一种分时活体检测掌静脉识别装置的制作方法

1.本技术属于生物特征识别技术领域，更具体地说，是涉及一种分时活体检测掌静脉识别装置。


背景技术：

2.在信息化社会的背景下，信息安全在生活中的地位日益突出，人们对个人信息、隐私等安全性提出了更高的要求，在金融、网上购物、海关等领域也迫切需要一种有效、便捷、安全的身份识别手段。基于密码或指令等认证方式容易被人窃取或破解，己经不能满足当前社会迫切的安全要求。随着计算机、网络等技术的发展，利用生物特征进行身份鉴定应运而生，逐渐取代了传统的身份鉴定方式。
3.静脉在具备作为生物特征识别所需的一般特征外，还具有自身的一些特点:(1)具有很强的普遍性和唯一性；(2)非接触性方式认证,不影响身体健康,不会使人生成抵触情绪；(3)可以避免一旦表皮受损害而无法进行指纹识别的缺陷；(4)相对于dna、虹膜识别,采集过程十分友好；(5)静脉更难伪造,特征更为稳定；(6)设备成本低廉,具有广泛的应用前景；(7)容易与皮肤纹理特征融合进行身份识别，应用前景更为广阔。但是如果目标为打印有掌静脉图案的纸张、假体模型等非活体时也会识别成功，导致掌静脉识别技术的安全性不高，限制了掌静脉识别技术的应用。


