本發(fā)明涉及生物特征識(shí)別智能門禁領(lǐng)域，具體來(lái)說(shuō)是一種利用手指靜脈識(shí)別來(lái)實(shí)現(xiàn)智能控制的門禁系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

生物識(shí)別領(lǐng)域中目前最主要的是掌紋指紋等表面特征的識(shí)別產(chǎn)品，其缺點(diǎn)是可靠性低，容易復(fù)制。而目前可靠性較高的識(shí)別技術(shù)——虹膜識(shí)別技術(shù)，一是由于要人眼睛部位靠近識(shí)別，接受程度較低；二是其價(jià)格太高，無(wú)法進(jìn)行大規(guī)模的推廣。而本產(chǎn)品使用的最新技術(shù)——指靜脈識(shí)別技術(shù)，為第三代生物識(shí)別技術(shù)，能有效的解決上述問(wèn)題。

隨著科學(xué)的進(jìn)步，人們對(duì)個(gè)人身份認(rèn)證要求不斷提高，生物特征識(shí)別技術(shù)是其發(fā)展的主要方向，而門禁系統(tǒng)的應(yīng)用是最為典型的。相比其他類型的門禁系統(tǒng)，手指靜脈身份識(shí)別門禁系統(tǒng)有著巨大的優(yōu)勢(shì)，識(shí)別速度快、精度高、非接觸式識(shí)別、安全等級(jí)高等優(yōu)點(diǎn)，在門禁系統(tǒng)領(lǐng)域有著廣泛的認(rèn)可。國(guó)內(nèi)外研究中，開(kāi)發(fā)了許多基于pc機(jī)上手指靜脈識(shí)別的技術(shù)，而研究也往往是實(shí)驗(yàn)性的，實(shí)際運(yùn)用對(duì)于手指靜脈識(shí)別技術(shù)的發(fā)展至關(guān)重要，因此本發(fā)明提出了一種基于嵌入式的手指靜脈識(shí)別的門禁系統(tǒng)，不僅克服了pc機(jī)上價(jià)格高、體積大、不便于攜帶等缺點(diǎn)，同時(shí)使手指靜脈門禁系統(tǒng)相比其他門禁系統(tǒng)更加小巧，可靠性更強(qiáng)，成本更低，操作更智能等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種手指靜脈識(shí)別智能門禁系統(tǒng)來(lái)解決上述問(wèn)題。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種手指靜脈識(shí)別智能門禁系統(tǒng)，包括圖像采集模塊、圖像匹配識(shí)別模塊和電子門鎖控制模塊，所述的圖像采集模塊和電子門鎖控制模塊均與圖像匹配識(shí)別模塊相連，其特征在于：所述的圖像采集模塊包括近紅外led發(fā)射器和cmos圖像傳感器，所述的近紅外led發(fā)射器與cmos圖像傳感器相連，所述的圖像匹配識(shí)別模塊包括圖像處理單元塊、特征提取單元塊、語(yǔ)音單元塊、微處理器和手指靜脈存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，所述的圖像處理單元塊與特征提取單元塊相連，所述的特征提取單元塊與語(yǔ)音單元塊相連，所述的語(yǔ)音單元塊與微處理器相連，所述的微處理器與手指靜脈存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)相連，所述的電子門鎖控制模塊包括繼電器控制單元塊和電子門鎖開(kāi)關(guān)單元塊，所述的繼電器控制單元塊與電子門鎖開(kāi)關(guān)單元塊相連。

優(yōu)選的，所述的圖像處理單元塊與特征提取單元塊電連接，所述的特征提取單元塊與語(yǔ)音單元塊電連接，所述的語(yǔ)音單元塊與微處理器電連接，所述的微處理器與手指靜脈存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)電連接，所述的繼電器控制單元塊與電子門鎖開(kāi)關(guān)單元塊電連接。

優(yōu)選的，所述的特征提取單元塊與手指靜脈存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)相連，所述的特征提取單元塊與手指靜脈存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)電連接。

作為優(yōu)選，所述的特征提取單元塊與繼電器控制單元塊相連，所述的手指靜脈存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)與繼電器控制單元塊相連，所述的特征提取單元塊與繼電器控制單元塊電連接，所述的手指靜脈存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)與繼電器控制單元塊電連接。

