基于生命體征的指紋采集器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于光子學(xué)，信息科學(xué)和生物科學(xué)的交叉技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于生命體征的指紋采集器。
【背景技術(shù)】
[0002]指紋識(shí)別是重要的身份識(shí)別方法。相比于DNA與虹膜識(shí)別，具有簡(jiǎn)便易用的特點(diǎn)，已廣泛的應(yīng)用于我們的生活中。當(dāng)前的指紋身份識(shí)別主要有光學(xué)式采集方式以及電容式采集方式。對(duì)于這兩種采集方式，都存在有一定的不安全因素。然而，指紋識(shí)別的簡(jiǎn)易性也造成了這種方法的局限性。層出不窮的指紋膜，作為假指紋，可以欺騙許多指紋識(shí)別系統(tǒng)。針對(duì)現(xiàn)有的指紋采集設(shè)備，不法分子也已經(jīng)開發(fā)出相應(yīng)的指紋膜。更有甚者，在2009年的一起越獄案中，囚犯使用獄警的斷指逃脫了監(jiān)獄。上述種種缺點(diǎn)極大的降低了現(xiàn)有指紋識(shí)別系統(tǒng)的有效性。在高端的指紋識(shí)別系統(tǒng)中，人們利用指紋光譜信息來(lái)區(qū)別真假指紋。然而，光譜檢測(cè)系統(tǒng)的引入也增加了指紋識(shí)別系統(tǒng)的成本。另一方面，基于光譜檢測(cè)的指紋識(shí)別系統(tǒng)亦不是鑒別真假指紋的最終方案，其有效性還有待提高。2012年I月16日中新網(wǎng)消息稱，香港自助過(guò)關(guān)系統(tǒng)“e道”(一種利用多光譜成像技術(shù)的高性能指紋機(jī))，被百元的指紋膜攻破。為了更好的鑒別真假手指，我們?cè)诖颂岢隽藙?dòng)態(tài)光學(xué)檢測(cè)方法，通過(guò)指紋識(shí)別時(shí)的多次探測(cè)，我們可以很好的區(qū)別真假指紋。
[0003]由于脈搏有舒張和收縮兩種狀態(tài)，在收縮時(shí)，動(dòng)脈充血，手指尖(也包含了動(dòng)脈)透光率下降；反之，舒張時(shí)，透光率下降。這樣，只要檢測(cè)攝像頭采集的圖像的綜合光強(qiáng)變化，就可以獲得心率。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]1、本實(shí)用新型的目的。
[0005]本實(shí)用新型提出一種全新的指紋采集系統(tǒng)，可以在指紋采集的硬件系統(tǒng)上，區(qū)分出真假手指。同時(shí)，該系統(tǒng)還可以檢測(cè)活體手指，從而避免越獄事件中斷指的事情的發(fā)生。
[0006]2、本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案。
[0007]本實(shí)用新型基于生命體征的指紋采集器，指紋采集窗設(shè)于指紋識(shí)別器外殼上，在殼內(nèi)指紋采集窗的一側(cè)為入射光路，在指紋采集窗的另一側(cè)為出射光路;入射光路由白光LED前端依次設(shè)置準(zhǔn)直透鏡、勻光玻璃以及起偏器構(gòu)成，照射指紋采集窗上的指紋;在指紋采集窗的另一側(cè)為出射光路，按照光傳播方向，設(shè)置彩色攝像頭;指紋采集窗上的指紋反射回的光由設(shè)置在指紋采集儀內(nèi)部的彩色攝像頭采集，彩色攝像頭持續(xù)采集指紋信息并將圖像的紅綠藍(lán)三種顏色的信息進(jìn)行分離獲得紅綠藍(lán)三幅圖像的強(qiáng)度值。
[0008]更進(jìn)一步的具體實(shí)施例中，彩色攝像頭前放置濾除光學(xué)玻璃的反射光信號(hào)和濾除部分表皮的反射光的檢偏器。
[0009]更進(jìn)一步的具體實(shí)施例中，在獲得指紋圖像后，指紋圖像經(jīng)由指紋識(shí)別器外殼上的usb接口，將指紋圖像傳輸向PC。
