专利名称：一种获取红外信号的加密装置和方法
技术领域：
本发明涉及一种获取红外信号的加密装置及方法，尤其涉及一种利用红外线技术 的获取生物特征图像的加密装置及方法。
背景技术：
在目前生物特征、提取以及识别产品的应用中，在图像采集时， 一般均采用自然 光或照明光，而光照的变化对生物识别性能的影响很大。另外，在外界环境光照不变 的情况下，如待识别的生物特征处于不同的位置，譬如顺光、逆光，偏光位置，或在 外界环境光照变化的情况下，则在成像上生物特征的灰度分布都会存在较大差异，这 样的差异会给识别性能带来较大影响，至少目前生物特征的识别算法还不能完全解决 受光照的影响。
此外，互联网兴起的身份认证方式中所采取的生物特征识别认证方式，在当前木 马病毒横行、杀毒软件效果不佳的情况下，认证的安全性非常差。不论是从机器的内 存中或者是网络传输过程中，人们几乎都能够截取到固定明文口令，因此用户数据的 安全性得不到任何保障。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，将生物特征红外识别技术与互联网系统的 安全加密传输相结合，解决了上述生物特征识别及网络传输方式中存在的问题，为互 联网生物特征认证的准确性和安全性提供了保障。
本发明提供了一种获取红外信号的装置，其包括红外信号摄取组件、红外信号膜 片，其中红外信号膜片位于所述信号摄取组件的前端，用于滤除红外信号波段以外的 波段信号，从而由信号摄取组件获取经过滤后的红外信号。
本发明优选该装置还包括红外信号主动信号源，红外信号主动信号源位于不遮挡 信号摄取组件的位置，用于发射信号至位于信号摄取组件前方的事物。 本发明优选该红外信号主动信号源为红外线发光二极管。
本发明优选所述红外信号的中心波长为800nin-1000nm中的任何一点，光谱半宽为 40nm。
本发明优选该装置还包括加密组件，其对摄入红外信号进行加密。 本发明优选该红外信号摄取装置是摄像头。 本发明优选该装置用于生物特征识别和/或手语识别。 本发明优选该装置用于人脸识别。
本发明还提供了一种利用上述装置获取红外信号的方法。
因为本发明采用的作为主动信号源的红外线发光二极管在人脸等生物特征部位所 产生的成像能量远远大于环境光源所产生的成像能量，在有外界自然光干扰的情况下， 逆光和偏光情况背景中有少许自然光中的红外波段干扰，但其干扰远远小于红外线发 光二极管能量，而顺光情况跟晚上情况一样背景基本没有自然光的干扰，人脸等生物 特征成像完全依赖于红外线发光二极管。这样不论在各种外界光照影响下，利用该发 明方法获得人脸等生物特征图像始终较稳定。
此外，由于在获取图像装置中集成了加密组件，从而保证在将图像网络传输以前 就进行加密，以确保接下来对图像进行应用的安全性。
图1为本发明的装置获取包括红外信号和/或加密的流程示意图。其中DSP通过 PPI—1/PPI—2总线获取两个CMOS的图像数据；DSP通过I2C_1/I2C—2总线控制两个 CMOS; DSP通过SPI总线完成与Encryption IC的数据交换；DSP通过Extend Bus实 现与SDR雇、FPGA、 USB IC的通信和控制；USB 2. 0为设备与PC接口的总线。此外CM0SJ负责标准图像的采集；CM0S—2负责红外图像的采集；DSP负责图像处 理、压缩、PC数据分析、执行并建立起PC与Encryption IC互交的桥；Encryption IC 负责数据加密解密处理，数据签名，认证数据保存；SDRAM负责大量数据的保存；FPGA 负责部分的图形计算，USB IC负责USB总线物理层、协议层解析，构筑。
具体实施例方式
下面通过附图来进一步举例说明本发明的具体实施方式
。 首先介绍本发明装置的基本特性如下
1. 支持Windows, Linux等常见操作系统
2. 支持USB 2. 0高速，向下兼容USB 1. 1
3. 支持USB 2.0高速、VGA模式下，30帧/秒采样
4. 支持USB 1.1、 VGA模式下，10帧/秒采样
5. 采用了ADI BLackfin 561 DSP做为图像处理单元。
6. 采用了国产北京宏思公司的SSX14做为加密处理单元。
7. 采用了NXP公司的ISP 1582做为USB接口。
8. 采用了 0V7670做为图像采集接口。
9. 整体设备实现了，在QVGA下，最大30帧/秒视频流采样，并在此模式下，能 提取视频流中任意一副图像的数字签名，确保采集图像在传输过程安全性、可靠性。 能对任意长度的数据进行加密、签名，其计算过程完全在硬件中进行，确保了数据的 安全、可靠。
10. 在图像采集上，采用了 850rai光源补光，过滤外界不可测光源对图像采集的 影响，增强图像显示效果。
11. 在结构设计上采用，遮光设计，保证的850nm光源不会对CMOS产生影响。
此外芯片型号如下
CMOS: OmniVision 0V7670—CSP2 DSP: ADI ADSP-BF561SKBCZ FPGA: ACTEL A3P125QV100
