本發(fā)明涉及生物特征識別技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種指靜脈加指紋混合型身份認證裝置及方法。

背景技術(shù)：

近年來，隨著人們對身份證件，個人物品、內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)、建筑物通道、Internet乃至電子商務(wù)的安全性要求日趨嚴格，對于身份認證技術(shù)的需求也變得越來越緊迫。作為目前最為安全便捷的身份識別方法，生物特征識別技術(shù)受到很大的重視并且在這種重視下得到極大發(fā)展。目前廣泛使用的人體生物識別方式主要有指紋、虹膜、人臉識別、指靜脈等。

雖然生物識別方式眾多，但就單一的某種生物識別方式都或多或少的存在某些缺點，如指紋可以復制、虹膜識別時間長、人臉識別準確率低、指靜脈識別受光線影響等。在實際應(yīng)用中，單一的生物識別方式往往無法滿足需求。

目前雖然已經(jīng)提出了多種生物識別方式，但是現(xiàn)有技術(shù)只是多種生物識別方式的簡單疊加，需要做結(jié)構(gòu)上的分離，結(jié)構(gòu)復雜，并且光線不足，提取的生物特征不準確，導致認證準確度不高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為此，本發(fā)明提出一種指靜脈加指紋混合型身份認證裝置及方法，可充分地消除由于現(xiàn)有技術(shù)的限制和缺陷導致的一個或多個問題。

本發(fā)明另外的優(yōu)點、目的和特性，一部分將在下面的說明書中得到闡明，而另一部分對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通過對下面的說明的考察將是明顯的或從本發(fā)明的實施中學到。通過在文字的說明書和權(quán)利要求書及附圖中特別地指出的結(jié)構(gòu)可實現(xiàn)和獲得本發(fā)明目的和優(yōu)點。

本發(fā)明提供了一種指靜脈加指紋混合型身份認證裝置，包括：

承載臺，所述承載臺上設(shè)有用于放置驗證手指的導向槽，所述導向槽的底部為拍攝窗口；

隔離板，其設(shè)置在所述導向槽的兩側(cè)，用于擋住外界光線，并引導所述驗證手指與其他手指隔開；

紅外濾光片，其設(shè)置在所述導向槽的下部，用于濾除雜光影響；

指靜脈紅外光聚光燈組，其對稱分列于所述手指承載臺上兩側(cè)隔離板內(nèi)，用于提供拍攝手指靜脈圖像所需要的光源；

指紋紅外光聚光燈組，其位于所述承載臺的頂端的下方，用于提供拍攝指紋圖像所需要的光源；

所述指靜脈圖像拍攝裝置，其位于紅外濾光片202中心位置的正下方，用于拍攝手指靜脈圖像；

所述指紋圖像拍攝裝置303，其與指靜脈圖像拍攝裝置302的位置平行，都位于紅外濾光片201的中心線上，并且所述指紋圖像拍攝裝置303比所述指靜脈圖像拍攝裝置302更靠近驗證手指101的中上部，其用于采集驗證手指101的指紋信息；

