多模态结合的身份认证系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种多模态结合的身份认证系统，包括对指纹和指静脉图像进行采集的数据采集模块、对采集的指纹和指静脉数据进行处理的预处理模块、存储指纹和指静脉图像数据的存储单元及将自数据采集模块传送的并经过预处理且包含被鉴别者指纹和指静脉的组合特征数据与存储于存储模块中的组合特征数据进行比对的身份认证模块，其中，数据采集模块包含对指纹和指静脉进行成像的成像单元和对指纹图像和指静脉图像进行采集的采集单元，预处理模块对包含指纹图像和指静脉图像的信号进行裁切、组合叠加、滤波增强和特征点提取且形成组合特征数据。本发明专利技术优点在于指纹和指静脉两种特征图像合二为一，可同时比对，鉴别精度高，组合后的特征难以仿照。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种身份认证方法和系统，特别是涉及一种将指静脉和指纹相结合对身份进 行识别的方法和系统。
技术介绍
目前，使用指纹、面像、虹膜、视网膜、声纹等生物特征做身份识别的技术已经发展多 年，特别是关于指纹识别技术，由于其使用方便和识别率高而得到了广泛应用。然而，对于目前的指纹识别和识别技术而言，其应用于身份认证还有明显不足，不论是 半导体传感器还是光学传感器的指纹采集设备，都面临着对仿真手指、疑难指纹、损伤纹线 和残留痕迹不能很好地采集、识别等的适应性缺陷，存在着1%的拒真率，还有3 10%的人 群不能正常采集指纹，有相当一部分人不能正常使用活体指纹身份认证技术；面相识别技术 同样面临着电脑不能完全替代人脑，不能鉴别出双胞胎、环境光线变化、偏转角度过大或运 动速度过快时匹配成功率明显降低的技术难题；虹膜识别和视网膜识别也存在着克服不了因 眼疾带来的采集障碍而无法进行匹配的缺点，并且该虹膜识别和视网膜识别设备成本高。此外，亦由于生物医学认知程度和图像传感器件工艺局限的原因，2001年以前，人类对 生物特征识别技术的理解还只停留在指纹等体表特征上。随着识别技术的发展，近年出现了指静脉识别技术，该指静脉识别比指纹识别具有非常 明显的优点，其中最重要的是它能识别出活体与非活体，且具有无残留、难仿制、特征内藏 和不易损伤等特点。
技术实现思路
鉴于上述情况，本专利技术之一目的在于提供一种将指纹和指静脉相结合对身份进行识别的 多模态结合的身份认证系统。为了实现上述目的，本专利技术采用了下述技术方案-所述多模态结合的身份认证系统为一种将指纹和指静脉结合在一起来对身份进行鉴别的 身份认证系统，它包括对指纹和指静脉图像进行采集的数据采集模块、对采集来的指纹和指 静脉数据进行处理的预处理模块、存储指纹和指静脉数据的存储单元以及将自数据采集模块 传送过来的且经过预处理并包含被鉴别者指纹和指静脉的组合特征数据与存储于存储模块中的指纹和指静脉组合特征数据进行比对的身份认证模块，其中，所述数据采集模块包含对指 纹和指静脉进行成像的成像单元和对指纹图像和指静脉图像进行采集的采集单元，所述预处 理模块主要是通过对采集的指纹图像和指静脉图像进行组合叠加、滤波增强和特征提取形成 特殊的组合特征数据。此外，本专利技术之另一目的在于提供一种利用指纹图像和指静脉图像合一的特征数据对身 份进行鉴别的，防伪性高，且安全度和准确率高的身份认证方法。该方法包括如下步骤首先，对指纹和指静脉进行分别光学成像，并将成像后的图像以 数字信号形式输出；其次，对指纹图像和指静脉图像的数字信号进行预处理，并形成该所述 两种图像特征合一的组合特征数据；然后，将该包含被鉴别者的指纹图像和指静脉图像之组 合特征数据与预先存储的指纹和指静脉组合特征数据进行比对；如果组合特征数据匹配，则 表明比对成功；反之，则比对失败，系统进行报错。其中，所述预处理包括依序对分别含有指纹图像和指静脉图像的数字信号进行裁切、组 合叠加、叠加后的信号进行滤波和增强以及特征点的提取；所述指纹成像为利用纹线在光学 棱镜表面的干涉现象，且在该光学棱镜内部经过全反射形成，所述指静脉成像为在手指位于 光学棱镜时利用激发光透射形成；以及所述光电转换为通过图像传感装置进行。与现有的身份鉴别技术相比，本专利技术所述鉴别技术将指纹和指静脉两种特征图像合二为 一，同时匹配识别，鉴别精度和识别准确率高，并且组合后的特征难以仿照，且更具有强的 活体识别能力和防伪性。附图说明图1为本专利技术所述多模态结合的身份认证系统的功能方框图； 图2为本专利技术所述多模态结合的身份认证方法的步骤流程图； 图3为本专利技术所述多模态结合的身份认证系统之一具体实施例。