离线式活体滚动指纹采集仪的制作方法
专利名称：离线式活体滚动指纹采集仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于生物特征识别技术领域，尤其涉及一种离线式活体滚动指纹采集 仪。
背景技术：
以前指纹采集是先将被采集人的指纹捺印到纸质的指纹捺印卡上，再用扫描仪将 卡上的指纹图像扫描到计算机进行存储。这种方法工作量大，并且收集到的图像质量也难 以保证。活体指纹采集是解决上述问题的一种较好方法。现有的活体指纹采集仪均需要通过USB或者火线(fire wire)与计算机相连，将 采集到的指纹图像信号实时传输给计算机，然后在计算机上进行前景提取、图像拼接等后 处理。这种活体指纹采集仪的若干缺点在于1.使用环境单一。由于必须要和计算机连接，现有的活体指纹采集仪只能在派 出所、出入境大厅等室内环境使用。在很多需要指纹采集的户外作业环境，如边境口岸、户 籍调查等，由于不具备安装计算机的条件，公安干警无法使用活体指纹采集仪开展相关业 务；2.传输速率受限。由于现有的活体采集仪需要通过USB或者火线进行数据实时数 据传输，其性能会受到数据传输速率的影响，主要包括采集图像的帧率和采集图像的分辨 率。当前的活体指纹采集仪，采集帧率都在15帧/秒左右，如果采集帧率能进一步提高，拼 接出的指纹能有更高的质量；另一方面，目前活体采集仪的图像的分辨率一般在640*640 左右，如果图像分辨率能进一步提高，其包含的指纹细节越多，信息量越大。3.使用不便。现有活体采集仪的使用，需要在计算机上安装相应的软件。在不同 的计算机上使用采集仪，需要多次安装软件。如果计算机的操作系统不同，安装过程会非常 繁琐。
发明内容针对上述指纹采集技术的实际境况和问题，本实用新型提供一种活体滚动指纹采 集仪，以解决指纹采集仪器脱离计算机独立运行进行指纹图像采集、数据高速传输、兼容等 问题。为达到上述目的，本实用新型采取的技术方案是一种离线式活体滚动指纹采集 仪，其特征在于包括外壳、光学指纹采集成像单元、CMOS视频图像获取电路、嵌入式中心 处理主板、存储器、指示灯板、扬声器、通讯电路、外围电路、接口组。外壳，是离线式活体滚动指纹采集仪各部分进行固定，或者部件之间组合、装配， 最终都需要有外壳作为结构依托。有的部件直接安装固定在外壳内，如嵌入式中心处理主 板；CMOS视频图像获取电路、存储器、通讯电路、外围电路、接口组都通过连接于嵌入式中 心处理主板后固定于外壳上；光学采集成像单元、指示灯板、扬声器不只连接于嵌入式中心 处理主板，还和外壳边缘部位固定相连。
3[0010]光学指纹采集成像单元，包括光源、采集棱镜、成像物镜，在光路上依次排列，光源 发出的光经采集棱镜的入射面进入采集棱镜，被采集棱镜采集面的活体指纹的反射光线 一部分由采集棱镜出射面射出，出射棱镜为四棱或多于四面的棱镜。光学指纹采集成像单 元将指纹成像于CMOS视频图像获取电路。CMOS视频图像获取电路，采用CM0S、CCD图像传感器元件，图像传感器元件是将光 学信号转化为数字电信号的元件，即将指纹光学图像信号转换为指纹数字电信号。CMOS视频图像获取电路工作过程概括为光学指纹采集成像单元的形成指纹光 学图像，并投射于图像传感器元件上，图像传感器元件将指纹光学图像转化为指纹数字电信号。嵌入式中心处理主板，是以嵌入式微处理器为核心，自身带有存储器、高速缓存、 多类扩展接口、电源系统的具有高性能运算、处理能力的电路板，它是整个离线式活体滚动 指纹采集仪的运算和处理中心，支持采集仪各环节送来的信号、数据，将运算分析结果和动 作命令送各相对环节显示或执行。