信息處理單元，其與所述拍攝裝置連接，用于采集指靜脈圖像和指紋圖像并提取指靜脈和指紋特征信息；

其中，所述信息處理單元還包括通信單元，所述指靜脈加指紋混合型身份認證裝置通過所述通信單元與智能設(shè)備連接，實現(xiàn)信息交換。

優(yōu)選的，所述指靜脈紅外光聚光燈組的光軸指向為所述驗證手指的中上部。

優(yōu)選的，所述指靜脈圖像拍攝裝置302和指紋圖像拍攝裝置303均處于暗箱盒子203內(nèi)，所述暗箱盒子203位于紅外濾光片202下方。

優(yōu)選的，所述指靜脈圖像拍攝裝置302和指紋圖像拍攝裝置303均為CMOS圖像傳感器。

優(yōu)選的，所述通信單元通過USB接口與智能設(shè)備連接。

優(yōu)選的，所述智能設(shè)備通過所述USB接口為所述指靜脈加指紋混合型身份認證裝置提供工作電源。

本發(fā)明還提供了一種通過如上所述的任意一種指靜脈加指紋混合型身份認證裝置進行身份認證的方法，所述方法包括注冊過程和認證過程；所述注冊過程包括以下步驟：

(1)智能設(shè)備通過通信單元向指靜脈加指紋混合型身份認證裝置發(fā)送注冊指令；

(2)信息處理單元控制拍攝裝置拍攝驗證手指的指靜脈和指紋圖片；

(3)信息處理單元提取指靜脈和指紋特征；

(4)信息處理單元通過通信單元向智能設(shè)備發(fā)送注冊結(jié)果信息，所述注冊結(jié)果信息為提取的指靜脈和指紋特征；

(5)所述智能設(shè)備接收并保存注冊結(jié)果信息。

所述認證過程包括以下步驟：

(6)智能設(shè)備通過通信單元發(fā)送認證指令；

(7)信息處理單元控制拍攝裝置拍攝驗證手指的指靜脈和指紋圖片；

(8)信息處理單元通過通信單元向智能設(shè)備發(fā)送指靜脈和指紋圖片信息；

(9)所述智能設(shè)備接收指靜脈和指紋圖片信息；

(10)智能設(shè)備對接收到的指靜脈和指紋圖片信息進行處理，提取指靜脈和指紋特征信息，并將提取到的指靜脈和指紋特征信息與存儲在智能設(shè)備的所有注冊特征信息進行比對；

(11)智能設(shè)備輸出認證結(jié)果。

優(yōu)選的，所述步驟(10)可以替換為：智能設(shè)備對接收到的指靜脈和指紋圖片信息進行處理，提取指靜脈和指紋特征信息，并將提取到的指靜脈和指紋特征信息與存儲在智能設(shè)備的指定注冊特征信息進行比對。

本發(fā)明提供的指靜脈加指紋混合型身份認證裝置及方法，具有以下優(yōu)點：

(1)在同一結(jié)構(gòu)中，利用獨立的兩組紅外光聚光燈組分別提取手指的靜脈信息和指紋信息，其結(jié)構(gòu)簡單、操作方便；實現(xiàn)了指靜脈和指紋兩種生物識別方式的互補，其認證準確率更高、適用范圍更廣。

(2)通過設(shè)置隔離板、兩列紅外光聚光燈組，可以保證光線充足、準確的照射到驗證手指上，同時又減小了對指靜脈和指紋圖像的成像干擾，提高了采集精度和成功率，為后續(xù)的認證提供了保障；

(3)本發(fā)明在智能終端進行對比認證，這樣設(shè)備不必存儲特征信息，也不進行對比認證，使其功能更加簡單，部件更加小型化；

(4)本發(fā)明采用低功耗設(shè)計，其通過USB與其他智能設(shè)備連接交換信息，由USB直接供電，無需外置電源。

附圖說明

圖1為根據(jù)本發(fā)明實施例的、指靜脈加指紋混合型身份認證裝置的側(cè)剖面圖。

圖2為根據(jù)本發(fā)明實施例的、指靜脈加指紋混合型身份認證裝置的俯視圖。

圖3為根據(jù)本發(fā)明實施例的、指靜脈加指紋混合型身份認證裝置的俯剖面圖。

圖4為根據(jù)本發(fā)明實施例的、指靜脈加指紋混合型身份認證裝置與智能設(shè)備連接的示意圖。

圖5示出了注冊過程的實施例。

圖6示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的認證過程。

圖7示出了根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的認證過程。

具體實施方式

下面參照附圖對本發(fā)明進行更全面的描述，其中說明本發(fā)明的示例性實施例。

如圖1-3所示，本發(fā)明提供的指靜脈加指紋混合型身份認證裝置包括承載臺102，所述承載臺102上設(shè)有用于放置驗證手指101的導向槽，所述導向槽下部為用于過濾雜光影響的紅外濾光片202，優(yōu)選的，紅外濾光片202設(shè)置在拍攝裝置(指靜脈圖像拍攝裝置302和指紋圖像拍攝裝置303)的感光部件與所述攝像窗口之間。所述導向槽的兩側(cè)設(shè)置有隔離板103，所述隔離板103用于擋住外界光線，并用于引導驗證手指101與其他手指隔開。

