[發明專利]手指指節折痕和靜脈雙模態生物特征圖像采集裝置及方法

有效

• 申請號: 201110062993.1
• 申請日: 2011-03-16
• 公開（公告）號: CN102117403A
• 公開（公告）日: 2011-07-06
• 發明（設計）人: 管鳳旭;姜智超;王科俊;吳秋雨
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/20;A61B5/117
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及的是一種生物特征圖像采集裝置，特別是一種手指指節折痕和靜脈的雙模態生物特征圖像采集裝置。本發明還涉及一種生物特征圖像采集方法。

背景技術

生物特征鑒別個人身份的技術有指紋、人臉、語音、虹膜等，各種身份認證技術在用戶親和力、成本和性能方面各有優缺點。人臉對姿勢、附加裝飾物、表情和光線變化敏感；虹膜的識別要求特定的照明條件，其采集過程使用戶倍感不適；指紋識別則要求手指有較完整的表皮，將近3-4％的人由于指紋特征不夠明晰、爆皮或損傷等原因而無法注冊與識別。因此，任何單一生物特征識別在可靠性及準確性上存在一定局限性，因此雙模態、甚至多模態生物特征識別系統具有更廣闊的應用前景。

目前已有一些關于雙模態或多模態生物特征識別系統的公開報道。例如申請號為200910106894.1、名稱為“基于手指靜脈紋與手指背紋的成像設備及多模態身份認證方法”的專利文件中公開的技術方案，主要包括手指靜脈紋與手指背紋的采集裝置結構、成像設備及多模態身份認證方法，身份認證方法包括注冊過程和認證過程，它具有較好的抗偽造性能，能有效提高生物特征識別系統的穩定性和適用性。但是該技術方案的圖像采集部分主要特征是通過2個攝像頭分別獲取手指指背紋和靜脈紋，因此這種采集裝置的硬件電路比較復雜，成本高；另外，專利申請號為200910071283.8，名稱為“基于指紋和手指靜脈紋的雙模態生物圖像采集裝置”的專利文件中，公開的技術方案主要包括手指指紋和手指靜脈的采集裝置結構、兩路成像設備和電路，其性能好于僅基于指紋或靜脈的單模態生物特征識別系統。同樣這一技術方案也是通過2個攝像頭分別獲取手指指紋和靜脈紋，導致硬件電路比較復雜，提高成本，并且其兩種圖像數據必須依靠可編程邏輯器件CPLD的正常工作才能通過USB接口傳輸到計算機中，這不僅增加成本，而且加大了不穩定因素。

手指的指節折痕與手指靜脈這兩種特征，所處的人體位置相對隱蔽、不易磨損，具有生物特征穩定、終生不變等性質。手指指節折痕(又被稱作指節橫斷紋)，它是由人的手指彎曲自然形成的，具有遺傳性和后天性，是人固有生理特征，具有普遍性。由于生物個體生長發育的隨機性及后天經歷的不同，指節折痕也呈現出一定的特異性，研究表明可將其作為一種用于身份識別的生物特征。而且手指的指節折痕所處位置，與指紋所處的指尖位置相比，不宜發生爆皮與磨損現象，而且受到傷害的幾率也非常低。手指靜脈藏匿于身體內部，不存在仿制或失竊的風險，而且表面皮膚不會對識別工作造成影響。

目前已經有很多關于手指靜脈采集裝置的公開報道，但是沒有查詢到任何關于手指指節折痕采集裝置的公開文獻，而且也并沒有同時將這兩種生物特征圖像連續采集的采集裝置。

發明內容

本發明的目的在于提供一種簡單實用，可連續采集手指指節折痕圖像及手指靜脈圖像的手指指節折痕和靜脈雙模態生物特征圖像采集裝置。本發明的目的還在于提供一種手指指節折痕和靜脈雙模態生物特征圖像采集方法。

本發明的目的是這樣實現的：

本發明的手指指節折痕和靜脈雙模態生物特征圖像采集裝置主要分上下兩部分結構，上半部分結構為包含頂板的開放式結構，頂板的下表面安裝有可發射紅外光的LED陣列，下半部分結構為六面箱體，箱體上蓋中部有一處鏤空，鏤空處有安裝于位移導軌上的濾光鏡片，位移導軌的兩端設置與光源切換電路相連的轉換開關，箱體內安裝有一套控制電路，控制電路主要包括光源切換電路、USB2.0控制電路和CMOS攝像頭電路，CMOS攝像頭電路連接一個CMOS攝像頭和配套鏡頭形成成像設備，成像設備兩側安裝可發射可見光的LED陣列。

本發明的手指指節折痕和靜脈雙模態生物特征圖像采集裝置還包括濾光鏡片執行機構，所述執行機構包括連接于箱體與濾光鏡片之間的壓緊彈簧、固定于濾光鏡片上的位移按鈕、位于位移按鈕端部的扣鎖。

本發明的手指指節折痕和靜脈雙模態生物特征圖像采集方法為：

(1)手指指節折痕和靜脈雙模態生物特征圖像采集裝置配的USB線接到計算機USB2.0接口上，USB2.0接口提供+5V電源，并通過驅動程序連接USB2.0控制電路的USB主芯片68013A，檢查I²C總線上的是否存在EEPROM，并判斷首字節是否為0xC2，如果是0xC2，則把固件程序從EEPROM中自動下載到USB主芯片自身的RAM中并執行，實現重枚舉；這時USB主芯片通過SCCB總線初始化CMOS攝像頭電路的參數，實現攝像頭的自動曝光、增益控制及白平衡控制，同時USB驅動程序開始正常工作；