技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及安全生物特征識別領(lǐng)域，尤其是一種應(yīng)用于移動智能設(shè)備的安全生物特征識別和圖像采集領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

生物特征識別在移動智能設(shè)備的應(yīng)用是解決密碼安全問題的最合適的技術(shù)。

但在實際應(yīng)用場景下，用于移動智能設(shè)備的安全生物特征識別的注冊認(rèn)證和圖像采集需要解決以下的問題：

1、實現(xiàn)完整的安全注冊認(rèn)證流程體系，保證不被外部安全攻擊；

2、實現(xiàn)注冊認(rèn)證流程體系中生物特征模板最優(yōu)具有穩(wěn)定性和一致性，提高注冊和識別時成功率，同時提高注冊和識別速度；

3、實現(xiàn)注冊認(rèn)證流程體系中在不同采集環(huán)境和生物特征自身發(fā)生改變等情況下時更進(jìn)一步提高注冊和識別時成功率，同時提高注冊和識別速度；

4、實現(xiàn)注冊認(rèn)證流程體系中圖像生物特征質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)自適應(yīng)，提高注冊和識別成功率，同時提高注冊和識別速度；

5、實現(xiàn)圖像采集流程體系中獲取亮度恒定的生物特征成像圖像。

6、實現(xiàn)圖像采集流程體系中在100ms內(nèi)快速獲取聚焦清晰穩(wěn)定的生物特征成像圖像。

7、實現(xiàn)圖像采集流程體系中采集的圖像生物特征位置和尺度偏移處于預(yù)定的范圍內(nèi)。

8、實現(xiàn)圖像采集流程體系中采集的圖像鏡面反射位置和尺度干擾處于預(yù)定的范圍外。

9、實現(xiàn)圖像采集流程體系中采集的生物特征圖像保持在軸直視狀態(tài)。

10、實現(xiàn)在單位周期內(nèi)生物特征個體受輻射總量安全限制，獲取高質(zhì)量無干擾的生物特征成像圖像。

解決以上問題是目前面臨的最大挑戰(zhàn)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

解決的以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種用于移動智能設(shè)備的安全生物特征識別和圖像采集系統(tǒng)。

一種用于移動終端生物特征識別的圖像鏡面反射干擾檢測和反饋方法，其特征在于，包括步驟：a)接收采集到的生物特征圖像并輸出成像圖像；b)檢測所述生物特征圖像中的鏡面反射的位置和尺度干擾；c)判斷所述圖像中的鏡面反射的位置和尺度干擾是否超過預(yù)定范圍，若是則輸出反饋信息；以及d)顯示所述鏡面反射的位置和尺度信息。

優(yōu)選地，所述步驟b的檢測方法測方法包括AdaBoost檢測算法，主動輪廓檢測算法，LOG邊緣檢測算子，Canny檢測算子，Moravec角點檢測算子和Harris角點檢測算子，鏡面反射特征分布統(tǒng)計函數(shù)的一種或幾種。

優(yōu)選地，所述步驟c)中的判斷鏡面反射位置和尺度是否干擾包括：判斷鏡面反射的位置是否超過預(yù)定的圖像中生物特征的區(qū)域范圍，若判斷為是，則判斷為鏡面反射發(fā)生干擾。

優(yōu)選地，所述步驟c)中的判斷鏡面反射位置和尺度是否干擾包括：判斷鏡面反射尺度是否超過預(yù)定的圖像中生物特征的大小范圍，若判斷為是，則判斷為鏡面反射尺度發(fā)生干擾。

一種用于移動終端生物特征識別的圖像鏡面反射干擾檢測和反饋的移動終端，其特征在于：包括：生物特征圖像采集設(shè)備，用于采集生物特征圖像；圖像鏡面反射干擾檢測單元，用于檢測圖像中鏡面反射的位置和尺度干擾；成像圖像位移顯示單元，用于顯示所述鏡面反射的位置和尺度信息；反饋提示單元，用于執(zhí)行鏡面反射的位置和尺度干擾的反饋提示。

優(yōu)選地，所述圖像鏡面反射干擾檢測單元檢測方法測方法包括AdaBoost檢測算法，主動輪廓檢測算法，LOG邊緣檢測算子，Canny檢測算子，Moravec角點檢測算子和Harris角點檢測算子，鏡面反射特征分布統(tǒng)計函數(shù)的一種或幾種。

優(yōu)選地，所述圖像鏡面反射干擾檢測單元判斷鏡面反射位置和尺度是否干擾包括：判斷鏡面反射的位置是否超過預(yù)定的圖像中生物特征的區(qū)域范圍，若判斷為是，則判斷為鏡面反射發(fā)生干擾。

優(yōu)選地，所述圖像鏡面反射干擾檢測單元判斷鏡面反射尺度是否超過預(yù)定的圖像中生物特征的大小范圍，若判斷為是，則判斷為鏡面反射尺度發(fā)生干擾。

一種用于移動智能設(shè)備的安全生物特征識別系統(tǒng)，包括應(yīng)用操作系統(tǒng)以及安全操作系統(tǒng)；所述應(yīng)用操作系統(tǒng)包括用于執(zhí)行應(yīng)用操作系統(tǒng)端標(biāo)準(zhǔn)化API過程調(diào)用的應(yīng)用代理服務(wù)接口單元；所述安全操作系統(tǒng)包括用于執(zhí)行安全操作系統(tǒng)端標(biāo)準(zhǔn)化API過程調(diào)用的安全應(yīng)用代理服務(wù)接口單元、用于執(zhí)行安全操作系統(tǒng)端的數(shù)據(jù)和代碼計算的安全計算單元、用于提供安全操作系統(tǒng)端數(shù)據(jù)和代碼的存儲空間，并保證安全計算單元通過獨(dú)立安全地址總線訪問的安全存儲單元、用于提供安全操作系統(tǒng)端數(shù)據(jù)和代碼的內(nèi)存空間，并保證安全計算單元通過獨(dú)立安全地址總線訪問的安全內(nèi)存單元；所述安全計算單元包括PKI加密簽名安全算法單元和生物特征識別算法單元；所述生物特征識別算法單元包括注冊算法單元和識別與自學(xué)習(xí)算法單元。

作為對本發(fā)明所述的用于移動智能設(shè)備的安全生物特征識別系統(tǒng)的改進(jìn)：安全生物特征識別的注冊流程如下：a、當(dāng)外部發(fā)起應(yīng)用注冊請求；b、通過應(yīng)用代理服務(wù)接口單元傳遞該注冊請求通知安全應(yīng)用代理服務(wù)接口單元；c、安全操作系統(tǒng)端下標(biāo)準(zhǔn)化的API過程調(diào)用執(zhí)行注冊算法單元；d、PKI加密簽名安全算法單元執(zhí)行注冊結(jié)果加密簽名，通過安全應(yīng)用代理服務(wù)接口單元發(fā)送加密簽名注冊結(jié)果通知應(yīng)用代理服務(wù)接口單元；e、應(yīng)用代理服務(wù)接口單元返回外部接收加密簽名注冊結(jié)果。

