一种基于指部生物特征的多模态身份认证方法及装置

摘要

一种基于指部生物特征的多模态身份认证装置，它是由指静脉图像采集模块、指节纹图像采集模块、指纹图像采集模块、手指感应开关、嵌入式SOC认证模块、控制盒、输入输出接口和电源模块组成；上述的模块、手指感应开关及输入输出接口都安装在控制盒上，指静脉图像采集模块、指节纹图像采集模块和指纹图像采集模块与嵌入式SOC认证模块的图像输入接口连接，实现静脉、指节纹和指纹生物特征的采集，手指感应开关与嵌入式SOC认证模块的GPIO接口连接，实现手指放置的检测；电源模块与各模块连接提供工作所需电源。一种基于指部生物特征的多模态身份认证方法，它包括特征登记和特征比对，各有九大步骤。本发明有效的提高身份识别的安全性，具有广阔的应用前景。

主权项

一种基于指部生物特征的多模态身份认证装置，其特征在于：它是由指静脉图像采集模块(100)、指节纹图像采集模块(200)、指纹图像采集模块(300)、手指感应开关(400)、嵌入式SOC认证模块(500)、控制盒(900)、输入输出接口(800)和电源模块(700)组成；上述所有的模块、手指感应开关及输入输出接口都安装在控制盒上，指静脉图像采集模块(100)、指节纹图像采集模块(200)和指纹图像采集模块(300)与嵌入式SOC认证模块(500)的图像输入接口连接，实现静脉、指节纹和指纹生物特征的采集，手指感应开关(400)与嵌入式SOC认证模块(500)的GPIO接口连接，实现手指放置的检测；电源模块(700)与各模块连接并为各模块提供工作所需电源；所述的指静脉图像采集模块(100)，由近红外LED光源装置(101)和静脉图像采集装置(102)组成，前者放置在控制盒(900)上端面板上，后者放置在控制盒(900)底部，它们与嵌入式SOC认证模块(500)连接，嵌入式SOC认证模块(500)采集静脉图像后分析图像，若过亮或过暗都会自动调整近红外LED光源装置(101)的亮度和静脉图像采集装置(102)的曝光时间，实现高质量的近红外指静脉脉络图像采集；该近红外LED光源装置(101)为850nm近红外发光二极管，为了使手指受光均匀并充分利用光源，设置于手指侧上方并距离手指背面大概4‑8mm处依次平行排列，并与手指平面呈预定角度；为了适应粗细大小不同的手指，近红外二极管光源亮度可调，通过脉宽调制即PWM方式动态开/关和亮度调节；为增强手指左右两边的受光均匀性，设置有近红外光源反射装置(103)，它放置在近红外LED光源装置(101)的对面和控制盒上端，并与近红外LED光源装置(101)平行，具有反射近红外光的作用，增强手指受光均匀性，该近红外光源反射装置(103)是镜子或具有反射光线作用的材料制作；该静脉图像采集装置(102)是由镜头、滤光片和CMOS/CCD感光器件组成，滤光片的位置在镜头与CMOS/CCD感光传感器之间；该镜头采用普通的手机或USB摄像头镜头；该滤光片采用普通的850nm带通滤光片，只能透过波长为850nm的近红外光；该CMOS/CCD感光器件采用普通的CMOS或CCD传感器；它放置于控制盒(900)底部中间位置，用于采集手指中间部位静脉纹理图像；所述指节纹图像采集模块(200)，由LED光源装置(201)和指节纹图像采集装置(202)组成，它们都安装在控制盒(900)的底部位置，其中指节纹图像采集装置(202)可与指静脉图像采集模块(100)中的静脉图像采集装置(102)相同复用，与嵌入式SOC认证模块(500) 连接；该LED光源装置(201)由发光二极管组成，从控制盒(900)底部向上照射手指腹部，从而通过指节纹图像采集装置(202)采集指节纹图像；所述指纹图像采集模块(300)，采用现有的指纹采集模块，与嵌入式SOC认证模块(500)连接；所述手指感应开关(400)，由一个即需要采集指纹的时候或两个即不需要采集指纹的时候电容触摸感应开关组成，是按需选购；它们分别放置于第三指节(605)和第一指节(601)下方2‑5MM处，与嵌入式SOC认证模块(500)连接，手指(600)正确放置后会给出高电平信号；所述嵌入式SOC认证模块(500)，包括中央处理器CPU，内存RAM，存储器FLASH部件都集成在一颗芯片中，组成单芯片系统，FLASH用于存储程序和用户特征登记数据；本模块作为系统的主控模块，有并行和串行两种工作模式；并行模式是指静脉认证、指纹认证和指节纹认证有各自独立的嵌入式SOC认证模块(500)，系统并行采集和认证静脉、指纹和指节纹；串行模式是指静脉、指纹、指节纹共用一个嵌入式SOC认证模块(500)，系统按顺序实现指节纹、指纹和指静脉的采集和认证；所述控制盒(900)是一个箱式盒体结构，装置的所有部件都安装其上；其上部呈倒L形结构，用于安装近红外发光二极管；其中部设置有类似手指形的凹槽，用于放置和检测手指；其下部呈箱式状用于安装各模块、零部件及线缆；所述输入输出接口(800)为USB、UART、GPIO常用输入输出接口；所述电源模块(700)为各模块提供工作所需电源，有5V、3.3V、1.8电压输出，具体是利用USB的5V电源和LDO电源转换芯片进行转换。