一种指纹识别系统技术方案

一种指纹识别系统，包括液晶屏、中央处理器、语音模块、存储单元、指纹识别模块、红色光源、绿色光源、图形处理器、光电二极管阵列、第一摄像机、第二摄像机、显示器和多个压力传感器，所述液晶屏、语音模块、存储单元、指纹识别模块、红色光源、绿色光源、图形处理器分别和中央处理器连接；所述光电二极管阵列输出端与图形处理器输入端连接。所述第一摄像机、第二摄像机输出端分别和图形处理器输入端连接；所述显示器输入端和图形处理器输出端连接。本实用新型专利技术特有的手势识别，提高指纹验证的灵活性；手部透光性验证，有效识别人体和非人体；多点压力传感器，识别人手部按压的压力分布差异化现象。

【技术实现步骤摘要】
一种指纹识别系统
本技术属于门禁安防领域，具体涉及一种指纹识别系统。技术背景目前，指纹识别技术已经广泛应用于各个领域，如指纹打卡签到、指纹识别门禁等等。其基本工作流程是在识别装置中录取某一手指的指纹或者手掌纹，之后识别时将手指放在指纹识别系统的识别区即可。但传统的指纹识别系统有两个弊端，一是可以通过胶带、硅胶等易提取指纹的物质，进行指纹的伪造蒙骗识别装置；二是指纹识别设备识别区域固定且单一，用户录取某个指纹（如右手食指），则只需要该指纹即可完成验证，指纹极易伪造，则冒名顶替的情况难以避免。
技术实现思路
本技术的目的是针对上述问题，提供一种指纹识别系统，进行手势验证和手部透光性验证，减小伪造指纹的可能性。本技术的技术方案是一种指纹识别系统，包括液晶屏、中央处理器、图形处理器、语音模块、存储单元、指纹识别模块、红色光源、绿色光源、光电二极管阵列和多个压力传感器，所述液晶屏、语音模块、存储单元、指纹识别模块、红色光源、绿色光源、图形处理器分别和中央处理器连接；所述光电二极管阵列输出端与图形处理器输入端连接；所述压力传感器输出端与中央处理器连接。进一步的，所述指纹识别系统还包括第一摄像机、第二摄像机和显示器，所述第一摄像机、第二摄像机输出端分别和图形处理器输入端连接；所述显示器输入端和图形处理器输出端连接。进一步的，所述光电二极管阵列包括多个光电二极管，所述光电二极管拼接形成一个整体，用于手部透光情况检测。进一步的，所述红色光源为红色光LED；所述绿色光源为绿色光LED。本技术的有益效果：1）特有的手势识别，提高指纹验证的灵活性；2）手部透光性验证，有效识别人体和非人体；3）多点压力传感器，识别人手部按压的压力分布差异化现象。附图说明下面结合附图和实施例对本技术作进一步说明。图1为本技术电路结构示意图。图2为指纹识别系统结构示意图。图3为光电二极管阵列5示意图。图4为指纹识别模块8示意图。具体实施方式如图1-2所示，一种指纹识别系统，包括第一摄像机1、第二摄像机2、显示器9、液晶屏3、中央处理器7、图形处理器6、语音模块4、存储单元10、指纹识别模块8、红色光源11、绿色光源12、光电二极管阵列5和5个压力传感器13，所述液晶屏3、语音模块4、存储单元10、指纹识别模块8、红色光源11、绿色光源12、图形处理器6分别和中央处理器7连接；所述光电二极管阵列5输出端与图形处理器6输入端连接；所述压力传感器13输出端与中央处理器7连接；第一摄像机1、第二摄像机2输出端分别和图形处理器6输入端连接；所述显示器9输入端和图形处理器6输出端连接。红色光源11为红色光LED；绿色光源12为绿色光LED。外部拓展接口与中央处理器7连接，用于连入安防报警系统或监控中心机房。如图3所示，光电二极管阵列5包括多个光电二极管5.1，光电二极管5.1拼接形成一个整体，用于手部透光情况检测。如图4所示，红色光源11、绿色光源12和5个压力传感器13分别设置于指纹识别区。使用的图形处理器6型号为TMS320VC5402。指纹识别模块8采用FM-108光学指纹采集模块。使用的光电二极管5.1型号为S5870。语音模块4采用ISD4004芯片。存储单元10采用CY7C1049SRAM存储芯片。一种指纹识别方法，具体步骤如下，步骤1：等概率随机选择左手或者右手；步骤2：对步骤1选定的手的手掌和5个手指，一一等概率随机确定是否对其进行指纹验证；步骤3：对于步骤2确定的手的部位，选择相应的手势，在液晶屏3显示此手势，语音提示用户将步骤1选定的手按照相应的手势放在指纹识别区；步骤4：通过光电二极管阵列5获取用户手形和手部透光数据，判断用户手形是否与步骤3确定的手势一致；步骤4.1：如果手形与手势一致，则执行步骤5；步骤4.2：如果手形与手势不一致，结束本流程；步骤5：比对多个压力传感器13的压力数值；步骤5.1：如果多个压力传感器13的压力数值不相等，则执行步骤6；步骤5.2：如果多个压力传感器13的压力数值相等，结束本