CN105184572A - 一种基于手背静脉与多指指纹的支付采集装置 - Google Patents

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王志勇
于典
杨晓苹
屈冰广
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Abstract

一种基于手背静脉与多指指纹的支付采集装置。该设备由键盘、显示屏、外壳、握把、手背静脉采集模块、多指指纹采集模块和无线收发模块组成。该装置一般处于待机状态，当使用者用按键唤醒装置时，系统开始工作：首先由键盘输入金额数据并显示在显示屏上，然后利用手背静脉采集模块获取手背静脉图像，与此同时，通过多指指纹采集模块采集压在握把上的食指、中指、无名指和小指的四手指指纹图像；接着将采集的静脉图像、指纹图像和金额通过无线收发模块发送给后台系统并接收返回的操作信息，最后将操作结果显示在显示屏上。本发明的装置充分利用了手背静脉和指纹两种不同的手部生物特征，相对单一的指静脉认证方式而言，具有更高的准确率、防伪性和安全性。

Description

一种基于手背静脉与多指指纹的支付采集装置
技术领域：
本发明涉及一种基于手背静脉与多指指纹的支付采集装置，属于生物特征支付认证技术领域。
背景技术：
银行卡的出现替代了原本的纸币消费方式，而随着数据时代的来临，人的消费支付方式又逐渐发生着改变。利用人体生物特征识别技术，生物特征支付正逐渐取代银行卡，使人们又脱离了银行卡的束缚，实现无卡消费。此时，只要将自己的生物特征信息和银行账号在信用卡公司进行登记，付款时只需在读取设备上读取生物特征，即可获得身份认证，消费金额就将自动从银行账户中扣除。
静脉纹路是人体的一种生物特征，具有长期不变性，而且静脉位于表皮以下，几乎是不可伪造的。当近红外光照射人体时，活体静脉中的血红蛋白会吸收近红外光，使得有静脉纹路的地方在图像上呈现出黑色，形成静脉纹路图。由于静脉认证的活体识别、采集友好、和不可复制的特点，静脉认证也逐渐发展成为支付认证的普遍方法。手背静脉比指静脉含有更大的区域和更多的血管，可以提前更多的特征点运用于更广泛的人群，并且相对掌静脉，手背处的脂肪与皮肤比掌心要薄，手背部分的静脉图像更容易获得，因此，手背静脉是一种非常适合用于支付认证的生物特征。但是静脉纹路的唯一性还未得到证明，当运用于大规模样本时，单一的静脉认证可能发生特征相同或相似而造成的误识，引起支付错误。而指纹作为人体的另一种生物特征，理论已经证明了指纹的唯一性和长期不变性。因而常常用来作为身份认证的一个有效手段。但是指纹认证也存在缺点：因为指纹是人体外层的特征，当手指过湿、过干或出现手指暴皮等特征损伤时，或者手指有污物时，容易发生拒识；而且指纹很容易伪造，造成错识，引起支付错误。但是如果将手背静脉认证与单指纹认证结合起来，手背静脉认证弥补了单指纹认证防伪性低的缺点，而单指纹认证解决了手背静脉认证可能发生重复的问题，对于两者结合的认证方式还存在的指纹拒识问题，可采用多指纹采集、单指纹认证的方式解决，即采集多个手指的指纹，但是只要有一个指纹符合即认为指纹认证部分通过。因此，一个手背静脉与多指纹结合的认证系统使得两种认证方法优势互补，互相弥补对方缺点，形成一种可靠性极强的支付认证系统。要实现一个有效的手背静脉与多指纹结合的支付认证系统，首先必须研究并解决手背静脉和多指指纹的获取这个关键的技术问题；只有获取了有效的手背静脉和多指指纹信息后，后续处理处理才能得以实施。因此设计适用的手背静脉和多指指纹信息获取方式及设备，是实现手背静脉与多指纹结合的支付认证的首要步骤。
发明内容：
本发明的目的是提供一种基于手背静脉和多指指纹的支付认证装置，可同一时间采集手背静脉图像和多个手指的指纹两种生物特征，增加了采集生物特征的信息量，克服单一手背静脉识别或单一指纹识别的可重复、可伪造等问题，提高了支付认证系统的准确性与唯一性。
为达上述目的，本发明的技术方案如下
本发明所述的基于手背静脉和多指纹的支付采集装置由键盘、显示屏、外壳、握把、手背静脉采集模块、多指指纹采集模块和无线收发模块组成。手背静脉采集模块采集手背静脉图像，多指指纹采集模块同时采集食指、中指、无名指、小指四个手指的指纹，然后将静脉图像和指纹图像同金额数据一起通过无线收发模块传送出去，最后接收后台操作信息显示在显示屏上。
所述的手背静脉采集模块由红外成像器件、近红外光源和红外滤光片组成。
所述的红外成像器件采用对近红外光有更好的响应特性的黑白CMOS成像器件。
所述的近红外光源是一组环绕在红外成像器件数码摄像头的850nm近红外LED阵列。由于人体血红蛋白对波长为850nm的近红外光有很强的吸收能力，所以采用850nm的近红外LED，而采用环形结构可以使光均匀照射在手背采集区域，避免光照不均的现象。
所述的红外滤光片用于滤除周围的可见光，只让红外波段的光线能够进入红外成像器件，从而保证获得静脉图像的清晰度。
所述的握把是基于人体生物构造考虑提出。当人的手采用握拳方式时会将手背组织拉平，使静脉血管更靠近表皮，利于近红外光穿透采集手背静脉图像。因此，采用一种对握动作采集的方法采集手背静脉图像。握把上用标记指示手心抓握的位置来控制有效采集区域。
所述的多指指纹采集模块位于手掌抓握的握把底部，采用CCD感光传感器。由于多指纹采集要求采集窗口较大，因此采用光电式传感器；虽然光电式传感器分为CMOS和CCD，但在采集指纹信息时，相比CCD，CMOS图像噪声比较大，感光度低，特别是低照度时光线灵敏度较差，导致图像动态响应范围小，所以本发明选择CCD图像传感器。
所述的无线收发模块与键盘、显示屏、手背静脉采集模块和多指指纹采集模块相接。用于将采集装置的信息与后台系统信息交互。
本发明的优点和有益效果：
(1)本发明可同一时间采集手背静脉与多指指纹两种生物特征，采集设备简单，采集快速准确。
(2)本发明基于手背静脉与多指指纹两种生物特征进行支付认证，抗噪性好，有极高的抗伪造性，提高了认证的准确性。
(3)本发明基于手背静脉与多指指纹识别，降低了对环境的使用要求。
附图说明
图1是基于手背静脉和多指指纹的支付采集装置的结构示意图。其中1-显示屏，2-外壳，3-键盘，4-握把，5-标记符号，6-多指指纹采集模块，7-无线收发模块，8-手背静脉采集模块。
图2是手背静脉采集模块的结构示意图。其中9-红外成像器件，10-近红外光源，11-红外滤光片。
图3是用左手支付采集时手部摆放位置示意图；其中(a)为抓握时的俯视图；(b)为抓握时的右视图；(c)为抓握时的仰视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。
实施例1
一、基于手背静脉和多指指纹的支付采集装置组成
如图1所示，本发明所述的基于手背静脉和多指纹的支付采集装置由键盘、显示屏、外壳、握把、手背静脉采集模块、多指指纹采集模块和无线收发模块组成。
所述的键盘和显示屏位于装置顶部长方体外壳的正面，便于操作和阅读信息。
如图2所示，所述的手背静脉采集模块由红外成像器件、近红外光源和组外滤光片组成，模块位于长方体外壳的背面，这样便可以正对人体手背，方便地采集手背静脉图像。
所述的红外成像器件采用对近红外光有更好的响应特性的黑白CMOS成像器件。所述的近红外光源是一组环绕在红外成像器件数码摄像头的850nm近红外LED阵列。所述的红外滤光片用于滤除周围的可见光，只让红外波段的光线能够进入红外成像器件。
所述的握把是基于人体生物构造考虑提出。
所述的多指指纹采集模块位于手掌抓握的握把底部，采用CCD感光传感器。
所述的无线收发模块位于长方体外壳内，与键盘、显示屏、手背静脉采集模块和多指指纹采集模块相接。
二、基于手背静脉和多指指纹的采集装置的工作过程
当需要支付采集时，装置平时保持休眠状态，通过键盘唤醒装置，显示屏亮，开始操作。
在键盘上输入交易金额，由显示屏显示出来。用户将手如图3所示伸入装置内，根据握把标记符号，控制掌心在标记符号附近，握住握把并保持食指、中指、无名指、小指轻压在握把底部。
按下键盘按键，开始采集：近红外光源发出光线照射手背，手背反射光经红外滤光片滤波后进入CMOS红外成像器件，完成对手背静脉图像的采集；与此同时，位于握把底部的采用CCD感光传感器的指纹采集模块采集食指、中指、无名指和小指的多指指纹。
采集完成后，将手背静脉图像、多指指纹信息和交易金额通过与之相连的无线收发模块发送出去。待后台处理完成后，由无线收发模块接收交易操作结果，并传送到显示屏上显示出来。至此，整个支付采集过程完成。

