本發(fā)明涉及一種生物特征的圖像采集系統(tǒng)，一種高質(zhì)量靜脈圖像顯像系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

生物識別技術(shù)，就是通過計算機與光學(xué)、聲學(xué)、生物傳感器和生物統(tǒng)計學(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和行為特征來進行個人身份的鑒定的技術(shù)。隨著信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高速發(fā)展，信息安全顯示出前所未有的重要性，生物識別具有難偽造、不易丟失、使用方便的特點，具有廣闊的發(fā)展前景。

靜脈紋路同指紋一樣是每個人所獨有的，但手部靜脈重復(fù)的概率低于指紋，因此可以通過分析手部的靜脈圖像特征來進行高精度的身份認證。靜脈識別技術(shù)是近年來發(fā)展起來的一種新型的身份認證方法，它不僅具有活體檢測這一獨特的優(yōu)勢，在抗偽和抗干擾性方面相比指紋、掌紋、人臉等生物特征也具有明顯的優(yōu)勢。在靜脈識別過程中，構(gòu)建一個高質(zhì)量的靜脈圖像實驗數(shù)據(jù)庫對后續(xù)的研究極為重要，但是在靜脈圖像的采集過程中，因為多重原因(主要包括不同人的手背厚度、皮膚質(zhì)量、手背表層涂抹物質(zhì))等的影響，使所采集到的靜脈圖像質(zhì)量低，導(dǎo)致的基于靜脈圖像信息進行身份認證困難及針對部分疾病患者手背靜脈模糊導(dǎo)致靜脈注射困難等問題。

本發(fā)明通過質(zhì)量評價體系的參數(shù)計算，判斷手背靜脈圖像參數(shù)值是否超出預(yù)先設(shè)定的閾值范圍，若被評價的手背靜脈圖像的參數(shù)值超出可接受的閾值范圍，則系統(tǒng)會自動根據(jù)該手背靜脈圖像的參數(shù)值與預(yù)先根據(jù)統(tǒng)計設(shè)定的經(jīng)驗閾值的差值和電流強度的對應(yīng)的關(guān)系，計算機將上位機軟件處理后的信息傳送給單片機，進而通過單片機控制led驅(qū)動模塊來調(diào)整電流大小，從而能夠調(diào)節(jié)近紅外led的輻射強度大小，進而保證最終獲得符合要求的高質(zhì)量手背靜脈圖像。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明為高質(zhì)量靜脈圖像顯像系統(tǒng)，解決了潛在靜脈圖像成像原理導(dǎo)致的近紅外補光系統(tǒng)下造成的靜脈圖像采集質(zhì)量低而導(dǎo)致的基于靜脈圖像信息進行身份認證困難及針對部分疾病患者手背靜脈模糊導(dǎo)致靜脈注射困難等問題。

實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案如下：

高質(zhì)量靜脈圖像顯像系統(tǒng)，包括：計算機(1)、單片機、上位機軟件和取樣裝置；取樣裝置的輸出端與計算機的輸入端連接，在計算機內(nèi)安裝有上位機軟件；

所述的取樣裝置包括：(2)攝像機頭固定槽、(3)固定環(huán)、(4)支撐桿、(5)靜脈圖像拍攝模板、(6)手掌放置模板、(7)限定手放置位置的定位銅柱、(8)近紅外光源、(9)單片機固定柱、(10)底盤，在支撐桿(4)上套上靜脈圖像拍攝模板(5)和手掌放置模板(6)，將支撐桿(4)固定在取樣裝置的底盤(10)上，在支撐桿(4)的上端通過固定環(huán)(3)固定攝像頭固定槽(2)，將ccd攝像機卡在攝像頭固定槽(2)中，固定環(huán)(3)可以調(diào)節(jié)攝像機的高度，近紅外光源(8)固定在與ccd攝像機同軸心線下方的底盤上，單片機固定在單片機固定柱(9)上。

所述的近紅外ccd攝像機配置850nm帶通濾光片，并安裝在近紅外ccd攝像機的鏡頭前，攝取手部靜脈圖像的近紅外ccd攝像機的敏感光譜為0.8μm～1.5μm。

近紅外光源采用近紅外led環(huán)形陣列作為光源，所述的近紅外光源波長為850nm，對脂肪有較好的穿透性，可以拍攝到具有明顯對比度的靜脈血管圖像。

系統(tǒng)使用時通過usb連接上位機軟件，通過上位機軟件計算質(zhì)量評價參數(shù)，若質(zhì)量參數(shù)在設(shè)定的閾值范圍內(nèi)，則保留圖像用于后續(xù)分析，當采樣結(jié)束后，通過質(zhì)量評價體系的參數(shù)計算，若被評價的手背靜脈圖像的參數(shù)值超出可接受的閾值范圍，則系統(tǒng)會自動根據(jù)該手背靜脈圖像的參數(shù)值與預(yù)先根據(jù)統(tǒng)計設(shè)定的經(jīng)驗閾值的差值和電流強度的對應(yīng)的關(guān)系，計算機將上位機軟件處理后的信息傳送給單片機，進而通過單片機kl25控制led驅(qū)動模塊來調(diào)整電流大小，從而能夠調(diào)節(jié)近紅外led的輻射強度大小，進而保證最終獲得符合要求的高質(zhì)量手背靜脈圖像。

