃构成的外表面保护窗口,所述外表面设置有防外部杂质污染的表面保护涂层;所述虹膜识别成像模组的引导指示被配置如下:\n近红外光学滤光器反射可见光进行镜面视觉反馈和可见光引导指示灯形成的引导指示,和/或显示屏显示成像图像反馈形成的引导指示。\n[0018] 作为对本发明所述的用于移动终端的虹膜识别成像模组的进一步改进:所述图像成像传感器被配置为RAW RGB Bayer像素输出格式,使用RGB通道补偿增益或RGB通道平衡增益,\n[0019] \n[0020] \n[0021] \n[0022] 以G通道补偿或平衡增益为规范化标准,G_CGC=1.0;R通道补偿或平衡增益R_CGC=G/R;B通道补偿或平衡增益B_CGC=G/B;所述λ为近红外LED照明光源峰值波长,Δλ为近红外LED照明光源峰值波长半峰值带宽FWHM,g(λ),r(λ),b(λ)分别为图像成像传感器RGB通道的光电量子转换效率或光谱敏感度函数,f(λ)为波长分布函数;\n所述图像成像传感器的模拟和/或数字增益GAIN的最大值被配置为:GAIN最大值产生的图像成像传感器信噪比SNR≥36db;所述图像成像传感器的图像分辨率ROI被配置为:\nROI≥1920pixels*1080pixels。\n[0023] 作为对本发明所述的用于移动终端的虹膜识别成像模组的进一步改进:所述光学成像透镜的光学畸变DOL绝对值被配置为:DOL绝对值≤1%;所述光学成像透镜的EFL等效焦距值被配置为:SOP*1000pixel≤EFL≤3*SOP*1000pixel;所述SOP为图像成像传感器单位像素的物理尺度,单位um/pixel;所述pixel为像素单位;所述光学成像透镜的相对照明率IOR被配置为:IOR≥50%;所述IOR为光学成像透镜的边缘视场亮度/光学成像透镜的中心视场亮度;所述光学成像透镜的固定常数光圈或相对孔径倒数F被配置为:F=EFL/D;0.5*SOP/(1.22*λ)≤F≤2.0*SOP/(1.22*λ);所述D为光学成像透镜的光瞳或通光孔径的直径,EFL为光学成像透镜的等效焦距值,SOP为图像成像传感器单位像素的物理尺度,λ为近红外LED照明光源峰值波长;所述光学成像透镜采用塑料非球面光学镜片注塑成型工艺,采用3-5P镜片校正全部像差。\n[0024] 一种用于移动终端的虹膜识别的图像获取方法:包括以下步骤:虹膜识别成像模组初始化配置;\n[0025] 1.近红外LED电流驱动器和图像成像传感器进入关机Shutdown或待机standby的低功耗模式,以节省绝大部分功耗;\n[0026] 2.处理器芯片检测是否需要获取虹膜图像,是转步骤4,否继续步骤3;\n[0027] 3.近红外LED电流驱动器和图像成像传感器从关机Shutdown或待机standby低功耗模式转入正常工作模式,近红外LED电流驱动器开启近红外LED照明光源;\n[0028] 4.图像成像传感器输出与近红外LED照明光源同步的脉冲周期辐射/曝光和/或同步的连续周期辐射/曝光后的图像数据;\n[0029] 5.处理器芯片根据虹膜图像数据,反馈控制虹膜识别成像模组直至采集获取高质量虹膜图像;\n[0030] 6.结束获取虹膜图像,返回步骤2循环;\n[0031] 作为对本发明所述的用于移动终端的虹膜识别图像获取方法的改进:所述的虹膜识别成像模组初始化配置,包括以下步骤:\n[0032] 1.近红外LED电流驱动器复位reset,图像成像传感器复位reset;\n[0033] 2.近红外LED电流驱动器模式被配置同步的脉冲周期辐射和/或连续周期辐射模式;\n[0034] 3.图像成像传感器配置MIPI或并行接口,配置数据输出位宽度8/10/12bit,图像成像传感器配置时钟PLL和帧读出速率R,图像成像传感器配置图像分辨率ROI;\n[0035] 4.图像成像传感器配置RAW RGB Bayer像素输出格式,图像成像传感器配置RGB通道补偿增益或RGB通道平衡增益,图像成像传感器配置模拟和/或数字增益GAIN;\n[0036] 5.图像成像传感器配置与近红外LED照明光源辐射模式同步的脉冲周期曝光模式和/或同步的连续周期曝光模式。