技术摘要：
本发明提供了一种具有活体检测功能的虹膜识别系统，包括：光源模块，用于向人体眼睛周围或人体面部的静脉发射特定波长的红外线光源；光感模块，用于采集待检测眼睛周围或人体面部在光源模块照射下的图像信息，并将图像信息发送至中央控制模块；图像信息至少包括静脉纹  全部
背景技术：
随着社会和科技的发展，各种信息的交互越来越频繁，社会公共安全、个人信息安 全越发重要，机场出入、出入境管理、个人理财办理、移动支付等各种领域都需要确认个人 身份的真实性，一种快速有效的个人身份认证技术不仅使得生活更便捷，也会使生活更加 安全。而对于个人身份认证技术，基于生物识别技术的认证技术最为有效，如：指纹、人脸、 虹膜、静脉、掌纹等识别技术；而在上述所有生物识别技术中，虹膜识别技术由于其具有高 准确率、高稳定性、高度防伪性、唯一性等优点而被广泛使用。 目前虹膜识别已应用在很多领域，对应的虹膜识别技术公司及产品也越来越多， 但是随着虹膜识别技术的广泛普及，虹膜伪造技术也将出现，活体检测功能将成为虹膜识 别设备必备的功能，也标志着虹膜识别设备的技术水平的高低；对此，相关技术提供了一种 虹膜识别中活体探测方法：根据瞳孔缩放功能鉴别是否为活体，该方法最为普遍；上述瞳孔 缩放法的原理为：源于瞳孔具有自动调节光通量的功能，当光线较强时，瞳孔缩小减少光通 量，反之亦然，所以明亮的环境瞳孔小，黑暗的瞳孔大，其功能和相机光圈一样，瞳孔这种功 能保证了在各种环境下有适量的光线进入眼睛，既能实现清晰成像，又不会有过量的光线 灼伤视网膜。采用本方法，虹膜识别设备一般会有主动的光源进行周期性打开和关闭操作， 如果瞳孔的直径有大小变化，证明是活体。 但是，在上述方法中，对于虹膜识别设备检测到瞳孔有缩放变化视为活体，可以通 过播放事先录好的瞳孔缩放变化的虹膜图像视频来攻击设备，对于虹膜识别设备通过一定 的时序打开和关闭特定光源刺激瞳孔缩放，可以用带光源探测功能的视频播放设备来攻击 虹膜识别设备，当探测器感应到虹膜识别设备光源发亮时，播放预先录好的小瞳孔虹膜图 片或图像处理改变视频瞳孔大小，当探测器感应到虹膜识别设备光源关闭时播放预先录好 的大瞳孔虹膜图片或图像处理改变视频瞳孔大小等等，因此上述方法易被追踪并仿造。 发明人在研究中发现，现有技术中基于瞳孔缩放法的虹膜识别方法易被追踪和仿 造，从而使得识别结果可靠性较低，实用性较差。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种具有活体检测功能的虹膜识别系统，其能够深度结合 眼睛的生理特性和物理特性对虹膜进行识别，不易被追踪和仿造，安全性较好并且可以多 种生理特征和物理特征相结合，其识别结果可靠性高，使得实用性较好。 第一方面，本发明实施例提供了一种具有活体检测功能的虹膜识别系统，包括：光 源模块、光感模块和中央控制模块； 3 CN 111611845 A 说　明　书 2/18 页 光源模块，用于按照预设条件向待检测虹膜和/或待检测虹膜的周围发射光照；预设条 件包括以下条件中的一种或多种：光照的波段、光照的光谱、光照的强度、光源模块的数量、 多个光源模块之间的距离和光源模块与光感模块之间的距离； 光感模块，用于采集光照照射后的待检测虹膜的图像信息；图像信息包括预设条件对 应的特定的特征信息； 中央控制模块，在虹膜识别系统上电时，控制光源模块和光感模块工作；以及，根据特 征信息对应的标准信息对特征信息进行判断，并在检测到特征信息与标准信息相匹配时， 判定待检测虹膜为活体虹膜。 结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，光 源模块包括以下光源的一种或多种：全光谱光源、宽光谱光源和窄光谱光源；光源模块包含 的光源数目至少为一个； 光源模块的照明方式包括以下方式中的一种或多种：单个光源以预设强度和时序的照 明方式、多种光谱光源或多个光源同时照明的方式、多种光谱光源或多个光源闪光照明的 方式、多种光谱光源或多个光源以预设时序的照明方式和多种光谱光源或多个光源以预设 调制强度的照明方式； 光感模块至少包括一个光电传感器；光电传感器包括以下类型中的一个或多个：多波 段光电传感器和单波段光电传感器； 光感模块的图像采集方式包括以下方式中的一种或多种：多个单波段光电传感器同时 采集的方式，多个多波段光电传感器同时采集的方式，多个单波段光电传感器以预设时序 采集的方式，多个多波段光电传感器以预设时序采集的方式，一个单波段光电传感器以预 设时序采集和一个多波段光电传感器以预设时序采集的方式。 结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第二种 可能的实施方式，其中，光源模块向待检测虹膜发射至少两种光谱的光照； 光感模块采集待检测虹膜在不同光谱的光照下的第一图像信息，并将第一图像信息发 送至中央控制模块；第一图像信息至少包括光谱吸收信息； 中央控制模块对第一图像信息中的光谱吸收信息进行分析，并在分析结符合第一标准 条件时，判定待检测虹膜为活体虹膜；第一标准条件包括以下信息中的一种或多种：不同光 谱的光照照射不同的虹膜得到图像信息中的虹膜纹理清晰度不同和图像信息中的虹膜、巩 膜、瞳孔、眼睑对比度不同。 