專利名稱：手背靜脈生物特征證卡識(shí)別設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無(wú)線射頻識(shí)別、光學(xué)儀器與模式識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域，尤其是由含有近紅外 LED陣列光源的生物特征采集器，RAM，使用ARM或DSP的處理器，存儲(chǔ)器、電源管理和讀卡 器組成的便攜式手背靜脈生物特征采集識(shí)別設(shè)備。
背景技術(shù)：
隨著光電、微計(jì)算機(jī)、圖像處理與模式識(shí)別等技術(shù)的飛速發(fā)展，出現(xiàn)了一種嶄新的 人體生物特征識(shí)別技術(shù)，這就是依靠生物特征來(lái)進(jìn)行人的身份辨識(shí)的一種高科技識(shí)別技 術(shù)——生物特征識(shí)別(Biometrics,字面含義為生物測(cè)定學(xué))，它是指通過(guò)計(jì)算機(jī)利用人體 所固有的生理特征或行為特征來(lái)進(jìn)行個(gè)人身份認(rèn)證的一種技術(shù)。用于辨識(shí)身份的生物特征 目前主要用到的有指紋、虹膜、靜脈、聲音、掌紋、筆跡等。由于這些特征具有人體固有的不 可復(fù)制的唯一性和穩(wěn)定性，因此可用來(lái)準(zhǔn)確的鑒別個(gè)人身份。目前，該技術(shù)已在國(guó)家安全、 公安、司法、金融等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，如重要部門的合法進(jìn)入、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)登錄控制、信 用卡持卡人的身份驗(yàn)證、嫌疑犯的身份辨認(rèn)等。 其中，手背靜脈識(shí)別與虹膜識(shí)別、指紋識(shí)別都是利用紋理的信息進(jìn)行身份識(shí)別認(rèn) 證，但是它相比于其它兩種生物特征識(shí)別方法又具有自身的特點(diǎn)。首先，手背靜脈的有效區(qū) 域比較大，使其可以在低分辨率下采集，并且圖像采集過(guò)程中，移動(dòng)人手到合適的成像位置 顯然更加方便；其次，非接觸式手背靜脈采集又可以避免接觸式指紋采集所遇到的一些問(wèn) 題，如殘留痕跡、衛(wèi)生問(wèn)題以及對(duì)采集者可能造成的心理不適；第三，靜脈特征紋理比虹膜 和指紋都要簡(jiǎn)單，可以有效的縮短圖像處理時(shí)間，對(duì)處理器的性能要求也相應(yīng)地降低，節(jié)省 了時(shí)間和成本。因此，靜脈特征的特點(diǎn)可以歸結(jié)為紋理較簡(jiǎn)單、采集定位容易、采集非接觸 三點(diǎn)。 然而，目前的手背靜脈采集識(shí)別系統(tǒng)主要由生物特征采集器，電源系統(tǒng)，電腦，UPS 不間斷電源以及靜脈識(shí)別模塊及其配套軟件等組成，體積較為龐大笨重，沒(méi)有將各個(gè)組成 模塊高度集成化、小型化，達(dá)到便于攜帶的目的。而且，如果本地存儲(chǔ)用戶的靜脈信息數(shù)量 過(guò)多，則會(huì)嚴(yán)重影響識(shí)別速度，使其無(wú)法實(shí)時(shí)辨識(shí)用戶身份。這些不足在很大程度上限制了 靜脈識(shí)別系統(tǒng)在各個(gè)領(lǐng)域的廣泛推廣和應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種便攜式手背靜脈生物特征采集識(shí)別設(shè)備，它 將采集模塊與識(shí)別模塊集成為一體，且外觀輕巧，便于攜帶；而無(wú)線射頻讀卡功能可使采集 到的用戶手背靜脈圖像特征編碼與已注冊(cè)的用戶手背靜脈信息實(shí)現(xiàn)一對(duì)一的匹配識(shí)別，大 大縮短了識(shí)別的時(shí)間。 