學(xué)生身份識(shí)別系統(tǒng)及識(shí)別方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種學(xué)生身份識(shí)別系統(tǒng)，其包括靜脈識(shí)別裝置、服務(wù)器和終端；靜脈識(shí)別裝置包括靜脈采集模塊、處理器、通信模塊、存儲(chǔ)識(shí)別結(jié)果的存儲(chǔ)媒介、播報(bào)識(shí)別結(jié)果的語音播報(bào)器，靜脈采集模塊、通信模塊、存儲(chǔ)媒介和語音播報(bào)器均與處理器相連；處理器、服務(wù)器和終端兩兩相連。本發(fā)明同時(shí)提供一種學(xué)生身份識(shí)別方法，包括：S1、照射學(xué)生手背，攝像頭照相，掃描拍攝，得出靜脈圖像；S2、圖像處理，具體包括：S21：有效區(qū)域提?。籗22：分割與去噪；S23：圖像的細(xì)化；S3、特征值比對(duì)，進(jìn)行身份鑒定；S4、得出結(jié)果，確認(rèn)身份；S5、播報(bào)、存儲(chǔ)識(shí)別結(jié)果。本系統(tǒng)及方法不會(huì)丟失、無法偽造，可防冒名頂替、徇私舞弊，沒有無法讀出的風(fēng)險(xiǎn)，且兼有考勤功能。
【專利說明】
學(xué)生身份識(shí)別系統(tǒng)及識(shí)別方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及身份識(shí)別設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種學(xué)生身份識(shí)別系統(tǒng)及識(shí)別方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 學(xué)校的管理模式和管理水平正在成為衡量學(xué)?？傮w水平的重要因素之一。在學(xué)校 特別是高等院校的教育教學(xué)管理中，學(xué)生身份識(shí)別這一環(huán)節(jié)至關(guān)重要。在校門、宿舍、教室、 圖書館和機(jī)房等地進(jìn)行身份識(shí)別，可實(shí)現(xiàn)學(xué)生定位;在上課、實(shí)驗(yàn)時(shí)進(jìn)行身份識(shí)別，可實(shí)現(xiàn) 智能出勤統(tǒng)計(jì);在考試時(shí)進(jìn)行準(zhǔn)確身份識(shí)別，可規(guī)避學(xué)生代考舞弊。這些無疑可大大加強(qiáng)了 學(xué)校對(duì)學(xué)生的有效管理，促進(jìn)了教學(xué)工作的健康發(fā)展。
[0003] 目前，多數(shù)學(xué)校沿襲傳統(tǒng)的將身份證或校園卡等與持證人比對(duì)的方式對(duì)學(xué)生進(jìn)行 身份識(shí)別，該方法存在身份卡片易丟失、易偽造，時(shí)常導(dǎo)致冒名頂替、徇私舞弊等現(xiàn)象的發(fā) 生;有的學(xué)校采用指紋識(shí)別方法，而手指表皮指紋深淺度極易受外界空氣溫度、濕度及皮膚 光滑度、含水量的影響，在使用過程中很容易發(fā)生讀不出指紋、誤讀指紋等導(dǎo)致不能識(shí)別身 份的現(xiàn)象。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)中有基于手指靜脈識(shí)別的技術(shù)，但存在以下缺陷：（1)、系統(tǒng)的圖像采集 模塊采用普通的白熾燈光，很可能導(dǎo)致采集的圖像質(zhì)量較差，進(jìn)而影響后續(xù)的識(shí)別結(jié)果； (2)、特征比對(duì)前沒有進(jìn)行相應(yīng)的處理，可能使識(shí)別準(zhǔn)確率降低。
[0005] 故本領(lǐng)域需要一種可以解決以上問題的學(xué)生身份識(shí)別系統(tǒng)及識(shí)別方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為克服現(xiàn)有技術(shù)中身份識(shí)別系統(tǒng)的不足，本發(fā)明提供一種學(xué)生身份識(shí)別系統(tǒng)，不 致丟失、無法偽造，可防冒名頂替、徇私舞弊，沒有無法讀出風(fēng)險(xiǎn)，可兼有考勤功能。具體方 案如下：
