专利名称：一种智能型手背静脉图像采集装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种手背静脉采集装置，属于生物特征识别技术领域。
背景技术：
人体手背静脉识别作为一种新兴的生物特征识别技术，是一种安全和便捷的身份识别方式，是模式识别领域中的一种新兴热门课题。由于血管处于人体内部，采集过程无污染，静脉特征难以被伪造，静脉特征具有非接触、唯一性强、内部特征、活体识别、安全等级高等独特优越性，近年来该技术已经在识别领域中得到了越来越广泛的应用。无论是作为主要身份识别方法，或与其他识别方法结合的辅助识别方法，都有着广阔的应用前景。手背静脉图像由红外成像器件拍摄所得。由于外在环境如不同的时间、地点、光照强度，以及不同人的手背大小、厚薄、采集角度等影响，加上静脉血管位于人体的皮下组织，即使是使用先进的近红外采集设备，图像仍然会出现灰度分布不均匀，或是含有多种不同噪声的问题，使得所采集的图像会有很大的差异，这些差异增加了后续的静脉图像特征提取和特征匹配难度，从而影响识别结果。所以为了尽量减小后续处理难度，提高识别效率，需设计搭建获取高质量的手背静脉图像采集装置。
发明内容
本发明目的是解决个体手背厚度不同和静脉血管粗细差异，细小静脉血管难以准确获取，以及当固定光强的红外光照射厚度不同的手背时，会在图像传感器上呈现质量不一的静脉图像，产生曝光过强或过暗等问题，提供一种智能型手背静脉图像采集装置。该装置利用红外光源直射手背部，由红外成像器件采集手背静脉图像，采集到的静脉图像经过相关的图像分析，将信息反馈到控制系统，系统根据信息控制模块发出的指令进行设备的状态调整，然后根据个体差异自动调节红外光源和红外成像器件的相关参数，来获取位置准确，亮度合适，满足实际要求的静脉图像。本发明的技术方案如下本发明所述的智能型手背静脉图像采集装置包括图像采集模块，信息分析模块和信息控制模块；该装置将图像采集模块采集到的相关图像信息传送到信息分析模块，经过相关的图像分析，判断手的运动位置和图像的质量信息，将所分析的相关信息反馈到信息控制模块，然后发出相关指令完成设备的状态指示，并对红外光源和红外成像器件进行自适应实时控制，同时指导手的合理放置，从而获得位置准确，亮度合适，无漏光，能够满足实际要求的静脉图像。所述的图像采集模块包括外壳，外壳的中间部分设有一个用于伸入人手的小窗口，外壳内的下方安装有接触开关按钮，外壳内的上方安装有红外成像器件以及获取手背静脉图像的红外光源，在红外成像器件前设有红外滤光片，外壳的顶部安装有指示灯。所述的红外成像器件是对近红外光有更好的响应特性的黑白CMOS成像器件。所述的红外光源为LED阵列。所述的LED阵列光源为环绕红外成像器件数码摄像头的环形光源。所述的信息分析模块主要包括图像处理软件和若干通讯接口，运用相关图像分析方法，完成设备状态指示，检查过程指示，检查结果指示以及相关信息指示，实现智能采集装置与主机系统的通信工作，包括静脉图像的传输，手背定位信息的传递以及设备状态的指示。所述的信息控制模块主要包括成像器件控制器和光源控制器，成像器件控制器分别与红外成像器件和主机连接，光源控制器分别与接触开关按钮、电源、红外光源和主机连接，实现系统对红外光源和红外成像装置的自适应实时控制。人手放入采集区，经过红外光源的照射，利用红外成像器件拍摄静脉图像。控制系统通过光源控制器和成像控制器根据人手的个体差异对红外光源和红外成像器件进行实时调节，以保证拍摄不同个体手背静脉时光源强度维持在一个相对稳定的范围内，红外成像器件的相关参数也保持最佳状态，从而获得位置准确，亮度合适，可以满足实际需求的手背静脉图像。本发明的优点和有益效果:(I)本发明采集简单方便具有人机友好特点。(2)本发明能够较为准确获取不同个体的静脉血管图像。(3)本发明能够获取纹络清晰，质量稳定的静脉图像，为后续的静脉识别提供基础。
图1为智能型手背静脉图像采集装置外形结构示意图。图2为外壳内部的采集模块和控制系统的相关组件。图3为智能型手背静脉图像采集装置中信息分析和控制模块的相关分析图。其中1-外壳，2-小窗口，3-触发开关，4-指示灯，5-主机，6-CM0S成像器件，7-红外光源，8-光学镜头，9-红外滤光片。
