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基本信息
- 項目名稱：
- 人體手指靜脈身份認(rèn)證系統(tǒng)
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 該項目設(shè)計了一種基于OMAP-L138嵌入式平臺的手指靜脈身份認(rèn)證系統(tǒng)，利用模糊控制算法對采集裝置光源進行分組PWM控制，采用近紅外成像技術(shù)通過對手指靜脈特征成像進行身份認(rèn)證，具有速度快、精度高、性能可靠、信息安全性高等優(yōu)點，能夠準(zhǔn)確地進行身份認(rèn)證。
- 詳細(xì)介紹：
- 手指靜脈身份認(rèn)證系統(tǒng)分為三個模塊：圖像采集模塊、圖像處理與特征提取模塊、存儲和匹配識別模塊。圖像采集模塊主要完成手指靜脈圖像的采集和傳輸任務(wù)，通過質(zhì)量控制來確定這次的采集是否有效，若無效則重新采集；圖像處理與特征提取模塊通過對圖像的增強處理來確定手指的區(qū)域，然后進行圖像的分割，獲取血管模型，之后再進行特征的提取，提取的特征交給存儲模塊和識別模塊來處理；存儲模塊負(fù)責(zé)特征數(shù)據(jù)的存儲，識別的時候負(fù)責(zé)提取相對應(yīng)的數(shù)據(jù)；識別模塊將待識別的特征通過特定的匹配算法與數(shù)據(jù)庫中所存儲的特征信息進行比對，得出認(rèn)證結(jié)果。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 開發(fā)一種基于嵌入式系統(tǒng)的新型生物特征身份認(rèn)證系統(tǒng)——人體手指靜脈身份認(rèn)證系統(tǒng)，有效地解決了傳統(tǒng)生物特征識別技術(shù)領(lǐng)域如指紋識別中存在的識別能力有限、信息安全系數(shù)低等問題。 系統(tǒng)利用人體靜脈中失脫氧份的血紅蛋白對近紅外光線的吸收作用來獲取手指靜脈拓?fù)涮卣鬟M行認(rèn)證。其主要技術(shù)關(guān)鍵在于利用模糊控制算法對采集裝置光源進行分組PWM控制，實現(xiàn)了靜脈圖像的亮度歸一化和手指定位檢測；提出了基于谷形檢測的手指靜脈圖像特征提取算法以及靜脈特征的匹配與分類算法；利用DSP橋技術(shù)實現(xiàn)了基于OMAP-L138的ARM+DSP雙核嵌入式系統(tǒng)的高效運行。 通過對物理與電子信息學(xué)院1268名同學(xué)進行建庫測試（對每人測試30次，共38040次），得到的結(jié)果為：平均建庫時間小于30秒，平均檢測時間小于2秒，拒真率0.0078%，認(rèn)假率0.0%。
科學(xué)性、先進性
- 本作品已申請發(fā)明專利和實用新型專利各1項，其科學(xué)性、先進性和實用性在于： 1．文獻《基于CMOS成像器件的手指靜脈圖像采集方法及裝置》中提出光源亮度調(diào)節(jié)采用恒壓調(diào)節(jié)方式，而本作品提出的前端采集裝置光源控制，其控制算法是根據(jù)亮度歸一化后的結(jié)果對光源進行分組控制的； 2．文獻《基于小波去噪和直方圖模板均衡化的手指靜脈圖像增強》中提出手指靜脈圖像增強算法主要基于小波去噪和直方圖均衡化，而本作品提出了基于谷形檢測的手指靜脈圖像特征提取算法，通過對靜脈圖像進行粗分割，分割出主要的手指靜脈特征；然后把分割出來的靜脈特征作為種子點，利用谷形檢測算法對種子進行生長得到圖像的全部靜脈特征。該算法能有效提取靜脈特征，且具有一定的魯棒性。 3．國外在手指靜脈技術(shù)研究領(lǐng)域已有成型產(chǎn)品，但市場推廣程度不高，國內(nèi)技術(shù)還不成熟；目前國內(nèi)外尚無嵌入式產(chǎn)品發(fā)布。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 無。
作品所處階段
- 中試階段。