[0007] -種學(xué)生身份識(shí)別系統(tǒng)，包括對(duì)學(xué)生靜脈信息進(jìn)行比對(duì)的靜脈識(shí)別裝置、預(yù)存儲(chǔ) 靜脈信息的服務(wù)器和接收識(shí)別信息的終端；
[0008] 靜脈識(shí)別裝置包括靜脈采集模塊、處理器、與服務(wù)器進(jìn)行通信的通信模塊、存儲(chǔ)識(shí) 別結(jié)果的存儲(chǔ)媒介、播報(bào)識(shí)別結(jié)果的語音播報(bào)器，靜脈采集模塊、通信模塊、存儲(chǔ)媒介和語 音播報(bào)器均與處理器相連；
[0009] 處理器、服務(wù)器和終端兩兩相連。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，靜脈識(shí)別裝置還包括用于在超過設(shè)定值時(shí)報(bào)警的 報(bào)警器、報(bào)警器連接處理器。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，靜脈識(shí)別裝置還包括用于對(duì)正在進(jìn)行靜脈識(shí)別的 學(xué)生定位的衛(wèi)星定位模塊和用于對(duì)學(xué)生的靜脈信息進(jìn)行加密的數(shù)據(jù)加密模塊，衛(wèi)星定位模 塊與數(shù)據(jù)加密模塊均連接處理器。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，終端為智能手機(jī)或計(jì)算機(jī);處理器為FPGA芯片或 DSP芯片;存儲(chǔ)媒介為TF卡或SD卡。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，靜脈采集模塊包括LM3485驅(qū)動(dòng)芯片、近紅外發(fā)光 二極管、近紅外CCD攝像頭和對(duì)手背靜脈進(jìn)行全方位掃描拍攝的掃描器;通信模塊為無線通 信模塊或有線通信模塊，無線通信模塊包括RS485接口或RS232接口。
[0014] -種學(xué)生身份識(shí)別方法，包括如下步驟：
[0015] S1、靜脈采集模塊內(nèi)的LM3485驅(qū)動(dòng)芯片將市電轉(zhuǎn)換成LED需要的穩(wěn)定的直流電，近 紅外發(fā)光二極管從靜脈采集模塊兩側(cè)照射學(xué)生的手背，位于靜脈采集模塊正上方的近紅外 CCD攝像頭對(duì)學(xué)生的手背內(nèi)部的靜脈進(jìn)行照相，掃描器掃描拍攝，進(jìn)而得出靜脈圖像；
[0016] S2、處理器進(jìn)行圖像處理，具體包括如下步驟：
[0017] S21:靜脈圖像的有效區(qū)域提??；
[0018] S22:靜脈圖像的分割與去噪；
[0019] S23:靜脈圖像的細(xì)化；
[0020] S3、通信模塊與服務(wù)器進(jìn)行通信，與服務(wù)器中預(yù)先存儲(chǔ)的靜脈圖像的特征值進(jìn)行 比對(duì)，采用匹配算法對(duì)手背靜脈特征進(jìn)行匹配，從而對(duì)個(gè)人進(jìn)行身份鑒定；
[0021] S4、采用處理器進(jìn)行浮點(diǎn)運(yùn)算，得出結(jié)果，確認(rèn)身份；
[0022] S5、語音播報(bào)器播報(bào)識(shí)別結(jié)果，同時(shí)識(shí)別結(jié)果存儲(chǔ)至存儲(chǔ)媒介。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，S21具體包括：
[0024] S211、灰度統(tǒng)一:將手背靜脈圖像的灰度差異統(tǒng)一；
[0025] S212、背景去除:通過灰度統(tǒng)一處理，手背與背景的灰度有著較為明顯的差異，利 用該灰度差異將背景去除，提取出手背部分的靜脈圖像；
