CN107766775A - 一种手指静脉采集方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种手指静脉采集方法及装置，所述采集方法通过手指感应单元接收第一触发指令，并将产生的感应信号发送往控制单元，控制单元在接收到感应信号后，控制多角度光源中的第一光源以及第二光源开启或关闭，并通过图像采集单元获取不同光源开启或关闭状态下的至少两个手指静脉图像，图像融合单元将图像采集单元采集到的手指静脉图像进行拼接融合，图像存储单元存储融合后的手指静脉拼接图像。可见，本发明提供的指静脉采集方法和装置，通过采集不同角度的手指静脉图像，并进行特征匹配和融合拼接，有效的解决在指静脉采集过程中存在的手指旋转的问题。

Description

一种手指静脉采集方法及装置

技术领域

本申请涉及生物特征识别技术领域，更具体地说，涉及一种手指静脉采集方法及装置。

背景技术

随着科技的不断发展，传统的通过用户名、密码等方式进行用户身份识别和验证的方式不足以满足日益发展的网络支付的需求。生物特征识别凭借其唯一性，得到了快速的发展。具体的，生物特征识别技术是利用人体生物特征或者行为特征进行个人身份认证，其中，生物特征可以包括指纹、掌型、虹膜、脸型等，行为特征可以包括动作、声音、签名等。

静脉识别技术是生物识别技术中的一种，其通过对手指或手掌中静脉图像进行活体识别来达到识别认证的目的，具有高度防伪、活体检测、精准度高、便于操作等特性。

但发明人发现，现有的指静脉采集和识别装置中，虽然存在手指定位的结构上的引导和限制装置，但用户在使用过程中由于不同的手指操作习惯，不可避免在采集过程中手指存在左右旋转的情况。此种情况下采集的指静脉图像偏离了手指平放的手指静脉模板，容易发生图像验证不通过的结果。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种手指静脉采集方法，通过采集不同角度的手指静脉图像，并进行特征匹配和融合拼接，有效的解决在指静脉采集过程中存在的手指旋转的问题。

为了实现上述目的，现提出的方案如下：

一种手指静脉采集方法，应用于手指静脉采集装置，所述装置包括：多角度光源，手指感应单元，成像镜头，图像采集单元，控制单元，图像融合单元以及图像存储单元，所述多角度光源至少包括设置在第一预设位置的第一光源以及设置在第二预设位置的第二光源，所述采集方法包括：

