[发明专利]一种反射式手指静脉识别活体检测装置及方法

权利要求书

1.一种反射式手指静脉识别活体检测装置，其特征是，包括用于为装置内各部件提供支撑和保护的壳体，所述壳体内分别设有图像采集模块、用于滤除杂散光的滤光模块、控制模块、电源模块、用于感应手指是否放入待检测区域的红外距离传感器、LED光源以及用于安装LED光源的曲面； 

图像采集模块设置于壳体底部，壳体顶部固定有用于安装LED光源的曲面，所述曲面采用凹面设计，曲面外侧中心位置安装滤光模块；图像采集模块、滤光模块以及曲面中心依次同轴设置，LED光源均匀分布在曲面内侧；所述曲面上还设有红外距离传感器； 

所述壳体上表面设有用于将LED光源散射为均匀的面光源的透明材质物，所述透明材质物上分别嵌有用于检测手指是否为活体的电阻传感器和温度传感器； 

所述图像采集模块、电源模块、红外距离传感器、电阻传感器和温度传感器分别与控制模块通信。 

2.如权利要求1所述的一种反射式手指静脉识别活体检测装置，其特征是，所述图像采集模块为近红外敏感微型相机，滤光模块为近红外滤光片，LED光源为近红外LED光源，透明材质物为有机玻璃。 

3.如权利要求1所述的一种反射式手指静脉识别活体检测装置，其特征是，所述透明材质物上还嵌有用于指示装置工作状态的LED指示灯，LED指示灯与控制模块通信。 

4.如权利要求1所述的一种反射式手指静脉识别活体检测装置，其特征是，所述LED光源为波长不同的两种LED，两种LED分别以近红外敏感微型相机轴线为中心呈圆环状均匀布置在曲面上。 

5.如权利要求1所述的一种反射式手指静脉识别活体检测装置，其特征是，所述电阻传感器和温度传感器分别位于曲面中心位置两侧，两者之间的距离不大于一般手指并拢起来的宽度；所述电阻传感器和温度传感器还可作为用于提示用户手指摆放位置的定位点；所述手指仅包含食指、中指、无名指和小指四根手指。 

6.一种如权利要求1所述的反射式手指静脉识别活体检测装置的检测方法，其特征是，包括如下步骤： 

(1)当有手指放入设备时，控制模块分别读取电阻传感器和温度传感器的数据，获得接触物的电阻及温度参数，并与内置活体手指的先验参数范围进行比对，判断接触物参数是否符合活体特征； 

(2)如果所获参数不符合活体特征，则判断接触物为假静脉；如果所获参数符合活体特征，则进入步骤(3)； 

(3)启动图像采集模块，并控制图像采集模块在设定时间T内连续获取N幅静脉图像； 

(4)采用灰度直方图方式进行图像处理，确定图像参数的灰度均值和灰度方差，通过判断指静脉图像中灰度均值和方差是否有周期性变化，判断静脉图像的真假。 

7.如权利要求6所述的一种反射式手指静脉识别活体检测装置的检测方法，其特征是，所述步骤(4)的具体方法为： 

(1)对每幅图像都进行预处理：将原始图像转换为灰度图，采用Otsu方法确定区分手指区域与背景区域的阈值，用此阈值对手指静脉图像进行二值化，然后根据连通域的大小去掉个别噪点，利用的得到的二值图像与原图像相乘去掉背景区域； 

(2)根据手指的特点定位手指区域，找出感兴趣的手指区域，并对此区域进行大小的归一化； 

(3)采用灰度直方图方式进行图像处理：计算每幅图像归一化后区域的灰度均值及灰度方差，若获取的N幅图像之间存在灰度均值和方差的周期性波动变化，则判断为真静脉图像； 

若获取的N幅图像之间不存在灰度均值和方差周期性波动变化，则判断为假静脉图像。 

8.如权利要求6所述的一种反射式手指静脉识别活体检测装置的检测方法，其特征是，所述步骤(1)中： 

当没有手指伸入时，红外距离传感器向控制模块发送设备闲置信号，则控制模块控制近红外敏感微型相机和红外光源关闭，控制模块进入低功耗状态； 

当有手指伸入时，控制模块开启近红外敏感微型相机和红外光源，控制模块运行在正常状态。 

9.如权利要求6所述的一种反射式手指静脉识别活体检测装置的检测方法，其特征是，所述步骤(3)中在设定时间T内连续获取N幅静脉图像，满足N>60。

10.如权利要求7所述的一种反射式手指静脉识别活体检测装置的检测方法，其特征是，所述感兴趣的区域是指除大拇指以外的其余四根手指从指根到指尖之间的区域。