RU173901U1 - Устройство захвата изображения вен ладони - Google Patents
Устройство захвата изображения вен ладони Download PDFInfo
- Publication number
- RU173901U1 RU173901U1 RU2016150911U RU2016150911U RU173901U1 RU 173901 U1 RU173901 U1 RU 173901U1 RU 2016150911 U RU2016150911 U RU 2016150911U RU 2016150911 U RU2016150911 U RU 2016150911U RU 173901 U1 RU173901 U1 RU 173901U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- veins
- light
- palm
- image
- emitting elements
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/0059—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence
- A61B5/0077—Devices for viewing the surface of the body, e.g. camera, magnifying lens
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/117—Identification of persons
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/48—Other medical applications
- A61B5/4887—Locating particular structures in or on the body
- A61B5/489—Blood vessels
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
- A61B5/6887—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient mounted on external non-worn devices, e.g. non-medical devices
- A61B5/6898—Portable consumer electronic devices, e.g. music players, telephones, tablet computers
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
- G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
- G06V40/10—Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
- G06V40/12—Fingerprints or palmprints
- G06V40/13—Sensors therefor
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
- G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
- G06V40/10—Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
- G06V40/12—Fingerprints or palmprints
- G06V40/13—Sensors therefor
- G06V40/1312—Sensors therefor direct reading, e.g. contactless acquisition
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
- G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
- G06V40/10—Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
- G06V40/12—Fingerprints or palmprints
- G06V40/1365—Matching; Classification
Abstract
Полезная модель относится к биометрии, а именно к устройствам для получения изображения вен ладоней человека. Полезная модель может применяться в системах биометрической идентификации для контроля и управления доступом, учета рабочего времени, систем аутентификации в финансовых операциях и паспортно-визовых системах, банковской безопасности и т.п.Устройство захвата изображения вен ладони, включающее корпус, светочувствительный элемент и оптическую систему для формирования изображения, светоизлучающие элементы и систему управления, содержит инфракрасный пропускающий фильтр и рассеивающий фильтр, установленный над светоизлучающими элементами, а светоизлучающие элементы представляют собой инфракрасные светодиоды, излучающие свет с длинами волн 850 нм и 940 нм.Технический результат полезной модели заключается в повышении качества получаемого изображения кровеносного рисунка вен ладони, уменьшении количества шумов и помех при получении изображения, и, как следствие, в повышении надежности идентификации с использованием заявленного устройства.
Description
Полезная модель относится к биометрии, а именно к устройствам для получения изображения вен ладоней человека. Полезная модель может применяться в системах биометрической идентификации для контроля и управления доступом, учета рабочего времени, систем аутентификации в финансовых операциях и паспортно-визовых системах, системах банковской безопасности и т.п.
В настоящее время известны различные устройства, позволяющие получить (захватить) изображения отпечатков пальцев рук, радужной оболочки глаза, применяемые для идентификации личности. Однако идентификация личности по кровеносному рисунку вен ладоней имеет более широкие возможности для применения. Кровеносный рисунок вен ладони имеет сложную структуру и является уникальным для каждого человека, а также не меняется на протяжении всей его жизни. Кроме того, биометрическая идентификация по рисунку вен ладоней не требует прямого контакта руки человека с поверхностью сканирующего устройства, обеспечивая гигиеничность процесса.
Наиболее близким аналогом является устройство захвата изображения вен ладони, содержащее корпус с крышкой, сенсор, блок линз, систему инфракрасных светодиодов, излучающих свет с длиной волны 760 нм, и систему управления (ЕР 2982301, А61В 5/117; G02B 7/28; G06K 9/00, опубл. 10.02.2016).
