提高準確度的手指靜脈認證裝置的製作方法

2023-05-11 06:05:41 4

專利名稱：提高準確度的手指靜脈認證裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於利用人體生物特徵進行身份識別和認證的技術領域，具體是指一種手指靜脈認證裝置。
背景技術：
隨著信息化時代的到來，信息的安全性與保密性引起了人們普遍的高度重視。人體本身含有豐富且獨特的生理特徵，使得生物特徵識別技術成為身份認證領域的一項重要手段。生物特徵識別技術是依靠人體生物特徵進行身份認證的一種技術，具有不會遺忘、丟失、偽造和假冒等優點，正在取代傳統的方法，逐步成為日常生活中首選的方便可靠的身份鑑別方法。其中，手指靜脈識別技術作為一種新興的人體特徵識別技術，因其具有非接觸性、抗幹擾性和防偽性等優點，近年來備受關注，具有很大的發展潛力。一般採用近紅外光照射皮膚進行非接觸式採集，當近紅外光線波長範圍在0.72 μ m 1.10 μ m照射皮膚時，靜脈中的血紅蛋白相比其他組織(如脂肪、骨路等)可以吸收更多的近紅外線，從而呈現出網狀結構的靜脈紋路。通過這些不同的靜脈紋路進行身份識別。在國外，日立公司研究靜脈識別起步較早，並己按照應用類型產品化，最初開發的產品是用來進行出入管理。Naoto Miura等人提出了一種基於模板匹配的靜脈識別方法，先將圖像進行二值化，並對二值化後的圖像進行距離變換，以克服觀察向量序列中包含大量的無用信息向量。最後，應用嵌入式隱馬爾可夫模型對指靜脈進行識別。這種方法需要複雜的預處理工作，識別速度很慢，手指若有較大變形則不能準確識別。國內的手指靜脈識別技術的研究起步比較晚，但進展很快。哈爾濱工程大學的袁智採用一種融合小波矩和PCA 分解及LDA變換的方法對手指靜脈進行識別，將手指靜脈圖像矩陣轉化為一維向量進行降維處理，由於向量維數過高，將圖像分成若干小塊後再採用PCA算法。這目前手指靜脈識別領域中效果較好的一種方法。但由於分塊後，導致訓練樣本增多，致使識別速度較慢。由於手指靜脈本身的特點，目前還沒有很好的定位方法，並且手指內部血管較少，不容易提取特徵。因此，現有的手指靜脈認證裝置的認證的準確度不高。

實用新型內容本實用新型需要解決的技術問題在於提供一種通過對同一個手指進行多次拍照處理，並使用統計學方法，得到最合適的特徵模板，同時增加手指放置的自由度，提高手指靜脈認證的準確度的手指靜脈認證裝置。為解決上述技術問題，本實用新型採用的技術方案為提高準確度的手指靜脈認證裝置，包括有手指靜脈圖像採集單元、特徵模板提取單元和模板存儲及認證單元，所述的手指靜脈圖像採集單元採集手指靜脈圖像並將手指靜脈圖像信號發送給特徵模板提取單元，特徵模板提取單元提取手指靜脈圖像中的特徵信息，並做成特徵模板發送給模板存儲及認證單元存儲，所述的模板存儲及認證單元通過對同一個手指的多個特徵模板進行對比匹配選擇，得到最終使用的特徵模板。本實用新型要求用戶註冊特徵值時，需要重複錄入同一個手指的多幅靜脈圖像， 對該組圖像的特徵數據之間進行兩兩認證分析，並得到相互間的認證分數，認證分數越高相似程度越高，反之亦然。定義特徵數據的相似分數為與其他特徵數據進行認證得到的認證分數的平均分數。然後按照一定的閾值分數，去除不相似的特徵數據。接著，在相似的特徵數據組中尋找出相似分數最高的特徵數據作為特徵模板進行保存，該模板的選取運用了統計規律，包含了用戶手指最習慣放置的位置信息。然後，在相似的特徵數據組中尋找出相似分數最低的特徵數據作為特徵模板進行保存，這是由於該模板包含了用戶手指習慣放置位置的正向最大偏移量的位置信息，然後選擇與該特徵模板的認證分數最低特徵數據作為另一特徵模板進行保存，該模板包含了用戶手指習慣放置位置的反向最大偏移量的位置信息。由於採用了上述的結構，本實用新型具有下述的有益效果通過一指多模的方式， 生成最準確的手指靜脈特徵數據，既保存了用戶手指最習慣放置位置的模板，同時保存了用戶手指偏移可能性最大的模板。從而有效解決了由於用戶手指放置位置發生偏移造成的認證率低的問題，提高了認證裝置通過率，並增加手指放置的自由度。

