專利名稱：基于指部生物特征的身份認(rèn)證裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生物識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及利用指部生物特征進(jìn)行身份認(rèn) 證的技術(shù)。
背景技術(shù)：
人體靜脈識(shí)別是最新的一種生物識(shí)別技術(shù)，所謂生物識(shí)別技術(shù)就是，通 過(guò)計(jì)算機(jī)與光學(xué)、聲學(xué)、生物傳感器和生物統(tǒng)計(jì)學(xué)原理等高科技手段密切結(jié) 合，利用人體固有的生理特性(如指紋、臉像、紅膜等)和行為特征(如筆 跡、聲音、步態(tài)等)來(lái)進(jìn)行個(gè)人身份的鑒定。由于人體的生物特征具有人體 所固有的不可復(fù)制的惟一性，因此這一生物特征密鑰無(wú)法復(fù)制、失竊或遺忘。 利用生物特征識(shí)別技術(shù)，人們開(kāi)發(fā)了指紋識(shí)別、語(yǔ)音識(shí)別、虹膜識(shí)別、靜脈 識(shí)別以及面部特征識(shí)別等多種人體生物特征系統(tǒng)，而且許多系統(tǒng)都己經(jīng)發(fā)展 成熟并得以應(yīng)用?？梢哉f(shuō)，這些系統(tǒng)很好地解決了傳統(tǒng)安全保護(hù)方式存在的 隱患，提供了相對(duì)方便、快速、準(zhǔn)確的身份識(shí)別方法。這些由單一生物特征 形成的識(shí)別系統(tǒng)也存在著各自的優(yōu)缺點(diǎn)，例如，指紋識(shí)別技術(shù)相對(duì)比較成熟， 識(shí)別率和準(zhǔn)確率較高，但指紋識(shí)別系統(tǒng)要求在按指紋時(shí)手指保持潔靜、光滑， 任何存在于指紋上臟東西或者疤痕都會(huì)給識(shí)別帶來(lái)困難，此外指紋易于偽造，
因此防偽性相對(duì)較低；對(duì)靜脈識(shí)別而言，其由于靜脈紋路位于皮下，而且需 要近紅外光照射活體指定部位才會(huì)比較清晰的顯示出靜脈紋路，因此具有高 度防偽性和活體辨別功能，此外，人體的靜脈紋路具有長(zhǎng)時(shí)間的不變性，而 且雙胞胎的靜脈紋路也會(huì)不同，但是靜脈識(shí)別技術(shù)的成熟度和準(zhǔn)確率低于指 紋識(shí)別，且靜脈紋路的唯一性還未得到證明等等。因此，要綜合利用這些生 物特征識(shí)別的優(yōu)點(diǎn)，避免單一生物特征識(shí)別的缺點(diǎn)，就要求開(kāi)發(fā)出由多個(gè)具 有互補(bǔ)性的單一生物特征識(shí)別技術(shù)組成的多生物特征識(shí)別認(rèn)證系統(tǒng)
發(fā)明內(nèi)容
人體的手部具有多種生物特征，有位于表皮的外部生物特征如指紋、 掌紋、指背皺皮、指腹折痕、手形等；有位于表皮下的內(nèi)部生物特征如指 靜脈，掌靜脈和手背靜脈等。本發(fā)明的目的在于針對(duì)手部的這些生物特征， 利用指部生物特征中指紋和指靜脈具有的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)性，設(shè)計(jì)一種采集裝置小、 采集便利的新的多生物特征識(shí)別裝置，該裝置同時(shí)利用指紋和指靜脈來(lái)進(jìn)行 人體識(shí)別和認(rèn)證，由于指紋識(shí)別具有準(zhǔn)確性和唯一性的特點(diǎn)，而靜脈識(shí)別具
有活體辨別和高度防偽的功能，因此使用本裝置進(jìn)行人體識(shí)別和認(rèn)證不但保 證了準(zhǔn)確性、唯一性而且保證了認(rèn)證的安全性和防偽性。
為達(dá)上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案 一種基于指部生物特征的 身份認(rèn)證裝置，包括
具有用手握持的曲率的握把部；
采集拇指指紋的指紋采集部；
直接照射或透過(guò)指肚一側(cè)照射握在所述握把部的除拇指外的手指近側(cè)指
關(guān)節(jié)與遠(yuǎn)側(cè)指關(guān)節(jié)之間位置的光源；
拍攝直接照射或透過(guò)指肚一側(cè)照射在握在所述握把部的除拇指外的手指 近側(cè)指關(guān)節(jié)與遠(yuǎn)側(cè)指關(guān)節(jié)之間位置的，來(lái)自上述光源的攝像部，所述攝像部 設(shè)置在握在所述握把部的除拇指外的手指近側(cè)指關(guān)節(jié)與遠(yuǎn)側(cè)指關(guān)節(jié)之間位置 的相對(duì)的位置上，拍攝握在所述握把部的除拇指外的手指近側(cè)指關(guān)節(jié)與遠(yuǎn)側(cè) 指關(guān)節(jié)之間位置的指背的 一側(cè)；
啟動(dòng)所述光源、指紋采集部和攝像部，并從所述攝像部拍攝的圖像及指 紋采集部中提取靜脈圖案和指紋圖案進(jìn)行認(rèn)證的處理部；
啟動(dòng)所述處理部的觸動(dòng)開(kāi)關(guān)；
所述處理部分別與觸動(dòng)開(kāi)關(guān)、指紋采集部、光源和攝像部相連接。 為了更好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，所述握把部設(shè)有1~4個(gè)用于使所述除拇指外的
手指近側(cè)指關(guān)節(jié)與遠(yuǎn)側(cè)指關(guān)節(jié)之間位置自然抓握的凹部。這樣不但便于四只
手指定位，而且可以防止光源發(fā)出的透射光泄露出來(lái)。
在所述每個(gè)凹部設(shè)置所述光源，所述光源是指近紅外LED。 沿著除拇指外的手指的抓握方向于所述攝像部?jī)蓚?cè)分別設(shè)置1~4個(gè)所
述光源，所述光源是指近紅外LED。
所述指紋采集部設(shè)置在指壓板上，所述指壓板設(shè)置在支持所述握把部的
握把支持部上。所述觸動(dòng)開(kāi)關(guān)設(shè)置在所述指壓板與所述握把支持部的連接處。這樣當(dāng)拇 指壓下指壓板采集指紋時(shí)，可以自然舒適的啟動(dòng)觸動(dòng)開(kāi)關(guān)，從而啟動(dòng)認(rèn)證裝 置工作。
所述指紋采集部設(shè)置于所述握把部上的除拇指外的手指自然抓握握把 部時(shí)拇指對(duì)應(yīng)的位置上。當(dāng)使用者的四指抓握握把部時(shí)，拇指可以自然舒適 地放置在指紋采集部上，因而每次拇指擺放的位置和角度固定，從而使得指 紋采集部采集到的指紋圖像基本沒(méi)有位置和角度的偏移，進(jìn)而提高本發(fā)明進(jìn) 行人員認(rèn)證的準(zhǔn)確度，而且還提高了整個(gè)裝置的集成度。
所述觸動(dòng)開(kāi)關(guān)位于握把部上除拇指外的手指近側(cè)指關(guān)節(jié)與遠(yuǎn)側(cè)指關(guān)節(jié) 之間的位置與握把部的接觸處。當(dāng)手指自然抓握握把部時(shí)，手指近側(cè)指關(guān)節(jié) 與遠(yuǎn)側(cè)指關(guān)節(jié)之間的位置就可以自然舒適的啟動(dòng)觸動(dòng)開(kāi)關(guān)，從而啟動(dòng)認(rèn)證裝 置工作。
所述攝像部設(shè)置在支持所述握把部的握把支持部上，所述攝像部是指高 信噪比的黑白數(shù)碼相機(jī)。
所述攝像部與所述握在握把部的除拇指外的手指近側(cè)指關(guān)節(jié)與遠(yuǎn)側(cè)指關(guān)
節(jié)指背之間的相應(yīng)位置上還設(shè)有濾波裝置；所述濾波裝置是指近紅外濾波 片，其可以濾除雜散光，僅僅保留近紅外光線進(jìn)入攝像部，從而保證指靜脈 圖像的清晰度。
本發(fā)明有兩種工作方式，分別是身份注冊(cè)工作方式和身份認(rèn)證工作方式。 在身份認(rèn)證工作方式之前，需要進(jìn)行身份注冊(cè)，完成身份注冊(cè)之后， 一般就 只常用到身份認(rèn)證工作方式了，因此，本發(fā)明可以外接一個(gè)鍵盤(pán)或其它外接 設(shè)備，當(dāng)進(jìn)行身份注冊(cè)時(shí)，通過(guò)鍵盤(pán)或其它外接設(shè)備輸入密碼或通過(guò)其它驗(yàn) 證方式才允許進(jìn)行身份注冊(cè)。之后使用者只需觸發(fā)觸動(dòng)開(kāi)關(guān)就可以實(shí)現(xiàn)身份 認(rèn)證了 ，采取這種方式可以在最大程度上為使用者提供便利。
