一種同時(shí)攝取掌紋和掌靜脈圖像的裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種同時(shí)攝取掌紋和掌靜脈圖像的裝置，該裝置包括：不透光機(jī)盒、攝像機(jī)和兩組LED單色發(fā)光二極管，其中：攝像機(jī)固定垂直放置在手掌的下方，并調(diào)焦成像在手掌位置；兩組LED單色發(fā)光二極管放置在攝像機(jī)鏡頭的四周，其中，第一組LED單色發(fā)光二極管發(fā)射近紅外光范圍內(nèi)的某一波長LED單色光；第二組LED單色發(fā)光二極管發(fā)射可見光范圍內(nèi)的某一波長LED單色光；兩組LED單色發(fā)光二極管由電子開關(guān)控制分時(shí)發(fā)光，當(dāng)手掌覆蓋在攝像機(jī)的上方時(shí)，電子開關(guān)控制兩組LED單色發(fā)光二極管分時(shí)發(fā)出可見光和紅外光，以供攝像機(jī)分別攝取掌紋和掌靜脈紋理圖像。本發(fā)明能夠采用同一裝置同時(shí)對(duì)同一只手采集掌紋和掌靜脈圖像，并且具有成本低廉、采樣速度快、使用效率高等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】一種同時(shí)攝取掌紋和掌靜脈圖像的裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及圖像處理【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種同時(shí)攝取掌紋和掌靜脈圖像的裝置?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]生物特征識(shí)別技術(shù)是為了進(jìn)行身份識(shí)別而采用測量人體的生物特征或其行為特點(diǎn)，并將這些特征或特點(diǎn)與數(shù)據(jù)庫的模板數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，完成鑒別的解決方案。生物特征種類很多，僅手部生物特征就有指紋、掌紋、指形等外表特征，以及手指靜脈、手掌靜脈、手背靜脈等內(nèi)部生理特征。
[0003]手的外表特征識(shí)別技術(shù)發(fā)展已有很長歷史，稱為“第一代手部生物特征識(shí)別技術(shù)”；手的內(nèi)部生理特征識(shí)別技術(shù)近十余年才發(fā)展起來，而且生物特征的提取原理和技術(shù)上與前者存在顯著的本質(zhì)性差異，稱為“第二代手部生物特征識(shí)別技術(shù)”。第一代技術(shù)提取的是手體表面幾何特征或紋理特征，易于被竊取和復(fù)制；第二代技術(shù)提取的是人體內(nèi)部活體生物特征，極難復(fù)制和竊取。但是指紋、掌紋等第一代技術(shù)已有很長的歷史和廣泛的應(yīng)用，具有唯一性好、穩(wěn)定性高、方便應(yīng)用、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)。因此這二代技術(shù)有互補(bǔ)的特點(diǎn)。
[0004]迄今為止，還沒有哪一個(gè)單項(xiàng)生物特征能達(dá)到完美無缺的要求；每種生物特征都有自己的適用范圍。因此在對(duì)安全有嚴(yán)格要求的應(yīng)用領(lǐng)域中，人們往往需要融合多種生物特征來實(shí)現(xiàn)高安全性的識(shí)別系統(tǒng)。將多種數(shù)據(jù)融合方法用于身份鑒別，結(jié)合多種生理和行為特征進(jìn)行身份鑒別；可提高鑒別系統(tǒng)的精度和可靠性，這無疑是身份鑒別領(lǐng)域發(fā)展的必然趨勢。但是，采用多種生理和行為特征進(jìn)行身份鑒別，一般會(huì)帶來采用多套識(shí)別系統(tǒng)，弓丨起成本增加，以及應(yīng)用程序復(fù)雜，采樣時(shí)間延長，效率降低等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決上述問題，本發(fā)明提出一種同時(shí)攝取掌紋和掌靜脈圖像的裝置。
[0006]本發(fā)明提出的一種同時(shí)攝取掌紋和掌靜脈圖像的裝置包括:攝像機(jī)和兩組LED單色發(fā)光二極管，其中:
[0007]所述攝像機(jī)固定垂直放置在手掌的下方，并調(diào)焦成像在手掌位置；
[0008]所述兩組LED單色發(fā)光二極管放置在所述攝像機(jī)鏡頭的四周，其中，第一組LED單色發(fā)光二極管發(fā)射近紅外光范圍內(nèi)的某一波長LED單色光；第二組LED單色發(fā)光二極管發(fā)射可見光范圍內(nèi)的某一波長LED單色光；
[0009]所述兩組LED單色發(fā)光二極管由電子開關(guān)控制分時(shí)發(fā)光，當(dāng)手掌覆蓋在所述攝像機(jī)的上方時(shí)，所述電子開關(guān)控制所述兩組LED單色發(fā)光二極管分時(shí)發(fā)出可見光和紅外光，以供所述攝像機(jī)分別攝取掌紋和掌靜脈紋理圖像。