存储器，除嵌入式中心处理主板自身带有的存储器外，为了扩大数据容量，增加片 外存储器，与嵌入式中心处理主板相接。是指纹信息采集数据进行本地存储的主要空间。指示灯板，通过指示灯板用灯光的形式提示当前指纹采集的指位、指纹采集状态， 从而及时调整指纹采集对象，按照规范指位，以及多次采集方式进行指纹采集，以获得完 整、高质量指纹图像，通常和扬声器联合使用。扬声器，通过扬声器以声音方式提示指纹采集对象当前指纹采集的指位、采集状 态，方便作出采集指位调整，增加采集次数，以获得更高质量的指纹图像，通常和指示灯板 联合使用。通讯电路，是离线式活体滚动指纹采集仪与其他中心设备或计算机对接的通路， 实现指纹图像数据的传输和共享。特别地，离线式指纹滚动采集仪是单机独立运行，独立 获取指纹图像，并具有分析、处理能力，同时也具备与其他中心设备、计算机等对接，实现指 纹图像数据传输、共享的功能。外围电路，包括电源电路系统，主要有离线式活体滚动指纹采集仪嵌入式中心处 理主板、存储器、光学指纹采集成像单元、CMOS视频图像获取电路等的运行供电需求，同时 还有电源转换电路，连接火线电路；开关电路，用于开启或关闭离线式活体滚动指纹采集仪 的开关电路，还包括重启开关电路，紧急关断电路；键盘电路，指操作控键电路，各控键为离 线式活体滚动指纹采集仪成像、采集、存储、传输、提示等工作过程中的功能控件，包括普通 采集控键、滚动采集控键、拼接指纹控键、查询组合控键、传输控键等；还包括扩展电路，用 于离线式活体滚动指纹采集仪功能扩展，与计算机或其他中心设备对接电路的设计等；显 示电路，用于显示指纹采集过程中指纹图像，显示指纹图像传输过程；其他外围电路，支持 离线式活体滚动指纹采集仪功能扩展的其他电路结构。接口组，包括多种接口，有存储器连接接口电路，键盘接口电路、显示器接口电路、 通讯接口电路等。具体讲，存储器通过存储器接口电路连接到嵌入式中心处理主板；键盘电 路通过键盘接口连接到嵌入式中心处理主板；显示电路通过显示接口连接到嵌入式中心处 理主板；其他中心设备或计算机通过通讯接口连接到离线式活体指纹采集仪；其他接口电 路，其他功能接口电路，支持离线式活体滚动指纹采集仪功能扩展。[0020]从功能上划分，离线式活体滚动指纹采集仪包括指纹光学成像模块、指纹采集模 块、指纹处理模块、数据存储模块、通讯模块、用户交互模块。指纹光学成像模块，主要是指光学指纹采集成像单元结构，顾名思义，将指纹通过 指纹光学成像模块，形成光学指纹图像，该图像送光学图像转换环节进行后续处理。指纹采集模块，是将指纹光学成像模块形成的光学指纹图像进行采集，通过光学 信号转数字信号转换电路，即CCD元件，将前一环节光学信号的指纹信息转换为数字信号 的指纹信息，并送后续处理环节。指纹处理模块，是将已转换为数字信号的指纹信息进行分析处理的模块，主要是 进行指纹大小，方位，以及像素的处理，此外还包括指纹是否完整的判断，在指纹为部分指 纹信息时，进行指纹滚动采集信号的继续处理，即拼接指纹信息，形成一个完整的指纹图像 fn息ο数据存储模块，主要是指存储器电路，将指纹信息处理数据进行本地存储。通讯模块，主要是指通讯电路，建立离线式活体滚动指纹采集仪同其他中心设备 或者计算机的对接，进而将本地存储的指纹信息传输给连接设备，共享采集的指纹数据。离 线式活体滚动指纹采集仪支持USB、LAN、WIFI、3G等多种方式与其他中心设备、计算机对 接，实现指纹图像数据传输、共享。用户交互模块，主要是指采集指纹信息时，同被采集对象的交互环节。尤其在指纹 滚动采集中，一次采集指纹图像不完整时，采用指示灯板或者扬声器提示采集指纹为不完 整指纹，需要进行二次采集，甚至多次采集。该模块与指纹处理模块结合，在指纹滚动采集 时采集到完整或拼接出完整指纹信息。