指靜脈識別智能系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于生物識別領(lǐng)域，更具體地涉及一種用于智能識別的指靜脈識別智能系統(tǒng)。包括成像電路、照明電路、識別模塊、無線傳輸模塊；所述成像電路包括CCD攝像機、光學鏡頭、濾光片；照明電路由近紅外LED組成；識別模塊包括識別單元、電子測距單元和語音單元，無線傳輸模塊將視頻信息與控制信號傳送到電腦并實現(xiàn)與電腦通訊。通過本發(fā)明的訓練和特征匹配方式，能夠使反應(yīng)速度在8s之內(nèi)，并能夠準確的排除環(huán)境因素對指靜脈識別的干擾，提高指靜脈識別的準確度和效率。
【專利說明】指靜脈識別智能系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于生物識別領(lǐng)域，更具體地涉及一種用于智能識別的指靜脈識別智能系 統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 靜脈是導血回心的血管，起于毛細血管，止于心房，表淺靜脈在皮下可以看見。指 靜脈，顧名思義，就是手指內(nèi)靜脈。指靜脈識別是靜脈識別的一種，屬于生物識別，指靜脈識 別系統(tǒng)就是首先通過靜脈識別儀取得個人指靜脈分布圖，從指靜脈分布圖依據(jù)專用比對算 法提取特征值，通過紅外線CCD攝像頭獲取手指、手掌、手背靜脈的圖像，將靜脈的數(shù)字圖 像存貯在計算機系統(tǒng)中，將特征值存儲。靜脈比對時，實時采取靜脈圖，提取特征值，運用先 進的濾波、圖像二值化、細化手段對數(shù)字圖像提取特征，同存儲在主機中靜脈特征值比對， 采用復雜的匹配算法對靜脈特征進行匹配，從而對個人進行身份鑒定，確認身份。
[0003] 用指靜脈進行身份認證時，獲取的是指靜脈的圖像特征，是指活體時才存在的特 征。在該系統(tǒng)中，非活體的手指是得不到靜脈圖像特征的，因而無法識別，從而也就無法造 假。用指靜脈進行身份認證時，獲取的是手指內(nèi)部的靜脈圖像特征，而不是手指表面的圖像 特征。因此，不存在任何由于手指表面的損傷、磨損、干燥或太濕等帶來的識別障礙。用指 靜脈進行身份認證，獲取手指靜脈圖像時，手指無須與設(shè)備接觸，輕輕一放，即可完成識別。 這種方式?jīng)]有手接觸設(shè)備時的不衛(wèi)生的問題以及手指表面特征可能被復制所帶來的安全 問題，并避免了被當作審查對象的心理不適，同時也不會因臟物污染后無法識別。手指靜脈 方式由于靜脈位于手指內(nèi)部，氣溫等外部因素的影響程度可以忽略不計，幾乎適用于所有 用戶。用戶接受度好。除了無需與掃描器表面發(fā)生直接接觸以外，這種非侵入性的掃描過 程既簡單又自然，減輕了用戶由于擔心衛(wèi)生程度或使用麻煩而可能存在的抗拒心理。因為 有了前面的活體識別、內(nèi)部特征和非接觸式3個方面的特征，確保了使用者的指靜脈特征 很難被偽造。所以指靜脈識別系統(tǒng)安全等級高，特別適合于安全要求高的場所使用。傳統(tǒng) 的靜脈識別算法以及如何用昂貴的DSP處理器處理浮點運算和提高實時性要求，縮短識別 時間，目前指靜脈還存在以下技術(shù)問題待解決：⑴屬于內(nèi)生理特征，不會磨損，較難偽造， 具有很高安全性。（2)血管特征通常更明顯，容易辨識，抗干擾性好。（3)可實現(xiàn)非接觸式 測量，衛(wèi)生性好，易于為用戶接受。（4)不易受手表面?zhèn)刍蛴臀鄣挠绊?。以上技術(shù)存在的 缺點是：采集設(shè)備有特殊要求，設(shè)計相對復雜，制造成本高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 1、本發(fā)明的目的。
[0005] 本發(fā)明為了提高指靜脈的識別準確度，解決現(xiàn)有技術(shù)中由于環(huán)境干擾或者手指的 擺放角度不同而導致的準確度不高的問題，而提出的一種用于智能識別的指靜脈識別智能 系統(tǒng)。
[0006] 2、本發(fā)明所采用的技術(shù)方案。
[0007] 本發(fā)明的指靜脈識別智能系統(tǒng)，包括成像電路、照明電路、識別模塊、無線傳輸模 塊；所述成像電路包括(XD攝像機、光學鏡頭、濾光片；照明電路由近紅外LED組成；識別模 塊包括識別單元、電子測距單元和語音單元，無線傳輸模塊將視頻信息與控制信號傳送到 電腦并實現(xiàn)與電腦通訊，其中識別模塊識別指靜脈按照以下步驟進行：
[0008] 第一步、訓練及投影指靜脈圖像，通過分類器的匹配得到五個候選的指靜脈圖 像；
[0009] 第二步、分類器中的五個候選指靜脈圖像中找到最佳測試圖像：
[0010] a、加載所有指靜脈圖像訓練集，與候選指靜脈對應(yīng)；
[0011] b、利用融合指靜脈描述從訓練集中提取每張指靜脈的形變；
[0012] c、提取指靜脈測試圖像的形變，表示為Dq ;
