一种指静脉识别装置及其识别方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及身份识别技术领域，尤其涉及到一种指静脉识别装置及其识别方法。
【背景技术】
[0002]静脉识别产生的背景:随着信息技术飞速发展、人类社会不断进步，对信息技术提出了更新、更高的要求。网络信息化时代对人的身份进行识别的需求应用越来越多，更要求身份的数字化和隐性化，如何准确鉴定一个人的身份，保护信息安全，是信息化时代必须解决的一个关键性问题。
[0003]传统的身份认证所采用的方法主要有两种:一种是基于身份标示物(如钥匙、证件、卡等)的身份认证，另一种是基于身份标示知识(如密码、卡号、用户名等)的身份认证。但两者都存在着各自难以克服的缺陷:标示物容易丢失或被伪造，标示知识容易遗忘或被记错;更为严重的是，这些传统的身份识别方法往往无法区分标示物的真正拥有者和取得标示物的冒充者，一旦他人获得这些标示物，就可以拥有相同的权利。美国一年有上亿美元福利款被人以假冒身份领取。据Master Card公司估计，每年约有4.5亿美元的信用卡诈骗案发生，其中就包括利用丢失和被盗的信用卡犯罪，如果销售场所可以准确地鉴别持卡人的身份就会大大减少这类诈骗案的发生。另外，由于使用盗窃来的身份识别码(PIN)而造成的移动电话通信的损失高达10亿美元。据估计，利用可靠的方法鉴别ATM持卡人的身份，可以使全美国每年由于ATM诈骗案造成的损失减少3亿美元，可靠地鉴别支票领款人可以减少上亿美元的冒领金额。随着网络的发展，非法登录计算机的案件正里上升趋势，有效的身份鉴别技术可以防止这类案件的发生。一种新的身份认证技术一一人体生物特征识别技术(B1metric Identificat1n TechnOlOgy)呼之欲出。静脉识别技术，依据人类手指中流动的血液可吸收特定波长的光线，而使用特定波长光线对手指进行照射，可得到手指静脉的清晰图像。由于静脉中血流状态因人而异，因此，只有当从近红外线摄像画面中得到的静脉类型与预先登录的静脉类型完全吻合的用户才能得到确认，否则便不能进入信息系统。这不仅使安全保密程度大大提高，而且让使用者的登录更加便捷。静脉识别，生物识别的一种。静脉识别是一种通过近红外线照射手指，用CMOS或CCD镜头获取手指静脉分布图，依据算法从静脉分布图提取特征值并存贮在计算机系统中，实现特征值存储。静脉识别时，实时采取手指静脉分布图，运用滤波、图像二值化、细化手段对数字图像提取特征，采用匹配算法同存储在主机中静脉特征值比对匹配，从而对个人进行身份鉴定，确认身份。
[0004]手指静脉身份识别技术，与人脸识别、指纹识别、虹膜识别等都属于生物体识别技术，都可以准确的识别单一个体。
[0005]与其它生物识别技术要相比，手指静脉识别技术有非常多的优点，如:人脸识别的准确度低，可靠性差;虹膜识别的设备昂贵，并且操作不方便;指纹识别存在需要触摸不卫生，而且会受到手指潮湿、划伤、脱皮的影响等问题。手指静脉识别系统脱离了单纯依靠生命体表温度的感应进行判断，甚至可以通过对静脉的血液流速进行“活体识别”的判断。断落的手指仍然可以通过指纹识别，而断落的手指或死体因血液停止流动将不能通过静脉血管识别。而且对于同一个人可以存储多个手指静脉血管信息，减少个体受伤情况下无法识别的可能性。日立公司研究发现有3%—10%人群无法正常用指纹进行验证身份。静脉识别技术的基本原理是利用近红外线照射手部，并由传感器感应反射或透射的光。根据骨骼、肌肉组织的特点，当入射波长为0.72um-l.1Oum时候，能够较好的通过骨骼和肌肉，呈现出血管的形状。原因是其中的关键在于流到静脉红细胞中的脱氧血红蛋白，而这个被还原的血红蛋白对波长760nm附近的近红外线会有特别高的吸收作用，导致静脉部分的反射光或透射光减少，在影像上会产生静脉图案。也就是说，静脉识别是利用吸收近红外线的结果来反映静脉形状及分布图的原理。医学研究证明，手指静脉的形状具有唯一性和稳定性，即每个人的手指静脉图像都不相同，同一个人不同手指的静脉图像也不相同，即使是同卵双胞胎的静脉图像也是不同的，而且每个人的静脉终身稳定不变。
