自适应平面式静脉采集设备的制作方法

本申请涉及生物特征技术领域，尤其涉及一种自适应平面式静脉采集设备。

背景技术：

静脉识别技术是一种生物识别技术，通过静脉采集设备采集人体内的静脉分布图作为静脉图像以进行身份识别。静脉隐藏在身体的内部，不会遗失也很难复制，因此静脉识别技术有着很高的安全性而被广泛应用在各种场合。用于采集静脉图像的装置对手指放置的角度和姿态有一定的要求，如果用户的手指没有正确放置，静脉识别通过率会比较低。

技术实现要素：

本申请提供了一种自适应平面式静脉采集设备，可以采集到准确的静脉图像，增加静脉识别的通过率。

本申请提供了一种自适应平面式静脉采集设备，所述设备包括：

采集面，所述采集面的外侧面上设置有采集位置；

采集装置，设置在所述采集面的内侧；

至少两个光源装置，均设置在所述采集面的内侧，所述至少两个光源装置的光照方向均朝向所述采集面，在用户的待识别部位位于所述采集位置时，所述至少两个光源装置分别用于照射所述待识别部位的不同位置，所述采集装置用于采集所述待识别部位的静脉图像；

处理器，所述采集装置和所述至少两个光源装置均与所述处理器连接。

在一个实施例中，还包括：

触发装置，所述触发装置用于检测用户的待识别部位是否位于所述采集位置，所述触发装置和所述处理器连接。

在一个实施例中，还包括：

红外滤光板，设置在所述采集面上，所述红外滤光板用于滤除红外波长以外的光。

在一个实施例中，所述至少两个光源装置包括第一光源装置、第二光源装置和第三光源装置；

所述第一光源装置设置在靠近所述采集位置的一侧，以及所述第一光源装置的光照方向远离所述采集位置；

所述第二光源装置设置在远离所述采集位置的一侧，以及所述第二光源装置的光照方向靠近所述采集位置；

所述第三光源装置设置在所述第一光源装置和所述第二光源装置之间，以及所述第三光源装置的光照方向和所述采集面垂直。

在一个实施例中，所述第一光源装置包括两个红外单元，一个红外单元靠近所述采集位置，另一个红外单元远离所述采集位置；

所述第二光源装置包括一个红外单元；

所述第三光源装置包括三个红外单元，所述三个红外单元在从第一光源装置至第二光源装置的方向上依次分布。

在一个实施例中，每个所述红外单元包括两个红外发光二极管。

在一个实施例中，所述红外发光二极管的发光波长为850mm。

在一个实施例中，所述采集装置位于所述第二光源装置和所述第三光源装置之间。

在一个实施例中，所述待识别部位包括手指、手掌或手腕至指尖的区域。

在一个实施例中，还包括：

壳体，所述壳体上设置有开口，所述采集面和所述开口吻合设置，所述壳体和所述采集面形成容纳空间，所述采集装置、所述至少两个光源装置和所述处理器均位于所述容纳空间内。

本申请公开了一种自适应平面式静脉采集设备，该设备包括：采集面，所述采集面的外侧面上设置有采集位置；采集装置，设置在所述采集面的内侧；至少两个光源装置，均设置在所述采集面的内侧，所述至少两个光源装置的光照方向均朝向所述采集面，在用户的待识别部位位于所述采集位置时，所述至少两个光源装置分别用于照射所述待识别部位的不同位置，所述采集装置用于采集所述待识别部位的静脉图像；处理器，所述采集装置和所述至少两个光源装置均与所述处理器连接。本申请实施例的静脉采集设备设置有多个光源装置，且光源装置的光照方向照射到待识别部位上的不同的位置，对待识别部位摆放的姿势和角度有更大的适应性，可以根据用户实际摆放的情况对应调整光源装置，用户可以更随意地摆放待识别部位，都可以根据用户的待识别部位自适应调整发光装置以采集到准确的静脉图像，可以增加静脉识别的通过率。另外，本方案的静脉采集设备采用平面式结构，用户的待识别部位位于设备的采集面的外侧面，即可采集到用户的静脉图像，自适应平面式静脉采集设备的体积更小，外观线条流畅美感较高，更便于嵌入到各种其他智能设备中。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请的实施例提供的一种自适应平面式静脉采集设备的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的一种静脉采集方法的示意流程图；

图3是本申请实施例提供的另一种静脉采集方法的示意流程图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

附图中所示的流程图仅是示例说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解、组合或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。

