[实用新型]近红外指静脉图像采集系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及的生物特征识别技术领域，特别涉及一种近红外指静脉图像采集系统。

背景技术

指静脉识别技术是一种新的生物特征识别技术，相对于其他的生物识别技术，具有采集速度快、精度高、活体识别、非接触式等优点，有很高的市场价值与应用前景，得到研究人员的青睐。2006年，日本学者Junichi等^[1]分析了正面照射和侧面照射的近红外光源设计，并阐述了两种方法的优缺点。2010年，哈尔滨工程大学管凤旭，王俊科等^[2]提出了一种自动调光电路，可以根据红外透射光的强度自动调整红外发射强度，以保障红外透射光强度维持在一个相对稳定的范围。2012年沈阳工业大学吴微、苑玮琦等^[3]对波长为760nm，850nm，890nm，940nm的近红外LED进行试验分析，最后证明850nm拍摄的掌静脉图像识别性能最佳。2014年由北京联合大学的梁爱华^[4]提出了一种近红外指静脉图像采集系统，利用单侧聚光源和反射镜面结合的光源照射方式，避免了单侧光源下手指受光不均匀的问题。

发明内容

本实用新型指静脉图像采集装置的光源设计，目的是为了得到均匀的近红外光照，以使获得清晰的手指静脉纹络图。本实用新型针对正面近红外LED光源均匀性问题，提出了求取两个近红外LED最优距离的方法，设计一套指静脉采集系统，此系统得到了高对比度、清晰的手指静脉纹络。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种近红外指静脉图像采集系统，包括近红外LED光源、手指放置槽、CMOS摄像头；近红外LED光源设置在手指放置槽正上方，CMOS摄像头设置在手指放置槽正下方，通过手指放置槽与近红外LED光源垂直相对；其中，所述的近红外LED光源为多个LED组成的均匀LED阵列；所述的手指放置槽为可透光槽体；所述的CMOS摄像头中设有图像传感器；近红外LED光源由光源亮度控制电路控制，CMOS摄像头由摄像头控制电路控制。

在CMOS摄像头的镜头前放置滤光片，使得只能通过近红外光。

所述的图像传感器采用美国Aptina公司生产的MT9V034型号的CMOS图像传感器。

系统还设有指示灯，对系统的工作进行指示；指示灯由指示灯控制电路控制。

所述的光源亮度控制电路、摄像头控制电路和指示灯控制电路都由FPGA控制器控制完成。

每两个LED的最优距离d_max是这样计算的：

z表示接收面与近红外LED之间的距离，m是近红外LED的辐射模式，其值与近红外LED的发光区域和封装透镜曲率中心距离有关系。

所述的近红外LED光源由三行平行光组成，采用等边三角形的布局，任意两个光源的距离相等，均为最优距离d_max。

通过本系统的设置，可得到更为均匀的近红外光照，以获得了更为清晰的手指静脉纹络图。

附图说明

图1是指本实用新型静脉采集系统结构示意图，

图2是不同d时两个类似高斯分布关系图，

图3是单颗LED光照度分布图，

图4A是两个LED的距离为最优距离0.9倍时的照度分布图，

图4B是两个LED的距离为最优距离时的照度分布图，

图4C是两个LED的距离为最优距离1.1倍时的照度分布图，

图5是三行平行光结构示意图，

图6是三行平行光光照度分布图，

图7是由本实用新型指静脉采集系统采集到的手指静脉图像。

具体实施方式

参见图1所示，本实用新型一种近红外指静脉图像采集系统，主要由近红外LED光源、手指放置槽、CMOS摄像头组成。近红外LED光源设置在手指放置槽正上方，CMOS摄像头设置在手指放置槽正下方，通过手指放置槽与近红外LED光源垂直相对。其中，所述的近红外LED光源为多个LED组成的均匀LED阵列。所述的手指放置槽为可透光槽体。所述的CMOS摄像头中设有图像传感器。近红外LED光源由光源亮度控制电路控制，CMOS摄像头由摄像头控制电路控制。

为了避免可见光等其他光源对成像效果的影响，需要在CMOS摄像头的镜头前放置滤光片，使得只能通过近红外光，分析可知850nm波长的成像效果最好，因此选择850nm波长的滤光片。本装置选择IR780的红外滤波片，其对850nm的波长有很好的透过率。