CN101799862A - 便携式手背静脉生物特征采集识别设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种便携式手背静脉生物特征采集识别设备。该采集识别系统由静脉图像的获取、静脉图像的存储、静脉图像的处理识别以及识别结果的输出等功能。它是一种基于光学仪器与模式识别技术的身份鉴定系统。通过对各个部分的优化，将生物特征采集器(1)和生物特征识别模块(RAM(2)、CPU[MCU](3)、存储器(4))有效的集成在一起，构成一个小巧便携的整体，使其能更加灵活的适应多方面需求，方便不同用户的使用。本发明在保证静脉识别系统的通用性、识别性、稳定性和防伪性的基础上真正实现了便携式的突破。

Description

便携式手背静脉生物特征采集识别设备

技术领域

本发明属于光学仪器与模式识别技术领域，尤其是由生物特征采集器，RAM，CPU[MCU]，存储器和电源管理组成的便携式静脉生物特征采集识别设备。

背景技术

随着光电、微计算机、图像处理与模式识别等技术的飞速发展，出现了一种崭新的人体生物特征识别技术，这就是依靠生物特征来进行人的身份辨识的一种高科技识别技术——生物特征识别(Biometrics，字面含义为生物测定学)，它是指通过计算机利用人体所固有的生理特征或行为特征来进行个人身份认证的一种技术。用于辨识身份的生物特征目前主要用到的有：指纹、虹膜、静脉、声音、掌纹、笔迹等。由于这些特征具有人体固有的不可复制的唯一性和稳定性，因此可用来准确的鉴别个人身份。目前，该技术已在国家安全、公安、司法、金融等领域有着广泛的应用，如重要部门的合法进入、计算机网络登录控制、信用卡持卡人的身份验证、嫌疑犯的身份辨认等。

其中，手背静脉识别与虹膜识别、指纹识别都是利用纹理的信息进行身份识别认证，但是它相比于其它两种生物特征识别方法又具有自身的特点。首先，手背静脉的有效区域比较大，使其可以在低分辨率下采集，并且图像采集过程中，移动人手到合适的成像位置显然更加方便；其次，非接触式手背静脉采集又可以避免接触式指纹采集所遇到的一些问题，如残留痕迹、卫生问题以及对采集者可能造成的心理不适；第三，静脉特征纹理比虹膜和指纹都要简单，可以有效的缩短图像处理时间，对处理器的性能要求也相应地降低，节省了时间和成本。因此，静脉特征的特点可以归结为：纹理较简单、采集定位容易、采集非接触三点。

然而，目前的手背静脉采集识别系统主要由生物特征采集器，电源系统，电脑，UPS不间断电源以及静脉识别模块及其配套软件等组成，体积较为庞大笨重，没有将各个组成模块高度集成化、小型化，已达到便于携带的目的。这一不足在很大程度上限制了静脉识别系统在各个领域的广泛推广和应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种便携式手背静脉生物特征采集识别设备，它将采集模块与识别模块集成为一体，且外观轻巧，便于携带。

为解决传统静脉采集识别系统较为笨重、繁琐无法便携的问题，本发明的基本构思是：将生物特征采集器与手背静脉图像处理模块以及识别结果的输出显示模块集成为一体，该系统主要由生物特征采集器、RAM、CPU[MCU]、存储器、电源管理、LCD、触摸屏(备选)、音频输出和键盘(备选)组成。生物特征采集位于该手背静脉生物特征采集识别设备的前端，它将采集到的静脉图像传送至系统内部的嵌入式图像处理模块(RAM、CPU[MCU]、存储器)，对该手背静脉图像做图像预处理、特征提取，并与已注册的手背静脉信息进行匹配，最终得到识别的结果。该识别结果将通过音频输出和LCD显示的方式进行人机交互，使被识别者及时获得识别结果，并通过声音和文字显示的方式提示被识别者更好的配合系统识别。该系统的电源管理模块用于有效得将电源分配给系统的各组件，降低组件闲置时的能耗。触摸屏和键盘至少选择一种，用于在人机交互的过程中向系统输入指令。利用便携式手背静脉生物特征采集识别设备可以随时随地采集到符合识别要求的人体手背静脉信息，对人的身份进行识别认证。而且该设备还具有结构简单、体积小巧、界面友好的优点。