本發(fā)明是這樣使用的
1、進(jìn)行身份注冊(cè)通過(guò)鍵盤(pán)或其它外接設(shè)備輸入密碼或通過(guò)其它驗(yàn)證 方式，被允許進(jìn)行身份注冊(cè)，此時(shí)用四只手指自然抓握握把部，拇指對(duì)準(zhǔn)指 紋采集部，啟動(dòng)觸動(dòng)開(kāi)關(guān)，此時(shí)處理部開(kāi)始工作，處理部控制指紋采集部采 集拇指指紋，與此同時(shí)，處理部點(diǎn)亮光源，光源直接照射或透過(guò)指肚一側(cè)照 射握在所述握把部的除拇指外的手指近側(cè)指關(guān)節(jié)與遠(yuǎn)側(cè)指關(guān)節(jié)之間位置，通 過(guò)濾波裝置濾出其他波長(zhǎng)的光線，送入攝像部，獲得手指靜脈圖像，隨后處理部分別對(duì)采集到的指紋圖像和手指靜脈圖像進(jìn)行預(yù)處理和特征提取，得到 指紋特征和手指靜脈特征。將得到的指紋特征和手指靜脈特征組成指紋一手
指靜脈特征對(duì)，并暫存起來(lái)。重復(fù)三次上述過(guò)程，就能形成3組指紋一手指 靜脈特征對(duì)，對(duì)獲得的3組指紋一手指靜脈特征對(duì)計(jì)算它們之間的差異值D， 如果差異值D大于預(yù)設(shè)閾值，則表示此次采集的指紋和手指靜脈圖像總體效 果不佳，不宜作為注冊(cè)數(shù)據(jù)存入注冊(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)，因此注冊(cè)過(guò)程失敗，使用者可 以選擇重新采集或是退出注冊(cè)；如果差異值D大于預(yù)設(shè)閾值，表示此次采集 和處理獲得的3組指紋一手指靜脈特征對(duì)有效，可以作為注冊(cè)數(shù)據(jù)存入注冊(cè) 數(shù)據(jù)庫(kù)，因此計(jì)算它們的平均值后，并將該組特征存入注冊(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)，此時(shí)注 冊(cè)成功，使用者可以根據(jù)需要退出或是繼續(xù)注冊(cè)。
2、進(jìn)行身份認(rèn)證用四只手指自然抓握握把部，拇指對(duì)準(zhǔn)指紋采集部， 啟動(dòng)觸動(dòng)開(kāi)關(guān)，此時(shí)處理部控制指紋采集部采集拇指指紋，與此同時(shí)，處理 部點(diǎn)亮光源，光源直接照射或透過(guò)指肚一側(cè)照射握在所述握把部的除拇指外 的手指近側(cè)指關(guān)節(jié)與遠(yuǎn)側(cè)指關(guān)節(jié)之間位置，通過(guò)濾波裝置濾出其他波長(zhǎng)的光 線，送入攝像部，獲得手指靜脈圖像，隨后處理部分別對(duì)采集到的指紋圖像 和手指靜脈圖像進(jìn)行預(yù)處理和特征提取，得到指紋特征和手指靜脈特征。將 新得到的指紋特征和手指靜脈特征與數(shù)據(jù)庫(kù)中注冊(cè)的指紋特征和手指靜脈特 征分別進(jìn)行匹配即將指紋特征和手指靜脈特征與數(shù)據(jù)庫(kù)中注冊(cè)的第一組指 紋一手指靜脈特征對(duì)分別進(jìn)行相似度計(jì)算，并對(duì)二者加權(quán)相加，如果該值大 于預(yù)設(shè)閾值，則匹配成功，否則，與數(shù)據(jù)庫(kù)中注冊(cè)的另外一組指紋一手指靜 脈特征對(duì)進(jìn)行匹配，直到與最后一組指紋一手指靜脈特征對(duì)進(jìn)行匹配，如果 匹配成功，則身份認(rèn)證通過(guò)，否則身份認(rèn)證失敗。
相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下的主要優(yōu)點(diǎn)及效果
1、本發(fā)明基于指部生物特征的身份認(rèn)證裝置充分利用了手指部分的兩 種位于手指不同皮層的生物特征，相對(duì)單一的指紋認(rèn)證方式而言，多生物特 征認(rèn)證中的靜脈認(rèn)證本身含有活體判別和高度防偽的作用，因此可以提高認(rèn) 證系統(tǒng)的防偽性和安全性，同時(shí)相對(duì)單一的靜脈認(rèn)證方式而言，由于靜脈識(shí) 別技術(shù)的成熟度和準(zhǔn)確率低于指紋識(shí)別，且靜脈紋路的唯一性還未得到證明， 因此采用指紋和手指靜脈雙模態(tài)認(rèn)證能夠保證身份認(rèn)證系統(tǒng)的唯一性，并能 提高身份認(rèn)證系統(tǒng)的準(zhǔn)確性。2、 本發(fā)明基于指部生物特征的身份認(rèn)證裝置從人體工程學(xué)的角度出發(fā)， 順應(yīng)人們常用的抓握握把的方式，將指紋圖像和手指靜脈圖像的采集部設(shè)置 在五根手指自然抓握握把的位置，當(dāng)使用者的四指抓握握把部時(shí)，拇指可以 自然舒適地放置在指紋采集部上，因而每次拇指擺放的位置和角度固定，從 而使得指紋采集部采集到的指紋圖像基本沒(méi)有位置和角度的偏移，進(jìn)而提高 本發(fā)明基于指部生物特征的身份認(rèn)證裝置進(jìn)行人員認(rèn)證的準(zhǔn)確度；而且本發(fā) 明單手操作即可完成，且左右手都可單手操作，無(wú)須更改裝置及安裝位置， 十分方便，因此更易于被接受作為身份認(rèn)證系統(tǒng)。
3、 本發(fā)明基于指部生物特征的身份認(rèn)證裝置一般都處于待機(jī)狀態(tài)，當(dāng) 四手指握住門(mén)把，啟動(dòng)觸動(dòng)開(kāi)關(guān)時(shí)系統(tǒng)才開(kāi)始工作，通過(guò)這種方式啟動(dòng)系統(tǒng) 比較方便，省力而且省電。
4、 本發(fā)明基于指部生物特征的身份認(rèn)證裝置采集指紋圖像時(shí)采用半導(dǎo) 體電容式指紋傳感器，采集指靜脈圖像時(shí)通過(guò)近紅外LED透射手指，并經(jīng)由 近紅外濾波片濾除其余波長(zhǎng)光線，因此不會(huì)受光照的影響，可以在強(qiáng)光和弱 光下工作，使得系統(tǒng)的抗干擾能力強(qiáng)和穩(wěn)定性好。


圖1是實(shí)施例1采用的基于指部生物特征的身份認(rèn)證裝置的一種結(jié)構(gòu) 示意圖；其中(a)是該裝置的左視圖；(b)是該裝置的主視圖；(C)是該 裝置的俯視圖；(d)是該裝置的使用狀態(tài)圖2是使用圖1所示裝置采集指靜脈的示意圖；其中(a)是圖1所示 裝置的使用狀態(tài)圖；(b)人體手指的結(jié)構(gòu)示意圖；(C)是采集指靜脈的部 位示意圖；(d)是采集到的外側(cè)指關(guān)節(jié)與內(nèi)側(cè)指關(guān)節(jié)之間位置的指背的靜 脈圖3是實(shí)施例2采用的基于指部生物特征的身份認(rèn)證裝置的一種結(jié)構(gòu) 示意圖；其中(a)是該裝置的左視圖；(b)是該裝置的使用狀態(tài)圖4是實(shí)施例3采用的基于指部生物特征的身份認(rèn)證裝置的一種結(jié)構(gòu) 示意圖；其中(a)是該裝置的左視圖；(b)是該裝置的使用狀態(tài)圖5是實(shí)施例4采用的基于指部生物特征的身份認(rèn)證裝置的一種結(jié)構(gòu) 示意圖；其中(a)是該裝置的左視圖；(b)是該裝置的主視圖；(C)是該裝置的俯視圖；(d)是該裝置的使用狀態(tài)圖6是實(shí)施例5采用的基于指部生物特征的身份認(rèn)證裝置的一種結(jié)構(gòu) 示意圖；其中(a)是該裝置的左視圖；(b)是該裝置的使用狀態(tài)圖7是實(shí)施例6采用的基于指部生物特征的身份認(rèn)證裝置的一種結(jié)構(gòu) 示意圖；其中(a)是該裝置的左視圖；(b)是該裝置的使用狀態(tài)圖8是本發(fā)明基于指部生物特征的身份認(rèn)證裝置工作時(shí)的身份注冊(cè)流 程圖9是本發(fā)明基于指部生物特征的身份認(rèn)證裝置工作時(shí)的身份認(rèn)證流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施 方式不限于此。 實(shí)施例1
