CN103559483A - 身份识别设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种身份识别设备及方法，包括：指纹数据获取单元，用于获取用户的指纹数据；手指静脉数据获取单元，用于获取用户的手指静脉数据；比较单元，用于根据预先存储的数据分别对所述指纹数据获取单元获取的指纹数据以及所述手指静脉数据获取单元获取的手指静脉数据进行比对，获取一比对结果，以及提示单元，用于将所述比对结果提示。本发明实施例通过同时对指纹以及手指静脉进行验证，尤其是将手指静脉和指纹验证设备一体化成型于一壳体内，不仅结构简单，而且通过双重验证提高了验证的安全性。

Description

身份识别设备及方法

技术领域

本发明涉及安全验证技术领域，特别是涉及一种身份识别设备及方法。

背景技术

随着安全技术的不断发展，用户对安全设备功能的要求也越来越高。

以常见的门禁安全设备为例，现有技术的门禁安全验证，通常是输入密码的方式或者是识别卡的方式，上述方式操作过程繁琐，而且携带识别卡还带来携带不便的问题。为了解决上述问题，现有技术中又出现了一种生物识别方式，譬如指纹和手机静脉识别方式，上述方式主要利用手指的指纹或手指静脉分布来进行身份识别，通过对获取的指纹或者手指静脉的分析来对用户进行安全验证。

本发明的发明人在研究过程中发现，现有技术中的安全验证设备，要么是单一的对指纹进行验证，要么是单一的对手指静脉进行验证，无论是哪一种验证方式，都存在验证方式单一、安全性能不高的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种身份识别设备及方法，旨在解决现有技术中存在验证方式单一、安全性能不高的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种身份识别设备，包括：