本发明的特征还在于利用便携式手背静脉生物特征采集识别设备前端的生物特征采集器是根据静脉血管成像的原理设计的。由于人体组织在近红外光照射下，静脉血管会由于吸收光波而和背景区分开来，因此静脉图像采集照明部分采用发光波长在760nm左右的近红外LED阵列组成。使用对近红外光有更好的响应特性的黑白摄像机。

另外，为了使入射光能够均匀的分布在手背表面，便于使采集到符合静脉生物特征识别算法要求的手背静脉图像，本发明中的近红外LED阵列光源为环绕数码摄像头的环形光源。

此外，由于摄像机对近红外以外的可见光的波段范围有较高的响应，为了滤除可见光等信息对图像细节的影响，在镜头之前放置专用滤光片，以便能只针对红外光进行成像。

下面结合附图进一步说明本发明的技术方案。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1是本发明的主要系统模块示意图。

图2是本发明设备生物特征采集器采集到的手背静脉图像。

图1中：1生物特征采集器，2RAM，3CPU[MCU]，4存储器，5电源管理，6LCD，7音频输出，8键盘，9触摸屏。

具体实施方式：

生物特征采集器1是该便携式手背静脉生物特征采集识别设备的一个重要组成部分。由它的黑白数码摄像机来获取手背静脉图像，并通过该摄像机镜头周围的环形近红外LED阵列提供照明。由于摄像机对近红外以外的可见光的波段范围有较高的响应，为了滤除可见光等信息对图像细节的影响，在镜头之前放置专用滤光片，以便能只针对红外光进行成像。本仪器采用信噪比较高的黑白数码摄像机，能获取比较清晰地手背静脉图像。

生物特征采集器1获取的手背静脉图像被实时地传送至嵌入式图像处理模块(RAM 2、CPU[MCU]3、存储器4)，由CPU[MCU]3执行静脉识别算法，对实时采集到的手背静脉图像做图像预处理、特征提取，将得到的特征编码与本地存储的已注册手背静脉编码信息进行匹配，最终得到识别的结果。

本发明设备通过LCD文字显示6和音频输出7两种方式及时得将识别结果告知相关人员。并在手背静脉图像采集和识别的过程中，利用LCD文字显示6和音频输出7进行有效的人机交互，使用户更好的配合采集识别设备完成身份认证。

此外，该系统的电源管理模块5用于有效得将电源分配给系统的各组件，降低组件闲置时的能耗。键盘8和触摸屏9是用户向系统输入操作指令的输入设备，可根据具体应用需求和客户喜好至少选择一种。

虽然以具体实施方式来描述发明，但是熟悉该项技术者将清楚地知道可在不脱离所附权利要求所界定的本发明的精神及范围内实施各种变化和修改。但不论其在形状或结构上作任何变化，凡是采用本技术所做出的修改，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种便携式手背静脉生物特征采集识别设备，由生物特征采集器(1)，RAM(2)，CPU[MCU](3)，存储器(4)，电源管理(5)，LCD(6)，音频输出(7)，键盘(8)，触摸屏(9)组成，其特征在于：该设备的各个组成部分都被集成为一体，其中生物特征采集器(1)位于设备的前端。

2.如权利要求1所述的便携式手背静脉生物特征采集识别设备，其特征在于：生物特征采集器(1)中采用对近红外光有更好的响应特性的黑白摄像机。

3.如权利要求1所述的便携式手背静脉生物特征采集识别设备，其特征在于：生物特征采集器(1)中的静脉图像采集照明部分采用发光波长在760nm左右的近红外LED阵列组成。

4.如权利要求1、3所述的便携式手背静脉生物特征采集识别设备，其特征在于：本发明中的近红外LED阵列光源为环绕数码摄像头的环形光源。

5.如权利要求1、3所述的便携式手背静脉生物特征采集识别设备，其特征在于：生物特征采集器(1)中，为了滤除可见光等信息对图像细节的影响，在镜头之前放置专用滤光片，以便能只针对红外光进行成像。

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