应当理解，在此本申请说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本申请。如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进一步理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

本申请的实施例提供了一种自适应平面式静脉采集设备、方法及存储介质。下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

请参阅图1，图1是本申请的实施例提供的一种自适应平面式静脉采集设备的结构示意图。如图1所示，该自适应平面式静脉采集设备包括：采集面10、采集装置20、至少两个光源装置30和处理器40，采集装置20和至少两个光源装置30均与处理器40连接。

采集面10的外侧面上设置有采集位置11，采集装置20设置在采集面10的内侧，至少两个光源装置30均设置在采集面10的内侧，至少两个光源装置30的光照方向均朝向采集面10，在用户的待识别部位50位于采集位置11时，至少两个光源装置30分别用于照射待识别部位50的不同位置，采集装置20用于采集待识别部位50的静脉图像。

待识别部位为用于进行生物识别认证的身体部位，在一个实施例中，待识别部位包括手指、手掌或手腕至指尖的区域。手腕至指尖的区域可以是手腕至指尖的全部区域或手腕至指尖中的部分区域。

光源装置可以是发出红外波长的光，静脉中流有血液，而血液中血红素可以吸收红外光，因此可以将红外线照射到待识别部位，进而通过采集装置对着待识别部位进行拍摄，可以采集到显示出静脉形状的静脉图像。

采集面上可以是设置有透光材料，示例性地，可以是玻璃或透明亚克力。用户将待识别部位放置在采集面上的采集位置时，光源装置发出的光可以透过采集面照射到待识别部位上，进而采集装置可以通过采集面采集待识别部位的静脉图像。

在一个实施例中，本申请实施例提供的自适应平面式静脉采集设备还包括设置在采集面10上的红外滤光板12，红外滤光板12用于滤除红外波长以外的光，例如，用于滤除可见光，进而采集装置可以采集到静脉形状更清晰的静脉图像。红外滤光板可以是红外通过玻璃或红外通过亚克力板。可选地，红外滤光板可以是使850mm波长的红外光通过。

其中，处理器40用于启动预设光源装置30，预设光源装置30为至少两个光源装置30中的任一，获取采集装置20采集的用户的待识别部位50的初始静脉图像，并确定初始静脉图像是否符合预设光照条件；若初始静脉图像符合预设光照条件，则根据初始静脉图像确定待识别部位50的目标静脉图像；若初始静脉图像不符合预设光照条件，则根据初始静脉图像确定调光区域，根据调光区域从至少两个光源装置30中确定目标光源装置30，调整目标光源装置30的工作状态，并通过采集装置20获取用户的待识别部位50的目标静脉图像。

其中，本申请实施例提供的自适应平面式静脉采集设备的至少两个光源装置的光照角度均不同，在用户的待识别部位位于采集面的外侧时，至少两个光源装置分别用于照射待识别部位的不同位置。而不同用户的使用习惯有所不同，不同用户将待识别部位放置到采集位置时，待识别部位所放置的角度可能有所不同，而如果开启全部的光源装置会浪费不必要的能耗，甚至会造成过曝。因此可以开启预设光源装置，之后再根据采集的初始静脉图像判断是否需要开启其他的光源装置。预设光源装置可以是至少两个光源装置中的任一。预设光源装置还可以是根据大部分的用户会摆放的角度确定的最佳光照效果所对应的光源装置。启动预设光源装置后，预设光源装置可以根据预设的光照参数进行发光。

在开启预设光源装置后，可以采集初始静脉图像，判断初始静脉图像是否符合预设光照条件。预设光照条件可以是用于判断静脉图像是否可以获取到准确的静脉特征的条件，如果初始静脉图像符合预设光照条件，则表示初始静脉图像中可以提取有效准确的静脉特征，即对该静脉特征进行识别验证的通过率也会比较高。而如果初始静脉图像不符合预设光照条件，则表示初始静脉图像中提取的静脉特征可能会无法通过识别验证，进而需要调整待识别部位上的光照情况。

如果初始静脉图像不符合预设光照条件，可以确定初始静脉图像中光照效果不佳的区域，确定为调光区域，调光区域可以是需要补光的区域。

至少两个光源装置的光照角度均不同，在用户的待识别部位位于采集面的外侧时，至少两个光源装置分别用于照射待识别部位的不同位置。因此用户的待识别部位上的不同位置可以对应不同的光源装置，确定初始静脉图像中的调光区域对应图像中的待识别部位的位置，进而可以确定该待识别部位的位置对应的光源装置，将该光源装置确定为目标光源装置。

