Биометрическая система формирования 3D изображения поверхности объекта или его частей Российский патент 2018 года по МПК G06K9/00 

Изобретение относится к биометрической идентификации человека, использующей распознавание лица, рук, шеи, ушей и других частей тела человека или животных, как по полученной 3D модели поверхности объекта, так и 3D модели рисунка вен, с использованием искусственного инфракрасного подсвечивания любой части тела, или без искусственного инфракрасного подсвечивания, используя солнечные лучи, например, таких как вен пальцев, ладони, пальцев с ладонью, запястья или тыльной стороны ладони, тыльной стороны пальцев или тыльной стороны ладони и пальцев, разных частей тела человека и животных.

Наиболее близким аналогом являются система и способ управления анонимным биометрическим доступом. Сервер включает в себя базу данных, сохраненную в записей биометрических шаблонов, связанных с неразрушающим лично идентифицируемой информации о индивидуумов, и может быть использовано для регистрации и проверки фаз системы доступа. Во время фазы регистрации, биометрического образца и не лично идентифицирующую информацию для каждого захватываются, и отправляют на сохраняются на сервере. В ходе проверки фазы, биометрический датчик фиксирует запрашивающего индивидуального биометрического шаблона и посылает его на сервер, который сравнивает запрашивающего индивидуального биометрического шаблона для ранее захваченного сохраненных биометрических шаблона. После обнаружения совпадают, идентичность считается верифицируется, и связанного с этим не лично идентифицируемой информации записи доступно для управления доступом. Биометрический датчик может захватывать геометрию кисти руки, отпечатков пальцев, сканирование сетчатки глаза или радужной оболочки подписи, признаки лица, голоса, подпись, палец или глазные вены или ДНК.

Не лично идентифицируемая информация может включать в себя возраст, пол, вес, религию, место пребывания или высоты. (US 20160269411, 15.09.2016 г.). Недостатком данного изобретения является необходимость точного расположения частей тела в определенном положении.

Настоящее изобретение решает задачу качественного формирования изображения 3D поверхности объекта или его частей и, либо совместно с 3D изображением подкожного рисунка вен объекта, либо без 3D изображения подкожного рисунка вен, либо самостоятельное использование 3D изображения подкожного рисунка вен без использования изображения 3D поверхности объекта или его частей.

Данная задача решается за счет биометрической системы формирования 3D изображения поверхности объекта или его частей, состоящей из биометрического датчика, двух CMOS детекторов, включающих линзы, производящие коллимированный луч отраженного от объекта на детекторную матрицу CMOS, вычислительного модуля, инфракрасного фильтра, с помощью которых, при поднесении объекта к биометрическому датчику, или объект, попадая в поле зрения биометрической системы, за счет определенного удаления CMOS датчиков друг от друга на известном расстоянии, формируется 3D изображение объекта, используя эффект Поккельса (Керра), происходит замер расстояния до объекта по двум изображениям от двух CMOS детекторов, замер интенсивности освещенности объекта, отслеживание паразитного фонового излучения и после этого вычислительный модуль в реальном масштабе времени обрабатывает сигналы и передает управляющий сигнал к детекторной матрице CMOS и производит автоматическое сканирование объекта и вывод изображения (фотографии) в электронном виде, определение статичного или движущегося объекта или его частей происходит бесконтактно перед/над биометрическим датчиком или системой на расстоянии от 0,04 до 7000 мм со скоростью, не превышающей 1 м/с, а также формирования изображения поверхности объекта или его частей происходит в 3D виде самостоятельно, либо совместно с 3D изображением подкожного рисунка вен, получаемого с использованием инфракрасного фильтра, либо формирование 3D изображения подкожного рисунка вен самостоятельно без 3D изображения поверхности объекта или его частей с использованием искусственного источника энергии в невидимом инфракрасном спектре, либо использованием естественного солнечного излучения.

Технический результат достигается за счет применения двух CMOS детекторов, обеспечивающих изображение объекта (3D), по которому происходит автоматическое мгновенное определение расстояния до объекта, получение объемной 3D модели поверхности объекта, либо при совместном использовании искусственного инфракрасного излучателя с двумя CMOS детекторами, либо без искусственного, а естественного инфракрасного излучателя получение 3D модели рисунка вен с учетом глубины залегания вен, температуры тела объекта, что позволяет настроить изображение и увеличить качество изображения в несколько раз.

Изобретение осуществляют следующим образом.

Биометрическая система формирования изображения поверхности объекта или его частей в 3D виде самостоятельно, либо совместно с 3D изображением подкожного рисунка вен, получаемого с использованием инфракрасного фильтра, либо формирование 3D изображения подкожного рисунка вен самостоятельно без 3D изображения поверхности объекта или его частей с использованием искусственного источника энергии в невидимом инфракрасном спектре, либо использованием естественного солнечного излучения, включает в себя:

Определение статичного или движущегося объекта или его частей бесконтактно перед/над биометрическим датчиком или системой на расстоянии от 0,04 до 7000 мм со скоростью, не превышающей 1 м/с; сканирование поверхности объекта 3D, или его частей, и/или вен объекта, или вен частей объекта в 3D виде и вывод рисунка в электронном виде.

При сканировании поверхности объекта и/или вен не требуется платформы - подставки, либо внешних датчиков, указывающих на правильное или неправильное расположение объекта и оповещение объекта о правильном или неправильном положении объекта в горизонтальной плоскости или строго фиксированного «правильного» направления по отношению к сканирующему датчику.

