專利名稱：活體手掌血管造影圖像采集儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于生物特征識(shí)別和自動(dòng)身份鑒別技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及手掌血管造影圖像采集技術(shù)。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)的發(fā)展，人與人之間的交往日益頻繁，社會(huì)關(guān)系日益復(fù)雜，鑒別一個(gè)人的身份顯得越來(lái)越重要。
傳統(tǒng)的身份鑒別方法，都是借助于第三方的工具來(lái)進(jìn)行的，如密碼、IC卡、磁卡等，但是這種工具都有一定的可遺失性，易丟、易壞、易遺忘，這些無(wú)論是給使用還是管理都都造成了很大的不便和風(fēng)險(xiǎn)。生物特征識(shí)別技術(shù)是利用人自身的某些具有共有性、獨(dú)特性、永久性等特性的生物特征來(lái)進(jìn)行身份鑒別可以很好的解決傳統(tǒng)身份鑒別方式的問(wèn)題。
血管造影是一種新興的生物特征，它是利用提取手掌內(nèi)部血管的網(wǎng)絡(luò)圖作為一種生物特征，經(jīng)科學(xué)驗(yàn)證這種網(wǎng)絡(luò)圖是符合生物特征的各種特性的。它與指紋、掌紋、虹膜等已經(jīng)廣泛應(yīng)用的生物特征相比較擁有以下優(yōu)點(diǎn)1.特征藏于皮下，不易偽造破壞；2.有較強(qiáng)的抗干擾能力；3.可以實(shí)現(xiàn)非接觸式的采集，采集特征過(guò)程友好。
隨著生物特征識(shí)別技術(shù)的發(fā)展，作為它的一部分，血管造影特征識(shí)別技術(shù)也將得到廣泛的應(yīng)用。一種生物特征識(shí)別技術(shù)的研究，首先要有穩(wěn)定的特征采集方式，所以研究手掌血管造影圖像采集儀對(duì)于血管造影識(shí)別技術(shù)的發(fā)展有著很重要的意義。
目前，血管造影圖像采集主要有以下幾種方法1、紅外熱像儀直接提取手掌血管圖像利用PtSi紅外熱象儀接收3.5~4um的紅外光的特性，接收手掌的熱成像，輸入到計(jì)算機(jī)，以二維灰度圖像存儲(chǔ)。這種采集方式最大的問(wèn)題是成本高昂，無(wú)法實(shí)用化。而且采集的血管圖像模糊，信息損失比較大。
2、外界紅外光源照射手掌用攝像頭拍攝由于不同的發(fā)射和吸收造成的手掌血管圖像。這種方式成本低，方式簡(jiǎn)便，但是由于手掌的凸凹不平和角度無(wú)法保證每次都一樣，所以采集到的圖片的穩(wěn)定性不好保證，而且這種方式無(wú)法深入皮膚內(nèi)部，所以無(wú)法得到全面的手掌血管圖像。例如專利1472692中提到的鼠標(biāo)中的手掌血管圖像的采集裝置就是用的這個(gè)方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服已有的采集手掌血管圖像技術(shù)的不足，設(shè)計(jì)出一種新的活體手掌血管造影圖像采集儀，使之具有采集圖像清晰，能夠全面反映手掌血管網(wǎng)絡(luò)的全貌，能夠?qū)崟r(shí)采集等特性。
本發(fā)明提出的一種手掌血管造影圖像采集儀，它包括紅外光源、數(shù)字?jǐn)z像頭，其特征在于，還包括一箱體，該紅外光源和數(shù)字?jǐn)z像頭分別安裝在該箱體內(nèi)的下部和上部，以及安裝在箱體中部帶有可通過(guò)紅外光的窗口及手掌定位裝置的采集平臺(tái)，所述的數(shù)字?jǐn)z像頭、紅外光源與窗口的中心處在同一垂直線上。
上述的光源采用紅外發(fā)光二極管陣列，使得照射范圍內(nèi)亮度均勻。