基于指部生物特征的身份認(rèn)證裝置的結(jié)構(gòu)如圖1所示，其中(a)是該
裝置的左視圖；(b)是該裝置的主視圖；(C)是該裝置的俯視圖；(d)是 該裝置的使用狀態(tài)圖；圖中，包括握把支持部1，攝像部2，處理部3，觸 動(dòng)開(kāi)關(guān)4，指壓板5，指紋采集部6，握把部7，光源8，濾波裝置9，處理 部3分別連接攝像部2、觸動(dòng)開(kāi)關(guān)4、指紋采集部6和光源8。
握把支持部1用來(lái)安裝攝像部2、處理部3和觸動(dòng)開(kāi)關(guān)4，并用于固定 握把部7。
攝像部2安裝在握把支持部1上，鏡頭朝向握在所述握把部的除拇指外 的四只手指近側(cè)指關(guān)節(jié)與遠(yuǎn)側(cè)指關(guān)節(jié)之間位置，拍攝透過(guò)指肚一側(cè)照射在握 在所述握把部的除拇指外的四只手指近側(cè)指關(guān)節(jié)與遠(yuǎn)側(cè)指關(guān)節(jié)之間位置的， 來(lái)自光源8的圖像，用以獲取上述部位的指背靜脈圖像，本實(shí)施例的攝像部 2采用了高信噪比的黑白數(shù)碼相機(jī)，能取得高質(zhì)量的手指靜脈圖像。
處理部3是一個(gè)主控電路，其安裝在握把支持部1上，由它來(lái)控制數(shù)碼 相機(jī)2、光源8、指紋采集部6等部件工作，并實(shí)現(xiàn)指靜脈和指紋圖像的采 集，預(yù)處理和特征提取，匹配和認(rèn)證。
觸動(dòng)開(kāi)關(guān)4安裝在握把支持部1與指壓板5的連接處，由它啟動(dòng)主控電路3。
指壓板5安裝在握把支持部1上，當(dāng)拇指按下指壓板5時(shí)，它會(huì)觸發(fā)觸
動(dòng)開(kāi)關(guān)4，從而啟動(dòng)主控電路3。
指紋采集部6安裝在指壓板5上，用以采集指紋圖像，其采用半導(dǎo)體電 容式指紋傳感器。
握把部7安裝在握把支持部1上，其主要用途有兩個(gè)， 一是放置四手指， 二是安裝光源8，握把部7設(shè)有四個(gè)用于使除拇指外的手指近側(cè)指關(guān)節(jié)與遠(yuǎn) 側(cè)指關(guān)節(jié)之間位置自然抓握的凹部，這樣不但方便四手指的抓握，便于四手 指定位，同時(shí)可以防止光源8發(fā)出的透射光泄露出來(lái)，從而保證指靜脈圖像 采集的效果。每個(gè)凹部設(shè)置有光源8，光源8采用近紅外LED，共計(jì)4~8 盞(即每個(gè)凹部1 2盞)，光源8透過(guò)指肚一側(cè)照射握在所述握把部7的除 拇指外的四只手指近側(cè)指關(guān)節(jié)與遠(yuǎn)側(cè)指關(guān)節(jié)之間位置，其主要用途是為手指 靜脈的紅外成像提供光源支持，醫(yī)學(xué)研究表明波長(zhǎng)在700~1000nm的近紅外 光譜區(qū)的光線對(duì)人體組織有較強(qiáng)的穿透能力，人體血液中的氧合血紅蛋白和 還原血紅蛋白在800~960nm的波長(zhǎng)范圍內(nèi)的吸收率相對(duì)較高，而人體組織 中的其他部分在這個(gè)波長(zhǎng)范圍內(nèi)吸收率相對(duì)較低，所以在近紅外光源的照射 下，手指靜脈部分會(huì)因?yàn)閷?duì)光線有較多的吸收而呈黑色，同時(shí)其它部分呈現(xiàn) 白色，這樣就可以得到手指靜脈圖像，依據(jù)上述紅外成像原理本裝置采用了 波長(zhǎng)為880nm的近紅外LED作為近紅外光源，并在光源前安置一片保護(hù) LED的透明丙烯酸板。
濾波裝置9安裝在數(shù)碼相機(jī)2的鏡頭前，其功能是濾除雜散光，僅僅保 留近紅外光線進(jìn)入數(shù)字相機(jī)，從而保證指靜脈圖像的清晰度，其采用近紅外 濾波片。
本發(fā)明的裝置有兩種工作方式，分別是身份注冊(cè)工作方式和身份認(rèn)證工
作方式。它是這樣使用的
1、進(jìn)行身份注冊(cè)通過(guò)鍵盤(pán)或其它外接設(shè)備輸入密碼或通過(guò)其它驗(yàn)證 方式，被允許進(jìn)行身份注冊(cè)，此時(shí)用右手四只手指自然抓握握把部7，拇指
對(duì)準(zhǔn)指壓板5上的指紋采集部6，拇指輕壓?jiǎn)?dòng)觸動(dòng)開(kāi)關(guān)4，此時(shí)處理部3 開(kāi)始工作，處理部3控制指紋采集部6采集拇指指紋，與此同時(shí)，處理部3 點(diǎn)亮光源8，透過(guò)指肚一側(cè)照射手指近側(cè)指關(guān)節(jié)與遠(yuǎn)側(cè)指關(guān)節(jié)之間的位置，通過(guò)濾波裝置9濾出其他波長(zhǎng)的光線，送入攝像部2，獲得手指靜脈圖像， 隨后處理部3分別對(duì)采集到的指紋圖像和手指靜脈圖像進(jìn)行預(yù)處理和特征提 取，得到指紋特征和手指靜脈特征。將得到的指紋特征和手指靜脈特征組成 指紋一手指靜脈特征對(duì)，并暫存起來(lái)。重復(fù)三次上述過(guò)程，就能形成3組指 紋一手指靜脈特征對(duì)，對(duì)獲得的3組指紋一手指靜脈特征對(duì)計(jì)算它們之間的 差異值D，如果差異值D大于預(yù)設(shè)閾值，則表示此次采集的指紋和手指靜脈 圖像總體效果不佳，不宜作為注冊(cè)數(shù)據(jù)存入注冊(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)，因此注冊(cè)過(guò)程失敗， 使用者可以選擇重新采集或是退出注冊(cè)；如果差異值D大于預(yù)設(shè)閾值，表示 此次采集和處理獲得的3組指紋一手指靜脈特征對(duì)有效，可以作為注冊(cè)數(shù)據(jù) 存入注冊(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)，因此計(jì)算它們的平均值后，并將該組特征存入注冊(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)， 此時(shí)注冊(cè)成功，使用者可以根據(jù)需要退出或是繼續(xù)注冊(cè)，其實(shí)現(xiàn)流程圖如圖 8所示。
2、進(jìn)行身份認(rèn)證用右手四只手指自然抓握握把部7，拇指對(duì)準(zhǔn)指壓板 5上的指紋采集部6，拇指輕壓?jiǎn)?dòng)觸動(dòng)開(kāi)關(guān)4，此時(shí)處理部3控制指紋采集 部6采集拇指指紋，與此同時(shí)，處理部3點(diǎn)亮光源，透過(guò)指肚一側(cè)照射手指 近側(cè)指關(guān)節(jié)與遠(yuǎn)側(cè)指關(guān)節(jié)之間的位置，通過(guò)濾波裝置9濾出其他波長(zhǎng)的光線， 送入攝像部2，獲得近手指靜脈圖像，隨后處理部3分別對(duì)采集到的指紋圖 像和手指靜脈圖像進(jìn)行預(yù)處理和特征提取，得到指紋特征和手指靜脈特征。 將新得到的指紋特征和手指靜脈特征與數(shù)據(jù)庫(kù)中注冊(cè)的指紋特征和手指靜脈 特征分別進(jìn)行匹配即將指紋特征和手指靜脈特征與數(shù)據(jù)庫(kù)中注冊(cè)的第一組 指紋一手指靜脈特征對(duì)分別進(jìn)行相似度計(jì)算，并對(duì)二者加權(quán)相加，如果該值 大于預(yù)設(shè)閾值，則匹配成功，否則，與數(shù)據(jù)庫(kù)中注冊(cè)的另外一組指紋一手指 靜脈特征對(duì)進(jìn)行匹配，直到與最后一組指紋一手指靜脈特征對(duì)進(jìn)行匹配，如 果匹配成功，則身份認(rèn)證通過(guò)，否則身份認(rèn)證失敗，其實(shí)現(xiàn)流程圖如圖9所 ^K。
圖2是使用圖1所示裝置采集指靜脈的示意圖；其中(a)是圖1所示