作為對本發(fā)明所述的用于移動智能設(shè)備的安全生物特征識別系統(tǒng)的進(jìn)一步改進(jìn)：安全生物特征識別的認(rèn)證流程如下：①當(dāng)外部發(fā)起應(yīng)用認(rèn)證請求；②通過應(yīng)用代理服務(wù)接口單元傳遞該認(rèn)證請求通知安全應(yīng)用代理服務(wù)接口單元；③安全操作系統(tǒng)端下標(biāo)準(zhǔn)化的API過程調(diào)用執(zhí)行識別與自學(xué)習(xí)算法單元；④PKI加密簽名安全算法單元執(zhí)行認(rèn)證結(jié)果加密簽名，通過安全應(yīng)用代理服務(wù)接口單元發(fā)送加密簽名認(rèn)證結(jié)果通知應(yīng)用代理服務(wù)接口單元；⑤應(yīng)用代理服務(wù)接口單元返回外部接收加密簽名認(rèn)證結(jié)果。

作為對本發(fā)明所述的用于移動智能設(shè)備的安全生物特征識別系統(tǒng)的進(jìn)一步改進(jìn)：所述注冊算法單元用于執(zhí)行以下控制步驟：

S200、初始化定義循環(huán)計數(shù)COUNT＝0，模板計數(shù)N＝0，模板數(shù)量TN，循環(huán)數(shù)量TC；其中：COUNT定義為算法注冊流程中的循環(huán)計數(shù)，N定義為算法注冊流程中的模板計數(shù)；TN定義為算法注冊流程中預(yù)定的模板數(shù)量，優(yōu)選的TN>＝3；TC定義為算法注冊流程中預(yù)定的循環(huán)數(shù)量，優(yōu)選的TC>＝3；S201、采集符合自適應(yīng)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的實時生物特征圖像；S202、提取圖像生物特征信息產(chǎn)生特征模板，模板計數(shù)自增累計N＝N+1；S203、判斷模板計數(shù)N≥TN，是執(zhí)行S204，否返回執(zhí)行S201；S204、循環(huán)計數(shù)自增累計COUNT＝COUNT+1；S205、判斷TN個數(shù)量的模板間形成的組合比對結(jié)果集合C(TN，2)是否全部符合預(yù)定的注冊門限標(biāo)準(zhǔn)，是執(zhí)行S208，否執(zhí)行S206；其中：所述的組合比對結(jié)果集合C(TN，2)＝TN！/(2！*(TN-2)！)S206、判斷循環(huán)計數(shù)COUNT>TC，是執(zhí)行S207，否復(fù)位模板計數(shù)N＝0并返回執(zhí)行S201；S207、注冊失??；S208、注冊成功，選擇模板組合比對結(jié)果中全局最優(yōu)的模板為注冊模板并PKI加密保存于安全存儲單元。

作為對本發(fā)明所述的用于移動智能設(shè)備的安全生物特征識別系統(tǒng)的改進(jìn)：所述識別與自學(xué)習(xí)算法單元用于執(zhí)行以下控制步驟：S301、采集符合自適應(yīng)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的實時生物特征圖像；S302、提取圖像生物特征信息產(chǎn)生當(dāng)前特征模板；S303、判斷當(dāng)前模板與注冊模板或自學(xué)習(xí)模板比對結(jié)果是否符合預(yù)定的識別門限標(biāo)準(zhǔn)，是執(zhí)行S304，否執(zhí)行S306；S304、判斷模板比對結(jié)果是否符合預(yù)定的自學(xué)習(xí)門限標(biāo)準(zhǔn)，是執(zhí)行S305，否執(zhí)行S307；S305、判斷圖像生物特征質(zhì)量是否符合預(yù)定的自學(xué)習(xí)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，是執(zhí)行S308，否執(zhí)行S307；S306、識別和模板自學(xué)習(xí)失??；S307、識別成功，自學(xué)習(xí)模板失敗；S308、識別成功并PKI加密保存當(dāng)前模板為自學(xué)習(xí)模板于安全存儲單元。

作為對本發(fā)明所述的所述的用于移動智能設(shè)備的安全生物特征識別系統(tǒng)，其特征是：所述采集符合自適應(yīng)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的實時生物特征圖像，包括以下步驟：S400、初始化定義：高等級質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)Qh，低等級質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)Ql，自適應(yīng)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)Q＝Qh，質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)微調(diào)步長△Q；S401、采集實時生物特征圖像；S402、判斷自適應(yīng)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)Q≥Ql，是執(zhí)行S403，否Q＝Ql并返回執(zhí)行S401；S403、判斷當(dāng)前圖像生物特征質(zhì)量是否符合自適應(yīng)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)Q，是執(zhí)行S404，否Q＝Q-△Q并返回執(zhí)行S401；S404、返回符合自適應(yīng)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的實時生物特征圖像。

一種用于移動智能設(shè)備的生物特征圖像采集系統(tǒng)，包括用于采集生物特征圖像的生物特征圖像采集設(shè)備、用于執(zhí)行生物特征圖像采集設(shè)備實時反饋驅(qū)動控制輸出成像圖像的生物特征圖像采集設(shè)備安全驅(qū)動控制單元、用于執(zhí)行實時成像圖像位移顯示，成像圖像生物特征偏移及鏡面反射干擾的檢測和反饋提示的顯示屏安全驅(qū)動控制單元。

作為對本發(fā)明所述的生物特征圖像采集系統(tǒng)的改進(jìn)：所述生物特征圖像采集設(shè)備包括用于測量物距信息的距離傳感器、用于輻射成像近紅外光的近紅外LED光源、用于驅(qū)動近紅外LED光源輻射強(qiáng)度調(diào)節(jié)的電流驅(qū)動器、用于過濾可見光透過用于成像的近紅外光的前置光學(xué)濾光片和/或后置光學(xué)濾光片、用于物理聚焦近紅外光的光學(xué)成像透鏡、用于驅(qū)動光學(xué)成像透鏡自動對焦的自動對焦驅(qū)動器、用于光電轉(zhuǎn)換輸出成像圖像的圖像成像傳感器、用于顯示位移成像圖像和顯示成像圖像生物特征偏移及鏡面反射干擾的反饋提示信息的顯示屏。

作為對本發(fā)明所述的生物特征圖像采集系統(tǒng)的進(jìn)一步改進(jìn)：所述生物特征圖像采集設(shè)備安全驅(qū)動控制單元包括物距信息測量單元、輻射強(qiáng)度調(diào)節(jié)單元、自動對焦單元、成像模式控制單元。

作為對本發(fā)明所述的生物特征圖像采集系統(tǒng)的進(jìn)一步改進(jìn)：所述顯示屏安全驅(qū)動控制單元包括成像圖像位移顯示單元、圖像生物特征偏移檢測單元、圖像鏡面反射干擾檢測單元、反饋提示單元。