流程；步骤6：提取用户指纹，并与存储单元10中预先存储合法用户的指纹匹配；步骤6.1：如果用户指纹匹配成功，则执行步骤7；步骤6.2：如果用户指纹不匹配，通过第一摄像机1采集用户手图像，通过第二摄像机2采集用户头部图像，并在显示器9向管理员显示用户手图像和用户头部图像，认定用户非法进入，结束本流程；步骤7：根据步骤4获取的用户手部透光数据，判断用户手指和掌部透光率是否在合理范围；步骤7.1：如果用户手指和掌部透光率在合理范围，则认定用户合法进入；步骤7.2：如果用户手指和掌部透光率不在合理范围，通过第一摄像机1采集用户手图像，通过第二摄像机2采集用户头部图像，并在显示器9向管理员显示用户手图像和用户头部图像，认定用户非法进入。录入指纹信息时，需要将整个手部按在指纹识别区。手部可供识别的有5个手指的指纹，外加手心处的掌纹，双手则是12个识别区。这12个识别区域都录入指纹识别系统。识别时，指纹识别系统随机选择左手或者右手进行识别，随机选择手部的若干个识别区域，即可能有，即126种组合方式。一般情况下，得到别人的某一个或者两个手指的指纹很容易，但是得到十个指纹外加掌纹的可能性极小，尤其是掌纹。并且，在进行指纹识别时，指纹识别系统随机选择手掌的某几个区域进行指纹验证，具有随机性。当光照射手掌和手指时，由于手具有一定的透光性，活体手掌由于皮肤、血液的原因，透射出的光呈现红色，有特定的波长范围、光强度范围等光学性质，将该数据预先存储在指纹识别系统的存储单元，通过光电二极管阵列5采集到的透射光，如果透射光数据处于该范围，则认定为活体，由此可以实现活体检测。如果是其他替代品（如3D打印的手掌模型），在混合光照射后，透射出的光的波长与正常手指透射光的波长明显不同；如果使用指纹膜欺骗验证，为避免自己的指纹也被投射出来，指纹膜需要一定的厚度，或者薄但是不透光，如果手掌附着有指纹膜等物品，透光性质明显与实际手掌不同。该方法在一定程度上避免了指纹膜等欺骗手段。红光穿透性最好，绿色光颜色纯、亮度高，红色光源和绿色光源适用于手部透光性检测。在光照射手掌时，光电二极管阵列5能够采集到手掌的轮廓。手掌呈并拢、V形、W形，VVV形等等，光电二极管阵列5能够采集相应的手势轮廓，由此可以实现手势识别。指纹识别区的5个压力传感器13用于识别用户按压指纹识别区的压力分布差异现象，如果5个压力传感器的压力数值完全一样，说明此情形非正常手部按压。在手势验证不通过时，将停止验证。指纹验证不通过时，通过第一、第二摄像机2采集验证者的手掌图像和头部图像，即采集冒充者的特征信息。在手指透光率验证不符合时，除采集验证者的手掌和头部图像外，还会向管理员通报参与验证的指纹对应的用户身份信息，因为指纹验证通过，而透光率验证却未通过，则说明是有用户的指纹被盗用（冒用），因此需要向管理员通报被盗用的指纹对应的用户信息，以便做出对应的补救措施。本技术的工作原理：首先录入合法用户双手手指和手掌指纹制作合法用户指纹库，并保存在本指纹识别系统存储单元10；用本指纹识别系统验证用户权限时，本指纹识别系统随机选择左手或右手进行指纹识别，左手或右手经选定后，以选定左手为例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种指纹识别系统，包括液晶屏（3）、中央处理器（7）、语音模块（4）和指纹识别模块（8），其特征在于，还包括图形处理器（6）、光电二极管阵列（5）和多个压力传感器（13），所述液晶屏（3）、语音模块（4）、存储单元（10）、指纹识别模块（8）、红色光源（11）、绿色光源（12）、图形处理器（6）分别和中央处理器（7）连接；所述光电二极管阵列（5）输出端与图形处理器（6）输入端连接；所述压力传感器（13）输出端与中央处理器（7）连接。

【技术特征摘要】
1.一种指纹识别系统，包括液晶屏（3）、中央处理器（7）、语音模块（4）和指纹识别模块（8），其特征在于，还包括图形处理器（6）、光电二极管阵列（5）和多个压力传感器（13），所述液晶屏（3）、语音模块（4）、存储单元（10）、指纹识别模块（8）、红色光源（11）、绿色光源（12）、图形处理器（6）分别和中央处理器（7）连接；所述光电二极管阵列（5）输出端与图形处理器（6）输入端连接；所述压力传感器（13）输出端与中央处理器（7）连接。2.根据权利要求1所述的指纹识别系统，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪康，刘军清，罗神，胡佳伟，陈鹏，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：新型
国别省市：湖北,42