紅外濾光片202下部為指靜脈圖像拍攝裝置302和指紋圖像拍攝裝置303及指紋紅外光聚光燈組304，其中，如圖3所示，所述指靜脈圖像拍攝裝置302位于紅外濾光片202中心位置的正下方，用于拍攝手指靜脈圖像；所述指紋圖像拍攝裝置303與指靜脈圖像拍攝裝置302的位置平行，都位于紅外濾光片201的中心線上，并且所述指紋圖像拍攝裝置303比所述指靜脈圖像拍攝裝置302更靠近驗證手指101的中上部，其用于采集驗證手指101的指紋信息。

所述指紋紅外光聚光燈組304位于所述承載臺的頂端的下方(與放置的驗證手指的頂部的位置相對應(yīng))，用于提供拍攝指紋圖像所需要的光源。所述指靜脈加指紋混合型身份認證裝置還包括指靜脈紅外光聚光燈組201，其對稱分列于所述手指承載臺102上兩側(cè)隔離板103內(nèi)，用于提供拍攝手指靜脈圖像所需要的光源。優(yōu)選的，所述指靜脈紅外光聚光燈組201的光軸指向為所述驗證手指101的中上部。

如上所述，本發(fā)明通過所述指紋紅外光聚光燈組304照射到驗證手指101的指端，所述指紋圖像拍攝裝置303可以獲取手指的指紋圖像；通過所述指靜脈紅外光聚光燈組201照射到驗證手指101的中上部，所述指靜脈圖像拍攝裝置302可以獲取手指的靜脈圖像。

需要特別指出的是，本發(fā)明所提出的此種結(jié)構(gòu)并不是將兩種生物識別方式的簡單疊加，也不需要做結(jié)構(gòu)上的分離，而是在同一結(jié)構(gòu)體內(nèi)，使用相同的紅外線照射方式，兩個不同焦距的圖像拍攝裝置分別提取驗證手指101的不同部位，來實現(xiàn)指紋圖像和指靜脈圖像的提取。當進行指紋掃描時，紅外線由手指的四周照入，并在手指中散射開來，在手指的隆線部分，由于光線會直接打在紅外濾光片202上，故圖像較明亮；反之，若不設(shè)置紅外濾光片202，則由于光線會在空氣中散射開來，故所形成的影像較暗。指紋圖像拍攝裝置303提取投射在紅外濾光片202上的指紋圖像來進行指紋辨識，此種方式受到手指表面的空氣層狀態(tài)影響較小，無論是干指或濕指，皆可獲得清晰的指紋圖像。當進行指靜脈成像時，利用紅外線進入手指內(nèi)部后進行散射的原理，因此直接提取手指內(nèi)部的靜脈信息即可。因此，在同一結(jié)構(gòu)體中同時實現(xiàn)了兩種生物識別方式。

本發(fā)明通過在手指承載臺102下部的紅外濾光片202，可以有效的隔離環(huán)境光，防止環(huán)境光對拍攝指靜脈和指紋圖像的影響。另外，本發(fā)明合理設(shè)置了指靜脈圖像拍攝裝置302和指紋圖像拍攝裝置303的位置，使得所述指靜脈圖像拍攝裝置302位于驗證手指的中上部，所述指紋圖像拍攝裝置303位于驗證手指的頂部，從而可以提高采集的圖像的質(zhì)量，有利于更準確的認證。

此外，本發(fā)明提供的指靜脈圖像拍攝裝置302和指紋圖像拍攝裝置303均處于暗箱盒子203內(nèi)，所述暗箱盒子203位于紅外濾光片202下方。

優(yōu)選的，本發(fā)明采用的指靜脈圖像拍攝裝置302和指紋圖像拍攝裝置303均為CMOS圖像傳感器。

如圖4所示，本發(fā)明提供的指靜脈加指紋混合型身份認證裝置還包括信息處理單元301，其與指靜脈圖像拍攝裝置302和指紋圖像拍攝裝置303連接，用于采集指靜脈圖像和指紋圖像，對圖像進行處理提取指靜脈和指紋特征信息。所述信息處理單元301內(nèi)還包括通信單元，所述指靜脈加指紋混合型身份認證裝置通過所述通信單元與智能設(shè)備400連接，實現(xiàn)信息交換。

優(yōu)選的，所述智能設(shè)備400為個人計算機，但是本發(fā)明不對此作限定，任何可以進行身份認證處理的智能設(shè)備都包括在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。

