CN108875566A - 多模态阵列式生物特征采集系统 - Google Patents

多模态阵列式生物特征采集系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多模态阵列式生物特征采集系统，包括：壳体；采集面板，所述采集面板设置于所述壳体上；多个采集模块，所述多个采集模块阵列式排布于所述采集面板之下；主控制器，所述主控制器分别与每个所述采集模块相连，所述主控制器用于控制所述多个采集模块对所述采集面板上相应位置处的静脉信息、掌纹与指纹信息进行采集。根据本发明的系统，不仅能够通过同一设备实现对多种生物特征的采集，简化采集设备与采集过程，还能够保证不同部位生物特征的采集效果相近，从而提高采集质量。

Description

多模态阵列式生物特征采集系统
技术领域
本发明涉及生物特征识别技术领域，特别涉及一种多模态阵列式生物特征采集系统。
背景技术
随着科学技术的日益发展，信息安全受到了人们越来越多的重视，传统的安全保障技术已经难以满足人们的需求。生物特征识别技术目前已广泛应用于信息安全领域，已经进入应用领域的生物特征有指纹、掌纹、静脉、虹膜等。在使用生物特征进行识别身份时，需要事先采集大量生物特征信息。目前的生物信息采集装置大多只具有单一模态，即只能采集一种类型的生物信息，在采集不同生物特征时就需要不同的采集设备，存在采集效率低下，设备复杂的问题。并且，由于光源分布在摄像图周围，当采集对象面积较大时，采集到的图像的质量因与中心点的距离不同而呈现差异，采集到的信息质量较差，不利于后续处理识别。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本发明的目的在于提出一种多模态阵列式生物特征采集系统，不仅能够通过同一设备实现对多种生物特征的采集，简化采集设备与采集过程，还能够保证不同部位生物特征的采集效果相近，从而提高采集质量。
为达到上述目的，本发明提出了一种多模态阵列式生物特征采集系统，包括：壳体；采集面板，所述采集面板设置于所述壳体上；多个采集模块，所述多个采集模块阵列式排布于所述采集面板之下；主控制器，所述主控制器分别与每个所述采集模块相连，所述主控制器用于控制所述多个采集模块对所述采集面板上相应位置处的静脉信息、掌纹与指纹信息进行采集。
根据本发明实施例的多模态阵列式生物特征采集系统，通过将多个采集模块阵列式排布于采集面板之下，主控制器可控制多个采集模块对采集面板上相应位置处的静脉信息、掌纹与指纹信息进行采集，由此，不仅能够通过同一设备实现对静脉信息、掌纹与指纹等多种生物特征的采集，简化采集设备与采集过程，还通过阵列式的采集方式采集不同部位的生物特征，保证不同部位生物特征的采集效果相近，从而提高采集质量。
另外，根据本发明上述实施例提出的多模态阵列式生物特征采集系统还可以具有如下附加的技术特征：
进一步地，所述的多模态阵列式生物特征采集系统还包括：采集指令接收模块，所述采集指令接收模块与所述主控制器相连，所述采集指令接收模块用于接收用户指令，所述主控制器用于根据所述用户指令切换采集模式，其中，所述采集模式包括静脉信息采集模式和掌纹与指纹信息采集模式。
根据本发明的一个实施例，每个所述采集模块包括：摄像头；多个近红外光源，所述多个近红外光源设置于所述摄像头周围；多个可见光源，所述多个可见光源设置于所述摄像头周围；控制单元，所述控制单元分别与所述摄像头、每个所述近红外光源、每个所述可见光源和所述主控制器相连，所述控制单元在所述静脉信息采集模式下，控制所述近红外光源开启、所述可见光源关闭，并控制所述摄像头对所述采集面板上相应位置处的静脉信息进行采集，所述控制单元在所述掌纹与指纹信息采集模式下，控制所述可见光源开启、所述近红外光源关闭，并控制所述摄像头对所述采集面板上相应位置处的掌纹与指纹信息进行采集。
进一步地，每个所述采集模块的控制单元还将采集到的所述静脉信息或所述掌纹与指纹信息发送给所述主控制器，所述主控制器对每个所述采集模块采集到的所述静脉信息或所述掌纹与指纹信息进行合成处理，以得到完整的静脉图像或掌纹与指纹图像。
根据本发明的一个实施例，所述多个近红外光源和所述多个可见光源等间隔安装在摄像头周围，其中，所述近红外光源与所述可见光源交错设置，所述近红外光源和所述可见光源的发光方向、所述摄像头的摄像方向均与所述采集面板垂直。
进一步地，所述控制单元还用于调整每个所述近红外光源和每个所述可见光源的发光强度。
