非接触式多光谱掌静脉识别系统设计

发布时间：2020-10-19 17:41

　　在数字化科技快速发展的现代社会,信息的安全性被人们日渐重视,身份识别技术也日益更新。生物识别是一项利用人体固有特征进行身份识别的新兴技术,相比于传统的信息验证方式,它具有安全性高、可靠性强、携带方便、防伪性好、防盗等诸多优点。掌静脉识别作为一项具有着独特优势的生物识别技术正在被逐渐开发。首先,明确了本文研究目的是针对目前手掌静脉识别中采集光源模块的难点,设计了一套非接触多光谱掌静脉识别系统装置。从医学角度分析了掌静脉成像原理、静脉成像的影响因素等,对不同近红外光源波长条件下进行静脉采集对比实验,根据实验结果得出在760nm、850nm和940nm三波段近红外光源共同照射下采集的静脉图像质量最好,本设计为近红外光源波长的选取提供了新的方案。然后,实现了非接触多光谱掌静脉图像的采集仪装置,对760nm、850nm和940nm三波段近红外光源的硬件选型、布局和均匀性进行分析与设计,并实现三波段光源的硬件驱动电路。同时对采集仪的距离感应模块、红外摄像机模块以及滤光片选型进行硬件模块设计。此外,研究了图像预处理的图像分割、ROI提取方法以及影响图像质量的因素,采用基于灰度均匀性和清晰度结合的图像质量判断方法来对图像质量进行更准确的判断。最后,针对多光谱近红外光源的亮度调节,提出了基于布谷鸟搜索(cuckoo search)算法的多光谱光强自适应快速调节系统。将图像质量判断作为算法的反馈环节,实现了三波段近红外光源强度配比的快速调节,对不同手掌条件的差异性人群均能采集到高质量的静脉图像。通过实验和仿真验证:本文设计的非接触多光谱掌静脉识别系统能够满足快速、准确、安全和稳定的系统要求,可采集到大量不同用户手掌的高质量静脉图像,大大减轻了后续图像处理的工作量,并且增强了系统识别的普适性能和识别速率。本系统可满足不同场合的高安全性需求,实现全方位网络化需求。图[43]表[5]参[62]
【学位单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TP391.41
【部分图文】：

生物特征,生物识别技术,静脉

掌静脉识别技术于 2006 年被纳入生物识别技术一环，它作为一种具有高精度、高稳定性和高可靠性的新兴生物识别技术在全球正逐步发展扩大。本文研究手掌静脉识别技术，依靠手掌静脉图像的唯一性特征来进行身份识别，并且采用非接触方式实现在多光谱近红外光源的照射下快速采集适合不同人群的高质量静脉图像的方法，设计的非接触静脉识别装置能够有效地提高图片采集的效率和图片质量，提升掌静脉识别系统的普适性能。生物识别技术拥有巨大的市场开发前景，相比传统的识别方式，其不仅不会发生丢失和遗忘、可以“随身携带”，而且不易伪造或者极难盗取[5]，具有更强的便捷性、可靠性以及保密性。目前生物识别利用的生物特征主要有指纹、虹膜、语音、掌纹、人脸、静脉等以及行为步态特征如步伐、签字等。如图 1 所示：在这个信息与科技飞速发展的时代，身份识别变得越来越重要，不管是对信息安全的保护还是对身份的识别，都需要通过信息验证来对其进行保密和认证。

手掌,识别传感器,静脉

图 2 新旧款手掌静脉识别传感器Fig.2 New and old palm vein recognition sensor手掌静脉传感器 Palm Secure-F Pro 采用了高性能的图像传感器，快门速度约老款的 5 倍可连续高速拍摄手掌静脉，缩短了拍摄时间且防止出现拍摄偏移的问题，保持了老款的高精度。通过手掌姿势补正技术，可随意将手放至传感器上获取认证，无需与传感器完全平行即可高精度读取静脉，大大增强了客户体验度。产品识别过程见图 3：

非接触式多光谱掌静脉识别系统设计