裝置的使用狀態(tài)圖；(b)人體手指的結(jié)構(gòu)示意圖；(C)是采集指靜脈的部 位示意圖；(d)是采集到的外側(cè)指關(guān)節(jié)與內(nèi)側(cè)指關(guān)節(jié)之間位置的指背的靜 脈圖；使用時(shí)，用四個(gè)手指抓握握把部7，握把部7設(shè)有四個(gè)使得四手指可 以自然抓握的凹部，這樣不但便于四手指定位，而且可以防止近紅外LED8發(fā)出的透射光泄露出來(lái)。四個(gè)手指抓握握把部7時(shí)，掌指關(guān)節(jié)屈0度，近側(cè) 指關(guān)節(jié)往內(nèi)屈90度，遠(yuǎn)側(cè)指關(guān)節(jié)往內(nèi)屈60度，這種抓握方式使得四個(gè)手指 的內(nèi)側(cè)指關(guān)節(jié)與外側(cè)指關(guān)節(jié)之間的指肚正好朝向近紅外LED 8，而近側(cè)指關(guān) 節(jié)與遠(yuǎn)側(cè)指關(guān)節(jié)之間的指背正好朝向數(shù)碼相機(jī)2，拇指的指關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)指肚接 觸指壓板5上的指紋采集部6。拇指輕輕按下指壓板5，指壓板5向下轉(zhuǎn)動(dòng) 時(shí)觸發(fā)安裝在握把支持部1上的觸動(dòng)開(kāi)關(guān)4，從而啟動(dòng)主控電路3，主控電 路3發(fā)出控制命令，控制指紋采集部6采集拇指指紋圖像，與此同時(shí)，主控 電路3點(diǎn)亮近紅外LED 8，近紅外LED8共4盞，設(shè)于握把部7的凹部中心， 近紅外LED 8發(fā)出的近紅外光線透射過(guò)手指，然后經(jīng)過(guò)近紅外濾波片9濾除 雜散光和可見(jiàn)光，僅僅保留近紅外光線，并由數(shù)碼相機(jī)2拍攝手指靜脈圖像， 如(d)所示，可見(jiàn)，采集的指靜脈非常清晰。
實(shí)施例2
基于指部生物特征的身份認(rèn)證裝置的結(jié)構(gòu)如圖3所示，其中(a)是該 裝置的左視圖；(b)是該裝置的使用狀態(tài)圖；圖中，包括握把支持部1，攝 像部2，處理部3，觸動(dòng)開(kāi)關(guān)4，指壓板5，指紋采集部6，握把部7，光源 8，濾波裝置9，處理部3分別連接攝像部2、觸動(dòng)開(kāi)關(guān)4、指紋采集部6和 光源8。
握把支持部1用來(lái)安裝攝像部2、處理部3、指壓板5，并用于固定握把 部7。
攝像部2安裝在握把支持部1上，鏡頭朝向握在所述握把部7的食指和 中指的近側(cè)指關(guān)節(jié)與遠(yuǎn)側(cè)指關(guān)節(jié)之間位置，拍攝透過(guò)指肚一側(cè)照射在握在所 述握把部7的食指和中指近側(cè)指關(guān)節(jié)與遠(yuǎn)側(cè)指關(guān)節(jié)之間位置的，來(lái)自光源8 的圖像，用以獲取上述部位的指背靜脈圖像，本實(shí)施例的攝像部2采用了高 信噪比的黑白數(shù)碼相機(jī)，能取得高質(zhì)量的手指靜脈圖像。
處理部3為一主控電路，其安裝在握把支持部1上，由它來(lái)控制數(shù)碼相 機(jī)2、光源8、指紋采集部6等部件工作，并實(shí)現(xiàn)指靜脈和指紋圖像的采集， 預(yù)處理和特征提取，匹配和認(rèn)證。
觸動(dòng)開(kāi)關(guān)4位于握把部7上無(wú)名指和小指近側(cè)指關(guān)節(jié)與遠(yuǎn)側(cè)指關(guān)節(jié)之間 的位置與握把部7的接觸處，由它啟動(dòng)主控電路3。指壓板5安裝在握把支持部1上。
指紋采集部6安裝在指壓板5上，其連接處理部3，用以采集指紋圖像， 其采用半導(dǎo)體電容式指紋傳感器。
握把部7安裝在握把支持部1上，設(shè)有用于使食指和中指近側(cè)指關(guān)節(jié)與 遠(yuǎn)側(cè)指關(guān)節(jié)之間位置自然抓握的凹部，每個(gè)凹部設(shè)置有光源8，共2~4盞(即 每個(gè)凹部1 2盞)，采用波長(zhǎng)為880nm的近紅外LED，光源8透過(guò)指肚一 側(cè)照射握在所述握把部7的食指和中指近側(cè)指關(guān)節(jié)與遠(yuǎn)側(cè)指關(guān)節(jié)之間位置。
濾波裝置9安裝在數(shù)碼相機(jī)2的鏡頭前。
本發(fā)明的裝置有兩種工作方式，分別是身份注冊(cè)工作方式和身份認(rèn)證工 作方式。它是這樣使用的
1、 進(jìn)行身份注冊(cè)通過(guò)鍵盤(pán)或其它外接設(shè)備輸入密碼或通過(guò)其它驗(yàn)證 方式，被允許進(jìn)行身份注冊(cè)，此時(shí)用右手四只手指自然抓握握把部7，拇指 對(duì)準(zhǔn)指紋采集部6，無(wú)名指和小指近側(cè)指關(guān)節(jié)與遠(yuǎn)側(cè)指關(guān)節(jié)之間的位置輕壓 啟動(dòng)觸動(dòng)開(kāi)關(guān)4，此時(shí)處理部3開(kāi)始工作，處理部3控制指紋采集部6采集 拇指指紋，與此同時(shí)，處理部3點(diǎn)亮光源8，透過(guò)指肚一側(cè)照射食指和中指 近側(cè)指關(guān)節(jié)與遠(yuǎn)側(cè)指關(guān)節(jié)之間的位置，通過(guò)濾波裝置9濾出其他波長(zhǎng)的光線， 送入攝像部2，獲得手指靜脈圖像，隨后處理部3分別對(duì)采集到的指紋圖像 和手指靜脈圖像進(jìn)行預(yù)處理和特征提取，得到指紋特征和手指靜脈特征。將 得到的指紋特征和手指靜脈特征組成指紋一手指靜脈特征對(duì)，并暫存起來(lái)。 重復(fù)三次上述過(guò)程，就能形成3組指紋一手指靜脈特征對(duì)，對(duì)獲得的3組指 紋一手指靜脈特征對(duì)計(jì)算它們之間的差異值D，如果差異值D大于預(yù)設(shè)閾值， 則表示此次采集的指紋和手指靜脈圖像總體效果不佳，不宜作為注冊(cè)數(shù)據(jù)存 入注冊(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)，因此注冊(cè)過(guò)程失敗，使用者可以選擇重新采集或是退出注冊(cè)； 如果差異值D大于預(yù)設(shè)閾值，表示此次采集和處理獲得的3組指紋一手指靜 脈特征對(duì)有效，可以作為注冊(cè)數(shù)據(jù)存入注冊(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)，因此計(jì)算它們的平均值 后，并將該組特征存入注冊(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)，此時(shí)注冊(cè)成功，使用者可以根據(jù)需要退 出或是繼續(xù)注冊(cè)，其實(shí)現(xiàn)流程圖如圖8所示。
2、 進(jìn)行身份認(rèn)證用右手四只手指自然抓握握把部7，拇指對(duì)準(zhǔn)指紋采 集部6，無(wú)名指和小指近側(cè)指關(guān)節(jié)與遠(yuǎn)側(cè)指關(guān)節(jié)之間的位置輕壓?jiǎn)?dòng)觸動(dòng)開(kāi) 關(guān)4,此時(shí)處理部3控制指紋采集部6采集拇指指紋，'與此同時(shí)，處理部3點(diǎn)亮光源，透過(guò)指肚一側(cè)照射食指和中指近側(cè)指關(guān)節(jié)與遠(yuǎn)側(cè)指關(guān)節(jié)之間的位 置，通過(guò)濾波裝置9濾出其他波長(zhǎng)的光線，送入攝像部2，獲得手指靜脈圖 像，隨后處理部3分別對(duì)采集到的指紋圖像和手指靜脈圖像進(jìn)行預(yù)處理和特 征提取，得到指紋特征和手指靜脈特征。將新得到的指紋特征和手指靜脈特 征與數(shù)據(jù)庫(kù)中注冊(cè)的指紋特征和手指靜脈特征分別進(jìn)行匹配即將指紋特征 和手指靜脈特征與數(shù)據(jù)庫(kù)中注冊(cè)的第一組指紋一手指靜脈特征對(duì)分別進(jìn)行相 似度計(jì)算，并對(duì)二者加權(quán)相加，如果該值大于預(yù)設(shè)閾值，則匹配成功，否則， 與數(shù)據(jù)庫(kù)中注冊(cè)的另外一組指紋一手指靜脈特征對(duì)進(jìn)行匹配，直到與最后一 組指紋一手指靜脈特征對(duì)進(jìn)行匹配，如果匹配成功，則身份認(rèn)證通過(guò)，否則 身份認(rèn)證失敗，其實(shí)現(xiàn)流程圖如圖9所示。