[0010]3、本實(shí)用新型的有益效果。
[0011](I)本實(shí)用新型在現(xiàn)有的指紋識(shí)別器結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，可以保證用戶在使用時(shí)沿用舊有實(shí)用習(xí)慣即可輕松使用。
[0012](2)本實(shí)用新型使用了白光LED和彩色攝像頭檢測(cè)彩色指紋圖像，因此，可以獲得三種波長(zhǎng)的光強(qiáng)信息，綜合光強(qiáng)的變化情況以及指紋信息對(duì)指紋的正確性以及是否活體真指紋做出判別。
[0013](3)由于本實(shí)用新型的起偏器的作用，攝像頭所采集到的信息可以略深于表皮，因而可以探測(cè)到脈搏相關(guān)信息，可以用來(lái)判定用戶輸入指紋是否為活體真指紋，大大提高指紋識(shí)別的可靠程度。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]其中，指紋采集窗1、白光LED2、準(zhǔn)直透鏡3、勻光玻璃4、起偏器5、檢偏器6、彩色攝像頭7、USB接口 8、指紋識(shí)別器外殼9。
【具體實(shí)施方式】
[0016]為了使專利局的審查員尤其是公眾能夠更加清楚地理解本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)和有益效果，申請(qǐng)人將在下面以實(shí)施例的方式作詳細(xì)說(shuō)明，但是對(duì)實(shí)施例的描述均不是對(duì)本實(shí)用新型方案的限制，任何依據(jù)本實(shí)用新型構(gòu)思所作出的僅僅為形式上的而非實(shí)質(zhì)性的等效變換都應(yīng)視為本實(shí)用新型的技術(shù)方案范疇。
[0017]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0018]如圖一所示，當(dāng)手指放上指紋采集窗I后，彩色攝像頭7檢測(cè)到手指的輪廓，開啟系統(tǒng)。首先。白光LED 2點(diǎn)亮，緊接著，彩色攝像頭7開始采集圖像信息。
[0019]白光LED2將依次通過(guò)準(zhǔn)直透鏡3、勻光玻璃4、起偏器5，均勻而準(zhǔn)直的發(fā)射到指紋采集窗I上，照明手指。
[0020]白光LED2照射手指后，由手指的表皮會(huì)有部分光反射，而手指的內(nèi)部也將后向散射部分光，后向散射的光與反射光同時(shí)到達(dá)彩色攝像頭7。
[0021]彩色攝像頭7前放置一個(gè)檢偏器6，可以濾除光學(xué)玻璃的反射光信號(hào)，也可以濾除部分表皮的反射光，從而獲得更好的指紋圖像對(duì)比度與清晰度，也有助于幫助我們獲得血管的舒張變化。
[0022]在獲得指紋圖像后，指紋圖像經(jīng)由指紋識(shí)別器外殼9上的usb接口8，將指紋圖像傳輸向PC。指紋圖像會(huì)導(dǎo)入傳統(tǒng)的指紋識(shí)別模組，進(jìn)行身份識(shí)別。如果識(shí)別失敗，系統(tǒng)將自動(dòng)發(fā)出識(shí)別失敗信息。
[0023]在身份識(shí)別成功后，彩色攝像頭7將進(jìn)一步的實(shí)時(shí)獲取視頻圖像，并同步的將圖像的紅綠藍(lán)三種顏色的信息進(jìn)行分離，即將彩色圖像分解為紅色圖像、綠色圖像以及藍(lán)色圖像，并轉(zhuǎn)換為灰度圖像。將三幅圖像的灰度值進(jìn)行積分，可以獲得紅綠藍(lán)三幅圖像的強(qiáng)度值，記為R、G、B，這三個(gè)數(shù)字為自然數(shù)。我們R、G、B導(dǎo)入一個(gè)函數(shù)f(R、G、B)中。函數(shù)的自變量為R、G、B，函數(shù)的結(jié)果是一個(gè)實(shí)數(shù)，用來(lái)表示當(dāng)前的血管的舒張程度。