作為對本發(fā)明所述的生物特征圖像采集系統(tǒng)的進(jìn)一步改進(jìn)：所述生物特征圖像采集設(shè)備安全驅(qū)動控制單元用于執(zhí)行生物特征圖像采集設(shè)備實時反饋驅(qū)動控制輸出成像圖像包括以下反饋控制步驟：S101.物距信息測量單元實時動態(tài)測量距離傳感器的物距信息D；S102.判斷物距信息D是否處于工作范圍內(nèi)，是執(zhí)行S103，否反饋提示調(diào)整距離并返回執(zhí)行S101；S103.輻射強(qiáng)度調(diào)節(jié)單元根據(jù)物距信息D，實時動態(tài)反饋控制電流驅(qū)動器驅(qū)動近紅外LED光源輻射強(qiáng)度I改變；S104.自動對焦單元根據(jù)物距信息D，實時動態(tài)反饋控制自動對焦驅(qū)動器驅(qū)動光學(xué)成像透鏡自動對焦；S105.成像模式控制單元實時動態(tài)控制同步時序脈沖成像模式的幀輻射強(qiáng)度I、幀時間T和幀頻率F輸出成像圖像。

作為對本發(fā)明所述的生物特征圖像采集系統(tǒng)的進(jìn)一步改進(jìn)：所述自動對焦單元對當(dāng)前物距信息D對應(yīng)的聚焦位置局部區(qū)域進(jìn)行更進(jìn)一步微調(diào)，即以當(dāng)前物距信息D對應(yīng)的聚焦位置為中心，定義局部區(qū)域為范圍進(jìn)行精細(xì)步長的掃描以獲得最優(yōu)像方焦點位置的聚焦效果；所述成像模式控制單元實時動態(tài)控制同步時序脈沖成像模式的幀時間和幀頻率輸出成像圖像方法具體為通過同步時序控制圖像成像傳感器曝光和近紅外LED光源輻射的脈沖成像模式的幀時間T和幀頻率F輸出實現(xiàn)；所述脈沖成像模式采用脈沖幅度調(diào)制實現(xiàn)幀輻射強(qiáng)度I控制輸出；所述脈沖成像模式采用脈沖寬度占空比調(diào)制實現(xiàn)幀時間T控制輸出；所述脈沖成像模式采用脈沖單位周期頻率調(diào)制實現(xiàn)幀頻率F控制輸出。

作為對本發(fā)明所述的生物特征圖像采集系統(tǒng)的進(jìn)一步改進(jìn)：所述顯示屏安全驅(qū)動控制單元用于執(zhí)行實時成像圖像位移顯示，成像圖像生物特征偏移及鏡面反射干擾的檢測和反饋提示，包括以下控制步驟：S106、成像圖像位移顯示單元實時動態(tài)顯示位移處理的成像圖像；S107、圖像生物特征偏移檢測單元實時動態(tài)檢測圖像中生物特征的位置和尺度偏移；S108、判斷圖像中生物特征位置和尺度是否偏移，是反饋提示單元執(zhí)行生物特征位置和尺度偏移反饋提示并返回執(zhí)行S106，否執(zhí)行S109；S109、圖像鏡面反射干擾檢測單元實時動態(tài)檢測圖像中鏡面反射的位置和尺度干擾；S110、判斷圖像鏡面反射位置和尺度是否干擾，是反饋提示單元執(zhí)行鏡面反射位置和尺度干擾反饋提示并返回執(zhí)行S106，否返回執(zhí)行S106。

作為對本發(fā)明所述的生物特征圖像采集系統(tǒng)的進(jìn)一步改進(jìn)：所述成像圖像的位移處理包括：顯示屏顯示的成像圖像中心經(jīng)過X-Y坐標(biāo)軸位移量調(diào)整(X_SHIFT，Y_SHIFT)；所述調(diào)整X-Y軸位移量(X_SHIFT，Y_SHIFT)的具體計算如下：

X_SHIFT＝β*(Xscreen–Ximager)/PS

Y_SHIFT＝β*(Yscreen–Yimager)/PS

β＝EFL/(D-EFL)

其中：(X_SHIFT，Y_SHIFT)分別為顯示屏顯示的成像圖像中心X，Y坐標(biāo)軸位移量，單位像素，pixels；(Xscreen，Yscreen)分別為顯示屏顯示的成像圖像中心X，Y坐標(biāo)軸物理位置，單位厘米，cm；(Ximager，Yimager)分別為生物特征圖像采集設(shè)備光學(xué)中心X，Y坐標(biāo)軸物理位置，單位厘米，cm；β為生物特征圖像采集設(shè)備的光學(xué)放大倍率，無單位；EFL為光學(xué)成像透鏡的等效焦距，單位毫米，mm；D為物距，單位厘米，cm；；PS為圖像成像傳感器的單位像素物理尺度，單位微米每像素，um/pixel。

作為對本發(fā)明所述的生物特征圖像采集系統(tǒng)的進(jìn)一步改進(jìn)：所述的反饋提示單元執(zhí)行顯示屏顯示實時動態(tài)調(diào)整生物特征位置和尺度偏移信息；所述反饋提示單元執(zhí)行顯示屏顯示實時動態(tài)調(diào)整鏡面反射位置和尺度干擾信息。

一種用于實現(xiàn)生物特征圖像采集系統(tǒng)在單位周期內(nèi)生物特征個體受輻射總量進(jìn)行安全限制和獲取高質(zhì)量無干擾的生物特征成像圖像的聯(lián)合優(yōu)化控制方法，包括：(1)在物距信息D超過近距離極限時完全關(guān)閉近紅外LED光源輻射；(2)定義生物特征圖像采集系統(tǒng)在每幀周期內(nèi)生物特征個體受輻射能量J0；J0＝E*T；定義生物特征圖像采集系統(tǒng)在單位周期內(nèi)生物特征個體受輻射能量JE；JE＝J0*F<Jlimit；(3)根據(jù)(2)中JE的定義關(guān)系，通過聯(lián)合優(yōu)化控制參數(shù)：每幀周期內(nèi)生物特征個體受輻射能量J0，和單位周期內(nèi)幀數(shù)F，實現(xiàn)對單位周期內(nèi)生物特征個體受輻射能量限定JE<Jlimit；(4)根據(jù)(2)中J0的定義關(guān)系，聯(lián)合優(yōu)化控制參數(shù)E，T反比關(guān)系，即E＝J0/T,T＝J0/E，提高生物特征個體每幀周期受輻射照度E，降低生物特征個體每幀周期受輻射和曝光時間T，即采用每幀周期高輻射照度E，每幀周期短輻射和曝光時間T用于獲取高質(zhì)量無干擾的生物特征成像圖像；其中：Jlimit為單位周期內(nèi)生物特征個體受輻射的安全極限能量；T為生物特征個體每幀周期受輻射時間，即圖像成像傳感器曝光和近紅外LED光源輻射的同步時序脈沖成像模式的幀時間；F為單位周期內(nèi)幀數(shù)，即圖像成像傳感器曝光和近紅外LED光源輻射的同步時序脈沖成像模式的幀頻率；E為生物特征個體每幀周期受輻射照度；D為物距信息。

總結(jié)上述描述，通過本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

1、實現(xiàn)完整的安全注冊認(rèn)證流程體系，保證不被外部安全攻擊。

2、實現(xiàn)注冊認(rèn)證流程體系中生物特征模板最優(yōu)具有穩(wěn)定性和一致性，提高注冊和識別時成功率，同時提高注冊和識別速度；。

3、實現(xiàn)注冊認(rèn)證流程體系中在不同采集環(huán)境和生物特征自身發(fā)生改變等情況下時更進(jìn)一步提高注冊和識別時成功率，同時提高注冊和識別速度；