根据本发明的一个实施例，所述的多模态阵列式生物特征采集系统还包括：存储器，所述存储器与所述主控制器相连，所述存储器用于对所述完整的静脉图像或掌纹与指纹图像进行存储。
根据本发明的一个实施例，所述的多模态阵列式生物特征采集系统还包括：显示器，所述显示器与所述主控制器相连，所述显示器用于对所述完整的静脉图像或掌纹与指纹图像进行显示。
其中，所述采集指令接收模块包括至少一个按键。
根据本发明的一个实施例，所述的多模态阵列式生物特征采集系统还包括：USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)接口，所述USB接口与所述主控制器相连，所述USB接口用于将所述主控制器连接至外部设备。
附图说明
图1为根据本发明实施例的多模态阵列式生物特征采集系统的外部结构示意图；
图2为根据本发明一个实施例的多模态阵列式生物特征采集系统的内部结构示意图；
图3为根据本发明一个实施例的采集模块的结构示意图。
附图标记：
壳体10，采集面板20，采集模块30，主控制器40，采集指令接收模块50，存储器60，显示器70，USB接口80，电源按钮90；
摄像头31，近红外光源32，可见光源33，控制单元34。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面结合附图来描述本发明实施例的多模态阵列式生物特征采集系统。
如图1和图2所示，本发明实施例的多模态阵列式生物特征采集系统，包括：壳体10、采集面板20、多个采集模块30和主控制器40。
其中，采集面板20设置于壳体10上，多个采集模块阵30列式排布于采集面板20之下，图2中以15个采集模块以5行3列排布为例。主控制器40分别与每个采集模块30相连，主控制器40用于控制多个采集模块30对采集面板20上相应位置处的静脉信息、掌纹与指纹信息进行采集。
进一步地，如图1所示，多模态阵列式生物特征采集系统还可包括采集指令接收模块50，采集指令接收模块50与主控制器40相连，采集指令接收模块50用于接收用户指令，主控制器40还可根据用户指令切换采集模式。其中，采集模式包括静脉信息采集模式和掌纹与指纹信息采集模式。
如图3所示，每个采集模块30包括摄像头31、多个近红外光源32、多个可见光源33和控制单元34。多个近红外光源32和多个可见光源33均设置于摄像头31周围。控制单元34分别与摄像头31、每个近红外光源32、每个可见光源33相连，控制单元34还通过IIC(Inter-Integrated Circuit，集成电路总线)总线与主控制器40相连。控制单元34在静脉信息采集模式下，可控制近红外光源32开启、可见光源33关闭，并控制摄像头31对采集面板20上相应位置处的静脉信息进行采集；控制单元34在掌纹与指纹信息采集模式下，可控制可见光源33开启、近红外光源32关闭，并控制摄像头31对采集面板20上相应位置处的掌纹与指纹信息进行采集。
在本发明的一个实施例中，如图3所示，多个近红外光源32和多个可见光源33等间隔安装在摄像头31周围。其中，近红外光源32与可见光源33交错设置，近红外光源32和可见光源33的发光方向、摄像头31的摄像方向均与采集面板20垂直。在本发明的一个具体实施例中，近红外光源32和可见光源33均包括LED(Light Emitting Diode，发光二极管)。
在本发明的一个实施例中，每个采集模块30的控制单元34还可将采集到的静脉信息或掌纹与指纹信息发送给主控制器40，主控制器40可对每个采集模块30采集到的静脉信息或掌纹与指纹信息进行合成处理，以得到完整的静脉图像或掌纹与指纹图像。
进一步地，如图1和图2所示，多模态阵列式生物特征采集系统还可包括存储器60和显示器70。存储器60与主控制器40相连，存储器60可对完整的静脉图像或掌纹与指纹图像进行存储。显示器70与主控制器40相连，显示器70可对完整的静脉图像或掌纹与指纹图像进行显示。在本发明的其他实施例中，存储器60还可根据需要对其他数据，例如多模态阵列式生物特征采集系统的运行参数等进行存储，显示器70还可对其他信息，例如多模态阵列式生物特征采集系统的工作状态信息等进行显示。
进一步地，如图2所示，多模态阵列式生物特征采集系统还可包括USB接口80和电源按钮90。USB接口80与主控制器40相连，USB接口80可用于将主控制器40连接至外部设备。电源按钮90可用于控制多模态阵列式生物特征采集系统开机或关机。
