CN103839052B - 一种手指静脉识别装置及其实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种手指静脉识别装置及其实现方法。一种手指静脉识别装置，它包括导向槽、红外光源、拍摄模块以及比对模块，一供电电路及对其进行供电控制的一供电控制电路；一手指位置识别模块，与供电电路连接，用于感应手指于导向槽上的放置动作；一控制模块，与所述红外光源、拍摄模块和比对模块连接，由供电电路通过供电控制电路为其供电；所述一种手指静脉识别装置包括至少一休眠状态或深度休眠状态：控制模块控制通电唤醒后的红外光源、拍摄模块和比对模块工作，获取并识别导向槽上手指的静脉图像。所述方法用于实现该装置。它结构简单、节能省电。

Description

一种手指静脉识别装置及其实现方法

技术领域：

本发明涉及手指静脉识别技术领域，尤其涉及一种手指静脉识别装置及其实现方法。

背景技术：

随着身份识别的智能化，指纹识别和手指静脉识别越来越受到广大用户的青睐，手指静脉识别以其安全性高，保密性好，识别速度快，非接触，精度高等优点逐渐成为用户更为信赖的身份识别方式，静脉识别设备也将成为未来身份识别的首选设备。

然而，现有的手指静脉识别设备具有如下缺点：

1.现有的手指静脉识别装置的红外光源、拍摄模块以及比对模块等各零部件通常一直处于通电开启或待命状态，无法进入休眠状态，耗电量高，且长时间的开启缩短了电器元件的使用寿命；

2.拍摄模块和红外光源分别位于导向槽上方和下方，遮挡用户视线，使用户无法直观看到导向槽位置，规范放置手指位置，影响用户体验；

3.仅通过静脉图像识别比对，但并不对手指是否是活体手指进行鉴别，使得伪造手指成为一种安全隐患；

4.现有的导向槽为满足大多数用户需求，通常做的较为宽大，使得即使用户手指放置到导向槽内时，仍有较大活动空间，若用户手指放置过偏时，易造成身份识别不成功等问题，需用户反复调整手指位置，较为不便。

发明内容：

本发明的一个目的在于提供一种手指静脉识别装置，它结构简单、节能省电。

本发明所述的一种手指静脉识别装置的技术方案是这样实现的：

一种手指静脉识别装置，它包括用于限定待测手指位置的导向槽、用于对导向槽上手指进行照射的红外光源、用于采集手指静脉图像的拍摄模块以及用于对采集到的手指静脉图像进行识别的比对模块，其特征在于：它还包括：

一供电电路及对其进行供电控制的一供电控制电路；

一手指位置识别模块，与供电电路连接，用于感应手指于导向槽上的放置动作；

一控制模块，与所述红外光源、拍摄模块和比对模块连接，由供电电路通过供电控制电路为其供电；

所述一种手指静脉识别装置包括至少一休眠状态或深度休眠状态：

处于休眠状态时，所述控制模块通电，手指位置识别模块感应到手指于导向槽上的放置动作，并输出一手指感应信号，控制模块响应于手指感应信号并控制供电控制电路为红外光源、拍摄模块和比对模块供电；

处于深度休眠状态时，所述控制模块不通电，手指位置识别模块感应到手指于导向槽上的放置动作，并输出一唤醒信号，供电控制电路响应于唤醒信号并为控制模块供电，控制模块通电后控制供电控制电路为红外光源、拍摄模块和比对模块供电；

控制模块控制通电唤醒后的红外光源、拍摄模块和比对模块工作，获取并识别导向槽上手指的静脉图像；

当手指静脉图像识别完成或手指位置识别模块感应到手指离开导向槽后，供电控制电路停止对红外光源、拍摄模块和比对模块供电，进入休眠状态；或供电控制电路停止对红外光源、拍摄模块、比对模块和控制模块供电，进入深度休眠状态。

本发明所述的一种手指静脉识别装置与现有技术相比具有如下优点：

1.所述手指位置识别模块可用于判断手指于导向槽上的放置位置是否准确，当放置位置不准确时，本发明所述的一种手指静脉识别装置可通过语音、状态灯或图像等提示告知用户对准放置位置，可以提高用户放置手指位置的一致性，降低据真率；