指纹数据获取单元，用于获取用户的指纹数据；

手指静脉数据获取单元，用于获取用户的手指静脉数据；

比较单元，用于根据预先存储的数据分别对所述指纹数据获取单元获取的指纹数据以及所述手指静脉数据获取单元获取的手指静脉数据进行比对，生成一比对结果，以及

提示单元，用于将所述比较单元生成的所述比对结果提示。

优选的，所述预先存储的数据包括预先存储的指纹数据以及预先存储的手指静脉数据，而所述比较单元具体包括：

第一比较单元，其连接所述指纹数据获取单元，用于根据预先存储的指纹数据对所述指纹数据获取单元获取的指纹数据进行比对；以及

第二比较单元，其连接所述手指静脉数据获取单元，用于根据预先存储的手指静脉数据对所述手指静脉数据获取单元获取的手指静脉数据进行比对；

其中所述第一比较单元和所述第二比较单元均连接所述提示单元。

优选的，所述手指静脉数据获取单元包括：

脉采照明模块，用于对手指照射光线；

脉采传感模块，其对应所述脉采照明模块，用于感应来自所述脉采照明模块的光线；

脉采电路控制模块，其分别连接所述脉采照明模块和所述脉采传感模块，用于控制所述脉采照明模块和所述脉采传感模块的运行；以及

脉采成像模块；其连接所述脉采传感模块，用于获取所述手指静脉数据。

优选的，所述指纹数据获取单元包括：

纹采照明模块；用于对手指照射光线；

纹采传感模块，其对应所述纹采照明模块，用于感应来自所述脉采照明模块的光线；

纹采电路控制模块，其分别连接所述纹采照明模块和所述纹采传感模块，用于控制所述纹采照明模块和所述纹采传感模块的运行；以及

纹采成像模块；其连接所述纹采传感模块，用于获取所述指纹数据。

优选的，所述身份识别设备还包括：所述身份识别设备还包括：

数据通讯单元，用于通过无线或者有线的方式实现与外部服务器的通讯。

为解决上述技术问题，本发明还提供一种身份识别方法，所述方法包括以下步骤：

获取用户的指纹数据；

获取用户的手指静脉数据；

根据预先存储的数据分别对所述指纹数据获取单元获取的指纹数据以及所述手指静脉数据获取单元获取的手指静脉数据进行比对，生成一比对结果；以及

将所述比对结果提示。

优选的，所述预先存储的数据包括预先存储的指纹数据以及预先存储的手指静脉数据，所述对比的步骤具体包括：

根据预先存储的指纹数据对所述指纹数据获取单元获取的指纹数据进行比对；以及

根据预先存储的手指静脉数据对所述手指静脉数据获取单元获取的手指静脉数据进行比对。

优选的，获取用户的手指静脉数据的步骤包括：

对手指照射光线；

通过脉采感应模块感应来自所述脉采照明模块的光线；以及

根据对手指照射光线以及感应到的光线获取所述手指静脉数据。

优选的，获取用户的指纹数据的步骤包括：

对手指照射光线；

通过纹采传感模块感应来自所述脉采照明模块的光线；

以及

根据对手指照射光线以及感应到的光线获取所述指纹数据。

优选的，在生成所述比对结果后，所述方法还：

通过无线或者有线的方式实现与外部服务器的通讯。

相对于现有技术，本发明实施例通过同时对指纹以及手指静脉进行验证，尤其是将手指静脉和指纹验证设备一体化成型于一壳体内，不仅结构简单，而且通过双重验证提高了验证的安全性。

附图说明

图1是本发明实施例提供的身份识别设备的模块结构示意图；

图2是本发明实施例提供的指纹数据获取单元的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的手指静脉数据获取单元的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的脉采电路控制模块的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的纹采电路控制模块的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的身份识别方法的流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，图1示出了本发明实施例提供的身份识别设备的模块结构示意图，作为本发明实施例的核心部件，所述身份识别设备包括指纹数据获取单元11、手指静脉数据获取单元12、比较单元13、提示单元14以及数据通讯单元15。

其中所述指纹数据获取单元11用于获取用户的指纹数据，所述手指静脉数据获取单元12用于同时获取用户的手指静脉数据，所述比较单元23用于根据预先存储的数据分别对所述指纹数据获取单元获取的指纹数据以及所述手指静脉数据获取单元获取的手指静脉数据进行比对，生成一比对结果；所述提示单元14用于将所述比较单元生成的所述比对结果提示；所述数据通讯单元15用于通过无线或者有线的方式实现与外部服务器的通讯，将所述比对结果发送至所述外部服务器。

其中所述预先存储的数据包括预先存储的指纹数据以及预先存储的手指静脉数据，而所述比较单元23具体包括第一比较单元231和第二比较单元232；所述第一比较单元231其连接所述指纹数据获取单元11，用于根据预先存储的指纹数据对所述指纹数据获取单元11获取的指纹数据进行比对；所述第二比较单元232其连接所述手指静脉数据获取单元12，用于根据预先存储的手指静脉数据对所述手指静脉数据获取单元12获取的手指静脉数据进行比对。其中所述第一比较单元231和所述第二比较单元232均连接所述提示单元14。

请参阅图2，所述指纹数据获取单元11包括纹采照明模块111、纹采传感模块112、纹采电路控制模块113以及纹采成像模块114。

其中所述纹采照明模块111用于对手指照射光线；所述纹采传感模块112对应所述纹采照明模块111，用于感应来自所述脉采照明模块111的光线；所述纹采电路控制模块113分别连接所述纹采照明模块111和所述纹采传感模块112，用于控制所述纹采照明模块111和所述纹采传感模块112的运行；所述纹采成像模块114连接所述纹采照明模块111和纹所述采传感模块112，用于获取所述指纹数据。

