手指多模态生物特征偏振成像系统设计

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1、第33卷第6期2015年12月中国民航大学学报JoURNALOFCIVILAVIATIONUNIVERSITYOFCHINAV01．33No．6December2015手指多模态生物特征偏振成像系统设计杨金锋，李承尚，史玉坤(中国民航大学天津市智能信号与图像处理重点实验室，天津300300)摘要：获得稳定、清晰的生物特征图像始终是生物特征识别技术需要解决的关键问题。手指多模态生物特征偏振成像系统能够实现手指纹、指静脉、指节纹生物特征的同时采集，并具有如下优点：自动调节指静脉摄像头和指节纹摄像头的位置，使ROI(感兴趣区域

2、)位于采集图像的中心位置；实现多光谱采集时对不同波段光束的顺序控制和量化控制．利用偏振成像原理有效抑制成像噪声。关键词：手指；多模态生物特征；偏振成像；多光谱中图分类号：TP391．41文献标志码：A文章编号：1674—5590(2015)06—0028—04Polarizedimagingsystemformultimodalfinger-featureacquisitionYANG五n-feng，LiCheng-shang，ShiYu—kun(IntelligentS咖以删ImageProcessingKeyLabo

3、fTianjin，CAUC，Tianjin300300，China)Abstract：Howtoobtainstableandclearbiometricimageisalwaysthekeyissueinthefieldofbiometrictechnology．Thepolarizedimagingsystemforfinger—featureacquisitioncancapturefingerprints，finger—veinandfinger—knuckle—printbiometricimagessimul

4、taneouslyandhasfollowingadvantages：a．thissystemcallautomaticallyadjustthelocationsoffingerveinandfinger—knuckle-printcamerastomaketheROI(regionofinterest)atthecenterofimagingplane；b．themuhispeetrallightbeamscanbecontrolledwhenacquiringmultispeetralimage；c．thepola

5、rizedlightcaneffectivelyreduceimagenoise．Keywords：finger；muhimodalfinger-feature；polarizedimaging；muhispeetral近几十年来，生物识别技术日益受到人们的关注，并已成为身份鉴别领域的一个核心方向。以单一生物特征为基础的单模态生物特征识别已得到广泛应用，但是单模态生物识别技术容易受到外界环境以及生物特征受损等内在因素双重影响，在很多应用情况下单模态生物识别技术都不能有效满足身份鉴别的实际需求岬l。以多个生物特征融合为基础

6、的多模态生物识别技术能够弥补单模态生物识别技术的许多不足，因此逐渐受到人们的重视。采集清晰可靠的生物特征图像是生物识别技术需要解决的首要问题。本文提出的是一种利用偏振光成像原理同时采集指纹、指静脉、指节纹三模态特征图像的系统。目前对指纹的研究已比较成熟㈣，应用较为广泛，但指纹特征存在着易损伤、易污染以及易伪造等缺陷。指静脉位于皮下，静脉特征不易受损、污染而且不易复制阳。但静脉特征成像困难，采用传统成像方式无法得到高质量的特征图像。指节纹位于手指背侧，受污染和磨损的概率比较小，而且受关节活动的影响，指节纹也不易伪造㈣。但是

7、指关节的活动以及指关节皮肤的粗糙度会给指节纹特征图像带来较大噪声和类内变化。手指3个模态生物特征各有优缺点，将3个模态融合起来，发挥各模态的优点，规避各自缺点将成为手指生物特征识别的一个重要方向。综合考虑生物组织的多光谱特性和偏振光成像特点，该系统采用以偏振光原理为基础的成像方案。手指多模态生物特征偏振成像系统由采集装置和计算机组成，如图1所示。首先根据指纹、指静脉和指节纹的生理特征，本文设计了采集装置的构架。从三模态特征成像原理设计了成像光路和控制电路。以硬件为基础设计了成像采集软件系统。1采集装置设计如图1所示，采集

8、装置包括：单片机、LED选择电收稿日期：2014—08—30；修回日期：2014—10—10基金项目：国家自然科学基金项目(61379102)作者简介：杨金锋(1971一)，男，河南淮阳人，教授，博士，研究方向为图像处理、生物识别和计算机视觉第33卷第6期杨金锋，李承尚，史玉坤：手指多模态生物特征偏振成像系统设计一2