上述的手掌定位裝置包括用于中指定位的定位槽及用于中指、食指和無(wú)名指之間的根部定位的兩個(gè)定位栓，通過(guò)對(duì)中指的限位和中指與食指，中指與無(wú)名指之間的根部進(jìn)行限位來(lái)實(shí)現(xiàn)手掌定位。
上述的數(shù)字?jǐn)z像頭前方可設(shè)置一鍍膜鏡片濾除可見光，使得只有紅外光能夠穿透鍍膜鏡片，這樣避免可見光得干擾。
所述的數(shù)字?jǐn)z像頭設(shè)有與PC機(jī)連接的USB接口，具有傳輸速度快的特點(diǎn)，使得PC機(jī)上的處理可以實(shí)時(shí)。
本發(fā)明的特點(diǎn)及效果本發(fā)明利用近場(chǎng)紅外光對(duì)于手掌內(nèi)不同的介質(zhì)中不同的穿透性的性質(zhì)，利用平臺(tái)的定位裝置固定手掌位置，阻隔紅外光源與數(shù)字?jǐn)z像頭，用數(shù)字?jǐn)z像頭采集穿過(guò)手掌的紅外光得到手掌血管造影圖像?？蓪⒃搱D像信息通過(guò)USB接口傳入PC機(jī)得到手掌血管網(wǎng)絡(luò)得灰度圖。
本裝置具有采集圖像清晰，能夠全面反映手掌血管網(wǎng)絡(luò)的全貌，能夠?qū)崟r(shí)采集等特性。


圖1為本發(fā)明的手掌血管造影圖像采集儀的實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意2為本發(fā)明的采集平臺(tái)上定位裝置實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意3為利用本發(fā)明采集到的手掌血管網(wǎng)絡(luò)圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明設(shè)計(jì)的一種手掌血管造影圖像采集儀結(jié)合附圖及實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明如下本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)實(shí)施例如圖1所示，它包括儀器箱體1、帶窗口5和手掌定位裝置6的采集平臺(tái)2和數(shù)字?jǐn)z像頭8；其中，采集平臺(tái)被固定于箱體中部，紅外光源3安裝在箱體下部，可通過(guò)與紅外光源3相連的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)4來(lái)微調(diào)光源的角度，平臺(tái)2上的窗口5在采集平臺(tái)的中部，手掌定位裝置6直接加工在平臺(tái)上，數(shù)字?jǐn)z像頭8被固定于箱體頂部，并與光源3和采集窗口5的中心處在同一垂直線上，數(shù)字?jǐn)z像頭8前還設(shè)置一鍍膜鏡片7；數(shù)字?jǐn)z像頭上直接引出usb接口與PC機(jī)(不屬于本采集儀的部件，圖中未示出)連接。
本實(shí)施例各部件的功能分別說(shuō)明如下箱體1，其主體為一矩形殼體，矩形殼體下部和采集平臺(tái)一起組成的封閉空間安裝紅外光源3，中部屬于采集平臺(tái)空間，開有一個(gè)入口10，手可從入口伸進(jìn)箱體內(nèi)放于采集平臺(tái)上，箱體上部連有一小柱殼體9，其內(nèi)安裝數(shù)字?jǐn)z像頭8。
采集平臺(tái)2，為設(shè)有透明窗口隔板，位于箱體中部。采集圖像時(shí)，手掌掌心向下按在采集平臺(tái)的窗口隔板上，窗口與手掌重合的部分，即造影區(qū)域，手的定位依靠靠平臺(tái)里的定位裝置6。
紅外光源3，用紅外發(fā)光二極管組成一個(gè)陣列，產(chǎn)生面光源的效果，保證光照均勻，紅外發(fā)光二極管使用波長(zhǎng)是910nm的GaAs紅外發(fā)光二極管，光源安裝在箱體下部的支架上，紅外光源與隔板4相連，隔板4是一個(gè)旋鈕，連接在支架上，可以對(duì)紅外光源進(jìn)行角度上的微調(diào)，保證對(duì)采集范圍的光照亮度均勻。
