一种手指静脉图像防伪获取方法技术

一种手指静脉图像防伪获取方法，判断被测物是否为真实的人体手指活体，避免对异物、伪造手指或图像的误检；避免了个体手指前后端大小不同、骨节中段和骨节间亮度不均匀的问题，克服了因亮度不均匀而导致整体或局部的细节信息丢失；克服了人体手指待触发检测系统工作后快速切换成伪造手指或图像欺骗采集装置的安全隐患；是由手指静脉图像获取、人体手指生物特征检测、光源控制调整三种方法的综合执行来实现，其中最重要的是光源控制调整方法；方法简单，操作方便快捷，使用安全节能；本发明专利技术适用于人体生物认证领域中的生物特征采集部分，易于尽早推广。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及图像获取方法，尤其是。
技术介绍
目前，手指静脉识别技术是最新发展起来的新型生物识别技术，采用的特征存在于人体内部，无法复制，且依赖于活体而存在，具有更高的防伪性。手指静脉识别的基础和关键是手指静脉图像的获取。人体手指的普遍特征都是前端较为细小后端较为粗大，手指内部骨节分为三段，骨节之间存在缝隙，骨节本身大小也有所不同，不同个体手指大小、厚薄均有差异(有些女性手指静脉血管极为细小)。相同光源照射下，不同个体手指的透光量有所差异，而同一个体手指前后端透光量有所差异，骨节缝隙和骨节部分透光量也有所差异，获取的静脉图像可能出现手指整体或局部曝光不足、曝光过度、不同部位曝光不均勻等问题，导致原始静脉图像中手指静脉细节部分或整体丢失，图像质量低下，严重影响后续的特征提取和识别。人体手指活体的介电乘数较大，频率在100 500kHz时大约在12 18 之间，通过检测介电常数就可以判断被测物是否为人体手指活体。目前市场上的手指图像采集系统往往仅采集静脉图像，不能判断被采对象是否为人体手指，伪造的手指或静脉图像卡片也可能欺骗采集系统而顺利通过识别，使得原本安全等级较高的静脉识别存在安全急 ^^ ο一种现有技术如公开日期为2009年9月2日、公开号为CN101520840A、专利技术名称为《手指静脉图像采集装置及方法》的中国专利，揭示一种通过检测手指静脉图像中心区域平均亮度调整快门来调整静脉图像亮度的方案；另一种现有技术如公开日期为2011年3月 2日、公开号为CN101982826A、专利技术名称为《一种光源亮度自动调整的手指静脉采集识别方法》的中国专利，揭示了一种根据静脉图像以水平轴线和垂直轴线为中心的矩形区域的质量调节光源亮度的方案；然而该专利技术提供的技术方案均未提及如何避免个体手指前后端大小不同、骨节中段和骨节间亮度不均勻等问题的方案，也未提及如何提高静脉图像对比度的技术方案，无法克服亮度不均勻而导致整体或局部的细节信息丢失问题。还有一种现有技术如公开日期为2011年1月沈替、公开号为CN101957914A、专利技术名称为《一种手指静脉图像采集装置》的中国专利，揭示一种基于电容感应的生命体征检测单元，采集全部过程进行了两次生命体征检测；然而该专利技术仅是泛泛地提出生命体征检测，未见具体相关的操作方法说明，两次有限的生命体征检测依然无法克服放入的人体手指待触发检测系统工作后快速切换成伪造手指或图像欺骗采集装置的安全隐患。本专利技术提出了解决上述问题的方法。鉴于上述原因，手指静脉图像采集装置及方法需要改进。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术中的不足，提供，判断被测物是否为真实的人体手指活体，避免对异物、伪造手指或图像的误检；避免了个体手指前后端大小不同、骨节中段和骨节间亮度不均勻的问题，克服了因亮度不均勻而导致整体或局部的细节信息丢失；克服了人体手指待触发检测系统工作后快速切换成伪造手指或图像欺骗采集装置的安全隐患。