所述手指感应单元接收第一触发指令，并将产生的感应信号发送往所述控制单元；

控制单元在接收到所述感应信号后，控制所述多角度光源中的第一光源以及第二光源分别开启或关闭，并通过所述图像采集单元获取不同光源开启状态下的至少两个手指静脉图像；

所述图像融合单元将图像采集单元采集到的手指静脉图像进行拼接融合；

所述图像存储单元存储所述融合后的手指静脉拼接图像。

优选的，所述控制所述多角度光源中的第一光源以及第二光源分别开启或关闭，并通过所述图像采集单元获取不同光源开启或关闭状态下的至少两个手指静脉图像包括：

所述控制单元控制第一光源发光，第二光源不发光，所述图像采集单元获取第一手指静脉图像；

所述控制单元控制第二光源发光，第一光源不发光，所述图像采集单元获取第二手指静脉图像。

优选的，所述多角度光源还包括设置在第三预设位置的第三光源，相应的所述方法还包括：

所述控制单元控制第三光源发光，第一光源以及第二光源不发光，所述图像采集单元获取第三手指静脉图像。

优选的，分别对第一手指静脉图像、第二手指静脉图像和第三手指静脉进行水平旋转、水平位移校正和大小归一化处理，得到图像NorF1、NorF2和NorF3；

将图像NorF1和NorF3作为目标图像，将图像NorF2作为参考图像，对不同角度采集的指静脉图像进行图像配准，得到图像RegFi(i＝1,3)和RegF2；

将图像RegFi(i＝1,3)和RegF2相加，并通过加权平均的方法进行图像平滑过渡，融合生成一手指静脉拼接图像MosaicF。

一种手指静脉采集装置，包括：多角度光源，手指感应单元，成像镜头，图像采集单元，控制单元，图像融合单元以及图像存储单元，

所述多角度光源与所述控制单元相连，至少包括设置在第一预设位置的第一光源以及设置在第二预设位置的第二光源；

所述手指感应单元与所述控制单元相连，用于将根据第一触发指令产生的感应信号发送往所述控制单元；

成像镜头与所述图像采集单元配合，用于采集手指静脉图像；

图像采集单元与所述控制器以及所述图像融合单元相连，用于将光信号转换为电信号，输出至所述图像融合单元；

图像融合单元用于将图像采集单元采集到的手指静脉图像进行拼接融合；

图像存储单元与所述图像融合单元以及所述控制器相连，用于存储所述融合后的手指静脉拼接图像。

优选的，所述多角度光源还包括设置在第三预设位置的第三光源，分别控制所述第一光源、第二光源和第三光源的开启或关闭，采集第一手指静脉图像、第二手指静脉图像和第三手指静脉图像。

优选的，所述图像融合单元包括：

预处理模块，用于分别对第一手指静脉图像、第二手指静脉图像和第三手指静脉图像进行水平旋转、水平位移校正和大小归一化处理，得到图像NorF1、NorF2和NorF3；

配准模块，用于将图像NorF1和NorF3作为目标图像，将图像NorF2作为参考图像，对不同角度采集的指静脉图像进行图像配准，得到图像RegFi(i＝1,3)和RegF2；

融合模块，用于将图像RegFi(i＝1,3)和RegF2相加，并通过加权平均的方法进行图像平滑过渡，融合生成一手指静脉拼接图像MosaicF。

从上述的技术方案可以看出，本申请提供了一种手指静脉采集方法，通过手指压触感应单元接收手指压触，并将产生的压触指令发送往控制单元，控制单元在接收到压触指令后，控制多角度光源中的第一光源以及第二光源开启或关闭，并通过图像采集单元获取不同光源开启或关闭状态下的至少两个手指静脉图像，图像融合单元将图像采集单元采集到的手指静脉图像进行拼接合成，图像存储单元存储手指静脉图像以及合成后的手指静脉图像。可见，本发明提供的指静脉采集方法，通过采集不同角度的手指静脉图像，并进行特征匹配和融合拼接，有效的解决了在指静脉采集过程中存在的手指旋转的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实施例公开的一种手指静脉采集方法的流程图；

图2为本实施例公开的一种手指静脉采集装置的结构示意图；

图3为本实施例公开的又一种手指静脉采集装置的结构示意图；

图4为本实施例公开的又一种手指静脉采集装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

实施例一

请参阅图1，为本实施例提供的一种手指静脉采集方法的流程图，该采集方法包括步骤：

S1、所述手指感应单元接收第一触发指令，并将产生的感应信号发送往所述控制单元。

S2、控制单元在接收到所述感应信号后，控制所述多角度光源中的第一光源以及第二光源分别开启或关闭，并通过所述图像采集单元获取不同光源开启状态下的至少两个手指静脉图像。

S3、所述图像融合单元将图像采集单元采集到的手指静脉图像进行拼接融合。

S4、所述图像存储单元存储所述融合后的手指静脉拼接图像。

本实施例提供的手指静脉采集方法需要基于本发明实施例提供的手指静脉采集装置，该装置如图2所示，包括：多角度光源1，手指感应单元2，成像镜头，图像采集单元4，控制单元5，图像融合单元6以及图像存储单元7。

其中，所述多角度光源至少包括设置在第一预设位置的第一光源以及设置在第二预设位置的第二光源，具体的，手指感应单元可以为压触式、光学感应等，图像采集传感器可以是CMOS图像传感器或者CCD图像传感器。

具体的，本发明实施例是通过采集多个角度的指静脉图像，并将其进行图像合成，得到一个拼接后的较大的图像，进而解决了现有技术中采集指静脉图像时手指旋转的问题。

现以多角度光源为两个光源为例，对本实施例提供的指静脉采集方法的工作原理进行说明，如下：

在本实施例中，可以将第一光源设置在手指放置位置的左上侧，第二光源放置在手指放置位置的右上侧。其光源设置的位置可根据实际需求进行设定，在本实施例中不对其进行限定。

所述控制单元控制第一光源发光，第二光源不发光，所述图像采集单元获取第一手指静脉图像f1。所述控制单元控制第二光源发光，第一光源不发光，所述图像采集单元获取第二手指静脉图像f2。

