专利名称：全息人体生物特征识别装置及方法
技术领域：
本发明涉及一种人体生物特征识别领域，特别涉及一种全息人体生物识别装置及方法。
背景技术：
人体生物特征主要表现有指纹特征、人脸特征和虹膜特征等，具有独特性，唯一性 和难模仿性，因此生物特征识别技术被誉为21世纪对人类社会带来革命性影响的重大技 术之一。目前的指纹识别技术是利用半导体指纹传感器或一般光学指纹传感器，采集用户 指纹建立指纹模库，将实时采集的用户指纹与模板指纹采用模糊匹配算法或相似性比对等 算法进行匹配，根据匹配结果来确定两个指纹图像是否来自于同一人。但在实际应用中由 于人体生理差异或指纹因外界因素引起的破损等问题，目前使用的半导体指纹传感器和一 般光学指纹传感器由于各自的原理和特性都有一定的局限性，都存在采集的指纹图像质量 较低的问题，对识别的结果会产生一定影响。现有的人脸识别技术是采取摄取人脸图像与模板图像进行比对计算，采用线性判 别分析等方法，根据不相似度的最小值进行判定，对于小于预设阈值时进行认证的方法。但 在实际应用中，人脸识别运用的环境是多变的，无论是红外二维人脸识别技术还是三维人 脸识别技术都会受到因光照条件，表情变化，姿态角度不同等影响到识别的效果。
发明内容
为了克服上述的缺陷，本发明提供一种特征识别率高，且准确率高地全息人体生 物特征识别装置及方法。为达到上述目的，本发明所述全息人体生物特征识别装置，包括激光全息摄像 器，存储器，数字信号处理器，同步动态存储器和显示器，其中激光全息摄像器，拍摄人体生物特征全息图像并输出；存储器，建立全息图像数据库，存储人体生物特征全息图像信息；数字信号处理器，接收所述激光全息摄像器输出的全息图像信息，对该全息图像 信息进行预处理，并将处理后的图像信息与所述全息图像数据库内的全息图像信息进行分 析比对，输出比对结果信息；同步动态存储器，暂时存放所述数字信号处理器中的运算数据，以及与所述存储 器或外部存储设备交换的数据； 显示器，用于显示所述数字信号处理器输出的比对结果。进一步地，还包括键盘，实时时钟芯片，蜂鸣器以及USB接口芯片。本发明所述全息人体生物特征识别方法，包括以下步骤(1)建立全息图像数据库；(2)激光全息摄像器拍摄人体生物特征全息图像并输出；
(3)数字信号处理器接收全息图像信息，并对其进行预处理；(4)对预处理后的图像信息与全息图像数据库内已存储的全息图像信息进行分析 比对，并输出结果。其中，步骤(3)中所述的预处理为对接收到的全息图像信息进行归一化处理。步骤(4)具体实现步骤如下4. 1设循环次数T = 1，吻合度阈值；4. 2采用确定性编码法或线性判别分析法提取预处理后的图像信息的特征生成待 测图像；4. 3采用重叠比对法对待测图像与全息图像数据库内的样本图像进行比对，得出 吻合度值，判断吻合度值是否大于吻合度阈值，是，输出匹配成功，并输出该样本图像；否， 输出匹配不成功，继续执行下一步骤；4. 4判断T是否大于3，是，将待测图像存储到全息图像数据库中，否，令T = T+1， 并返回步骤4. 2。本发明利用了全息图像的特点，采用激光全息摄像技术记录人体生物特征的全部 几何特征信息，然后采用了线性判别分析法对样本图像进行了分析提取特征并生成待测图 像，最后采用重叠比对法对待测图像与全息图像数据库内已存储的样本图像进行比对，最 终输出比对结果。本发明采用了线性判别分析法消除了光照条件，姿态角度的影响，极大的 提高了对人体生物特征识别的效率和准确率。
图1为本发明所述全息人体生物特征识别装置的结构示意图；图2为本发明所述全息人体生物特征识别方法的流程图。
具体实施例方式下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式