请参阅图3，所述手指静脉数据获取单元12包括脉采照明模块121、脉采传感模块122、脉采电路控制模块123以及脉采成像模块124。

其中所述脉采照明模块121用于对手指照射预定波长光线，所述预定波长的范围在700nm至1000nm（纳米）；所述脉采传感模块122对应所述脉采照明模块121，用于感应来自所述脉采照明模块121的预定波长光线；所述脉采电路控制模块123分别连接所述脉采照明模块121和所述脉采传感模块122，用于控制所述脉采照明模块121和所述脉采传感模块122的运行；所述脉采成像模块124分别连接所述脉采照明模块121和所述脉采传感模块122，用于获取所述手指静脉数据。

本发明实施例通过指纹识别和手指静脉识别的双重验证，提高了验证的安全性，其中手指静脉识别是依据以下原理：手指中流动的血液可吸收预定波长的光线，而使用预定波长光线对手指进行照射，可得到手指静脉的清晰图像。利用上述原理，将实现对获取的影像进行分析、处理，从而得到手指静脉数据，再将得到的手指静脉数据与预先存储的手指静脉特数据进行比对，从而确认登录者的身份。

本发明实施例中的指纹数据获取单元11和手指静脉数据获取单元12是一体成型于一壳体内，壳体中部为手指孔，手指孔包括有手指按压面，用户可将手指置于所述手指孔内。所述脉采传感模块122譬如为互补金属氧化物半导体（Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS）传感器，所述脉采照明模块121设置在壳体内手指孔两侧下方，所述脉采电路控制模块123以及所述脉采成像模块124设置在壳体内。

在图3中，所述脉采照明模块121，譬如CMOS传感器，包括脉采近红外光照射源和脉采亮度调整单元，所述脉采近红外光照射源是分别安装在壳体内手指孔两侧下方，所述脉采近红外光照射源的波长优选为850nm，用于发射透射手指的红外射线。其中一侧下方的近红外LED的发射角为相对所述手指按压面的偏60°，另一侧下方的一组近红外LED的发射角为相对所述手指按压面的偏120°。所述脉采亮度调整单元根据预先存储的校正曲线调整脉采近红外光照射源的亮度。

本发明实施例中，所述手指按压面分为手指静脉图像接收面和指纹采集面，所述手指静脉图像接收面对应手指静脉数据的获取，所述指纹采集面对应所述指纹数据的获取。其中接收面手指静脉采集窗口的尺寸大于22.0mm×33.5mm，方便不同粗细手指的用户进行按压采集，且与所述指纹采集面在同一水平面上，采用合理的光路设计，在指纹数据获取单元11和手指静脉数据获取单元12互不影响的情况下，两个采集面之间的距离为1mm，可以合理缩减手指静脉与指纹采集一体化采集器的长度，使采集器小型化。

更具体的，请参阅图4，所述脉采电路控制模块123包括脉采主控模块1231，其与所述脉采传感模块122连接，还包括分别与所述脉采主控模块24连接的脉采存储模块1232、脉采晶体振荡电路模块1233、脉采加密模块1234、脉采降压集成电路模块1235。

所述脉采主控模块1231用于所述脉采传感模块122（CMOS传感器）实时采集手指静脉，所述脉采存储模块1232用于存储功能文件，以便完成手指静脉采集后的登记与识别，所述脉采晶体振荡电路模块1233用于给所述脉采主控模块1231提供时钟信号，所述脉采加密模块1234用于下载自有软件算法和代码，对用户重要数据提供保护，所述脉采降压集成电路模块1235用于将来自脉采USB连接座的电源降压后向所述脉采主控模块1231和所述脉采传感模块122提供电源。

更具体的，所述脉采成像模块124包括脉采透明玻璃板、设置在脉采透明玻璃板正下方的脉采平面反射镜、脉采红外滤光片和脉采透镜组。

所述脉采透明玻璃板用于防尘、防水。所述脉采平面反射镜采用尺寸为20.00mm×26.25mm，使得照明单元发出的光线最大限度的反射，使采集到的手指静脉图像范围最大。所述脉采平面反射镜顺应光路合理放置，可以合理缩减手指静脉与指纹采集一体化采集器的高度，使采集器进一步小型化。所述脉采红外滤光片用于过滤光线。所述脉采平面反射镜与手指静脉图像接收面成45°夹角，将光线准确反射至垂直于底面放置的一脉采透镜组中，再折射进设置在手指静脉图像接收面上采集手指静脉图像的所述脉采传感模块122上，所述脉采传感模块122将接收到的手指静脉图、像转换成电信号输出，进行手指静脉图像的采集。