[0026] S213、圖像提取:對(duì)去除背景后的圖像進(jìn)行逐點(diǎn)掃描，計(jì)算手背部分的質(zhì)心計(jì)算出 手背部分的面積S，即手背部分的像素?cái)?shù);以質(zhì)心為中心，定義一個(gè)矩形區(qū)域?yàn)橛行^(qū)域。
[0027] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，S22具體包括：
[0028] S221、圖像分割:針對(duì)圖像中的每一個(gè)點(diǎn)，定義以該點(diǎn)為中心的半徑為r的圓，計(jì)算 出它的rXr鄰域內(nèi)所有像素點(diǎn)的均值和方差，然后計(jì)算閾值，進(jìn)行基于閾值的分割，并進(jìn)行 二值化處理；
[0029] S222、圖像去噪：分割且經(jīng)二值化后的圖像有很多噪聲，其中，包含有用信息的靜 脈圖像，還存在很多虛假信息，若以白色代表背景圖像，黑色代表前景圖像，其噪聲主要有 三種:a、白色背景中存在的黑色孤立小區(qū)域，稱之為斑點(diǎn);b、黑色前景中存在的白色孤立小 區(qū)域，稱之為孔洞;c、黑色邊緣微小的突起和凹陷，稱之為毛刺；
[0030] 對(duì)于前兩種噪聲，采用面積消除法去除，即通過計(jì)算每一塊黑色背景或白色背景， 將面積小于給定面積的塊認(rèn)定為噪聲，將其去除;對(duì)于第三種噪聲，采用中值濾波法去除。
[0031] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，S23具體為：
[0032] 以手背靜脈的骨架作為特征提取和特征識(shí)別的依據(jù)，細(xì)化的優(yōu)劣直接影響到識(shí)別 的效率和準(zhǔn)確率，以保留原圖像的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，保持原有靜脈線的連續(xù)性，減少斷線的情況， 保持圖像的原有特征為條件，進(jìn)行圖像的細(xì)化，從而得到失真較小的單像素寬靜脈骨架。 [0033]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，還包括衛(wèi)星定位步驟和數(shù)據(jù)加密步驟，衛(wèi)星定位 步驟位于S1與S2之間，數(shù)據(jù)加密步驟位于S3與S4之間。
[0034] 應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，具有如下有益效果：
[0035] 1、傳統(tǒng)的學(xué)生身份識(shí)別采用身份證或校園卡等方式，存在丟失的風(fēng)險(xiǎn)，而本技術(shù) 方案提供的學(xué)生身份識(shí)別系統(tǒng)及識(shí)別方法，采用靜脈識(shí)別裝置，將學(xué)生手背的靜脈信息儲(chǔ) 存在服務(wù)器中，在需要檢驗(yàn)身份時(shí)將學(xué)生的手背靜脈與服務(wù)器上預(yù)先存儲(chǔ)的靜脈信息進(jìn)行 比對(duì)，從而判斷身份正確與否，此檢測(cè)方式不存在身份證或卡片丟失的問題，大大提高了效 率，降低了風(fēng)險(xiǎn)，且操作方便。
[0036] 2、相比傳統(tǒng)的身份證或校園卡識(shí)別的方式，本技術(shù)方案提供的靜脈識(shí)別裝置因每 個(gè)人的靜脈信息均為獨(dú)一無二的，故不存在冒名頂替或徇私舞弊的可能，而身份證或校園 卡以圖像識(shí)別，存在冒名頂替或徇私舞弊的風(fēng)險(xiǎn)。
[0037] 3、傳統(tǒng)的指紋識(shí)別方式因空氣溫度、濕度及皮膚光滑度、含水量的影響而存在無 法讀出的風(fēng)險(xiǎn)，而靜脈分布于皮膚里層，不存在以上風(fēng)險(xiǎn)，故可靠性較傳統(tǒng)的指紋識(shí)別方式 尚。
