专利名称：联网式手背静脉生物特征采集识别设备的制作方法
技术领域：
联网式手背静脉生物特征采集识别设备
领域
本发明属于无线射频识别、光学仪器与模式识别技术领域，尤其是由含有近红外LED阵列光源的生 物特征采集器，RAM，使用ARM或DSP的处理器，存储器、电源管理、读卡器和无线或网络接口组成的便 携式手背静脉生物特征采集识别设备。
背景技术：
随着光电、微计算机、图像处理与模式识别等技术的飞速发展，出现了一种崭新的人体生物特征识 别技术，这就是依靠生物特征来进行人的身份辨识的一种高科技识别技术一一生物特征识别(Biometrics, 字面含义为生物测定学)，它是指通过计算机利用人体所固有的生理特征或行为特征来进行个人身份认证 的一种技术。用于辨识身份的生物特征目前主要用到的有指纹、虹膜、静脉、声音、掌纹、笔迹等。由 于这些特征具有人体固有的不可复制的唯一性和稳定性因此可用来准确的鉴别个人身份。目前，该技术 已在国家安全、公安、司法、金融等领域有着广泛的应用,如重要部门的合法进入、计算机网络登录控制、 信用卡持卡人的身份验证、嫌疑犯的身份辨认等。
其中，手背静脉识别与虹膜识别、指纹识别都是利用纹理的信息进行身份识别认证，但是它 相比于其它两种生物特征识别方法又具有自身的特点。首先，手背静脉的有效区域比较大，使其 可以在低分辨率下采集，并且图像采集过程中，移动人手到合适的成像位置显然更加方便；其次， 非接触式手背静脉采集又可以避免接触式指纹采集所遇到的一些问题，如残留痕迹、卫生问题以 及对采集者可能造成的心理不适；第三，静脉特征纹理比虹膜和指纹都要简单，可以有效的缩短 图像处理时间，对处理器的性能要求也相应地降低，节省了时间和成本。因此，静脉特征的特点 可以归结为纹理较简单、采集定位容易、采集非接触三点。
然而，目前的手背静脉采集识别系统主要由含有近红外LED阵列光源的生物特征采集器，电源 系统，电脑，UPS不间断电源以及静脉识别模块及其配套软件等组成，体积较为庞大笨重，没有 将各个组成模块高度集成化、小型化，达到便于携带的目的。而且，如果本地存储用户的静脉信 息数量过多，则会严重影响识别速度，使其无法实时辨识用户身份。这些不足在很大程度上限制 了静脉识别系统在各个领域的广泛推广和应用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种便携式手背静脉生物特征采集识别设备，它将采集模块与识别模块集成为一体，且外观轻巧，便于携带；而无线射频读卡功能可使采集到的用户手背静脉图像特征编码 与服务器中己注册的用户手背静脉信息通过网络实现一对一的匹配识别，可以在注册多用户的情况下仍能 保证实时识别认证。
为解决传统静脉采集识别系统较为笨重、繁琐无法便携的问题，增大用户注册量，縮短身份判识的时 间，本发明的基本构思是融合无线射频技术、微处理器技术以及生物特征识别技术，将生物特征采集器
与手背静脉图像处理模块、射频卡读卡模块以及识别结果的输出显示模块集成为一体，该系统主要由含有
近红外LED阵列光源的生物特征采集器、RAM、使用ARM或DSP的处理器、存储器、LCD、触摸屏(备选)、 音频输出、键盘(备选)、读卡器和无线或网络接口组成。首先，通过读卡器识别ID卡是否合法，利用该 卡号通过网络传输，准确提取服务器中与该卡挂钩的手背静脉信息，然后利用位于该采集识别设备前端的 生物特征采集器采集用户手背静脉信息，它将采集到的静脉图像传送至系统内部的嵌入式图像处理 识别模块(RAM、使用ARM或DSP的处理器、存储器)，对该手背静脉图像做图像预处理、特征提取， 并与已注册的手背静脉信息进行匹配，最终得到识别的结果。