實(shí)施例3
基于指部生物特征的身份認(rèn)證裝置的結(jié)構(gòu)如圖4所示，其中(a)是該
裝置的左視圖；(b)是該裝置的使用狀態(tài)圖；圖中，包括握把支持部1，攝
像部2，處理部3，觸動(dòng)開(kāi)關(guān)4，指紋采集部6，握把部7，光源8，濾波裝 置9，處理部3分別連接攝像部2、觸動(dòng)開(kāi)關(guān)4、指紋采集部6和光源8。 握把支持部1用來(lái)安裝攝像部2、處理部3，并用于固定握把部7。 攝像部2安裝在握把支持部1上，鏡頭朝向握在所述握把部的食指和中 指的近側(cè)指關(guān)節(jié)與遠(yuǎn)側(cè)指關(guān)節(jié)之間位置，拍攝透過(guò)指肚一側(cè)照射在握在所述 握把部的食指和中指近側(cè)指關(guān)節(jié)與遠(yuǎn)側(cè)指關(guān)節(jié)之間位置的，來(lái)自光源8的圖 像，本實(shí)施例的攝像部2采用了高信噪比的黑白數(shù)碼相機(jī)，能取得高質(zhì)量的 手指靜脈圖像。
處理部3為一主控電路，其安裝在握把支持部1上，由它來(lái)控制數(shù)碼相 機(jī)2、光源8、指紋采集部6等部件工作，并實(shí)現(xiàn)指靜脈和指紋圖像的采集， 預(yù)處理和特征提取，匹配和認(rèn)證。
觸動(dòng)開(kāi)關(guān)4位于握把部7上無(wú)名指和小指近側(cè)指關(guān)節(jié)與遠(yuǎn)側(cè)指關(guān)節(jié)之間 的位置與握把部7的接觸處，由它啟動(dòng)主控電路3。
指紋采集部6設(shè)于所述握把部7上的除拇指外的手指自然抓握握把部7 時(shí)拇指對(duì)應(yīng)的位置上，用以采集指紋圖像，其采用半導(dǎo)體電容式指紋傳感器。
握把部7安裝在握把支持部1上，設(shè)有用于使食指和中指近側(cè)指關(guān)節(jié)與遠(yuǎn)側(cè)指關(guān)節(jié)之間位置自然抓握的凹部，每個(gè)凹部設(shè)置有光源8，共2~4盞(即 每個(gè)凹部1 2盞)，采用波長(zhǎng)為880nm的近紅外LED，光源8透過(guò)指肚一 側(cè)照射握在所述握把部7的食指和中指近側(cè)指關(guān)節(jié)與遠(yuǎn)側(cè)指關(guān)節(jié)之間位置。 濾波裝置9安裝在數(shù)碼相機(jī)2的鏡頭前。
本發(fā)明的裝置有兩種工作方式，分別是身份注冊(cè)工作方式和身份認(rèn)證工 作方式。它是這樣使用的
1、 進(jìn)行身份注冊(cè)通過(guò)鍵盤(pán)或其它外接設(shè)備輸入密碼或通過(guò)其它驗(yàn)證 方式，被允許進(jìn)行身份注冊(cè)，此時(shí)用右手四只手指自然抓握握把部7，拇指 對(duì)準(zhǔn)握把部7上的指紋采集部6，無(wú)名指和小指近側(cè)指關(guān)節(jié)與遠(yuǎn)側(cè)指關(guān)節(jié)之 間的位置輕壓?jiǎn)?dòng)觸動(dòng)開(kāi)關(guān)4，此時(shí)處理部3開(kāi)始工作，處理部3控制指紋 采集部6采集拇指指紋，與此同時(shí)，處理部3點(diǎn)亮光源8，透過(guò)指肚一側(cè)照 射食指和中指近側(cè)指關(guān)節(jié)與遠(yuǎn)側(cè)指關(guān)節(jié)之間的位置，通過(guò)濾波裝置9濾出其 他波長(zhǎng)的光線，送入攝像部2，獲得手指靜脈圖像，隨后處理部3分別對(duì)采 集到的指紋圖像和手指靜脈圖像進(jìn)行預(yù)處理和特征提取，得到指紋特征和手 指靜脈特征。將得到的指紋特征和手指靜脈特征組成指紋一手指靜脈特征對(duì)， 并暫存起來(lái)。重復(fù)三次上述過(guò)程，就能形成3組指紋一手指靜脈特征對(duì)，對(duì) 獲得的3組指紋一手指靜脈特征對(duì)計(jì)算它們之間的差異值D，如果差異值D 大于預(yù)設(shè)閾值，則表示此次采集的指紋和手指靜脈圖像總體效果不佳，不宜 作為注冊(cè)數(shù)據(jù)存入注冊(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)，因此注冊(cè)過(guò)程失敗，使用者可以選擇重新采 集或是退出注冊(cè)；如果差異值D大于預(yù)設(shè)閾值，表示此次采集和處理獲得的 3組指紋一手指靜脈特征對(duì)有效，可以作為注冊(cè)數(shù)據(jù)存入注冊(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)，因此 計(jì)算它們的平均值后，并將該組特征存入注冊(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)，此時(shí)注冊(cè)成功，使用 者可以根據(jù)需要退出或是繼續(xù)注冊(cè)，其實(shí)現(xiàn)流程圖如圖8所示。
2、 進(jìn)行身份認(rèn)證用右手四只手指自然抓握握把部7，拇指對(duì)準(zhǔn)握把部 7上的指紋采集部6，無(wú)名指和小指近側(cè)指關(guān)節(jié)與遠(yuǎn)側(cè)指關(guān)節(jié)之間的位置輕 壓?jiǎn)?dòng)觸動(dòng)開(kāi)關(guān)4，此時(shí)處理部3控制指紋采集部6采集拇指指紋，與此同 時(shí)，處理部3點(diǎn)亮光源，透過(guò)指肚一側(cè)照射食指和中指近側(cè)指關(guān)節(jié)與遠(yuǎn)側(cè)指 關(guān)節(jié)之間的位置，通過(guò)濾波裝置9濾出其他波長(zhǎng)的光線，送入攝像部2，獲 得手指靜脈圖像，隨后處理部3分別對(duì)采集到的指紋圖像和手指靜脈圖像進(jìn) 行預(yù)處理和特征提取，得到指紋特征和手指靜脈特征。將新得到的指紋特征和手指靜脈特征與數(shù)據(jù)庫(kù)中注冊(cè)的指紋特征和手指靜脈特征分別進(jìn)行匹配 即將指紋特征和手指靜脈特征與數(shù)據(jù)庫(kù)中注冊(cè)的第一組指紋一手指靜脈特征 對(duì)分別進(jìn)行相似度計(jì)算，并對(duì)二者加權(quán)相加，如果該值大于預(yù)設(shè)閾值，則匹 配成功，否則，與數(shù)據(jù)庫(kù)中注冊(cè)的另外一組指紋一手指靜脈特征對(duì)進(jìn)行匹配， 直到與最后一組指紋一手指靜脈特征對(duì)進(jìn)行匹配，如果匹配成功，則身份認(rèn) 證通過(guò)，否則身份認(rèn)證失敗，其實(shí)現(xiàn)流程圖如圖9所示。
實(shí)施例4
基于指部生物特征的身份認(rèn)證裝置的結(jié)構(gòu)如圖5所示，其中(a)是該
裝置的左視圖；(b)是該裝置的主視圖；(C)是該裝置的俯視圖；(d)是 該裝置的使用狀態(tài)圖；圖中，包括握把支持部1，攝像部2，處理部3，觸 動(dòng)開(kāi)關(guān)4，指壓板5，指紋采集部6，握把部7，光源8，濾波裝置9，處理 部3分別連接攝像部2、觸動(dòng)開(kāi)關(guān)4、指紋采集部6和光源8。
握把支持部1用來(lái)安裝攝像部2、處理部3、觸動(dòng)開(kāi)關(guān)4、指壓板5、光 源8，并用于固定握把部7。
攝像部2安裝在握把支持部1上，鏡頭朝向握在所述握把部的除拇指外 的四只手指近側(cè)指關(guān)節(jié)與遠(yuǎn)側(cè)指關(guān)節(jié)之間位置，拍攝直接照射在握在所述握 把部的除拇指外的四只手指近側(cè)指關(guān)節(jié)與遠(yuǎn)側(cè)指關(guān)節(jié)之間位置的，來(lái)自光源 8的圖像，用以獲取上述部位的手指靜脈圖像，本實(shí)施例的攝像部2采用了 高信噪比的黑白數(shù)碼相機(jī)，能取得高質(zhì)量的手指靜脈圖像。
處理部3為一主控電路，其安裝在握把支持部1上，由它來(lái)控制數(shù)碼相 機(jī)2、光源8、指紋采集部6等部件，并實(shí)現(xiàn)指靜脈和指紋圖像的采集，預(yù) 處理和特征提取，匹配和認(rèn)證。