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無。
作品可展示的形式
- 實物、產(chǎn)品、現(xiàn)場演示。
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 本系統(tǒng)操作簡單：用戶將手指置于認(rèn)證裝置上，系統(tǒng)自動獲取手指靜脈圖像拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，進行特征數(shù)據(jù)庫建立或身份認(rèn)證。 采用模糊技術(shù)控制紅外光源，有效解決了手指靜脈圖像光照不均而影響識別的難題；結(jié)合靜脈生長的特點，提出一種基于方向算子的改進型NiBlack算法，有效提取手指靜脈特征；采用局部模板匹配融合算法對靜脈特征信息進行準(zhǔn)確分類。 本作品是嵌入式系統(tǒng)，具有體積小巧、方便攜帶、功耗低、成本可控等優(yōu)點，可廣泛應(yīng)用于軍事、銀行、機場、海關(guān)、小區(qū)安保、電子商務(wù)、社會福利保障等個人信息安全領(lǐng)域，其市場潛力大，經(jīng)濟效益可觀。僅以國內(nèi)銀行為例，國內(nèi)銀行網(wǎng)點數(shù)目預(yù)計總數(shù)超過10萬， 若2%的網(wǎng)點安裝該系統(tǒng)（保守估計），可創(chuàng)利潤5,000,000元。
同類課題研究水平概述
- 在國外，日本的日立公司（Hitachi）、富士通（Fujitsu）公司以及索尼公司都在進行手指靜脈身份識別和相應(yīng)產(chǎn)品的研發(fā)，近年來已經(jīng)分別推出了多款基于手指靜脈和手掌靜脈識別技術(shù)的產(chǎn)品，如ATM系統(tǒng)和門禁系統(tǒng)等。日立制作所與日立軟件工程（Software Engineering）聯(lián)合開發(fā)了可與個人電腦連接使用的小型手指靜脈認(rèn)證裝置，于2006年10月12日開始上市，主要應(yīng)用于企業(yè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)中的客戶信息管理及登陸等領(lǐng)域。索尼發(fā)布2009年12月中旬上市過一款全球最小最輕的USB接口手指靜脈識別裝置FVA-U1，搭載高亮度紅外LED光源，搭配1/10英寸CMOS圖像傳感器，整機尺寸70×58×14.5mm，帶 USB接口，支持Windows XP/Vista 32/64bit操作系統(tǒng)。 在國內(nèi)，手指靜脈識別技術(shù)研究起步較晚。在中國民航大學(xué)的天津市智能信號與圖像處理重點實驗室工作的楊金鋒博士曾獲得國家一項自然科學(xué)基金資助，研究內(nèi)容為:手指靜脈識別，這是目前國內(nèi)手指靜脈識別領(lǐng)域第一項獲得國家自然科學(xué)基金資助的研究項目；重慶理工大學(xué)遠(yuǎn)程測控研究所在余成波教授的帶領(lǐng)下，在手指靜脈識別技術(shù)方面也開展了大量的研究，取得了一定的研究成果，在大量實驗基礎(chǔ)上，提出了一套從圖像采集、增強、分割到模式識別的算法，形成一套系統(tǒng)、完整的手指靜脈身份識別理論并出版專著，研制了智能化的前端手指靜脈圖像采集裝置，并成功地研制了基于PC機上的產(chǎn)品。 目前市場上尚未出現(xiàn)基于嵌入式系統(tǒng)的手指靜脈身份認(rèn)證系統(tǒng)。 綜上所述，國內(nèi)外研究情況： （1）國外已有產(chǎn)品發(fā)布，但是成本高，價格昂貴，市場占有率低，無嵌入式產(chǎn)品發(fā)布。 （2）國內(nèi)研究起步晚，技術(shù)還不是非常成熟，市場推廣程度不高，無嵌入式產(chǎn)品發(fā)布。 因此，該項目研制設(shè)計的嵌入式手指靜脈身份認(rèn)證系統(tǒng)具有重要意義和廣闊應(yīng)用前景。