Основным недостатком известного устройства является сканирование изображения в инфракрасной области света - 760 нм, которая граничит с видимой областью света. В связи с этим кроме захвата изображения кровеносного рисунка вен ладони происходит захват изображения кожного покрова ладони в видимом свете. На кожном покрове ладони присутствуют складки, порезы, шрамы, которые могут сильно ухудшить изображение кровеносного рисунка вен ладони. Такие особенности на поверхности кожи ладони человека не являются постоянными в течение жизни человека и не могут использоваться для задач безошибочной и надежной идентификации личности человека. Фильтрация и удаление шумов при обработке изображения вен ладони представляет собой сложную задачу и создает ошибки при математической обработке изображения вен ладони и дальнейшей идентификации.
Задачей, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является разработка высоконадежного и точного устройства захвата изображения вен ладони, лишенного недостатков вышеуказанных аналогов, а также расширение арсенала средств указанного назначения.
Технический результат полезной модели заключается в повышении качества получаемого изображения кровеносного рисунка вен ладони, уменьшении количества шумов и помех при получении изображения, и, как следствие, в повышении надежности идентификации с использованием заявленного устройства.
Заявленный технический результат достигается за счет того, что устройство захвата изображения вен ладони, включающее корпус, светочувствительный элемент и оптическую систему для формирования изображения, светоизлучающие элементы и систему управления, содержит инфракрасный пропускающий фильтр и рассеивающий фильтр, установленный над светоизлучающими элементами, а светоизлучающие элементы представляют собой инфракрасные светодиоды, излучающие свет с длинами волн 850 нм и 940 нм.
Целесообразно, чтобы устройство содержало восемь инфракрасных светодиодов с длиной волны 850 нм и восемь инфракрасных светодиодов с длиной волны 940 нм.
Целесообразно, чтобы светоизлучающие элементы были расположены по окружности вокруг оптической системы формирования изображения.
Целесообразно, чтобы светодиоды, излучающие свет с длиной волны 850 нм, были расположены между светодиодами, излучающими свет с длиной волны 940 нм.
Целесообразно, чтобы система управления включала, по меньшей мере, процессор и память.
Целесообразно, чтобы инфракрасный пропускающий фильтр в то же время являлся верхней крышкой корпуса.
Целесообразно, чтобы устройство содержало печатные платы с электронными компонентами, установленные горизонтально в верхней и нижней частях корпуса, и соединенные между собой соединительными разъемами.
Целесообразно, чтобы устройство содержало печатную плату, установленную горизонтально в верхней части корпуса, на которой расположены светоизлучающие элементы и электронные компоненты для управления светоизлучающими элементами.
Целесообразно, чтобы устройство содержало печатную плату, установленную горизонтально в нижней части корпуса, на которой расположены, по меньшей мере, светочувствительный элемент, процессор и память.
Целесообразно, чтобы устройство содержало USB-интерфейс.
Полезная модель поясняется чертежами.
На фиг. 1 представлен вид устройства захвата изображения вен ладони в продольном разрезе, где
1 - корпус;
2 - инфракрасный пропускающий фильтр (верхняя крышка корпуса);
3 - инфракрасные светодиоды с длиной волны 850 нм;
4 - инфракрасные светодиоды с длиной волны 940 нм;
5 - рассеивающий фильтр;
6 - печатная плата;
7 - печатная плата;
8 - соединительные разъемы;
9 - оптическая система для формирования изображения;
10 - светочувствительный элемент;
11 - защелки;
12 - разъем USB-интерфейса.
На фиг. 2 схематично представлено расположение светоизлучающих элементов на печатной плате устройства.
На фиг. 3 представлена блок-схема взаимодействия электронных компонентов печатных плат, где
13 - микропроцессор;
14 - флеш-память;
15 - стабилизатор питания;
16 - широтно-импульсный модулятор для управления инфракрасными светодиодами с длиной волны 850 нм;
17 - широтно-импульсный модулятор для управления инфракрасными светодиодами с длиной волны 940 нм.
На фиг. 4 представлены результаты захвата изображения устройством с длиной волны инфракрасного источника излучения 760 нм и устройством с длинами волн инфракрасных источников излучения 850 нм и 940 нм.