该识别结果将通过音频输出和LCD 显示的方式进行人机交互，使被识别者及时获得识别结果，并通过声音和文字显示的方式提示被 识别者更好的配合系统识别。该系统的电源管理模块用于有效得将电源分配给系统的各组件，降 低组件闲置时的能耗。触摸屏和键盘至少选择一种，用于在人机交互的过程中向系统输入指令。利用便 携式手背静脉生物特征采集识别设备可以随时随地采集到符合识别要求的人体手背静脉信息，对人的身份 进行识别认证。而且该设备还具有结构简单、体积小巧、界面友好的优点。而且通过认证ID卡提取其对 应的手背静脉信息的方法，免去了将采集到的手背静脉信息与所有注册的信息一一匹配比对所造成的严重 耗时，且即使需要注册大量用户，也可以将用户注册的手背静脉信息存储在服务器上，通过设备都能准确 实时的进行身份认证。
本发明的特征之一是用户在注册手背静脉信息时，与它相对应的ID卡号一一挂钩，通过软 件管理中心对其授权。当用户通过本发明之设备进行身份认证时，首先通过读卡器获得其提供的 ID卡号，判断该用户是否为合法用户。如果为合法用户，则通过图像处理识别单元找到该ID号 码对应的手背静脉识别写信。然后CPU控制音频输出和LCD显示模块提示用户通过ID卡合法认 证，进入手背静脉采集识别阶段。最后将采集到的手背静脉特征信息与存储器中与ID卡号相对 应的信息进行匹配，得到最终识别结果。
本发明中设计的无线或网络接口，可使用户注册的手背静脉信息存储于服务器中，通过网络 传输与本地采集到的手背静脉信息进行匹配识别，解决的本地存储量有限的问题。并且可以通过 网络传输进行远程控制。
本发明的特征还在于利用便携式手背静脉生物特征采集识别设备前端的生物特征采集器是根据静 脉血管成像的原理设计的。由于人体组织在近红外光照射下，静脉血管会由于吸收光波而和背景区分开来，因此静脉图像采集器采用发光波长在760nm左右的近红外LED阵列组成。使用对近红 外光有更好的响应特性的黑白摄像机。
另外，为了使入射光能够均匀的分布在手背表面，便于使采集到符合静脉生物特征识别算法 要求的手背静脉图像，本发明中的近红外LED阵列光源为环绕数码摄像头的环形光源。
此外，由于摄像机对近红外以外的可见光的波段范围有较高的响应，为了滤除可见光等信息 对图像细节的影响，在镜头之前放置专用滤光片，以便能只针对红外光进行成像。
以下结合附图进一步说明本发明的技术方案。以下结合附图对本发明的具体实施方式
作进一步详细的说明。
图1是本发明的主要系统模块示意图。
图l中1含有近红外LED阵列光源的生物特征采集器，2 RAM, 3使用ARM或DSP的处理器，4存 储器，5 LCD, 6音频输出，7键盘，8触摸屏，9读卡器。
具体实施方式
用户在注册手背静脉信息时，注册系统同时给这个用户分配一个唯一 ID卡号，使得手背静脉信息与 该ID卡号一一对应地存入服务器中。由软件管理中心为该用户设置权限。当用户刷卡时，首先通过读 卡器9获得其提供的ID卡号，通过无线或网络接口 IO遍历服务器中注册的ID卡号，判断该用 户是否为合法用户。如果为合法用户，则找到该ID号码对应的手背静脉识别信息。利用使用ARM 或DSP的处理器]3控制音频输出6和LCD 5显示模块提示用户通过ID卡合法认证，进入手背静脉 采集识别阶段。
使用ARM或DSP的处理器生物特征采集器1是该便携式手背静脉生物特征采集识别设备的一个重要组 成部分。由它的黑白数码摄像机来获取手背静脉图像，并通过该摄像机镜头周围的环形近红外LED阵列提 供照明。由于摄像机对近红外以外的可见光的波段范围有较高的响应，为了滤除可见光等信息对 图像细节的影响，在镜头之前放置专用滤光片，以便能只针对红外光进行成像。本仪器采用信噪 比较高的黑白数码摄像机，能获取比较清晰地手背静脉图像。