结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第三种 可能的实施方式，其中，光源模块至少为两个且每两个光源模块均具有预设距离，每一个光 源模块均从不同的位置向待检测虹膜发射预设强度的光照； 光感模块采集待检测虹膜在不同位置光源的光照下的第二图像信息，并将第二图像信 息发送至中央控制模块；第二图像信息包括：至少两个光斑以及每两个光斑之间的距离； 中央控制模块提取每一个光源模块照射下的第二图像信息中的光斑，并根据光斑之间 的距离以及光源模块之间的间距，计算角膜曲率半径，并在计算的角膜曲率半径与预设角 膜曲率半径阈值相匹配时，判定待检测虹膜为活体。 结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第四种 可能的实施方式，其中，光源模块为多个，多个光源模块组合成预设形状向待检测虹膜发射 4 CN 111611845 A 说　明　书 3/18 页 光源； 光感模块采集待检测虹膜在多个光源模块照射下的第三图像信息，并将第三图像信息 发送至中央控制模块；第三图像信息至少包括光斑的形状信息； 中央控制模块对第三图像信息中的光斑形状信息进行分析，并在每一个光斑的形状信 息均和相应时刻点亮的光源模块的位置一致时，判定待检测虹膜为活体虹膜。 结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第五种 可能的实施方式，其中，光源模块包括可见光光源模块和虹膜成像波段光源模块； 可见光光源模块以预设亮度向待检测虹膜发射可见光，用于刺激瞳孔进行放大和缩 小；虹膜成像波段光源模块以预设强度照射待检测虹膜，用以拍摄虹膜纹理信息； 光感模块采集待检测虹膜在上述光源的照射下的第四图像信息，并将第四图像信息发 送至中央控制模块；第四图像信息至少包括：瞳孔尺寸的变化信息和虹膜纹理的变化信息； 中央控制模块判断第四图像信息中的瞳孔尺寸的变化信息和虹膜纹理的变化信息是 否符合第二标准条件，并在检测结果为第二标准条件时，判定待检测虹膜为活体；第二标准 条件包括：在亮度偏低或关闭时，瞳孔尺寸处于放大状态且虹膜纹理被压缩且压缩的虹膜 纹理产生了非线性放射性形变；和/或在亮度偏高或打开最亮时瞳孔处于缩小状态且虹膜 纹理被扩放且扩放的虹膜纹理均产生了非线性放射性形变。 结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第六种 可能的实施方式，其中，光源模块向待检测虹膜发射光源强度逐渐变化的光源； 光感模块采集待检测虹膜在光源模块照射下的第五图像信息，并将第五图像信息发送 至中央控制模块；第五图像信息至少包括：虹膜的纹理密度和纹理对比度； 中央控制模块对第五图像信息进行分析，并在检测结果符合第三标准条件时，判定待 检测虹膜为活体虹膜；第三标准条件至少包括：虹膜的纹理密度随着光照强度的增强而变 大、虹膜纹理对比度随着光照强度的增大而变大、虹膜的纹理密度随着光照强度的减少而 变小以及虹膜纹理对比度随着光照强度的减少而变小。 结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第七种 可能的实施方式，其中，光源模块至少为两个，且每两个光源模块之间具有预设距离，光源 模块与光感模块之间具有预设距离； 光源模块分别向待检测虹膜发射光源； 光感模块采集待检测虹膜在光源模块的照射下的第六图像信息，并将第六图像信息发 送至中央控制模块；第六图像信息至少包括普尔钦光斑形状； 中央控制模块对第六图像信息中的普尔钦光斑的形状进行分析，并在距离光感模块较 近的光源模块对应的普尔钦光斑为圆形的等光晕光斑，在距离光感模块较远的光源模块对 应的普尔钦光斑为非等光晕光斑，且距离光感模块不同位置光源模块辐射所成的图像上的 普尔钦光斑形状各不相同时，判定待检测虹膜为活体； 或者，光源模块至少为两个且每一个光源模块之间具有预设距离，光源模块与光感模 块之间具有预设距离； 每一个光源模块分别向待检测虹膜发射光源； 光感模块采集待检测虹膜在光源模块照射下的第七图像信息，并将第七图像信息发送 至中央控制模块；第七图像信息包括瞳孔图像的亮度状态； 5 CN 111611845 A 说　明　书 4/18 页 中央控制模块对第七图像信息中的瞳孔图像的亮度状态进行分析，并在分析结果符合 第四标准条件时，判定虹膜为活体虹膜；第四标准条件包括：光源模块距离光感模块较近时 对应采集的瞳孔图像为亮瞳和光源模块距离光感模块较远时对应采集的瞳孔图像为暗瞳。 