В предпочтительном варианте исполнения устройство захвата изображения вен ладони включает корпус 1, представляющий собой полый параллелепипед с габаритами 32×32×30 мм, и верхнюю прямоугольную крышку. Верхняя крышка представляет собой инфракрасный пропускающий фильтр 2.
В верхней и нижней частях корпуса 1 горизонтально размещены две печатные платы 6 и 7, соединенные между собой соединительными разъемами 8. Размещение электронных компонентов на двух платах позволяет предотвратить перегрев деталей устройства.
На нижней печатной плате 7, закрепленной внутри корпуса 1 при помощи защелок 11, установлены микропроцессор RISC архитектуры 13, флеш-память 14, стабилизатор питания 15, USB-интерфейс 12 и светочувствительный элемент 10 (фиг. 3).
Светочувствительный элемент 10 представляет собой СМOS(КМОП)-матрицу, имеющую разрешение 640×480 пикселов, что обеспечивает высокое качество разрешения рисунка вен ладони.
Микропроцессор 13 обеспечивает управление СМOS(КМОП)-матрицей по захвату изображений вен ладоней и производит математическую обработку полученного изображения для создания шаблона, дальнейшей идентификации и выдачи результата идентификации во внешнюю управляющую систему.
Во флеш-памяти 14 устройства сохраняются эталонные шаблоны, которые в дальнейшем используются при идентификации.
Стабилизатор питания 15 обеспечивает устройство напряжением постоянного тока, производит фильтрацию помех по питанию.
USB-интерфейс 12 служит для обеспечения связи устройства с внешними управляющими системами.
Непосредственно над светочувствительным элементом 10 установлена оптическая система для формирования изображения 9, представляющая собой объектив. Объектив 9 необходим для фокусирования изображения ладони на СМOS(КМОП)-матрицу 10 с расстояния 40-60 мм, на котором располагается ладонь над устройством.
Светоизлучающие элементы, предназначенные для получения изображения вен ладони, представляют собой инфракрасные светодиоды, излучающие свет с длинами волн 850 нм 3 и 940 нм 4. Инфракрасные светодиоды 3 и 4 располагаются на верхней плате 6 по окружности вокруг объектива 9 (фиг. 3). Инфракрасные светодиоды 3, излучающие свет с длиной волны 850 нм, расположены между светодиодами 4, излучающими свет с длиной волны 940 нм. На Фиг. 2 стрелками показано направление свечения светодиодов 3 и 4. Такое расположение инфракрасных светодиодов обеспечивает высокое качество получаемого изображения рисунка вен ладони.
Инфракрасные светодиоды 3 и 4 управляются широтно-импульсными модуляторами 16 и 17, соответственно. Широтно-импульсные модуляторы 16, 17 предназначены для управления инфракрасными светодиодами 3, 4 в импульсном режиме со скважностью сигнала 10 мс. Такое управление светодиодами обеспечивает уменьшение энергопотребления устройства.
Над инфракрасными светодиодами 3, 4 установлен кольцеобразный рассеивающий фильтр 5, обеспечивающий равномерное освещение ладони светодиодами.
Работа устройства основывается на том, что восстановленный гемоглобин в сосудах вен поглощает излучение в инфракрасной области спектра - от 760 до 940 нм. Когда ладонь подвергается воздействию инфракрасных лучей, в виде темных линий становятся видны только кровеносные сосуды, содержащие восстановленный гемоглобин.
Устройство в мультиспектральном режиме в инфракрасных диапазонах 850 нм и 940 нм с помощью СМOS(КМОП)-матрицы 10 выполняет сканирование изображения кровеносного рисунка вен ладони, которое затем преобразует в цифровой графический файл. Далее цифровые данные передаются в микропроцессор 13, где выполняется математическая обработка изображения рисунка вен: фильтруются шум, выделяется область интереса, выполняется поиск реперных точек и уникальных особенностей строения кровеносного рисунка, представленных в виде отрезков направленных векторов. Далее найденные уникальные особенности рисунка вен ладони сохраняются в специальный файл - шаблон. Полученный шаблон шифруется и передается из устройства посредством USB-интерфейса 12 во внешнюю систему управления.
