技术领域
[0001] 本
发明涉及
生物识别领域，特别是指一种虹膜信息快速处理的方法、装置和系统。
背景技术
[0002] 随着科学技术的发展，
生物识别技术已趋于成熟，现已应用到了不同行业和领域。所谓生物识别就是利用人体固有的生理特性，(如指纹、指静脉、人脸、虹膜等)来进行个人身份鉴定的技术。
[0003] 人眼结构由巩膜、虹膜、瞳孔三部分构成，而虹膜是位于黑色瞳孔和白色巩膜之间的圆环状部分，其包含有很多相互交错的类似于斑点、细丝、冠状、条纹、隐窝等的细节特征，这些特征可唯一地标识一个人的身份。
[0004]
虹膜识别技术就是通过对比虹膜图像特征之间的相似性来确定人们的身份。大量医学和计算机科学的研究表明，不同眼睛(包括人的左右眼和双胞胎的眼睛)的虹膜纹理是各不相同的，并且自胚胎形成后8个月就稳定不变，因而虹膜具有唯一性高、
稳定性强的优点。另外，虹膜是一种外部可见的内部器官，因而又具有非侵犯性的优点。这些优点使得虹膜特别适合用于人的身份认证和识别。
[0005] 一般的虹膜识别设备由以下单元组成：
[0006] 采集单元：主要由光学镜头模组和红外补光灯组成，用于采集用户虹膜图像。
[0007] 处理单元：主要是ARM Cortex-A8嵌入式
微处理器芯片，用于对采集到的人眼虹膜图像进行处理控制的运算
电路，包括对采集到的图像进行处理，提取虹膜特征，比对虹膜特征给出比对结果。
[0008] 存储单元：分为内
存储器和外存储器，用于存储程序和数据的运算电路，包括用于存储注册人员的虹膜特征和相关信息，以及一些程序代码和临时变量。
[0009]
接口控制单元：该接口控制单元由一系列可与外部电路或者设备相连接的接口电路组成，主要有RS-232，USB，I2C等接口，可接收外部指令在处理单元中完成的人眼虹膜特征识别结果并向外部设备发出控制
信号或输出识别结果和状态。
[0010] 虹膜识别设备可作为一个具备独立功能的小型化模
块嵌入或者连接到其它设备中，使被嵌入或被连接的设备升级为带虹膜识别和认证功能的产品，所述设备主要包括
保险箱、
锁具、金融保管箱、枪械保管盒、存包柜、ATM机、POS机、考勤机、
门禁
控制器、移动设备等。
[0011] 一般嵌入式设备大都是小型
电子装置，系统资源相对有限，若运行
操作系统后会占用不少的设备资源，实时性会降低，专用性不强。为解决这些问题，考虑在嵌入式设备上不运行操作系统，仅通过引导程序引导起嵌入式设备后直接运行虹膜识别程序。但是，由于虹膜识别过程中运算量很大，期间会处理大量的数据，在有操作系统的设备内大都借助于
数据库来实现繁杂的数据存储，检索比对。但在无操作系统的设备上无法安装数据库，大都采用遍历式比对方式，处理速度低；同时由于无操作系统的设备上数据的存储读取大都直接操作存储设备(外存储器，如flash等)，而存储设备的擦写生命周期一般为十万次，由于对存储设备过度的擦写从而导致存储设备的提早损坏，严重影响存储设备的使用寿命。
发明内容
[0012] 本发明提供一种虹膜信息快速处理的方法、装置和系统，该方法能够在无操作系统的设备上实现虹膜信息的快速处理，同时减少对存储设备的擦写次数，提高存储设备的使用寿命。
[0013] 为解决上述技术问题，本发明提供技术方案如下：
[0014] 一方面，本发明提供一种虹膜信息快速处理的方法，包括：
[0015] 步骤1：将预先存储在外存储器上的用户信息索引表和虹膜特征存储表加载到内存储器上；
[0016] 其中：所述用户信息索引表存储有每个用户的用户信息，所述虹膜特征存储表存储有每个用户的虹膜特征，每个用户的用户信息和该用户的虹膜特征之间相互映射；
[0017] 步骤2：对所述内存储器上的用户信息索引表和虹膜特征存储表分别进行处理，包括用户验证、用户认证、用户删除、用户更新和/或用户增加；
[0018] 步骤3：将处理完毕后有改动的用户信息索引表和虹膜特征存储表存储到外存储器上。
[0019] 另一方面，本发明提供一种虹膜信息快速处理的装置，包括：