為解決傳統(tǒng)靜脈采集識(shí)別系統(tǒng)較為笨重、繁瑣無(wú)法便攜的問(wèn)題，縮短身份判識(shí)的 時(shí)間，本發(fā)明的基本構(gòu)思是融合無(wú)線射頻技術(shù)、微處理器技術(shù)以及生物特征識(shí)別技術(shù)，將 生物特征采集器與手背靜脈圖像處理模塊、射頻卡讀卡模塊以及識(shí)別結(jié)果的輸出顯示模塊集成為一體，該系統(tǒng)主要由含有近紅外LED陣列光源的生物特征采集器、RAM、使用ARM或 DSP的處理器、存儲(chǔ)器、LCD、觸摸屏(備選)、音頻輸出、鍵盤(備選)和讀卡器組成。首先，通 過(guò)讀卡器識(shí)別ID卡是否合法，利用該卡號(hào)準(zhǔn)確提取與該卡掛鉤的手背靜脈信息，然后利用 位于該采集識(shí)別設(shè)備前端的生物特征采集器采集用戶手背靜脈信息，它將采集到的靜脈圖 像傳送至系統(tǒng)內(nèi)部的嵌入式圖像處理識(shí)別模塊(RAM、使用ARM或DSP的處理器、存儲(chǔ)器)， 對(duì)該手背靜脈圖像做圖像預(yù)處理、特征提取，并與已注冊(cè)的手背靜脈信息進(jìn)行匹配，最終得 到識(shí)別的結(jié)果。該識(shí)別結(jié)果將通過(guò)音頻輸出和LCD顯示的方式進(jìn)行人機(jī)交互，使被識(shí)別者 及時(shí)獲得識(shí)別結(jié)果，并通過(guò)聲音和文字顯示的方式提示被識(shí)別者更好的配合系統(tǒng)識(shí)別。該 系統(tǒng)的電源管理模塊用于有效得將電源分配給系統(tǒng)的各組件，降低組件閑置時(shí)的能耗。觸 摸屏和鍵盤至少選擇一種，用于在人機(jī)交互的過(guò)程中向系統(tǒng)輸入指令。利用便攜式手背靜 脈生物特征采集識(shí)別設(shè)備可以隨時(shí)隨地采集到符合識(shí)別要求的人體手背靜脈信息，對(duì)人的 身份進(jìn)行識(shí)別認(rèn)證。而且該設(shè)備還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小巧、界面友好的優(yōu)點(diǎn)。而且通過(guò)認(rèn) 證ID卡提取其對(duì)應(yīng)的手背靜脈信息的方法，免去了將采集到的手背靜脈信息與所有注冊(cè) 的信息一一匹配比對(duì)所造成的嚴(yán)重耗時(shí)，使得無(wú)論注冊(cè)多少用戶，該設(shè)備都能準(zhǔn)確實(shí)時(shí)的 進(jìn)行身份認(rèn)證。 本發(fā)明的特征之一是用戶在注冊(cè)手背靜脈信息時(shí)，與它相對(duì)應(yīng)的ID卡號(hào)一一掛 鉤，通過(guò)軟件管理中心對(duì)其授權(quán)。當(dāng)用戶通過(guò)本發(fā)明之設(shè)備進(jìn)行身份認(rèn)證時(shí)，首先通過(guò)讀卡 器獲得其提供的ID卡號(hào)，判斷該用戶是否為合法用戶。如果為合法用戶，則通過(guò)圖像處理 識(shí)別單元找到該ID號(hào)碼對(duì)應(yīng)的手背靜脈識(shí)別寫信。然后CPU控制音頻輸出和LCD顯示模 塊提示用戶通過(guò)ID卡合法認(rèn)證，進(jìn)入手背靜脈采集識(shí)別階段。最后將采集到的手背靜脈特 征信息與存儲(chǔ)器中與ID卡號(hào)相對(duì)應(yīng)的信息進(jìn)行匹配，得到最終識(shí)別結(jié)果。 本發(fā)明的特征還在于利用便攜式手背靜脈生物特征采集識(shí)別設(shè)備前端的生物特 征采集器是根據(jù)靜脈血管成像的原理設(shè)計(jì)的。