[0038] 4、本技術(shù)方案將手背靜脈識(shí)別技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫、手機(jī)終端等技術(shù)集成為 一體，利用手背靜脈獨(dú)特的唯一性、穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性等特點(diǎn)，同時(shí)通過身份識(shí)別信息記錄， 可實(shí)現(xiàn)學(xué)生定位和出勤報(bào)表，極大地提高學(xué)生管理、教學(xué)管理工作的效率和水平，可同時(shí)實(shí) 現(xiàn)考勤的功能。
[0039] 5、本發(fā)明提供的靜脈識(shí)別方法中，采用LM3485驅(qū)動(dòng)芯片作為驅(qū)動(dòng)電源，使電壓穩(wěn) 定，近紅外發(fā)光二極管的發(fā)光穩(wěn)定，發(fā)光亮度滿足要求，可保證識(shí)別結(jié)果的準(zhǔn)確性；
[0040] 6、本發(fā)明提供的靜脈識(shí)別系統(tǒng)，在進(jìn)行特征比對(duì)前進(jìn)行了相應(yīng)的圖像處理步驟， 可使識(shí)別準(zhǔn)確率提高。
[0041] 除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。 下面將參照附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
【附圖說明】
[0042] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使 用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本 領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的 附圖，其中：
[0043] 圖1為本發(fā)明提供的學(xué)生身份識(shí)別系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0044] 圖2為圖1中靜脈識(shí)別裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0045] 圖中：1、靜脈識(shí)別裝置，11、靜脈采集模塊，12、處理器，13、通信模塊，14、存儲(chǔ)媒 介，15、語音播報(bào)器，16、報(bào)警器，17、衛(wèi)星定位模塊，18、數(shù)據(jù)加密模塊，2、服務(wù)器，3、終端。
【具體實(shí)施方式】
[0046] 下面結(jié)合本發(fā)明的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯 然，所描述的實(shí)施例僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。
[0047] 請(qǐng)參閱圖1，一種學(xué)生身份識(shí)別系統(tǒng)，包括對(duì)學(xué)生靜脈信息進(jìn)行比對(duì)的靜脈識(shí)別裝 置1、預(yù)存儲(chǔ)靜脈信息的服務(wù)器2和接收識(shí)別信息的終端3。
[0048]請(qǐng)參閱圖2,靜脈識(shí)別裝置1包括靜脈采集模塊11、處理器12、與服務(wù)器2進(jìn)行通信 的通信模塊13、存儲(chǔ)識(shí)別結(jié)果的存儲(chǔ)媒介14、播報(bào)識(shí)別結(jié)果的語音播報(bào)器15,靜脈采集模塊 11、通信模塊13、存儲(chǔ)媒介14和語音播報(bào)器15均與處理器12相連。
[0049] 處理器12、服務(wù)器2和終端3兩兩相連。
[0050] 終端3-端連接靜脈識(shí)別裝置1，另一端連接服務(wù)器2,靜脈識(shí)別裝置1、服務(wù)器2與 終端3通過有線或無線方式互相連接。
[0051] 服務(wù)器2用于保存學(xué)生手背靜脈圖像數(shù)據(jù)、學(xué)生信息和學(xué)生身份識(shí)別信息等。靜脈 識(shí)別裝置1能從服務(wù)器2讀入學(xué)生手背靜脈圖像信息，并能夠?qū)W(xué)生身份識(shí)別結(jié)果傳送給教 師的手機(jī)或計(jì)算機(jī)終端;手機(jī)或計(jì)算機(jī)終端通過APP應(yīng)用軟件或計(jì)算機(jī)軟件統(tǒng)計(jì)學(xué)生身份 識(shí)別信息，并能夠?qū)⒔Y(jié)果保存至服務(wù)器2。