[0020] 加载模块，用于将预先存储在外存储器上的用户信息索引表和虹膜特征存储表加载到内存储器上；
[0021] 其中：所述用户信息索引表存储有每个用户的用户信息，所述虹膜特征存储表存储有每个用户的虹膜特征，每个用户的用户信息和该用户的虹膜特征之间相互映射；
[0022] 处理模块，用于对所述内存储器上的用户信息索引表和虹膜特征存储表分别进行处理，包括用户验证、用户认证、用户删除、用户更新和/或用户增加；
[0023] 存储模块，用于将处理完毕后有改动的用户信息索引表和虹膜特征存储表存储到外存储器上。
[0024] 再一方面，本发明提供一种虹膜信息快速处理的系统，包括上述虹膜信息快速处理的装置以及与所述虹膜信息快速处理的装置一体或分体连接的保险箱、锁具、金融保管箱、枪械保管盒、存包柜、ATM机、POS机、考勤机、门禁控制器和/或移动设备。
[0025] 本发明具有以下有益效果：
[0026]
现有技术中，一个完整用户信息包括用户基本信息(ID，左右眼标示等)和虹膜特征数据，由于虹膜特征相对于用户基本信息而言要大的多，若采用简单的遍历式比对，比对速度无法保证，使得虹膜设备的处理速度低。
[0027] 与现有技术相比，本发明的虹膜信息快速处理的方法中，将用户信息和虹膜特征分开存储，形成用户信息索引表和虹膜特征存储表，并且每个用户的用户信息和该用户的虹膜特征之间存在相互映射的关系，保证了每个用户信息的用户信息和虹膜特征一一对应，不会混淆；在进行处理(用户验证、用户认证、用户删除、用户更新和/或用户增加)时，分别对用户信息索引表和虹膜特征存储表进行分离式处理，减少了处理的信息量，实现了虹膜信息的快速处理；同时，只有当所有处理进行完毕后(即设备断电前)，才会把用户信息索引表和虹膜特征存储表存储到外存储器上，而且只存储有更改的用户信息索引表和虹膜特征存储表，减少了存储次数和存储的数据量，减少了对存储设备的擦写次数，提高了存储设备的使用寿命。
附图说明
[0028] 图1为本发明的虹膜信息快速处理的方法的流程示意图；
[0029] 图2为本发明的虹膜信息快速处理的装置的结构示意图；
[0030] 图3为本发明中的处理模块的一种实施方式的结构示意图；
[0031] 图4为本发明中的处理模块的另一种实施方式的结构示意图；
[0032] 图5为本发明中的用户信息索引表和虹膜特征存储表的数据结构示意图。
具体实施方式
[0033] 为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体
实施例进行详细描述。
[0034] 一方面，本发明提供一种虹膜信息快速处理的方法，如图1所示，包括：
[0035] 步骤1：将预先存储在外存储器上的用户信息索引表和虹膜特征存储表加载到内存储器上；
[0036] 其中：用户信息索引表存储有每个用户的用户信息，虹膜特征存储表存储有每个用户的虹膜特征，每个用户的用户信息和该用户的虹膜特征之间相互映射；
[0037] 本步骤之前，在设备初次上电初始化时，在内存储器(如RAM等)中建立用户信息索引表(用户基本信息，特征索引值)和虹膜特征存储表，并建立相互之间的映射关系，将外存储器(如flash等)分区分别存储两个表，以供后续使用；在本步骤中(即非初次上电时)，将外存储器各分区数据加载到内存储器对应用户信息索引表和虹膜特征表缓存中；
[0038] 步骤2：对内存储器上的用户信息索引表和虹膜特征存储表分别进行处理，包括用户验证、用户认证、用户删除、用户更新和/或用户增加；
[0039] 在本步骤中，可以进行多种处理，比如用户验证、用户认证、用户删除、用户更新和/或用户增加等，在处理时，分别对用户信息索引表和虹膜特征存储表进行分离式处理；
[0040] 步骤3：将处理完毕后有改动的用户信息索引表和虹膜特征存储表存储到外存储器上。
[0041] 本步骤中，在所有处理进行完毕后，只有当用户信息索引表和虹膜特征存储表有更改时，才将它们存储到外存储器上。