做详细描述。如图1所示本发明所述全息人体生物特征识别装置的结构示意图。包括激光全 息摄像器，存储器，数字信号处理器，同步动态存储器和显示器，其中激光全息摄像器，拍摄人体生物特征全息图像并输出；存储器，建立全息图像数据库，存储人体生物特征全息图像信息；数字信号处理器，接收所述激光全息摄像器输出的全息图像信息，对该全息图像 信息进行预处理，并将处理后的图像信息与所述全息图像数据库内已存储的全息图像信息 进行分析比对，输出比对结果信息；同步动态存储器，暂时存放所述数字信号处理器中的运算数据，以及与所述存储 器或外部存储设备交换的数据；显示器，用于显示所述数字信号处理器输出的比对结果。除此之外，本发明还包括键盘，实时时钟芯片，蜂鸣器以及USB接口芯片。本发明所述的数字信号处理器内置人体生物特征识别模块，通过外部总线与同步 动态存储器，显示器，USB接口芯片连接，通过输入/输出IO接口连接存储器，键盘和蜂鸣 器(其中，蜂鸣器用于提醒匹配结果的输出)，通过串口连接带后备电池的实时时钟芯片，为本装置提供实时时钟，所述激光摄像器与所述数字信号处理器通信连接。本发明所述全 息人体生物特征外接12V直流电源，用于提供自身的电量需求。如图2所示本发明所述全息人体生物特征识别方法的流程图，具体步骤说明如 下(1)建立全息图像数据库；(2)激光全息摄像器拍摄人体生物特征全息图像并输出；(3)数字信号处理器接收全息图像信息，并对其进行预处理；(4)对预处理后的图像信息与全息图像数据库内已存储的全息图像信息进行分析 比对，并输出结果。4. 1设循环次数T = 1，吻合度阈值；4. 2采用确定性编码法或线性判别分析法提取预处理后的图像信息的特征生成待 测图像；4. 3采用重叠比对法对待测图像与全息图像数据库内的样本图像进行比对，得出 吻合度值，判断吻合度值是否大于吻合度阈值，是，输出匹配成功，并输出该样本图像；否， 输出匹配不成功，继续执行下一步骤；4. 4判断T是否大于3，是，将待测图像存储到全息图像数据库中，否，令T = T+1， 并返回步骤4. 2。其中，步骤(3)中所述的预处理为对接收到的全息图像信息进行归一化处理。所 述的吻合度阈值依据经验值设定。所述的激光全息摄影技术，是利用两束激光干涉记录被拍摄物体的信息，其中一 束光照到被拍摄的物体上，称为物光束，另一束照射到全息干板上，称为参考光束。当物光 束被物体反射后，其反射光束也照到全息干板上，完成全息摄像，因此排出了外界光的干扰 和影响，属于主动光感成像，能拍摄较清晰的图像。所述的激光全息摄像技术，能将被拍摄 物体的全部几何线性特征和物体各点线的明暗及空间位置的信息全部记录下来，形成全息 立体影像。另外。激光全息摄影技术，具有较强的恢复功能，即使模板图像或样本图像发生 残损也能依据残存部分回复全貌，准确的进行比例判别。文中，所述的图像重叠比对法，是将待测图像与样本图像在一个图层中重叠实现 两幅图像的重叠度比对。在使用图像比对法进行检验时，应将不同来源的数字图像比例大 小调整成一致。所述的线性判别式分析(LinearDiscriminant Analysis，LDA)，也叫做 Fisher 线性判别(Fisher Linear Discriminant，FLD)，是模式识别的经典算法，它是在1996年由 Belhumeur引入模式识别和人工智能领域的。线性判别分析的基本思想是将高维的模式样 本投影到最佳鉴别矢量空间，以达到抽取分类信息和压缩特征空间维数的效果，投影后保 证模式样本在新的子空间有最大的类间距离和最小的类内距离，即模式在该空间中有最佳 的可分离性。因此，它是一种有效的特征抽取方法。Fisher线性判别分析提取的特征向量 集强调的是不同人脸的差异而不是照明条件、人脸表情和方向的变化。因而，采用FLD方法 对光照条件，人脸姿态等的变化不太敏感，从而有助于提高识别效果。另外，所述的确定性 编码特征法，也是一种特征提取的方法。本发明采用激光全息采集指纹技术，彻底解决了现有的人体生物特征识别系统如指纹识别系统或人脸识别系统识别效率低，准确率低等问题，极大的提高了人体生物特征 识别的稳定性，准确性和可靠性。另外，本发明所述的全息人体生物特征识别装置的软件和 硬件采用嵌入式平台设计，可以使本识别装置嵌入到ATM机、POS机、信用卡、门禁和安全防 盗系统等类似的系统中，为其提供生物特征如指纹或人脸等的识别技术支持。