[0052] 終端3-端連接靜脈識(shí)別裝置1，另一端連接服務(wù)器2,靜脈識(shí)別裝置1、服務(wù)器2與 終端3通過有線或無線方式互相連接。
[0053] 進(jìn)一步地，靜脈識(shí)別裝置1還包括用于在超過設(shè)定值時(shí)報(bào)警的報(bào)警器16、報(bào)警器16 連接處理器12。報(bào)警方式可以采用語、短信或郵件等，直接發(fā)送至學(xué)生和老師的手機(jī)或計(jì)算 機(jī)。
[0054]進(jìn)一步地，靜脈識(shí)別裝置1還包括用于對(duì)正在進(jìn)行靜脈識(shí)別的學(xué)生定位的衛(wèi)星定 位模塊17和用于對(duì)學(xué)生的靜脈信息進(jìn)行加密的數(shù)據(jù)加密模塊18,衛(wèi)星定位模塊17與數(shù)據(jù)加 密模塊18均連接處理器12。
[0055]進(jìn)一步地，終端3為智能手機(jī)或計(jì)算機(jī);處理器12為FPGA芯片或DSP芯片;存儲(chǔ)媒介 14為TF卡或SD卡。智能手機(jī)安裝有APP應(yīng)用軟件，能夠分時(shí)間段對(duì)學(xué)生個(gè)人或集體統(tǒng)計(jì)身份 識(shí)別信息，并顯示結(jié)果。存儲(chǔ)媒介14起臨時(shí)保存數(shù)據(jù)作用，主要保存手背靜脈圖像數(shù)據(jù)、學(xué) 生個(gè)人信息(學(xué)號(hào)、姓名、年齡、照片等)和識(shí)別結(jié)果等。
[0056]進(jìn)一步地，靜脈采集模塊11包括LM3485驅(qū)動(dòng)芯片、近紅外發(fā)光二極管、近紅外CCD 攝像頭和對(duì)手背靜脈進(jìn)行全方位掃描拍攝的掃描器;通信模塊13為無線通信模塊或有線通 信模塊，無線通信模塊包括RS485接口或RS232接口。近紅外CCD攝像頭可以準(zhǔn)確捕集學(xué)生手 背的靜脈信息，提高采集效率。
[0057] 一種學(xué)生身份識(shí)別方法，包括如下步驟：
[0058] S1、靜脈采集模塊11內(nèi)的LM3485驅(qū)動(dòng)芯片將市電轉(zhuǎn)換成LED需要的穩(wěn)定的直流電， 近紅外發(fā)光二極管從靜脈采集模塊11兩側(cè)照射學(xué)生的手背，位于靜脈采集模塊11正上方的 近紅外CCD攝像頭對(duì)學(xué)生的手背內(nèi)部的靜脈進(jìn)行照相，掃描器掃描拍攝，進(jìn)而得出靜脈圖 像；
[0059] LED均采用直流驅(qū)動(dòng)，因此在市電與LED之間需要加一個(gè)電源適配器即LED驅(qū)動(dòng)芯 片，其功能是將市電轉(zhuǎn)換為L(zhǎng)ED需要的直流電，通常采用專用恒流源或驅(qū)動(dòng)芯片（驅(qū)動(dòng)電 路）。本方案采用的LM3485驅(qū)動(dòng)芯片較多地應(yīng)用于礦燈，具有較好的穩(wěn)壓效果，是由降壓穩(wěn) 壓器導(dǎo)出的控制電流源，專為驅(qū)動(dòng)大功率、高亮度LED (HBLED)而設(shè)計(jì)，輸出電流精度是 10%。選擇LM3485芯片作為二極管陣列的驅(qū)動(dòng)電路，通過調(diào)整輸入端的PWM占空比來調(diào)節(jié)流 過LED陣列的電流，從而控制LED的亮度，進(jìn)而控制到達(dá)靜脈采集模塊11的光強(qiáng)度，最終確保 識(shí)別結(jié)果準(zhǔn)確。
[0060] S2、處理器12進(jìn)行圖像處理，具體包括如下步驟：
[0061] S21:靜脈圖像的有效區(qū)域提??；
[0062] S22:靜脈圖像的分割與去噪；
[0063] S23:靜脈圖像的細(xì)化；