В заявленной полезной модели захват изображения производится в мультиспектральном режиме в инфракрасных диапазонах 850 нм и 940 нм. Такой подход обеспечивает глубокое проникновение инфракрасного излучения под кожу человека, позволяет значительно повысить количество уникальных признаков на рисунке вен ладони, что приводит к уменьшению ошибки идентификации. За счет того, что устройство позволяет считывать тонкие кровеносные капилляры, залегающие глубоко под кожей, изображение вен ладони получается четким и содержит много уникальных особенностей строения кровеносного изображения вен ладони, при этом захват изображения поверхности отпечатка ладони не производится.
На фиг. 4 показаны результаты захвата рисунка вен ладоней двумя устройствами. На фиг. 4а представлен рисунок вен ладони, полученный с использованием устройства с длиной волны инфракрасного источника излучения 760 нм, а на фиг. 4б - устройства с длинами волн инфракрасных источников излучения 850 нм и 940 нм (мультиспектральное сканирование). Анализ изображений показывает, что мультиспектральное сканирование позволяет производить захват изображения с более высоким качеством, проявляется больше характерных уникальных особенностей кровеносного рисунка вен, таких как тонкие капилляры, уменьшается количество шумов и помех.
Claims (8)
1. Устройство захвата изображения вен ладони, включающее корпус, светочувствительный элемент и оптическую систему для формирования изображения, светоизлучающие элементы и систему управления, отличающееся тем, что содержит инфракрасный пропускающий фильтр и рассеивающий фильтр, установленный над светоизлучающими элементами, а светоизлучающие элементы представляют собой инфракрасные светодиоды, излучающие свет с длинами волн 850 нм и 940 нм, при этом светодиоды расположены по окружности вокруг оптической системы формирования изображения таким образом, что светодиоды, излучающие свет с длиной волны 850 нм, расположены между светодиодами, излучающими свет с длиной волны 940 нм.
2. Устройство захвата изображения вен ладони по п. 1, отличающееся тем, что содержит восемь инфракрасных светодиодов с длиной волны 850 нм и восемь инфракрасных светодиодов с длиной волны 940 нм.
3. Устройство захвата изображения вен ладони по п. 1, отличающееся тем, что система управления включает, по меньшей мере, процессор и память.
4. Устройство захвата изображения вен ладони по п. 1, отличающееся тем, что инфракрасный пропускающий фильтр в то же время является верхней крышкой корпуса.
5. Устройство захвата изображения вен ладони по п. 1, отличающееся тем, что содержит печатные платы с электронными компонентами, установленные горизонтально в верхней и нижней частях корпуса, соединенные между собой соединительными разъемами.
6. Устройство захвата изображения вен ладони по п. 1, отличающееся тем, что содержит печатную плату, установленную горизонтально в верхней части корпуса, на которой расположены светоизлучающие элементы и электронные компоненты для управления светоизлучающими элементами.
7. Устройство захвата изображения вен ладони по п. 1, отличающееся тем, что содержит печатную плату, установленную горизонтально в нижней части корпуса, на которой расположены, по меньшей мере, светочувствительный элемент, процессор и память.