\n[0037] 作为对本发明所述的用于移动终端的虹膜识别图像获取方法的进一步改进:所述处理器芯片根据虹膜图像数据,反馈控制虹膜识别成像模组直至采集获取高质量虹膜图像,包括用于虹膜识别图像获取的近红外LED照明光源控制,包括以下步骤:\n[0038] ㈠集成安全功能的处理器芯片根据虹膜图像数据获得虹膜图像光源照射的亮度分布均匀性和镜面反射干扰程度;\n[0039] ㈡判断当前亮度分布均匀性和镜面反射干扰程度是否满足虹膜图像质量;是转步骤1,否转步骤3;\n[0040] ㈢选择切换双侧或左右任一侧近红外LED照明光源;\n[0041] ㈣返回步骤1循环。\n[0042] 作为对本发明所述的用于移动终端的虹膜识别图像获取方法的进一步改进:所述处理器芯片根据虹膜图像数据,反馈控制虹膜识别成像模组直至采集获取高质量虹膜图像,包括用于虹膜识别图像获取的引导指示控制,包括以下步骤:\n[0043] ⅰ、判断引导指示方式是镜面视觉反馈还是显示屏显示成像图像反馈;\n[0044] ⅱ、当引导指示为镜面视觉反馈,显示状态提示可见光VSLED引导指示灯,指示用户使用合适范围,指示识别失败,指示识别成功;\n[0045] ⅲ、当引导指示为显示屏显示成像图像反馈,在显示屏上指示用户使用合适范围,指示识别失败,指示识别成功;\n[0046] ⅳ、返回步骤1循环。\n[0047] 作为对本发明所述的用于移动终端的虹膜识别图像获取方法的进一步改进:所述处理器芯片根据虹膜图像数据,反馈控制虹膜识别成像模组直至采集获取高质量虹膜图像,包括用于虹膜识别图像获取的可见光VSLED指示灯和/或显示屏的亮度控制,包括以下步骤:\n[0048] Ⅰ、处理器芯片根据虹膜图像数据获得瞳孔与虹膜直径比率值ρ;\n[0049] Ⅱ、判断当前瞳孔与虹膜直径比率值是否在预定上下限[ρl,ρh]范围内,是转步骤1,否转步骤3;\n[0050] Ⅲ、判断当ρ>ρh,可见光VSLED指示灯和/或显示屏的亮度增大,更进一步亮度增大程度与ρ-ρh成线性关系;\n[0051] 判断当ρ<ρl,可见光VSLED指示灯和/或显示屏的亮度减小,更进一步亮度减小程度与ρl-ρ成线性关系;\n[0052] Ⅳ、返回步骤1循环。\n[0053] 作为对本发明所述的用于移动终端的虹膜识别图像获取方法的进一步改进:所述的集成安全功能的处理器芯片根据虹膜图像数据,反馈控制虹膜识别成像模组直至采集获取高质量虹膜图像,包括用于虹膜识别图像获取的自动图像亮度控制,包括如下步骤:\n[0054] a、定义虹膜图像原始的单位像素亮度值Yraw的光电信号;\n[0055] Yraw=C*T*GAIN*I*(1/F)2;\n[0056] T为图像成像传感器与近红外LED照明光源同步的脉冲辐射/曝光周期和/或同步的连续辐射/曝光周期;\n[0057] F为光学成像透镜固定光圈或相对孔径倒数的常数;\n[0058] I为近红外LED照明光源辐射强度;\n[0059] GAIN为图像成像传感器的模拟和/或数字增益;\n[0060] C为虹膜识别成像模组固定光电信号转化率常数;\n[0061] 所述同步的图像成像传感器输曝光周期T与近红外LED照明光源辐射周期T满足:3.33ms毫秒≤T≤33.33ms毫秒;\n[0062] 所述近红外LED照明光源辐射强度I≥100mW/sr;\n[0063] 所述模拟和数字增益GAIN的最大值产生的图像成像传感器信噪比SNR≥36db;\n[0064] 所述的F=EFL/D满足:\n[0065] 0.5*SOP/(1.22*λ)≤F≤2.0*SOP/(1.22*λ),\n[0066] 所述D为光学成像透镜的光瞳或通光孔径的直径,EFL为光学成像透镜的等效焦距值,SOP为图像成像传感器单位像素的物理尺度,λ为近红外LED照明光源峰值波长;\n[0067] b、定义虹膜图像区域像素亮度统计评估值Ysp;\n[0068] 所述Ysp=S(Yraw);所述的S(Yraw)为虹膜图像区域像素亮度统计评估函数,所述像素亮度统计评估函数采用的方法包括像素亮度直方图统计、像素亮度频谱统计、像素亮度平均值、像素亮度加权平均值或者像素亮度中值等;\n[0069] c、通过光电信号反馈控制实现虹膜图像区域像素亮度统计评估值Ysp在预设的[Yll,Yhl]亮度范围;\n[0070] 所述通过T、I和GAIN的光电信号反馈控制,虹膜图像区域像素亮度统计评估值Ysp预设的[Yll,Yhl]亮度范围为:Yll≤Ysp≤Yhl;所述Yll为虹膜图像区域像素亮度下限,Yhl为虹膜图像区域像素亮度上限;所述的光电信号处理反馈控制为根据步骤1中的公式线性乘积控制关系,反馈控制改变光电信号,实现原始的单位像素亮度值Yraw改变,使相应的虹膜图像区域像素亮度统计评估值Ysp满足Yll≤Ysp≤Yhl的预设条件。