[发明专利]一种手指三模态特征图像姿态同步采集装置及控制方法

说明书

一种手指三模态特征图像姿态同步采集装置及控制方法。装置包括框架、手指静脉图像采集模块、手指节纹图像采集模块、指纹仪、手指槽、散热风扇架和散热风扇；本发明提供的手指三模态特征图像姿态同步采集装置及控制方法具有如下有益效果：效果稳定，基本解决了手指多模态生物特征采集中存在的姿态不一致问题，能够准确、稳定定位手指三模态ROI。

技术领域

本发明涉及一种手指三模态特征图像姿态同步采集装置及控制方法，属于生物特征识别中的生物特征成像和感兴趣区域采集技术领域。

背景技术

在多模态生物特征识别领域，手指因其高度的便捷性和灵活性而具有很高的实用价值，因此已被广泛用于身份验证。在传统的手指多模态生物特征成像中，手指的不同特征部位分别在不同的成像空间中成像，使得采集时刻的手指姿态难以得到统一，导致图像间相关性降低，进而影响后续识别效果和多模态融合效果。

选取手指静脉、节纹和指纹3个常用的指部特征，针对这3个特征设计一个新的成像方案，对于解决手指姿态变化问题，获得手指姿态一致的特征图像，提高识别效果和多模态融合效果是有利的。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种手指三模态特征图像姿态同步采集装置及控制方法。

为了达到上述目的，本发明提供的手指三模态特征图像姿态同步采集装置包括框架、手指静脉图像采集模块、手指节纹图像采集模块、指纹仪、手指槽、散热风扇架和散热风扇；其中框架的前端呈开口状，中部设有水平放置的手掌托板，并且手掌托板的中部形成有一个通孔；框架的顶面和背面上部形成有散热孔，供气流流通；散热风扇架设置在框架的内上部，内部安装有散热风扇；手指静脉图像采集模块包括手指静脉图像采集装置和近红外光源装置，其中手指静脉图像采集装置安装在散热风扇架的底面后侧；近红外光源装置设置在框架的底面上，并且与手掌托板上的通孔位置上下对应；手指节纹图像采集模块包括手指节纹图像采集装置、LED光源装置、起偏片、检偏片和安装面板；其中手指节纹图像采集装置安装在散热风扇架的底面前侧；两块安装面板呈八字形倾斜设置，上端分别连接在散热风扇架的两侧面上；每块安装面板的底面上安装有LED光源装置；起偏片安装在LED光源装置的外侧；检偏片安装在手指节纹图像采集装置的下方；手指槽为矩形板状结构，水平设置在手掌托板的表面中部，外侧中部上下贯通形成有一个与手掌托板上通孔相对应的红外光线通过孔，红外光线通过孔的两侧斜边为手指平面移动限制边，用于减少手指平面移动带来的姿态变化；内侧中部表面向下凹陷形成有一个用于设置指纹仪的指纹仪嵌入槽；指尖槽位于指纹仪嵌入槽的内端外侧边缘；并且手指静脉图像采集装置、手指节纹图像采集装置和指纹仪通过USB与外部PC机相连接。

所述的近红外光源装置为850nm波段“一字”线型激光光源，数量为1－2个。

所述的手指静脉图像采集装置包括摄像头、850nm窄带滤光片和CMOS感光器件。

所述的手指节纹图像采集装置包括摄像头、红外截止滤光片和CMOS感光器件。

所述的LED光源装置的数量为4－8个。

本发明提供的手指三模态特征图像姿态同步采集装置的手指姿态矫正方法包括按顺序进行的下列步骤：

步骤一，将本手指三模态特征图像姿态同步采集装置连接外部PC机，在PC机的控制下，利用手指静脉图像采集装置和手指节纹图像采集装置301分别采集被采集人的手指静脉、手指节纹原始图像；

步骤二，对上述采集的手指静脉、手指节纹原始图像进行滤噪处理，检测边缘，提取出手指轮廓线及其坐标，将手指左轮廓线提取的坐标组记为{L_n}，右轮廓线提取的坐标组记为{R_n}，n＝1,2,…,N；X、Y分别表示手指静脉、手指节纹原始图像的行坐标和列坐标，对应竖直和水平方向；

步骤三，计算两组轮廓线坐标对应的中点{M_n}，公式如下：