[0006]静脉验证过程分4个步骤:
[0007]1、静脉扫描:即近红外线照到手指上，近外线透射手指，用摄像头拍摄静脉图像；
[0008]2、图像校正:即通过一些计算机算法调整图像位置和角度，使其图像标准化；
[0009]3、特征提取:根据以上得到的图像，根据静脉特征算法进行提取静脉分布图像，得到特征码；
[0010]4、图像对比与匹配:将以上得到的特征码与原先采样的静脉特征码进行比较，输出比对结果。
[0011 ]指静脉识别技术特点:①活体识别:只有具有静脉血液流动的手指，才能提取出静脉的特征图像进行识别;②安全防伪:静脉血管隐藏在手指内部，不会被复制和盗用;③准确可靠:每个人每根手指的手指静脉特征图都不同，手指静脉特征图的个体差异性明显高于指纹、人脸等生物体特征;④易用快捷:手指静脉识别采取的是非接触式认证，手指一抬即可完成认证，认证时间少于I秒极为快捷。
[0012]手指静脉识别技术，是一种新型的身份识别技术，相比其他的生物识别技术，更加安全可靠，使用更加方便。
[0013]同其他生物识别技术相比，指静脉认证技术具备以下主要优势:生物识别技术，不会遗失、不会被窃、无记忆密码负担;人体内部信息，不受表皮粗糙、外部环境(温度、湿度)的影响;适用人群广，准确率高，不可复制、不可伪造，安全便捷。
[0014]静脉识别是通过指静脉识别仪取得个人手指静脉分布图，将特征值存储。比对时，实时采取静脉图，提取特征值进行匹配，从而对个人进行身份鉴定。该技术克服了传统指纹识别速度慢，手指有污渍或手指皮肤脱落时无法识别等缺点，提高了识别效率。
[0015]静脉识别分为:指静脉识别和掌静脉识别，掌静脉由于保存及对比的静脉图像较多，识别速度方面较慢。指静脉识别，由于其容量大，识别速度快，但是两者都具备精确度高，活体识别等优势，在门禁安防方面各有千秋。总之，指静脉识别反应速度快，掌静脉安全系数更高。
[0016]目前指静脉识别存在的问题:在实际应用过程中，要求用户手指水平放在手指槽上，但是由于个人习惯，当设备放的高度不同等，手指很难每次都能水平放置在手指槽上，实际应用中发现当手指偏离水平角度大于10°时，静脉识别设备就不能正确识别了，即认证不通过了，导致易用性下降。
【发明内容】
[0017]本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种结构简单，降低手指水平放置的限制要求，提升静脉识别设备易用性的一种指静脉识别装置及其识别方法。
[0018]本发明是通过如下方式实现的:
[0019]—种指静脉识别装置，其特征在于:包括内部为黑色、不反射的密封腔体I和控制器，所述密封腔体I的上方设有若干近红外发光二极管2，所述近红外发光二极管2与控制器相连接;所述密封腔体I上设有静脉识别区3;所述密封腔体I上设有遮光板4;所述遮光板4铺设于除静脉识别区3以外的区域;所述静脉识别区3的下方设有滤光片5;所述静脉识别区3上设有感应电路，所述感应电路与控制器相连接;所述密封腔体I上设有若干摄像头6，所述若干摄像机6的摄像头正对静脉识别区3，且若干摄像机6均与控制器相连接;所述控制器内设有储存器;工作时，当手指放在静脉识别区3时，触发感应电路，感应电路发送手指放到静脉识别区3的信号给控制器，控制器向近红外发光二极管2发出闪光指令，近红外发光二极管2按照指令发出近红外光，近红外光经过手指投射，在经过滤光片5滤掉非红外光，在若干摄像机6上形成了若干个角度的手指轮廓图像。
[0020]所述近红外发光二极管2的发光波长为0.72um-l.1Oum0
[0021]若干摄像机6分布在密封腔体I上的一个中心圆上，相邻两个摄像机6之间形成的角度小于20°，中心圆的半径为2.5倍摄像机6镜头的焦距。
[0022]—种指静脉识别装置的识别方法，其特征在于:包括以下步骤:
[0023]第一步:将若干