4、實現(xiàn)注冊認(rèn)證流程體系中圖像生物特征質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)自適應(yīng)，提高注冊和識別成功率，同時提高注冊和識別速度；

5、實現(xiàn)圖像采集流程體系中獲取亮度恒定的生物特征成像圖像。

6、實現(xiàn)圖像采集流程體系中在100ms內(nèi)快速獲取聚焦清晰穩(wěn)定的生物特征成像圖像。

7、實現(xiàn)圖像采集流程體系中采集的圖像生物特征位置和尺度偏移處于預(yù)定的范圍內(nèi)。

8、實現(xiàn)圖像采集流程體系中采集的圖像鏡面反射位置和尺度干擾處于預(yù)定的范圍外。

9、實現(xiàn)圖像采集流程體系中采集的生物特征圖像保持在軸直視狀態(tài)。

10、實現(xiàn)在單位周期內(nèi)生物特征個體受輻射總量安全限制，獲取高質(zhì)量無干擾的生物特征成像圖像。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

圖1為本發(fā)明實施例1用于移動智能設(shè)備的安全生物特征識別系統(tǒng)總體框架圖；

圖2為本發(fā)明實施例1用于移動智能設(shè)備的生物特征識別圖像采集系統(tǒng)總體框架圖；

圖3為本發(fā)明實施例1注冊算法單元流程圖；

圖4為本發(fā)明實施例1識別與自學(xué)習(xí)算法單元流程圖；

圖5為本發(fā)明實施例1圖像生物特征質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)自適應(yīng)方法流程圖；

圖6為本發(fā)明實施例1生物特征識別采集設(shè)備安全驅(qū)動控制單元和顯示屏安全驅(qū)動控制單元總體框架圖；

圖7為本發(fā)明實施例1生物特征識別采集設(shè)備安全驅(qū)動控制單元流程圖；

圖8為本發(fā)明實施例1顯示屏安全驅(qū)動控制單元流程圖。

具體實施方式

實施例1、本發(fā)明提供一種用于移動智能設(shè)備的安全生物特征識別和圖像采集系統(tǒng)以及基于該系統(tǒng)的相關(guān)方法。

本發(fā)明的用于移動智能設(shè)備的安全生物特征識別和圖像采集系統(tǒng)包括用于移動智能設(shè)備的安全生物特征識別系統(tǒng)和用于移動智能設(shè)備的生物特征圖像采集系統(tǒng)。

如圖1所示，為本實施例中用于移動智能設(shè)備的安全生物特征識別系統(tǒng)，包括應(yīng)用操作系統(tǒng)和安全操作系統(tǒng)；其中應(yīng)用操作系統(tǒng)包括應(yīng)用代理服務(wù)接口單元；安全操作系統(tǒng)包括安全代理服務(wù)接口單元、安全計算單元、安全存儲單元、安全內(nèi)存單元；以上所述的應(yīng)用代理服務(wù)接口單元用于執(zhí)行應(yīng)用操作系統(tǒng)端標(biāo)準(zhǔn)化的API過程調(diào)用；以上所述的安全應(yīng)用代理服務(wù)接口單元用于執(zhí)行安全操作系統(tǒng)端標(biāo)準(zhǔn)化的API過程調(diào)用；安全計算單元用于執(zhí)行安全操作系統(tǒng)端的數(shù)據(jù)和代碼的計算；安全存儲單元用于提供安全操作系統(tǒng)端的數(shù)據(jù)和代碼的存儲空間，并保證安全計算單元通過獨(dú)立安全地址總線訪問；安全內(nèi)存單元用于提供安全操作系統(tǒng)端的數(shù)據(jù)和代碼的內(nèi)存空間，并保證安全計算單元通過獨(dú)立安全地址總線訪問。其中，安全計算單元包括PKI加密簽名安全算法單元和生物特征識別算法單元；生物特征識別算法單元包括注冊算法單元和識別與自學(xué)習(xí)算法單元。

本發(fā)明實施例1優(yōu)選的用于移動智能設(shè)備的安全生物特征識別的注冊流程，包括如下步驟：

a、當(dāng)外部發(fā)起應(yīng)用注冊請求；

b、通過應(yīng)用代理服務(wù)接口單元傳遞該注冊請求通知安全應(yīng)用代理服務(wù)接口單元；具體的，該注冊請求通過應(yīng)用代理服務(wù)接口單元執(zhí)行在應(yīng)用操作系統(tǒng)端下標(biāo)準(zhǔn)化的API過程調(diào)用通知安全應(yīng)用代理服務(wù)接口單元執(zhí)行在安全操作系統(tǒng)端下標(biāo)準(zhǔn)化的API過程調(diào)用；

c、安全操作系統(tǒng)端下標(biāo)準(zhǔn)化的API過程調(diào)用執(zhí)行注冊算法單元；

d、PKI加密簽名安全算法單元執(zhí)行注冊結(jié)果加密簽名，通過安全應(yīng)用代理服務(wù)接口單元發(fā)送加密簽名注冊結(jié)果通知應(yīng)用代理服務(wù)接口單元；

e、應(yīng)用代理服務(wù)接口單元返回外部接收加密簽名注冊結(jié)果。

本發(fā)明實施例1優(yōu)選的用于移動智能設(shè)備的安全生物特征識別的認(rèn)證流程，包括如下步驟：

①當(dāng)外部發(fā)起應(yīng)用認(rèn)證請求；

②通過應(yīng)用代理服務(wù)接口單元傳遞該認(rèn)證請求通知安全應(yīng)用代理服務(wù)接口單元；具體的，該認(rèn)證請求通過應(yīng)用代理服務(wù)接口單元執(zhí)行在應(yīng)用操作系統(tǒng)端下標(biāo)準(zhǔn)化的API過程調(diào)用通知安全應(yīng)用代理服務(wù)接口單元執(zhí)行在安全操作系統(tǒng)端下標(biāo)準(zhǔn)化的API過程調(diào)用；

③安全操作系統(tǒng)端下標(biāo)準(zhǔn)化的API過程調(diào)用執(zhí)行識別與自學(xué)習(xí)算法單元；

④PKI加密簽名安全算法單元執(zhí)行認(rèn)證結(jié)果加密簽名，通過安全應(yīng)用代理服務(wù)接口單元發(fā)送加密簽名認(rèn)證結(jié)果通知應(yīng)用代理服務(wù)接口單元；

⑤應(yīng)用代理服務(wù)接口單元返回外部接收加密簽名認(rèn)證結(jié)果。

在圖1中，本發(fā)明實施例1優(yōu)選的應(yīng)用操作系統(tǒng)為android OS，安全操作系統(tǒng)為部署TEE(可信執(zhí)行環(huán)境)的TrustZone OS。本發(fā)明實施例1用于移動智能設(shè)備的安全生物特征識別系統(tǒng)，能實現(xiàn)完整的生物特征識別的安全注冊認(rèn)證流程體系，保證不被外部安全攻擊。

