生物识别传感器及生物识别系统技术方案

本发明专利技术提供了一种生物识别传感器及生物识别系统，其中生物识传感器包括：发射可见光及近红外光的主动光源、单个成像镜头、分光部件、红外图像采集装置和可见光图像采集装置；所述分光部件位于所述成像镜头的后方，所述红外图像采集装置和可见光图像采集装置均位于所述分光部件的后方；其中，所述分光部件，用于将从所述成像镜头透射的光波分成一路可见光和一路近红外光。本发明专利技术提供的生物识别传感器不仅实现了非接触式图像采集，而且利用分光部件简化了图像采集装置的结构，有效提高了生物识别的精度和效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及利用生物特征进行身份识别
，特别地，涉及一种生物识别传感器及生物识别系统。
技术介绍
近年来，基于生物特征的身份识别技术越来越受到人们的重视。基于生物特征的身份识别技术简称生物识别技术。所谓生物识别技术是指利用人体或其他生物体本身所固有的物理特征，例如指纹、掌纹、虹膜、人脸等，或者行为特征，例如声音、手写签名、步态等，通过图像处理、模式识别等方法来鉴别生物体身份的技术。与传统的基于密码或ID卡的身份识别方式相比，具有随身携带性强、不易遗忘、难以伪造、安全性、可靠性和有效性更强等优点。以人体身份识别为例，现有技术公开号为CN 101196987A的专利申请公开了一种在线掌纹、手掌静脉图像身份识别方法及其专用采集仪。该技术采用人体的掌纹和手掌静脉生物特征作为身份识别的手段。掌纹和手掌静脉信息数据的获取是该项生物识别技术的基础，现有技术采用的掌纹和手掌静脉图像获取的设备包括用以形成暗室结构的仪器箱体、数码摄像机、近红外光源、可见光源、散光片、 仪器支架、仪器外壳和手掌箱体。数据采集过程包括注册信息采集过程和身份识别过程。其中，注册信息采集过程为将手掌放置在由手掌箱体和仪器箱体组成的暗箱上，用数码相机获取可见光源照射下的掌纹图像和红外光照射下的手掌静脉图像，将反映同一生物体的不同生物特征的两幅图像作为注册信息。身份识别过程为现场采集人体的掌纹和手掌静脉图像，然后利用模式识别技术与已注册的两幅图像对比，通过验证二者的关联性实现生物体的身份验证。虽然采用上述掌纹和手掌静脉进行人体身份识别具有更高的安全性和正确识别率，但是现有技术存在以下缺点1、图像采集过程采用接触方式，很容易引起细菌交叉感染，生物体的安全卫生无法保障；2、掌纹图像和手掌静脉图像非同步获取，需要不断切换光源，降低了图像采集效率；3、由于需要实现可见光源和红外光源的切换，所以数据采集设备还需增加光源转换设备，增加了数据采集设备的复杂性，提高了设备的生产成本。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种生物识别传感器和生物识别系统，能够采用非接触方式同时采集到反映生物体表面纹理特征的可见光图像和反映生物体表皮下静脉特征的红外静脉图像，用于生物体身份验证。为了解决上述问题，一方面提供了一种生物识别传感器，包括发射可见光及近红外光的主动光源、单个成像镜头、分光部件、红外图像采集装置和可见光图像采集装置；上述分光部件位于上述成像镜头的后方，上述红外图像采集装置和可见光图像采集装置均位于上述分光部件的后方；其中，上述主动光源，用于照射上述成像镜头上方或前方的图像采集区域；上述成像镜头，用于接收从上述图像采集区域的生物体反射的光波；上述分光部件，用于将从上述成像镜头透射的光波分成一路可见光和一路近红外光；上述红外图像采集装置，用于采集经上述分光部件分光后、出射的近红外光波，以形成反映上述生物体静脉特征的红外静脉图像；上述可见光图像采集装置，用于采集经上述分光部件分光后、出射的可见光波，以形成反映上述生物体外表纹理特征的体表纹理图像。优选的，上述分光部件具体为中间镀有特定光学薄膜层的分光棱镜，上述特定光学薄膜层透射可见光、反射近红外光，或者反射可见光、透射近红外光。优选的，上述分光部件具体为两表面分别镀有红外滤光薄膜和可见光滤光薄膜的分光棱镜。