CN105893973A - 一种超薄型静脉识别装置及其识别方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超薄型静脉识别装置及其识别方法，当手指放在静脉识别区时，触发左传感器和右传感器，左传感器和右传感器发送手指放到静脉识别区的信号给控制器，控制器向近红外发光二极管发出闪光指令，近红外发光二极管按照指令发出近红外光，近红外光经过手指投射，在经过滤光片滤掉非红外光，在平面镜上呈现手指轮廓图像，图像传感器感应到有手指轮廓图像，感应摄像头将手指轮廓图像进行拍摄，拍摄后传给控制器进行识别。本发明利用平面镜成像原理，变相缩短物体好图像之间的距离和改变角度，达成小型化结构。

Description

一种超薄型静脉识别装置及其识别方法

技术领域

本发明涉及身份识别技术领域，尤其涉及到一种超薄型静脉识别装置及其识别方法。

背景技术

静脉识别，生物识别的一种。静脉识别是一种通过近红外线照射手指，用CMOS或CCD镜头获取手指静脉分布图，依据算法从静脉分布图提取特征值并存贮在计算机系统中，实现特征值存储。静脉识别时，实时采取手指静脉分布图，运用滤波、图像二值化、细化手段对数字图像提取特征，采用匹配算法同存储在主机中静脉特征值比对匹配，从而对个人进行身份鉴定，确认身份。

手指静脉身份识别技术,与人脸识别、指纹识别、虹膜识别等都属于生物体识别技术，都可以准确的识别单一个体。与其它生物识别技术要相比，手指静脉识别技术有非常多的优点，如：人脸识别的准确度低，可靠性差；虹膜识别的设备昂贵，并且操作不方便；指纹识别存在需要触摸不卫生,而且会受到手指潮湿、划伤、脱皮的影响等问题。手指静脉识别系统脱离了单纯依靠生命体表温度的感应进行判断，甚至可以通过对静脉的血液流速进行“活体识别”的判断。断落的手指仍然可以通过指纹识别，而断落的手指或死体因血液停止流动将不能通过静脉血管识别。而且对于同一个人可以存储多个手指静脉血管信息，减少个体受伤情况下无法识别的可能性。

目前静脉识别设备挺大的，限制了在更多行业的推广应用，如笔记本电脑的身份识别希望能有体积更小的设备，希望嵌入到笔记本内。但是根据凸透镜成像原理，要求静脉距离镜头的距离要大于2倍焦距，即这个限制了静脉识别设备的进一步微型化。由于静脉识别和手指放置位置关系很大，而使用者如果随意放置手指，必然导致识别率下降。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种结构简单，易用性的一种超薄型静脉识别装置及其识别方法。

本发明是通过如下方式实现的：

一种超薄型静脉识别装置，其特征在于：包括内部为黑色、不反射的密封箱体1和控制器，所述密封箱体1的上部两侧分别设有若干近红外发光二极管2，所述近红外发光二极管2与控制器相连接；所述密封箱体1上设有静脉识别区3；所述密封箱体1上设有遮光板4；所述遮光板4位于近红外发光二极管2的两侧；所述静脉识别区3的下方设有滤光片5；所述静脉识别区3上设有左传感器6和右传感器7，所述左传感器6和右传感器7与控制器相连接；所述密封箱体1上设有图像传感器8；所述图像传感器8与设于密封箱体1上的摄像头9相连接；所述摄像头9的中心线与水平面相平；所述图像传感器8和摄像头9分别与控制器相连接；所述密封箱体1内设有平面镜10；所述平面镜10的镜面与静脉识别区3的水平面成45度夹角；所述摄像头9的镜头与平面镜10的镜面成45度夹角；所述控制器内设有储存器；所述滤光片5的背面四周贴设有刻度条；工作时，当手指放在静脉识别区3时，触发左传感器6和右传感器7，左传感器6和右传感器7发送手指放到静脉识别区3的信号给控制器，控制器向近红外发光二极管2发出闪光指令，近红外发光二极管2按照指令发出近红外光，近红外光经过手指投射，在经过滤光片5滤掉非红外光，在平面镜10上呈现手指轮廓图像，图像传感器8感应到有手指轮廓图像，感应摄像头9将手指轮廓图像进行拍摄，拍摄后传给控制器进行识别。