如圖3所示，本發(fā)明所述的注冊算法單元用于執(zhí)行以下控制步驟，包括：

S200、初始化定義循環(huán)計數(shù)COUNT＝0，模板計數(shù)N＝0，模板數(shù)量TN，循環(huán)數(shù)量TC；

其中：

COUNT定義為算法注冊流程中的循環(huán)計數(shù)，

N定義為算法注冊流程中的模板計數(shù)；

TN定義為算法注冊流程中預(yù)定的模板數(shù)量，優(yōu)選的TN>＝3；

TC定義為算法注冊流程中預(yù)定的循環(huán)數(shù)量，優(yōu)選的TC>＝3；

S201、采集符合自適應(yīng)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的實時生物特征圖像；

S202、提取圖像生物特征信息產(chǎn)生特征模板，模板計數(shù)自增累計N＝N+1；

S203、判斷模板計數(shù)N≥TN，是執(zhí)行S204，否返回執(zhí)行S201；

S204、循環(huán)計數(shù)自增累計COUNT＝COUNT+1；

S205、判斷TN個數(shù)量的模板間形成的組合比對結(jié)果集合C(TN，2)是否全部符合預(yù)定的注冊門限標(biāo)準(zhǔn)，是執(zhí)行S208，否執(zhí)行S206；

其中：所述的組合比對結(jié)果集合C(TN，2)＝TN！/(2！*(TN-2)！),實施例1舉例說明TN＝4即模板{1,2，3,4}，模板間形成的組合比對結(jié)果集合為C(4,2)＝4！/(2！*(4-2)！)＝6,組合比對結(jié)果集合具體如下{R(1,2)，R(1，3)，R(1,4)，R(2,3)，R(2,4)，R(3,4)}。

本發(fā)明實施例1采用模板間組合比對結(jié)果集合全部符合預(yù)定的注冊門限標(biāo)準(zhǔn)的目的是為保證模板間圖像生物特征穩(wěn)定性和一致性，提高模板識別時成功率；

S206、判斷循環(huán)計數(shù)COUNT>TC，是執(zhí)行S207，否復(fù)位模板計數(shù)N＝0并返回執(zhí)行S201；

S207、注冊失敗

S208、注冊成功，選擇模板組合比對結(jié)果中全局最優(yōu)的模板為注冊模板并PKI加密保存于安全存儲單元。

本發(fā)明實施例1優(yōu)選的，采用選擇模板組合比對結(jié)果中全局最優(yōu)的模板為注冊模板，舉例說明TN＝4即模板{1,2，3,4}，設(shè)置比對結(jié)果為歸一化數(shù)值[0，1]，0代表完全不一致，1代表完全一致，全局最優(yōu)的模板為與其他模板間比對結(jié)果全局累加值最大對應(yīng)的模板，max{S1，S2，S3，S4}；

S1＝R(1,2)+R(1，3)+R(1,4)；

S2＝R(1,2)+R(2，3)+R(2,4)；

S3＝R(1,3)+R(2，3)+R(3,4)；

S4＝R(1,4)+R(2，4)+R(3,4)；

其中：

S1為模板1與其他模板間比對結(jié)果全局累加值，S1最大，模板1為全局最優(yōu)的模板；

S2為模板2與其他模板間比對結(jié)果全局累加值，S2最大，模板2為全局最優(yōu)的模板；

S3為模板3與其他模板間比對結(jié)果全局累加值，S3最大，模板3為全局最優(yōu)的模板；

S4為模板4與其他模板間比對結(jié)果全局累加值，S4最大，模板4為全局最優(yōu)的模板。

本發(fā)明實施例1采用模板組合比對結(jié)果中全局最優(yōu)的模板為注冊模板，目的是為選擇組合比對結(jié)果集合中圖像生物特征穩(wěn)定性和一致性最優(yōu)的模板，提高注冊和識別時成功率，同時提高注冊和識別速度。

如圖4所示，本發(fā)明所述的識別與自學(xué)習(xí)算法單元執(zhí)行以下控制步驟，包括：

S301、采集符合自適應(yīng)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的實時生物特征圖像；

S302、提取圖像生物特征信息產(chǎn)生當(dāng)前特征模板；

S303、判斷當(dāng)前模板與注冊模板或自學(xué)習(xí)模板比對結(jié)果是否符合預(yù)定的識別門限標(biāo)準(zhǔn)，是執(zhí)行S304，否執(zhí)行S306；

S304、判斷模板比對結(jié)果是否符合預(yù)定的自學(xué)習(xí)門限標(biāo)準(zhǔn)，是執(zhí)行S305，否執(zhí)行S307；

S305、判斷圖像生物特征質(zhì)量是否符合預(yù)定的自學(xué)習(xí)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，是執(zhí)行S308，否執(zhí)行S307；

S306、識別和模板自學(xué)習(xí)失敗；

S307、識別成功，自學(xué)習(xí)模板失敗；

S308、識別成功并PKI加密保存當(dāng)前模板為自學(xué)習(xí)模板于安全存儲單元；

本發(fā)明實施例1采用預(yù)定注冊門限標(biāo)準(zhǔn)，識別門限標(biāo)準(zhǔn)和自學(xué)習(xí)門限標(biāo)準(zhǔn)，目的是為更進(jìn)一步提高注冊和識別時成功率，同時提高注冊和識別速度；本發(fā)明實施例1采用模板自學(xué)習(xí)方法目的是為在不同采集環(huán)境和生物特征自身(生理性)發(fā)生改變等情況下時更進(jìn)一步提高注冊和識別時成功率，同時提高注冊和識別速度；本發(fā)明實施例1采用設(shè)定模板比對結(jié)果的自學(xué)習(xí)門限標(biāo)準(zhǔn)和自學(xué)習(xí)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，目的是為更進(jìn)一步提高自學(xué)習(xí)模板質(zhì)量，提高注冊和識別時成功率，同時提高注冊和識別速度；在跨大規(guī)模人群應(yīng)用時生物特征個體存在圖像生物特征質(zhì)量本身(生理性形成的生物特征質(zhì)量)從高等級質(zhì)量到低等級質(zhì)量，變化跨度范圍極大，如果以單一高等級質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)去判斷時部分生物特征個體的生物特征質(zhì)量無法符合要求，影響注冊和識別成功率，同時影響注冊和識別速度；如果以單一低等級質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)去判斷時部分生物特征個體的生物特征質(zhì)量降低，影響注冊和識別成功率，同時影響注冊和識別速度。

如圖5所示，本發(fā)明實施例1采用圖像生物特征質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)自適應(yīng)方法，包括以下步驟：S400、初始化定義：高等級質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)Qh，低等級質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)Ql，自適應(yīng)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)Q＝Qh，質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)微調(diào)步長△Q；

S401、采集實時生物特征圖像；

S402、判斷自適應(yīng)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)Q≥Ql，是執(zhí)行S403，否Q＝Ql并返回執(zhí)行S401；

S403、判斷當(dāng)前圖像生物特征質(zhì)量是否符合自適應(yīng)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)Q，是執(zhí)行S404，否Q＝Q-△Q并返回執(zhí)行S401；

