CN102467665B

CN102467665B - 手指静脉图像采集识别装置

Info

Publication number: CN102467665B
Application number: CN201010540462.4A
Authority: CN
Inventors: 吴永刚; 郭庆昌; 陈金花; 姚涛; 覃艳蓉
Original assignee: 710th Research Institute of CSIC
Current assignee: 710th Research Institute of CSIC
Priority date: 2010-11-12
Filing date: 2010-11-12
Publication date: 2014-05-28
Anticipated expiration: 2030-11-12
Also published as: CN102467665A

Abstract

本发明涉及一种手指静脉图像采集识别装置，包括红外光源组件、手指安放器、静脉图像采集器、控制系统、电源、外壳和背板；背板和外壳前后固定连接构成装置的整体外形和内部器件的安装基座；手指安放器上设有一个以上的手指定位槽，其中一个手指定位槽为手指静脉采集槽，手指静脉采集槽垂直方向上下两面开有相对应的矩形槽，手指安放器安装在外壳内的中部；红外光源组件整体固定安装在手指安放器的手指静脉采集槽上方的矩形槽内，静脉图像采集器固定安装在手指安放器的手指静脉采集槽下方的矩形槽内，控制系统与触发开关、电源、红外光源组件、红外摄像头以及信号指示灯互相连接。本发明具有活体识别、非接触、安全等级高的特点。

Description

手指静脉图像采集识别装置

技术领域

本发明涉及一种手指静脉图像采集识别装置，属于生物特征识别技术领域。

背景技术

目前常用的身份识别技术有指纹识别、人脸识别、掌形识别和签名识别，但均具有一定的局限性，如下所述：

(1)指纹识别

每个人(包括指纹在内)皮肤纹路在图案、断点和交叉点上各不相同，是唯一的特征并且终生不变。依靠这种唯一性和稳定性特征，就可以把一个人同他的指纹对应起来。通过比较他的指纹和预先保存的指纹进行比较，进行身份验证，这就是指纹识别技术。

缺点：容易损坏、易伪造、接触式采集。

(2)人脸识别

人脸识别是生物特征鉴别技术的一个重要方向，现在已经得到了广泛的研究。

缺点：识别率低；受光线、姿态和表情变化影响大。建立一个鲁棒的人脸识别系统仍然是一个很困难的问题。

(3)掌型识别

掌型识别技术是美国CARRETT博士经过多年的生物特征识别技术试验后首创。人类手掌的立体形状，如同指纹一样，是每个人都互不相同的，因此可以作为身份确认的识别特征。手掌特征是指手的大小和形状，它包括手的长度、宽度、厚度，以及手掌和除大拇指之外的其余四个手指的表面特征。掌形识别系统是通过红外线和CMOS扫描获取手掌的三维图像，测量得到90多个掌形的数据，进而分析得出手掌独一无二的特征。

缺点：相似性差；采集装置体积大；易用性差；必须接触使用。

(4)签名识别

签名作为身份认证的手段已经用了几百年了，而且我们都很熟悉在银行的格式表单中签名作为我们身份的标志。将签名数字化是这样一个过程，测量图像本身以及整个签名的动作——在每个字母以及字母之间的不同的速度、顺序和压力，签名识别和声音识别一样，是一种行为测定学。

缺点：签名特征不稳定；增加其他安全辅助措施；采集装置结构复杂、昂贵；很难将它的尺寸小型化。

手指静脉识别技术是一种新型的生物特征识别技术，利用手指静脉纹路分布不同，达到身份验证、保护目标的作用，相对其他生物特征具有活体识别、内部特征、非接触、安全等级高等特点；目前只有日立、索尼公司从事手指静脉采集和识别技术的研究，已经在日本得到了应用。我国主要由一些高校从事手指静脉识别算法的研发，但并没有相关产品问世。

发明内容

本发明提供一种手指静脉图像采集识别装置，通过红外光源直射手指背部，由红外摄像头采集手指内侧静脉图像，通过对采集的静脉图像与数据库图像做对比，由此达到验证身份的目的。