[0042] 现有技术中，一个完整用户信息包括用户基本信息(ID，左右眼标示等)和虹膜特征数据，由于虹膜特征相对于用户基本信息而言要大的多，若采用简单的遍历式比对，比对速度无法保证，使得虹膜设备的处理速度低。
[0043] 与现有技术相比，本发明的虹膜信息快速处理的方法中，将用户信息和虹膜特征分开存储，形成用户信息索引表和虹膜特征存储表，并且每个用户的用户信息和该用户的虹膜特征之间存在相互映射的关系，保证了每个用户信息的用户信息和虹膜特征一一对应，不会混淆；在进行处理(如用户验证、用户认证、用户删除、用户更新和/或用户增加)时，分别对用户信息索引表和虹膜特征存储表进行分离式处理，减少了处理的信息量，实现了虹膜信息的快速处理；同时，只有当所有处理进行完毕后，才会把用户信息索引表和虹膜特征存储表存储到外存储器上，而且只存储有更改的用户信息索引表和虹膜特征存储表，减少了存储次数和存储的数据量，减少了对存储设备的擦写次数，提高了存储设备的使用寿命。
[0044] 在生物识别中，给定用户的虹膜特征和用户基本信息，用给定的虹膜特征和该用户信息所关联的虹膜特征进行比对判断是否一致的过程，称为用户验证；又称1:1比对。
[0045] 用户信息包括用户基本信息和特征索引值，如图5所示，用户验证包括：
[0046] 步骤11：获取待验证用户的用户基本信息和该用户的虹膜特征，用户基本信息包括用户ID和左右眼标示；
[0047] 用户基本信息可以通过USB或串口从上位机(如PC等)以指令的方式获取到，该用户的虹膜特征可以通过虹膜镜头获取；
[0048] 步骤12：在用户信息索引表中查找与待验证用户的用户基本信息相同的用户信息；
[0049] 步骤13：根据查找到的用户信息中的特征索引值，映射得到虹膜信息存储表中该用户的虹膜特征；
[0050] 该用户的虹膜特征可以有一个，也可以有多个，全部通过特征索引值映射得到；
[0051] 步骤14：将映射得到的虹膜特征与待验证用户的虹膜特征进行比对，若两者一致，判定待验证用户通过验证，否则，判定待验证用户未通过验证；该处的“一致”并非指完全一致，只是指进行比对的两个虹膜特征的相似度达到一定程度即可，下同；若该用户的虹膜特征只有一个，只需比对一次即可，若有多个，则进行多次比对，直到比对一致或者比对完毕；
[0052] 步骤15：输出用户验证结果并结束用户验证；
[0053] 输出的结果可以进行显示，也可以作为其他设备(如门禁等)进一步动作(如开门等)的依据。
[0054] 该方法中，首先通过用户的用户基本信息映射得到预先存储的该用户的虹膜特征，然后将采集得到的虹膜特征进行比对，只需比对一次(预先存储有多个虹膜特征时，可能比对几次，但是次数仍然很少)，比对速度快，这样，只针对关键数据进行比对，剔除冗余信息，减少比对数据量，提高比对效率；另外，由于用户基本信息数据量较小，查找较快；故能够进一步提高了虹膜信息的处理速度。
[0055] 在生物识别中，用给定的虹膜特征从虹膜特征存储表中找出一定数量的相符的虹膜特征，并根据虹膜特征获取对应的用户的过程，称为用户认证，又称1:N比对。
[0056] 用户认证包括：
[0057] 步骤21：获取待认证用户的虹膜特征；
[0058] 步骤22：将待认证用户的虹膜特征与虹膜特征存储表中的虹膜特征进行一一比对，若得到一个与待认证用户的虹膜特征一致的虹膜特征，则执行步骤23，否则，转至步骤24；
[0059] 在进行一一比对时，设置计数变量，每比对一次，计数变量加一；由于在制作虹膜特征存储表时是顺序排列的，计数变量的值即为该虹膜特征的序号，也即为该虹膜特征对应的用户基本信息中的用户ID；
[0060] 步骤23：根据比对得到的虹膜特征映射到用户信息索引表中该用户的用户信息，得到待认证用户的用户基本信息；其中，用户基本信息包括用户ID和左右眼标示，虹膜特征存储表中每个用户的虹膜特征顺序存储，其序号与用户ID相同；