圖1是提高準確度的手指靜脈認證裝置的框圖。
具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型的具體實施方式
作進一步詳細的描述。如圖1所示，本實用新型所述的提高準確度的手指靜脈認證裝置，包括有手指靜脈圖像採集單元1、特徵模板提取單元2和模板存儲及認證單元3，所述的手指靜脈圖像採集單元1採集手指靜脈圖像並將手指靜脈圖像信號發送給特徵模板提取單元2，特徵模板提取單元2提取手指靜脈圖像中的特徵信息，並做成特徵模板發送給模板存儲及認證單元 3存儲，所述的模板存儲及認證單元3通過對同一個手指的多個特徵模板進行對比匹配選擇，得到最終使用的特徵模板。本實用新型的具體工作過程如下1、手指靜脈圖像的採集選用的手指靜脈圖像採集裝置的基本原理是利用一定波長的近紅外線照射手指， 手指靜脈血液中的紅血球血紅蛋白會吸收紅外線，使用圖像傳感器感應通過手指投射過來的光線就可以得到靜脈紋路的圖像。2、靜脈圖像的特徵提取一般從設備獲取的靜脈圖像都帶有噪聲幹擾，需要對圖像進行預處理，其中包括濾波處理，減少圖像噪聲影響；增強處理，使圖像的靜脈信息得到加強，從而使其能與背景相分離。然後按照特定的特徵值提取算法，將圖像的靜脈信息轉換成有用的特徵模板。本例子採用最簡單的模版匹配算法，因此生成的是細線化的單像素圖像作為特徵模板保存。3、特徵模板的選擇存儲以及認證本步驟使用一指多模的方法，篩選出合適的特徵模板，達到提高認證準確度的目的，實現方法如下當用戶進行註冊時，該單元要求用戶對同一個手指錄入8幅靜脈圖像，對該組圖像提取特徵，然後調用認證模塊對特徵數據之間進行兩兩比對，並得到一組特徵數據相互間的匹配分數。匹配分數越高相似程度越高，反之亦然。定義特徵數據的相似分數為與其他特徵數據進行認證時得到的認證分數的平均分數。然後按照一定的閾值分數，去除不相似的特徵數據X個。如果(8-X) <5，重新錄入X張靜脈圖像，重複以上步驟，一直到相似特徵數據數量k彡5個為止。定義相似特徵數據i與j認證分數為
\
，特徵數據i的相似分數為
權利要求1. 一種提高準確度的手指靜脈認證裝置，其特徵在於，包括有手指靜脈圖像採集單元(1)、特徵模板提取單元(2)和模板存儲及認證單元(3)，所述的手指靜脈圖像採集單元 (1)採集手指靜脈圖像並將手指靜脈圖像信號發送給特徵模板提取單元(2)，特徵模板提取單元(2)提取手指靜脈圖像中的特徵信息，並做成特徵模板發送給模板存儲及認證單元 (3)存儲，所述的模板存儲及認證單元(3)通過對同一個手指的多個特徵模板進行對比匹配選擇，得到最終使用的特徵模板。
專利摘要本實用新型公開了一種提高準確度的手指靜脈認證裝置。提高準確度的手指靜脈認證裝置，包括有:手指靜脈圖像採集單元(1)、特徵模板提取單元(2)和模板存儲及認證單元(3)，所述的手指靜脈圖像採集單元(1)採集手指靜脈圖像並將手指靜脈圖像信號發送給特徵模板提取單元(2)，特徵模板提取單元(2)提取手指靜脈圖像中的特徵信息，並做成特徵模板發送給模板存儲及認證單元(3)存儲，所述的模板存儲及認證單元(3)通過對同一個手指的多個特徵模板進行對比匹配選擇，得到最終使用的特徵模板。本實用新型通過一指多模的方式，生成最準確的手指靜脈特徵數據，提高了認證裝置通過率，並增加手指放置的自由度。
文檔編號G06K9/00GK202189377SQ201120268540
公開日2012年4月11日 申請日期2011年7月27日 優先權日2011年7月27日
發明者林春漪, 鄭偉銳, 陳慶武 申請人:陳慶武