\n[0071] 总结上述描述,本发明的实现了以下的移动终端使用场景要求达到的效果:\n[0072] 1、用于移动终端的虹膜识别成像模组,其体积控制在8mm*8mm*6mm内。\n[0073] 2、用于移动终端的的虹膜识别成像模组,满足在识别过程工作时功耗控制300mW内,不工作时功耗控制1mW内。\n[0074] 3、用于移动终端的虹膜识别图像获取方法,满足在1秒时间内完成高质量的虹膜图像获取。\n[0075] 4、用于移动终端的的虹膜识别成像模组,各个组成部分及参数被优化组合配置。\n[0076] 5、用于移动终端的虹膜识别成像模组极大降低成本,成本降低到10美金以内。\n附图说明\n[0077] 下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。\n[0078] 图1为本发明具体实施例1虹膜识别成像模组总体结构图;\n[0079] 图2为本发明具体实施例1虹膜识别成像模组光学部件结构图。\n具体实施方式\n[0080] 实施例1、图1给出了一种用于移动终端的虹膜识别成像模组总体结构图,包括设置在移动终端上的虹膜识别成像模组光学部件1、近红外LED照明光源3L,3R和虹膜识别成像模组连接线4;移动终端包括移动终端主板10、近红外LED电流驱动器2、集成安全功能的处理器芯片5、安全读写访问功能的内存6、安全读写访问功能的存储器7、电源管理8,显示屏100以及无线基带模块9。\n[0081] 集成安全功能的处理器芯片5配置TrustZone安全隔离模式的ARM CORTEX—A系列的集成安全功能的单核或多核处理器芯片,其TrustZone安全隔离模式用于虹膜识别的整个过程中。\n[0082] 以上的移动终端主板10、近红外LED电流驱动器2、集成安全功能的处理器芯片5、安全读写访问功能的内存6、安全读写访问功能的存储器7、电源管理8以及无线基带模块\n9,显示屏100等部件均可以通过商用产品选购并按本发明功能和目的要求组合设计。\n[0083] 移动终端主板10集成配置TrustZone的安全隔离模式ARM CORTEX—A集成安全功能的处理器芯片5(用于执行所有反馈控制、虹膜识别代码和虹膜模板的安全计算和安全存储、PKI加密和数字签名)、近红外LED电流驱动器2(用于驱动控制近红外LED照明光源电流)、安全读写访问功能的内存6(用于集成安全功能的处理器芯片5执行虹膜识别代码和虹膜模板的安全计算)、安全读写访问功能的存储器7(用于安全功能的处理器芯片5执行虹膜识别代码和虹膜模板的安全存储)、PMIC电源管理8(提供对移动终端主板10和虹膜识别成像模组光学部件1的所有部件电源供电)以及无线基带模块9(用于无线通讯应用),显示屏100(用于显示图像信息);通过各功能部分相互连接,移动终端主板10实现对本发明所述虹膜识别成像模组的反馈控制和图像获取方法。\n[0084] 安全读写访问功能的内存6和安全读写访问功能的存储器7用于确保在移动终端身份认证过程中仅被配置TrustZone的安全隔离模式ARM CORTEX—A集成安全功能的处理器芯片5授予读写访问权限,以实现认证过程完全的安全可靠,不被外部攻击。\n[0085] 在移动终端身份认证过程中集成安全功能的处理器芯片5通过执行PKI加密和数字签名算法(如AES,3DES,IDEA,RSA,ECC,MD5,SHA等)保护虹膜识别代码和虹膜模板及虹膜识别结果。用于进一步提高认证过程的安全可靠性,不被外部攻击。\n[0086] 移动终端主板10与虹膜识别成像模组之间通过虹膜识别成像模组连接线4相互信号连接;实现包括数字核心电压VDD,模拟电压AVDD,IO电压IOVDD,主时钟输入MCLK,像素时钟输出PCLK、MIPI或并行接口数据及同步信号输出、I2C通讯、低功耗关机Shutdown或待机standby模式信号(也可软件实现),FLASH同步信号,近红外LED照明光源3L,3R驱动电流,更进一步可见光引导指示灯3VS的驱动电流等信号控制。\n[0087] 集成安全功能的处理器芯片5的信号分别与近红外LED电流驱动器2和连接线4相互连接实现虹膜识别成像模组反馈控制;近红外LED电流驱动器2进一步控制驱动近红外LED照明光源3L,3R的辐射强度和辐射周期。更进一步,近红外LED电流驱动器2也控制驱动可见光引导指示灯3VS的辐射强度和辐射周期。