由于人體組織在近紅外光照射下，靜脈血管 會(huì)由于吸收光波而和背景區(qū)分開來(lái)，因此靜脈圖像采集器采用發(fā)光波長(zhǎng)在760nm左右的近 紅外LED陣列組成。使用對(duì)近紅外光有更好的響應(yīng)特性的黑白攝像機(jī)。 另外，為了使入射光能夠均勻的分布在手背表面，便于使采集到符合靜脈生物特 征識(shí)別算法要求的手背靜脈圖像，本發(fā)明中的近紅外LED陣列光源為環(huán)繞數(shù)碼攝像頭的環(huán) 形光源。 此外，由于攝像機(jī)對(duì)近紅外以外的可見光的波段范圍有較高的響應(yīng)，為了濾除可 見光等信息對(duì)圖像細(xì)節(jié)的影響，在鏡頭之前放置專用濾光片，以便能只針對(duì)紅外光進(jìn)行成像。
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。


圖1是本發(fā)明的主要系統(tǒng)模塊示意圖。 圖1中1含有近紅外LED陣列光源的生物特征采集器，2RAM， 3使用ARM或DSP的 處理器，4存儲(chǔ)器，5LCD， 6音頻輸出，7鍵盤，8觸摸屏，9讀卡器。
具體實(shí)施方式
用戶在注冊(cè)手背靜脈信息時(shí)，注冊(cè)系統(tǒng)同時(shí)給這個(gè)用戶分配一個(gè)唯一 ID卡號(hào)，使 得手背靜脈信息與該ID卡號(hào)一一對(duì)應(yīng)地存入存儲(chǔ)器4中。由軟件管理中心為該用戶設(shè)置 權(quán)限。當(dāng)用戶刷卡時(shí)，首先通過(guò)讀卡器IO獲得其提供的ID卡號(hào)，遍歷存儲(chǔ)器4中注冊(cè)的ID 卡號(hào)，判斷該用戶是否為合法用戶。如果為合法用戶，則找到該ID號(hào)碼對(duì)應(yīng)的手背靜脈識(shí) 別信息。利用CPU[MCU]3控制音頻輸出7和LCD 6顯示模塊提示用戶通過(guò)ID卡合法認(rèn)證， 進(jìn)入手背靜脈采集識(shí)別階段。 生物特征采集器1是該便攜式手背靜脈生物特征采集識(shí)別設(shè)備的一個(gè)重要組成 部分。由它的黑白數(shù)碼攝像機(jī)來(lái)獲取手背靜脈圖像，并通過(guò)該攝像機(jī)鏡頭周圍的環(huán)形近紅 外LED陣列提供照明。由于攝像機(jī)對(duì)近紅外以外的可見光的波段范圍有較高的響應(yīng)，為了 濾除可見光等信息對(duì)圖像細(xì)節(jié)的影響，在鏡頭之前放置專用濾光片，以便能只針對(duì)紅外光 進(jìn)行成像。本儀器采用信噪比較高的黑白數(shù)碼攝像機(jī)，能獲取比較清晰地手背靜脈圖像。 生物特征采集器1獲取的手背靜脈圖像被實(shí)時(shí)地傳送至嵌入式圖像處理模塊 (RAM 2、使用ARM或DSP的處理器3、存儲(chǔ)器4)，由使用ARM或DSP的處理器3執(zhí)行靜脈識(shí) 別算法，對(duì)實(shí)時(shí)采集到的手背靜脈圖像做圖像預(yù)處理、特征提取，將得到的特征編碼與存儲(chǔ) 器4中ID卡號(hào)相對(duì)應(yīng)的信息進(jìn)行匹配，得到最終識(shí)別結(jié)果。 本發(fā)明設(shè)備通過(guò)LCD文字顯示6和音頻輸出7兩種方式及時(shí)得將識(shí)別結(jié)果告知相 關(guān)人員。并在手背靜脈圖像采集和識(shí)別的過(guò)程中，利用LCD文字顯示6和音頻輸出7進(jìn)行 有效的人機(jī)交互，使用戶更好的配合采集識(shí)別設(shè)備完成身份認(rèn)證。 雖然以具體實(shí)施方式
