[发明专利]三维手形和掌纹的多模态生物图像采集装置

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种生物特征身份识别技术领域的图像采集装置。

背景技术

随着对社会安全和身份鉴别的准确性和可靠性要求的日益提高，单一生物 特征识别已不能满足社会的需要，具有更高可靠性和准确性及适用性多模态生物 特征识别的研究研究与应用逐渐兴起。

医学和生物学及大量的对比试验表明人手的形状在一定时间范围内具有唯 一性和稳定性，掌纹和指纹一样是终身不变的，具有更强的唯一性，因此它们都 可以作为生物特征进行人的身份识别。

掌纹识别是在上世纪末出现的一种生物特征识别技术，由于掌纹比指纹含 有更丰富的细节信息，被认为可能取得更高的识别率。近年来已有实用系统出现， 但市场上尚无真正的掌纹识别机出售。尽管掌纹信息多，但要取得高识别率，必 须采用复杂算法，充分利用尽可能多信息，导致识别算法计算量大，识别效率低。

三维手形识别早在上世纪90年代初已经出现，由于采集装置成本低、识别 算法简单易实现，已在门禁、考勤等领域得到应用，据统计手形识别约占生物特 征识别技术市场的10％份额。但是手形识别存在特征点少，识别率不高的缺点。 尽管已经存在关于掌纹图像采集装置的专利、或者关于手形图像采集装置的专 利，但并没有同时将这两种图像融合在一起的采集装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可以缩短图像采集时间、简单而实用的采集正面 手形、侧面手形和掌纹于一副图像中的三维手形和掌纹的多模态生物图像采集装 置。

本发明的目的是这样实现的：

它包括外壳，外壳的上表面为一层透明材料，透明材料的上面固定有3个小 中空立柱，中间的中空立柱内安装一个数字温度传感器，左右两个中空立柱为导 电材料并安装有电极，在外壳上表面的两侧各安装一个反射镜片，反射镜片向内 倾斜45°角，外壳内设置有光源、摄像头和图像采集与处理电路。

本发明还可以包括：

1、图像采集与处理电路包括CMOS摄像头电路、电可擦除程序存储器 E2PROM电路、USB主控芯片控制电路、活体识别电路、光源电路和电源电路 等，USB主控芯片控制电路设置为Slave FIFO模式的从机方式，由CMOS摄像 头的时钟信号PCLK控制USB主控芯片控制电路内部的多层缓冲FIFO进行读 写，利用帧同步信号VSYNC作为图像采集的起始同步信号，USB主控芯片控制 电路直接接收CMOS摄像头实时传输的图像数据，通过缓存传输给计算机，USB 主控芯片通过SCCB总线控制CMOS摄像头电路，5V电源通过USB接口从计 算机获得，然后处理为5V、3.3V、2.8V多路电源，分别提供给CMOS摄像头电 路、USB主控电路、E2PROM电路、活体识别电路和光源电路。

2、所述光源为阵列式光源，并在镜头前加入偏光镜。

本发明具有以下优点：

(1)是基于三维手形(正面手形、侧面手形)和掌纹的多模态生物图像采集 装置，以此装置进行图像信息采集的生物特征识别系统，其性能好于仅基于掌形 或掌纹的单模态生物特征识别系统；

(2)可以同时采集正面手形、侧面手形和掌纹于一副图像中，极大的提高图 像采集速度，缩短采集时间；

(3)具有活体检测能力，可有效杜绝被采集对象伪造可能；

(4)具有触发开关，可有效减少装置工作时间，提高装置工作寿命。

附图说明

图1：三维手形和掌纹的多模态生物图像采集装置外形图；

图2a：三维手形和掌纹的多模态生物图像采集原理示意图；

图2b：图2a的俯视图；

图3：三维手形和掌纹的多模态生物图像采集装置的硬件原理图；

图4：触发开关和活体检测原理框图；

图5：采集装置工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：

结合图1，1为装置外壳，外壳长宽高约280×250×300mm；2为外壳上表面 的一层透明材料；3为固定在透明材料上面的3个小中空立柱，用于确定手掌摆 放位置，同时中间立柱内安装一个数字温度传感器，左右两个中空立柱为导电材 料，并安装电极，可作为触发开关并进行活体检测；4为分别安装在外壳上表面 两侧的，并向内倾斜45°角的反射镜片，用于折射手掌侧面图像。