优选的，上述分光部件具体为分光棱镜、近红外带通滤波片、可见光带通滤波片的组合；其中，上述近红外带通滤波片置于上述分光棱镜与上述红外图像采集装置之间；上述可见光带通滤波片置于上述分光棱镜与上述可见光图像采集装置之间。优选的，上述分光部件具体为分光片、近红外带通滤波片、可见光带通滤波片的组合；其中，上述近红外带通滤波片置于上述分光片与上述红外图像采集装置之间；上述可见光带通滤波片置于上述分光片与上述可见光图像采集装置之间。优选的，上述生物识别传感器还包括红外接近感应器，与上述主动光源、图像采集装置连接，当上述生物体进入距上述成像镜头预设距离的图像采集区域时，触发上述主动光源和\或上述图像采集装置工作。优选的，上述生物识别传感器还进一步包括导光环，设置于上述主动光源的上方。优选的，上述预设距离具体为5 10公分。优选的，上述近红外光的波长范围为760nm 940nm。另一方面，本专利技术还提供了一种生物识别系统，包括任一上述生物识别传感器， 用于采集生物体的红外静脉图像和体表纹理图像；数据传输控制器，与上述生物识别传感器连接，用于将上述生物体的体表纹理图像和红外静脉图像发送至数据处理装置；数据处理装置，与上述数据传输控制器连接，用于将上述生物体的体表纹理图像和红外静脉图像进行预处理和特征提取，与预先保存的样本进行特征对比，实现身份识别。与现有技术相比，上述技术方案中的一个技术方案具有以下优点或有益效果使用本专利技术提供的生物传感器进行生物特征图像采集时，当生物体进入预设的图像采集区域，主动光源同时发射可见光和近红外光照射于生物体，生物体的反射光或透射光通过单只成像镜头成像，分光部件将透过成像镜头的光波分成一路可见光波和一路近红外光波，分别用于生物体表面纹理特征的图像信息采集和生物体静脉特征的红外图像采集。可见，本专利技术提供的生物识别传感器不仅实现了非接触式图像采集，而且利用分光部件，通过单一成像镜头即可实现生物体表面纹理可见光图像的采集和生物体静脉特征红外图像的采集，简化了图像采集装置的结构，并且可以同时获得两幅生物体特征图像，有效提高了生物识别的效率。附图说明图1是本专利技术生物识别传感器实施例的结构示意图；图2是本专利技术生物识别传感器实施例二的结构示意图；图3是本专利技术生物识别传感器分光部件实施例一的示意图；图4是本专利技术生物识别传感器分光部件实施例二的示意图；图5是本专利技术生物识别传感器分光部件实施例三的示意图；图6是本专利技术生物识别传感器分光部件实施例四的示意图；图7是本专利技术生物识别系统实施例的示意图。具体实施例方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。参照图1，示出了本专利技术生物识别传感器实施例的结构示意图，包括主动光源1、 单个成像镜头2、分光部件3、红外图像采集装置4、可见光图像采集装置5。其中，主动光源 1置于成像镜头2的下方，用于提供均勻照射图像采集区域的光波。分光部件3位于成像镜头1的下方，红外图像采集装置4和可见光图像采集装置5均位于分光部件3的后方。为了更好地采集图像，可将红外图像采集装置和可见光图像采集装置感光元件的中心位置分别与分光部件的两出射面的中心位置严格对应。其中，主动光源1发射波长为760nm IOOOnm的近红外光波和波长为390nm 760nm的可见光波，照射位于成像镜头前方或者上方的图像采集区域，当生物体进入图像采集区域时，作用于生物体，例如人体手掌等。主动光源1具体可以是间隔排列的近红外发光元件和可见光发光元件的组合，如环形排列的发射近红外光的LED灯和发射白光的LED灯的阵列。主动光源1可以具体为发射波段为390nm IOOOnm光波的发光元件等。其中，主动光源1发射的可见光波，主要用于为生物体表面的纹理提供稳定的光照条件。照射于生物体表面的可见光反射后进入成像镜头，以形成反映生物体外表纹理特征的体表纹理图像。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李彬，曲寒冰，李松，梁建霞，王世界，
申请(专利权)人：北京北科慧识科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：