本实用新型的有益效果是一、离线式活体滚动指纹采集仪具有独立运行行，采用嵌入式中心处理器，具有指 纹采集、图像获取、分析处理、本地存储、数据传输共享等功能，可以脱离计算机、其他中心 设备单机运行。二、离线式活体滚动指纹采集仪具有指纹采集、图像获取状态自检功能，及时调整 滚动指纹采集，可进行指纹图像的拼接，从而获得完整的，质量更高的指纹图像信息。三、离线式活体滚动指纹采集仪支持与计算机、其他中心设备的通讯对接，连接方 式灵活多样，可实现指纹图像数据传输和共享。四、离线式活体滚动指纹采集仪支持平面和活体指纹采集。
图1为一种离线式活体滚动指纹采集仪结构组成示意图。图2为一种离线式活体滚动指纹采集仪功能组成示意图。图3为光学指纹采集成像单元组成示意图。图4为外围电路组成示意图。图5为接口组组成示意图。其中，1、一种离线式活体滚动指纹采集仪，1001、外壳，1002、光学指纹采集成像单元，[0040]1003、CMOS视频图像获取电路，1004、嵌入式中心处理主板，1005、存储器，1006、指示灯板，1007、扬声器，1008、通讯电路，1009、外围电路，1010、接 口组，101、指纹光学成像模块，102、指纹采集模块，103、指纹处理模块，104、数据存储模块，105、通讯模块，106、用户交互模块，1021、光源，1022、采集棱镜，1023、成像物镜，1091、电源电路系统，1092、开关电路，1093、键盘电路，1094、显示电路，1095、其他外围电路，1101、存储器连接接口电路，1102、键盘接口电路，1103、显示器接口电路，1104、通讯接口电路，1105、其他接口电路。
具体实施方式
实施例一结合附图对本实用新型进一步描述。附图1所示，一种离线式活体滚动指纹采集仪结构组成示意图。一种离线式活 体滚动指纹采集仪(1)包括外壳(1001)、光学指纹采集成像单元(1002)、CMOS视频图像 获取电路(1003)、嵌入式中心处理主板(1004)、存储器(1005)、指示灯板(1006)、扬声器 (1007)、通讯电路(1008)、外围电路(1009)、接口组(1010)。外壳(1001)，总装离线式活体滚动指纹采集仪⑴各环节，使之成为一个统一体， 便于安装、对接使用。嵌入式中心处理主板(1004)直接安装固定在外壳(1001)内；CMOS视频图像获 取电路(1003)、存储器(1005)、通讯电路(1008)、外围电路(1009)、接口组(1010)都通过连接于嵌入式中心处理主板(1004)后固定于外壳(1001)上；光学指纹采集成像单元 (1002)、指示灯板(1006)、扬声器(1007)不只连接于嵌入式中心处理主板(1004)上，还和 外壳(1001)边缘部位固定相连。附图3所示，光学指纹采集成像单元组成示意图。光学指纹采集成像单元(1002)， 由光源(1021)、采集棱镜(1022)、成像物镜(1023)在光路上依次排列而成，光源(1021)发 出的光经采集棱镜(1022)的入射面进入采集棱镜(1022)，被采集棱镜(1022)采集面的活 体指纹的反射光线一部分，由采集棱镜(1022)出射面射出，出射棱镜为四棱镜。光学指纹 采集成像单元(1002)将指纹成像于CMOS视频图像获取电路(1003)。CMOS视频图像获取电路(1003)，采用CCD图像传感器元件，它是将光学信号转换 为数字电信号的元件，即将指纹光学图像信号转换为指纹数字电信号。CCD元件体积小重 量轻；功耗小，工作电压低，抗冲击与震动，性能稳定，寿命长；灵敏度高，噪声低，动态范围 大；响应速度快，有自扫描功能，图像畸变小，无残像；像素集成度高，尺寸精确，商品化生 产成本低。