[0064] S3、通信模塊13與服務(wù)器2進(jìn)行通信，與服務(wù)器2中預(yù)先存儲(chǔ)的靜脈圖像的特征值 進(jìn)行比對(duì)，采用匹配算法對(duì)手背靜脈特征進(jìn)行匹配，從而對(duì)個(gè)人進(jìn)行身份鑒定；
[0065] S4、采用處理器12進(jìn)行浮點(diǎn)運(yùn)算，得出結(jié)果，確認(rèn)身份;DSP處理器較為昂貴，用其 處理浮點(diǎn)運(yùn)算可提高實(shí)時(shí)性要求，縮短識(shí)別時(shí)間；
[0066] S5、語音播報(bào)器15播報(bào)識(shí)別結(jié)果，同時(shí)識(shí)別結(jié)果存儲(chǔ)至存儲(chǔ)媒介14。
[0067] 進(jìn)一步地，S21具體包括：
[0068] S211、灰度統(tǒng)一:將由于受到光照強(qiáng)度、手掌厚薄等因素的影響而導(dǎo)致手背靜脈圖 像的灰度差異統(tǒng)一;采集到的圖像包括背景和手背部分。手背靜脈識(shí)別以手背靜脈血管脈 絡(luò)作為識(shí)別依據(jù)，進(jìn)而識(shí)別身份，有用的信息主要集中在手背中間部分，稱之為有效區(qū)域。 有效區(qū)域應(yīng)包含盡量多的手背靜脈血管脈絡(luò)，且占整個(gè)手背面積比例盡量小。
[0069] S212、背景去除:通過灰度統(tǒng)一處理，手背與背景的灰度有著較為明顯的差異，利 用該灰度差異將背景去除，提取出手背部分的靜脈圖像；
[0070] S213、圖像提取:對(duì)去除背景后的圖像進(jìn)行逐點(diǎn)掃描，計(jì)算手背部分的質(zhì)心計(jì)算出 手背部分的面積S，即手背部分的像素?cái)?shù);以質(zhì)心為中心，定義一個(gè)矩形區(qū)域?yàn)橛行^(qū)域。
[0071] 進(jìn)一步地，S22具體包括：
[0072] S221、圖像分割:針對(duì)圖像中的每一個(gè)點(diǎn)（根據(jù)識(shí)別要求取點(diǎn)的數(shù)量，精確度高則 多，精確度低則數(shù)量相對(duì)較少），定義以該點(diǎn)為中心的半徑為r(r的大小根據(jù)識(shí)別要求確定） 的圓，計(jì)算出它的rXr鄰域內(nèi)所有像素點(diǎn)的均值和方差，然后計(jì)算閾值，進(jìn)行基于閾值的分 害J，并進(jìn)行二值化(即將靜脈圖像上的像素點(diǎn)的灰度值設(shè)置為〇或255,整個(gè)靜脈圖像呈現(xiàn)出 明顯的只有黑和白的視覺效果)處理；
[0073] S222、圖像去噪：分割且經(jīng)二值化后的靜脈圖像有很多噪聲，其中，包含有用信息 的靜脈圖像(靜脈脈絡(luò)圖像），還存在很多的虛假信息，若以白色代表背景圖像，黑色代表前 景圖像，其噪聲主要有三種:a、白色背景中存在的黑色孤立小區(qū)域，稱之為斑點(diǎn)；b、黑色前 景中存在的白色孤立小區(qū)域，稱之為孔洞;c、黑色邊緣微小的突起和凹陷，稱之為毛刺；
[0074] 對(duì)于前兩種噪聲，采用面積消除法去除，即通過計(jì)算每一塊黑色背景或白色背景， 將面積小于給定面積的塊認(rèn)定為噪聲，將其去除;對(duì)于第三種噪聲，采用中值濾波法去除。 [0075] 進(jìn)一步地，S23具體為：
[0076]以手背靜脈的骨架作為特征提取和特征識(shí)別的依據(jù)，細(xì)化的優(yōu)劣直接影響到識(shí)別 的效率和準(zhǔn)確率，以保留原圖像的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，保持原有靜脈線的連續(xù)性，減少斷線的情況， 保持圖像的原有特征為條件，進(jìn)行圖像的細(xì)化，從而得到失真較小的單像素寬靜脈骨架。 [0077] 進(jìn)一步地，還包括衛(wèi)星定位步驟和數(shù)據(jù)加密步驟，衛(wèi)星定位步驟位于S1與S2之間， 數(shù)據(jù)加密步驟位于S3與S4之間。
[0078] 通過對(duì)5000個(gè)樣本進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，準(zhǔn)確識(shí)別的概率達(dá)98.8 %。