\n[0088] 如实施例1采用商用产品LED电流驱动器Maxim MAX8834Y/MAX8834Z,其提供可独立控制的2路大电流Flash/Movie模式驱动近红外LED照明光源3L和3R,LED和一路小电流LED Indicator驱动可见光引导指示灯3VS。\n[0089] 按本发明功能和目的组合设计Flash和Movie模式被配置同步的脉冲周期辐射和连续周期辐射模式。\n[0090] 实施例1所述虹膜识别成像模组由近红外LED照明光源和虹膜识别成像模组光学部件构成;\n[0091] 如图2所示,虹膜识别成像模组光学部件1的具体结构包括以下部分组成:前置近红外光学滤光器11、固定焦距的光学成像透镜12、光学成像透镜的固定安装座13、后置近红外光学滤光器14、图像成像传感器15和虹膜识别成像模组基板16。虹膜识别成像模组基板16上从下至上依次设置图像成像传感器15、后置近红外光学滤光器14、光学成像透镜的固定安装座13、固定焦距的光学成像透镜12以及前置近红外光学滤光器11。虹膜识别成像模组基板16为印刷线路板、柔性线路板或软硬结合板构成,用于提供虹膜识别成像模组光学部件1整体安装的固定结构载体。光学成像透镜的固定安装座13用于安装固定焦距的光学成像透镜12。虹膜识别成像模组光学部件1用于非接触式的物理成像以采集虹膜图像。\n[0092] 近红外LED照明光源(3L,3R)辐射的近红外光在物方虹膜进行吸收、散射、反射的光学生物效应后,进入前置近红外光学滤光器11和/或后置近红外光学滤光器14进行非成像干扰光过滤,过滤后的成像波长光线进入固定焦距的光学成像透镜12;固定焦距的光学成像透镜12为自动聚焦AF光学成像透镜或固定聚焦光学成像透镜,用于实现非接触式的光学物理聚焦到位于像方的图像成像传感器15,图像成像传感器15使图像光信号转换图像电信号输出,最后虹膜识别成像模组通过连接线4连接移动终端主板10,实现通过集成安全功能的处理器芯片5反馈控制本发明所述的虹膜识别成像模组。\n[0093] 目前高度成熟的移动终端部件设计生产制造工艺已经能实现虹膜识别成像模组光学部件1中的各个光学部件微型化,采用成熟的本专业技术领域设计生产制造COB或CSP封装工艺虹膜识别成像模组完全能满足移动终端8mm*8mm*6mm的通用标准尺寸。\n[0094] 本发明实施例1所述的虹膜识别成像模组光学部件1采用钢化玻璃或蓝宝石玻璃外表面保护窗口,采用防外部杂质污染的表面保护涂层。适应各种有损害的使用场景如避免划伤,撞击痕迹,指纹印,杂质等污染。\n[0095] 本发明实施例1所述的近红外LED照明光源(3L,3R)为表面贴片SMD封装,其体积小于3mm*3mm*3mm。\n[0096] 图像成像传感器15与近红外LED照明光源(3L,3R)被组合配置为:近红外LED照明光源(3L,3R)和图像成像传感器15同步的脉冲周期辐射/曝光(积分)和/或同步的连续周期辐射/曝光(积分)。近红外LED照明光源(3L,3R)辐射与图像成像传感器15图像光(积分)的脉冲周期同步和/或近红外LED照明光源(3L,3R)辐射与图像成像传感器15帧曝光(积分)的连续周期同步。特别强调同步连续周期辐射/曝光方法是本发明同步脉冲周期辐射/曝光方法的特例,当其脉冲周期为100%占空比周期时的辐射和曝光等于连续周期辐射和曝光。所述的辐射/曝光(积分)周期T被配置为:3.33ms毫秒≤T≤33.33ms毫秒;近红外LED照明光源(3L,3R)辐射强度I被配置为:I≥100mW/sr(毫瓦每球面度);\n图像成像传感器15读出帧速率R被配置为:R≥30fps帧每秒。\n[0097] 本发明实施例1用于在用户使用虹膜识别成像模组时引导指示配置:近红外光学滤光器反射可见光进行镜面视觉反馈和可见光引导指示灯形成的引导指示,和/或显示屏显示成像图像反馈形成的引导指示。\n[0098] 本发明实施例1所述的图像成像传感器15配置为RAW RGB Bayer像素输出格式,使用RGB通道增益补偿或RGB通道增益平衡。\n[0099] \n[0100] \n[0101] \n[0102] 以G通道补偿或平衡增益为规范化标准,G_CGC=1.0;R通道补偿或平衡增益R_CGC=G/R;B通道补偿或平衡增益B_CGC=G/B;所述λ为近红外LED照明光源峰值波长,Δλ为近红外LED照明光源峰值波长半峰值带宽FWHM,g(λ),r(λ),b(λ)分别为图像成像传感器RGB通道的光电量子转换效率或光谱敏感度函数,f(λ)为波长分布函数。