觸動(dòng)開(kāi)關(guān)4安裝在握把支持部1與指壓板5的連接處，由它啟動(dòng)主控電 路3。
指壓板5安裝在握把支持部1上，當(dāng)拇指按下指壓板5時(shí)，它會(huì)觸發(fā)觸 動(dòng)開(kāi)關(guān)4，從而啟動(dòng)主控電路3。
指紋采集部6安裝在指壓板5上，用以采集指紋圖像，其采用半導(dǎo)體電 容式指紋傳感器。
握把部7安裝在握把支持部1上，其設(shè)有四個(gè)用于使除拇指外的手指近側(cè)指關(guān)節(jié)與遠(yuǎn)側(cè)指關(guān)節(jié)之間位置自然抓握的凹部。
光源8采用波長(zhǎng)為880nm的近紅外LED，共8盞，沿著除拇指外的手 指的抓握方向分別設(shè)置于攝像部2的兩側(cè)，每側(cè)4盞。光源8直接照射握 在所述握把部7的除拇指外的四只手指近側(cè)指關(guān)節(jié)與遠(yuǎn)側(cè)指關(guān)節(jié)之間的指背 的位置。
濾波裝置9安裝在數(shù)碼相機(jī)2的鏡頭前，其采用近紅外濾波片。 本發(fā)明的裝置有兩種工作方式，分別是身份注冊(cè)工作方式和身份認(rèn)證工 作方式。它是這樣使用的
1、 進(jìn)行身份注冊(cè)通過(guò)鍵盤(pán)或其它外接設(shè)備輸入密碼或通過(guò)其它驗(yàn)證 方式，被允許進(jìn)行身份注冊(cè)，此時(shí)用右手四只手指自然抓握握把部7，拇指 壓在指壓板5上的指紋采集部6,拇指輕壓?jiǎn)?dòng)觸動(dòng)開(kāi)關(guān)4,此時(shí)處理部3 開(kāi)始工作，處理部3控制指紋采集部6采集拇指指紋，與此同時(shí)，處理部3 點(diǎn)亮光源8，直接照射手指近側(cè)指關(guān)節(jié)與遠(yuǎn)側(cè)指關(guān)節(jié)之間的位置，通過(guò)濾波 裝置9濾出其他波長(zhǎng)的光線，送入攝像部2，獲得手指靜脈圖像，隨后處理 部3分別對(duì)采集到的指紋圖像和手指靜脈圖像進(jìn)行預(yù)處理和特征提取，得到 指紋特征和手指靜脈特征。將得到的指紋特征和手指靜脈特征組成指紋一手 指靜脈特征對(duì)，并暫存起來(lái)。重復(fù)三次上述過(guò)程，就能形成3組指紋一手指 靜脈特征對(duì)，對(duì)獲得的3組指紋一手指靜脈特征對(duì)計(jì)算它們之間的差異值D， 如果差異值D大于預(yù)設(shè)閾值，則表示此次采集的指紋和手指靜脈圖像總體效 果不佳，不宜作為注冊(cè)數(shù)據(jù)存入注冊(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)，因此注冊(cè)過(guò)程失敗，使用者可 以選擇重新采集或是退出注冊(cè)；如果差異值D大于預(yù)設(shè)閾值，表示此次采集 和處理獲得的3組指紋一手指靜脈特征對(duì)有效，可以作為注冊(cè)數(shù)據(jù)存入注冊(cè) 數(shù)據(jù)庫(kù)，因此計(jì)算它們的平均值后，并將該組特征存入注冊(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)，此時(shí)注 冊(cè)成功，使用者可以根據(jù)需要退出或是繼續(xù)注冊(cè)，其實(shí)現(xiàn)流程圖如圖8所示。
2、 進(jìn)行身份認(rèn)證用右手四只手指自然抓握握把部7，拇指對(duì)準(zhǔn)指壓板 5上的指紋采集部6，拇指輕壓?jiǎn)?dòng)觸動(dòng)開(kāi)關(guān)4，此時(shí)處理部3控制指紋采集 部6采集拇指指紋，與此同時(shí)，處理部3點(diǎn)亮光源，直接照射手指近側(cè)指關(guān) 節(jié)與遠(yuǎn)側(cè)指關(guān)節(jié)之間的位置，通過(guò)濾波裝置9濾出其他波長(zhǎng)的光線，送入攝 像部2，獲得手指靜脈圖像，隨后處理部3分別對(duì)采集到的指紋圖像和手指 靜脈圖像進(jìn)行預(yù)處理和特征提取，得到指紋特征和手指靜脈特征。將新得到的指紋特征和手指靜脈特征與數(shù)據(jù)庫(kù)中注冊(cè)的指紋特征和手指靜脈特征分別 進(jìn)行匹配即將指紋特征和手指靜脈特征與數(shù)據(jù)庫(kù)中注冊(cè)的第一組指紋一手 指靜脈特征對(duì)分別進(jìn)行相似度計(jì)算，并對(duì)二者加權(quán)相加，如果該值大于預(yù)設(shè) 閾值，則匹配成功，否則，與數(shù)據(jù)庫(kù)中注冊(cè)的另外一組指紋一手指靜脈特征 對(duì)進(jìn)行匹配，直到與最后一組指紋一手指靜脈特征對(duì)進(jìn)行匹配，如果匹配成 功，則身份認(rèn)證通過(guò)，否則身份認(rèn)證失敗，其實(shí)現(xiàn)流程圖如圖9所示。
實(shí)施例5
基于指部生物特征的身份認(rèn)證裝置的結(jié)構(gòu)如圖6所示，其中(a)是該 裝置的左視圖；(b)是該裝置的使用狀態(tài)圖；圖中，包括握把支持部1，攝 像部2，處理部3，觸動(dòng)開(kāi)關(guān)4，指壓板5，指紋采集部6，握把部7，光源 8,濾波裝置9，處理部3分別與攝像部2、觸動(dòng)開(kāi)關(guān)4、指紋采集部6、光 源8連接。
握把支持部1用來(lái)安裝攝像部2、處理部3、光源8，并用于固定握把部
攝像部2安裝在握把支持部1上，鏡頭朝向握在所述握把部的食指和中 指的近側(cè)指關(guān)節(jié)與遠(yuǎn)側(cè)指關(guān)節(jié)之間位置，拍攝直接照射在握在所述握把部的 食指和中指近側(cè)指關(guān)節(jié)與遠(yuǎn)側(cè)指關(guān)節(jié)之間位置的，來(lái)自光源8的圖像，用以 獲取上述部位的指背靜脈圖像，本實(shí)施例的攝像部2采用了高信噪比的黑白 數(shù)碼相機(jī)，能取得高質(zhì)量的手指靜脈圖像。
處理部3為一主控電路，其安裝在握把支持部1上，由它來(lái)控制數(shù)碼相 機(jī)2、光源8、指紋采集部6等部件工作，并實(shí)現(xiàn)指靜脈和指紋圖像的采集， 預(yù)處理和特征提取，匹配和認(rèn)證。
觸動(dòng)開(kāi)關(guān)4位于握把部7上無(wú)名指和小指內(nèi)側(cè)指關(guān)節(jié)與外側(cè)指關(guān)節(jié)之間 的位置與握把部7的接觸處，由它啟動(dòng)主控電路3。 指壓板5安裝在握把支持部1上。
指紋采集部6安裝在指壓板5上，用以采集指紋圖像，其采用半導(dǎo)體電 容式指紋傳感器。
握把部7安裝在握把支持部1上，設(shè)有用于使食指和中指近側(cè)指關(guān)節(jié)與 遠(yuǎn)側(cè)指關(guān)節(jié)之間位置自然抓握的凹部。光源8采用波長(zhǎng)為880nm的近紅外LED，共4盞，沿著食指和中指的 抓握方向分別設(shè)置于攝像部2的兩側(cè)。光源8直接照射握在所述握把部7 的食指和中指近側(cè)指關(guān)節(jié)與遠(yuǎn)側(cè)指關(guān)節(jié)之間的指背的位置。
濾波裝置9安裝在數(shù)碼相機(jī)2的鏡頭前。
本發(fā)明的裝置有兩種工作方式，分別是身份注冊(cè)工作方式和身份認(rèn)證工 作方式。它是這樣使用的