在本发明的一个具体实施例中，采集指令接收模块50可包括至少一个按键，该按键可为机械按键或触摸按键，用户可通过触发该按键发出切换采集模式的指令，显示器70可包括液晶显示屏。如图1所示，采集面板20可设置于壳体10左侧，液晶显示屏、采集指令接收模块50的按键和电源按钮90可均设置于壳体10右侧。
根据本发明实施例的多模态阵列式生物特征采集系统，通过将多个采集模块阵列式排布于采集面板之下，主控制器可控制多个采集模块对采集面板上相应位置处的静脉信息、掌纹与指纹信息进行采集，由此，不仅能够通过同一设备实现对静脉信息、掌纹与指纹等多种生物特征的采集，简化采集设备与采集过程，还通过阵列式的采集方式采集不同部位的生物特征，保证不同部位生物特征的采集效果相近，从而提高采集质量。
此外，在本发明的一个实施例中，采集模块30中的控制单元34还可用于调整每个近红外光源32和每个可见光源33的发光强度。举例而言，控制单元34可根据每个近红外光源32或可见光源33所在位置的环境光亮度调整其发光强度，或根据每个近红外光源32或可见光源33与所属采集模块30的摄像头31之间的距离调整其发光强度，从而保证每一位置处的采集效果一致，进一步提高采集质量。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种多模态阵列式生物特征采集系统，其特征在于，包括：
壳体；
采集面板，所述采集面板设置于所述壳体上；
多个采集模块，所述多个采集模块阵列式排布于所述采集面板之下；
主控制器，所述主控制器分别与每个所述采集模块相连，所述主控制器用于控制所述多个采集模块对所述采集面板上相应位置处的静脉信息、掌纹与指纹信息进行采集。
2.根据权利要求1所述的多模态阵列式生物特征采集系统，其特征在于，还包括：
采集指令接收模块，所述采集指令接收模块与所述主控制器相连，所述采集指令接收模块用于接收用户指令，所述主控制器用于根据所述用户指令切换采集模式，其中，所述采集模式包括静脉信息采集模式和掌纹与指纹信息采集模式。
3.根据权利要求2所述的多模态阵列式生物特征采集系统，其特征在于，每个所述采集模块包括：
摄像头；
多个近红外光源，所述多个近红外光源设置于所述摄像头周围；
多个可见光源，所述多个可见光源设置于所述摄像头周围；
控制单元，所述控制单元分别与所述摄像头、每个所述近红外光源、每个所述可见光源和所述主控制器相连，所述控制单元在所述静脉信息采集模式下，控制所述近红外光源开启、所述可见光源关闭，并控制所述摄像头对所述采集面板上相应位置处的静脉信息进行采集，所述控制单元在所述掌纹与指纹信息采集模式下，控制所述可见光源开启、所述近红外光源关闭，并控制所述摄像头对所述采集面板上相应位置处的掌纹与指纹信息进行采集。
4.根据权利要求3所述的多模态阵列式生物特征采集系统，其特征在于，每个所述采集模块的控制单元还将采集到的所述静脉信息或所述掌纹与指纹信息发送给所述主控制器，所述主控制器对每个所述采集模块采集到的所述静脉信息或所述掌纹与指纹信息进行合成处理，以得到完整的静脉图像或掌纹与指纹图像。
5.根据权利要求4所述的多模态阵列式生物特征采集系统，其特征在于，所述多个近红外光源和所述多个可见光源等间隔安装在摄像头周围，其中，所述近红外光源与所述可见光源交错设置，所述近红外光源和所述可见光源的发光方向、所述摄像头的摄像方向均与所述采集面板垂直。
6.根据权利要求5所述的多模态阵列式生物特征采集系统，其特征在于，所述控制单元还用于调整每个所述近红外光源和每个所述可见光源的发光强度。
7.根据权利要求4所述的多模态阵列式生物特征采集系统，其特征在于，还包括：
存储器，所述存储器与所述主控制器相连，所述存储器用于对所述完整的静脉图像或掌纹与指纹图像进行存储。
8.根据权利要求4所述的多模态阵列式生物特征采集系统，其特征在于，还包括：
显示器，所述显示器与所述主控制器相连，所述显示器用于对所述完整的静脉图像或掌纹与指纹图像进行显示。
9.根据权利要求2所述的多模态阵列式生物特征采集系统，其特征在于，所述采集指令接收模块包括至少一个按键。
10.根据权利要求1所述的多模态阵列式生物特征采集系统，其特征在于，还包括：
USB接口，所述USB接口与所述主控制器相连，所述USB接口用于将所述主控制器连接至外部设备。
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