\n[0103] 一般图像成像传感器采用彩色类型时,因其被大量的商用生产制造可极大降低成本。\n[0104] 如实施例1采用商用产品OmniVision OV4688,Aptina AR0330成本低于5美金。\n但因为彩色类型图像成像传感器其对于成像的近红外光波长其RGB通道具有不同的光电量子转换效率或光谱敏感度,故为补偿或平衡不一致,使其达到RGB通道相同一致必须使用RGB通道增益补偿或RGB通道增益平衡。等同理解的,也可等价采用以R通道增益补偿或B通道增益补偿为为归一标准。特别的图像成像传感器采用单色类型时RGB通道增益补偿或RGB通道增益平衡可简化为G_CGC=R_CGC=B_CGC=1.0;更进一步当使用图像成像传感器采用彩色类型时,禁用色彩矩阵校正CCM,禁用像素内插PI(pixel interpolation),禁用Gamma校正,禁用自动白平衡AWB,使用这些功能导致虹膜图像对比度降低,特别纹理高频边缘部分,影响虹膜图像质量。更进一步图像成像传感器配置为具有光学黑电平校正BLC(Black Level Correction),噪声校正NC(Noise Correction)。更进一步图像成像传感器15的模拟和/或数字增益GAIN的最大值被配置为:GAIN最大值产生的图像成像传感器信噪比SNR≥36db;所述的图像成像传感器15的图像分辨率ROI被配置为:\nROI≥1920pixels*1080pixels。等同理解的,在相同条件下,图像成像传感器的图像分辨率ROI越高,虹膜识别成像模组其成像范围越大,用户使用范围越大,更易于使用。近红外光学滤光器(11,14)与近红外LED照明光源(3L,3R),光学成像透镜12被配置为:近红外光学滤光器(11,14)的中心峰值波长等于近红外LED照明光源(3L,3R)的中心峰值波长和光学成像透镜12的中心色差校正波长;近红外光学滤光器(11,14)的半峰值透射波长带宽FWHM有效匹配或覆盖近红外LED照明光源(3L,3R)的半峰值辐射波长带宽FWHM和光学成像透镜12的色差校正波长范围。\n[0105] 本发明实施例1所述的近红外LED照明光源(3L,3R)中心峰值波长范围\n750-880nm,半峰值带宽FWHM为10-60nm;所述前置近红外光学滤光器11和/或后置近红外光学滤光器14的中心峰值波长范围750-880nm,FWHM为10-60nm;所述的光学成像透镜\n12的色差校正波长范围750-880nm;所述前置和/或后置近红外光学滤光器(11,14)为反射可见光和透射用于成像波长的近红外光。所述前置和/或后置近红外光学滤光器(11,\n14)为吸收可见光和透射用于成像波长的近红外光。所述前置和/或后置近红外光学滤光器(11,14)为窄带近红外光学滤光器或者带通近红外光学滤光器中的任意一种;前置近红外光学滤光器11和/或后置近红外光学滤光器14采用光学透明玻璃,如BK7或有色玻璃或光学塑料等光学材料进行表面多层镀膜,目前的镀膜工艺和技术能实现背景深度截止率或信噪比SNR(SNR:signal-to-noise ratio)≥60dB(1000:1)。前置近红外光学滤光器11和/或后置近红外光学滤光器14过滤用于成像的波长,使成像波长与非成像的背景干扰杂散光的信噪比SNR(SNR:signal-to-noise ratio)满足:≥60dB(1000:1)。等同理解的,前置近红外光学滤光器11和/或后置近红外光学滤光器14也可等价采用在光学成像透镜12表面进行多层镀膜。\n[0106] 前置近红外光学滤光器11和/或后置近红外光学滤光器14的半峰值透射波长带宽FWHM有效匹配或覆盖近红外LED照明光源(3L,3R)的半峰值辐射波长带宽FWHM和光学成像透镜12的色差校正波长范围,如此设计可以获得最大限度的成像波长利用率,成像高质量的虹膜图像。\n[0107] 如实施例1图像成像传感器采用彩色类型时,所述的近红外LED照明光源(3L,3R)中心峰值波长为850nm,半峰值带宽FWHM为10-60nm;所述前置近红外光学滤光器11和/或后置近红外光学滤光器14的中心峰值波长为850nm,FWHM为10-60nm;所述的光学成像透镜12的色差校正波长范围750-880nm。