手指静脉图像采集识别装置，包括红外光源组件、手指安放器、静脉图像采集器、控制系统、电源、外壳和背板；其中背板和外壳前后固定连接构成装置的整体外形和内部器件的安装基座；手指安放器上设有一个以上的手指定位槽，其中一个手指定位槽为手指静脉采集槽，手指静脉采集槽垂直方向上下两面开有相对应的矩形槽，手指静脉采集槽的指尖部安装触发开关；红外光源组件包括安装座、红外光源、凸镜和毛玻璃，凸镜和毛玻璃与安装座固定在一起，红外光源安装在安装座上位于凸镜上方；静脉图像采集器包括上盖板、滤光片、套筒、座体、螺母和红外摄像头，滤光片安装在上盖板底部的凹槽中后连同上盖板一起安装在座体上端的安装槽中，起到密封和固定滤光片的功能，红外摄像头的底板通过螺钉固定在套筒上，套筒的外圆与座体内孔通过螺纹联接，套筒前端由螺母进行进行距离的微调以及锁紧；其整体连接关系为：手指安放器安装在外壳内的中部；红外光源组件整体固定安装在手指安放器的手指静脉采集槽上方的矩形槽内，红外光源组件上方安装有信号指示灯，信号指示灯上方有导光板将信号指示灯的光源导引到外壳的透光孔上；静脉图像采集器固定安装在手指安放器的手指静脉采集槽下方的矩形槽内，控制系统与触发开关、电源、红外光源组件、红外摄像头以及信号指示灯互相连接，红外摄像头的焦距通过调节套筒与座体之间的距离来实现。

工作过程：进行手指静脉图像采集时，被采集人的手指伸入手指安放器上的手指静脉采集槽内，手指触动触发开关，此时电路接通，控制系统接通红外光源，使红外光源透过凸镜和毛玻璃照射手指的采集部位，控制系统同时控制静脉图像采集器的红外摄像头开始对手指的采集部位拍照，拍照后的图片与控制系统内存储的数据进行比对，如果匹配成功，控制系统控制信号指示灯发出绿色指示，通过导光板显示在外壳的透光孔上，如果匹配不成功，则发出红色的报警提示。

有益效果：

1)活体识别

静脉识别技术的原理是根据血液中的血红素有吸收红外线光的特质进行静脉图像采集。只有手指活体时才能获取静脉特征，非活体的手指是得不到静脉图像特征而无法识别的，无法达到造假的目的。

(2)内部特征

用手指静脉进行身份认证时，获取的是手指内部的静脉图像特征，而不是手指表面的图像特征。因此不存在任何由于手指表面的损伤，磨损，干燥或太湿等带来的识别障碍。完全可以克服指纹的这些缺点。

(3)非接触式

用手指静脉进行身份认证，获取手指静脉图像时，手指无须与设备接触。手指轻轻一伸，即可完成识别。没有像指纹识别的接触设备时的不卫生、手指表面特征可能被复制所带来的安全问题，并避免了被当作审查对象的心理不适。

(4)安全等级高

由于使用者的手指静脉特征很难被伪造，所以安全等级高，特别适合于安全要求高的场所使用。

附图说明

图1是手指静脉图像采集识别装置外形结构示意图，

图2是手指静脉图像采集识别装置A-A剖面图，

图3是红外光源组件外形结构示意图，

图4是红外光源组件A-A剖面图，

图5是静脉图像采集器结构示意图，

图6是静脉图像采集器A-A剖面图。

其中，1-外壳，2-红外光源组件，3-手指安放器，4-静脉图像采集器，5-背板，6-触发开关，7-信号指示灯，8-毛玻璃，9-红外光源，10-凸镜，11-导光板，12-上盖板、13-滤光片、14-套筒、15-座体、16-螺母、17-红外摄像头、18-螺钉。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细说明。