其中，可以根据调光区域的实际情况对应调整目标光源装置的工作状态，示例性地，可以是调整目标光源装置的发光亮度，还可以是开启目标光源装置，进而调光区域对应的待识别部位的位置上的光照效果也会改变，采集装置再次采集用户的待识别部位的静脉图像，并作为目标静脉图像。通过目标光源装置的补光，待识别部位得到更合适的光照，采集装置可以采集到更准确的静脉图像。

处理器可以是微控制单元(mcu,microcontrollerunit)，该处理器还可以是其他通用处理器、中央处理单元(centralprocessingunit，cpu)、数字信号处理器(digitalsignalprocessor，dsp)、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，asic)、现场可编程门阵列(field-programmablegatearray，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。其中，通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

本申请实施例提供的自适应平面式静脉采集设备设置有多个光源装置，且光源装置的光照方向照射到待识别部位上的不同的位置，对待识别部位摆放的姿势和角度有更大的适应性，可以根据用户实际摆放的情况对应调整光源装置，用户可以更随意地摆放待识别部位，都可以根据用户的待识别部位自适应调整发光装置以采集到准确的静脉图像，可以增加静脉识别的通过率。另外，本方案的静脉采集设备采用平面式结构，用户的待识别部位位于设备的采集面的外侧面，即可采集到用户的静脉图像，自适应平面式静脉采集设备的体积更小，外观线条流畅美感较高，更便于嵌入到各种其他智能设备中。

可选地，采集装置可以是高速低照度摄像模组，若采集的目标静脉图像仍不符合要求，可以重新再采集初始静脉图像以及再次调节光源装置。

可选地，本申请实施例提供的自适应平面式静脉采集设备还包括：壳体，所述壳体上设置有开口，所述采集面和所述开口吻合设置，所述壳体和所述采集面形成容纳空间，所述采集装置20、至少两个光源装置30和处理器40均位于所述容纳空间内。

在一个实施例中，本申请实施例提供的自适应平面式静脉采集设备还包括：

触发装置，触发装置用于检测用户的待识别部位50是否位于采集位置11上，以及在检测到用户的待识别部位50位于采集位置11时发送触发信号至处理器40。

其中，触发装置发送触发信号至处理器，以使处理器可以启动预设光源装置。触发装置可以是按键，并设置在采集位置上，用户的待识别部位放置在采集位置时，按键被待识别部位按压后被触发，以确定用户的待识别部位位于采集位置上。触发装置还可以是非接触式的触发装置，例如可以是红外检测装置，可以通过红外检测装置检测用户的待识别部位是否位于采集位置。

在一个实施例中，至少两个光源装置30包括第一光源装置、第二光源装置和第三光源装置；第一光源装置设置在靠近采集位置11的一侧，以及第一光源装置的光照方向远离采集位置11；第二光源装置设置在远离采集位置11的一侧，以及第二光源装置的光照方向靠近采集位置11；第三光源装置设置在第一光源装置和第二光源装置之间，以及第三光源装置的光照方向和采集面10垂直。

其中，当用户的待识别部位放置在采集位置上时，第一光源装置将会照射到待识别部位靠近采集位置的部分，而第二光源装置将会照射到待识别部位的远离采集位置的部分，第三光源装置将会照射到待识别部位的中间部分。采集面可以是平面。

可选地，可以将第一光源装置确定为预设光源装置，用户实际摆放待识别部位的角度的不同，采集装置采集的初始静脉图像中的光照分布有所不同。例如，如果用户摆放的手指和采集面之间的夹角较小，则第一光源装置可以照射到手指的大部分区域，因此可能无需开启其他光源装置进行补光。而如果手指和采集面之间的夹角较大，第一光源装置可能只能照射到指尖附近的位置，因此可以通过开启第二光源装置和/或第三光源装置来照射手指，可以照射到整个手指，进而采集装置可以采集到包含更多静脉特征的静脉图像。

在一个实施例中，第一光源装置包括两个红外单元，一个红外单元靠近采集位置11，另一个红外单元远离采集位置11；第二光源装置包括一个红外单元；第三光源装置包括三个红外单元，三个红外单元在从第一光源装置至第二光源装置的方向上依次分布。

其中，在用户的待识别部位位于采集位置时，第一光源装置到第三光源装置可以从待识别部位靠近采集位置的部分依次照射到待识别部位远离采集位置的部分，使位于采集面外侧面的待识别部位可以得到充足的红外光照射，避免由于用户的待识别部位摆放角度的问题，而使采集装置采集不到清晰的静脉图像。

