專利名稱：一種手指靜脈圖像防偽獲取方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像獲取方法，尤其是一種手指靜脈圖像防偽獲取方法。
背景技術(shù)：
目前，手指靜脈識別技術(shù)是最新發(fā)展起來的新型生物識別技術(shù)，采用的特征存在于人體內(nèi)部，無法復制，且依賴于活體而存在，具有更高的防偽性。手指靜脈識別的基礎(chǔ)和關(guān)鍵是手指靜脈圖像的獲取。人體手指的普遍特征都是前端較為細小后端較為粗大，手指內(nèi)部骨節(jié)分為三段，骨節(jié)之間存在縫隙，骨節(jié)本身大小也有所不同，不同個體手指大小、厚薄均有差異(有些女性手指靜脈血管極為細小)。相同光源照射下，不同個體手指的透光量有所差異，而同一個體手指前后端透光量有所差異，骨節(jié)縫隙和骨節(jié)部分透光量也有所差異，獲取的靜脈圖像可能出現(xiàn)手指整體或局部曝光不足、曝光過度、不同部位曝光不均勻等問題，導致原始靜脈圖像中手指靜脈細節(jié)部分或整體丟失，圖像質(zhì)量低下，嚴重影響后續(xù)的特征提取和識別。人體手指活體的介電乘數(shù)較大，頻率在100 500kHz時大約在12 18 之間，通過檢測介電常數(shù)就可以判斷被測物是否為人體手指活體。目前市場上的手指圖像采集系統(tǒng)往往僅采集靜脈圖像，不能判斷被采對象是否為人體手指，偽造的手指或靜脈圖像卡片也可能欺騙采集系統(tǒng)而順利通過識別，使得原本安全等級較高的靜脈識別存在安全急 ^^ ο一種現(xiàn)有技術(shù)如
公開日期為2009年9月2日、公開號為CN101520840A、發(fā)明名稱為《手指靜脈圖像采集裝置及方法》的中國專利，揭示一種通過檢測手指靜脈圖像中心區(qū)域平均亮度調(diào)整快門來調(diào)整靜脈圖像亮度的方案；另一種現(xiàn)有技術(shù)如
公開日期為2011年3月 2日、公開號為CN101982826A、發(fā)明名稱為《一種光源亮度自動調(diào)整的手指靜脈采集識別方法》的中國專利，揭示了一種根據(jù)靜脈圖像以水平軸線和垂直軸線為中心的矩形區(qū)域的質(zhì)量調(diào)節(jié)光源亮度的方案；然而該發(fā)明提供的技術(shù)方案均未提及如何避免個體手指前后端大小不同、骨節(jié)中段和骨節(jié)間亮度不均勻等問題的方案，也未提及如何提高靜脈圖像對比度的技術(shù)方案，無法克服亮度不均勻而導致整體或局部的細節(jié)信息丟失問題。還有一種現(xiàn)有技術(shù)如
公開日期為2011年1月沈替、公開號為CN101957914A、發(fā)明名稱為《一種手指靜脈圖像采集裝置》的中國專利，揭示一種基于電容感應的生命體征檢測單元，采集全部過程進行了兩次生命體征檢測；然而該發(fā)明僅是泛泛地提出生命體征檢測，未見具體相關(guān)的操作方法說明，兩次有限的生命體征檢測依然無法克服放入的人體手指待觸發(fā)檢測系統(tǒng)工作后快速切換成偽造手指或圖像欺騙采集裝置的安全隱患。本發(fā)明提出了解決上述問題的方法。鑒于上述原因，手指靜脈圖像采集裝置及方法需要改進。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種手指靜脈圖像防偽獲取方法，判斷被測物是否為真實的人體手指活體，避免對異物、偽造手指或圖像的誤檢；避免了個體手指前后端大小不同、骨節(jié)中段和骨節(jié)間亮度不均勻的問題，克服了因亮度不均勻而導致整體或局部的細節(jié)信息丟失；克服了人體手指待觸發(fā)檢測系統(tǒng)工作后快速切換成偽造手指或圖像欺騙采集裝置的安全隱患。本發(fā)明為了實現(xiàn)上述目的，采用如下的技術(shù)方案一種手指靜脈圖像防偽獲取方法，是由手指靜脈圖像獲取、人體手指生物特征檢測、光源控制調(diào)整三種方法的綜合執(zhí)行來實現(xiàn)，所述的手指靜脈圖像獲取，依次按下列步驟進行Sl系統(tǒng)初始化，等待人體手指放入；S2是否人體手指檢測到手指放入，檢測到人體手指放入；S3啟動光源，設(shè)置初始亮度；S4獲取圖像，運動檢測對圖像進行運動檢測；S5手指就位判斷手指是否就位；S6是否人體手指檢測當前被檢對象是否為人體手指；S7獲取圖像，調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)針對被測個體的差異調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)，參數(shù)調(diào)整方法將結(jié)合所述的光源控制調(diào)整部分進行執(zhí)行，光源控制調(diào)整過程依次按粗調(diào)、細調(diào)和增強三步進行；粗調(diào)的具體步驟如下先進行步驟S711獲取圖像，計算Bt ；再進行步驟S712判斷 Bt e T ？