[发明专利]一种指纹和虹膜融合识别装置

说明书

技术领域

本发明公开了一种指纹和虹膜融合识别装置，属于生物特征识别领域。

背景技术

生物特征识别技术是指利用人体生物特征进行身份认证的一种技术。在所有的生物特征中，指纹相对稳定，容易采集和识别，虹膜属于体内生物特征，不会受磨损，老化等影响，且在各种生物特征识别方法中虹膜识别是错误率最低的。

目前的已有的技术中，大部分只是单独针对指纹或虹膜信息进行识别，通过识别结果来判断是否是合法用户，并没有技术方法对此两种生物特征进行融合识别；其次，活体检测是一种判断虹膜识别对象是否为真实人眼的检测技术。目前已有的大部分技术，均未提出准确、有效、髙自适应的活体检测方案，因此给虹膜识别技术带来一定的安全隐患。一种虹膜活体检测方法（200910079803.X）中提出了一种利用机器学习进行活体检测的方法。该方法需要针对不同的设备，对模型进行训练，易用性、准确性较差；另外，虹膜识别过程中用户头部的旋转会对虹膜识别的可靠性造成较大影响，已有的技术并未提出有效的防止用户头部旋转的解决方案；此外，非封闭虹膜采集环境中的自然光对虹膜识别的可靠性也有较大影响，已有的技术并未提出有效的去除自然光的解决方案。

发明内容

本发明公开一种指纹和虹膜融合识别装置，该装置同时提取用户的虹膜和指纹信息，将指纹和虹膜的信息进行融合，作为一个整体统一训练、统一识别。实现了指纹和虹膜双重识别的应用，充分利用这两种生物特征识别技术的优势，有效提高了被保护系统的安全性。

本发明装置通过硬件和软件的结合，解决了虹膜识别过程中的活体检测、防止头部旋转旋转以及去自然光照等问题。

本发明提供指纹和虹膜融合识别装置的技术解决方案如下：

主要由微控制器、红外测距单元、虹膜采集单元、指纹采集单元、灯光反馈单元、红外照明单元、活体检测单元、图像预处理单元、图像识别单元及防止用户头部旋转的光学系统组成；

其中，红外照明单元与微控制器的CTL2控制口相连，为虹膜采集提供红外照明；指纹采集单元的数据输出口与微控制器的Vin1指纹数据输入口相连，用来采集用户的指纹图像，并激活后续的虹膜采集和识别过程；虹膜采集单元的数据输出口与微控制器的Vin2虹膜数据输入口相连，用来采集用户的虹膜图像；红外测距单元的模拟量输出口与微控制器的A/D转换模块的输入口相连，用来测量用户和本装置前置面板之间的距离；灯光反馈单元与微控制器的Vout1输出口相连，使用彩色发光二极管的不同颜色来向用户反馈距离的远近，以视觉反馈方式提醒用户靠近或者远离；活体检测单元与微控制器的CTL1控制口相连，用来改变绿色发光二极管光照强度，并根据不同光照强度下的瞳孔大小来检测人眼的真假；图像预处理单元的数据输入口与微控制器的Vout2数据输出口相连，用来对虹膜图像和指纹数据进行图像预处理运算；图像识别单元的数据输入口与图像预处理单元的数据输出口相连，用来进行特征提取、特征融合和识别比对等运算；图像识别单元的CTL控制口与上位机或者门禁控制系统相连，用来向上位机或者门禁控制系统传输识别结果。

所述的指纹和虹膜融合识别装置，其特征在于：

上述活体检测单元，如图4所示，活体检测单元由不同阻值的定值电阻分别与绿色发光二极管串联组成。进入活体检测阶段后，单片机通过控制口控制不同阻值的电阻在不同的时间接入电路，以改变电流大小，从而在不同的时刻改变发光二极管的光照强度。根据人体生理学知识，人眼在受到不同的光照强度刺激时，瞳孔大小会发生变化。同时人眼对绿色的光线最为敏感。本发明装置即利用这一点，对不同光照强度下的瞳孔大小进行检测，并根据检测结果来判断虹膜识别对象是否为真实人眼。