來(lái)描述發(fā)明，但是熟悉該項(xiàng)技術(shù)者將清楚地知道可在不脫離 所附權(quán)利要求所界定的本發(fā)明的精神及范圍內(nèi)實(shí)施各種變化和修改。但不論其在形狀或結(jié) 構(gòu)上作任何變化，凡是采用本技術(shù)所做出的修改，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求一種便攜式手背靜脈生物特征采集識(shí)別設(shè)備，由含有近紅外LED陣列光源的生物特征采集器(1)，RAM(2)，使用ARM或DSP的處理器(3)，存儲(chǔ)器(4)，LCD(5)，音頻輸出(6)，鍵盤(7)，觸摸屏(8)，讀卡器(9)組成，其特征在于該設(shè)備的各個(gè)組成部分都被集成為一體，其中生物特征采集器(1)位于設(shè)備的前端。
2. 如權(quán)利要求1所述的便攜式手背靜脈生物特征采集識(shí)別設(shè)備，其特征在于利用讀卡器9使采集到的用戶手背靜脈圖像特征編碼與已注冊(cè)的用戶手背靜脈信息實(shí)現(xiàn)一對(duì)一的匹配識(shí)別。
3. 如權(quán)利要求1所述的便攜式手背靜脈生物特征采集識(shí)別設(shè)備，其特征在于生物特征采集器(1)中采用對(duì)近紅外光有更好的響應(yīng)特性的黑白攝像機(jī)。
4. 如權(quán)利要求1所述的便攜式手背靜脈生物特征采集識(shí)別設(shè)備，其特征在于生物特征采集器(1)中的靜脈圖像采集照明部分采用發(fā)光波長(zhǎng)在760nm左右的近紅外LED陣列組成。
5. 如權(quán)利要求1、3所述的便攜式手背靜脈生物特征采集識(shí)別設(shè)備，其特征在于本發(fā)明中的近紅外LED陣列光源為環(huán)繞數(shù)碼攝像頭的環(huán)形光源。
6. 如權(quán)利要求1、3所述的便攜式手背靜脈生物特征采集識(shí)別設(shè)備，其特征在于生物特征采集器(1)中，為了濾除可見光等信息對(duì)圖像細(xì)節(jié)的影響，在鏡頭之前放置專用濾光片，以便能只針對(duì)紅外光進(jìn)行成像。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種便攜式手背靜脈生物特征采集識(shí)別設(shè)備。該采集識(shí)別系統(tǒng)有讀卡器、手背靜脈圖像的獲取、存儲(chǔ)、圖像處理識(shí)別以及識(shí)別結(jié)果的輸出等功能。它是一種基于無(wú)線射頻識(shí)別、光學(xué)儀器與模式識(shí)別技術(shù)的身份鑒定系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)各個(gè)部分的優(yōu)化，將含有近紅外LED陣列光源的生物特征采集器(1)和生物特征識(shí)別模塊(RAM(2)、使用ARM或DSP的處理器(3)、存儲(chǔ)器(4))有效的集成在一起，構(gòu)成一個(gè)小巧便攜的整體，使其能更加靈活的適應(yīng)多方面需求，方便不同用戶的使用。本實(shí)用新型在保證靜脈識(shí)別系統(tǒng)的通用性、識(shí)別性、穩(wěn)定性和防偽性的基礎(chǔ)上真正實(shí)現(xiàn)了便攜式的突破；而無(wú)線射頻讀卡功能可使采集到的用戶手背靜脈圖像特征編碼與已注冊(cè)的用戶手背靜脈信息實(shí)現(xiàn)一對(duì)一的匹配識(shí)別，大大縮短了識(shí)別的時(shí)間。
文檔編號(hào)G06K9/00GK201449617SQ200920004199
公開日2010年5月5日 申請(qǐng)日期2009年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月9日
發(fā)明者何玉青, 侯雨石 申請(qǐng)人:侯雨石