Claims (9)

1.一种基于手背静脉与多指指纹的支付采集装置，其特征在于该设备由键盘、显示屏、外壳、握把、手背静脉采集模块、多指指纹采集模块和无线收发模块组成。手背静脉采集模块采集手背静脉图像，多指指纹采集模块同时采集食指、中指、无名指、小指四个手指的指纹，然后将静脉图像和指纹图像同金额数据一起通过无线收发模块传送出去，最后接收后台操作信息显示在显示屏上。为了精简设备结构，采用开放式设计。
2.根据权利要求1所述的基于手背静脉与多指指纹的支付采集装置，其特征在于所述的手背静脉采集装置包含正对于人体手背部分的红外成像器件和近红外光源。
3.根据权利要求2所述的基于手背静脉与多指指纹的支付采集装置，其特征在于所述的红外成像器件是对近红外光有更好的响应特性的黑白CMOS成像器件。
4.根据权利要求1所述的基于手背静脉与多指指纹的支付采集装置，其特征在于在红外成像器件的镜头前装有红外滤光片。
5.根据权利要求2所述的基于手背静脉与多指指纹的支付采集装置，其特征在于所述的近红外光源为850nm的近红外LED阵列。
6.根据权利要求5所述的基于手背静脉与多指指纹的支付采集装置，其特征在于所述的LED阵列光源为环绕红外成像器件数码摄像头的环形光源。
7.根据权利要求1所述的基于手背静脉与多指指纹的支付采集装置，其特征在于所述的多指指纹采集模块为位于握把底部的CCD感光传感器。
8.根据权利要求1所述的基于手背静脉与多指指纹的支付采集装置，其特征在于所述的无线收发模块与键盘、显示屏、手背静脉采集模块和多指指纹采集模块相接。
9.根据权利要求1所述的基于手背静脉与多指指纹的支付采集装置，其特征在于所述握把中部存在标记符号，用于核准掌心位置以有效获取手背静脉与指纹信息。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2018149049A1 (zh) * 2017-02-20 2018-08-23 华为技术有限公司 支付方法及终端
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