在图2中，所述纹采成像模块114包括纹采梯形棱镜、纹采凹凸透镜、纹采平面反射镜、纹采成像组件以及纹采图像采集单元。其中所述纹采传感模块112将接收到的单个手指指纹图像转换成电信号输出。

所述纹采梯形棱镜包括有相互平行正对的大端面和小端面，以及下侧面和其余三个侧面，所述大端面是单个手指指纹图像采集面（即活体单指指纹采集窗口），小端面是所述纹采照明模块111发出的光的射入面，下侧面是与成像相对的指纹成像面，所述纹采梯形棱镜的大端面（即活体单指指纹采集窗口）尺寸大于12.8mm×16.5mm，进而使得所述纹采传感模块112的采集区域面积大于12.8mm×16.5mm。

所述纹采凹凸透镜的凸面对着纹采梯形棱镜，以降低光学系统的畸变，提高光学系统的分辨率，所述纹采平面反射镜与所述纹采梯形棱镜的夹角为45°的夹角，与水平面的夹角也为45°，所述纹采平面反射镜用于延长光路，所述纹采成像组件设置在纹采平面反射镜与所述纹采传感模块112之间的光路上，依次包括与纹采平面反射镜夹角为45°的纹采平凸透镜和纹采传感器保护玻璃，纹采梯形棱镜、纹采凹凸透镜、纹采平面反射镜面、纹采平凸透镜和纹采传感器保护玻璃的间距根据图像质量调整，纹采平凸透镜和纹采传感器保护玻璃的间距由调焦孔调整。

其中纹采梯形棱镜、纹采凹凸透镜、纹采平面反射镜面、纹采平凸透镜和纹采传感器保护玻璃之间的光路总长调整范围为50mm～53mm，具体数值根据镜片材料、物距和像距决定，其中，纹采梯形棱镜中光路总长调整范围为8mm～10mm；纹采梯形棱镜和纹采凹凸透镜的间距调整范围为1mm～3mm；纹采凹凸透镜中光路总长调整范围为4mm；纹采凹凸透镜和纹采成像组件的间距调整范围为13mm～15mm；纹采平凸透镜中光路总长调整范围为2mm；纹采平凸透镜和纹采传感器保护玻璃的间距通过调焦孔调整，调整范围为3.5mm～5.5mm；纹采传感器保护玻璃中光路总长调整范围为0.3mm～1mm；纹采传感器保护玻璃和所述纹采传感模块112之间的光路总长为0.1mm～0.8mm。

请再参阅图2，所述纹采照明模块111包括安装在纹采梯形棱镜的小底面上的发光二极管LED，所述纹采照明模块111中的LED与纹采梯形棱镜的小底面之间的夹角为25°，所述纹采照明模块111发出的光经纹采梯形棱镜的小端面进入纹采梯形棱镜，被按压在纹采梯形棱镜的大端面上的指头反射光线的一部分，由纹采梯形棱镜的下侧面射出到纹采平面反射镜上，经纹采平面反射镜全反射进入纹采成像组件，成像于手指指纹图像接收面上的纹采传感模块112。

请参阅图5，所述纹采电路控制模块113包括与所述纹采传感模块112连接的纹采主控模块1131、分别与纹采主控模块1131连接的纹采存储模块1132、纹采晶体振荡电路模块1133、纹采加密模块1134、纹采降压集成电路模块1135。