技术实现要素：

4.本技术实施例的目的在于提供一种分时活体检测掌静脉识别装置，以解决现有技术对掌静脉识别过程中存在的安全性不足的技术问题。
5.为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：提供一种分时活体检测掌静脉识别装置，包括：
6.安装基座、近红外图像传感器摄像头、红外补光阵列、第一近红外偏振片、控制单元以及图像识别单元；
7.所述近红外图像传感器摄像头、所述红外补光阵列设置于所述安装基座上，所述第一近红外偏振片设置于所述近红外图像传感器摄像头上，所述红外补光阵列包括若干第一近红外灯、若干第二近红外灯以及若干第二近红外偏振片,所述第二近红外偏振片设置于所述第一近红外灯上，且所述第一近红外偏振片与所述第二近红外偏振片的偏振化方向均呈预设夹角；所述近红外图像传感器摄像头、所述第一近红外灯、所述第二近红外灯以及所述图像识别单元分别与所述控制单元电性连接；
8.其中，所述控制单元用于分时控制所述第一近红外灯与所述第二近红外灯的发出近红外光，所述近红外图像传感器摄像头用于实时获取近红外图像，所述图像识别单元用于检测近红外图像中的掌纹与掌静脉信息。
9.优选地，所述第一近红外灯与所述第二近红外灯相互间隔设置，且所述第一近红外灯与所述第二近红外灯以所述近红外图像传感器摄像头为中心呈环形阵列分布。
10.优选地，所述第一近红外灯包括波长分为760nm、850nm、940nm的若干第一灯珠、若干第二灯珠、若干第三灯珠。
11.优选地，所述第一近红外偏振片与所述第二近红外偏振片的偏振化方向呈均成60度到90度夹角。
12.优选的，所述的第二近红外偏振片的偏振化方向与第一近红外偏振片的偏振化方向均成75度夹角。
13.优选地，所述红外补光阵列还包括若干第三近红外偏振片，所述第三近红外偏振片设置于所述第二近红外灯上，且所述第二近红外偏振片与所述第三近红外偏振片的偏振化方向相同。
14.优选地，所述安装基座设置有角度调节支架，所述红外补光阵列设置于所述角度调节支架上。
15.本技术提供的分时活体检测掌静脉识别装置，与现有技术相比，通过所述控制单元分时控制所述第一近红外灯与所述第二近红外灯的发出近红外光，所述近红外图像传感器摄像头实时获取近红外图像，所述图像识别单元检测近红外图像中的掌纹与掌静脉信息，通过检测结果区分活体与防伪攻击，提高了掌静脉识别装置的安全性。
附图说明
16.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1为本技术实施例提供的分时活体检测掌静脉识别装置的立体结构示意图；
18.图2为图1中的分时活体检测掌静脉识别装置的控制系统示意图；
19.图3为图1中的分时活体检测掌静脉识别装置的检测到掌静脉信息时的近红外图像效果图；
20.图4为图1中的分时活体检测掌静脉识别装置的检测到掌纹信息时的近红外图像效果图。
具体实施方式
21.为了使本技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
22.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
23.需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
24.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
25.请一并参阅图1至图2，现对本技术实施例提供的分时活体检测掌静脉识别装置进行说明。所述分时活体检测掌静脉识别装置，包括：
26.安装基座10、近红外图像传感器摄像头20、红外补光阵列30、第一近红外偏振片40、控制单元50以及图像识别单元60。
27.所述近红外图像传感器摄像头20、所述红外补光阵列30设置于所述安装基座10上，所述第一近红外偏振片40设置于所述近红外图像传感器摄像头20上，所述红外补光阵列30包括若干第一近红外灯31、若干第二近红外灯32以及若干第二近红外偏振片(图未示),所述第二近红外偏振片设置于所述第一近红外灯31上，且所述第一近红外偏振片40与所述第二近红外偏振片的偏振化方向均呈预设夹角；所述近红外图像传感器摄像头20、所述第一近红外灯31、所述第二近红外灯32以及所述图像识别单元60分别与所述控制单元50电性连接。
28.其中，所述控制单元50用于分时控制所述第一近红外灯31与所述第二近红外灯32的发出近红外光，所述近红外图像传感器摄像头20用于实时获取近红外图像，所述图像识别单元60用于检测近红外图像中的掌纹与掌静脉信息。
29.值得说明的是，采集掌静脉图像时利用人体血红蛋白吸收近红外光的特性来采集手掌皮肤底下的静脉特征图像。人体的静脉隐藏在表皮下，在可见光下无法照射，需要在近红外下进行拍摄采集。利用人体血红蛋白通过吸收近红外光的特性来采集手掌皮肤底下的静脉特征图像。近红外光源发出的光照射手掌，手掌在近红外光照射下，手掌静脉的血红蛋白(包括氧化血红蛋白和还原血红蛋白)对近红外光的吸收强于周围组织，氧化血红蛋白即氧化血色素，还原血红蛋白即为还原血色素。采集掌纹时，利用手掌皮肤反射光线的原理进行掌纹采集。
30.可以理解的是，请参阅图3，在识别活体掌静脉时，由于所述控制单元50用于分时控制所述第一近红外灯31与所述第二近红外灯32的发出近红外光，所以当所述控制单元50控制所述第一近红外灯31发出近红外光且所述第二近红外灯32不发光时，所述第一近红外灯31发出的近红外光会经过所述第二近红外偏振片形成偏振光，该偏振光部分被手掌静脉血红蛋白吸收且部分被手掌表皮反射，至此偏振光进入近红外图像传感器摄像头20，由于第一近红外偏振片40与所述第二近红外偏振片的偏振化方向成预设夹角，利用偏振光的特性，从而达到消除手掌表面非掌静脉区域的手掌反光的作用，进而过滤掉掌纹信息，故而近红外图像传感器摄像头20生成的近红外图像仅保留掌静脉信息。