CMOS视频图像获取电路(1003)工作过程为光学指纹采集成像单元(1002)的形 成指纹光学图像，并投射于CCD传感器元件上，CCD元件将指纹光学图像转化为指纹数字电信号。嵌入式中心处理主板(1004)，是以嵌入式微处理器为核心，自身带有存储器、高速 缓存、多类扩展接口、电源系统的具有高性能运算、处理能力的电路板，它是整个离线式活 体滚动指纹采集仪(1)的运算和处理中心，支持采集仪各环节送来的信号、数据，将运算分 析结果和动作命令送各相对环节显示或执行。存储器(1005)，区别于嵌入式中心处理主板(1004)自身带有的存储器外，它为了 扩大数据容量，增加的片外存储器(1005)，与嵌入式中心处理主板(1004)通过存储器接口 电路(1101)相连，是指纹信息采集数据进行本地存储的主要空间。指示灯板(1006)，通过指示灯板(1006)用灯光的形式提示当前指纹采集的指位、 指纹采集状态，从而及时调整指纹采集对象，按照规范指位，以及多次采集方式进行指纹采 集，以获得完整、高质量指纹图像，通常和扬声器(1007)联合使用。扬声器(1007)，通过扬声器(1007)以声音方式提示指纹采集对象当前指纹采集 的指位、采集状态，方便作出采集指位调整，增加采集次数，以获得更高质量的指纹图像，通 常和指示灯板(1006)联合使用。通讯电路(1008)，是离线式活体滚动指纹采集仪(1)与其他中心设备或计算机对 接的通路，实现指纹图像数据的传输和共享。特别地，离线式指纹滚动采集仪是单机独立 运行，独立获取指纹图像，并具有分析、处理能力，同时也具备与其他中心设备、计算机等对 接，实现指纹图像数据传输、共享的功能。附图4所示，外围电路组成示意图。外围电路(1009)，包括电源电路系统(1091)， 主要有离线式活体滚动指纹采集仪(1)嵌入式中心处理主板(1004)、存储器(1005)、光学 指纹采集成像单元(1002)、CM0S视频图像获取电路(1003)等的运行供电需求，同时还有电 源转换电路，连接火线电路；开关电路(1092)，用于开启或关闭离线式活体滚动指纹采集 仪(1)的开关电路，还包括重启开关电路，紧急关断电路；键盘电路(1093)，指操作控键电 路，各控键为离线式活体滚动指纹采集仪(1)成像、采集、存储、传输、提示等工作过程中的功能控件，包括普通采集控键、滚动采集控键、拼接指纹控键、查询组合控键、传输控键等； 还包括扩展电路，用于离线式活体滚动指纹采集仪(1)功能扩展，与计算机或其他中心设 备对接电路的设计等；显示电路(1094)，用于显示指纹采集过程中指纹图像，显示指纹图 像传输过程；其他外围电路(1094)，支持离线式活体滚动指纹采集仪(1)功能扩展的其他 电路结构。附图5所示，接口组组成示意图。接口组(1010)，包括多种接口，有存储器连接接 口电路(1101)，键盘接口电路(1102)、显示接口电路(1103)、通讯接口电路(1104)、其他 接口电路(1105)等。具体讲，存储器(1005)通过存储器接口电路(1101)连接到嵌入式 中心处理主板(1004)；键盘电路(1093)通过键盘接口(1102)连接到嵌入式中心处理主板 (1004)；显示电路(1094)通过显示接口电路(1103)连接到嵌入式中心处理主板(1004)； 其他中心设备或计算机通过通讯接口电路(1104)连接到离线式活体滚动指纹采集仪(1)； 其他接口电路(1105)，其他功能接口电路，支持离线式活体滚动指纹采集仪(1)功能扩展。附图2所示，一种离线式活体滚动指纹采集仪功能组成示意图。