其中所述纹采主控模块1131用于控制所述纹采传感模块112（CMOS传感器）实时采集手指指纹，所述纹采存储模块1132用于存储功能文件，以便完成手指指纹采集后的登记与识别，所述纹采晶体振荡电路模块1133用于给所述纹采主控模块1131提供时钟信号，所述纹采加密模块1134用于下载自有软件算法和代码，对用户重要数据提供保护，所述纹采降压集成电路模块1135用于将电源降压后向所述纹采主控模块1131和所述纹采传感模块112提供电源。

本发明实施例中，所述脉采传感模块122与所述纹采传感模块112不相同，但都是至少8.215万像素的CMOS传感器，图像分辨率至少为500dpi。其中所述脉采传感模块122由所述脉采主控模块1231提供时钟信号、复位信号、同步信号和I2C信号进行控制，采集到的数据直接传送至所述脉采主控模块1231。而所述纹采传感模块112由纹采主控模块1131提供时钟信号、复位信号、同步信号和I2C信号进行控制，采集到的数据直接传送至纹采主控模块1131。而且所述脉采存储模块1232和纹采存储模块1132都存储有用于自动曝光的校正曲线，

请回到图1，所述提示单元14譬如为包括指示灯、智能语音提示器件，以及液晶显示触摸屏的人机交互界面，在登记或识别的过程中根据具体问题，作出相应的语音提示。所述数据通信单元15譬如为外部通讯接口，该外部通讯接口譬如为以太网接口、通用分组无线服务技术（General Packet Radio Service)接口、3G接口以及WIFI接口等，用于与外部服务器进行数据通讯。

在具体实施过程中，所述身份识别设备还包括有读卡模块（图未绘出），所述读卡模块可读取用户的身份识别卡信息，以进一步的结合本发明提供的指纹指静脉组合对用户身份进行识别，其中使用身份识别卡、密码以及指纹识别\手指静脉识别的组合对用户进行识别，适用于安全性非常高的场合。

具体的，本发明实施例的所述身份识别设备还包括锁控信号输出电路以及防拆报警电路（图未绘出），其中所述锁控信号输出电路连接电控锁，在配用电控锁后可方便安装和使用；而所述锁控信号输出电路还兼容通信协议Wiegand26的输出和报警输出功能，使得所述身份识别设备性能更完善、稳定、可靠。而所述防拆报警电路同样兼容挟持报警、异常开门报警功能，可使得所述身份识别设备被拆除或被破坏时会发出报警信号带动报警装置进行报警，使门禁系统的安全性提高。鉴于上述读卡模块、锁控信号输出电路以及防拆报警电路为成熟技术，此处不再一一赘述。

图6示出了本发明实施例提供的身份识别方法的流程示意图。

在步骤S601中，获取用户的指纹数据。

其中获取用户的手指静脉数据的步骤包括：对手指照射光线；通过脉采感应模块感应来自所述脉采照明模块的光线；根据对手指照射光线以及感应到的光线获取所述手指静脉数据。

在步骤S602中，获取用户的手指静脉数据。

其中获取用户的指纹数据的步骤包括：对手指照射光线；通过纹采传感模块感应来自所述脉采照明模块的光线；根据对手指照射光线以及感应到的光线获取所述指纹数据。

在步骤S603中，根据预先存储的数据分别对所述指纹数据获取单元获取的指纹数据以及所述手指静脉数据获取单元获取的手指静脉数据进行比对，生成一比对结果。

根据预先存储的指纹数据对所述指纹数据获取单元获取的指纹数据进行比对；以及根据预先存储的手指静脉数据对所述手指静脉数据获取单元获取的手指静脉数据进行比对。

在步骤S604中，将所述比对结果提示。

在步骤S605中，通过无线或者有线的方式实现与外部服务器的通讯，将所述比对结果发送至所述外部服务器。

关于所述身份识别方法的详细过程请参阅上文针对身份识别设备的描述，此处不再赘述。

本发明实施例通过同时对指纹以及手指静脉进行验证，尤其是将手指静脉和指纹验证设备一体化成型于一壳体内，不仅结构简单，而且通过双重验证提高了验证的安全性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种身份识别设备，其特征在于，包括：