\n[0108] 本发明实施例1所述的光学成像透镜12的光学畸变DOL(distortion of lens)绝对值被配置为:DOL绝对值≤1%;所述光学成像透镜12的EFL等效焦距值被配置为:SOP*1000pixel≤EFL≤3*SOP*1000pixel;所述SOP为图像成像传感器15单位像素的物理尺度,单位um/pixel;所述pixel为像素单位;所述光学成像透镜12的相对照明率IOR被配置为:IOR≥50%;所述IOR为光学成像透镜12的边缘视场亮度/光学成像透镜的中心视场亮度。所述光学成像透镜12的固定常数光圈或相对孔径倒数F被配置为:F=EFL/D,\n0.5*SOP/(1.22*λ)≤F≤2.0*SOP/(1.22*λ),所述D为光学成像透镜12的光瞳或通光孔径的直径,EFL为光学成像透镜12的等效焦距值,SOP为图像成像传感器15单位像素的物理尺度,λ为近红外LED照明光源(3L,3R)峰值波长。所述光学成像透镜12采用塑料非球面光学镜片注塑成型工艺,采用3-5P镜片校正全部像差。塑料非球面光学镜片注塑成型工艺在大批量生产制造时成本低于2美金。\n[0109] 本发明实施例1所述的光学成像透镜12采用近红外光增透或减反镀膜。本发明实施例1所述的近红外LED照明光源(3L,3R)和光学成像透镜12与图像成像传感器15被组合配置为:近红外LED照明光源(3L,3R)的亮度半峰值辐射角(或发散角)AOR大于等于光学成像透镜12的视场角FOV,所述的光学成像透镜12的视场角FOV大于等于图像成像传感器15的像面物理尺度SOI;所述的图像成像传感器15的像面物理尺度SOI被配置为:SOI=DOI*SOP;所述DOI为图像成像传感器15的像面对角线像素数量;SOP为图像成像传感器15单位像素的物理尺度;所述光学成像透镜12的视场角FOV被配置为:\nFOV≥2*arctan((SOI)/(2*EFL));EFL为光学成像透镜12的等效焦距值。所述的近红外LED照明光源(3L,3R)亮度半峰值辐射角(或发散角)AOR被配置为:AOR≥FOV;所述FOV为光学成像透镜12的视场角。\n[0110] 本发明实施例1所述的图像成像传感器15和光学成像透镜12被组合配置为:相互匹配的主光线入射角CRA(Chief Ray Angle)≥20度。所述的相互匹配为在光线通路(视场)中光学成像透镜的主光线入射角CRA小于等于图像成像传感器的主光线入射角CRA。\n采用ZEMAX,CODEV等光学设计软件可模拟设计达到上述的相互匹配的主光线入射角。如实施例1相互匹配的图像成像传感器15的和光学成像透镜12的主光线入射角CRA被组合配置为25-35度,并且图像成像传感器15主光线入射角CRA和光学成像透镜12的主光线入射角CRA相同。等同理解的,在相同条件下,图像成像传感器的主光线入射角CRA越大,光学成像透镜的光学总长TTL能进一步缩短,虹膜识别成像模组厚度更薄,越能满足移动终端标准6mm要求。等同理解的,在相同条件下,图像成像传感器的主光线入射角CRA越大,光学成像透镜的等效焦距EFL越大,虹膜识别成像模组具有更大的工作距离。\n[0111] 本发明实施例1所述的配置距离感应器用于指示用户使用时距离远近信息提示,和用户超过距离近极限如10cm以内时,关闭近红外LED照明光源避免过度光源辐射。配置环境可见光感应器用于根据当前环境可见光亮度相应改变可见光指示灯和/或显示屏的亮度。\n[0112] 以上内容描述本发明实施例1用于移动终端的虹膜识别成像模组具体组成和功能及配置,为了实现获取高质量的虹膜图像,本发明实施例1还包括一种用于移动终端的虹膜识别的图像获取方法:\n[0113] 如图3所示,包括以下步骤:\n[0114] 1.虹膜识别成像模组初始化配置。\n[0115] 2.近红外LED电流驱动器2和图像成像传感器15进入关机Shutdown或待机standby的低功耗模式,以节省绝大部分功耗。\n[0116] 3.集成安全功能的处理器芯片5检测是否需要获取虹膜图像,是转步骤4,否继续步骤3。\n[0117] 4.近红外LED电流驱动器2和图像成像传感器15从关机Shutdown或待机standby低功耗模式转入正常工作模式,近红外LED电流驱动器2开启近红外LED照明光源(3L,3R)。\n[0118] 5.图像成像传感器15输出与近红外LED照明光源(3L,3R)同步的脉冲周期辐射/曝光(积分)和/或同步的连续周期辐射/曝光(积分)后的图像数据。\n[0119] 6.集成安全功能的处理器芯片5根据虹膜图像数据,反馈控制虹膜识别成像模组直至采集获取高质量虹膜图像。