S404、返回符合自適應(yīng)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的實時生物特征圖像。

本發(fā)明實施例1采用圖像生物特征質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)自適應(yīng)方法，全部生物特征個體的生物特征質(zhì)量本身都符合高等級質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)到低等級質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)動態(tài)變化的自適應(yīng)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，更進(jìn)一步提高注冊和識別成功率，同時提高注冊和識別速度。

如圖2所示，本發(fā)明實施例1提供一種用于移動智能設(shè)備的生物特征圖像采集系統(tǒng)，包括生物特征圖像采集設(shè)備、生物特征圖像采集設(shè)備安全驅(qū)動控制單元、顯示屏安全驅(qū)動控制單元。本發(fā)明實施例1所述的生物特征圖像采集設(shè)備用于采集實時生物特征圖像，提供安全生物特征識別系統(tǒng)所需的高質(zhì)量圖像。本發(fā)明實施例1所述的生物特征圖像采集設(shè)備用于采集生物特征圖像，包括距離傳感器、近紅外LED光源、電流驅(qū)動器、前置光學(xué)濾光片和/或后置光學(xué)濾光片、光學(xué)成像透鏡、自動對焦驅(qū)動器、圖像成像傳感器、顯示屏；其中：距離傳感器用于測量物距信息；近紅外LED光源用于輻射成像近紅外光；電流驅(qū)動器用于驅(qū)動近紅外LED光源輻射強(qiáng)度調(diào)節(jié)；前置光學(xué)濾光片和/或后置光學(xué)濾光片用于過濾可見光透過用于成像的近紅外光；光學(xué)成像透鏡用于物理聚焦近紅外光；自動對焦驅(qū)動器用于驅(qū)動光學(xué)成像透鏡自動對焦；圖像成像傳感器用于光電轉(zhuǎn)換輸出成像圖像；顯示屏用于顯示位移成像圖像和顯示成像圖像生物特征偏移及鏡面反射干擾的反饋提示信息。以上所述的生物特征圖像采集設(shè)備安全驅(qū)動控制單元用于執(zhí)行生物特征圖像采集設(shè)備實時反饋驅(qū)動控制輸出成像圖像；以上所述的顯示屏安全驅(qū)動控制單元用于執(zhí)行實時成像圖像位移顯示，成像圖像生物特征偏移及鏡面反射干擾的檢測和反饋提示。

如圖6所示，本發(fā)明實施例1所述的生物特征圖像采集設(shè)備安全驅(qū)動控制單元包括物距信息測量單元、輻射強(qiáng)度調(diào)節(jié)單元、自動對焦單元、成像模式控制單元；顯示屏安全驅(qū)動控制單元包括成像圖像位移顯示單元、圖像生物特征偏移檢測單元、圖像鏡面反射干擾檢測單元、反饋提示單元。

如圖7所示，本發(fā)明所述的生物特征圖像采集設(shè)備安全驅(qū)動控制單元用于執(zhí)行生物特征圖像采集設(shè)備實時反饋驅(qū)動控制輸出成像圖像包括以下反饋控制步驟：

S101、物距信息測量單元，實時動態(tài)測量距離傳感器的物距信息D，(單位cm，厘米)；

S102、判斷物距信息D是否處于工作范圍內(nèi)，是執(zhí)行S103，否反饋提示調(diào)整距離并返回執(zhí)行S101；

S103、輻射強(qiáng)度調(diào)節(jié)單元根據(jù)物距信息D，實時動態(tài)反饋控制電流驅(qū)動器驅(qū)動近紅外LED光源輻射強(qiáng)度I改變；

本發(fā)明實施例1優(yōu)選的，近紅外LED光源輻射強(qiáng)度(單位mW/sr，毫瓦每球面度)具有I＝E*D<2>，E為生物特征個體受輻射照度(單位mW/cm<2>，毫瓦每平方厘米)，輻射強(qiáng)度調(diào)節(jié)單元實時動態(tài)調(diào)節(jié)近紅外LED光源輻射強(qiáng)度實現(xiàn)保持E恒定范圍，不受物距成像距離影響，成像圖像亮度保持恒定范圍，在近距離時對生物特征個體受輻射總量進(jìn)行安全限制。如物距信息D超過近距離10cm時極限時完全關(guān)閉近紅外LED光源輻射；

本發(fā)明采用的方法可以獲取亮度恒定的生物特征成像圖像,同時避免在近距離時生物特征個體受過量輻射；

本發(fā)明有效避免采用圖像亮度評估分析方法因圖像內(nèi)容變化導(dǎo)致控制過程不實時，不穩(wěn)定；

S104、自動對焦單元根據(jù)物距信息D，實時動態(tài)反饋控制自動對焦驅(qū)動器驅(qū)動光學(xué)成像透鏡自動對焦；

本發(fā)明實施例1優(yōu)選的，自動對焦驅(qū)動器包括VCM馬達(dá)，closed-loop閉環(huán)馬達(dá)，中置馬達(dá)，液晶驅(qū)動器，MEMS驅(qū)動器等；

本發(fā)明實施例1優(yōu)選的，自動對焦驅(qū)動器參數(shù)P＝L(D)，L為物距信息D和光學(xué)成像透鏡形成的對應(yīng)物理聚焦位置關(guān)系函數(shù)，該自動對焦驅(qū)動器參數(shù)P對應(yīng)于像方焦點位置；

如自動對焦驅(qū)動器采用VCM馬達(dá)，closed-loop閉環(huán)馬達(dá)，中置馬達(dá)等，自動對焦驅(qū)動器參數(shù)P為像距，P＝L(D)＝EFL*D/(D-EFL)，其中EFL為光學(xué)成像透鏡的等效焦距，該像距P對應(yīng)于像方焦點位置；

如自動對焦驅(qū)動器采用液晶驅(qū)動器，MEMS驅(qū)動器，自動對焦驅(qū)動器參數(shù)P為光學(xué)屈光度，P＝L(D)＝1/D，該光學(xué)屈光度P對應(yīng)于像方焦點位置；

更進(jìn)一步，自動對焦驅(qū)動器為PDAF，即相位檢測自動對焦，通過閉環(huán)相位檢測反饋控制光學(xué)成像透鏡的自動對焦；

本發(fā)明優(yōu)選的，考慮到實際光學(xué)系統(tǒng)在不同成像條件下的穩(wěn)定性和精確度，對當(dāng)前物距信息D對應(yīng)的聚焦位置局部區(qū)域進(jìn)行更進(jìn)一步微調(diào)，即以當(dāng)前物距信息D對應(yīng)的聚焦位置為中心，定義局部區(qū)域為范圍進(jìn)行精細(xì)步長的掃描以獲得最優(yōu)像方焦點位置的聚焦效果；

