虹膜识别设备镜头自动调焦控制方案

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1、虹膜识别镜头自动调焦控制方案要求1、虹膜设备应用前景:传统指纹识别技术A身缺陷如指纹物理性损伤、易仿制、接触式感染等其在实际应用中与用户需求的种种不相适应已越来越多地突显出来。虹膜的形成由遗传基因决定，人体基因表达决定了虹膜的形态、生理、颜色和总的外观。世界许多国家的机场在山入境管理、公司考勤、互联M身份认证、考场考生信息核对，公安局或监狱公K信息安全管理等程序屮已采川了虹膜识别技术，相对于虹膜识别具有更安全、稳定可靠、非接触等优点。目前近距离虹膜识别设备，采用静态识别，如下图虹膜考勤设备，镜头无自动调焦功能，当人眼不在标准取样距离范围内时，成像

2、不清晰，系统无法识别虹膜，下图装置镜头处装支架视筒做距离定位，需人为俯身眼睛靠近视筒采集虹膜数据进行系统识別，给该设备的使用带来不便。2、控制要求:初步设想：1、采用自动调焦镜头但成本较高。2、做一套目标物体距离感应系统，当人站在设备前3-4米处跟据感应系统反馈倍号用北京优爱宝Ulmbot驱动器控制步进电机前轴加齿轮带动镜头手动调焦圈进行自动调焦直到镜头能够清晰采集虹膜图样如下图一种基于图像处理的自动调焦系统一种基于图像处理的自动凋焦方法，应用该方法设计一种虹膜图像自动采災系统。该系统利用虹膜区域的平均对比度作力足否对焦准确的判据，并以此力反馈控

3、制执行机构进行实时对焦。实验证明该系统自动凋焦精确，采集到的虹膜图像清晰，符合使用耍求；并且凋焦机构简单，整个系统控制易于实现。在摄影摄像技术中，凋焦是保证感光介质所记录的影像取得清晰效果的关键步骤。凋焦机构就是用來凋$摄像镜头和感光介质之问的距离，使得像平面落在感光介质的表面。目前，常川的自动照相机、摄像机和数码相机中多采用自动凋焦，即根据被摄nt小的距离，由犯成电路指使镜头前后移动到相应的位置上，从而使被摄Mt小•自动清晰成像。自动凋焦技术从20世纪70年代后期发展起来，到现在已经日臻成熟并取得了广泛应用，从而使摄像、摄影设备的自动化功能更加

4、完善。1自动调焦的几种主要方式从基木原理來说，自动调焦可以分成两大类：一类是基于镜尖与被摄M标之间距离测蜇的测距方法，另一类是基于调焦屏上成像消晰的聚焦检测方法。1三角测量法原理1.1测距方法测距方法的0动凋焦主耍奋二角测量法、红外线测距法和超声波测距法。(1)三角测量法测距胶理如阁1所示。左边的反射镜足局部镀膜反射镜，即中间一小块反射右边來的光线，其余大部分视场透射前方直接进入的光线，这样在凋焦平而上的影像如图1左下角所示。右边的反射镜在电路控制下转动，调焦甲而上有光电元件进行探测，当透射和反射的两部分影像熏合的吋候，可动反射镜的摆动角(x/2

5、和物点A的距离D之间有如下关系：a/2=(1/2)arctg(b/D)式中，b为棊线长。•丁•足，系统可以计算出被摄目标和镜头之间的距离并驱动镜头运行到合适的位置，完成调焦。(2)红外线测距法该方法的原理类似于三角测量法，所不同的是由照相机主动发射红外线作为测距光源，并用红外发光二极管的转动代汽可动反光镜的转动。(3)超声波测距法该;/法足根据超卢波在摄像机和被摄物之间传播的时间进行测距的。照相机卜.分别装有超声波的发射和接收装置，工作吋由超声振动发生器发出持续吋闽约1/1000秒的超声波，褪盖整个両而的10%。超声波到达被摄体后，立即返回被接收

6、器感知，然后由集成电路根据超声波的往返吋间來计算确定调焦距离。红外线式和超声波式自动对焦是利用主动发射光波或声波进行测距的，称之为主动式自动对焦。1.2聚焦检测方法聚焦检测A法主要•打对比度法和相位法(1)对比度法该方法是通过检测影像的轮廓边缘尖现Q动调焦的。像的轮廓边缘越清晰，则它的亮度梯度就越大，或奍说边缘处京物和背景之间的对比度就越大。反之，离焦的像，轮廓边缘模糊不淸，亮度梯度或对比度下降；离①摄影镜头③聚光镜与焦点重合••焦前焦后z⑤的输出测光元件图2相位法自动调焦焦越远，对比度越低④的输出利川这个原理，将两个光电检测器放在底片位置的前后

7、相等距离处，被摄影物的像经过分光同时成在这两个检测器上，分别输出K成像的对比度。当两个检测器所输出的对比度相等吋，说明调焦的像而刚好在两个检测器屮间，即和底片的位置重合，于是调焦完成，(2)相位法该方法是通过检测像的偏移呈实现L1动调焦的。如图2所示，在感光底片的位置放置一个由平行线条组成的网格板，线条相继为透光和不透光。网络板后适当位置上与光轴对称地放置两个受光7C件,网络板仵与光轴垂直方向上往复振动。从图2可以看出，当聚焦而与网络板重合吋，通过网格板透光线条的光同时到达其后面的两个受光元件。而当离焦时，光朿只能先后到达两个受光元件，T是它们的

8、输出信号之间有相位差。有相位差的两个信号经屯路处理后即可控制执行机构来调节物镜的位置，使聚焦而与网格人，"1I各种A动对焦方忒各有艿局限