采集窗口5，可采用一塊紅外光可透過(guò)的圓形玻璃，固定于采集平臺(tái)中間，紅外光線只能從窗口透射過(guò)來(lái)，所以采集窗口限制了最大造影區(qū)域，手掌必須在采集窗口上方才能造影產(chǎn)生血管網(wǎng)絡(luò)的圖像。
手掌定位裝置6，為了保證每次采集到的血管圖像都能在比較固定的手掌區(qū)域，設(shè)置了手掌定位裝置，該裝置設(shè)置在采集平臺(tái)上，如圖2所示，包括中指的定位槽21，中指和食指之間和中指與無(wú)名指之間的根部的兩個(gè)定位栓22，通過(guò)這一線兩點(diǎn)的固定，可以基本控制手掌在窗口5(即采集區(qū)域)的固定。
鍍膜鏡片7，安裝在數(shù)字?jǐn)z像頭8前，鍍膜鏡片7的鍍膜為反射可見光透過(guò)紅外光的膜層，這樣可以濾除可見光對(duì)圖像的干擾。
數(shù)字?jǐn)z像頭8，安裝于箱體上部，與采集窗口、紅外光源同軸，它可以接收紅外光，產(chǎn)生的數(shù)字信號(hào)從usb接口傳入PC機(jī)，生成血管造影的灰度圖像。
本實(shí)施例的工作過(guò)程為首先打開紅外光源電源；使用者手心向下伸入儀器，平按在采集平臺(tái)上如圖2，保證中指以及中指與食指和中指與無(wú)名指的根部被采集平臺(tái)的定位裝置固定，用數(shù)字?jǐn)z像頭采集穿過(guò)手掌的紅外光得到手掌血管造影圖像。
將本發(fā)明采集儀通過(guò)USB接口與計(jì)算機(jī)正確連接，從PC機(jī)上可以實(shí)時(shí)看到造影圖像采集儀產(chǎn)生的手掌血管造影圖像。
用本實(shí)施例正確采集到的圖像如圖3所示，圖中可見清楚分布的手掌血管31。
權(quán)利要求
1.一種手掌血管造影圖像采集儀，它包括紅外光源、數(shù)字?jǐn)z像頭，其特征在于，還包括一箱體，該紅外光源和數(shù)字?jǐn)z像頭分別安裝在該箱體內(nèi)的下部和上部，以及安裝在箱體中部帶有可通過(guò)紅外光的窗口及手掌定位裝置的采集平臺(tái)，所述的數(shù)字?jǐn)z像頭、紅外光源與窗口的中心處在同一垂直線上。
2.如權(quán)利要求1所述的手掌血管造影圖像采集儀，其特征在于，所述的光源采用紅外發(fā)光二極管陣列。
3.如權(quán)利要求1所述的手掌血管造影圖像采集儀，其特征在于，所述的手掌定位裝置包括用于中指定位的定位槽及用于中指、食指和無(wú)名指之間的根部定位的兩個(gè)定位栓。
4.如權(quán)利要求1所述的手掌血管造影圖像采集儀，其特征在于，所述的數(shù)字?jǐn)z像頭前設(shè)置一濾除可見光的鍍膜鏡片。
5.如權(quán)利要求1所述的手掌血管造影圖像采集儀，其特征在于，所述的數(shù)字?jǐn)z像頭設(shè)有與PC機(jī)連接的USB接口。
全文摘要
本發(fā)明涉及活體手掌血管造影圖像采集儀，屬于生物特征識(shí)別和自動(dòng)身份鑒別技術(shù)領(lǐng)域。它包括紅外光源、數(shù)字?jǐn)z像頭，其特征在于，還包括一箱體，該紅外光源和數(shù)字?jǐn)z像頭分別安裝在該箱體內(nèi)的下部和上部，以及安裝在箱體中部帶有可通過(guò)紅外光的窗口及手掌定位裝置的采集平臺(tái)，所述的數(shù)字?jǐn)z像頭、紅外光源與窗口的中心處在同一垂直線上。本發(fā)明具有采集圖像清晰，能夠全面反映手掌血管網(wǎng)絡(luò)的全貌，能夠?qū)崟r(shí)采集等特性。
文檔編號(hào)A61B5/117GK1586395SQ20041007434
公開日2005年3月2日 申請(qǐng)日期2004年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月10日
發(fā)明者林喜榮, 周斌, 譚汝謀, 賈惠波, 莊波 申請(qǐng)人:清華大學(xué)