结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第八种 可能的实施方式，其中，光源模块向人体眼睛周围或人体面部的静脉发射特定波长的红外 线光源；光源包括使静脉成像的红外波段和不使静脉成像的非红外波段； 光感模块采集待检测眼睛周围或人体面部在光源模块照射下的第八图像信息，并将第 八图像信息发送至中央控制模块；第八图像信息至少包括静脉纹理； 中央控制模块对第八图像信息进行处理，并在检测到静脉纹理状态符合第五标准条件 时，判定待检测虹膜为活体；第五标准条件至少包括：在红外波段照射下有静脉纹理和在非 红外波段照射下均没有静脉纹理。 结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第九种 可能的实施方式，其中，光感模块包括以下器件中的一种或多种：热像仪和温度传感器；热 像仪采集人体自发的热辐射图像，温度传感器采集人体的温度信息； 中央控制模块根据热辐射图像和温度信息计算待检测虹膜或人体的温度以及温度分 布图形，并在待检测虹膜或人体温度和温度分布图形符合人体特征时，判定待检测虹膜为 活体； 或者， 光源模块向待检测虹膜发射光源；光感模块采集光源照射后的第九图像信息；中央控 制器根据第九图像信息进行三维信息重建，判断重建后的三维信息是否符合第六标准条 件，并在判断结果为相符时判定待检测虹膜为活体；第六标准条件包括：标准人类三维信 息，三维信息至少包括眼睛、面部或人体三维信息；其中，三维信息重建的方式至少包括基 于多相机成像的三维信息重建方式、基于立体光学法三维信息重建方式和基于预设图案投 影的三维重建方式； 基于多相机成像的三维信息重建方式包括：光感模块包括至少两个光电传感器且多个 光电传感器之间具有预设距离；中央控制器控制光源模块进行亮度调制并根据多个光电传 感器采集的第九图像信息进行三维信息重建； 基于立体光学法三维信息重建方式包括：光源模块包括至少三个不同方向的光源；光 感模块分别采集相应方向照明的第九图像信息；中央控制器根据采集的第九图像信息进行 立体光学法三维信息重建； 基于预设图案投影的三维重建方式包括：光源模块包括投影装置，投影装置向待检测 虹膜发射投影光，投影光能在被测对象表面投影预设图案，预设图案为具有预设变化规律 的图案；中央控制器根据光感模块采集的预设图案的形状及变化特征进行三维信息重建。 本发明实施例提供的一种具有活体检测功能的虹膜识别系统，包括：光源模块，用 于按照预设条件向待检测虹膜发射光照；光感模块，用于采集光照照射后的待检测虹膜的 图像信息；中央控制模块，在虹膜识别系统上电时，控制光源模块和光感模块工作；以及，根 据特征信息对应的标准信息对特征信息进行判断，将特征信息与标准信息相匹配的判断结 果对应的待检测虹膜标识为活体虹膜，以便活体虹膜进入后续的虹膜注册或者识别流程； 与现有技术中现有技术中基于瞳孔缩放法的虹膜识别方法易被追踪和仿造，从而使得识别 6 CN 111611845 A 说　明　书 5/18 页 结果可靠性较低，实用性较差相比，其能够深度结合眼睛的生理特性和物理特性对虹膜进 行识别，不易被追踪和仿造，安全性较好并且可以结合多种生理特征和物理特征进行识别， 其识别结果可靠性高，使得实用性较好。 为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合 所附附图，作详细说明如下。 附图说明 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附 图作简单地介绍，  应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是 对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据 这些附图获得其他相关的附图。 图1示出了本发明实施例所提供的一种具有活体检测功能的虹膜识别系统的整体 结构示意图； 图2示出了本发明实施例所提供的一种具有活体检测功能的虹膜识别方法的流程图。 图3示出了本发明实施例所提供的普尔钦光斑形成的原理示意图。 图4a、图4b、图4c、图4d和图4e示出了本发明实施例所提供的第一种基于多波段光 电传感器成像的虹膜识别系统应用实例的成像系统方案； 图5a、图5b、图5c和图5d示出了本发明实施例所提供的第二种基于多波段光电传感器 成像的虹膜识别系统基于多波段光电传感器成像的虹膜识别系统的又一个应用实例的成 像系统方案； 图6a和图6b示出了本发明实施例提供的第三种的基于包含单波段光电传感器的多个 光电传感器成像的虹膜识别系统的一个应用实例的成像系统方案； 图7为本发明实施例提供的第四种应用实例的成像系统方案，基于多个多波段光电传 感器成像的虹膜识别系统。 图8为本发明实施例提供的第五种应用实例的成像系统方案，基于多个多波段光 电传感器成像的虹膜识别系统。