[發明專利]多光譜圖像采集裝置和方法

有效

• 申請號: 200810056724.2
• 申請日: 2008-01-24
• 公開（公告）號: CN101493884A
• 公開（公告）日: 2009-07-29
• 發明（設計）人: 譚鐵牛;孫哲南;郝瑛;任超
• 申請（專利權）人: 中國科學院自動化研究所
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/20
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 周國城

技術領域

本發明涉及生物特征識別，光學技術，電子電路技術等領域，特 別是涉及待采集物體(例如手掌、手背、手腕以及身體其他部位皮膚) 檢測采集技術，為生物特征識別、計算機視覺和圖形學、醫學美容等 領域提供了一種新的信息獲取設備。

背景技術

生物特征識別技術通過獲取和分析人體的生理和行為特征，用于 個體身份的自動鑒別。在廣闊應用前景的驅動下，目前生物特征識別 已成為模式識別、圖像處理、計算機視覺等領域的熱門研究課題，新 模態、新裝置、新理論、新方法層出不窮，引導和推動相關學科的快 速發展。同時，生物特征識別又是一項面向國家信息安防領域戰略需 求的應用技術，在公安司法、邊檢通關、銀行證券、社保福利、信息 網絡、門禁考勤等領域都有廣闊的應用前景。2006年頒布的《國家中 長期科學和技術發展規劃綱要》在談到公共安全重點領域以及前沿信 息技術的部署時，都明確提出要重點研究生物特征識別和快速篩查與 證實技術。

目前人們研究和使用的生物特征識別技術主要有：人臉識別、虹 膜識別、手形識別、指紋識別、掌紋識別、簽名識別、聲音識別。在 眾多識別方法中，可以看出人體的重要部分——手掌，它同時包含指 紋，掌紋，手掌靜脈等眾多特征信息。

人體手掌皮膚是由真皮、表皮和皮下組織組成的多層結構，包含 了細胞、纖維、脂肪、靜脈、毛細血管、毛發等復雜的多元成分。研 究人員發現，不同波長的光線對于人體皮膚具有不同的穿透能力，一 般波長越長穿透更深，例如波長為600至1000nm的近紅外光能夠穿透 皮膚表面1至3mm。在手掌皮膚表面和皮下不同的深度層次，分布著 各種類型的生理組織，具有特定的光譜吸收和散射特性，因此不同波 段的入射光線可以探測到內容迥異的視覺信息。人體手掌皮膚微觀結 構和整體模式的形成受胚胎發育隨機因素的影響，具有獨特的個性化 特征，并且穩定存在，因此不同波段下的手掌圖像就為身份識別提供 了辨識依據。

利用本發明的多光譜手掌圖像采集方法與裝置，能夠得到三個模 態的信息，即指紋、掌紋和靜脈。其中，指紋識別技術是最早的生物 特征識別技術，作為一項很成熟的技術已經廣泛的應用到日常生活中 的許多領域。掌紋識別指利用手掌皮膚紋理進行身份識別，是生物特 征識別領域的又一新興技術。靜脈識別作為一項國際前沿的生物特征 技術，正成為科研的熱點，但是現在很多學者更多關注的是手背靜脈 的研究，而且對于靜脈圖像的采集方法主要是近紅外熱成像，這種成 像方法容易受環境的干擾，如溫度，濕度等，采集的圖像質量很難滿 足生物特征識別的要求。

單一的掌紋和指紋識別技術都無法很好的解決識別過程中活體檢 測這個難關，很容易被盜取和偽造，安全性不高。靜脈識別可以幫助 解決活體檢測，但是常用的熱紅外成像技術在拍攝手掌的時候往往無 法獲得高質量圖像，因而難以用于識別。此外，采用單一模態容易受 到類內變化的影響，從而引起識別率的迅速下降。

發明內容

(一)要解決的技術問題

有鑒于此，本發明的一個目的在于提供一種多光譜圖像采集裝置， 從成像原理的角度確保采集獲得高質量、多模態手掌圖像。

本發明的另一個目的在于提供一種多光譜圖像采集方法，從控制 流程的角度實現了高質量圖像的獲取。

(二)技術方案

為達到上述目的，本發明提供了一種多光譜圖像采集裝置，該裝 置至少包括紅外傳感器1、設備外殼2、毛玻璃4、多光譜光源電路5、 裝置橫板6、CCD攝像頭7、電源電路8和單片機控制電路9，其中，

紅外傳感器1固定于設備外殼2內部的頂端，用于檢測圖像采集 區域內是否存在待采集物體，如果檢測到圖像采集區域內存在待采集 物體，則通過單片機控制電路9通知外部控制計算機；否則，繼續檢 測；

設備外殼2，用于固定紅外傳感器1、毛玻璃4、多光譜光源電路 5、裝置橫板6、電源電路8和單片機控制電路9；

毛玻璃4，設置于圖像采集區域與多光譜光源電路5之間，且固定 于多光譜光源電路5之上，用于使得多光譜光源電路5照射至圖像采 集區域的光線盡可能均勻；

多光譜光源電路5，固定于設備外殼2內部的裝置橫板6之上，用 于向圖像采集區域照射單光譜或組合光譜的光線，供CCD攝像頭7拍 攝圖像使用；

裝置橫板6，設置于設備外殼2內部偏下位置，用于固定多光譜光 源電路5和CCD攝像頭7；