2.所述红外光源、拍摄模块和比对模块在不使用时，电源控制电路控制电源停止对红外光源、拍摄模块和比对模块供电，一方面可节省电能，以每天5000次的使用次数计算，一天当中本发明所述的一种手指静脉识别装置大约有80%的时间处于休眠状态，即相较于传统手指静脉识别装置可节能80%左右；另一方面可防止长时间的开启缩短了电器元件的使用寿命。

上述所述导向槽底部开设有一通光部，所述拍摄模块设于通光部下方，导向槽包括靠近拍摄模块的第一导向槽和远离拍摄模块的第二导向槽，第一导向槽的宽度小于第二导向槽。将导向槽分为较窄的第一导向槽和较宽的第二导向槽，可满足不同手指宽度或不同手指如：拇指、食指、小指的识别要求，一方面提高了手指静脉识别的准确率，增强了用户体验，另一方面可使得用户能够根据自身需要选择需要用于识别的手指，降低了手指静脉泄露可能性、增加了手指伪造的难度。

上述所述第一导向槽、第二导向槽的侧壁呈光滑弧面且相互连通，第一导向槽、第二导向槽的宽度于远离拍摄模块的方向上逐渐增大。所述第一导向槽、第二导向槽侧壁呈光滑弧面且于远离拍摄模块的方向上逐渐增大，便于增加本发明所述的一种手指静脉识别装置的适用范围，光滑弧面也更有助于对手指进行准确定位。

上述手指位置识别模块为电容感应传感器或光传感器。电容感应传感器工作原理基于手指的生物电容检测，进一步增加了伪造手指的难度。

上述所述红外光源设于导向槽两侧。避免了传统的红外光源遮挡用户视线的情况产生，提高了用户体验。

上述所述的一种手指静脉识别装置还包括设于导向槽两侧的可见光光源，当且仅当手指位置识别模块判断手指放置位置准确时，可见光光源发光。用户可以通过观察可见光判断装置是否在进行静脉识别（有可见光静脉识别进行中，无可见光静脉识别未开始或已结束），以判断手指放置位置是否准确。

上述所述的一种手指静脉识别装置还包括一红外线脉搏波检测传感器。通过在手指静脉识别装置内设置红外线脉搏波检测传感器，来感知被测手指是否具有活体手指的脉搏跳动，从而实现活体识别，进一步增加了伪造手指的难度。

本发明的另一个目的在于提供一种手指静脉识别方法，它步骤简单、节能省电。

本发明所述的一种手指静脉识别方法的技术方案是这样实现的：

一种手指静脉识别的方法，用于上述所述的一种手指静脉识别装置，其特征在于：它包括以下步骤：

A.手指位置识别模块感应到手指于导向槽上的放置动作并输出一唤醒信号；

B.所述手指静脉识别装置包括一休眠状态或深度休眠状态，包括休眠状态时，执行步骤C；包括深度休眠状态时，执行步骤D；

C.所述控制模块通电，手指位置识别模块感应到手指于导向槽上的放置动作，并输出一手指感应信号，控制模块响应于手指感应信号并控制供电控制电路为红外光源、拍摄模块和比对模块供电；

D.所述控制模块不通电，手指位置识别模块感应到手指于导向槽上的放置动作，并输出一唤醒信号，供电控制电路响应于唤醒信号并为控制模块供电，控制模块通电后控制供电控制电路为红外光源、拍摄模块和比对模块供电；

E.控制模块控制通电唤醒后的红外光源、拍摄模块和比对模块工作，获取并识别导向槽上手指的静脉图像；

F.当手指静脉图像识别完成或手指位置识别模块感应到手指离开导向槽后，供电控制电路停止对红外光源、拍摄模块和比对模块供电，进入休眠状态；或供电控制电路停止对红外光源、拍摄模块、比对模块和控制模块供电，进入深度休眠状态。

本发明所述的一种手指静脉识别方法与现有技术相比具有如下优点：

1.所述手指位置识别模块可用于判断手指于导向槽上的放置位置是否准确，当放置位置不准确时，本发明所述的一种手指静脉识别装置可通过语音、状态灯或图像等提示告知用户对准放置位置，可以提高用户放置手指位置的一致性，降低据真率；