SDRAM: MIRCROM MT48LC8M16A2/MT48LC4M16A2/ HYNIX HY57V281620/HY57V641620 USB IC: NXP ISP1582 Encryption IC: HSEC SSX14-U
本发明装置主要包括摄像头、红外信号膜片、红外线发光二极管以及加密组件四 个部分。其中红外线发光二极管作为主动信号源向人脸投射红外线信号，它位于摄像
头的上方，而红外信号膜片用于过滤来自人脸的光线，它可以粘贴在摄像头的镜头的 前面。
在本发明具体实施过程中，首先根据光谱曲线选择中心波长为800nm-1000咖之 间，比如940nm,光谱半宽为40mn的膜片作为红外信号膜片；然后选择作为主动信号 源的红外线发光二极管，要求其中心波长也为800nm-lOOOnm之间，比如940nm，光谱 半宽也为40nra。上述规格的红外信号膜片和红外发光二极管，其成像能量最大。
首先利用红外发光二极管作为照射光源，照射在人脸上，然后在光线反射到摄像 头之前利用红外信号膜片对该光线进行过滤，主要过滤除了红外线主动光源波段以外 的来自自然光或外界光源的其它波段光线，最后再由摄像头获取人脸图像。下面参见 附图1说明进一步将所述的图像传送到下述电子计算处理设备中进行人脸图像的存储 和/或加密以待识别认证。
A.标准图像的存储
CM0S_1采集标准图像，图像数据经过PPI—1到DSP，经DSP压縮，数据通过Extend Bus传输给USB IC, USB IC使用USB 2. 0总线传输到PC的Extend Bus Driver,再由 Extend Bus Driver分发给CAMERA Driver,最后应用程序将图像呈现给用户。
B.红外图像的认证过程
1. CMOS—2采集红外图像，图像数据经过PPI_2到DSP，经DSP压缩，数据通过 Extend Bus传输给USB IC,并同时通过Extend Bus写入SDRAM保存，USB IC使用USB 2. 0总线传输到PC的Extend Bus Driver,再由Extend Bus Driver分发给Special Driver,最后通过应用程序传输给服务器。
2. 当需要验证时，DSP将SDRAM中的压縮数据，通过SPI传给Encryption IC,经 Encryption IC签名，回传给DSP, DSP再经过USB IC上传给PC, PC驱动通过应用程 序，回给服务器。
3. 当需要加密时，应用程序数据通过驱动到USB IC,DSP读取USB IC中的数据， 传给Encryption IC，经Encryption IC加密，返回给DSP， DSP将数据写入USB IC， USB IC通过driver返回给应用程序。
一般在有外界自然光干扰的情况下，逆光和偏光情况背景中有少许自然光中的红 外波段干扰，但其干扰远远小于红外发光二极管能量，而顺光情况(对着室内)跟晚上 情况一样背景基本没有自然光的干扰，人脸成像完全依赖于红外发光二极管。
这样不论在各种外界光照影响下，利用该发明获得人脸图片始终较稳定，从而有 利于后续的图像存储、加密以及识别应用。
以上所述的具体实施方式
只是对本发明结构的一种具体举例，但本发明的保护范 围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在形式或细节上对其作各种各样的变化或替换， 都不影响本发明的实质与精神，都应该涵盖在本发明的保护范围之内。
权利要求
1、一种获取红外信号的装置，其包括红外信号摄取组件、红外信号膜片，其中红外信号膜片位于所述信号摄取组件的前端，用于滤除红外信号波段以外的波段信号，从而由信号摄取组件获取经过滤后的红外信号。
2、 如权利要求l的获取红外信号的装置，其还包括红外信号主动信号 源，红外信号主动信号源位于不遮挡信号摄取组件的位置，用于发射信号 至位于信号摄取组件前方的事物。
3、 如权利要求2的获取红外信号的装置，其中红外信号主动信号源为红外线发光二极管。
4、 如权利要求1一3任一的获取红外信号的装置，其中红外信号的中 心波长为800nm-lOOOmn中的任何一点，光谱半宽为40nm。
5、 如权利要求1一4任一的获取红外信号的装置，其还包括加密组件，该加密组件对摄入红外信号进行加密。
6、 如权利要求1一5任一的获取红外信号的装置，其中该红外信号摄取装置是摄像头。
7、 如权利要求1一6任一的获取红外信号的装置用于生物特征识别和/ 或手语识别的用途。
8、 如权利要求7的获取红外信号的装置，其用于人脸识别的用途。
9、 利用权利要求1-8任一的获取红外信号的装置获取红外信号的方法。
全文摘要
本发明提供了一种获取红外信号的装置，其包括红外信号摄取组件、红外信号膜片，其中红外信号膜片位于所述信号摄取组件的前端，用于滤除红外信号波段以外的波段信号，从而由信号摄取组件获取经过滤后的红外信号。
文档编号G06K9/00GK101354744SQ200810097528
公开日2009年1月28日 申请日期2008年5月12日 优先权日2008年5月12日
发明者林格灵, 润 邓 申请人:林格灵;邓 润