[发明专利]一种采用面部识别、面部静脉认证与手指静脉认证相结合的认证装置及认证方法

权利要求书

1.一种采用面部识别、面部静脉认证与手指静脉认证相结合的认证装置，其特征在于包括面部识别装置、手指静脉特征信息采集装置和与面部识别装置、手指静脉特征信息采集装置连接的面部静脉特征信息采集装置，该认证装置还包括台体，其中特征信息保存部、数据处理部、匹配特征信息比对部、控制器均设置于该台体的内部，在该台体的侧部设置有输入输出接口，在该台体的前部设置有输入键盘；手指静脉特征信息采集装置设置在台体的表面上，包括壳体、第一红外成像光源、第一红外成像装置、手指角度传感器、手指放置座，其中壳体上设有电源开关或人体感测器，当认证人靠近该装置时，认证装置自动进入开机状态，壳体的中间部分设置有一个用于伸入手指的半圆形孔，手指放置座设置在上述半圆形孔内，半圆形孔内顶部中间正对手指放置座的位置上设置有多排第一红外成像光源，在半圆形孔内侧壁的第一红外成像光源两侧中的每一侧分别设置有两个手指角度传感器，每一侧的两个手指角度传感器的设置方式为在与手指放置座平齐的水平位置的两侧各设置一个手指角度传感器，在与手指放置座平齐的水平位置成45度角处的两侧各设置一个手指角度传感；面部静脉特征信息采集装置包括面部静脉特征信息采集装置外壳、第二红外成像光源、第二红外成像装置、面部位置传感器、头部位置判断装置、语音提示装置，面部静脉特征信息采集装置外壳包括左侧板、右侧板和正面板，左侧板、右侧板互相平行的设置在正面板的两端且分别与正面板垂直，其中左侧板、右侧板及正面形成的空间区域为头部静脉特征信息采集；在左侧板上设置有两排第二红外成像光源，在右侧板上设置有第二红外成像装置和面部识别装置，在正面板上设置有面部位置传感器，同时正面板上还设置有感知认证者是否靠近的人体感测器，底座内设置有与台体内的特征信息保存部、数据处理部、匹配特征信息比对部、控制器相连接的传输装置。

2.根据权利要求2所述的手指静脉识别与面部静脉识别相结合的认证装置，其特征在于所述的输入输出接口和输入键盘可以来进行内外信息的传输。

3.根据权利要求3所述的手指静脉识别与面部静脉识别相结合的认证装置，其特征在于上述的输入输出接口也可以与网络连接，以进一步的与远程的主服务器连接，进行数据信息的传输或认证信息的验证、定期备份，可以与数据库无缝衔接。

4.一种利用权利要求1所述的采用面部识别、面部静脉认证与手指静脉认证相结合的认证装置进行认证的方法，包括：首先是认证者身份登记过程，最初将需要认证的特定人员的面部特征信息、手指静脉特征信息和面部静脉特征信息登记入库，在此登记过程中采集的手指静脉特征信息包括手指多个角度的信息，在登记时让手指转动，采集连续多个角度手指静脉特征信息，并将上述含有角度信息的手指静脉特征信息输入到特征信息保存部；在此登记过程中同时采集的面部静脉特征信息包括通过面部位置传感器确定的正面角度时采集的面部静脉特征信息，在语音提示装置提示位置正确后进行面部静脉特征信息的采集，并将上述采集的面部静脉特征信息输入到特征信息保存部；另外还包括由摄像头采集的面部识别特征信息；在上述三种特征信息采集结束后，在特征信息保存部将采集获取的面部识别特征信息、手指静脉特征信息和面部静脉特征信息在数据处理部形成实时的面部识别特征信息、手指静脉特征信息和面部静脉特征信息匹配组，该匹配组包括了带有角度信息的手指静脉特征信息以及同时采集的面部识别特征信息、面部静脉特征信息，形成匹配组的方法包括了手指静脉的形状、方向以及面部形状特征信息、面部静脉形状的特征等信息，为了提高匹配精度，在数据融合之前，通过下面的数据标准化方法对这些特征数据进行匹配信息的标准化：

a’=(a-c)/σ

其中a是静脉形状、方向特征、面部形状特征的匹配分数，c和σ代表匹配分数a的均值和方差，然后将得到的标准化数据a’作为融合方法的输入数据；

其中利用上述数据标准化方法对面部特征数据、手指静脉特征和面部静脉特征进行数据标准化，获得面部特征数据、手指静脉特征标准数据和面部静脉特征标准数据，然后将面部识别特征标准数据以及两种特征标准数据通过加权融合法形成特征信息匹配组；

其次是认证过程，在认证者需要进行特征信息认证时，可通过打开开关或通过人体感测器的方式使认证装置自动进入开机状态，手指伸入壳体的半圆形孔，手指静脉特征信息的采集部分进入手指静脉特征信息采集过程，同时，面部识别装置和面部静脉特征信息采集部分也进入面部识别特征信息和面部静脉特征信息的采集过程；首先，通过所述的手指角度传感器来检测伸入到半圆形孔壳体内的手指的放置信息，即通过四个手指角度传感器来检测指甲弧度的最顶部与水平面的角度，通过该角度来确定手指相对于手指放置座水平面的放置角度信息，同时，通过面部位置传感器判断头部是否正面面对正面板，即判断头部位置是否相对于正面板有偏转或者有低头、歪头现象发生，如果经过面部位置传感器拍摄的图像判断为认证者的头部没有正面面对正面板，则头部位置判断装置向语音提示装置发出信号，控制语音提示装置发出声音告知认证者移动头部位置，然后面部位置传感器重新拍摄认证者的头部照片，再次经过头部位置判断装置的判断，直至判断结果为头部正面面对正面板时，语音提示装置发出提示，提醒认证者停止头部动作；然后，面部识别的摄像头开始工作、手指静脉特征信息的采集部分的第一红外成像光源和面部静脉特征信息采集部分的第二红外成像光源发出光线，手指静脉特征信息的采集部分的第一红外成像装置和面部静脉特征信息采集部分的第二红外成像装置将采集得到的面部特征信息、手指静脉特征和面部静脉征输入到特征信息保存部，其中特征信息包括了手指静脉的形状、方向以及面部特征信息、面部静脉特征的形状；特征信息保存部将上述特征信息输入到数据处理部进行融合，先通过前面所述的数据标准化方法对这些数据进行匹配信息的标准化，然后将得到的标准化数据a’作为融合方法的输入数据，获得面部特征数据、手指静脉特征标准数据和面部静脉特征标准数据后，将三种特征标准数据通过加权融合法形成特征信息匹配组；随后上述特征信息匹配组被输入到匹配特征信息比对部，在匹配特征信息比对部中将将认证者当前认证的特征信息匹配组与身份登记时的特征信息匹配组进行比对，该比对包括了面部形状、手指静脉的形状、方向以及面部静脉特征的形状信息的特征信息匹配组的比对，对比时根据当前认证者的特征信息匹配组，根据相应的面部形状、手指静脉的形状、方向以及面部静脉特征的形状的特征在匹配特征信息比对部搜索与该特征最相近的预先登记的特征信息匹配组进行比对；根据上述比对的结果进行身份鉴定，确认身份。