\n[0120] 7.结束获取虹膜图像,返回步骤2循环。\n[0121] 本发明实施例1所述的用于移动终端的虹膜识别图像获取方法满足在识别过程工作时功耗控制300mW以内包括近红外LED照明光源功耗小于100mW加图像成像传感器功耗小于100mW,关机Shutdown或待机standby的低功耗模式功耗控制小于1mW内,并且满足在1秒时间内通过反馈控制完成高质量的虹膜图像获取。\n[0122] 虹膜识别成像模组初始化配置包括以下步骤:\n[0123] 1.近红外LED电流驱动器复位reset,图像成像传感器复位reset。\n[0124] 2.近红外LED电流驱动器模式被配置同步的脉冲周期辐射和/或连续周期辐射模式。\n[0125] 3.图像成像传感器配置MIPI或并行接口,数据输出位宽度8,10,12bit,图像成像传感器配置时钟PLL和帧读出速率R,图像成像传感器配置图像分辨率ROI。\n[0126] 4.图像成像传感器配置RAW RGB Bayer像素输出格式,图像成像传感器配置RGB通道补偿增益或RGB通道平衡增益,图像成像传感器配置模拟和/或数字增益GAIN。\n[0127] 5.图像成像传感器配置与近红外LED照明光源辐射模式同步的脉冲周期曝光(积分)和/或同步的连续周期曝光(积分)模式。\n[0128] 集成安全功能的处理器芯片根据虹膜图像数据,反馈控制虹膜识别成像模组直至采集获取高质量虹膜图像,包括用于虹膜识别图像获取的近红外LED照明光源控制,包括以下步骤:\n[0129] 1.集成安全功能的处理器芯片根据虹膜图像数据获得虹膜图像光源照射的亮度分布均匀性和镜面反射干扰程度。\n[0130] 2.判断当前亮度分布均匀性和镜面反射干扰程度是否满足虹膜图像质量,是转步骤1,否转步骤3。\n[0131] 3.选择切换双侧或左右任一侧近红外LED照明光源。\n[0132] 4.返回步骤1循环。\n[0133] 集成安全功能的处理器芯片根据虹膜图像数据,反馈控制虹膜识别成像模组直至采集获取高质量虹膜图像,包括用于虹膜识别图像获取的引导指示控制,包括以下步骤:\n[0134] 1.判断引导指示方式。\n[0135] 2.当引导指示为镜面视觉反馈,显示状态提示可见光VSLED引导指示灯,指示用户使用合适范围,指示识别失败,指示识别成功。\n[0136] 3.当引导指示为显示屏显示成像图像反馈。在显示屏上指示用户使用合适范围,指示识别失败,指示识别成功。\n[0137] 4.返回步骤1循环。\n[0138] 集成安全功能的处理器芯片根据虹膜图像数据,反馈控制虹膜识别成像模组直至采集获取高质量虹膜图像,包括用于虹膜识别图像获取的可见光VSLED指示灯和/或显示屏的亮度控制,包括以下步骤:\n[0139] 1.集成安全功能的处理器芯片根据虹膜图像数据获得瞳孔与虹膜直径比率值ρ。\n[0140] 2.判断当前瞳孔与虹膜直径比率值是否在预定上下限[ρl,ρh]范围内,是转步骤1,否转步骤3。\n[0141] 3.判断当ρ>ρh,可见光VSLED指示灯和/或显示屏的亮度增大,更进一步亮度增大程度与ρ-ρh成线性关系;判断当ρ<ρl,可见光VSLED指示灯和/或显示屏的亮度减小,更进一步亮度减小程度与ρl-ρ成线性关系。\n[0142] 4.返回步骤1循环。\n[0143] 集成安全功能的处理器芯片根据虹膜图像数据,反馈控制虹膜识别成像模组直至采集获取高质量虹膜图像,包括用于虹膜识别图像获取的自动图像亮度控制:包括如下步骤:\n[0144] 1、定义虹膜图像原始的单位像素亮度值Yraw的光电信号;\n[0145] Yraw=C*T*GAIN*I*(1/F)2;\n[0146] T为图像成像传感器与近红外LED照明光源同步的脉冲辐射/曝光(积分)周期和/或同步的连续辐射/曝光(积分)周期;\n[0147] F为光学成像透镜固定光圈或相对孔径倒数的常数;\n[0148] I为近红外LED照明光源辐射强度;\n[0149] GAIN为图像成像传感器的模拟和/或数字增益;\n[0150] C为虹膜识别成像模组固定光电信号转化率常数;\n[0151] 所述同步的图像成像传感器输曝光周期T与近红外LED照明光源辐射周期T满足:3.33ms毫秒≤T≤33.33ms毫秒;\n[0152] 所述近红外LED照明光源辐射强度I≥100mW/sr;\n[0153] 所述模拟和/或数字增益GAIN的最大值产生的图像成像传感器信噪比SNR≥36db;\n[0154] 所述的F满足:F=EFL/D为:0.5*SOP/(1.22*λ)≤F≤2.0*SOP/(1.22*λ),[0155] 所述D为光学成像透镜的光瞳或通光孔径的直径,EFL为光学成像透镜的等效焦距值,SOP为图像成像传感器单位像素的物理尺度,λ为近红外LED照明光源峰值波长。