1、 進(jìn)行身份注冊(cè)通過(guò)鍵盤(pán)或其它外接設(shè)備輸入密碼或通過(guò)其它驗(yàn)證 方式，被允許進(jìn)行身份注冊(cè)，此時(shí)用右手四只手指自然抓握握把部7，拇指 壓在指壓板5上的指紋采集部6，無(wú)名指和小指近側(cè)指關(guān)節(jié)與遠(yuǎn)側(cè)指關(guān)節(jié)之 間的位置輕壓觸動(dòng)開(kāi)關(guān)4，使之啟動(dòng)，此時(shí)處理部3開(kāi)始工作，處理部3控 制指紋采集部6采集拇指指紋，與此同時(shí)，處理部3點(diǎn)亮光源8，直接照射 食指和中指近側(cè)指關(guān)節(jié)與遠(yuǎn)側(cè)指關(guān)節(jié)之間的位置，通過(guò)濾波裝置9濾出其他 波長(zhǎng)的光線，送入攝像部2，獲得手指靜脈圖像，隨后處理部3分別對(duì)采集 到的指紋圖像和手指靜脈圖像進(jìn)行預(yù)處理和特征提取，得到指紋特征和手指 靜脈特征。將得到的指紋特征和手指靜脈特征組成指紋一手指靜脈特征對(duì)， 并暫存起來(lái)。重復(fù)三次上述過(guò)程，就能形成3組指紋一手指靜脈特征對(duì)，對(duì) 獲得的3組指紋一手指靜脈特征對(duì)計(jì)算它們之間的差異值D，如果差異值D 大于預(yù)設(shè)閾值，則表示此次采集的指紋和手指靜脈圖像總體效果不佳，不宜 作為注冊(cè)數(shù)據(jù)存入注冊(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)，因此注冊(cè)過(guò)程失敗，使用者可以選擇重新采 集或是退出注冊(cè)；如果差異值D大于預(yù)設(shè)閾值，表示此次采集和處理獲得的 3組指紋一手指靜脈特征對(duì)有效，可以作為注冊(cè)數(shù)據(jù)存入注冊(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)，因此 計(jì)算它們的平均值后，并將該組特征存入注冊(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)，此時(shí)注冊(cè)成功，使用 者可以根據(jù)需要退出或是繼續(xù)注冊(cè)，其實(shí)現(xiàn)流程圖如圖8所示。
2、 進(jìn)行身份認(rèn)證用右手四只手指自然抓握握把部7，拇指對(duì)準(zhǔn)指壓板 5上的指紋采集部6，無(wú)名指和小指近側(cè)指關(guān)節(jié)與遠(yuǎn)側(cè)指關(guān)節(jié)之間的位置輕 壓觸動(dòng)開(kāi)關(guān)4，使之啟動(dòng)，此時(shí)處理部3控制指紋采集部6采集拇指指紋， 與此同時(shí)，處理部3點(diǎn)亮光源，直接照射食指和中指近側(cè)指關(guān)節(jié)與遠(yuǎn)側(cè)指關(guān) 節(jié)之間的位置，通過(guò)濾波裝置9濾出其他波長(zhǎng)的光線，送入攝像部2，獲得 手指靜脈圖像，隨后處理部3分別對(duì)采集到的指紋圖像和手指靜脈圖像進(jìn)行 預(yù)處理和特征提取，得到指紋特征和手指靜脈特征。將新得到的指紋特征和手指靜脈特征與數(shù)據(jù)庫(kù)中注冊(cè)的指紋特征和手指靜脈特征分別進(jìn)行匹配即 將指紋特征和手指靜脈特征與數(shù)據(jù)庫(kù)中注冊(cè)的第一組指紋一手指靜脈特征對(duì) 分別進(jìn)行相似度計(jì)算，并對(duì)二者加權(quán)相加，如果該值大于預(yù)設(shè)閾值，則匹配 成功，否則，與數(shù)據(jù)庫(kù)中注冊(cè)的另外一組指紋一手指靜脈特征對(duì)進(jìn)行匹配， 直到與最后一組指紋一手指靜脈特征對(duì)進(jìn)行匹配，如果匹配成功，則身份認(rèn) 證通過(guò)，否則身份認(rèn)證失敗，其實(shí)現(xiàn)流程圖如圖9所示。
實(shí)施例6
基于指部生物特征的身份認(rèn)證裝置的結(jié)構(gòu)如圖7所示，其中(a)是該 裝置的左視圖；(b)是該裝置的使用狀態(tài)圖；圖中，包括握把支持部1，攝 像部2，處理部3，觸動(dòng)開(kāi)關(guān)4，指紋采集部6，握把部7，光源8，濾波裝 置9，處理部3分別與攝像部2、觸動(dòng)開(kāi)關(guān)4、指紋采集部6和光源8相連接。
握把支持部1用來(lái)安裝攝像部2、處理部3、光源8，并用于固定握把部
攝像部2安裝在握把支持部1上，鏡頭朝向握在所述握把部的食指和中 指的近側(cè)指關(guān)節(jié)與遠(yuǎn)側(cè)指關(guān)節(jié)之間位置，拍攝直接照射在握在所述握把部的 食指和中指近側(cè)指關(guān)節(jié)與遠(yuǎn)側(cè)指關(guān)節(jié)之間位置的，來(lái)自光源8的圖像，用以 獲取上述部位的指背靜脈圖像，本實(shí)施例的攝像部2采用了高信噪比的黑白 數(shù)碼相機(jī)，能取得高質(zhì)量的手指靜脈圖像。
處理部3為一主控電路，其安裝在握把支持部1上，由它來(lái)控制數(shù)碼相 機(jī)2、光源8、指紋采集部6等部件工作，并實(shí)現(xiàn)指靜脈和指紋圖像的采集， 預(yù)處理和特征提取，匹配和認(rèn)證。
觸動(dòng)開(kāi)關(guān)4位于握把部7上無(wú)名指和小指近側(cè)指關(guān)節(jié)與遠(yuǎn)側(cè)指關(guān)節(jié)之間 的位置與握把部7的接觸處，由它啟動(dòng)主控電路3。
指紋采集部6設(shè)于所述握把部7上的除拇指外的手指自然抓握握把部時(shí) 拇指對(duì)應(yīng)的位置上，用以采集指紋圖像，其采用半導(dǎo)體電容式指紋傳感器。
握把部7安裝在握把支持部1上，設(shè)有用于使食指和中指近側(cè)指關(guān)節(jié)與 外側(cè)指關(guān)節(jié)之間位置自然抓握的凹部。
光源8采用波長(zhǎng)880nm的近紅外LED，共4盞，沿著食指和中指的抓握方向分別設(shè)置于攝像部2的兩側(cè)。光源8直接照射握在所述握把部7的食
指和中指近側(cè)指關(guān)節(jié)與遠(yuǎn)側(cè)指關(guān)節(jié)之間的指背的位置。
濾波裝置9安裝在數(shù)碼相機(jī)2的鏡頭前。
本發(fā)明的裝置有兩種工作方式，分別是身份注冊(cè)工作方式和身份認(rèn)證工
作方式。它是這樣使用的
1、進(jìn)行身份注冊(cè)通過(guò)鍵盤(pán)或其它外接設(shè)備輸入密碼或通過(guò)其它驗(yàn)證 方式，被允許進(jìn)行身份注冊(cè)，此時(shí)用右手四只手指自然抓握握把部7，拇指
壓在指紋采集部6上，無(wú)名指和小指近側(cè)指關(guān)節(jié)與遠(yuǎn)側(cè)指關(guān)節(jié)之間的位置輕 壓觸動(dòng)開(kāi)關(guān)4，使之啟動(dòng)，此時(shí)處理部3開(kāi)始工作，處理部3控制指紋采集 部6采集拇指指紋，與此同時(shí)，處理部3點(diǎn)亮光源8，直接照射食指和中指 近側(cè)指關(guān)節(jié)與遠(yuǎn)側(cè)指關(guān)節(jié)之間的位置，通過(guò)濾波裝置9濾出其他波長(zhǎng)的光線， 送入攝像部2，獲得手指靜脈圖像，隨后處理部3分別對(duì)采集到的指紋圖像 和手指靜脈圖像進(jìn)行預(yù)處理和特征提取，得到指紋特征和手指靜脈特征。將 得到的指紋特征和手指靜脈特征組成指紋一手指靜脈特征對(duì)，并暫存起來(lái)。 重復(fù)三次上述過(guò)程，就能形成3組指紋一手指靜脈特征對(duì)，對(duì)獲得的3組指 紋一手指靜脈特征對(duì)計(jì)算它們之間的差異值D，如果差異值D大于預(yù)設(shè)閾值， 則表示此次采集的指紋和手指靜脈圖像總體效果不佳，不宜作為注冊(cè)數(shù)據(jù)存 入注冊(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)，因此注冊(cè)過(guò)程失敗，使用者可以選擇重新采集或是退出注冊(cè)； 如果差異值D大于預(yù)設(shè)閾值，表示此次采集和處理獲得的3組指紋一手指靜 脈特征對(duì)有效，可以作為注冊(cè)數(shù)據(jù)存入注冊(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)，因此計(jì)算它們的平均值 后，并將該組特征存入注冊(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)，此時(shí)注冊(cè)成功，使用者可以根據(jù)需要退 出或是繼續(xù)注冊(cè)，其實(shí)現(xiàn)流程圖如i8所示。
