手指靜脈識(shí)別系統(tǒng)矩形陣列光源特性分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)

朱超平，秦華鋒，劉啟能

(1. 重慶工商大學(xué) 計(jì)算機(jī)科學(xué)與信息工程學(xué)院，重慶 400067; 2.重慶市檢測(cè)控制集成系統(tǒng)工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，重慶 400067)

1 引 言

手指靜脈是人體的生理特征之一，具有唯一性、穩(wěn)定性以及可度量性，還具有天然的防偽性和活體識(shí)別性。由于手指靜脈識(shí)別系統(tǒng)具有采集速度快、非接觸性、準(zhǔn)確度高和安全性高等諸多優(yōu)點(diǎn)，使得手指靜脈識(shí)別技術(shù)迅速成為一種新的生物識(shí)別技術(shù)，具有廣闊的市場(chǎng)的前景和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。手指靜脈圖像質(zhì)量的高低直接影響手指靜脈的識(shí)別效率，如何設(shè)計(jì)一個(gè)高效手指靜脈采集光源十分重要。

手指靜脈的識(shí)別原理是靜脈血管中紅血球上的血紅蛋白失氧后可以吸收波長(zhǎng)范圍為700～1 000 nm 的近紅外光。實(shí)驗(yàn)表明:當(dāng)波長(zhǎng)約為 850 nm 時(shí)，手指靜脈對(duì)近紅外光的吸收特別明顯，而手指中的肌肉組織和骨骼對(duì)該波長(zhǎng)的光波具有很好的透射性，當(dāng)采用該波長(zhǎng)的近紅外光線照射手指時(shí)，手指靜脈血管與周圍肌肉組織對(duì)近紅外光線吸收特性的不同，通過圖像傳感器可以采集手指靜脈血管的造影，從而獲得手指靜脈血管的分布圖像[1,2]。

目前，國(guó)內(nèi)外一些科研機(jī)構(gòu)、高校和企業(yè)在從事手指靜脈理論和應(yīng)用的研究方面已取得了一些成果。Dai Y G等人[3]使用非均勻近紅外光源補(bǔ)償光源亮度，實(shí)現(xiàn)照度均勻，取得一定的作用，但是控制方法復(fù)雜，成本高，影響采集速度；楊金峰等人[4]選取多波段光源，通過控制電路控制光源發(fā)光，進(jìn)行手指靜脈采集，但沒有考慮光源的形狀和光照均勻度問題；……