[0010]采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)采用同一裝置，同時(shí)對(duì)同一只手采集掌紋和掌靜脈圖像，并可同時(shí)完成對(duì)同一人進(jìn)行掌紋和掌靜脈紋理的識(shí)別和認(rèn)證。本裝置對(duì)采集設(shè)備要求不高，因此成本較低。【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0013]掌紋與指紋圖像一樣，自古以來就被認(rèn)為具有先天性與唯一性，可以作為標(biāo)識(shí)個(gè)體的生物特征。掌紋特征極為豐富，主要分為主線特征、褶線特征以及細(xì)節(jié)類特征和三角類特征等幾大類。其中掌紋線(Palmline)包括主線和褶線，可以從較低分辨率、較低質(zhì)量圖像中提取出來，是掌紋識(shí)別中用到的重要特征。而細(xì)節(jié)類特征和三角類特征只有在高分辨率、高質(zhì)量的圖像中才能提取出來。為了價(jià)格便宜和應(yīng)用方便，本發(fā)明裝置僅采用掌紋線識(shí)別技術(shù)就已足夠。采用掌紋線特征明顯，易于識(shí)別，具有良好的抗干擾能力，且唯一性好，可提供較好的區(qū)分度；缺點(diǎn)是掌紋容易被復(fù)制和偽造，手掌容易被污染和局部破損，這會(huì)對(duì)識(shí)別算法有一定影響。若同時(shí)獲取同一只手的內(nèi)部靜脈圖像，則可以有效克服上述缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)同時(shí)對(duì)同一只手進(jìn)行精確可靠的識(shí)別。
[0014]手掌靜脈識(shí)別的原理是:靜脈血液中紅血球的血紅蛋白失去氧后，可以吸收700?IOOOnm的紅光和近紅外光；而人體皮膚和肌肉組織對(duì)此波段的光具有較好的透射性。因此用該波段的光照射手掌時(shí)，手掌的靜脈因吸收該波段的光，呈黑色暗影像。而且手掌靜脈分布于皮膚表面下(動(dòng)脈則在皮下較深處)，與手掌表面很接近；這樣在攝取掌紋后，再攝取靜脈圖像時(shí)，不必再調(diào)焦。如此便可以幾乎同時(shí)獲取掌紋和掌靜脈的圖像。由于靜脈識(shí)別是利用手掌活體的內(nèi)部生理特征，很難偽造，具有很高的安全性，而且不易受手掌表面污染、傷痕等影響，正好克服掌紋識(shí)別的缺點(diǎn)。
[0015]圖1是本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，所述裝置包括:不透光機(jī)盒1，攝像機(jī)2，兩組LED單色發(fā)光二極管，其中:
[0016]所述不透光機(jī)盒I用于容納所述攝像機(jī)2和兩組LED單色發(fā)光二極管，以阻擋外光的影響，本發(fā)明對(duì)所述不透光機(jī)盒I的形狀不作任何限制，即在本發(fā)明的條件下，任何對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說能夠?qū)崿F(xiàn)的形狀均可；
[0017]所述攝像機(jī)2放置在所述不透光機(jī)盒的底部，在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述攝像機(jī)2為普通黑白CMOS (或(XD)攝像機(jī)，實(shí)際上，本發(fā)明對(duì)所述攝像機(jī)2的型號(hào)、類別等特征也不作任何限制，即在本發(fā)明的條件下，任何對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說能夠?qū)崿F(xiàn)拍照功能的攝像機(jī)均可；
[0018]所述兩組LED單色發(fā)光二極管放置在所述攝像機(jī)2鏡頭的四周，其中，一組LED單色發(fā)光二極管3發(fā)射近紅外光范圍內(nèi)，即780?IOOOnm波段內(nèi)的某一波長LED單色光，例如采用砷化鎵LED，發(fā)射波長為850nm的LED單色光，半寬通常在30?40nm左右；另一組LED單色發(fā)光二極管4發(fā)射可見光范圍內(nèi)，即380?700nm波段內(nèi)的某一波長LED單色光，例如波長為400nm的LED單色光，半寬約在30?50nm左右。
[0019]所述兩組LED單色發(fā)光二極管由電子開關(guān)控制分時(shí)發(fā)光。當(dāng)手掌覆蓋在所述攝像機(jī)2的上方時(shí)，此時(shí)不透光機(jī)盒I形成封閉黑箱，CMOS(或(XD)攝像機(jī)無光電流信號(hào)輸出，測光軟件會(huì)發(fā)出啟動(dòng)信號(hào)，所述電子開關(guān)就控制所述兩組LED單色發(fā)光二極管分時(shí)發(fā)出可見光和紅外光，以供所述攝像機(jī)2分別攝取掌紋和掌靜脈紋理圖像，這二幅圖像的拍攝時(shí)間差可以控制在10_2秒以內(nèi)，這樣就可以認(rèn)為是同時(shí)對(duì)同一只手?jǐn)z取得到的掌紋和掌靜脈紋理圖像。
[0020]所述不透光機(jī)盒I的上方同時(shí)作為手掌定位裝置，所述攝像機(jī)2調(diào)焦成像在手掌定位位置，這是一種弱接觸測量，一般用戶易于接受。