从功能上划分，离 线式活体滚动指纹采集仪(1)包括指纹光学成像模块(101)、指纹采集模块(102)、指纹处 理模块(103)、数据存储模块(104)、通讯模块(105)、用户交互模块(106)。指纹光学成像模块(101)，主要是指光学指纹采集成像单元(1002)结构，顾名思 义，将指纹通过指纹光学成像模块(101)，形成光学指纹图像，该图像送光学图像转换环节 进行后续处理。指纹采集模块(102)，是将指纹光学成像模块(101)形成的光学指纹图像进行采 集，通过光学信号转数字信号转换电路，即CCD元件，将前一环节光学信号的指纹信息转换 为数字信号的指纹信息，并送后续处理环节。指纹处理模块(103)，是将已转换为数字信号的指纹信息进行分析处理的模块，主 要是进行指纹大小，方位，以及像素的处理，此外还包括指纹是否完整的判断，在指纹为部 分指纹信息时，进行指纹滚动采集信号的继续处理，即拼接指纹信息，形成一个完整的指纹 图像信息。数据存储模块(104)，主要是指存储器(1005)电路，将指纹信息处理数据进行本 地存储。通讯模块(105)，主要是指通讯电路(1008)，建立离线式活体滚动指纹采集仪(1) 同其他中心设备或者计算机的对接，进而将本地存储的指纹信息传输给连接设备，共享采 集的指纹数据。离线式活体滚动指纹采集仪(1)支持USB、LAN、WIFI、3G等多种方式与其他 中心设备、计算机对接，实现指纹图像数据传输、共享。用户交互模块(106)，主要是指采集指纹信息时，同被采集对象的交互环节。尤 其在指纹滚动采集中，一次采集指纹图像不完整时，采用指示灯板(1006)或者扬声器 (1007)提示采集指纹为不完整指纹，需要进行二次采集，甚至多次采集。该模块与指纹处理 模块(103)结合，在指纹滚动采集时采集到完整或拼接出完整指纹信息。
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权利要求一种离线式活体滚动指纹采集仪，其特征在于包括外壳、光学指纹采集成像单元、CMOS视频图像获取电路、嵌入式中心处理主板、存储器、指示灯板、扬声器、通讯电路、外围电路、接口组，嵌入式中心处理主板直接固定于外壳内，CMOS视频图像获取电路、存储器、通讯电路、外围电路、接口组都通过连接于嵌入式中心处理主板后固定于外壳上，光学采集成像单元、指示灯板、扬声器不只连接于嵌入式中心处理主板，还和外壳边缘部位固定相连。
2.根据权利要求1所述的一种离线式活体滚动指纹采集仪，其特征在于所述的离线 式活体滚动指纹采集仪包括功能模块有指纹光学成像模块、指纹采集模块、指纹处理模块、 数据存储模块、通讯模块、用户交互模块。
3.根据权利要求1所述的一种离线式活体滚动指纹采集仪，其特征在于所述的光学 指纹采集成像单元包括光源、采集棱镜、成像物镜，采集棱镜为镜面不少于3个的棱镜。
4.根据权利要求1所述的一种离线式活体滚动指纹采集仪，其特征在于所述的CMOS 视频图像获取电路采用CMOS、CCD等图像传感器传感器元件。
5.根据权利要求1所述的一种离线式活体滚动指纹采集仪，其特征在于所述的外围 电路包括电源电路系统、开关电路、键盘电路、显示电路，其他外围电路。
6.根据权利要求1所述的一种离线式活体滚动指纹采集仪，其特征在于所述的接口 组包括存储器连接接口电路，键盘接口电路、显示器接口电路、通讯接口电路，其他接口电 路；存储器通过存储器接口电路连接到嵌入式中心处理主板；键盘电路通过键盘接口连接 到嵌入式中心处理主板；显示电路通过显示接口连接到嵌入式中心处理主板；其他中心设 备或计算机通过通讯接口连接到离线式活体指纹采集仪。
7.根据权利要求1所述的一种离线式活体滚动指纹采集仪，其特征在于所述的离线 式活体滚动指纹采集仪支持平面指纹、活体指纹两种指纹采集。