優(yōu)選的，所述的cmos圖像傳感器與圖像處理單元塊相連。

作為優(yōu)選，所述的圖像匹配識(shí)別模塊還包括麥克或喇叭。

本發(fā)明提供的一種手指靜脈識(shí)別智能門禁系統(tǒng)，包括圖像采集模塊、圖像匹配識(shí)別模塊和電子門鎖控制模塊，圖像采集模塊和電子門鎖控制模塊均與圖像匹配識(shí)別模塊相連，圖像采集模塊包括近紅外led發(fā)射器和cmos圖像傳感器，近紅外led發(fā)射器與cmos圖像傳感器相連，圖像匹配識(shí)別模塊包括圖像處理單元塊、特征提取單元塊、語(yǔ)音單元塊、微處理器和手指靜脈存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，圖像處理單元塊與特征提取單元塊相連，特征提取單元塊與語(yǔ)音單元塊相連，語(yǔ)音單元塊與微處理器相連，微處理器與手指靜脈存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)相連，電子門鎖控制模塊包括繼電器控制單元塊和電子門鎖開(kāi)關(guān)單元塊，繼電器控制單元塊與電子門鎖開(kāi)關(guān)單元塊相連。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提出的一種基于嵌入式的手指靜脈識(shí)別的門禁系統(tǒng)，不僅克服了pc機(jī)上價(jià)格高、體積大、不便于攜帶等缺點(diǎn)，同時(shí)使手指靜脈門禁系統(tǒng)相比其他門禁系統(tǒng)更加小巧，安全系數(shù)更高、可靠性更強(qiáng)，成本更低，操作更智能等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的一種手指靜脈識(shí)別智能門禁系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中,1-近紅外led發(fā)射器、2-cmos圖像傳感器、3-圖像處理單元塊、4-特征提取單元塊、5-語(yǔ)音單元塊、6-微處理器、7-手指靜脈存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)、8-繼電器控制單元塊、9-電子門鎖開(kāi)關(guān)單元塊、10-喇叭

具體實(shí)施方式

下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。

參照附圖1，一種手指靜脈識(shí)別智能門禁系統(tǒng)，包括圖像采集模塊、圖像匹配識(shí)別模塊和電子門鎖控制模塊，所述的圖像采集模塊和電子門鎖控制模塊均與圖像匹配識(shí)別模塊相連，所述的圖像采集模塊包括近紅外led發(fā)射器1和cmos圖像傳感器2，所述的近紅外led發(fā)射器1與cmos圖像傳感器2相連，所述的圖像匹配識(shí)別模塊包括圖像處理單元塊3、特征提取單元塊4、語(yǔ)音單元塊5、微處理器6和手指靜脈存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)7，所述的圖像處理單元塊3與特征提取單元塊4相連，所述的特征提取單元塊4與語(yǔ)音單元塊5相連，所述的語(yǔ)音單元塊5與微處理器6相連，所述的微處理器6與手指靜脈存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)7相連，所述的電子門鎖控制模塊包括繼電器控制單元塊8和電子門鎖開(kāi)關(guān)單元塊9，所述的繼電器控制單元塊8與電子門鎖開(kāi)關(guān)單元塊9相連。

需要說(shuō)明的是，圖像采集模塊主要是依靠人體手指靜脈中血紅蛋白的紅外光吸收特性而設(shè)計(jì)的，手指靜脈中紅血球含有血紅蛋白，通過(guò)近紅外線的照射使其脫失氧份形成還原的血紅蛋白，還原血紅蛋白對(duì)760nm波長(zhǎng)附近的近紅外線將有吸收作用，在透射的靜脈影響上由于相對(duì)于其他部分透射較少而形成暗影。

考慮到光源的選擇對(duì)手指靜脈圖像采集的效果非常重要，本發(fā)明選用ycl系列850nm波長(zhǎng)近紅外led發(fā)射器1。攝像頭(圖像傳感器)是整個(gè)門禁系統(tǒng)中非常關(guān)鍵的一個(gè)器件，直接影響到獲取到靜脈圖像質(zhì)量的好壞。根據(jù)門禁系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)要求，選取的攝像頭首先必須體積小、功耗低，滿足嵌入式門禁系統(tǒng)安裝和使用要求。其次，由于是對(duì)近紅外led光的透射圖像獲取，應(yīng)該選取相應(yīng)850nm波長(zhǎng)led燈光線敏感的攝像頭，才能提取高質(zhì)量圖像。同時(shí)，由于嵌入式設(shè)備處理能力較弱，為了能夠降低處理器處理壓力，提高門禁系統(tǒng)工作速度，也應(yīng)該帶有信號(hào)轉(zhuǎn)換盒圖像壓縮的功能。本發(fā)明選用型號(hào)為靚耀091tt的攝像頭進(jìn)行改裝。091tt攝像頭為高速usb2.0接口和大面陣cmos圖像傳感器2組成的高分辨率數(shù)字?jǐn)z像機(jī)。該攝像頭采用數(shù)字處理器和圖像傳感器獨(dú)立的雙通道電源供電設(shè)計(jì)，最重要一點(diǎn)是這款攝像頭自帶紅外夜視功能，對(duì)紅外線非常敏感，能對(duì)紅外線圖像進(jìn)行采集。而且價(jià)格便宜，應(yīng)用范圍廣。