以上，仅为本发明的较佳实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本 技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在 本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。
权利要求
一种全息人体生物特征识别装置，其特征在于，包括激光全息摄像器，存储器，数字信号处理器，同步动态存储器和显示器，其中激光全息摄像器，拍摄人体生物特征全息图像并输出；存储器，建立全息图像数据库，存储人体生物特征全息图像信息；数字信号处理器，接收所述激光全息摄像器输出的全息图像信息，对该全息图像信息进行预处理，并将处理后的图像信息与所述全息图像数据库内的全息图像信息进行分析比对，输出比对结果信息；同步动态存储器，暂时存放所述数字信号处理器中的运算数据，以及与所述存储器或外部存储设备交换的数据；显示器，用于显示所述数字信号处理器输出的比对结果。
2.根据权利要求1所述全息人体生物特征识别装置，其特征在于，还包括键盘，实时 时钟芯片，蜂鸣器以及USB接口芯片。
3.—种全息人体生物特征识别方法，其特征在于包括以下步骤(1)建立全息图像数据库；(2)激光全息摄像器拍摄人体生物特征全息图像并输出；(3)数字信号处理器接收全息图像信息，并对其进行预处理；(4)对预处理后的图像信息与全息图像数据库内已存储的全息图像信息进行分析比 对，并输出结果。
4.根据权利要求3所述全息人体生物特征识别方法，其特征在于，步骤(3)中所述的预 处理为对接收到的全息图像信息进行归一化处理。
5.根据权利要求3所述全息人体生物特征识别方法，其特征在于，步骤(4)具体实现步 骤如下，4. 1设循环次数T = 1，吻合度阈值；，4. 2采用确定性编码法或线性判别分析法提取预处理后的图像信息的特征，并生成待 测图像；，4. 3采用重叠比对法对待测图像与全息图像数据库内的样本图像进行比对，得出吻合 度值，判断吻合度值是否大于吻合度阈值，是，输出匹配成功，并输出该样本图像；否，输出 匹配不成功，继续执行下一步骤；，4. 4判断T是否大于3，是，将待测图像存储到全息图像数据库中，否，令T = T+1，并返 回步骤4. 2。
全文摘要
本发明公开一种全息人体生物特征识别装置及方法，主要是针对现有指纹识别或人脸识别等人体生物特征识别技术存在的缺陷而设计。本发明包括激光全息摄像器，拍摄人体生物特征全息图像并输出；存储器，建立全息图像数据库，存储人体生物特征全息图像信息；数字信号处理器，接收所述激光全息摄像器输出的全息图像信息，对该全息图像信息进行预处理，并将处理后的图像信息与所述全息图像数据库内的全息图像信息进行分析比对，输出比对结果信息；同步动态存储器，暂时存放所述数字信号处理器中的运算数据，以及与所述存储器或外部存储设备交换的数据；以及显示器，用于显示所述数字信号处理器输出的比对结果。本发明具有较高的识别率和准确率。
文档编号G06K9/20GK101976358SQ20101052738
公开日2011年2月16日 申请日期2010年11月2日 优先权日2010年11月2日
发明者徐国元 申请人:徐国元