本专利技术为了实现上述目的，采用如下的技术方案，是由手指静脉图像获取、人体手指生物特征检测、光源控制调整三种方法的综合执行来实现，所述的手指静脉图像获取，依次按下列步骤进行Sl系统初始化，等待人体手指放入；S2是否人体手指检测到手指放入，检测到人体手指放入；S3启动光源，设置初始亮度；S4获取图像，运动检测对图像进行运动检测；S5手指就位判断手指是否就位；S6是否人体手指检测当前被检对象是否为人体手指；S7获取图像，调整系统参数针对被测个体的差异调整系统参数，参数调整方法将结合所述的光源控制调整部分进行执行，光源控制调整过程依次按粗调、细调和增强三步进行；粗调的具体步骤如下先进行步骤S711获取图像，计算Bt ；再进行步骤S712判断 Bt e T ？；再进行步骤S713同步调整Si、S2、S3 进行分组光源Si、S2和S3亮度同步调整；然后进行步骤S714检测当前被检对象是否为人体手指；细调的具体步骤如下先进行步骤S721获取图像，计算Bf、Bm, Br ；再进行步骤S722判断Bf/Bm/Br e Ts ？再进行步骤 S723调整S1、S2、S3 进行分组光源S1、S2和S3亮度单独调整；然后进行步骤S7M检测当前被检对象是否为人体手指；增强的具体步骤如下先进行步骤S731获取并分割图像，计算Bv、Bg和Dt ；再进行步骤S732计算max (Dt)；再进行步骤S733判断Bt e Tz ？再进行步骤S734同步微调Si、S2、S3 同步微调分组光源Si、S2和S3的亮度；再进行步骤S735检测当前被检对象是否为人体手指；然后进行步骤S736设置Sl S3产生max (Dt)；S8是否为人体手指检测当前被检对象是否为人体手指；S9是否调整结束判断是否调整结束；SlO采集高质量图像；Sll关闭光源；S12退出操作；其中最重要的是光源控制调整；所述手指静脉图像获取确认人体手指就位、自动快速调整参数，获取手指静脉图像；所述人体手指生物特征检测全程工作，可以彻底排除非人体手指的干扰；所述光源控制调整根据个体手指大小、厚度，手指内部骨节大小及骨节缝隙的位置，计算光强控制信息，动态调整对应于手指前、中、后段的分组光源，以获取原始手指静脉图像。所述的手指静脉图像获取，在没有人体检测时光源和图像采集设备均处于关闭状态；另外为了确保检测过程有效，防止启动检测后人为快速抽取手指换上伪造手指或图像欺骗采集系统，一旦发现手指撤离立即停止检测，退出所有操作，进一步提高系统的安全性；依次按下列步骤进行Sl系统初始化，等待人体手指放入所述的初始化主要是初始化人体手指生物特征检测，设置频率在100 500kHz ；S2是否人体手指检测到手指放入，检测到人体手指放入，向下执行步骤S3，否则返回步骤S2重新检测所述的检测手指具体方法是检测放入检测为目标的介电常数值，当检测到介电常数值在12 18之间，即确认是人体手指放入；S3启动光源，设置初始亮度所述光源的亮度调节范围E的设置如下一般人体手指检测合适亮度为0. 4 0. 5E，初始化亮度为0. 2 0. 3E ；所述光源为分组光源Si、S2和 S3，位置分别对应于被检手指的前、中和后段；具体控制方法采用PWM占空比控制方式，光源控制信息分别为Cl、C2和C3，C1/C2/C3 e Tc, Tc = 0 ~ 100为占空比调节范围；S4获取图像，运动检测对图像进行运动检测，为了加快检测速度，所述的运动检测方法采用帧差错法实现，具体操作为将图像序列的相邻帧计算对应像素差值Dpix，当Dpix > Td, Td = 30为差错阈值，像素运动数U = U+1，最后依据下式权利要求1.