手指静脉图像采集装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种手指静脉图像采集装置，该装置包括：用于照射手指的光源；用于将手指静脉生成图像的成像装置；与所述成像装置通讯的主控制器；由成像装置生成的手指静脉图像由视频输出端口输出到主控制器进行图像处理，主控制器包括：手指进入识别单元，手指位置判断单元；手指静脉图像亮度调节单元；用于控制光源亮度的光源控制器；用于过滤杂散可见光的滤波片，该滤波片放置在手指下方；与所述滤波片相邻设置的光学镜头；ＣＭＯＳ控制器；ＬＥＤ指示灯，用于显示手指放置的位置；显示控制器，显示控制器控制ＬＥＤ指示灯的开关。本发明专利技术提供的装置和方法能够自动快速获取亮度合适、位置合适的高质量手指静脉图像。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于个人身份识别的手指静脉图像采集方法及装置。
技术介绍
人体手指静脉分布图案可以用来对个人身份进行识别。目前人体手指静脉图像采集普遍 采用红外光源照射手指并投射到成像器件上，由于手指静脉内的血红蛋白比其他组织对红外 光有更强的吸收率，因而在成像器件上可以得到手指静脉的分布图。然而由于各人手指厚薄 可能不一，每次放置位置可能不同，采集的静脉图像有可能出现手指不到位、曝光过度、漏 光，如果不能保证每次亮度合适、位置合适，会给后续图像匹配带来困难，因而如何自动采 集亮度合适、位置合适的高质量手指静脉图像是手指静脉识别系统必须解决的问题。业已存 在的手指静脉图像采集方法或集中于采集装置结构的设计或光源控制电路的设计，并没有提 及至lj这个问题如Kono M等人在Near-infrared finger vein patterns for personal identification, Applied Optics. 2002, 41(35): 7429-7436中提出可以用手工调节光源亮 度的方法避免红外光线过强的问题，Miura N等人在Feature extraction of finger-vein patterns based on repeated line tracking arid its application to personal identification, Machine Vision and Applications. 2004， (15): 194- 203中提出可以 根据静脉图像亮度自动调节光源亮度，但无技术方案，谢剑斌等人在专利ZL200620050963. 3 中提出了红外光源控制电路的设计，他们都未提及如何根据得到的静脉图像质量动态控制光 源、指导手指放置。本专利技术提出了解决这个问题的方法。
技术实现思路
技术问题本专利技术要解决的技术问题是提供一种，以保证 能够自动快速获取亮度合适、位置合适的高质量手指静脉图像。技术方案为解决上述技术问题.本专利技术的手指静脉图像采集装置包括 用于照射手指的光源，该光源发出近红外线； 用于将手指静脉生成图像的成像装置； 与所述成像装置通讯的主控制器；由成像装置生成的手指静脉图像由视频输出端口输出到主控制器进行图像处理， 主控制器包括手指进入识别单元，用于判断有无手指进入，以保证在无手指进入的情况下将光源亮度 调节在最小状态，在有手指进入的情况下将光源亮度调节在工作状态； 手指位置判断单元，用于判别手指是否放置在合适的位置；手指静脉图像亮度调节单元，用于控制所述成像装置，以保证每次采集的手指静脉图像 的亮度；用于控制光源亮度的光源控制器，在光源控制器的控制下，光源发出的近红外线照射到 手指背部；用于过滤杂散可见光的滤波片，该滤波片放置在手指下方；与所述滤波片相邻设置的光 学镜头；CM0S控制器，用于控制所述CMOS成像器的增益、快门和伽玛矫正； LED指示灯，用于显示手指放置的位置； 显示控制器，显示控制器控制LED指示灯的开关。优选的，所述成像装置是与光学镜头相连接的CMOS成像器，经过所述滤波片过滤的近红外线通过所述光学镜头后在CMOS成像器件上形成手指静脉图像。优选的，所述主控制器通过与所述光源控制器、CMOS控制器、显示控制器进行通讯，成像装置生成的手指静脉图像由视频输出端口输出到主控制器进行图像处理。优选的，所述光源控制器采用恒压调节方式使得LED发光管处于连续发光状态。 优选的，CM0S控制器采用0V7411P,显示控制器采用PCF8574,主控制器采用DM6446为核心芯片，主控制器通过I2C总线与光源控制器、CMOS控制器、显示控制器进行通讯，主控制器的I2C接口通过I2C总线与CM0S控制器的I2C接口相连接，主控制器的I2C接口通过I2C总线与显示控制器的I2C接口相连接。