指纹数据获取单元，用于获取用户的指纹数据；

手指静脉数据获取单元，用于获取用户的手指静脉数据；

比较单元，用于根据预先存储的数据分别对所述指纹数据获取单元获取的指纹数据以及所述手指静脉数据获取单元获取的手指静脉数据进行比对，生成一比对结果，以及

提示单元，用于将所述比较单元生成的所述比对结果提示。

2.如权利要求1所述的身份识别设备，其特征在于，所述预先存储的数据包括预先存储的指纹数据以及预先存储的手指静脉数据，而所述比较单元具体包括：

第一比较单元，其连接所述指纹数据获取单元，用于根据预先存储的指纹数据对所述指纹数据获取单元获取的指纹数据进行比对；以及

第二比较单元，其连接所述手指静脉数据获取单元，用于根据预先存储的手指静脉数据对所述手指静脉数据获取单元获取的手指静脉数据进行比对；

其中所述第一比较单元和所述第二比较单元均连接所述提示单元。

3.如权利要求1所述的身份识别设备，其特征在于，所述手指静脉数据获取单元包括：

脉采照明模块，用于对手指照射光线；

脉采传感模块，其对应所述脉采照明模块，用于感应来自所述脉采照明模块的光线；

脉采电路控制模块，其分别连接所述脉采照明模块和所述脉采传感模块，用于控制所述脉采照明模块和所述脉采传感模块的运行；以及

脉采成像模块；其连接所述脉采传感模块，用于获取所述手指静脉数据。

4.如权利要求1所述的身份识别设备，其特征在于，所述指纹数据获取单元包括：

纹采照明模块；用于对手指照射光线；

纹采传感模块，其对应所述纹采照明模块，用于感应来自所述脉采照明模块的光线；

纹采电路控制模块，其分别连接所述纹采照明模块和所述纹采传感模块，用于控制所述纹采照明模块和所述纹采传感模块的运行；以及

纹采成像模块；其连接所述纹采传感模块，用于获取所述指纹数据。

5.如权利要求1所述的身份识别设备，其特征在于，还包括：所述身份识别设备还包括：

数据通讯单元，用于通过无线或者有线的方式实现与外部服务器的通讯。

6.一种身份识别方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

获取用户的指纹数据；

获取用户的手指静脉数据；

根据预先存储的数据分别对所述指纹数据获取单元获取的指纹数据以及所述手指静脉数据获取单元获取的手指静脉数据进行比对，生成一比对结果；以及

将所述比对结果提示。

7.如权利要求6所述的身份识别方法，其特征在于，所述预先存储的数据包括预先存储的指纹数据以及预先存储的手指静脉数据，所述对比的步骤具体包括：

根据预先存储的指纹数据对所述指纹数据获取单元获取的指纹数据进行比对；以及

根据预先存储的手指静脉数据对所述手指静脉数据获取单元获取的手指静脉数据进行比对。

8.如权利要求6所述的身份识别方法，其特征在于，获取用户的手指静脉数据的步骤包括：

对手指照射光线；

通过脉采感应模块感应来自所述脉采照明模块的光线；以及

根据对手指照射光线以及感应到的光线获取所述手指静脉数据。

9.如权利要求6所述的身份识别方法，其特征在于，获取用户的指纹数据的步骤包括：

对手指照射光线；

通过纹采传感模块感应来自所述脉采照明模块的光线；

以及

根据对手指照射光线以及感应到的光线获取所述指纹数据。

10.如权利要求6所述的身份识别方法，其特征在于，在生成所述比对结果后，所述方法还：

通过无线或者有线的方式实现与外部服务器的通讯。

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