具体实施例方式下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。如附图1和图2所示，智能型手背静脉图像采集装置包括图像采集模块，信息分析模块和信息控制模块。图像米集模块包括外壳1，外壳的中间部分设有一个用于伸入人手的小窗口 2,外壳内的下方安装有接触开关按钮3，外壳内的上方安装有近红外光成像装置以及获取手背静脉图像的红外光源(见图2)，在成像装置前设有红外滤光片9，外壳的顶部安装有指示灯4。所述的红外成像器件是对近红外光有更好的响应特性的黑白CMOS成像器件。所述的红外光源为LED阵列。所述的LED阵列光源为环绕红外成像器件的环形光源。所述的信息分析模块主要包括图像处理软件和若干通讯接口，运用相关图像分析方法，完成设备状态指示，检查过程指示，检查结果指示以及相关信息指示，实现智能采集装置与主机系统的通信工作，包括静脉图像的传输，手背定位信息的传递以及设备状态的指示。所述的信息控制模块主要包括成像器件控制器和光源控制器，成像器件控制器分别与近红外光成像器件6和主机5连接，光源控制器分别与触发开关按钮3、电源、红外光源7和主机连接，实现系统对红外光源和红外成像装置的自适应实时控制。工作过程:进行手背静脉图像采集时，先将设备保持在休闲状态，当被采集人的手伸入外壳的采集窗口里，手掌触动触发开关，此时电路接通，设备从休闲状态转换到工作状态，设置光源为工作亮度，此时进行图像拍摄，拍摄的图像被传送到主机进行相关分析，判断手掌是否到达指定位置，图像是否漏光，最后判断图像亮度是否在合理的范围。经过相关分析把信息反馈到控制系统，控制系统接通红外光源，调节红外光源的强度，使适合采集个体的红外光源的红外光透过光学镜头和红外滤光片照射手背的采集部位，控制系统同时控制静脉图像成像器件CMOS的红外摄像头对手背进行拍摄，拍摄获得手背静脉图片。于此同时控制系统通过控制手背位置指示灯，指示灯排列成三角形的形状，根据灯的亮灭来判断手掌是否到位，以指示被采集人手放到合理位置。通过控制系统控制光源，成像器件等将采集设备调整至合适的工作状态，指导人手放到合理的位置，从而获得质量相对较高的图像。
权利要求
1.一种智能型手背静脉图像采集装置，其特征在于该装置包括图像采集模块，信息分析模块和信息控制模块；图像采集模块主要包括红外光源和红外成像器件，该装置将图像采集模块采集到的相关图像信息传送到信息分析模块，经过相关的图像分析，判断手的运动位置和图像的质量信息，将所分析的相关信息反馈到信息控制模块，然后发出相关指令完成设备的状态指示，并对红外光源和红外成像器件进行自适应实时控制，同时指导手的合理放置，从而获得位置准确，亮度合适，无漏光，能够满足实际要求的静脉图像。
2.根据权利要求1所述的智能型手背静脉图像采集装置，其特征在于所述的图像采集模块包括外壳，外壳的中间部分设有一个用于伸入人手的小窗口，外壳内的下方安装有接触开关按钮，外壳内的上方安装有红外成像器件以及获取手背静脉图像的红外光源，在红外成像器件前设有红外滤光片，外壳的顶部安装有指示灯。
3.根据权利要求2所述的智能型手背静脉图像采集装置，其特征在于所述的红外成像器件是对近红外光有更好的响应特性的黑白CMOS成像器件。
4.根据权利要求2所述的智能型手背静脉图像采集装置，其特征在于所述的红外光源为LED阵列。
5.根据权利要求4所述的智能型手背静脉图像采集装置，其特征在于所述的LED阵列光源为环绕红外成像器件数码摄像头的环形光源。
6.根据权利要求1所述的智能型手背静脉图像采集装置，其特征在于所述的信息分析模块主要包括图像处理软件和若干通讯接口，运用相关图像分析方法，完成设备状态指示，检查过程指示，检查结果指示以及相关信息指示，实现智能采集装置与主机系统的通信工作，包括静脉图像的传输，手背定位信息的传递以及设备状态的指示。
7.根据权利要求2所述的智能型手背静脉图像采集装置，其特征在于所述的信息控制模块主要包括成像器件控制器和光源控制器，成像器件控制器分别与红外成像器件和主机连接，光源控制器分别与接触开关按钮、电源、红外光源和主机连接，实现系统对红外光源和红外成像器件的自适应实时控制。
全文摘要
一种智能型手背静脉图像采集装置。该装置主要由图像采集模块，信息分析模块和信息控制模块组成。图像采集模块主要包括红外光源和红外成像器件等部件，首先在红外光源的照射下利用红外成像器件获取手背静脉图像，获取到的手背静脉图像经过信息分析模块的相关分析，判断手的运动位置和图像的质量信息，将所分析的相关信息反馈到信息控制模块，然后发出相关指令完成设备的状态指示，并对红外光源，红外成像器件等部件进行自适应实时控制，同时指导手的合理放置，从而获得位置准确，亮度合适，无漏光，可以满足实际要求的静脉图像。
文档编号G06K9/20GK103106399SQ20131003137
公开日2013年5月15日 申请日期2013年1月28日 优先权日2013年1月28日
发明者杨晓苹, 马华, 史光远 申请人:天津理工大学