При 3D сканировании поверхности объекта и/или вен объекта бесконтактным способом не требуется фиксированное фокусное расстояние до поверхности биометрического датчика или системы, а только примерный диапазон в зависимости от поставленных задач, это от 0,04 до 7000 мм от поверхности датчика.

При сканировании поверхности и/или вен объекта не требуется остановки объекта или фиксации перед датчиком или системой для успешного формирования 3D изображений поверхности и/или рисунка вен.

При поднесении объекта к биометрическому датчику, или объект, попадая в поле зрения биометрической системы, за счет определенного удаления CMOS датчиков друг от друга на известном расстоянии формируется изображение объекта (3D), используя эффект Поккельса (Керра), происходит замер расстояния до объекта по двум изображениям от двух CMOS детекторов, замер интенсивности освещенности объекта, отслеживание паразитного фонового излучения, после этого вычислительный модуль в реальном масштабе времени обрабатывает сигналы и передает управляющий сигнал к детекторной матрице CMOS, производит автоматическое сканирование объекта и вывод изображения (фотографии) в электронном виде.

В диапазоне указанных расстояний объекта от двух детекторов CMOS матрицы CMOS одновременно производят кадры и по двум одновременно снятым изображениям производится вычисление, вычислительный модуль обрабатывает сигнал, определяет рисунок поверхности объекта и/или вен в 3D, учитывая расстояние между общими контрольными точками.

При поднесении объекта к биометрическому датчику, гемоглобин поглощает инфракрасное излучение, а остальные участки тела больше отражают инфракрасное излучение, и в этих местах от объекта отраженное излучение попадает на детекторные матрицы CMOS, параллельно вычислительный модуль обрабатывает сигналы, учитывая разную степень яркости изображений, отсекая паразитные видимые и невидимые лучи в ультрафиолетовой и инфракрасной областях, используя шаблон освещенности для формирования качественного 3D изображения поверхности объекта и/или 3D изображений вен (картинки) объекта.

С помощью камер, настроенных на инфракрасный диапазон сьемки, при искусственной подсветке или естественном освещении устраняются падающие и собственные тени, а также считывается рисунок вен на объектах, объекте или части объекта, так как гемоглобин, который находится в крови человека, поглощает волну 700-1400 нм, сокращая тем самым степень отражения инфракрасного излучения, отображая в дальнейшем на матрицах CMOS цифровых или аналоговых видеокамер, настроенный на прием черный орнамент отображения вен (который получается из-за наименьшего свечения отраженной поверхности). После получения информации с матриц камер она обрабатывается и применяется по назначению идентификации.

Изобретение относится к биометрической идентификации человека. Техническим результатом является повышение качества изображения 3D поверхности объекта или его частей. Система обеспечивает автоматическое сканирование объекта и вывод изображения в электронном виде, причем определение статичного или движущегося объекта или его частей происходит бесконтактно перед/над биометрическим датчиком или системой на расстоянии от 0,04 до 7000 мм со скоростью, не превышающей 1 м/с, а также формирование изображения поверхности объекта или его частей происходит в 3D виде самостоятельно, либо совместно с 3D изображением подкожного рисунка вен, получаемого с использованием ИК-фильтра, либо формирование 3D изображения подкожного рисунка вен самостоятельно без 3D изображения поверхности объекта или его частей с использованием искусственного источника энергии в невидимом инфракрасном спектре, либо использованием естественного солнечного излучения. 2 з.п. ф-лы.

1. Биометрическая система формирования 3D изображения поверхности объекта или его частей, состоящая из биометрического датчика, двух CMOS детекторов, включающих линзы, производящие коллимированный луч отраженного от объекта на детекторную матрицу CMOS, вычислительного модуля, инфракрасного фильтра, с помощью которых при поднесении объекта к биометрическому датчику, или объект попадая в поле зрения биометрической системы, за счет определенного удаления CMOS датчиков друг от друга на известном расстоянии формируется 3D изображение объекта, используя эффект Поккельса (Керра), происходит замер расстояния до объекта по двум изображениям от двух CMOS детекторов, замер интенсивности освещенности объекта, отслеживание паразитного фонового излучения, после этого вычислительный модуль в реальном масштабе времени обрабатывает сигналы и передает управляющий сигнал к детекторной матрице CMOS, производит автоматическое сканирование объекта и вывод изображения (фотографии) в электронном виде, отличающаяся тем, что определение статичного или движущегося объекта или его частей происходит бесконтактно перед/над биометрическим датчиком или системой на расстоянии от 0,04 до 7000 мм со скоростью, не превышающей 1 м/с, а также формирование изображения поверхности объекта или его частей происходит в 3D виде самостоятельно, либо совместно с 3D изображением подкожного рисунка вен, получаемого с использованием ИК-фильтра, либо формирование 3D изображения подкожного рисунка вен самостоятельно без 3D изображения поверхности объекта или его частей с использованием искусственного источника энергии в невидимом инфракрасном спектре, либо использованием естественного солнечного излучения.

2. Биометрическая система формирования 3D изображения поверхности объекта или его частей по п. 1, которая обеспечивает биометрическую систему формирования изображения для записи рисунка вен объекта в 3D виде и, либо совместное, либо независимое формирование изображения 3D поверхности объекта или его частей.

3. Биометрическая система формирования 3D изображения поверхности объекта или его частей по п. 1, в которой формируются изображения вен пальцев, ладони, пальцев с ладонью, запястья или тыльной стороны ладони, тыльной стороны пальцев или тыльной стороны ладони и пальцев, разных частей тела человека и животных.