[发明专利]虹膜采集设备成像质量评测系统

权利要求书

1.一种虹膜采集设备成像质量的测试系统，包括：用于评测虹膜采集设备的光学成像质量的光学特性的测试平台和标板，

所述测试平台包括：光学平台、布置于光学平台纵向一端处的设备安放台、与所述设备安放台相对布置于光学平台纵向另一端处的导轨、布置于导轨上的标板安放台和布置于标板安放台上的标板，

其中所述标板上印刻有用以测试虹膜采集设备光学特性的预定测试图像，且在实测过程中标板放置在标板安放台上，然后通过导轨前后移动标板，以便布置于设备安放台上的虹膜采集设备获得标板的测试图像，

其中所述标板包括星状模式标板、虹膜纹理标板、环状灰度标板、矩形灰度标板，

所述星状标板为包括内外两个圆的同心圆结构，内圆为黑色，在内外圆之间的环状区域被周向等分为由黑色区域和白色区域交替构成的多个放射状区域；

所述虹膜纹理标板包括内外两个圆的同心圆结构，内圆为黑色，在内外圆之间的环状区域布置出模拟真实虹膜的图像，由此所述虹膜纹理标板提供具有真实纹理效果的虹膜图像，以便虹膜采集设备提取对应的虹膜特征；

所述环状灰度标板为包括内外两个圆的同心圆结构，将内圆以及内外圆间的环状区域各自填充特定的单一灰度；

所述矩形灰度标板为矩形结构，将矩形区域按长度均分为若干等分，不同等分区域间填充递进的灰度。

2.一种虹膜采集设备成像质量的测试方法，包括如下步骤：

采用如权利要求1所述的测试系统进行虹膜采集设备的光学特性测试，所述光学特性测试包括空间分辨率、像素尺度、纹理信噪比、传感器信噪比、反照分辨率、人眼安全、采集范围、抗运动模糊能力、红外光照分布测试；

进行虹膜采集设备的虹膜图像质量测试，包括采集多个不同的虹膜的图像，之后，对每一幅虹膜图像进行各项虹膜图像质量测试，然后取各幅图像在各个测试项目的加和后的算数平均值作为结果，所述虹膜图像质量测试包括：遮挡分数、虹膜-巩膜边界对比度、虹膜-瞳孔边界对比度、清晰度、运动模糊、可用灰度级数、虹膜半径、瞳孔-虹膜同心圆规整度。

3.根据权利要求2所述的测试方法，其中

获得空间分辨率的过程包括：采用星状标板，用待测设备先测试内外圆在不同半径R下的灰度调制度MD^R，如公式（1）：

MDR=GLmaxR-GLminRGLmaxR+GLminR......(1)]]>

上式中，R是半径值，其取值范围是[4mm，12mm]，是在半径R时灰度变化周期中的最大平均值，是在半径R时灰度变化周期中的最小平均值，然后记录MD^R大于阈值MD_th时的最小半径R_min，计算得到空间分辨率SFR，如公式（2）：

SFR=Numlp2πRmin......(2)]]>

其中Num_lp为所使用标板的黑白线对数；

其中获得像素尺度的过程包括：采用星状标板，定位外圆边界，用待测设备测试，通过算法定位虹膜外圆边界，确定虹膜外圆半径的像素个数，将像素个数记录为Pixel_IR，像素尺度PixelScale计算如公式：

PixelScale=PixelIRRadiusIR......(3)]]>

其中Radius_IR对应星状标板的实际半径；

其中获得纹理信噪比的过程包括：采集虹膜纹理标板图像，提取对应的虹膜特征feature_Probe，然后通过与之前已经先行提取得到的虹膜纹理标板中的理想虹膜纹理图像的虹膜特征feature_Enroll比对，得到特征比对结果，即为纹理信噪比TextureSNR，计算如公式（4）：

TextureSNR=Match(feature_Enroll,feature_Probe) ……（4）；

获得传感器信噪比的过程包括：采用环状灰度标板，用待测设备分别采集环状灰度标板的不同灰度区域的图像，分别计算单一环状标板区域的灰度均值GaryM_i和标准差GaryStd_i，计算得到单一标板的传感器信噪比SensorSNR_i，如公式（5）：

SensorSNRi=20log(GaryM_i/GaryStd_i) ……（5）

传感器信噪比是多种标板信噪比的均值，计算得到传感器信噪比SensorSNR，如公式（6）：

SensorSNR=mini{SensorSNRi}......(6);]]>

获得反照分辨率的过程包括：采集矩形灰度标板图像，确定矩形灰度标板图像中不同灰度区域的分界点，计算对应灰度区域的实际灰度值，记录其均值为RecGL_i，计算相邻灰度区域间的灰度差异DiffGL_i,i-1，如灰度差异低于阈值DiffGL_th即认为相邻灰度区域间差异性过小，合并为同一灰度区域，经过区域合并后，得到最终的灰度级数RecGL_num，即为反照分辨率。