8. Устройство захвата изображения вен ладони по п. 1, отличающееся тем, что содержит USB-интерфейс.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016150911U RU173901U1 (ru) | 2016-12-23 | 2016-12-23 | Устройство захвата изображения вен ладони |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016150911U RU173901U1 (ru) | 2016-12-23 | 2016-12-23 | Устройство захвата изображения вен ладони |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU173901U1 true RU173901U1 (ru) | 2017-09-18 |
Family
ID=59894246
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016150911U RU173901U1 (ru) | 2016-12-23 | 2016-12-23 | Устройство захвата изображения вен ладони |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU173901U1 (ru) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20020136435A1 (en) * | 2001-03-26 | 2002-09-26 | Prokoski Francine J. | Dual band biometric identification system |
| JP2008054787A (ja) * | 2006-08-30 | 2008-03-13 | Hitachi Ltd | 指静脈認証入力装置 |
| RU2336018C1 (ru) * | 2007-01-09 | 2008-10-20 | Владимир Николаевич Бичигов | Носитель биометрической информации |
| RU2368310C1 (ru) * | 2008-09-01 | 2009-09-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского" | Способ дактилоскопической идентификации личности человека |
| JP2015038701A (ja) * | 2013-08-19 | 2015-02-26 | 勝 長沢 | 生体認証装置および解錠システム |
| EP2982301A1 (en) * | 2013-04-01 | 2016-02-10 | Fujitsu Frontech Limited | Palm vein image capture device |
-
2016
- 2016-12-23 RU RU2016150911U patent/RU173901U1/ru active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20020136435A1 (en) * | 2001-03-26 | 2002-09-26 | Prokoski Francine J. | Dual band biometric identification system |
| JP2008054787A (ja) * | 2006-08-30 | 2008-03-13 | Hitachi Ltd | 指静脈認証入力装置 |
| RU2336018C1 (ru) * | 2007-01-09 | 2008-10-20 | Владимир Николаевич Бичигов | Носитель биометрической информации |
| RU2368310C1 (ru) * | 2008-09-01 | 2009-09-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского" | Способ дактилоскопической идентификации личности человека |
| EP2982301A1 (en) * | 2013-04-01 | 2016-02-10 | Fujitsu Frontech Limited | Palm vein image capture device |
| JP2015038701A (ja) * | 2013-08-19 | 2015-02-26 | 勝 長沢 | 生体認証装置および解錠システム |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20050238208A1 (en) | Handheld biometric computer for 2D/3D image capture | |
| CN105678233B (zh) | 基于指纹与指静脉的复合识别方法、装置及系统 | |
| US20050238210A1 (en) | 2D/3D facial biometric mobile identification | |
| KR101016420B1 (ko) | 비접촉식 손가락 정맥 영상 취득 장치 및 이를 갖는 휴대용모바일 기기 | |
| KR100859762B1 (ko) | 촬상 장치 | |
| CN107239772B (zh) | 掌纹掌脉图像采集装置及通关闸机 | |
| JP2018191648A (ja) | 動物たちの鼻柄を用いた動物個体認識装置及び方法 | |
| Kauba et al. | Focussing the beam-a new laser illumination based data set providing insights to finger-vein recognition | |
| Fuksis et al. | Infrared imaging system for analysis of blood vessel structure | |
| WO2010032126A2 (en) | A vein pattern recognition based biometric system and methods thereof | |
| CN1494702A (zh) | 生物体认证装置 | |
| Kauba et al. | Shedding light on the veins-reflected light or transillumination in hand-vein recognition | |
| TWI601074B (zh) | Certification devices and certification prism body | |
| JP2006288872A (ja) | 血管画像入力装置、血管画像構成方法、およびこれらを用いた個人認証システム | |
| Kauba et al. | OpenVein—An open-source modular multipurpose finger vein scanner design | |
| JP2022171656A (ja) | 撮像装置、生体画像処理システム、生体画像処理方法、および生体画像処理プログラム | |
| US20200104618A1 (en) | Information processing method and electronic device | |
| Fletcher et al. | Development of mobile-based hand vein biometrics for global health patient identification | |
| WO2018117912A1 (ru) | Устройство захвата изображения вен ладони | |
| RU173901U1 (ru) | Устройство захвата изображения вен ладони | |
| JP7002348B2 (ja) | 生体認証装置 | |
| CN109446874A (zh) | 一种指静脉采集识别系统 | |
| CN216014318U (zh) | 静脉生物特征采集装置及基于静脉特征的认证装置 | |
| Wang et al. | Anti-spoofing study on palm biometric features | |
| CN211124067U (zh) | 一种多视角多光谱手指采集装置 |