CN1586395A

CN1586395A - 活体手掌血管造影图像采集仪

Info

Publication number: CN1586395A
Application number: CNA2004100743458A
Authority: CN
Inventors: 林喜荣; 周斌; 谭汝谋; 贾惠波; 庄波
Original assignee: Tsinghua University
Current assignee: Tsinghua University
Priority date: 2004-09-10
Filing date: 2004-09-10
Publication date: 2005-03-02

Abstract

本发明涉及活体手掌血管造影图像采集仪，属于生物特征识别和自动身份鉴别技术领域。它包括红外光源、数字摄像头，其特征在于，还包括一箱体，该红外光源和数字摄像头分别安装在该箱体内的下部和上部，以及安装在箱体中部带有可通过红外光的窗口及手掌定位装置的采集平台，所述的数字摄像头、红外光源与窗口的中心处在同一垂直线上。本发明具有采集图像清晰，能够全面反映手掌血管网络的全貌，能够实时采集等特性。

Description

活体手掌血管造影图像采集仪

技术领域

本发明属于生物特征识别和自动身份鉴别技术领域，特别涉及手掌血管造影图像采集技术。

技术背景

随着社会的发展，人与人之间的交往日益频繁，社会关系日益复杂，鉴别一个人的身份显得越来越重要。

传统的身份鉴别方法，都是借助于第三方的工具来进行的，如密码、IC卡、磁卡等，但是这种工具都有一定的可遗失性，易丢、易坏、易遗忘，这些无论是给使用还是管理都都造成了很大的不便和风险。生物特征识别技术是利用人自身的某些具有共有性、独特性、永久性等特性的生物特征来进行身份鉴别可以很好的解决传统身份鉴别方式的问题。

血管造影是一种新兴的生物特征，它是利用提取手掌内部血管的网络图作为一种生物特征，经科学验证这种网络图是符合生物特征的各种特性的。它与指纹、掌纹、虹膜等已经广泛应用的生物特征相比较拥有以下优点：

1.特征藏于皮下，不易伪造破坏；

2.有较强的抗干扰能力；

3.可以实现非接触式的采集，采集特征过程友好。

随着生物特征识别技术的发展，作为它的一部分，血管造影特征识别技术也将得到广泛的应用。一种生物特征识别技术的研究，首先要有稳定的特征采集方式，所以研究手掌血管造影图像采集仪对于血管造影识别技术的发展有着很重要的意义。

目前，血管造影图像采集主要有以下几种方法：

1、红外热像仪直接提取手掌血管图像：利用PtSi红外热象仪接收3.5~4um的红外光的特性，接收手掌的热成像，输入到计算机，以二维灰度图像存储。这种采集方式最大的问题是成本高昂，无法实用化。而且采集的血管图像模糊，信息损失比较大。

2、外界红外光源照射手掌：用摄像头拍摄由于不同的发射和吸收造成的手掌血管图像。这种方式成本低，方式简便，但是由于手掌的凸凹不平和角度无法保证每次都一样，所以采集到的图片的稳定性不好保证，而且这种方式无法深入皮肤内部，所以无法得到全面的手掌血管图像。例如：专利1472692中提到的鼠标中的手掌血管图像的采集装置就是用的这个方案。

发明内容：

本发明的目的是克服已有的采集手掌血管图像技术的不足，设计出一种新的活体手掌血管造影图像采集仪，使之具有采集图像清晰，能够全面反映手掌血管网络的全貌，能够实时采集等特性。

本发明提出的一种手掌血管造影图像采集仪，它包括红外光源、数字摄像头，其特征在于，还包括一箱体，该红外光源和数字摄像头分别安装在该箱体内的下部和上部，以及安装在箱体中部带有可通过红外光的窗口及手掌定位装置的采集平台，所述的数字摄像头、红外光源与窗口的中心处在同一垂直线上。

上述的光源采用红外发光二极管阵列，使得照射范围内亮度均匀。

上述的手掌定位装置包括用于中指定位的定位槽及用于中指、食指和无名指之间的根部定位的两个定位栓，通过对中指的限位和中指与食指，中指与无名指之间的根部进行限位来实现手掌定位。

上述的数字摄像头前方可设置一镀膜镜片滤除可见光，使得只有红外光能够穿透镀膜镜片，这样避免可见光得干扰。

所述的数字摄像头设有与PC机连接的USB接口，具有传输速度快的特点，使得PC机上的处理可以实时。

本发明的特点及效果：

本发明利用近场红外光对于手掌内不同的介质中不同的穿透性的性质，利用平台的定位装置固定手掌位置，阻隔红外光源与数字摄像头，用数字摄像头采集穿过手掌的红外光得到手掌血管造影图像。可将该图像信息通过USB接口传入PC机得到手掌血管网络得灰度图。