2、進(jìn)行身份認(rèn)證用右手四只手指自然抓握握把部7，拇指壓在指紋采 集部6上，無(wú)名指和小指近側(cè)指關(guān)節(jié)與遠(yuǎn)側(cè)指關(guān)節(jié)之間的位置輕壓觸動(dòng)開(kāi)關(guān) 4，使之啟動(dòng)，此時(shí)處理部3控制指紋采集部6采集拇指指紋，與此同時(shí)， 處理部3點(diǎn)亮光源，直接照射食指和中指近側(cè)指關(guān)節(jié)與遠(yuǎn)側(cè)指關(guān)節(jié)之間的位 置，通過(guò)濾波裝置9濾出其他波長(zhǎng)的光線，送入攝像部2，獲得手指靜脈圖 像，隨后處理部3分別對(duì)采集到的指紋圖像和手指靜脈圖像進(jìn)行預(yù)處理和特 征提取，得到指紋特征和手指靜脈特征。將新得到的指紋特征和手指靜脈特 征與數(shù)據(jù)庫(kù)中注冊(cè)的指紋特征和手指靜脈特征分別進(jìn)行匹配即將指紋特征和手指靜脈特征與數(shù)據(jù)庫(kù)中注冊(cè)的第一組指紋一手指靜脈特征對(duì)分別進(jìn)行相 似度計(jì)算，并對(duì)二者加權(quán)相加，如果該值大于預(yù)設(shè)閾值，則匹配成功，否則， 與數(shù)據(jù)庫(kù)中注冊(cè)的另外一組指紋一手指靜脈特征對(duì)進(jìn)行匹配，直到與最后一 組指紋一手指靜脈特征對(duì)進(jìn)行匹配，如果匹配成功，則身份認(rèn)證通過(guò)，否則 身份認(rèn)證失敗，其實(shí)現(xiàn)流程圖如圖9所示。
上述實(shí)施例中均采用右手為例進(jìn)行說(shuō)明，用左手進(jìn)行抓握同樣可以實(shí)現(xiàn) 針對(duì)左手的注冊(cè)和認(rèn)證，裝置不需要做任何改動(dòng)，十分方便。本發(fā)明的裝置
還可以在上述實(shí)施例的安裝位置上分別左右旋轉(zhuǎn)90度，以適應(yīng)不同的安裝 環(huán)境。
上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí) 施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、 替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種基于指部生物特征的身份認(rèn)證裝置，其特征是，包括具有用手握持的曲率的握把部；采集拇指指紋的指紋采集部；直接照射或透過(guò)指肚一側(cè)照射握在所述握把部的除拇指外的手指近側(cè)指關(guān)節(jié)與遠(yuǎn)側(cè)指關(guān)節(jié)之間位置的光源；拍攝直接照射或透過(guò)指肚一側(cè)照射在握在所述握把部的除拇指外的手指近側(cè)指關(guān)節(jié)與遠(yuǎn)側(cè)指關(guān)節(jié)之間位置的，來(lái)自上述光源的攝像部，所述攝像部設(shè)置在握在所述握把部的除拇指外的手指近側(cè)指關(guān)節(jié)與遠(yuǎn)側(cè)指關(guān)節(jié)之間位置的相對(duì)的位置上，拍攝握在所述握把部的除拇指外的手指近側(cè)指關(guān)節(jié)與遠(yuǎn)側(cè)指關(guān)節(jié)之間位置的指背的一側(cè)；啟動(dòng)所述光源、指紋采集部和攝像部，并從所述攝像部拍攝的圖像及指紋采集部中提取靜脈圖案和指紋圖案進(jìn)行認(rèn)證的處理部；啟動(dòng)所述處理部的觸動(dòng)開(kāi)關(guān)；所述處理部分別與觸動(dòng)開(kāi)關(guān)、指紋采集部、光源和攝像部相連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述基于指部生物特征的身份認(rèn)證裝置，其特征是， 所述握把部設(shè)有1~4個(gè)用于使所述除拇指外的手指近側(cè)指關(guān)節(jié)與遠(yuǎn)側(cè)指關(guān)節(jié)之 間位置自然抓握的凹部。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述基于指部生物特征的身份認(rèn)證裝置，其特征是， 在所述每個(gè)凹部設(shè)置所述光源，所述光源是指近紅外LED。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述基于指部生物特征的身份認(rèn)證裝置，其特征 是，沿著除拇指外的手指的抓握方向于所述攝像部?jī)蓚?cè)分別設(shè)置1~4個(gè)所述光 源，所述光源是指近紅外LED。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述基于指部生物特征的身份認(rèn)證裝置，其 特征是，所述指紋采集部設(shè)置在指壓板上，所述指壓板設(shè)置在支持所述握把部 的握把支持部上。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述基于指部生物特征的身份認(rèn)證裝置，其特征是， 所述觸動(dòng)開(kāi)關(guān)設(shè)置在所述指壓板與所述握把支持部的連接處。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述基于指部生物特征的身份認(rèn)證裝置，其 特征是，所述指紋采集部設(shè)置于所述握把部上的除拇指外的手指自然抓握握把 部時(shí)拇指對(duì)應(yīng)的位置上。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述基于指部生物特征的身份認(rèn)證裝置，其 特征是，所述觸動(dòng)開(kāi)關(guān)位于握把部上除拇指外的手指近側(cè)指關(guān)節(jié)與遠(yuǎn)側(cè)指關(guān)節(jié) 之間的位置與握把部的接觸處。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述基于指部生物特征的身份認(rèn)證裝置，其特征是，所述攝像部設(shè)置在支持所述握把部的握把支持部上，所述攝像部是指 高信噪比的黑白數(shù)碼相機(jī)。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述基于指部生物特征的身份認(rèn)證裝置，其 特征是，所述攝像部與所述握在握把部的除拇指外的手指近側(cè)指關(guān)節(jié)與遠(yuǎn)側(cè)指 關(guān)節(jié)指背之間的相應(yīng)位置上還設(shè)有濾波裝置；所述濾波裝置是指近紅外濾波片。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于指部生物特征的身份認(rèn)證裝置，包括握把部、指紋采集部、光源、攝像部、觸動(dòng)開(kāi)關(guān)和處理部；處理部分別與觸動(dòng)開(kāi)關(guān)、指紋采集部、光源和攝像部相連接。該裝置一般處于待機(jī)狀態(tài)，當(dāng)觸發(fā)觸動(dòng)開(kāi)關(guān)時(shí)，系統(tǒng)開(kāi)始工作首先啟動(dòng)光源照射手指近側(cè)指關(guān)節(jié)和遠(yuǎn)側(cè)指關(guān)節(jié)之間的位置，利用攝像部獲取手指靜脈圖像，與此同時(shí)，通過(guò)指紋采集部采集拇指指紋圖像；然后分別對(duì)兩幅圖像進(jìn)行預(yù)處理和特征提取，并與儲(chǔ)存在數(shù)據(jù)庫(kù)中的手指靜脈特征和指紋特征進(jìn)行匹配，最后通過(guò)評(píng)價(jià)它們的相似度得到認(rèn)證是否成功的最終判斷。本發(fā)明充分利用了手指部分的兩種位于手指不同皮層的生物特征，可提高系統(tǒng)的防偽性、安全性和準(zhǔn)確性。
文檔編號(hào)G06K9/00GK101408938SQ20081021917
公開(kāi)日2009年4月15日 申請(qǐng)日期2008年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月18日
發(fā)明者康文雄 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)