；再進行步驟S713同步調(diào)整Si、S2、S3 進行分組光源Si、S2和S3亮度同步調(diào)整；然后進行步驟S714檢測當前被檢對象是否為人體手指；細調(diào)的具體步驟如下先進行步驟S721獲取圖像，計算Bf、Bm, Br ；再進行步驟S722判斷Bf/Bm/Br e Ts ？再進行步驟 S723調(diào)整S1、S2、S3 進行分組光源S1、S2和S3亮度單獨調(diào)整；然后進行步驟S7M檢測當前被檢對象是否為人體手指；增強的具體步驟如下先進行步驟S731獲取并分割圖像，計算Bv、Bg和Dt ；再進行步驟S732計算max (Dt)；再進行步驟S733判斷Bt e Tz ？再進行步驟S734同步微調(diào)Si、S2、S3 同步微調(diào)分組光源Si、S2和S3的亮度；再進行步驟S735檢測當前被檢對象是否為人體手指；然后進行步驟S736設(shè)置Sl S3產(chǎn)生max (Dt)；S8是否為人體手指檢測當前被檢對象是否為人體手指；S9是否調(diào)整結(jié)束判斷是否調(diào)整結(jié)束；SlO采集高質(zhì)量圖像；Sll關(guān)閉光源；S12退出操作；其中最重要的是光源控制調(diào)整；所述手指靜脈圖像獲取確認人體手指就位、自動快速調(diào)整參數(shù)，獲取手指靜脈圖像；所述人體手指生物特征檢測全程工作，可以徹底排除非人體手指的干擾；所述光源控制調(diào)整根據(jù)個體手指大小、厚度，手指內(nèi)部骨節(jié)大小及骨節(jié)縫隙的位置，計算光強控制信息，動態(tài)調(diào)整對應于手指前、中、后段的分組光源，以獲取原始手指靜脈圖像。所述的手指靜脈圖像獲取，在沒有人體檢測時光源和圖像采集設(shè)備均處于關(guān)閉狀態(tài)；另外為了確保檢測過程有效，防止啟動檢測后人為快速抽取手指換上偽造手指或圖像欺騙采集系統(tǒng)，一旦發(fā)現(xiàn)手指撤離立即停止檢測，退出所有操作，進一步提高系統(tǒng)的安全性；依次按下列步驟進行Sl系統(tǒng)初始化，等待人體手指放入所述的初始化主要是初始化人體手指生物特征檢測，設(shè)置頻率在100 500kHz ；
S2是否人體手指檢測到手指放入，檢測到人體手指放入，向下執(zhí)行步驟S3，否則返回步驟S2重新檢測所述的檢測手指具體方法是檢測放入檢測為目標的介電常數(shù)值，當檢測到介電常數(shù)值在12 18之間，即確認是人體手指放入；S3啟動光源，設(shè)置初始亮度所述光源的亮度調(diào)節(jié)范圍E的設(shè)置如下一般人體手指檢測合適亮度為0. 4 0. 5E，初始化亮度為0. 2 0. 3E ；所述光源為分組光源Si、S2和 S3，位置分別對應于被檢手指的前、中和后段；具體控制方法采用PWM占空比控制方式，光源控制信息分別為Cl、C2和C3，C1/C2/C3 e Tc, Tc = 0 ~ 100為占空比調(diào)節(jié)范圍；S4獲取圖像，運動檢測對圖像進行運動檢測，為了加快檢測速度，所述的運動檢測方法采用幀差錯法實現(xiàn)，具體操作為將圖像序列的相鄰幀計算對應像素差值Dpix，當
Dpix > Td, Td = 30為差錯閾值，像素運動數(shù)U = U+1，最后依據(jù)下式
權(quán)利要求
1.一種手指靜脈圖像防偽獲取方法，是由手指靜脈圖像獲取、人體手指生物特征檢測、 光源控制調(diào)整三種方法的綜合執(zhí)行來實現(xiàn)，其特征在于所述的手指靜脈圖像獲取，依次按下列步驟進行Sl系統(tǒng)初始化，等待人體手指放入；S2是否人體手指檢測到手指放入，檢測到人體手指放入；S3啟動光源，設(shè)置初始亮度；S4獲取圖像，運動檢測對圖像進行運動檢測；S5手指就位判斷手指是否就位；S6是否人體手指檢測當前被檢對象是否為人體手指；S7獲取圖像，調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)針對被測個體的差異調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)，參數(shù)調(diào)整方法將結(jié)合所述的光源控制調(diào)整部分進行執(zhí)行，光源控制調(diào)整過程依次按粗調(diào)、細調(diào)和增強三步進行；粗調(diào)的具體步驟如下先進行步驟S711獲取圖像，計算Bt ；再進行步驟S712判斷 Bt e T ？；再進行步驟S713同步調(diào)整Si、S2、S3 進行分組光源Si、S2和S3亮度同步調(diào)整；然后進行步驟S714檢測當前被檢對象是否為人體手指；細調(diào)的具體步驟如下先進行步驟S721獲取圖像，計算Bf、Bm, Br ；再進行步驟S722判斷Bf/Bm/Br e Ts ？