\n[0156] 2、定义虹膜图像区域像素亮度统计评估值Ysp;\n[0157] 所述Ysp=S(Yraw);所述的S(Yraw)为虹膜图像区域像素亮度统计评估函数,所述像素亮度统计评估函数采用的方法包括像素亮度直方图统计、像素亮度频谱统计、像素亮度平均值、像素亮度加权平均值或者像素亮度中值等。\n[0158] 3、通过光电信号反馈控制实现虹膜图像区域像素亮度统计评估值Ysp在预设的[Yll,Yhl]亮度范围;\n[0159] 所述通过T、I和GAIN的光电信号反馈控制,虹膜图像区域像素亮度统计评估值Ysp预设的[Yll,Yhl]亮度范围为:Yll≤Ysp≤Yhl;所述Yll为虹膜图像区域像素亮度下限,Yhl为虹膜图像区域像素亮度上限;所述的光电信号处理控制为根据步骤1中的公式线性乘积控制关系,反馈控制改变光电信号,实现原始的单位像素亮度值Yraw改变,使相应的虹膜图像区域像素亮度统计评估值Ysp满足Yll≤Ysp≤Yhl的预设条件。\n[0160] 本发明描述的具体实施例内容和技术特征,可以在相同或等同理解的范围内被实施,如图像成像传感器类型,光学成像透镜类型,光路变换,器件替代也应被等同理解的。\n[0161] 最后,还需要注意的是,以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然,本发明不限于以上实施例,还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形,均应认为是本发明的保护范围。
法律信息
- 2018-01-30
著录事项变更
发明人由沈洪泉 金城变更为陈平 杜兆林
- 2017-12-08
专利权的转移
登记生效日: 2017.11.20
专利权人由北京思源科安软件技术有限公司变更为苏州思源科安信息技术有限公司
地址由100041 北京市海淀区中关村大街中关村国际创客中心B08变更为215634 江苏省苏州市张家港保税区新兴产业育成中心A栋413A室
- 2017-06-09
专利权的转移
登记生效日: 2017.05.19
专利权人由贵阳科安科技有限公司变更为北京思源科安软件技术有限公司
地址由550081 贵州省贵阳市高新技术开发区西部研发基地3号楼14层变更为100041 北京市海淀区中关村大街中关村国际创客中心B08
- 2015-08-05
- 2015-04-22
专利申请权的转移
登记生效日: 2015.04.01
申请人由沈洪泉变更为贵阳科安科技有限公司
地址由310027 浙江省杭州市西湖区浙大路38号浙江大学光学工程研究所变更为550081 贵州省贵阳市高新技术开发区西部研发基地3号楼14层
- 2015-04-01
实质审查的生效
IPC(主分类): H04N 5/232
专利申请号: 201410466682.5
申请日: 2014.09.15
- 2015-03-04
引用专利(该专利引用了哪些专利)
序号 | 公开(公告)号 | 公开(公告)日 | 申请日 | 专利名称 | 申请人 |
1
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2010-07-07
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2010-01-14
| | |
2
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2014-06-18
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2014-04-04
| | |
3
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2013-06-05
|
2013-01-31
| | |
被引用专利(该专利被哪些专利引用)
序号 | 公开(公告)号 | 公开(公告)日 | 申请日 | 专利名称 | 申请人 | 该专利没有被任何外部专利所引用! |