2.所述红外光源、拍摄模块和比对模块在不使用时，电源控制电路控制电源停止对红外光源、拍摄模块和比对模块供电，一方面可节省电能，以每天5000次的使用次数计算，一天当中本发明所述的一种手指静脉识别装置大约有80%的时间处于休眠状态，即相较于传统手指静脉识别装置可节能80%左右；另一方面可防止长时间的开启缩短了电器元件的使用寿命。

上述所述一种手指静脉识别装置还包括设于导向槽两侧的可见光光源，步骤A具体为：手指位置识别模块感应到手指于导向槽上的放置动作且放置位置准确时，可见光光源发光。当且仅当手指位置放置准确时，手指位置识别模块才输出一手指感应信号或唤醒信号，能最大程度节约电能，同时降低误识别率。

上述所述一种手指静脉识别装置还包括一红外线脉搏波检测传感器，步骤C和步骤D之间还包括步骤E：当比对模块识别拍摄模块获取的手指静脉图像与已存储的手指静脉图像匹配时，红外线脉搏波检测传感器对导向槽上的手指进行活体识别，若确认为活体手指则静脉识别认证通过。手指静脉识别装置先对手指静脉图像进行识别，再进行活体识别，一方面由于增加了活体识别，能提高识别准确率，能较好的检测出伪造手指；另一发面由于手指静脉图像识别时间非常短，当手指静脉图像与装置内已存储的手指静脉图像不符时，能最快速度告知用户结果，提高检测效率。

附图说明：

下面结合附图对本发明作详细的说明：

图1为本发明所述的一种手指静脉识别装置的结构示意图；

图2为本发明所述的一种手指静脉识别装置的各模块的结构框图；

图3为导向槽的俯视示意图；

图4为图3的主视图。

具体实施方式：

如图1、图2和图3所示，一种手指静脉识别装置，它包括用于限定待测手指位置的导向槽10、用于对导向槽10上手指200进行照射的红外光源、用于采集手指静脉图像的拍摄模块104以及用于对采集到的手指静脉图像进行识别的比对模块，它还包括：

一供电电路及对其进行供电控制的一供电控制电路；

一手指位置识别模块，与供电电路连接，用于感应手指于导向槽10上的放置动作；

一控制模块107，与所述红外光源、拍摄模块104和比对模块连接，由供电电路通过供电控制电路107为其供电；

所述一种手指静脉识别装置包括至少一休眠状态或深度休眠状态：

处于休眠状态时，所述控制模块107通电，手指位置识别模块感应到手指于导向槽10上的放置动作，并输出一手指感应信号，控制模块107响应于手指感应信号并控制供电控制电路为红外光源、拍摄模块和比对模块供电；

处于深度休眠状态时，所述控制模块不通电，手指位置识别模块感应到手指于导向槽上的放置动作，并输出一唤醒信号，供电控制电路响应于唤醒信号并为控制模块供电，控制模块通电后控制供电控制电路为红外光源、拍摄模块和比对模块供电；

控制模块控制通电唤醒后的红外光源、拍摄模块和比对模块工作，获取并识别导向槽上手指的静脉图像；

当手指静脉图像识别完成或手指位置识别模块感应到手指离开导向槽后，供电控制电路停止对红外光源、拍摄模块104和比对模块供电，进入休眠状态；或供电控制电路停止对红外光源、拍摄模块104、比对模块和控制模块107供电，进入深度休眠状态。

所述红外光源为近红外光源。所述控制模块107包括一主控芯片内核、一DDR和一计时电路，当手指200离开导向槽几秒或十几秒时，控制模块107通过电源控制电路控制电源停止对红外光源、拍摄模块104和比对模块供电，控制模块107除主控芯片内核、DDR和计时电路外的部分供电也停止，本发明所述装置进入休眠状态；当计时电路判断手指离开导向槽几分钟或十几分钟时，控制模块107通过电源控制电路控制电源停止对主控芯片内核、DDR和计时电路供电，本发明所述装置进入深度休眠状态。