[0013] d、用Dq與之前的五個候選指靜脈圖像相匹配，找到匹配關(guān)鍵點數(shù)目
[0014] 第三步、由匹配關(guān)鍵點數(shù)目來確定驗證準則，設(shè)定匹配點數(shù)目最大的指靜脈描述 符是最有可能的項，通過特征匹配，得到目標指靜脈圖像。
[0015] 優(yōu)選的，所述的第一步中訓練得到的最佳投影矩陣如下：
[0016]

【權(quán)利要求】
1. 一種指靜脈識別智能系統(tǒng)，其特征在于：包括成像電路、照明電路、識別模塊、無線 傳輸模塊；所述成像電路包括C⑶攝像機、光學鏡頭、濾光片；照明電路由近紅外LED組成； 識別模塊包括識別單元、電子測距單元和語音單元，無線傳輸模塊將視頻信息與控制信號 傳送到電腦并實現(xiàn)與電腦通訊，其中識別模塊識別指靜脈按照以下步驟進行： 第一步、訓練及投影指靜脈圖像，通過分類器的匹配得到五個候選的指靜脈圖像； 第二步、分類器中的五個候選指靜脈圖像中找到最佳測試圖像： a、 加載所有指靜脈圖像訓練集，與候選指靜脈對應(yīng)； b、 利用融合指靜脈描述從訓練集中提取每張指靜脈的形變； c、 提取指靜脈測試圖像的形變，表示為Dq ; d、 用Dq與之前的五個候選指靜脈圖像相匹配，找到匹配關(guān)鍵點數(shù)目 第三步、由匹配關(guān)鍵點數(shù)目來確定驗證準則，設(shè)定匹配點數(shù)目最大的指靜脈描述符是 最有可能的項，通過特征匹配，得到目標指靜脈圖像。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的指靜脈識別智能系統(tǒng)，其特征在于：所述的第一步中訓練得 到的最佳投影矩陣如下：
W為最佳投影矩陣，其中Sw和Sb的定義如下：
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的指靜脈識別智能系統(tǒng)，其特征在于：所述的第三步中，對于匹 配過程，使用基于最近鄰規(guī)則的歐氏距離對指靜脈分類，負樣本即非訓練指靜脈圖像和非 指靜脈圖像用于定義指靜脈驗證的閾值，如果最小得分低于定義的閾值，則認為輸入數(shù)據(jù) 是已知的正的候選指靜脈，否則認為是負指靜脈圖像或未知指靜脈圖像。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1、2、3任一所述的指靜脈識別智能系統(tǒng)，其特征在于：所述的第一步 中首先對指靜脈的圖像和帶查詢的指靜脈圖像預(yù)處理、分別進行特征提取、訓練及投影、對 訓練后的指靜脈行程投影和數(shù)據(jù)矩陣。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的指靜脈識別智能系統(tǒng)，其特征在于：所述的成像電路中光學 光學鏡頭為大視場光學鏡頭，濾光片米用截止波長為720nm的透紅外濾光片，光學鏡頭安 裝在近紅外攝像機上，透紅外濾光片內(nèi)嵌在外殼前面板上，位于光學鏡頭前方。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的指靜脈識別智能系統(tǒng)，其特征在于：所述的識別模塊通過電 子測距單元測量用戶手指距離信息，由控制電路向語音單元發(fā)送相應(yīng)指令，通過語音單元 給出用戶移動方向的提示。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的指靜脈識別智能系統(tǒng)，其特征在于：識別模塊中的電子測距 單元是超聲波或紅外測距模塊，實時測量用戶手指距離信息；語音單元采用專用語音處理 芯片并配備高靈敏度喇叭，需要播報的語音已經(jīng)提前燒錄入語音處理芯片的FLASH中。
8.如權(quán)利要求1或6所述的指靜脈識別智能系統(tǒng)，其特征在于：識別模塊中的的單片 機用作系統(tǒng)的主控芯片，它實時讀取電子測距單元距離信息并判斷用戶手指是否在可清晰 成像范圍內(nèi)；如果超出清晰成像范圍單片機則向語音單元發(fā)送相應(yīng)的指令控制語音單元播 報相應(yīng)的語音來提示用戶進行移動；根據(jù)實際采集環(huán)境的需要，照明光源可以進行調(diào)節(jié)； 計算機給單片機發(fā)送相應(yīng)的調(diào)光指令，單片機接到命令后進行PWM脈寬調(diào)制或10 口電平變 化控制照明近紅外LED的亮度和數(shù)量，從而調(diào)節(jié)照明亮度。
【文檔編號】G06K9/00GK104156705SQ201410387001
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年8月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月8日
【發(fā)明者】徐勝維 申請人:常熟安智生物識別技術(shù)有限公司