在一个实施例中，每个红外单元包括两个红外发光二极管，两个红外发光二极管可以是沿着第一方向依次摆放，在所述采集面为垂直地面放置时，第一方向和水平面平行。可选地，红外发光二极管可以是发出850mm波长的红外光。

在一个实施例中，采集装置20位于第二光源装置和第三光源装置之间。

其中，采集装置安装在远离采集位置的一侧，在用户的手指位于采集位置时，采集装置远离指尖，而且由于用户放置的手指和采集面有一定的夹角，因此采集装置可以采集到手指的大部分区域的图像。可选地，采集装置的视角范围可以是90度。

请参阅图2，图2是本申请的实施例提供的一种静脉采集方法的示意流程图，该方法应用于上述任意实施例提供的自适应平面式静脉采集设备，如图2所示，该静脉采集方法具体包括步骤s101至步骤s106。

s101、启动预设光源装置，所述预设光源装置为至少两个光源装置中的任一。

其中，本申请实施例提供的自适应平面式静脉采集设备的至少两个光源装置的光照角度均不同，在用户的待识别部位位于采集面的外侧时，至少两个光源装置分别用于照射待识别部位的不同位置。而不同用户的使用习惯有所不同，不同用户将待识别部位放置到采集位置时，待识别部位所放置的角度可能有所不同，而如果开启全部的光源装置会浪费不必要的能耗，甚至会造成过曝。因此可以开启预设光源装置，之后再根据采集的初始静脉图像判断是否需要开启其他的光源装置。

预设光源装置可以是至少两个光源装置中的任一。预设光源装置还可以是根据大部分的用户会摆放的角度确定的最佳光照效果所对应的光源装置。启动预设光源装置后，预设光源装置可以根据预设的光照参数进行发光。

在一个实施例中，所述启动预设光源装置的操作可以通过如下方式实施：在接收到触发装置发送的触发信号时，启动预设光源装置。

触发装置用于检测用户的待识别部位是否位于采集位置，若接收到触发装置发送的触发信号，则表示用户的待识别部位位于采集位置，可以开启预设光源装置，并采集初始静脉图像。

s102、获取采集装置采集的用户的待识别部位的初始静脉图像，并确定所述初始静脉图像是否符合预设光照条件。

在开启预设光源装置后，可以采集初始静脉图像，判断初始静脉图像是否符合预设光照条件。预设光照条件可以是用于判断静脉图像是否可以获取到准确的静脉特征的条件，如果初始静脉图像符合预设光照条件，则表示初始静脉图像中可以提取有效准确的静脉特征，即对该静脉特征进行识别验证的通过率也会比较高。而如果初始静脉图像不符合预设光照条件，则表示初始静脉图像中提取的静脉特征可能会无法通过识别验证，进而需要调整待识别部位上的光照情况。

s103、若所述初始静脉图像符合预设光照条件，则根据所述初始静脉图像确定所述待识别部位的目标静脉图像。

s104、若所述初始静脉图像不符合预设光照条件，则根据所述初始静脉图像确定调光区域。

如果初始静脉图像不符合预设光照条件，可以确定初始静脉图像中光照效果不佳的区域，确定为调光区域，调光区域可以是需要补光的区域。

s105、根据所述调光区域从所述至少两个光源装置中确定目标光源装置。

至少两个光源装置的光照角度均不同，在用户的待识别部位位于采集面的外侧时，至少两个光源装置分别用于照射待识别部位的不同位置。因此用户的待识别部位上的不同位置可以对应不同的光源装置，确定初始静脉图像中的调光区域对应图像中的待识别部位的位置，进而可以确定该待识别部位的位置对应的光源装置，将该光源装置确定为目标光源装置。

s106、调整所述目标光源装置的工作状态，并通过采集装置获取所述用户的待识别部位的目标静脉图像。

其中，可以根据调光区域的实际情况对应调整目标光源装置的工作状态，示例性地，可以是调整目标光源装置的发光亮度，还可以是开启目标光源装置，进而调光区域对应的待识别部位的位置上的光照效果也会改变，采集装置再次采集用户的待识别部位的静脉图像，并作为目标静脉图像。通过目标光源装置的补光，待识别部位得到更合适的光照，采集装置可以采集到更准确的静脉图像。

