[发明专利]一种基于物理加密辐射成像身份认证系统

权利要求书

1.一种基于物理加密辐射成像身份认证系统，其特征在于：包括

探测模块，用于利用X光机照射腕骨，X光经预卸载屏调制后生成加密腕骨X光片；

识别模块，用于通过探测器接收加密腕骨X光片的加密腕骨数据，利用霍特林模型计算得出霍特林指纹，判断当前指纹信号是否与已授权人员指纹信号吻合；

认证模块，用于当指纹信号吻合程度达到某一阈值范围内为身份认证通过；

所述预卸载屏为一块设置在探测器前含孔铅板，通过在探测过程中随机平移/旋转来完成对X光的随机调制；

所述利用霍特林模型计算得出指纹信号具体定义为公式(1)：

λ＝ω^Hg₂      (1)

式中，λ为指纹信号，g₂为探测器记录到的探测腕骨数据，ω^H为霍特林权值：ω^H＝K^-1·Δg，K为g₁和g₂的协方差矩阵的均值，Δg＝g₂-g₁，g₁为数据库内已授权人员的腕骨数据，Δg表示两项目成像数据的差值。

2.根据权利要求1所述的一种基于物理加密辐射成像身份认证系统，其特征在于：所述身份认证系统具体实现步骤如下：

步骤1：采用低剂量X光机照射腕骨，同时在探测器前放置一块含孔掩模；

步骤2：使用霍特林模型对当前人员腕骨数据进行计算，得出该人员的指纹信号；

步骤3：当该指纹信号与已录入指纹信号的吻合程度到达某一阈值范围后，解锁场所，并对获取通行的人员进行记录。

3.根据权利要求1所述的一种基于物理加密辐射成像身份认证系统，其特征在于：所述的阈值范围由前期训练阶段对霍特林模型的大量训练得出，包括以下步骤：

a、使用Geant4模拟生成两个一模一样的人体腕骨模型，其中一个记录为数据库项目，另一个记录为解锁库项目；

b、步骤a重复若干遍，生成若干两两一致的人体腕骨模型，并产生数据库项目集合与解锁类项目集合；

c、计算每一对相同腕骨的指纹信号，统计得到当前解锁指纹信号与指纹库内录入指纹信号一致时的阈值范围。

4.根据权利要求3所述的一种基于物理加密辐射成像身份认证系统，其特征在于：所述的阈值范围由前期训练阶段对霍特林模型的大量训练得出，具体包括以下步骤

步骤1、依据不同的真实腕骨X光图像结构特点，将桡骨及腕骨均抽象为圆柱体单元，将圆柱体单元的中心按生理解剖结构放置于各自的骨架轴线上，得到每个人员的模拟腕骨单元F；

步骤2、上述步骤重复若干次，得到若干模拟人员的腕骨单元，对于不同人员j的腕骨单元图F_j，其区别在于腕骨与桡骨的维度和位置；

步骤3、使用低剂量X光对人体腕骨进行照射，穿过模拟腕骨单元的X光经过预卸载屏的调制后被位置敏感探测器接收，每个腕骨单元都要经过两次照射，一次记录为已授权通行人员的腕骨数据，另一次记录为待审查是否通行人员的解锁数据，重复若干次，该步骤产生数据库项目集合与解锁类项目集合；

步骤4、在完成上述步骤后，使用霍特林模型对项目进行计算，具体操作如下：

步骤4.1、将数据库项目集合记为项目1，其中每个腕骨单元数据记为g₁，并将解锁类项目集合记为项目2，其中每个腕骨单元数据记为g₂；

步骤4.2、从数据库项目集合选取与解锁类项目集合中同一人员的腕骨单元，计算出其平均协方差矩阵K与矩阵差值Δg；

步骤4.3、经过大量尝试计算，得出当所选解锁类项目与数据库项目一致时解锁类项目的指纹信号阈值，即当试图进入极重要场所的人员指纹信号数据不超过此阈值，证明该人员是经过授权进入场所的人员。