31.又由于所述图像识别单元60能够检测近红外图像中的掌纹或掌静脉信息，所以当所述控制单元50控制所述第一近红外灯31发出近红外光且所述第二近红外灯32不发光时，所述图像识别单元60是能够检测到清晰的掌静脉信息，但是检测不到掌纹信息。
32.请参阅图4，当所述控制单元50控制所述第二近红外灯32发出近红外光且所述第一近红外灯31不发光时，所述第二近红外灯32发出的近红外光会直接照射在手掌上，由于所述第二近红外灯32发出的近红外光未经过所述第二近红外偏振片，因此无法通过所述第
一近红外偏振片40消除手掌表面非掌静脉区域的手掌反光的作用，也即进而不能过滤掉掌纹信息，掌纹信息范围广，往往会将掌静脉信息覆盖，掌静脉信息不明显，故而近红外图像传感器摄像头20生成的近红外图像只保留了掌纹信息。
33.又由于所述图像识别单元60能够检测近红外图像中的掌纹或掌静脉信息，所以当所述控制单元50控制所述第二近红外灯32发出近红外光且所述第一近红外灯31不发光时，所述图像识别单元60是能够检测到清晰的掌纹信息，而检测不到掌静脉信息。
34.但是如果目标为打印有掌静脉图案的纸张、假体模型等非活体时，无论是所述控制单元50控制所述第一近红外灯31发出近红外光且所述第二近红外灯32不发光，还是所述控制单元50控制所述第二近红外灯32发出近红外光且所述第一近红外灯31不发光，这两种情况下所述近红外图像传感器摄像头20获取近红外图像中都是只有掌静脉图案，所述图像识别单元60也只能识别到掌静脉信息。
35.如此，通过同时设置第一近红外灯31以及第二近红外灯32，所述控制单元50分时控制所述第一近红外灯31与所述第二近红外灯32的发出近红外光，所述近红外图像传感器摄像头20实时获取近红外图像，所述图像识别单元60检测近红外图像中的掌纹与掌静脉信息，如果既检测到掌静脉信息，又检测到掌纹信息，则可判定为活体目标，此次掌静脉识别有效。如果两种情况下所述图像识别单元60也只能识别到掌静脉信息，则可判定为非活体目标，此次掌静脉识别无效。
36.当然，所述分时活体检测掌静脉识别装置还可以包括外壳、显示屏、电源模块等元器件，由于其为常规成熟技术，在本说明书中未详细说明。
37.所述控制单元50优选型号为rv1126的cpu，旨在实现信号的汇接与发出控制命令；所述图像识别单元60优选型号为anpv0504ts1的图像处理检测装置，旨在实现检测近红外图像中的掌纹与掌静脉信息，所述图像识别单元60可以内置深度学习目标检测模型，通过深度学习目标检测模型完成对掌纹与掌静脉信息的目标检测。
38.本技术提供的分时活体检测掌静脉识别装置，与现有技术相比，通过所述控制单元50分时控制所述第一近红外灯31与所述第二近红外灯32的发出近红外光，所述近红外图像传感器摄像头20实时获取近红外图像，所述图像识别单元60检测近红外图像中的掌纹与掌静脉信息，通过检测结果区分活体与防伪攻击，提高了掌静脉识别装置的安全性。
39.在本技术另一个实施例中，请一并参阅图1，所述第一近红外灯31与所述第二近红外灯32相互间隔设置，且所述第一近红外灯31与所述第二近红外灯32以所述近红外图像传感器摄像头20为中心呈环形阵列分布。
40.可以理解的是，通过将所述第一近红外灯31与所述第二近红外灯32相互间隔设置，可以让近红外光相对均匀的发射到手掌上，有利于提高近红外图像的清晰度。将所述第一近红外灯31与所述第二近红外灯32以所述近红外图像传感器摄像头20为中心呈环形阵列分布，可以使得所述近红外图像传感器摄像头20正面获取近红外图像，不会发生图像扭曲与变形。
41.在本技术另一个实施例中，所述第一近红外灯31包括波长分为760nm、850nm、940nm的若干第一灯珠(图未示)、若干第二灯珠(图未示)、若干第三灯珠(图未示)。
42.可以理解的是，通过760nm、850nm、940nm三种波长的灯珠组合实现适应不同人群手掌生物组织差异而获取高质量手指静脉图像。多光谱掌静脉成像的基本思路是不同个体
对近红外光的吸收不同，将多种波长光组合，可以更精准的采集。
43.在本技术另一个实施例中，所述第一近红外偏振片40与所述第二近红外偏振片的偏振化方向呈均成60度到90度夹角。优选的，所述的第二近红外偏振片的偏振化方向与第一近红外偏振片40的偏振化方向均成75度夹角。
44.在本技术另一个实施例中，所述红外补光阵列30还包括若干第三近红外偏振片(图未示)，所述第三近红外偏振片设置于所述第二近红外灯32上，且所述第二近红外偏振片与所述第三近红外偏振片的偏振化方向相同。
45.可以理解的是，当所述控制单元50控制所述第二近红外灯32发出近红外光且所述第一近红外灯31不发光时，所述第二近红外灯32发出的近红外光会经过所述第三近红外偏振片后形成偏振光，该偏振光部分被手掌静脉血红蛋白吸收且部分被手掌表皮反射，至此偏振光进入近红外图像传感器摄像头20，由于所述第二近红外偏振片与所述第三近红外偏振片的偏振化方向相同，掌纹信息不会被过滤，但是可以避免所述第二近红外灯32光线散乱造成的干扰，提高近红外图像的清晰度。
46.在本技术另一个实施例中，请一并参阅图1，所述安装基座10设置有角度调节支架70，所述红外补光阵列30设置于所述角度调节支架70上。
47.可以理解的是，通过所述角度调节支架70可以调节所述红外补光阵列30的角度，使得所述第一近红外偏振片40与所述第二近红外偏振片的偏振化方向达到最佳。
48.以上所述仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。