[0079] 靜脈識(shí)別裝置1設(shè)于教室、寢室、圖書館或校門等處，且通過有線或無線通信模塊 與服務(wù)器2連接，若為無線連接，則靜脈識(shí)別裝置1可隨身攜帶，方便教師實(shí)時(shí)掌控、管理學(xué) 生的情況。靜脈識(shí)別裝置1與終端3的通信可采取有線或無線方式，例如有數(shù)據(jù)線傳輸?shù)扔?線傳輸方式，或藍(lán)牙等無線傳輸方式，即可及時(shí)、準(zhǔn)確地將識(shí)別結(jié)果發(fā)送至終端3。
[0080] 本發(fā)明提供的靜脈識(shí)別系統(tǒng)與指紋識(shí)別系統(tǒng)的參數(shù)對(duì)比見下表：
[0081] 樣本數(shù)量：1〇〇〇
[0087]以上僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利保護(hù)范圍，凡是利用本發(fā) 明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，直接或間接運(yùn)用在其它相關(guān)的技術(shù) 領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種學(xué)生身份識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于，包括對(duì)學(xué)生靜脈信息進(jìn)行比對(duì)的靜脈識(shí)別裝 置(1)、預(yù)存儲(chǔ)靜脈信息的服務(wù)器(2)和接收識(shí)別信息的終端(3); 靜脈識(shí)別裝置（1)包括靜脈采集模塊（11)、處理器（12)、與服務(wù)器（2)進(jìn)行通信的通信 模塊(13)、存儲(chǔ)識(shí)別結(jié)果的存儲(chǔ)媒介(14)、播報(bào)識(shí)別結(jié)果的語音播報(bào)器(15)，靜脈采集模塊 (11)、通信模塊(13)、存儲(chǔ)媒介（14)和語音播報(bào)器(15)均與處理器(12)相連； 處理器（12)、服務(wù)器(2)和終端(3)兩兩相連。2. 根據(jù)權(quán)利要求1的學(xué)生身份識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于，靜脈識(shí)別裝置（1)還包括用于在 超過設(shè)定值時(shí)報(bào)警的報(bào)警器(16)、報(bào)警器(16)連接處理器(12)。3. 根據(jù)權(quán)利要求2的學(xué)生身份識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于，靜脈識(shí)別裝置（1)還包括用于對(duì) 正在進(jìn)行靜脈識(shí)別的學(xué)生定位的衛(wèi)星定位模塊（17)和用于對(duì)學(xué)生的靜脈信息進(jìn)行加密的 數(shù)據(jù)加密模塊(18)，衛(wèi)星定位模塊(17)與數(shù)據(jù)加密模塊(18)均連接處理器(12)。4. 根據(jù)權(quán)利要求3的學(xué)生身份識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于，終端(3)為智能手機(jī)或計(jì)算機(jī);處 理器(12)為FPGA芯片或DSP芯片;存儲(chǔ)媒介（14)為TF卡或SD卡。5. 根據(jù)權(quán)利要求4的學(xué)生身份識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于，靜脈采集模塊（11)包括LM3485驅(qū) 動(dòng)芯片、近紅外發(fā)光二極管、近紅外CCD攝像頭和對(duì)手背靜脈進(jìn)行全方位掃描拍攝的掃描 器;通信模塊（13)為無線通信模塊或有線通信模塊，無線通信模塊包括RS485接口或RS232 接口。