生物特征采集器1获取的手背静脉图像被实时地传送至嵌入式图像处理模块(RAM2、使用ARM 或DSP的处理器3、存储器4)，由使用ARM或DSP的处理器3执行静脉识别算法，对实时采集到的手 背静脉图像做图像预处理、特征提取，将得到的特征编码通过无线或网络接口 IO与服务器中ID 卡号相对应的信息进行匹配，得到最终识别结果。
5本发明设备通过LCD文字显示5和音频输出6两种方式及时得将识别结果告知相关人员。并 在手背静脉图像采集和识别的过程中，利用LCD文字显示5和音频输出6进行有效的人机交互， 使用户更好的配合采集识别设备完成身份认证。
虽然以具体实施方式
来描述发明，但是熟悉该项技术者将清楚地知道可在不脱离所附权利要求所界 定的本发明的精神及范围内实施各种变化和修改。但不论其在形状或结构上作任何变化，凡是采用本技术 所做出的修改，均落在本发明的保护范围之内。
权利要求1、一种便携式手背静脉生物特征采集识别设备，由含有近红外LED阵列光源的生物特征采集器(1)，RAM(2)，使用ARM或DSP的处理器(3)，存储器(4)，LCD(5)，音频输出(6)，键盘(7)，触摸屏(8)，读卡器(9)，无线或网络接口(10)组成，其特征在于该设备的各个组成部分都被集成为一体，其中生物特征采集器(1)位于设备的前端。
2、 如权利要求1所述的便携式手背静脉生物特征采集识别设备，其特征在于可以通过无线或网络接口(10)将用户注册的手背静脉信息通过网络存储于服务器中，且通过网络传输将读卡器(9)中读入的合法ID卡号对应的手背静脉信息传输至本地存储器(4)中。
3、 如权利要求1所述的便携式手背静脉生物特征采集识别设备，其特征在于利用读卡器(9)和无线或网络接口 (10),找到服务器中与合法ID卡号所一一对应的手背静脉信息，使采集到的用户手背静脉图像特征编码与已注册的用户手背静脉信息实现一对一的匹配识别。
4、 如权利要求1所述的便携式手背静脉生物特征采集识别设备，其特征在于生物特征采集器(1)中采用对近红外光有更好的响应特性的黑白摄像机。
5、 如权利要求1所述的便携式手背静脉生物特征采集识别设备，其特征在于生物特征采集器(1)中的静脉图像采集照明部分采用发光波长在760nm左右的近红外LED阵列组成。
6、 如权利要求1、 3所述的便携式手背静脉生物特征采集识别设备，其特征在于本发明中的近红外LED阵列光源为环绕数码摄像头的环形光源。
7、 如权利要求l、 3所述的便携式手背静脉生物特征采集识别设备，其特征在于生物特征采集器(1)中，为了滤除可见光等信息对图像细节的影响，在镜头之前放置专用滤光片，以便能只针对红外光进行成像。
专利摘要本实用新型涉及一种便携式手背静脉生物特征采集识别设备。该采集识别系统有读卡、手背静脉图像的获取、存储、图像处理识别以及识别结果的输出、网络传输等功能。它是一种基于无线射频识别、光学仪器与模式识别技术的身份鉴定系统。通过对各个部分的优化，将含有近红外LED阵列光源的生物特征采集器(1)和生物特征识别模块(RAM(2)、使用ARM或DSP的处理器(3)、存储器(4))有效的集成在一起，构成一个小巧便携的整体，使其能更加灵活的适应多方面需求，方便不同用户的使用。本实用新型在保证静脉识别系统的通用性、识别性、稳定性和防伪性的基础上真正实现了便携式的突破；而无线射频读卡功能可使采集到的用户手背静脉图像特征编码与已注册的用户手背静脉信息实现一对一的匹配识别，大大缩短了识别的时间；并且可通过网络传输与服务器连接。
文档编号H04N5/225GK201408436SQ200920004198
公开日2010年2月17日 申请日期2009年2月9日 优先权日2009年2月9日
发明者何玉青, 侯雨石 申请人:侯雨石