，是由手指静脉图像获取、人体手指生物特征检测、 光源控制调整三种方法的综合执行来实现，其特征在于所述的手指静脉图像获取，依次按下列步骤进行Sl系统初始化，等待人体手指放入；S2是否人体手指检测到手指放入，检测到人体手指放入；S3启动光源，设置初始亮度；S4获取图像，运动检测对图像进行运动检测；S5手指就位判断手指是否就位；S6是否人体手指检测当前被检对象是否为人体手指；S7获取图像，调整系统参数针对被测个体的差异调整系统参数，参数调整方法将结合所述的光源控制调整部分进行执行，光源控制调整过程依本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种手指静脉图像防伪获取方法，是由手指静脉图像获取、人体手指生物特征检测、光源控制调整三种方法的综合执行来实现，其特征在于：所述的手指静脉图像获取，依次按下列步骤进行：Ｓ１系统初始化，等待人体手指放入；Ｓ２是否人体手指：检测到手指放入，检测到人体手指放入；Ｓ３启动光源，设置初始亮度；Ｓ４获取图像，运动检测：对图像进行运动检测；Ｓ５手指就位：判断手指是否就位；Ｓ６是否人体手指：检测当前被检对象是否为人体手指；Ｓ７获取图像，调整系统参数：针对被测个体的差异调整系统参数，参数调整方法将结合所述的光源控制调整部分进行执行，光源控制调整过程依次按粗调、细调和增强三步进行；粗调的具体步骤如下：先进行步骤Ｓ７１１获取图像，计算Ｂｔ；再进行步骤Ｓ７１２判断Ｂｔ∈Ｔ？；再进行步骤Ｓ７１３同步调整Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３：进行分组光源Ｓ１、Ｓ２和Ｓ３亮度同步调整；然后进行步骤Ｓ７１４检测当前被检对象是否为人体手指；细调的具体步骤如下：先进行步骤Ｓ７２１获取图像，计算Ｂｆ、Ｂｍ、Ｂｒ；再进行步骤Ｓ７２２判断Ｂｆ／Ｂｍ／Ｂｒ∈Ｔｓ？再进行步骤Ｓ７２３调整Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３：进行分组光源Ｓ１、Ｓ２和Ｓ３亮度单独调整；然后进行步骤Ｓ７２４检测当前被检对象是否为人体手指；增强的具体步骤如下：先进行步骤Ｓ７３１获取并分割图像，计算Ｂｖ、Ｂｇ和Ｄｔ；再进行步骤Ｓ７３２计算ｍａｘ（Ｄｔ）；再进行步骤Ｓ７３３判断Ｂｔ∈Ｔｚ？再进行步骤Ｓ７３４同步微调Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３：同步微调分组光源Ｓ１、Ｓ２和Ｓ３的亮度；再进行步骤Ｓ７３５检测当前被检对象是否为人体手指；然后进行步骤Ｓ７３６设置Ｓ１～Ｓ３产生ｍａｘ（Ｄｔ）；Ｓ８是否为人体手指：检测当前被检对象是否为人体手指；Ｓ９是否调整结束：判断是否调整结束；Ｓ１０采集高质量图像；Ｓ１１关闭光源；Ｓ１２退出操作；其中最重要的是光源控制调整；所述手指静脉图像获取确认人体手指就位、自动快速调整参数，获取手指静脉图像；所述人体手指生物特征检测全程工作，可以彻底排除非人体手指的干扰；所述光源控制调整根据个体手指大小、厚度，手指内部骨节大小及骨节缝隙的位置，计算光强控制信息，动态调整对应于手指前、中、后段的分组光源，以获取原始手指静脉图像。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨数强，李彦林，布占伟，刘中利，王军强，赵志国，
申请(专利权)人：洛阳师范学院，
类型：发明
国别省市：41