所述密封箱体1的上方和下方分别设有向下凹陷的定位槽11，定位槽11内设有凸纹12。

近红外发光二极管2的中心线与静脉识别区3的表面呈0-30度的夹角。

一种超薄型静脉识别装置的识别方法，其特征在于：包括以下步骤：

第一步：设立基础图像的基础值长L＝30mm、宽N＝24mm；同时将摄像头9拍摄到的手指轮廓图像的四边长X的长度进行测量；

第二步：将拍摄到的手指轮廓图像拆分成对应边为L*N个矩形的图像，将其与基础图案拆分成L*N个矩形的图像进行对比识别，若二者矩形图像相似度高，则视为有效静脉识别，反之则无效。

本发明的有益效果在于：根据手指结构特点，设计合适的手指导向，让每次手指放置位置相对固定，提升静脉识别率。将发光近红外LED接近平面放置，将近红外聚合以及挡光板，让近红外光射向手指中部，在手指中漫射，避免近红外光直射入摄像头。利用平面镜成像原理，变相缩短物体好图像之间的距离和改变角度，达成小型化结构。

附图说明

图1本发明结构主视图；

图2本发明结构侧视图；

图3本发明结构俯视图；

图4本发明近红外发光二极管结构示意图；

图5本发明流程图。

具体实施方式

现结合附图，详述本发明具体实施方式：

如图1、图2、图3、图4所示，一种超薄型静脉识别装置，包括内部为黑色、不反射的密封箱体1和控制器，密封箱体1的上部两侧分别设有若干近红外发光二极管2，近红外发光二极管2与控制器相连接；密封箱体1上设有静脉识别区3；密封箱体1上设有遮光板4；遮光板4位于近红外发光二极管2的两侧；静脉识别区3的下方设有滤光片5；静脉识别区3上设有左传感器6和右传感器7，左传感器6和右传感器7与控制器相连接；密封箱体1上设有图像传感器8；图像传感器8与设于密封箱体1上的摄像头9相连接；摄像头9的中心线与水平面相平；图像传感器8和摄像头9分别与控制器相连接；密封箱体1内设有平面镜10；平面镜10的镜面与静脉识别区3的水平面成45度夹角；摄像头9的镜头与平面镜10的镜面成45度夹角；所述控制器内设有储存器；滤光片5的背面四周贴设有刻度条；工作时，当手指放在静脉识别区3时，触发左传感器6和右传感器7，左传感器6和右传感器7发送手指放到静脉识别区3的信号给控制器，控制器向近红外发光二极管2发出闪光指令，近红外发光二极管2按照指令发出近红外光，近红外光经过手指投射，在经过滤光片5滤掉非红外光，在平面镜10上呈现手指轮廓图像，图像传感器8感应到有手指轮廓图像，感应摄像头9将手指轮廓图像进行拍摄，拍摄后传给控制器进行识别。

本发明密封箱体1的上方和下方分别设有向下凹陷的定位槽11，定位槽11内设有凸纹12，根据手指结构特点，设计合适的手指定位槽11，让每次手指放置位置相对固定，提升静脉识别率。

本发明近红外发光二极管2的中心线与静脉识别区3的表面呈0-30度的夹角。

如图5所示，一种超薄型静脉识别装置的识别方法，包括以下步骤：

第一步：设立基础图像的基础值长L＝30mm、宽N＝24mm；同时将摄像头9拍摄到的手指轮廓图像的四边长X的长度进行测量；

第二步：将拍摄到的手指轮廓图像拆分成对应边为L*N个矩形的图像，将其与基础图案拆分成L*N个矩形的图像进行对比识别，若二者矩形图像相似度高，则视为有效静脉识别，反之则无效。

本发明将发光近红外LED接近平面放置，将近红外聚合以及挡光板，让近红外光射向手指中部，在手指中漫射，避免近红外光直射入摄像头9。

本发明利用平面镜成像原理，变相缩短物体好图像之间的距离和改变角度，达成小型化结构。

本发明在静脉识别区3的前方和后方设有向下凹陷的定位槽11，适合大小手指陷在凹槽内；定位槽11内设有凸纹12，增加摩擦，让指尖不易移动。

本发明平面镜10与静脉识别区3上的手指成45°夹角，也和密封箱体1水平面成45°夹角，因此可将静脉图像让摄像头9的镜头看得见。

本发明密封箱体1上有左传感器6和右传感器7，分别放在指尖和指根位置，当手指放好后，左传感器6和右传感器7可检测到手指到位，启动近红外发光二极管2发出近红外光；这个大大提升了近红外发光二极管2的使用时间，还节能。

