【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生物特征采集，具体涉及一种获取手掌生物特征的方法及其装置。
技术介绍
1、近年来,人们对于身份认证技术的要求不断提高,基于生物特征的识别技术具有突出的便利性和安全性的特点,其中的基于掌纹和掌静脉生物特征识别技术尤其发展迅速。一方面,在采集方式上,传统接触式手掌采集系统存在着便利度低、用户接受度低以及适配性差等问题,这些问题可以通过采用非接触式采集方式得到有效解决；另一面，利用手掌皮层下的静脉图像进行人员身份识别，相较于其他的生物识别手段更难被窃取和模仿，安全系数较高。
2、目前大多数的掌静脉采集装置都是基于近红外照射采集，但由于用户在使用过程中很难实现手掌表面与图像采集装置完全平行，影响成像质量，容易导致识别不成功，增加了使用难度。
技术实现思路
1、针对手掌表面与图像采集装置不平行造成的识别困难问题，本专利技术提供了一种获取手掌生物特征的方法。通过将倾斜的手掌图像透视变换为平放图，有助于快速准确的进行生物识别。
2、为了实现本专利技术的目的，本专利技术采用的技术方案是：
3、一种获取手掌生物特征的方法，包括以下步骤：
4、s1.在图像传感器的前面板载有设置于四个角的四个测距传感器，分别获得手掌与各个测距传感器的空间距离；
5、s2.获取原始图片，将对应四个测距传感器的点位数据分为两组，所述空间距离差值最大为一组，剩余两点位为另一组，分别计算每一组的空间距离差值，再基于空间距离差值进行坐标形变，得到矫正后的点
6、s3.将四个所述点位的原始坐标与矫正坐标数据代入透视变换公式，计算得出透视变换矩阵；
7、s4.将原始图片通过透视变换进行矫正操作，得到目标矫正图片进行识别。
8、本专利技术设定四个所述点位的原始坐标为(ai,bi)，矫正坐标为(a'i,b'i)，i＝1,2,3,4，分别获得手掌与各个测距传感器的空间距离依次为d1、d2、d3、d4；
9、若所述空间距离差值最大的一组为相邻点位，计算其空间距离差值：
10、δz12＝|d1-d2|
11、根据下列函数计算矫正后的点位坐标：
12、
13、同理计算另一组点位的空间距离差值和矫正后的坐标(a'i,b'i)，i＝3,4。
14、本专利技术设定四个所述点位的原始坐标为(ai,bi)，矫正坐标为(a'i,b'i)，i＝1,2,3,4；分别获得手掌与各个测距传感器的空间距离依次为d1、d2、d3、d4；
15、若所述空间距离差值最大的一组为对角点位，计算其空间距离差值：
16、δz13＝|d1-d3|
17、根据下列函数计算矫正后的点位坐标：
18、
19、同理计算另一组点位的空间距离差值和矫正后的坐标(a'i,b'i)，i＝2,4。
20、本专利技术所述图像传感器将图像的亮度平均值作为图像亮度值，根据设定的亮度值区间与曝光值关系表查询需要设置的曝光值，然后将曝光值写入图像传感器的寄存器中。
21、优选地，所述亮度平均值的计算方法：设图像传感器的图像分辨率为w×h,w为图像的宽度，h为图像的高度，单通道图像，每个像素点用一个值表示亮度，划分为20个区域，5行4列，每个区域的中心点坐标计算公式为：
22、v(x,y)表示指定区域中心点的像素值，x为区域行数，y为区域列数；
23、p(r,c)表示整副图像指定位置像素点的值，r为图像行数，c为图像列数；
24、v(x,y)＝p(w/8×y,h/10×x)；
25、亮度平均值＝20个区域中心点的像素值总和/20。
26、本专利技术所述测距传感器每隔一定时间进行一次距离检测，如果读取的距离值在设定的阀值内则由处理器启动图像的采集和传输，传输完成后处理器进入睡眠模式；反之，处理器则保持睡眠模式。
27、优选地，所述一定时间是指100-200ms。
28、本专利技术所述图像传感器的前面板载有补光灯模块，只有图像传感器在曝光期间补光灯模块才开启。避免了补光灯一直开启引起的灯珠发热问题。
29、本专利技术还提供了获取手掌生物特征的装置，包括图像采集主板、补光灯板和四个测距传感器，所述图像采集主板集成有处理器、存储器和图像传感器，所述图像采集主板上方设置有所述补光灯板，所述补光灯板上集成有红外补光阵列和四个所述测距传感器，所述红外补光阵列上方设置有红外偏振片；所述存储器、图像传感器和测距传感器分别与所述处理器电性连接，所述红外补光阵列与所述图像传感器电性连接。
30、优选地，所述红外补光阵列的红外补光灯珠的发射角度为120°，阵列的聚光效果最佳。
31、优选地，所述红外偏振片上方设置有红外滤光片。
32、本专利技术的有益效果在于：
33、1、本专利技术通过获取手掌与四个点位的空间距离对点位数据进行矫正，从而计算出透视变换的映射过程，将倾斜的手掌图像进行透视变换，得到平放图，这样即使采集和识别时手掌倾斜角度不一样也能得到相同的平面图，避免了手掌倾斜角度不一致不能识别的问题。
34、2、本专利技术基于纵深差对四个顶角点位进行坐标矫正并计算变换矩阵m，是为了进行空间变换即透视变换。透视变换利用透视中心、像点、目标点三点共线的条件，按透视旋转定律使承影面(透视面)绕迹线(透视轴)旋转某一角度，破坏原有的投影光线束，仍能保持承影面上投影几何图形不变。成功地将一个平面通过一个投影矩阵投影到指定的平面上。