所述导向槽10底部开设有一通光部105，所述拍摄模块104设于通光部105下方，导向槽10包括靠近拍摄模块的第一导向槽101和远离拍摄模块的第二导向槽102，第一导向槽101的宽度小于第二导向槽102。拍摄模块104和通光部105之间还可设置滤光片106，或所述滤光片106即为所述通光部105。

所述第一导向槽101、第二导向槽102的侧壁呈光滑弧面且相互连通，第一导向槽101、第二导向槽102的宽度于远离拍摄模块104的方向上逐渐增大。所述第一导向槽101、第二导向槽102侧壁呈光滑弧面且于远离拍摄模块104的方向上逐渐增大，便于增加本发明所述的一种手指静脉识别装置的适用范围，光滑弧面也更有助于对手指进行准确定位。

手指位置识别模块为电容感应传感器109。电容感应传感器109工作原理基于手指的生物电容检测，进一步增加了伪造手指的难度。

所述红外光源设于导向槽10两侧。避免了传统的红外光源遮挡用户视线的情况产生，提高了用户体验。

所述的一种手指静脉识别装置还包括设于导向槽两侧的可见光光源，当且仅当手指位置识别模块判断手指放置位置准确时，可见光光源发光。用户可以通过观察可见光判断装置是否在进行静脉识别（有可见光静脉识别进行中，无可见光静脉识别未开始或已结束），以判断手指200放置位置是否准确。

所述的一种手指静脉识别装置还包括一红外线脉搏波检测传感器108。通过在手指静脉识别装置内设置红外线脉搏波检测传感器108，来感知被测手指是否具有活体手指的脉搏跳动，从而实现活体识别，进一步增加了伪造手指的难度。

一种手指静脉识别的方法，用于上述所述的一种手指静脉识别装置，它包括以下步骤：

A.手指位置识别模块感应到手指于导向槽上的放置动作并输出一唤醒信号；

B.所述手指静脉识别装置包括一休眠状态或深度休眠状态，包括休眠状态时，执行步骤C；包括深度休眠状态时，执行步骤D；

C.所述控制模块通电，手指位置识别模块感应到手指于导向槽上的放置动作，并输出一手指感应信号，控制模块响应于手指感应信号并控制供电控制电路为红外光源、拍摄模块和比对模块供电；

D.所述控制模块不通电，手指位置识别模块感应到手指于导向槽上的放置动作，并输出一唤醒信号，供电控制电路响应于唤醒信号并为控制模块供电，控制模块通电后控制供电控制电路为红外光源、拍摄模块和比对模块供电；

E.控制模块控制通电唤醒后的红外光源、拍摄模块和比对模块工作，获取并识别导向槽上手指的静脉图像；

F.当手指静脉图像识别完成或手指位置识别模块感应到手指离开导向槽后，供电控制电路停止对红外光源、拍摄模块和比对模块供电，进入休眠状态；或供电控制电路停止对红外光源、拍摄模块、比对模块和控制模块供电，进入深度休眠状态。

所述一种手指静脉识别装置还包括设于导向槽10两侧的可见光光源，上述步骤A具体为：手指位置识别模块感应到手指200于导向槽10上的放置动作且放置位置准确时，可见光光源发光。

所述一种手指静脉识别装置还包括一红外线脉搏波检测传感器108，步骤E和步骤F之间还包括步骤G：当比对模块识别拍摄模块获取的手指静脉图像与已存储的手指静脉图像匹配时，红外线脉搏波检测传感器108对导向槽10上的手指进行活体识别，若确认为活体手指则静脉识别认证通过。

手指静脉识别装置先对手指静脉图像进行识别，再进行活体识别，一方面由于增加了活体识别，能提高识别准确率，能较好的检测出伪造手指；另一发面由于手指静脉图像识别时间非常短，而采集脉搏信号需要较多时间，先对手指静脉图像进行识别，可以在当手指静脉图像与装置内已存储的手指静脉图像不符时，能最快速度告知用户结果，提高检测效率。