優(yōu)選的，所述通信單元通過USB接口與智能設(shè)備400連接，并且所述智能設(shè)備400通過所述USB接口為所述指靜脈加指紋混合型身份認證裝置提供工作電源。

在智能設(shè)備400上安裝指靜脈加指紋混合型身份認證裝置的驅(qū)動和管理程序，然后運行管理程序采集注冊認證用戶的指靜脈和指紋信息，并開啟智能設(shè)備400的指靜脈和指紋認證功能；重新啟動智能設(shè)備400后，要求進行指靜脈和指紋身份認證，此時使用指靜脈加指紋混合型身份認證裝置采集認證用戶的指靜脈和指紋信息，認證軟件會自動匹配采集的指靜脈和指紋信息與保存注冊的指靜脈和指紋信息是否一致，如果匹配一致表示認證通過，會自動啟動計算機系統(tǒng)程序。

本發(fā)明還提供了一種指靜脈加指紋混合型身份認證方法，該方法由如上文所述的指靜脈加指紋混合型身份認證裝置執(zhí)行，如圖5-7所示，所述方法包括注冊過程和認證過程。

如圖5所示，所述注冊過程包括以下步驟：

(1)智能設(shè)備通過通信單元向指靜脈加指紋混合型身份認證裝置發(fā)送注冊指令；

(2)信息處理單元控制拍攝裝置(指靜脈圖像拍攝裝置302和指紋圖像拍攝裝置303)拍攝驗證手指的指靜脈和指紋圖片；

(3)信息處理單元提取指靜脈和指紋特征；

(4)信息處理單元通過通信單元向智能設(shè)備發(fā)送注冊結(jié)果信息，所述注冊結(jié)果信息為提取的指靜脈和指紋特征；

(5)所述智能設(shè)備接收并保存注冊結(jié)果信息。

通過以上注冊過程就完成了用戶的注冊，用戶的注冊結(jié)果信息存儲到了智能設(shè)備中，這樣，本發(fā)明所提出的技術(shù)方案在智能設(shè)備中進行指靜脈加指紋身份認證，使其認證準確率更高、適用范圍更廣。

如圖6所示，根據(jù)本發(fā)明一個優(yōu)選實施例的認證過程包括以下步驟：

(6)智能設(shè)備通過通信單元發(fā)送認證指令；

(7)信息處理單元控制拍攝裝置(指靜脈圖像拍攝裝置302和指紋圖像拍攝裝置303)拍攝驗證手指的指靜脈和指紋圖片；

(8)信息處理單元通過通信單元向智能設(shè)備發(fā)送指靜脈和指紋圖片信息；

(9)所述智能設(shè)備接收指靜脈和指紋圖片信息；

(10)智能設(shè)備對接收到的指靜脈和指紋圖片信息進行處理，提取指靜脈和指紋特征信息，并將提取到的指靜脈和指紋特征信息與存儲在智能設(shè)備的所有注冊特征信息進行比對(1：N)；

(11)智能設(shè)備輸出認證結(jié)果。

如圖7所示，根據(jù)本發(fā)明另一個優(yōu)選實施例的認證過程包括以下步驟：

(12)智能設(shè)備通過通信單元發(fā)送認證指令；

(13)信息處理單元控制拍攝裝置(指靜脈圖像拍攝裝置302和指紋圖像拍攝裝置303)拍攝驗證手指的指靜脈和指紋圖片；

(14)信息處理單元通過通信單元向智能設(shè)備發(fā)送指靜脈和指紋圖片信息；

(15)所述智能設(shè)備接收指靜脈和指紋圖片信息；

(16)智能設(shè)備對接收到的指靜脈和指紋圖片信息進行處理，提取指靜脈和指紋特征信息，并將提取到的指靜脈和指紋特征信息與存儲在智能設(shè)備的指定注冊信息特征信息進行比對(1：1)；

(17)智能設(shè)備輸出認證結(jié)果。

由此可見，圖7所示的驗證過程與圖6類似，只不過在比對步驟中，圖7是將提取到的特征信息與指定注冊信息進行1:1的對比。

以上內(nèi)容僅為本發(fā)明的較佳實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實施方式及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。