優(yōu)選的，所述的圖像處理單元塊3與特征提取單元塊4電連接，所述的特征提取單元塊4與語(yǔ)音單元塊5電連接，所述的語(yǔ)音單元塊5與微處理器6電連接，所述的微處理器6與手指靜脈存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)7電連接，所述的繼電器控制單元塊8與電子門鎖開(kāi)關(guān)單元塊9電連接，所述的特征提取單元塊4與手指靜脈存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)7相連，所述的特征提取單元塊4與手指靜脈存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)7電連接，所述的特征提取單元塊4與繼電器控制單元塊8相連，所述的手指靜脈存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)7與繼電器控制單元塊8相連，所述的特征提取單元塊4與繼電器控制單元塊8電連接，所述的手指靜脈存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)7與繼電器控制單元塊8電連接，所述的cmos圖像傳感器2與圖像處理單元塊3相連。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員能理解的是，圖像匹配識(shí)別模塊主要包含手指靜脈的圖像提取、識(shí)別等算法。本發(fā)明利用成熟的最大曲率法進(jìn)行了靜脈提??；其次，以不變矩作為手指靜脈特征的識(shí)別性能，通過(guò)對(duì)七個(gè)不變矩特征進(jìn)行了匹配和識(shí)別；然后，利用雙期望模型進(jìn)行匹配量化值歸一化，以最小等概錯(cuò)誤率為準(zhǔn)則對(duì)七個(gè)歸一化量化值在量化層進(jìn)行了融合。

作為優(yōu)選，所述的圖像匹配識(shí)別模塊還包括麥克或喇叭，喇叭的作用是當(dāng)特征提取單元塊4提取的用戶的信息與手指靜脈存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)7匹配識(shí)別失敗時(shí)，發(fā)出語(yǔ)音提示，以提示用戶及時(shí)語(yǔ)音輸入密碼，以便微處理器6及時(shí)將用戶信息導(dǎo)入手指靜脈存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)7，進(jìn)行新用戶注冊(cè)。

本方案的具體實(shí)施方式的手掌靜脈采集與電子門鎖控制的過(guò)程如下：

1)手指靠近采集裝置，近紅外led發(fā)射器1打開(kāi)光源，cmos圖像傳感器2采集手指靜脈原始圖像傳輸給圖像處理單元塊3；

2)圖像處理單元塊3首先是對(duì)圖像進(jìn)行去噪、分割和歸一化等預(yù)處理，然后把經(jīng)過(guò)預(yù)處理的靜脈圖像傳輸給特征提取單元塊4，特征提取單元塊4通過(guò)最大曲率法實(shí)現(xiàn)特征提取信息；

3)將特征提取單元塊4提取的信息與手指靜脈存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)7進(jìn)行匹配識(shí)別，當(dāng)匹配識(shí)別成功，繼電器控制單元塊8控制電子門鎖開(kāi)關(guān)單元塊9開(kāi)門，當(dāng)匹配識(shí)別失敗，語(yǔ)音單元塊5發(fā)出“請(qǐng)輸入密碼”的語(yǔ)音提示，此時(shí)用戶語(yǔ)音輸入已提前了解到的密碼，當(dāng)密碼輸入正確，微處理器6指示手指靜脈存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)7注冊(cè)新用戶信息，此時(shí)語(yǔ)音單元塊5再次發(fā)出語(yǔ)音提示“注冊(cè)成功”；

4)用戶將手指再次靠近采集裝置，特征提取單元塊4提取的信息與手指靜脈存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)7進(jìn)行匹配識(shí)別成功，繼電器控制單元塊8控制電子門鎖開(kāi)關(guān)單元塊9開(kāi)門，反之，用戶事先沒(méi)有在門禁系統(tǒng)的手指靜脈存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)7錄入手指靜脈信息且不知此門禁密碼，則無(wú)法打開(kāi)電子門鎖，這也是為了安全考慮。

綜上所述，本發(fā)明提供的一種手指靜脈識(shí)別智能門禁系統(tǒng)，包括圖像采集模塊、圖像匹配識(shí)別模塊和電子門鎖控制模塊，圖像采集模塊和電子門鎖控制模塊均與圖像匹配識(shí)別模塊相連，圖像采集模塊包括近紅外led發(fā)射器1和cmos圖像傳感器2，近紅外led發(fā)射器1與cmos圖像傳感器2相連，圖像匹配識(shí)別模塊包括圖像處理單元塊3、特征提取單元塊4、語(yǔ)音單元塊5、微處理器6和手指靜脈存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)7，圖像處理單元塊3與特征提取單元塊4相連，特征提取單元塊4與語(yǔ)音單元塊5相連，語(yǔ)音單元塊5與微處理器6相連，微處理器6與手指靜脈存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)7相連，電子門鎖控制模塊包括繼電器控制單元塊8和電子門鎖開(kāi)關(guān)單元塊9，繼電器控制單元塊8與電子門鎖開(kāi)關(guān)單元塊9相連。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提出的一種基于嵌入式的手指靜脈識(shí)別的門禁系統(tǒng)，不僅克服了pc機(jī)上價(jià)格高、體積大、不便于攜帶等缺點(diǎn)，同時(shí)使手指靜脈門禁系統(tǒng)相比其他門禁系統(tǒng)更加小巧，安全系數(shù)更高、可靠性更強(qiáng)，成本更低，操作更智能等優(yōu)點(diǎn)。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。