本發(fā)明采用的自動對焦方法可以在100ms內(nèi)快速獲取聚焦清晰穩(wěn)定的生物特征成像圖像；

S105、成像模式控制單元實時動態(tài)控制同步時序脈沖成像模式的幀輻射強(qiáng)度I，幀時間T和幀頻率F輸出成像圖像；

本發(fā)明實施例1優(yōu)選的，成像模式控制單元實時動態(tài)控制同步時序脈沖成像模式的幀時間T(單位，毫秒每幀)和幀頻率F(單位，幀每單位周期)輸出成像圖像方法具體為通過同步時序控制圖像成像傳感器曝光(積分)和近紅外LED光源輻射的脈沖成像模式的幀時間T和幀頻率F輸出實現(xiàn)；即，圖像成像傳感器曝光(積分)的幀時間T和幀頻率F與近紅外LED光源輻射的幀時間T和幀頻率F保持脈沖成像模式的時序相同；

更進(jìn)一步，本發(fā)明實施例1優(yōu)選的，所述的脈沖成像模式采用脈沖幅度調(diào)制實現(xiàn)幀輻射強(qiáng)度I控制輸出。

更進(jìn)一步，本發(fā)明實施例1優(yōu)選的，所述的脈沖成像模式采用脈沖寬度占空比調(diào)制實現(xiàn)幀時間T控制輸出。

更進(jìn)一步，本發(fā)明實施例1優(yōu)選的，所述的脈沖成像模式采用脈沖單位周期頻率調(diào)制實現(xiàn)幀頻率F控制輸出。

本發(fā)明實施例1，生物特征圖像采集設(shè)備安全驅(qū)動控制單元通過反饋控制步驟S101-S105最終輸出成像圖像并進(jìn)一步被用于顯示屏安全驅(qū)動控制單元；

如圖8所示，本發(fā)明所述的顯示屏安全驅(qū)動控制單元用于執(zhí)行實時成像圖像位移顯示，成像圖像生物特征偏移及鏡面反射干擾的檢測和反饋提示，包括以下控制步驟：

S106、成像圖像位移顯示單元實時動態(tài)顯示位移處理的成像圖像；

由于物理安裝結(jié)構(gòu)限制原因，顯示屏顯示的成像圖像的物理中心和生物特征圖像采集設(shè)備的物理光學(xué)中心是無法實現(xiàn)同一光學(xué)軸(同軸狀態(tài))；

本發(fā)明實施例1舉例如手機(jī)應(yīng)用，手機(jī)前置攝像頭位置的生物特征圖像采集設(shè)備不可能安裝在實際顯示屏背后，生物特征圖像采集設(shè)備光學(xué)中心物理位置和實際手機(jī)顯示屏顯示的成像圖像的物理中心位置肯定是無法實現(xiàn)同一光學(xué)軸；在這種無法實現(xiàn)同一光學(xué)軸的情況下，當(dāng)用戶觀察手機(jī)顯示屏的成像圖像時，通過安裝在手機(jī)前置攝像頭位置的生物特征圖像采集設(shè)備采集的生物特征圖像會導(dǎo)致形成離軸斜視而非同軸直視狀態(tài)；離軸斜視狀態(tài)下直接導(dǎo)致生物特征組織處于三維的離軸狀態(tài)而發(fā)生生物特征組織形變，使生物特征圖像產(chǎn)生非幾何的失真，極大降低注冊和識別成功率及注冊和識別速度；本發(fā)明實施例1通過實時動態(tài)調(diào)整顯示屏顯示的成像圖像的物理中心和生物特征圖像采集設(shè)備的物理光學(xué)中心間的位移，實現(xiàn)采集的生物特征圖像保持在軸直視狀態(tài)；本發(fā)明更進(jìn)一步特別解釋指出：在軸直視狀態(tài)相對同軸直視狀態(tài)，差別僅僅在于發(fā)生光學(xué)軸中心(X-Y坐標(biāo)軸)位移，反映到實際成像圖像效果就是圖像中心(X-Y坐標(biāo)軸)發(fā)生位移而已，并不產(chǎn)生生物特征組織離軸斜視形變；

更進(jìn)一步，本發(fā)明實施例1，成像圖像位移顯示單元實時動態(tài)顯示位移處理的成像圖像，成像圖像的位移處理具體方法：

顯示屏顯示的成像圖像中心經(jīng)過X-Y坐標(biāo)軸位移量調(diào)整(X_SHIFT，Y_SHIFT)；

所述的調(diào)整X-Y軸位移量(X_SHIFT，Y_SHIFT)的具體計算如下：

X_SHIFT＝β*(Xscreen–Ximager)/PS

Y_SHIFT＝β*(Yscreen–Yimager)/PS

β＝EFL/(D-EFL)

其中：

(X_SHIFT，Y_SHIFT)分別為顯示屏顯示的成像圖像中心X，Y坐標(biāo)軸位移量，單位像素，pixels；

(Xscreen，Yscreen)分別為顯示屏顯示的成像圖像中心X，Y坐標(biāo)軸物理位置，單位厘米，cm；

(Ximager，Yimager)分別為生物特征圖像采集設(shè)備光學(xué)中心X，Y坐標(biāo)軸物理位置，單位厘米，cm；

β為生物特征圖像采集設(shè)備的光學(xué)放大倍率，無單位；

EFL為光學(xué)成像透鏡的等效焦距，單位毫米，mm；

D為物距，單位厘米，cm；；

PS為圖像成像傳感器的單位像素物理尺度，單位微米每像素，um/pixel。

本發(fā)明實施例1，以實際手機(jī)應(yīng)用為舉例，具體參數(shù)如下：

EFL＝3mm，D＝20cm，PS＝1.12um/pixel，

(Xscreen–Ximager)＝1cm；

(Yscreen–Yimager)＝3cm；

β＝0.0152；(X_SHIFT，Y_SHIFT)＝(136pixels,408pixels)；

即顯示屏顯示的成像圖像中心經(jīng)過X-Y軸位移量調(diào)整為136像素和408像素。

本發(fā)明實施例1通過實時動態(tài)顯示位移處理的成像圖像，實現(xiàn)采集的生物特征圖像保持在軸直視狀態(tài)。

S107、圖像生物特征偏移檢測單元實時動態(tài)檢測圖像中生物特征的位置和尺度偏移；本發(fā)明實施例1優(yōu)選的，圖像生物特征偏移檢測單元根據(jù)實時成像圖像計算生物特征在圖像中的有效位置和有效尺度信息，即XY軸方向位置偏移和Z軸尺度偏移，表示左右上下方向位置偏移和遠(yuǎn)近距離尺度偏移；

本發(fā)明實施例1優(yōu)選的，生物特征偏移檢測方法包括AdaBoost檢測算法，主動輪廓檢測算法，LOG邊緣檢測算子，Canny檢測算子，Moravec角點檢測算子和Harris角點檢測算子等；

更進(jìn)一步，本發(fā)明實施例1優(yōu)選的，生物特征偏移檢測方法還包括采用生物特征分布統(tǒng)計函數(shù)；

S108、判斷圖像中生物特征位置和尺度是否偏移，是反饋提示單元執(zhí)行生物特征位置和尺度偏移反饋提示并返回執(zhí)行S106，否執(zhí)行S109；