对图像f1和f2进行水平旋转和水平位移校正和大小归一化处理，得到图像NorF1、NorF2。

将NorF1作为目标图像，将NorF2作为参考图像，实现不同角度采集的指静脉图像的图像配准，得到图像RegF1和RegF2；

将RegF1和RegF2相加，从而增加信息量，并通过加权平均的方法进行图像平滑过渡，生成一手指静脉拼接图像MosaicF。

由于本方案实施例是采集不同角度的指静脉图像，并生成一个大的拼接图像，因此能解决手指旋转的问题，提高用户体验。

实施例二

在实施例一的基础上，所述多角度光源还包括设置在第三预设位置的第三光源，相应的所述指静脉采集方法还包括：

所述控制单元控制第三光源发光，第一光源以及第二光源不发光，所述图像采集单元获取第三手指静脉图像f3。

具体的，如图3所示，多角度光源与所述控制单元相连，包括第一光源、第二光源以及第三光源，所述第一光源设置在手指放置位置的左侧(优选左上侧)，所述第二光源设置在手指放置位置的上方，所述第三光源设置在手指放置位置的右侧(优选右上侧)。

所述手指感应单元与所述控制单元相连，用于将根据第一触发信号产生的感应信号发送往所述控制单元；成像镜头与所述图像采集单元相连，用于采集手指静脉图像；图像采集单元与所述控制器以及所述图像融合单元相连，用于将光信号转换为电信号，输出至所述控制器；图像融合单元用于将图像采集单元采集到的手指静脉图像进行拼接融合；图像存储单元与所述图像融合单元以及所述控制器相连，用于存储所述融合后的手指静脉拼接图像。

基于上述硬件，本实施例提供的指静脉采集方法具体为：

分别对第一手指静脉图像f1、第二手指静脉图像f2和第三手指静脉图像f3进行水平旋转和水平位移校正和大小归一化处理，得到图像NorF1、NorF2和NorF3。

将图像NorF1和NorF3作为目标图像，将图像NorF2作为参考图像，实现不同角度采集的指静脉图像的图像配准，得到图像RegFi(i＝1,3)和RegF2。

将图像RegFi(i＝1,3)和RegF2相加从而增加信息量，并通过加权平均的方法进行图像平滑过渡，生成一手指静脉拼接图像MosaicF。

需要说明的是，本方案中的多角度光源还可以包括三个以上光源，其工作原理与上述实施例类似。

实施例三

除上述实施例外，本实施例以三个光源为例，对本实施例提供的一种手指静脉采集装置进行说明，该采集装置包括：多角度光源，手指感应单元，成像镜头，图像采集单元，控制单元，图像融合单元以及图像存储单元。

其中，所述多角度光源与所述控制单元相连，所述第一光源设置在手指压触感应单元的左侧，所述第二光源设置在手指压触感应单元的上侧，所述第三光源设置在所述手指压触感应单元的右侧。

所述手指感应单元与所述控制单元相连，用于将根据第一触发指令产生的压触指令发送往所述控制单元。

成像镜头与所述图像采集单元相连，用于拍摄手指静脉图像。

图像采集单元与所述控制器以及所述图像融合单元相连，用于将光信号转换为电信号，输出至所述控制器。

图像融合单元用于将图像采集单元采集到的手指静脉图像进行拼接融合。

图像存储单元与所述图像融合单元以及所述控制器相连，用于存储融合后的手指静脉拼接图像。

具体的，请参阅图4，所述图像融合单元包括：

校正模块401，用于分别对第一手指静脉图像、第二手指静脉图像和第三手指静脉进行水平旋转和水平位移校正和大小归一化处理，得到图像NorF1、NorF2和NorF3；

配准模块402，用于将图像NorF1和NorF3作为目标图像，将图像NorF2作为参考图像，实现不同角度采集的指静脉图像的图像配准，得到图像RegFi(i＝1,3)和RegF2；

处理模块403，用于将图像RegFi(i＝1,3)和RegF2相加从而增加信息量，并通过加权平均的方法进行图像平滑过渡，生成一手指静脉拼接图像MosaicF。

综上，本申请提供了一种手指静脉采集方法，通过手指感应单元接收第一触发指令，并将产生的感应信号发送往控制单元，控制单元在接收到感应信号后，控制多角度光源中的第一光源以及第二光源开启或关闭，并通过图像采集单元获取不同光源开启或关闭状态下的至少两个手指静脉图像，图像融合单元将图像采集单元采集到的手指静脉图像进行拼接融合，图像存储单元存储融合后的手指静脉拼接图像。可见，本发明提供的指静脉采集方法，通过采集不同角度的手指静脉图像，并进行特征匹配和融合拼接，有效的解决在指静脉采集过程中存在的手指旋转的问题。