再進行步驟 S723調(diào)整S1、S2、S3 進行分組光源S1、S2和S3亮度單獨調(diào)整；然后進行步驟S7M檢測當前被檢對象是否為人體手指；增強的具體步驟如下先進行步驟S731獲取并分割圖像，計算Bv、Bg和Dt ；再進行步驟S732計算max (Dt)；再進行步驟S733判斷Bt e Tz ？再進行步驟S734同步微調(diào)Si、S2、S3 同步微調(diào)分組光源Si、S2和S3的亮度；再進行步驟S735檢測當前被檢對象是否為人體手指；然后進行步驟S736設(shè)置Sl S3產(chǎn)生max (Dt)； S8是否為人體手指檢測當前被檢對象是否為人體手指； S9是否調(diào)整結(jié)束判斷是否調(diào)整結(jié)束； SlO采集高質(zhì)量圖像； Sll關(guān)閉光源； S12退出操作；其中最重要的是光源控制調(diào)整；所述手指靜脈圖像獲取確認人體手指就位、自動快速調(diào)整參數(shù)，獲取手指靜脈圖像；所述人體手指生物特征檢測全程工作，可以徹底排除非人體手指的干擾；所述光源控制調(diào)整根據(jù)個體手指大小、厚度，手指內(nèi)部骨節(jié)大小及骨節(jié)縫隙的位置，計算光強控制信息，動態(tài)調(diào)整對應于手指前、中、后段的分組光源，以獲取原始手指靜脈圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種手指靜脈圖像防偽獲取方法，其特征在于所述的手指靜脈圖像獲取，在沒有人體檢測時光源和圖像采集設(shè)備均處于關(guān)閉狀態(tài)；另外為了確保檢測過程有效，防止啟動檢測后人為快速抽取手指換上偽造手指或圖像欺騙采集系統(tǒng)，一旦發(fā)現(xiàn)手指撤離立即停止檢測，退出所有操作，進一步提高系統(tǒng)的安全性；依次按下列步驟進行Sl系統(tǒng)初始化，等待人體手指放入所述的初始化主要是初始化人體手指生物特征檢測，設(shè)置頻率在100 500kHz ；S2是否人體手指檢測到手指放入，檢測到人體手指放入，向下執(zhí)行步驟S3，否則返回步驟S2重新檢測所述的檢測手指具體方法是檢測放入檢測為目標的介電常數(shù)值，當檢測到介電常數(shù)值在12 18之間，即確認是人體手指放入；S3啟動光源，設(shè)置初始亮度所述光源的亮度調(diào)節(jié)范圍E的設(shè)置如下一般人體手指檢測合適亮度為0. 4 0. 5E，初始化亮度為0. 2 0. 3E ；所述光源為分組光源Si、S2和S3， 位置分別對應于被檢手指的前、中和后段；具體控制方法采用PWM占空比控制方式，光源控制信息分別為C1、C2和C3，C1/C2/C3 e Tc，Tc = 0 100為占空比調(diào)節(jié)范圍；S4獲取圖像，運動檢測對圖像進行運動檢測，為了加快檢測速度，所述的運動檢測方法采用幀差錯法實現(xiàn)，具體操作為將圖像序列的相鄰幀計算對應像素差值Dpix，當Dpix >Td, Td = 30為差錯閾值，像素運動數(shù)U = U+1，最后依據(jù)下式
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種手指靜脈圖像防偽獲取方法，其特征在于所述的人體手指生物特征檢測，根據(jù)頻率100 500kHz時人體手指活體的介電常數(shù)值在12 18之間這個特征，判斷被測物是否為真實的人體手指活體，避免對異物、偽造手指或圖像的誤檢。
全文摘要
一種手指靜脈圖像防偽獲取方法，判斷被測物是否為真實的人體手指活體，避免對異物、偽造手指或圖像的誤檢；避免了個體手指前后端大小不同、骨節(jié)中段和骨節(jié)間亮度不均勻的問題，克服了因亮度不均勻而導致整體或局部的細節(jié)信息丟失；克服了人體手指待觸發(fā)檢測系統(tǒng)工作后快速切換成偽造手指或圖像欺騙采集裝置的安全隱患；是由手指靜脈圖像獲取、人體手指生物特征檢測、光源控制調(diào)整三種方法的綜合執(zhí)行來實現(xiàn)，其中最重要的是光源控制調(diào)整方法；方法簡單，操作方便快捷，使用安全節(jié)能；本發(fā)明適用于人體生物認證領(lǐng)域中的生物特征采集部分，易于盡早推廣。
文檔編號G06K9/20GK102222225SQ20111017172
公開日2011年10月19日 申請日期2011年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月24日
發(fā)明者劉中利, 布占偉, 李彥林, 楊數(shù)強, 王軍強, 趙志國 申請人:洛陽師范學院