具体实施例方式下面结合附图以及具体实施方式来对本专利技术所述多模态结合的身份认证系统和方法作进 一步的详细说明。参阅图1中所示，本专利技术所述多模态结合的身份认证系统为一种将指纹和指静脉两种生 物特征结合去实现身份鉴别的身份认证系统，该系统包括对指纹和指静脉图像进行采集的数 据采集模块10、对釆集来的指纹和指静脉数据进行处理的预处理模块20、存储指纹和指静脉相关数据的存储单元30以及将自数据采集模块10传送过来的且经过预处理的包含被鉴别者 指纹和指静脉的组合特征数据与存储于存储模块30中的指纹和指静脉组合特征数据进行比 对的身份认证模块40。其中，所述数据采集模块10包含对采集的指纹和指静脉进行成像的成像单元100和对指 纹图像和指静脉图像进行采集的采集单元101，所述预处理模块20主要是通过对包含指纹图 像和指静脉图像的信号进行裁切、组合叠加、滤波增强和特征点提取，从而形成包含指纹和 指静脉两种生物特征的组合特征数据。此外，所述成像单元100中包含对指纹成像部分1000和指静脉成像部分1001两个成像 部分，指纹图像和指静脉的图像均可采用光学棱镜来实现成像，其中，所述指纹图像可通过 纹线在棱镜表面的干涉现象并经过内部全反射形成，所述指静脉图像则是将手指置于光学棱 镜且利用激发光透射形成。所述采集单元101包含有图像传感器1010、光电转换器10ll和模数转换器1012，在本 专利技术中，该采集单元101为采用一台摄像机，以便于同时采集指纹图像和指静脉图像，此时， 指纹与指静脉图像的物平面和出射面均为一个平面。所述图像传感器1010为采用高分辨率面 阵型图像传感器，其为对指纹图像和指静脉图像进行同时采集，所述光电转换器1011为将图 像传感器1010采集的图像进行光电转换且以模拟电信号的形式输出给模数转换器1012，模 数转换器1012将该模拟电信号转换为数字信号，最后且采用高速USB通信方式将数包含指 纹图像和指静脉图像的数字电信号传输给预处理模块20。实际应用时，所述预处理模块20、身份认证模块40和存储模块30可放置于上位机中， 所述采集单元101为采用一台摄像机。结合图2中所示，被鉴别者的手指5放置于光学棱镜上，g卩，于指纹成像部分1000和指 静脉成像部分1001时，该相对于指纹和指静脉有不同设计的光学棱镜对指纹和指静脉进行成 像，g卩，指纹为通过纹线在光学棱镜表面的干涉现象且通过在该光学棱镜内部全反射形成， 指静脉为利用手指放置于光学棱镜时通过激发光透射形成；然后通过摄像机8将上述不同设 计的光学棱镜形成的指纹图像和指静脉图像进行同时采集并传输给计算机9;最后通过在该 计算机9中依序对同时采集的指纹图像和指静脉图像信号进行裁切、组合叠加、叠加后的信 号给与滤波和增强以及对图像进行特征点的提取，进而形成融合指纹和指静脉两种生物特征 的组合特征数据。其中，对于新的人员之身份标识信息(指纹和指静脉)进行提取的情况，则在计算机9 中进行预处理后，将所述组合特征数据进行存储(见图1中虚线表示方向A)。而在进行身份6鉴别时，则是将采集过来的且经过预处理形成的组合特征数据与存储于计算机9中的组合特 征数据进行l: l或者l: N的比对。在实际应用中，在本专利技术所述认证系统中还可包括一报警模块(图中未示)，其可通过语 音或文字对比对结果进行提示。此外，参考图3中所示，本专利技术还提供一种利用指纹图像和指静脉图像合一的特征数据 对身份进行鉴别的，防伪性高，且安全度和准确率高的身份认证方法。该方法包括如下步本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多模态结合的身份认证系统，其特征在于，该系统包括对指纹和指静脉图像进行采集的数据采集模块、对采集来的指纹和指静脉图像数据进行处理的预处理模块、存储包含指纹和指静脉组合特征数据的存储单元以及将自数据采集模块传送过来的且经过预处理的指纹和指静脉组合特征数据与存储于存储模块中的指纹和指静脉组合特征数据进行比对的身份认证模块，其中，所述数据采集模块包含对指纹和指静脉进行成像的成像单元和对形成的指纹图像和指静脉图像进行采集的采集单元，且所述成像单元包含指纹成像部分和指静脉成像部分。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：侯鸿川，尹德森，任福云，祁卫炜，何兰，李雪松，
申请(专利权)人：公安部第一研究所，北京中盾安全技术开发公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]