对于装置实施例而言，由于其基本相应于方法实施例，所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种手指静脉采集方法，其特征在于，应用于手指静脉采集装置，所述装置包括：多角度光源，手指感应单元，成像镜头，图像采集单元，控制单元，图像融合单元以及图像存储单元，所述多角度光源至少包括设置在第一预设位置的第一光源以及设置在第二预设位置的第二光源，所述采集方法包括：

所述手指感应单元接收第一触发指令，并将产生的感应信号发送往所述控制单元；

控制单元在接收到所述感应信号后，控制所述多角度光源中的第一光源以及第二光源分别开启或关闭，并通过所述图像采集单元获取不同光源开启状态下的至少两个手指静脉图像；

所述图像融合单元将图像采集单元采集到的手指静脉图像进行拼接融合；

所述图像存储单元存储所述融合后的手指静脉拼接图像。

2.根据权利要求1所示的手指静脉采集方法，其特征在于，所述控制所述多角度光源中的第一光源以及第二光源分别开启或关闭，并通过所述图像采集单元获取不同光源开启或关闭状态下的至少两个手指静脉图像包括：

所述控制单元控制第一光源发光，第二光源不发光，所述图像采集单元获取第一手指静脉图像；

所述控制单元控制第二光源发光，第一光源不发光，所述图像采集单元获取第二手指静脉图像。

3.根据权利要求2所示的手指静脉采集方法，其特征在于，所述多角度光源还包括设置在第三预设位置的第三光源，相应的所述方法还包括：

所述控制单元控制第三光源发光，第一光源以及第二光源不发光，所述图像采集单元获取第三手指静脉图像。

4.根据权利要求3所示的手指静脉采集方法，其特征在于，

分别对第一手指静脉图像、第二手指静脉图像和第三手指静脉进行水平旋转、水平位移校正和大小归一化处理，得到图像NorF1、NorF2和NorF3；

将图像NorF1和NorF3作为目标图像，将图像NorF2作为参考图像，对不同角度采集的指静脉图像进行图像配准，得到图像RegFi(i＝1,3)和RegF2；

将图像RegFi(i＝1,3)和RegF2相加，并通过加权平均的方法进行图像平滑过渡，融合生成一手指静脉拼接图像MosaicF。

5.一种手指静脉采集装置，其特征在于，包括：多角度光源，手指感应单元，成像镜头，图像采集单元，控制单元，图像融合单元以及图像存储单元，

所述多角度光源与所述控制单元相连，至少包括设置在第一预设位置的第一光源以及设置在第二预设位置的第二光源；

所述手指感应单元与所述控制单元相连，用于将根据第一触发指令产生的感应信号发送往所述控制单元；

成像镜头与所述图像采集单元配合，用于采集手指静脉图像；

图像采集单元与所述控制器以及所述图像融合单元相连，用于将光信号转换为电信号，输出至所述图像融合单元；

图像融合单元用于将图像采集单元采集到的手指静脉图像进行拼接融合；

图像存储单元与所述图像融合单元以及所述控制器相连，用于存储所述融合后的手指静脉拼接图像。

6.根据权利要求5所示的手指静脉采集装置，其特征在于，所述多角度光源还包括设置在第三预设位置的第三光源，分别控制所述第一光源、第二光源和第三光源的开启或关闭，采集第一手指静脉图像、第二手指静脉图像和第三手指静脉图像。

7.根据权利要求6所示的手指静脉采集装置，其特征在于，所述图像融合单元包括：

预处理模块，用于分别对第一手指静脉图像、第二手指静脉图像和第三手指静脉图像进行水平旋转、水平位移校正和大小归一化处理，得到图像NorF1、NorF2和NorF3；

配准模块，用于将图像NorF1和NorF3作为目标图像，将图像NorF2作为参考图像，对不同角度采集的指静脉图像进行图像配准，得到图像RegFi(i＝1,3)和RegF2；

融合模块，用于将图像RegFi(i＝1,3)和RegF2相加，并通过加权平均的方法进行图像平滑过渡，融合生成一手指静脉拼接图像MosaicF。

8.根据权利要求5至7任一权利要求所示的手指静脉采集装置，其特征在于，所述图像采集单元为CMOS或CCD图像采集传感器。

9.根据权利要求5至7任一权利要求所示的手指静脉采集装置，其特征在于，所述手指感应单元为压触式或光学感应单元。