[0024]如用戶使用真人手指進(jìn)行檢測(cè)，隨著時(shí)間的推移，將采集一系列的視頻圖像，每一幀圖像都將計(jì)算出其相應(yīng)的R、G、B，并且獲得相應(yīng)的f (R、G、B)數(shù)值。將這一系列的數(shù)值組成的曲線，即可以獲得血管的舒張時(shí)間曲線。然而，如果用戶使用的使指模等非真人手指，那么，系統(tǒng)將無(wú)法獲得其心率信息，此時(shí)，系統(tǒng)也將自動(dòng)發(fā)出警告。
[0025]在獲得心率信息的同時(shí)，我們也將上述的視頻圖像中每一幀的R、G、B值帶入到函數(shù)f (R、G、B )，該函數(shù)的自變量為R、G、B值，輸出量為血氧飽和度。
[0026]相機(jī)在采集圖像信息的同時(shí)，將圖像信息的變化展示在顯示屏上，通過(guò)這個(gè)方法，可以幫助用戶更好的使用該系統(tǒng)，還可以提高系統(tǒng)的用戶體驗(yàn)性。
[0027]上述描述中提取的生命特征的方法為利用RGB值得到脈搏的方法，本實(shí)用新型并不局限于該方法，還可采用其他方法來(lái)提取生命特征，如探測(cè)血氧飽和度。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于生命體征的指紋采集器，其特征在于:指紋采集窗(I)設(shè)于指紋識(shí)別器外殼(9)上，在殼內(nèi)指紋采集窗的一側(cè)為入射光路，在指紋采集窗的另一側(cè)為出射光路;入射光路由白光LED(2)前端依次設(shè)置準(zhǔn)直透鏡(3)、勻光玻璃(4)以及起偏器(5)，照射指紋采集窗(I)上的指紋;在指紋采集窗的另一側(cè)為出射光路，按照光傳播方向，設(shè)置彩色攝像頭;指紋采集窗(I)上的指紋反射回的光由設(shè)置在指紋采集儀內(nèi)部的彩色攝像頭(7)采集，彩色攝像頭(7)持續(xù)采集指紋信息并將圖像的紅綠藍(lán)三種顏色的信息進(jìn)行分離獲得紅綠藍(lán)三幅圖像的強(qiáng)度值。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于生命體征的指紋采集器，其特征在于:彩色攝像頭(7)前放置濾除光學(xué)玻璃的反射光信號(hào)和濾除部分表皮的反射光的檢偏器(6 )。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于生命體征的指紋采集器，其特征在于:在獲得指紋圖像后，指紋圖像經(jīng)由指紋識(shí)別器外殼(9)上的usb接口(8)，將指紋圖像傳輸向PC。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于生命體征的指紋采集器，指紋采集窗設(shè)于外殼上,在殼內(nèi)指紋采集窗的一側(cè)為入射光路，另一側(cè)為出射光路；入射光路由白光LED前端依次設(shè)置準(zhǔn)直透鏡、勻光玻璃以及起偏器構(gòu)成，照射指紋采集窗上的指紋；在指紋采集窗的另一側(cè)為出射光路，按照光傳播方向，設(shè)置彩色攝像頭；指紋采集窗上的指紋反射回的光由設(shè)置在指紋采集儀內(nèi)部的彩色攝像頭采集，彩色攝像頭持續(xù)采集指紋信息并將圖像的紅綠藍(lán)三種顏色的信息進(jìn)行分離獲得紅綠藍(lán)三幅圖像的強(qiáng)度值。本實(shí)用新型綜合光強(qiáng)的變化情況對(duì)是否活體真指紋做出判別；由于起偏器的作用，攝像頭所采集到的信息可以略深于表皮，可以探測(cè)到脈搏相關(guān)信息，提高識(shí)別的可靠程度。
【IPC分類】G06K9/00
【公開號(hào)】CN205354054
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201521055926
【發(fā)明人】何賽靈, 蔡夫鴻
【申請(qǐng)人】江蘇鼎云信息科技有限公司
【公開日】2016年6月29日
【申請(qǐng)日】2015年12月17日