本装置具有采集图像清晰，能够全面反映手掌血管网络的全貌，能够实时采集等特性。

附图说明

图1为本发明的手掌血管造影图像采集仪的实施例结构示意图

图2为本发明的采集平台上定位装置实施例结构示意图

图3为利用本发明采集到的手掌血管网络图。

具体实施方式

本发明设计的一种手掌血管造影图像采集仪结合附图及实施例进一步详细说明如下：

本发明的总体结构实施例如图1所示，它包括仪器箱体1、带窗口5和手掌定位装置6的采集平台2和数字摄像头8；其中，采集平台被固定于箱体中部，红外光源3安装在箱体下部，可通过与红外光源3相连的调节机构4来微调光源的角度，平台2上的窗口5在采集平台的中部，手掌定位装置6直接加工在平台上，数字摄像头8被固定于箱体顶部，并与光源3和采集窗口5的中心处在同一垂直线上，数字摄像头8前还设置一镀膜镜片7；数字摄像头上直接引出usb接口与PC机(不属于本采集仪的部件，图中未示出)连接。

本实施例各部件的功能分别说明如下：

箱体1，其主体为一矩形壳体，矩形壳体下部和采集平台一起组成的封闭空间安装红外光源3，中部属于采集平台空间，开有一个入口10，手可从入口伸进箱体内放于采集平台上，箱体上部连有一小柱壳体9，其内安装数字摄像头8。

采集平台2，为设有透明窗口隔板，位于箱体中部。采集图像时，手掌掌心向下按在采集平台的窗口隔板上，窗口与手掌重合的部分，即造影区域，手的定位依靠靠平台里的定位装置6。

红外光源3，用红外发光二极管组成一个阵列，产生面光源的效果，保证光照均匀，红外发光二极管使用波长是910nm的GaAs红外发光二极管，光源安装在箱体下部的支架上，红外光源与隔板4相连，隔板4是一个旋钮，连接在支架上，可以对红外光源进行角度上的微调，保证对采集范围的光照亮度均匀。

采集窗口5，可采用一块红外光可透过的圆形玻璃，固定于采集平台中间，红外光线只能从窗口透射过来，所以采集窗口限制了最大造影区域，手掌必须在采集窗口上方才能造影产生血管网络的图像。

手掌定位装置6，为了保证每次采集到的血管图像都能在比较固定的手掌区域，设置了手掌定位装置，该装置设置在采集平台上，如图2所示，包括中指的定位槽21，中指和食指之间和中指与无名指之间的根部的两个定位栓22，通过这一线两点的固定，可以基本控制手掌在窗口5(即采集区域)的固定。

镀膜镜片7，安装在数字摄像头8前，镀膜镜片7的镀膜为反射可见光透过红外光的膜层，这样可以滤除可见光对图像的干扰。

数字摄像头8，安装于箱体上部，与采集窗口、红外光源同轴，它可以接收红外光，产生的数字信号从usb接口传入PC机，生成血管造影的灰度图像。

本实施例的工作过程为：首先打开红外光源电源；使用者手心向下伸入仪器，平按在采集平台上如图2，保证中指以及中指与食指和中指与无名指的根部被采集平台的定位装置固定，用数字摄像头采集穿过手掌的红外光得到手掌血管造影图像。

将本发明采集仪通过USB接口与计算机正确连接，从PC机上可以实时看到造影图像采集仪产生的手掌血管造影图像。

用本实施例正确采集到的图像如图3所示，图中可见清楚分布的手掌血管31。

Claims

1、一种手掌血管造影图像采集仪，它包括红外光源、数字摄像头，其特征在于，还包括一箱体，该红外光源和数字摄像头分别安装在该箱体内的下部和上部，以及安装在箱体中部带有可通过红外光的窗口及手掌定位装置的采集平台，所述的数字摄像头、红外光源与窗口的中心处在同一垂直线上。

2、如权利要求1所述的手掌血管造影图像采集仪，其特征在于，所述的光源采用红外发光二极管阵列。

3、如权利要求1所述的手掌血管造影图像采集仪，其特征在于，所述的手掌定位装置包括用于中指定位的定位槽及用于中指、食指和无名指之间的根部定位的两个定位栓。

4、如权利要求1所述的手掌血管造影图像采集仪，其特征在于，所述的数字摄像头前设置一滤除可见光的镀膜镜片。

5、如权利要求1所述的手掌血管造影图像采集仪，其特征在于，所述的数字摄像头设有与PC机连接的USB接口。