示例性地，如图1所示，在一个实施例中，自适应平面式静脉采集设备的至少两个光源装置30包括第一光源装置、第二光源装置和第三光源装置；第一光源装置设置在靠近采集位置11的一侧，以及第一光源装置的光照方向远离采集位置11；第二光源装置设置在远离采集位置11的一侧，以及第二光源装置的光照方向靠近采集位置11；第三光源装置设置在第一光源装置和第二光源装置之间，以及第三光源装置的光照方向和采集面10垂直。

其中，可以将第一光源装置确定为预设光源装置，用户实际摆放待识别部位的角度的不同，采集装置采集的初始静脉图像中的光照分布有所不同。例如，如果用户摆放的手指和采集面之间的夹角较小，则第一光源装置可以照射到手指的大部分区域，因此可能无需开启其他光源装置进行补光。而如果手指和采集面之间的夹角较大，第一光源装置可能只能照射到指尖附近的位置，因此可以通过开启第二光源装置和/或第三光源装置来照射手指，可以照射到整个手指，进而采集装置可以采集到包含更多静脉特征的静脉图像。

本申请实施例提供的静脉采集方法中，可以根据用户的待识别部位摆放姿势和角度不同，相应地对待识别部位进行调光，都可以采集到更准确的静脉图像，可以增加静脉识别的通过率。

在一个实施例中，所述确定所述初始静脉图像是否符合预设光照条件的操作可以通过如下方式实施：

s201、将所述初始静脉图像中待识别部位所在的区域划分为至少两个子区域。

s202、分别确定每个子区域的光照参数平均值。

s203、若所述至少两个子区域的光度参数平均值的误差值符合预设误差条件，则确定所述初始静脉图像符合预设光照条件。

其中，初始静脉图像中包括待识别部位还包括背景，可以将待识别部位所在的区域划分为多个子区域，进而可以判断待识别部位上的光照是否符合要求。可选地，划分的子区域的数量可以和光源装置的数量对应，示例性地，如果光源装置的数量为三个，则可以将初始静脉图像中待识别部位所在的区域划分为三个子区域，且三个子区域与三个光源装置分别对应。

不同的光照情况，采集的图像的效果均有所不同，光照参数可以是用于体现采集的图像效果的参数，示例性地，光照参数可以包括曝光度、亮度值、灰度值和清晰度等。光照参数平均值可以包括子区域中的每个像素点的光照参数的平均值，还可以包括体现子区域整体效果的光照参数。

在确定至少两个子区域的光照参数平均值后，可以判断多个子区域的光照参数平均值之间的差别，若所述至少两个子区域的光度参数平均值的误差值符合预设误差条件，则表示多个子区域的图像效果都比较好，则可以从初始静脉图像中确定比较准确丰富的静脉特征；而如果所述至少两个子区域的光度参数平均值的误差值不符合预设误差条件，则初始静脉图像中可能无法提取足够准确或足够丰富的静脉特征，则确定所述初始静脉图像不符合预设光照条件，可以进行后续的调光操作。

示例性地，如果至少两个子区域中的任意两个子区域的光度参数平均值的误差值均小于预设误差值，则可以确定符合预设误差条件，否则不符合预设误差条件。

在一个实施例中，所述根据所述初始静脉图像确定调光区域的操作可以通过如下方式实施：

将光照参数平均值符合调光条件的子区域确定为调光区域。

相应地，所述根据所述调光区域从所述至少两个光源装置中确定目标光源装置的操作可以通过如下方式实施：

确定所述调光区域中的待识别部位的位置，将所述待识别部位的位置对应的光源装置确定为目标光源装置。

其中，在比对多个子区域的光照参数平均值后，可以将多个子区域中光照参数平均值符合调光条件的子区域确定为调光区域，示例性地，可以将光照参数平均值不符合预设光照参数阈值的子区域确定为调光区域。

进而可以确定该子区域对应的待识别部位的位置，根据待识别部位的位置可以确定对应的光源装置，确定为光源装置。

本申请的实施例中还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序中包括程序指令，所述处理器执行所述程序指令，实现本申请实施例提供的任一项静脉采集方法。

其中，所述计算机可读存储介质可以是前述实施例所述的静脉采集设备的内部存储单元，例如所述静脉采集设备的硬盘或内存。所述计算机可读存储介质也可以是所述静脉采集设备的外部存储设备，例如所述静脉采集设备上配备的插接式硬盘，智能存储卡(smartmediacard，smc)，安全数字(securedigital，sd)卡，闪存卡(flashcard)等。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。