将手指放在静脉识别区3上，指甲靠到凸纹12上，指尖顶到静脉识别装置的指槽顶部；近红外发光二极管2光斜射到手指上，近红外光在手指中漫射形成静脉的图形，静脉图形在平面镜10形成静脉图像虚像；摄像头9看到的图像拍下来。

根据人体手指形状，指尖细，指根粗，因此近红外发光二极管2和手指的相关位置时倾斜的；近红外发光二极管2倾斜角度在0°-30°。近红外发光二极管2灯条是放在手指的两个侧面，一边各一条灯条。

由于在成像中多了平面镜，而安装工艺存在着偏差，到成像就有出现静脉图像一边大一边小的情况，为了解决这个问题，在滤光片5背面静脉取景框四周贴了条近红外光不穿透的刻度条。拍照时候，摄像头9拍照下来静脉的图像，同时也将滤光片5取景框四周的刻度条拍下来，如果平面镜10或其它原因导致了图像一端畸变，如变大变小，则在图像处理时候，就可以根据这个刻度条做快速准确的计算，快速补偿因为工艺等造成的图像畸变。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (4)

1.一种超薄型静脉识别装置，其特征在于：包括内部为黑色、不反射的密封箱体(1)和控制器，所述密封箱体(1)的上部两侧分别设有若干近红外发光二极管(2)，所述近红外发光二极管(2)与控制器相连接；所述密封箱体(1)上设有静脉识别区(3)；所述密封箱体(1)上设有遮光板(4)；所述遮光板(4)位于近红外发光二极管(2)的两侧；所述静脉识别区(3)的下方设有滤光片(5)；所述静脉识别区(3)上设有左传感器(6)和右传感器(7)，所述左传感器(6)和右传感器(7)与控制器相连接；所述密封箱体(1)上设有图像传感器(8)；所述图像传感器(8)与设于密封箱体(1)上的摄像头(9)相连接；所述摄像头(9)的中心线与水平面相平；所述图像传感器(8)和摄像头(9)分别与控制器相连接；所述密封箱体(1)内设有平面镜(10)；所述平面镜(10)的镜面与静脉识别区(3)的水平面成45度夹角；所述摄像头(9)的镜头与平面镜(10)的镜面成45度夹角；所述控制器内设有储存器；所述滤光片(5)的背面四周贴设有刻度条；工作时，当手指放在静脉识别区(3)时，触发左传感器(6)和右传感器(7)，左传感器(6)和右传感器(7)发送手指放到静脉识别区(3)的信号给控制器，控制器向近红外发光二极管(2)发出闪光指令，近红外发光二极管(2)按照指令发出近红外光，近红外光经过手指投射，在经过滤光片(5)滤掉非红外光，在平面镜(10)上呈现手指轮廓图像，图像传感器(8)感应到有手指轮廓图像，感应摄像头(9)将手指轮廓图像进行拍摄，拍摄后传给控制器进行识别。

2.根据权利要求1所述的一种超薄型静脉识别装置，其特征在于：所述密封箱体(1)的上方和下方分别设有向下凹陷的定位槽(11)，定位槽(11)内设有凸纹(12)。

3.根据权利要求1所述的一种超薄型静脉识别装置，其特征在于：近红外发光二极管(2)的中心线与静脉识别区(3)的表面呈0-30度的夹角。

4.一种如权利要求1所述的超薄型静脉识别装置的识别方法，其特征在于：包括以下步骤：

第一步：设立基础图像的基础值长(L)＝30mm、宽(N)＝24mm；同时将摄像头(9)拍摄到的手指轮廓图像的四边长(X)的长度进行测量；

第二步：将拍摄到的手指轮廓图像拆分成对应边为L*N个矩形的图像，将其与基础图案拆分成L*N个矩形的图像进行对比识别，若二者矩形图像相似度高，则视为有效静脉识别，反之则无效。