[发明专利]一种基于多种脉搏波与静脉的多模态身份认证系统及其认证方法

权利要求书

1.一种基于多种脉搏波与静脉的多模态身份认证系统，其特征在于，该系统包括：数据采集模块、数据处理模块和多模态认证模块；

所述数据采集模块包括接触式脉搏波获取模块和手背视频获取模块；所述的接触式脉搏波获取模块用于获取接触式手指脉搏波；所述的手背视频获取模块用于获取手背的非接触式脉搏波和手背静脉图像；

所述数据处理模块包括接触式手指脉搏波特征提取模块、手背静脉特征提取模块和非接触式手背脉搏波获取模块；所述的接触式手指脉搏波特征提取模块用于对接触式脉搏波获取模块获取的接触式手指脉搏波信号进行预处理和特征提取，获取用户的接触式手指脉搏波特征向量；所述的手背静脉特征提取模块用于对手背视频获取模块获取的手背图像进行预处理和特征提取，首先获取手背静脉图像，再根据静脉图像获取用户的手背静脉特征向量；所述的非接触式手背脉搏波获取模块用于基于手背视频获取模块采集的手背视频信息获取非接触式手背脉搏波；

所述多模态认证模块包括接触式手指脉搏波特征认证模块、手背静脉特征认证模块和双脉搏波相似性验证模块；所述的接触式手指脉搏波特征认证模块用于对用户的第二接触式手指脉搏波信号的特征向量与第一接触式手指脉搏波信号的特征向量进行相似度比较验证；所述的手背静脉特征认证模块用于对用户的第二手背静脉图像的特征向量与第一手背静脉图像的特征向量进行相似度比较验证；所述的双脉搏波相似性验证模块用于对用户的接触式手指脉搏波信号和非接触式手背脉搏波信号进行相似性分析，判断双脉搏波是否属于同一认证主体；根据接触式手指脉搏波特征认证模块、手背静脉特征认证模块和双脉搏波相似性验证模块的共同验证结果生成最终的身份认证结果。

2.根据权利要求1所述的一种基于多种脉搏波与静脉的多模态身份认证系统，其特征在于，所述的接触式脉搏波获取模块包括红外脉搏波传感器，所述红外脉搏波传感器，包括红外指夹探头和采集模块，用于采集接触式手指脉搏波信号。

3.根据权利要求1所述的一种基于多种脉搏波与静脉的多模态身份认证系统，其特征在于，所述的手背视频获取模块，包括近红外LED灯、近红外摄像头；所述近红外LED灯作为近红外摄像头拍摄时的光源；所述近红外摄像头用于记录用户手背视频和手背图像，进一步获取手背的非接触式脉搏波和手背静脉图像。

4.根据权利要求1所述的一种基于多种脉搏波与静脉的多模态身份认证系统，其特征在于，所述的非接触式手背脉搏波获取模块，基于手背视频获取模块采集的近红外手背视频获取非接触式手背脉搏波，具体如下：

1)将近红外手背视频分帧；

2)对每一帧手背图像进行静脉检测后得到静脉图像；

3)对每一帧的图像的静脉区域的像素取平均值；

4)对步骤3)获取的像素平均值按照视频顺序构成一组随时间变化的序列；

5)对步骤4)获取的序列通过滤波方法得到脉搏波。

5.根据权利要求1述的一种基于多种脉搏波与静脉的多模态身份认证系统，其特征在于，所述的脉搏波信号预处理和特征提取具体为：将采集到的脉搏波进行小波阈值去噪；对去噪后的脉搏波信号进行峰值检测，分割出单周期脉搏波；对单周期脉搏波进行核主成分分析和主成分分析，完成对脉搏波信号的降维并得到特征向量，作为第一接触式手指脉搏波样本。

6.根据权利要求1述的一种基于多种脉搏波与静脉的多模态身份认证系统，其特征在于，所述的接触式手指脉搏波特征认证模块和手背静脉特征认证模块的相似度比较具体为：计算认证阶段提取的脉搏波(或手背静脉)特征向量X(x₁,x₂,…,x_n)与数据库中存储的各个注册用户的脉搏波(或手背静脉)特征向量Y₁(y₁₁,y₁₂,…,y_1n)、Y₂…Y_m的欧氏距离：

使用k近邻分类器(k-Nearest Neighbor,KNN)进行分类识别和相似度比较。