[發明專利]一種基于全息光路相位識別技術的指紋識別裝置及方法

有效

• 申請號: 202110017546.8
• 申請日: 2021-01-07
• 公開（公告）號: CN112613487B
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發明（設計）人: 張永安;康文杰;張亞萍;賴本林
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: G06V40/12
• 分類號: G06V40/12;G06T5/00
• 代理公司: 昆明隆合知識產權代理事務所(普通合伙) 53220
• 代理人: 龍燕

1.一種基于全息光路相位識別技術的指紋識別裝置，其特征在于：包括黃光激光器（1）、分束鏡Ⅰ（2）、擴束鏡Ⅰ（3）、透鏡Ⅰ（4）、全反射鏡Ⅰ（5）、全反射鏡Ⅱ（6）、擴束鏡Ⅱ（7）、透鏡Ⅱ（8）、全反射鏡Ⅲ（9）、分束鏡Ⅱ（10）、偏振片（11）、檢測腔（12）、焦平面陣列探測器（13）、不透光外殼（14）、小型計算機（15）、檢測孔（16）；

黃光激光器（1）、分束鏡Ⅰ（2）、分束鏡Ⅱ（10）、擴束鏡Ⅰ（3）、擴束鏡Ⅱ（7）、透鏡Ⅰ（4）、透鏡Ⅱ（8）、全反射鏡Ⅰ（5）、全反射鏡Ⅱ（6）、全反射鏡Ⅲ（9）、偏振片（11）、檢測腔（12）、檢測孔（16）、焦平面陣列探測器（13）均設置在不透光外殼（14）內；偏振片（11）緊貼于檢測腔（12）的腔壁上；

黃光激光器（1）發射激光，經分束鏡Ⅰ（2）分為兩束激光，一束激光經過擴束鏡Ⅰ（3）擴束，經透鏡Ⅰ（4）準直為平行激光束，該平行激光束到達全反射鏡Ⅰ（5），再經全反射鏡Ⅱ（6）反射到分束鏡Ⅱ（10）上，光束以反射的方式通過分束鏡Ⅱ（10）進入焦平面陣列探測器（13），此光束稱為參考光光束；

分束鏡Ⅰ（2）分束的另一束光經擴束鏡Ⅱ（7）擴束，經透鏡Ⅱ（8）準直后成為平行光束，再經全反射鏡Ⅲ（9）反射到分束鏡Ⅱ（10），經分束鏡Ⅱ（10）分束的一束反射光經偏振片（11）進入檢測腔（12）內，照射被檢測物即手指指紋，再由手指指紋漫反射后沿原光路返回分束鏡Ⅱ（10），光束以透射的方式通過分束鏡Ⅱ（10）進入焦平面陣列探測器（13），此光束稱為物光光束；

物光光束與參考光光束擬合在分束鏡Ⅱ（10）上發生干涉形成全息干涉圖，全息干涉圖由焦平面陣列探測器（13）進行接收記錄，通過小型計算機（15）進行顯示，從而對手指指紋三維立體信息再現成像顯示。

2.根據權利要求1所述基于全息光路相位識別技術的指紋識別裝置，其特征在于：所述黃光激光器（1）選用577—597nm波段的波長。

3.根據權利要求1所述基于全息光路相位識別技術的指紋識別裝置，其特征在于：所述透鏡Ⅰ（4）、透鏡Ⅱ（8）為傅里葉透鏡；所述擴束鏡Ⅰ（3）、擴束鏡Ⅱ（7）為玻璃擴束鏡；所述分束鏡Ⅰ（2）、分束鏡Ⅱ（10）為玻璃分束鏡。

4.根據權利要求1所述基于全息光路相位識別技術的指紋識別裝置，其特征在于：

所述全反射鏡Ⅰ（5）、全反射鏡Ⅱ（6）、全反射鏡Ⅲ（9）相對設置，全反射鏡Ⅰ（5）、全反射鏡Ⅱ（6）、全反射鏡Ⅲ（9）位置自由旋轉。

5.根據權利要求1所述基于全息光路相位識別技術的指紋識別裝置，其特征在于：所述焦平面陣列探測器（13）用感應波段包含黃光激光器（1）波長波段CCD圖像傳感器替代。

6.權利要求1~5任意一項所述裝置用于指紋識別的方法，其特征在于，具體包括以下步驟：

（1）獲取通過非接觸式圖像采集設備焦平面陣列探測器采集到的手指指紋的全息干涉圖；

（2）對所述提取振幅和相位信息的全息干涉圖像執行平滑、銳化、插值、濾波處理，得到對比度增強的全息干涉圖；

（3）對所述的對比度增強的全息干涉圖進行手指指紋的原始三維立體信息再現成像；

（4）對所述再現圖像進行指紋特征提取，并基于提取結果進行指紋識別。