[0061] 通过计数变量的值，即可方便的映射得到该虹膜特征对应的用户ID，即可得到该用户的基本信息；
[0062] 当然，也可以通过其他方式映射得到该虹膜特征对应用户的基本信息，例如类似方式一中的特征索引值的方法，即在虹膜特征的数据后面附上特征索引值，通过特征索引值映射得到用户基本信息，只是这样会额外占用存储空间；
[0063] 步骤24：输出用户认证结果并结束用户认证。
[0064] 输出的结果可以进行显示，也可以作为其他设备(如门禁等)进一步动作(如开门等)的依据。
[0065] 该方法中，只需采集用户的虹膜特征，通过将该虹膜特征与预先存储在虹膜特征存储表中的虹膜特征进行一一比对，然后通过比对过程中得到的计数变量的值映射得到该虹膜特征对应的用户基本信息，这样，只针对关键数据进行比对，剔除冗余信息，减少比对数据量，提高比对效率；同时，采用计数变量的方式进行映射，不会额外占用存储空间。
[0066] 作为本发明的一种改进，用户信息还包括用于标示特征索引值是否有效的索引有效标示，如图5所示，用户删除包括：
[0067] 步骤31：将用户信息索引表中待删除用户的索引有效标示设置为无效；
[0068] 步骤3进一步为：将用户信息索引表存储到外存储器上。
[0069] 在删除用户时，只需要将用户信息索引表中待删除用户的索引有效标示设置为无效即可，然后仅将用户信息索引表写入外存储器的对应分区，无需擦除虹膜特征存储表中该虹膜特征的数据，下次新增用户时直接
覆盖此存储空间即可。这样，在删除用户时，只需要将用户信息索引表写入外存储器，不需要将虹膜特征存储表中该虹膜特征的数据擦除，即不需要将虹膜特征存储表写入外存储器，由于虹膜特征存储表的数据量远大于用户信息索引表的数据量，故能够大大的减少存储的数据量，进一步减少了对存储设备的擦写次数，提高了存储设备的使用寿命。
[0070] 作为本发明的另一种改进，用户更新包括：
[0071] 步骤41：更改待更新用户的用户信息和/或虹膜特征；
[0072] 步骤3进一步为：将用户信息索引表和/或虹膜特征存储表存储到外存储器上。
[0073] 更新用户时，区分出更新的是用户信息索引表还是虹膜特征存储表，针对更新的表分别去改写外存储器中数据，更进一步减少了对存储设备的擦写次数，提高了存储设备的使用寿命
[0074] 作为本发明的再一种改进，用户增加包括：
[0075] 步骤51：在用户信息索引表和虹膜特征存储表写入待增加用户的用户信息和虹膜特征，并使该用户的用户信息和虹膜特征之间相互映射。
[0076] 步骤3进一步为：将用户信息索引表和虹膜特征存储表存储到外存储器上。
[0077] 新增用户时，需要将用户信息索引表和虹膜特征存储表写入外存储器，这是不可避免的。
[0078] 通过上述可知，本发明针对增删改指令时，实现用户信息索引表和虹膜特征存储表的分区式操作，做到改时写入原则，大大减少了对外存储器的读写次数，延长了设备寿命。
[0079] 在本发明各方法实施例中，所述各步骤的序号并不能用于限定各步骤的先后顺序，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，对各步骤的先后变化也在本发明的保护范围之内。
[0080] 另一方面，本发明提供一种虹膜信息快速处理的装置，如图2所示，包括：
[0081] 加载模块71，用于将预先存储在外存储器上的用户信息索引表和虹膜特征存储表加载到内存储器上；
[0082] 其中：用户信息索引表存储有每个用户的用户信息，虹膜特征存储表存储有每个用户的虹膜特征，每个用户的用户信息和该用户的虹膜特征之间相互映射；
[0083] 处理模块72，用于对内存储器上的用户信息索引表和虹膜特征存储表分别进行处理，包括用户验证、用户认证、用户删除、用户更新和/或用户增加；
[0084] 存储模块73，用于将处理完毕后有改动的用户信息索引表和虹膜特征存储表存储到外存储器上。