以上内容是结合具体实施例对本发明的进一步详细说明，不能认定为具体的实施方案只局限于这些说明。如：上述所述手指位置识别模块不限于电容感应传感器；所述通光部不限于透光玻璃、可以为所述滤光片；所述休眠状态和深度休眠状态的进入时间不仅限于本实施例公开的内容等。对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，本发明的具体实施方式不拘泥于上述实例，在本发明的具体实施过程中，具体实施方式还可以做出若干推演或优化，这些推演或优化都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种手指静脉识别装置，它包括用于限定待测手指位置的导向槽、用于对导向槽上手指进行照射的红外光源、用于采集手指静脉图像的拍摄模块以及用于对采集到的手指静脉图像进行识别的比对模块，其特征在于：所述导向槽底部开设有一通光部，所述拍摄模块设于通光部下方，导向槽包括靠近拍摄模块的第一导向槽和远离拍摄模块的第二导向槽，第一导向槽的宽度小于第二导向槽；所述第一导向槽、第二导向槽的侧壁呈光滑弧面且相互连通，第一导向槽、第二导向槽的宽度于远离拍摄模块的方向上逐渐增大；所述红外光源设于导向槽两侧；所述手指静脉识别装置还包括：

一供电电路及对其进行供电控制的一供电控制电路；

一手指位置识别模块，手指位置识别模块为电容感应传感器或光传感器；与供电电路连接，用于感应手指于导向槽上的放置动作：

一控制模块，与所述红外光源、拍摄模块和比对模块连接，由供电电路通过供电控制电路为其供电；

所述一种手指静脉识别装置包括至少一休眠状态或深度休眠状态；

处于休眠状态时，所述控制模块通电，手指位置识别模块感应到手指于导向槽上的放置动作，并输出一手指感应信号，控制模块响应于手指感应信号并控制供电控制电路为红外光源、拍摄模块和比对模块供电；

处于深度休眠状态时，所述控制模块不通电，手指位置识别模块感应到手指于导向槽上的放置动作，并输出一唤醒信号，供电控制电路响应于唤醒信号并为控制模块供电，控制模块通电后控制供电控制电路为红外光源、拍摄模块和比对模块供电；

控制模块控制通电唤醒后的红外光源、拍摄模块和比对模块工作，获取并识别导向槽上手指的静脉图像；

当手指静脉图像识别完成或手指位置识别模块感应到手指离开导向槽后，供电控制电路停止对红外光源、拍摄模块和比对模块供电，进入休眠状态；或供电控制电路停止对红外光源、拍摄模块、比对模块和控制模块供电，进入深度休眠状态；

所述手指静脉识别装置还包括：

设于导向槽两侧的可见光光源，当且仅当手指位置识别模块判断手指放置位置准确时，可见光光源发光；

一红外线脉搏波检测传感器，用于感知被检测手指是否具有活体指纹的脉搏跳动，以识别活体。

2.一种手指静脉识别的方法，通过权利要求1所述的一种手指静脉识别装置来实现，其特征在于：它包括以下步骤：

A.手指位置识别模块感应到手指于导向槽上的放置动作且放置位置准确时，可见光光源发光以输出一唤醒信号；

B.所述手指静脉识别装置包括一休眠状态或深度休眠状态，处于休眠状态时，执行步骤C；处于深度休眠状态时，执行步骤D；

C.所述控制模块通电，手指位置识别模块感应到手指于导向槽上的放置动作，并输出一手指感应信号，控制模块响应于手指感应信号并控制供电控制电路为红外光源、拍摄模块和比对模块供电；

D.所述控制模块不通电，手指位置识别模块感应到手指于导向槽上的放置动作，并输出一唤醒信号，供电控制电路响应于唤醒信号并为控制模块供电，控制模块通电后控制供电控制电路为红外光源、拍摄模块和比对模块供电；

E.控制模块控制通电唤醒后的红外光源、拍摄模块和比对模块工作，获取并识别导向槽上手指的静脉图像；

G.当比对模块识别拍摄模块获取的手指静脉图像与已存储的手指静脉图像匹配时，红外线脉搏波检测传感器对导向槽上的手指进行活体识别，若确认为活体手指则静脉识别认证通过；

F.当手指静脉图像识别完成或手指位置识别模块感应到手指离开导向槽后，供电控制电路停止对红外光源、拍摄模块和比对模块供电，进入休眠状态；或供电控制电路停止对红外光源、拍摄模块、比对模块和控制模块供电，进入深度休眠状态。