[實用新型]近紅外指靜脈圖像采集系統

有效

• 申請號: 201520937969.1
• 申請日: 2015-11-24
• 公開（公告）號: CN205354052U
• 公開（公告）日: 2016-06-29
• 發明（設計）人: 吳飛;楊廣達;宋奕光;王鳳蘭
• 申請（專利權）人: 秦皇島鴻大科技開發有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及的生物特征識別技術領域，特別涉及一種近紅外指靜脈圖像采集系統。

背景技術

指靜脈識別技術是一種新的生物特征識別技術，相對于其他的生物識別技術，具有采集速度快、精度高、活體識別、非接觸式等優點，有很高的市場價值與應用前景，得到研究人員的青睞。2006年，日本學者Junichi等^[1]分析了正面照射和側面照射的近紅外光源設計，并闡述了兩種方法的優缺點。2010年，哈爾濱工程大學管鳳旭，王俊科等^[2]提出了一種自動調光電路，可以根據紅外透射光的強度自動調整紅外發射強度，以保障紅外透射光強度維持在一個相對穩定的范圍。2012年沈陽工業大學吳微、苑瑋琦等^[3]對波長為760nm，850nm，890nm，940nm的近紅外LED進行試驗分析，最后證明850nm拍攝的掌靜脈圖像識別性能最佳。2014年由北京聯合大學的梁愛華^[4]提出了一種近紅外指靜脈圖像采集系統，利用單側聚光源和反射鏡面結合的光源照射方式，避免了單側光源下手指受光不均勻的問題。

發明內容

本實用新型指靜脈圖像采集裝置的光源設計，目的是為了得到均勻的近紅外光照，以使獲得清晰的手指靜脈紋絡圖。本實用新型針對正面近紅外LED光源均勻性問題，提出了求取兩個近紅外LED最優距離的方法，設計一套指靜脈采集系統，此系統得到了高對比度、清晰的手指靜脈紋絡。

本實用新型的目的是通過以下技術方案實現的：

一種近紅外指靜脈圖像采集系統，包括近紅外LED光源、手指放置槽、CMOS攝像頭；近紅外LED光源設置在手指放置槽正上方，CMOS攝像頭設置在手指放置槽正下方，通過手指放置槽與近紅外LED光源垂直相對；其中，所述的近紅外LED光源為多個LED組成的均勻LED陣列；所述的手指放置槽為可透光槽體；所述的CMOS攝像頭中設有圖像傳感器；近紅外LED光源由光源亮度控制電路控制，CMOS攝像頭由攝像頭控制電路控制。

在CMOS攝像頭的鏡頭前放置濾光片，使得只能通過近紅外光。

所述的圖像傳感器采用美國Aptina公司生產的MT9V034型號的CMOS圖像傳感器。

系統還設有指示燈，對系統的工作進行指示；指示燈由指示燈控制電路控制。

所述的光源亮度控制電路、攝像頭控制電路和指示燈控制電路都由FPGA控制器控制完成。

每兩個LED的最優距離d_max是這樣計算的：

z表示接收面與近紅外LED之間的距離，m是近紅外LED的輻射模式，其值與近紅外LED的發光區域和封裝透鏡曲率中心距離有關系。

所述的近紅外LED光源由三行平行光組成，采用等邊三角形的布局，任意兩個光源的距離相等，均為最優距離d_max。

通過本系統的設置，可得到更為均勻的近紅外光照，以獲得了更為清晰的手指靜脈紋絡圖。

附圖說明

圖1是指本實用新型靜脈采集系統結構示意圖，

圖2是不同d時兩個類似高斯分布關系圖，

圖3是單顆LED光照度分布圖，

圖4A是兩個LED的距離為最優距離0.9倍時的照度分布圖，

圖4B是兩個LED的距離為最優距離時的照度分布圖，

圖4C是兩個LED的距離為最優距離1.1倍時的照度分布圖，

圖5是三行平行光結構示意圖，

圖6是三行平行光光照度分布圖，

圖7是由本實用新型指靜脈采集系統采集到的手指靜脈圖像。

具體實施方式

參見圖1所示，本實用新型一種近紅外指靜脈圖像采集系統，主要由近紅外LED光源、手指放置槽、CMOS攝像頭組成。近紅外LED光源設置在手指放置槽正上方，CMOS攝像頭設置在手指放置槽正下方，通過手指放置槽與近紅外LED光源垂直相對。其中，所述的近紅外LED光源為多個LED組成的均勻LED陣列。所述的手指放置槽為可透光槽體。所述的CMOS攝像頭中設有圖像傳感器。近紅外LED光源由光源亮度控制電路控制，CMOS攝像頭由攝像頭控制電路控制。

為了避免可見光等其他光源對成像效果的影響，需要在CMOS攝像頭的鏡頭前放置濾光片，使得只能通過近紅外光，分析可知850nm波長的成像效果最好，因此選擇850nm波長的濾光片。本裝置選擇IR780的紅外濾波片，其對850nm的波長有很好的透過率。