[发明专利]一种无约束手掌图像采集装置

说明书

技术领域

本发明属于计算机图像采集技术领域，尤其涉及一种生物特征识别系 统专用的无约束手掌图像采集装置。

背景技术

手掌特征，包括指纹、掌纹、掌形等，是生物识别技术(Biometric Identification Technology)的一个重要研究分支。手掌部分的特征具有易用 性高、误认影响因素少、准确性高、安全级别高、长期稳定等特点。因而 指纹识别技术的发展一直以来备受关注，而掌纹和掌形特征识别近年来也 逐渐受到重视。

手掌图像采集是手掌特征识别不可或缺的前提，该领域的研究在近些 年取得了一定的进展，但仍处在初步阶段。当前的手掌图像采集设备多采 用窗口模式(镶嵌图)、定位销定位，优点是掌形特征定位算法简单。然 而这两种方式，前者窗口大小固定，难以适应不同大小的手掌采集；后者 的定位销使用需要用户有专门指导或训练；两者还都存在不能普适左右手 和舒适度欠佳的缺陷。

现有的基于暗箱中扫描仪的改进掌纹采集设备，以挡板代替了定位销 的强限制，适用于左右手，是手掌图像采集的主要应用方法，但此方法仍 未给用户提供较高的自由度，手掌位置大致固定且方向一致，特征提取算 法难度较低；同时，由于在扫描仪平面上进行采集，手掌受到拉伸和压力， 无法避免色斑的产生，因而影响后续的识别过程。

发明内容

(一)要解决的技术问题

针对现有采集方法对用户限制多、适应性和通用性差，手掌提取定位 算法简单、适用性差的缺点和不足，本发明提出了一种无约束手掌图像采 集装置，具有用户手掌放置位置自由度大，采集过程快捷方便、舒适度高， 掌部无拉伸导致的色斑和掌纹变形等优点，顺应掌形采集系统易用化的发 展趋势。同时，本采集装置所采集图像手掌部分完整清晰，较好地反应了 掌形和掌纹的自然状态，适用于后续生物特征识别工作的各种需要的特征 提取。

(二)技术方案

为达到上述目的，本发明提供了一种无约束手掌图像采集装置，用于 不同人群手掌多样性特征的实时采集，该装置包括：

一背景幕05，作为手掌图像采集的背景，避免复杂背景对后续特征提 取的干扰；

一灯泡形设备外壳01，该外壳包括：顶部弧形透明采集区域011，下 部非透明区域012和底座013，待采集图像的手掌掌心向下覆盖在顶部弧 形透明采集区域011的表面；

多个照明光源02，设置于顶部弧形透明采集区域011与下部非透明区 012的交界圆周上，用于对手掌进行照明和补光；

一采集用摄像头03，设置于底座013上，用于对手掌图像进行采集；

一控制存储用PC机04，连接于安装在底座013上的采集用摄像头03， 运行采集监控程序，监视实时采集图像，并存储所采集的手掌图像。

上述方案中，所述背景幕05采用吸收光线材质制成。

上述方案中，所述顶部弧形透明采集区域011呈弧形，符合手掌的自 然形态，用户使用舒适度高，手掌皮肤无紧绷导致的掌纹变形和色斑影响。

上述方案中，所述下部非透明区域012是经过磨砂处理或非透明涂层 处理的，在不阻碍环境光照明的前提下，避免侧面强光源对图像采集的干 扰和反光，提高图像的采集质量。

上述方案中，所述照明光源02为分布在顶部弧形透明采集区域011 与下部非透明区012的交界圆周上的侧光源，以避免反光影响采集图像质 量，光源强度可根据补光需要调节。

上述方案中，所述照明光源02采用LED光源，对称分布于顶部弧形 透明采集区域011与下部非透明区012的交界圆周上，根据使用时环境光 的亮度，控制LED的发光数量，起到有效的补光作用。

上述方案中，所述照明光源02下部以挡板形式进行遮挡，避免光线 直接进入摄像头03，干扰成像质量。

上述方案中，所述采集用摄像头03，可根据对所采集图像的质量需求， 便捷地更换不同精度的采集设备。

上述方案中，所述底座013牢固地固定于实验台上，以卡具实现图像 采集部件摄像头03的便捷更换。

(三)有益效果

本发明提供的这种无约束手掌图像采集装置，具有如下特点：

1)对用户使用过程无约束，不限制用户手掌左右、大小、位置、角 度、手指张合度，用户舒适度高，无需特别训练和指导；