[0085] 与上述方法对应的，本发明的虹膜信息快速处理的装置，能够在进行处理(如用户验证、用户认证、用户删除、用户更新和/或用户增加)时，分别对用户信息索引表和虹膜特征存储表进行分离式处理，减少了处理的信息量，实现了虹膜信息的快速处理；同时，只有当所有处理进行完毕后，才会把用户信息索引表和虹膜特征存储表存储到外存储器上，而且只存储有更改的用户信息索引表和虹膜特征存储表，减少了存储次数和存储的数据量，减少了对存储设备的擦写次数，提高了存储设备的使用寿命。
[0086] 进一步的，与上述用户验证对应的，如图3所示，处理模块72包括：
[0087] 第一获取模块721，用于获取待验证用户的用户基本信息和该用户的虹膜特征，用户基本信息包括用户ID和左右眼标示；
[0088] 查找模块722，用于在用户信息索引表中查找与待验证用户的用户基本信息相同的用户信息；
[0089] 第一映射模块723，用于根据查找到的用户信息中的特征索引值，映射得到虹膜信息存储表中该用户的虹膜特征；
[0090] 第一比对模块724，用于将映射得到的虹膜特征与待验证用户的虹膜特征进行比对，若两者一致，判定待验证用户通过验证，否则，判定待验证用户未通过验证；
[0091] 第一输出模块725，用于输出用户验证结果并结束用户验证。
[0092] 与上述用户验证对应的，本发明的虹膜信息快速处理的装置，只需比对一次(预先存储有多个虹膜特征时，可能比对几次，但是次数仍然很少)，比对速度快，这样，只针对关键数据进行比对，剔除冗余信息，减少比对数据量，提高比对效率；另外，由于用户基本信息数据量较小，查找较快；故能够进一步提高了虹膜信息的处理速度。
[0093] 进一步的，与上述用户认证对应的，如图4所示，处理模块72包括：
[0094] 第二获取模块721’，用于获取待认证用户的虹膜特征；
[0095] 第二比对模块722’，用于待认证用户的虹膜特征与虹膜特征存储表中的虹膜特征进行一一比对，若得到一个与待认证用户的虹膜特征一致的虹膜特征，则执行第二映射模块723’，否则，转至第二输出模块724’；
[0096] 第二映射模块723’，用于根据比对得到的虹膜特征映射到用户信息索引表中该用户的用户信息，得到待认证用户的用户基本信息；其中，用户基本信息包括用户ID和左右眼标示，虹膜特征存储表中每个用户的虹膜特征顺序存储，其序号与用户ID相同；
[0097] 第二输出模块724’，用于输出用户认证结果并结束用户认证。
[0098] 与上述用户认证对应的，本发明的虹膜信息快速处理的装置，只需采集用户的虹膜特征，通过将该虹膜特征与预先存储在虹膜特征存储表中的虹膜特征进行一一比对，然后通过比对过程中得到的计数变量的值映射得到该虹膜特征对应的用户基本信息，这样，只针对关键数据进行比对，剔除冗余信息，减少比对数据量，提高比对效率；同时，采用计数变量的方式进行映射，不会额外占用存储空间。
[0099] 再一方面，本发明提供一种虹膜信息快速处理的系统，包括上述虹膜信息快速处理的装置以及与虹膜信息快速处理的装置一体或分体连接的保险箱、锁具、金融保管箱、枪械保管盒、存包柜、ATM机、POS机、考勤机、门禁控制器和/或移动设备。
[0100] 本发明的虹膜信息快速处理的装置可以应用到各个领域，嵌入(一体结构)或连接(一体或分体结构)到其他设备，形成具有虹膜识别的安全系统。与上述方法和装置对应的，该系统能够在进行处理(如用户验证、用户认证、用户删除、用户更新和/或用户增加)时，分别对用户信息索引表和虹膜特征存储表进行分离式处理，减少了处理的信息量，实现了虹膜信息的快速处理；同时，只有当所有处理进行完毕后，才会把用户信息索引表和虹膜特征存储表存储到外存储器上，而且只存储有更改的用户信息索引表和虹膜特征存储表，减少了存储次数和存储的数据量，减少了对存储设备的擦写次数，提高了存储设备的使用寿命。
[0101] 以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