6. -種學(xué)生身份識(shí)別方法，其特征在于，包括如下步驟： 51、 靜脈采集模塊（11)內(nèi)的LM3485驅(qū)動(dòng)芯片將市電轉(zhuǎn)換成LED需要的穩(wěn)定的直流電，近 紅外發(fā)光二極管從靜脈采集模塊（11)兩側(cè)照射學(xué)生的手背，位于靜脈采集模塊(11)正上方 的近紅外CCD攝像頭對(duì)學(xué)生的手背內(nèi)部的靜脈進(jìn)行照相，掃描器掃描拍攝，進(jìn)而得出靜脈圖 像； 52、 處理器（12)進(jìn)行圖像處理，具體包括如下步驟： S21:靜脈圖像的有效區(qū)域提?。? S22:靜脈圖像的分割與去噪； S23:靜脈圖像的細(xì)化； 53、 通信模塊（13)與服務(wù)器(2)進(jìn)行通信，與服務(wù)器(2)中預(yù)先存儲(chǔ)的靜脈圖像的特征 值進(jìn)行比對(duì)，采用匹配算法對(duì)手背靜脈特征進(jìn)行匹配，從而對(duì)個(gè)人進(jìn)行身份鑒定； 54、 采用處理器（12)進(jìn)行浮點(diǎn)運(yùn)算，得出結(jié)果，確認(rèn)身份； 55、 語音播報(bào)器(15)播報(bào)識(shí)別結(jié)果，同時(shí)識(shí)別結(jié)果存儲(chǔ)至存儲(chǔ)媒介(14)。7. 根據(jù)權(quán)利要求6的學(xué)生身份識(shí)別方法，其特征在于，S21具體包括： 5211、 灰度統(tǒng)一:將手背靜脈圖像的灰度差異統(tǒng)一； 5212、 背景去除：通過灰度統(tǒng)一處理，手背與背景的灰度有著較為明顯的差異，利用該 灰度差異將背景去除，提取出手背部分的靜脈圖像； 5213、 圖像提取:對(duì)去除背景后的圖像進(jìn)行逐點(diǎn)掃描，計(jì)算手背部分的質(zhì)心計(jì)算出手背 部分的面積S，即手背部分的像素?cái)?shù);以質(zhì)心為中心，定義一個(gè)矩形區(qū)域?yàn)橛行^(qū)域。8. 根據(jù)權(quán)利要求6的學(xué)生身份識(shí)別方法，其特征在于，S22具體包括： S221、圖像分割:針對(duì)圖像中的每一個(gè)點(diǎn)，定義以該點(diǎn)為中心的半徑為r的圓，計(jì)算出它 的rXr鄰域內(nèi)所有像素點(diǎn)的均值和方差，然后計(jì)算閾值，進(jìn)行基于閾值的分割，并進(jìn)行二值 化處理； S222、圖像去噪：分割且經(jīng)二值化后的圖像有很多噪聲，其中，包含有用信息的靜脈圖 像，還存在很多虛假信息，若以白色代表背景圖像，黑色代表前景圖像，其噪聲主要有三種： a、白色背景中存在的黑色孤立小區(qū)域，稱之為斑點(diǎn);b、黑色前景中存在的白色孤立小區(qū)域， 稱之為孔洞;c、黑色邊緣微小的突起和凹陷，稱之為毛刺； 對(duì)于前兩種噪聲，采用面積消除法去除，即通過計(jì)算每一塊黑色背景或白色背景，將面 積小于給定面積的塊認(rèn)定為噪聲，將其去除;對(duì)于第三種噪聲，采用中值濾波法去除。9. 根據(jù)權(quán)利要求6的學(xué)生身份識(shí)別方法，其特征在于，S23具體為： 以手背靜脈的骨架作為特征提取和特征識(shí)別的依據(jù)，細(xì)化的優(yōu)劣直接影響到識(shí)別的效 率和準(zhǔn)確率，以保留原圖像的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，保持原有靜脈線的連續(xù)性，減少斷線的情況，保持 圖像的原有特征為條件，進(jìn)行圖像的細(xì)化，從而得到失真較小的單像素寬靜脈骨架。10. 根據(jù)權(quán)利要求6的學(xué)生身份識(shí)別方法，其特征在于，還包括衛(wèi)星定位步驟和數(shù)據(jù)加 密步驟，衛(wèi)星定位步驟位于S1與S2之間，數(shù)據(jù)加密步驟位于S3與S4之間。
【文檔編號(hào)】G06K9/00GK106096536SQ201610402255
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月8日
【發(fā)明人】陳衛(wèi)民, 陳志剛, 劉佳琦, 李登
【申請(qǐng)人】湖南城市學(xué)院