如附图1所示，手指静脉图像采集识别装置，包括红外光源组件2、手指安放器3、静脉图像采集器4、控制系统、电源、外壳1和背板5；其中背板5和外壳1采用螺钉前后连接构成装置的整体外形和内部器件的安装基座；手指安放器3上设有三个手指定位槽，中间的手指定位槽为手指静脉采集槽，手指静脉采集槽垂直方向上下两面开有相对应的矩形槽，手指静脉采集槽的指尖部安装触发开关6；红外光源组件包括安装座、红外光源9、凸镜10和毛玻璃8，凸镜10和毛玻璃8上下与安装座固定在一起，红外光源9安装在安装座上且位于凸镜10上方；静脉图像采集器4包括上盖板12、滤光片13、套筒14、座体15、螺母16和红外摄像头17，滤光片13安装在上盖板12底部的凹槽中后连同上盖板12一起安装在座体15上端的安装槽中，起到密封和固定滤光片13的功能，红外摄像头17的底板通过螺钉18固定在套筒14上，套筒14的外圆与座体15内孔通过螺纹联接，套筒14前端由螺母17进行进行距离的微调以及锁紧；其整体连接关系为：手指安放器安装在外壳1内的中部；红外光源组件2整体固定安装在手指安放器3的手指静脉采集槽上方的矩形槽内，红外光源组件上方安装有信号指示灯7，信号指示灯7上方有导光板11将信号指示灯的光源导引到外壳1的透光孔上；静脉图像采集器4固定安装在手指安放器3的手指静脉采集槽下方的矩形槽内，控制系统与电源、红外光源组件2、红外摄像头17以及信号指示灯7互相连接，红外摄像头17的焦距可以通过调节套筒14与座体15之间的距离来实现。

工作过程：进行手指静脉图像采集时，被采集人的手指伸入手指安放器3上的手指静脉采集槽内，手指指尖触动触发开关6，此时电路接通，控制系统接通红外光源9，使红外光源9的红外光透过凸镜10和毛玻璃8照射手指的采集部位，控制系统同时控制静脉图像采集器4的红外摄像头17对手指的采集部位拍照，拍照后的图片与控制系统内存储的数据进行比对，如果匹配成功，控制系统控制信号指示灯7发出绿色指示，通过导光板11显示在外壳1的透光孔上，如果匹配不成功，则发出红色的报警提示。

Claims

1.手指静脉图像采集识别装置，包括红外光源组件（2）、手指安放器（3）、静脉图像采集器（4）、控制系统、电源、外壳（1）和背板（5）；背板（5）和外壳（1）前后固定连接构成装置的整体外形和内部器件的安装基座；手指安放器（3）上设有一个以上的手指定位槽，其中一个手指定位槽为手指静脉采集槽，手指静脉采集槽垂直方向上下两面开有相对应的矩形槽；手指安放器（3）安装在外壳（1）内的中部；红外光源组件（2）整体固定安装在手指安放器（3）的手指静脉采集槽上方的矩形槽内，静脉图像采集器（4）固定安装在手指安放器（3）的手指静脉采集槽下方的矩形槽内，控制系统与电源、红外光源组件（2）、红外摄像头（17）以及信号指示灯（7）互相连接，其特征在于，红外光源组件（2）包括安装座、红外光源（9）、凸镜（10）和毛玻璃（8），凸镜（10）和毛玻璃（8）上下与安装座固定在一起，红外光源（9）安装在安装座上且位于凸镜（10）上方；静脉图像采集器（4）包括上盖板（12）、滤光片（13）、套筒（14）、座体（15）、螺母（16）和红外摄像头（17），滤光片（13）安装在上盖板（12）底部的凹槽中后连同上盖板（12）一起固定在座体（15）上端的安装槽中，起到密封和固定滤光片（13）的功能，红外摄像头（17）的底板通过螺钉（18）固定在套筒（14）上，套筒（14）的外圆与座体（15）内孔通过螺纹联接，套筒（14）前端由螺母（17）进行距离的微调以及锁紧；红外光源组件上（2）方安装有信号指示灯（7），信号指示灯（7）上方有导光板（11）将信号指示灯（7）的光源导引到外壳（1）的透光孔上；红外摄像头（17）的焦距可以通过调节套筒（14）与座体（15）之间的距离来实现。

2.如权利要求1所述的手指静脉图像采集识别装置，其特征在于，手指安放器（3）中的手指静脉采集槽的指尖部安装触发开关（6），触发开关（6）与控制系统和电源连接。