附圖說明

圖1為本發(fā)明系統(tǒng)外部整體結(jié)構(gòu)圖。

圖2為手掌放置模板結(jié)構(gòu)圖。

圖3為本發(fā)明的系統(tǒng)工作流程圖。

具體實施方式

高質(zhì)量靜脈圖像顯像系統(tǒng)，包括：計算機(1)、單片機、上位機軟件和取樣裝置；取樣裝置的輸出端與計算機的輸入端連接，在計算機內(nèi)安裝有上位機軟件。

所述的取樣裝置包括：(2)攝像機頭固定槽、(3)固定環(huán)、(4)支撐桿、(5)靜脈圖像拍攝模板、(6)手掌放置模板、(7)限定手放置位置的定位銅柱、(8)近紅外光源、(9)單片機固定柱、(10)底盤，在支撐桿(4)上套上靜脈圖像拍攝模板(5)和手掌放置模板(6)，將支撐桿(4)固定在取樣裝置的底盤(10)上，在支撐桿(4)的上端通過固定環(huán)(3)固定攝像頭固定槽(2)，將ccd攝像機卡在攝像頭固定槽(2)中，固定環(huán)(3)可以調(diào)節(jié)攝像機的高度，近紅外光源(8)固定在與ccd攝像機同軸心線下方的底盤上，單片機固定在單片機固定柱(9)上。

所述的近紅外ccd攝像機配置850nm帶通濾光片，并安裝在近紅外ccd攝像機的鏡頭前，攝取手部靜脈圖像的近紅外ccd攝像機的敏感光譜為0.8μm～1.5μm。

近紅外光源采用近紅外led環(huán)形陣列作為光源，所述的近紅外光源波長為850nm，對脂肪有較好的穿透性，可以拍攝到具有明顯對比度的靜脈血管圖像。

在圖像采集過程中，被采集者將左手放于限定手放置位置的定位銅柱平臺上，手掌自然張開。當手掌放穩(wěn)時將ccd攝像頭usb數(shù)據(jù)線和供電usb數(shù)據(jù)線插于電腦上(1)(采用usb接口擴展設(shè)備進行轉(zhuǎn)接)，按下單片機開關(guān)按鈕，近紅外光源(8)就會開啟，帶有近紅外高通濾光片的近紅外ccd攝像頭實時獲取手背靜脈圖像，通過usb連接上位機軟件將圖像傳輸?shù)接嬎銠C(1)上，通過上位機軟件計算質(zhì)量評價參數(shù)，若質(zhì)量參數(shù)在設(shè)定的閾值范圍內(nèi)，則保留圖像用于后續(xù)分析，當采樣結(jié)束后，通過質(zhì)量評價體系的參數(shù)計算，若被評價的手背靜脈圖像的參數(shù)值超出可接受的閾值范圍，則系統(tǒng)會自動根據(jù)該手背靜脈圖像的參數(shù)值與預(yù)先根據(jù)統(tǒng)計設(shè)定的經(jīng)驗閾值的差值和電流強度的對應(yīng)的關(guān)系，計算機將上位機軟件處理后的信息傳送給單片機，進而通過單片機控制led驅(qū)動模塊來調(diào)整電流大小，從而能夠調(diào)節(jié)近紅外led(8)的輻射強度大小，進而保證最終獲得符合要求的高質(zhì)量手背靜脈圖像。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種高質(zhì)量手背靜脈圖像顯像系統(tǒng)，涉及生物特征識別、高精度醫(yī)學(xué)靜脈輔助注射等研究領(lǐng)域，它通過改善靜脈圖像采集質(zhì)量解決了基于靜脈圖像信息的身份認證困難、部分疾病患者因手背靜脈模糊導(dǎo)致的靜脈注射困難等問題。該系統(tǒng)主要由計算機、單片機、上位機軟件、近紅外光源、LED驅(qū)動模塊、近紅外CCD攝像機、特定波長濾光片、攝像頭固定槽、固定環(huán)、支撐桿、靜脈圖像拍攝模板、手掌放置模板、近紅外光源放置盒、底座組成。系統(tǒng)根據(jù)手背靜脈圖像參數(shù)值與預(yù)先根據(jù)統(tǒng)計設(shè)定的經(jīng)驗閾值的差值和電流強度的對應(yīng)關(guān)系，通過單片機控制LED驅(qū)動模塊來調(diào)整電流大小，從而調(diào)節(jié)近紅外LED的輻射強度，獲得符合要求的高質(zhì)量手背靜脈圖像。

技術(shù)研發(fā)人員：楊明遠
受保護的技術(shù)使用者：楊明遠
技術(shù)研發(fā)日：2017.04.28
技術(shù)公布日：2017.09.15