本發(fā)明實施例1優(yōu)選的，

判斷圖像中生物特征是否位置偏移，超過預(yù)定的圖像邊界區(qū)域范圍；

判斷圖像中生物特征是否尺度偏移，超過預(yù)定的圖像尺度大小范圍；

本發(fā)明實施例1優(yōu)選的，反饋提示單元執(zhí)行顯示屏顯示實時動態(tài)調(diào)整生物特征位置和尺度偏移信息；

S109、圖像鏡面反射干擾檢測單元實時動態(tài)檢測圖像中鏡面反射的位置和尺度干擾；本發(fā)明實施例1優(yōu)選的，圖像鏡面反射干擾檢測單元根據(jù)實時成像圖像計算鏡面反射在圖像中的有效位置干擾和有效尺度干擾信息；

本發(fā)明實施例1優(yōu)選的，圖像鏡面反射干擾檢測方法包括AdaBoost檢測算法，主動輪廓檢測算法，LOG邊緣檢測算子，Canny檢測算子，Moravec角點檢測算子和Harris角點檢測算子等；

更進(jìn)一步，本發(fā)明實施例1優(yōu)選的，圖像鏡面反射干擾檢測方法還包括采用鏡面反射特征分布統(tǒng)計函數(shù)；

S110、判斷圖像鏡面反射位置和尺度是否干擾，是反饋提示單元執(zhí)行鏡面反射位置和尺度干擾反饋提示并返回執(zhí)行S106，否返回執(zhí)行S106；

本發(fā)明實施例1優(yōu)選的，

判斷圖像中鏡面反射是否位置干擾，超過預(yù)定的圖像中生物特征區(qū)域范圍；

判斷圖像中鏡面反射是否尺度干擾，超過預(yù)定的圖像中生物特征大小范圍；

本發(fā)明實施例1優(yōu)選的，反饋提示單元執(zhí)行顯示屏顯示實時動態(tài)調(diào)整鏡面反射位置和尺度干擾信息；

本發(fā)明采用的顯示屏安全驅(qū)動控制單元控制步驟，根據(jù)圖像成像傳感器輸出的實時成像圖像，反饋控制顯示屏顯示實時位移處理的成像圖像，并檢測圖像中生物特征位置和尺度偏移及鏡面反射位置和尺度干擾等信息用于反饋提示調(diào)整；

實現(xiàn)圖像生物特征位置偏移和尺度偏移的動態(tài)調(diào)整，保證生物特征位置處于預(yù)定的圖像邊界區(qū)域范圍內(nèi)，保證生物特征尺度處于預(yù)定的圖像尺度大小范圍內(nèi)；

實現(xiàn)圖像鏡面反射位置干擾和尺度干擾的動態(tài)調(diào)整，保證鏡面反射位置處于預(yù)定的圖像中生物特征區(qū)域范圍外，保證鏡面反射尺度處于預(yù)定的圖像中生物特征大小范圍外。

本發(fā)明實施例1采用一種用于實現(xiàn)生物特征圖像采集系統(tǒng)在單位周期內(nèi)生物特征個體受輻射總量進(jìn)行安全限制和獲取高質(zhì)量無干擾的生物特征成像圖像的聯(lián)合優(yōu)化控制方法，包括：

1、在物距信息D超過近距離極限時完全關(guān)閉近紅外LED光源輻射；

2、定義生物特征圖像采集系統(tǒng)在每幀周期內(nèi)生物特征個體受輻射能量J0，(單位，焦耳每平方厘米每幀周期，J/cm<2>/frame)，

J0＝E*T；

定義生物特征圖像采集系統(tǒng)在單位周期內(nèi)生物特征個體受輻射能量JE，(單位，焦耳每平方厘米，J/cm<2>)，

JE＝J0*F<Jlimit；

3、根據(jù)2中JE的定義關(guān)系，通過聯(lián)合優(yōu)化控制參數(shù)：每幀周期內(nèi)生物特征個體受輻射能量J0，和單位周期內(nèi)幀數(shù)F，實現(xiàn)對單位周期內(nèi)生物特征個體受輻射能量限定JE<Jlimit；

更進(jìn)一步，本發(fā)明實施例1特別說明，根據(jù)2中JE的定義關(guān)系，通過預(yù)定的單位周期內(nèi)幀數(shù)F，確定每幀周期內(nèi)生物特征個體受輻射能量J0。

4、根據(jù)2中J0的定義關(guān)系，聯(lián)合優(yōu)化控制參數(shù)E，T反比關(guān)系，即E＝J0/T,T＝J0/E，提高生物特征個體每幀周期受輻射照度E，降低生物特征個體每幀周期受輻射和曝光時間T，即采用每幀周期高輻射照度E，每幀周期短輻射和曝光時間T用于獲取高質(zhì)量無干擾的生物特征成像圖像。

更進(jìn)一步，本發(fā)明實施例1特別說明，采用成反比關(guān)系的參數(shù)聯(lián)合優(yōu)化控制最大優(yōu)點是即能滿足每幀周期高輻射照度，又能滿足每幀周期短輻射和曝光時間，實現(xiàn)參數(shù)E，T的乘積在每幀周期內(nèi)滿足預(yù)定受限的生物特征個體受輻射能量J0。

每幀周期高輻射照度用于實現(xiàn)有效過濾背景光等成像干擾，每幀周期短輻射和曝光時間用于實現(xiàn)解決運(yùn)動散焦等成像干擾。

更進(jìn)一步，本發(fā)明實施例1特別說明，采用同步時序脈沖成像模式的每幀周期高輻射照度成像可以通過提高成像和背景光的信噪比解決有效過濾背景光等成像干擾。

更進(jìn)一步，本發(fā)明實施例1特別說明，采用同步時序脈沖成像模式的每幀周期短時間輻射和曝光成像可以解決全部X-Y-Z軸運(yùn)動散焦。

其中：

Jlimit為單位周期內(nèi)生物特征個體受輻射的安全極限能量；

T為生物特征個體每幀周期受輻射時間，即圖像成像傳感器曝光(積分)和近紅外LED光源輻射的同步時序脈沖成像模式的幀時間；

F為單位周期內(nèi)幀數(shù)，即圖像成像傳感器曝光(積分)和近紅外LED光源輻射的同步時序脈沖成像模式的幀頻率；

E為生物特征個體每幀周期受輻射照度；

D為物距信息。

本發(fā)明實施例1用于實現(xiàn)生物特征圖像采集系統(tǒng)在單位周期內(nèi)生物特征個體受輻射總量進(jìn)行安全限制和高質(zhì)量無干擾的生物特征圖像成像的聯(lián)合優(yōu)化控制方法，實現(xiàn)過濾背景光等成像干擾和運(yùn)動散焦等成像干擾，獲取高質(zhì)量無干擾的生物特征成像圖像，和實現(xiàn)在單位周期內(nèi)生物特征個體受輻射總量進(jìn)行安全限制。

本發(fā)明描述的具體實施例內(nèi)容和技術(shù)特征，可以在相同或等同理解的范圍內(nèi)被實施，相同目的和實現(xiàn)功能的等價替代也應(yīng)被等同理解的。

最后，還需要注意的是，以上列舉的僅是本發(fā)明的若干個具體實施例。顯然，本發(fā)明不限于以上實施例，還可以有許多變形。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本發(fā)明公開的內(nèi)容直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng)認(rèn)為是本發(fā)明的保護(hù)范圍。