35、3、测距传感器每隔一定时间进行一次距离检测，如果读取的距离值没有在设定的阀值内，处理器则保持睡眠模式，可有效将功耗降低到uw级别。
36、4、当采集装置的外部光环境发生变化时，导致采集的手掌静脉图像过曝或欠曝，无法通过算法提取有效的静脉特征值。本专利技术将图像的亮度平均值作为图像亮度值，根据设定的亮度值区间与曝光值关系表查询需要设置的曝光值，然后将曝光值写入图像sensor相应的寄存器中，采集的下一帧图像即可得到合适的亮度，这样即使传感器外部光环境发生了变化，传感器也能快速采集到亮度合适的手掌静脉图像。
37、5、采集装置将红外补光阵列集成在补光灯板上，与采集主板分离，能避免被外壳内壁和镜头座阻挡光亮，提高灯光亮度，无需额外增加导光部件。
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1.一种获取手掌生物特征的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述获取手掌生物特征的方法，其特征在于，设定四个所述点位的原始坐标为(ai,bi)，矫正坐标为(a'i,b'i)，i＝1,2,3,4，分别获得手掌与各个测距传感器的空间距离依次为d1、d2、d3、d4；
3.根据权利要求1所述获取手掌生物特征的方法，其特征在于，设定四个所述点位的原始坐标为(ai,bi)，矫正坐标为(a'i,b'i)，i＝1,2,3,4；分别获得手掌与各个测距传感器的空间距离依次为d1、d2、d3、d4；
4.根据权利要求1所述获取手掌生物特征的方法，其特征在于，所述图像传感器将图像的亮度平均值作为图像亮度值，根据设定的亮度值区间与曝光值关系表查询需要设置的曝光值，然后将曝光值写入图像传感器的寄存器中。
5.根据权利要求4所述获取手掌生物特征的方法，其特征在于，所述亮度平均值的计算方法：设图像传感器的图像分辨率为W×H,W为图像的宽度，H为图像的高度，单通道图像，每个像素点用一个值表示亮度，划分为20个区域，5行4列，每个区域的中心点坐标计
6.根据权利要求1所述获取手掌生物特征的方法，其特征在于，测距传感器间隔时间进行一次距离检测，如果读取的距离值在设定的阀值内则由处理器启动图像的采集和传输，传输完成后处理器进入睡眠模式；反之，处理器则保持睡眠模式。
7.根据权利要求1所述获取手掌生物特征的方法，其特征在于，所述图像传感器的前面板载有补光灯模块，只有图像传感器在曝光期间补光灯模块才开启。
8.一种用于实现权利要求1-7任意一项所述获取手掌生物特征的方法的装置，其特征在于，包括图像采集主板、补光灯板和四个测距传感器，所述图像采集主板集成有处理器、存储器和图像传感器，所述图像采集主板上方设置有所述补光灯板，所述补光灯板上集成有红外补光阵列和四个所述测距传感器，所述红外补光阵列上方设置有红外偏振片；所述存储器、图像传感器和测距传感器分别与所述处理器电性连接，所述红外补光阵列与所述图像传感器电性连接。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述红外偏振片上方设置有红外滤光片。
10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述红外补光阵列的红外补光灯珠的发射角度为120°。
...【技术特征摘要】
1.一种获取手掌生物特征的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述获取手掌生物特征的方法，其特征在于，设定四个所述点位的原始坐标为(ai,bi)，矫正坐标为(a'i,b'i)，i＝1,2,3,4，分别获得手掌与各个测距传感器的空间距离依次为d1、d2、d3、d4；
3.根据权利要求1所述获取手掌生物特征的方法，其特征在于，设定四个所述点位的原始坐标为(ai,bi)，矫正坐标为(a'i,b'i)，i＝1,2,3,4；分别获得手掌与各个测距传感器的空间距离依次为d1、d2、d3、d4；
4.根据权利要求1所述获取手掌生物特征的方法，其特征在于，所述图像传感器将图像的亮度平均值作为图像亮度值，根据设定的亮度值区间与曝光值关系表查询需要设置的曝光值，然后将曝光值写入图像传感器的寄存器中。
5.根据权利要求4所述获取手掌生物特征的方法，其特征在于，所述亮度平均值的计算方法：设图像传感器的图像分辨率为w×h,w为图像的宽度，h为图像的高度，单通道图像，每个像素点用一个值表示亮度，划分为20个区域，5行4列，每个区域的中心点坐标计算公式为：<...
【专利技术属性】
技术研发人员：毛华鹏，
申请(专利权)人：成都贝迪特信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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