本专利技术还提供了一种手指静脉图像采集方法，其特征在于该方法包括如下步骤 将手指放置在光源下，由成像装置将手指静脉处理成手指静脉图像； 判断有无手指进入过程，由主控制器中的手指进入识别单元判断有无手指进入，如果无手指进入的情况下将光源亮度调节在最小状态，在有手指进入的情况下将光源亮度调节在工作状态；判断手指位置过程，由主控制器中的手指位置判断单元判别手指是否放置在合适的位置， 合适的位置是指手指是否放置在合适的前端、左边和右边；手指图像亮度调节过程，由主控制器中的手指静脉图像亮度调节单元控制所述成像装置， 以保证每次采集的手指静脉图像的亮度。优选的，判断有无手指进入过程包括截取所述手指静脉图像中心区域，计算截取的所 述手指静脉图像中心区域的平均亮度，如果图像前后两帧亮度差超过阙值Tl,则说明有手指 进入，否则说明无手指进入，Tl的值10~30。优选的，判断手指位置过程包括根据得到的手指静脉图像计算手指前端的平均亮度，如果图像前后两帧亮度差超过阙值 T2，则说明手指放置的位置已经在前端，T2=10~30;根据得到的手指静脉图像像素亮度值是否在250以上判断有无曝光像素;如果有曝光像素 亮度值在250以上，则说明有曝光区域，此时则计算曝光区域的质心位置，如果所述质心位 置在所述手指静脉图像水平中心线的上面，则手指偏左；如果所述质心位置在所述手指静脉 图像水平中心线的下面，则手指偏右，否则，手指放置位置合适。优选的，手指图像亮度调节过程包括计算所述手指静脉图像中心区域的平均亮度，判 断亮度是否在为140~160的范围内，如果低于该范围，则加大快门，增加所述手指静脉图像的 亮度；否则降低快门，降低所述手指静脉图像的亮度。有益效果可以保证能够自动识别有手指进入、自动判断手指放置位置、自动调节手指图像亮度范围，从而保证获取高质量的手指静脉图像。 附图说明图1是本专利技术提供的基于图像质量的手指经脉图像自动采集方法原理图；图2是图1中红外光源控制器电路原理图；图3是图1中CMOS控制器电路原理图；图4是图1中显示控制器电路原理图；图5是图1中主控制器电路原理图；图6是图1中手指进入识别单元算法流程图；图7是图1中手指位置判断单元算法流程图；图8是图1中手指图像亮度调节单元算法流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步说明。本专利技术提供的手指静脉图像采集装置由光源、成像设备、主控制器等组成，主控制器包括手指进入识别单元，用于判断有无手指进入，以保证在无手指进入的情况下将光源亮度 调节在最小状态，在有手指进入的情况下将光源亮度调节在工作状态； 手指位置判断单元，用于判别手指是否放置在合适的位置；手指静脉图像亮度调节单元，用于控制所述手指静脉图像成像装置，以保证每次采集的 手指静脉图像的亮度。本专利技术提供的手指静脉图像采集方法采用先进行是否有手指进入的识别，根据识别的结 果控制红外光源控制器，再判断手指位置是否合适，即手指是否在合适的前端、左端和右端， 根据判断的结果控制显示控制器，最后判断手指图像亮度,根据不同的亮度自动调节控制CMOS 控制器。主控制器的手指进入识别单元判断有无手指进入，保证红外光源在无手指进入的情况下 将红外光源亮度调节在最小状态，在有手指进入的情况下将红外光源亮度调节在工作状态。主控制器的手指位置判断单元判别手指放置位置，并用显示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种手指静脉图像采集装置，其特征在于该装置包括：　用于照射手指的光源，该光源发出近红外线；　用于将手指静脉生成图像的成像装置；　与所述成像装置通讯的主控制器；　由成像装置生成的手指静脉图像由视频输出端口输出到主控制器 进行图像处理，　主控制器包括：　手指进入识别单元，用于判断有无手指进入，以保证在无手指进入的情况下将光源亮度调节在最小状态，在有手指进入的情况下将光源亮度调节在工作状态；　手指位置判断单元，用于判别手指是否放置在合适的位置 ；　手指静脉图像亮度调节单元，用于控制所述成像装置，以保证每次采集的手指静脉图像的亮度；　用于控制光源亮度的光源控制器，在光源控制器的控制下，光源发出的近红外线照射到手指背部；　用于过滤杂散可见光的滤波片，该滤波片放置在手 指下方；与所述滤波片相邻设置的光学镜头；　ＣＭＯＳ控制器，用于控制ＣＭＯＳ成像器的增益、快门和伽玛矫正；　ＬＥＤ指示灯，用于显示手指放置的位置；　显示控制器，显示控制器控制ＬＥＤ指示灯的开关。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陆永刚，黄建元，赵新荣，丁海龙，张长顺，蔡梅艳，符建辉，张苏横，
申请(专利权)人：江苏东大金智建筑智能化系统工程有限公司，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]