[0021]當(dāng)場地照明光線不強(qiáng)時(shí)，也可以免除所述不透光機(jī)盒1，此時(shí)，所述攝像機(jī)2固定垂直放置在手掌的下方即可，因?yàn)槭终聘采w在攝像機(jī)2上方時(shí)，會(huì)阻擋照明光線進(jìn)入攝像機(jī)2，此時(shí)最好在攝像機(jī)2的鏡頭前增加一片“雙通道窄帶濾光片”，此濾光片只允許所選定的二組LED單色光通過，進(jìn)一步抑制外照明雜散光對(duì)成像的干擾，因?yàn)镃MOS相機(jī)只對(duì)兩組LED單色光分時(shí)成像。在這種情況下，本發(fā)明裝置的體積大大縮小，基本上只有小型CMOS相機(jī)的大小，而且為非接觸測量，用戶更樂于接受。，
[0022]所述裝置還包括計(jì)算機(jī)，主要用于顯示和存儲(chǔ)同一只手的掌紋和掌靜脈圖像，并將這兩種圖像與數(shù)據(jù)庫中的模板圖像進(jìn)行對(duì)比，完成識(shí)別過程；此外計(jì)算機(jī)還具有控制功能如啟動(dòng)電子開關(guān)發(fā)出LED切換信號(hào)，在測試場地照明光不強(qiáng)又不采用不透光機(jī)盒時(shí)，由于沒有手掌定位裝置，成像有可能不清晰，此時(shí)計(jì)算機(jī)還可根據(jù)“高度-清晰度換算算法”智能的提醒用戶調(diào)整手掌的位置，比如將手掌抬高一點(diǎn)(或放低一點(diǎn))，以便獲得清晰的圖像。
[0023]為了使手掌照明均勻，所述裝置還可在兩組LED單色發(fā)光二極管前加毛玻璃或毛
玻璃套管。
[0024]綜上所述，本發(fā)明將掌紋識(shí)別和掌靜脈識(shí)別兩種手部生物特征識(shí)別裝置巧妙地融合為一種裝置，極大地提高識(shí)別系統(tǒng)的精度和可靠性，而且具有成本低廉、采樣速度快、使用效率高等優(yōu)點(diǎn)。
[0025]本發(fā)明裝置的其它部分與識(shí)別流程與一般掌紋識(shí)別和掌靜脈識(shí)別裝置相同，此外不再贅述。
[0026]以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種同時(shí)攝取掌紋和掌靜脈圖像的裝置，其特征在于，該裝置包括:攝像機(jī)和兩組LED單色發(fā)光二極管，其中: 所述攝像機(jī)固定垂直放置在手掌的下方，并調(diào)焦成像在手掌位置； 所述兩組LED單色發(fā)光二極管放置在所述攝像機(jī)鏡頭的四周，其中，第一組LED單色發(fā)光二極管發(fā)射近紅外光范圍內(nèi)的某一波長LED單色光；第二組LED單色發(fā)光二極管發(fā)射可見光范圍內(nèi)的某一波長LED單色光； 所述兩組LED單色發(fā)光二極管由電子開關(guān)控制分時(shí)發(fā)光，當(dāng)手掌覆蓋在所述攝像機(jī)的上方時(shí)，所述電子開關(guān)控制所述兩組LED單色發(fā)光二極管分時(shí)發(fā)出可見光和近紅外光，以供所述攝像機(jī)分別攝取掌紋和掌靜脈紋理圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述攝像機(jī)為普通黑白CMOS或CXD攝像機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述第一組LED單色發(fā)光二極管，發(fā)射波長為780~1000nm的LED單色光，半寬約為50nm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述第二組LED單色發(fā)光二極管發(fā)射波長為380~780nm的LED單色光，半寬約為50nm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述攝像機(jī)攝取掌紋和掌靜脈紋理圖像的拍攝時(shí)間差在10-2秒以內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括不透光機(jī)盒，用于阻擋外光的影響，所述攝像機(jī)放置在機(jī)盒的底部。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，當(dāng)外部環(huán)境為強(qiáng)光照明時(shí)，還設(shè)有只允許所述兩組LED單色發(fā)光二極管發(fā)出的光通過的雙通道窄帶濾光片，以抑制強(qiáng)光外照明對(duì)成像的干擾。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括計(jì)算機(jī)，用于顯示和存儲(chǔ)同一只手的掌紋和掌靜脈圖像，并將這兩種圖像與數(shù)據(jù)庫中的模板圖像進(jìn)行對(duì)比，完成識(shí)另O，并且在手掌成像不清晰時(shí)，提示用戶調(diào)整手掌的位置。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置還在兩組LED單色發(fā)光二極管前設(shè)置有毛玻璃或毛玻璃套管，以使手掌照明均勻。
【文檔編號(hào)】G06K9/00GK103902969SQ201410069226
【公開日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2014年2月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月27日
【發(fā)明者】張文生, 肖功弼 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院自動(dòng)化研究所