8.根据权利要求1所述的一种离线式活体滚动指纹采集仪，其特征在于所述的离线 式活体滚动指纹采集仪支持USB、LAN、WIFI.3G等方式与外界进行数据传输通讯。
9.根据权利要求1所述的一种离线式活体滚动指纹采集仪，其特征在于所述的离线 式活体滚动指纹采集仪支持离线式工作，具有两种工作模式是单机运行模式和连接后台中 心设备运行模式。
专利摘要一种离线式活体滚动指纹采集仪，包括外壳、光学指纹成像单元、CMOS视频图像获取电路、嵌入式中心处理主板、指示灯板、扬声器、外围电路、接口组。嵌入式中心处理主板直接固定于外壳内，CMOS视频图像获取电路、存储器、通讯电路、外围电路、接口组都通过连接于嵌入式中心处理主板后固定于外壳上，光学采集成像单元、指示灯板、扬声器不只连接于嵌入式中心处理主板，还和外壳边缘部位固定相连。离线式活体滚动指纹采集仪支持平面指纹、活体指纹两种指纹采集；支持USB、LAN、WIFI、3G等方式与外界进行数据传输通讯。所述离线式活体滚动指纹采集仪可脱离计算机独立采集指纹图像。
文档编号G06K9/20GK201765598SQ20102052148
公开日2011年3月16日 申请日期2010年9月8日 优先权日2010年9月8日
发明者刘晓春, 张进, 肖林兴 申请人:北京海鑫智圣技术有限公司
技术领域：
本实用新型属于生物特征识别技术领域，尤其涉及一种离线式活体滚动指纹采集 仪。
背景技术：
以前指纹采集是先将被采集人的指纹捺印到纸质的指纹捺印卡上，再用扫描仪将 卡上的指纹图像扫描到计算机进行存储。这种方法工作量大，并且收集到的图像质量也难 以保证。活体指纹采集是解决上述问题的一种较好方法。现有的活体指纹采集仪均需要通过USB或者火线(fire wire)与计算机相连，将 采集到的指纹图像信号实时传输给计算机，然后在计算机上进行前景提取、图像拼接等后 处理。这种活体指纹采集仪的若干缺点在于1.使用环境单一。由于必须要和计算机连接，现有的活体指纹采集仪只能在派 出所、出入境大厅等室内环境使用。在很多需要指纹采集的户外作业环境，如边境口岸、户 籍调查等，由于不具备安装计算机的条件，公安干警无法使用活体指纹采集仪开展相关业 务；2.传输速率受限。由于现有的活体采集仪需要通过USB或者火线进行数据实时数 据传输，其性能会受到数据传输速率的影响，主要包括采集图像的帧率和采集图像的分辨 率。当前的活体指纹采集仪，采集帧率都在15帧/秒左右，如果采集帧率能进一步提高，拼 接出的指纹能有更高的质量；另一方面，目前活体采集仪的图像的分辨率一般在640*640 左右，如果图像分辨率能进一步提高，其包含的指纹细节越多，信息量越大。3.使用不便。现有活体采集仪的使用，需要在计算机上安装相应的软件。在不同 的计算机上使用采集仪，需要多次安装软件。如果计算机的操作系统不同，安装过程会非常 繁琐。
发明内容针对上述指纹采集技术的实际境况和问题，本实用新型提供一种活体滚动指纹采 集仪，以解决指纹采集仪器脱离计算机独立运行进行指纹图像采集、数据高速传输、兼容等 问题。为达到上述目的，本实用新型采取的技术方案是一种离线式活体滚动指纹采集 仪，其特征在于包括外壳、光学指纹采集成像单元、CMOS视频图像获取电路、嵌入式中心 处理主板、存储器、指示灯板、扬声器、通讯电路、外围电路、接口组。外壳，是离线式活体滚动指纹采集仪各部分进行固定，或者部件之间组合、装配， 最终都需要有外壳作为结构依托。有的部件直接安装固定在外壳内，如嵌入式中心处理主 板；CMOS视频图像获取电路、存储器、通讯电路、外围电路、接口组都通过连接于嵌入式中 心处理主板后固定于外壳上；光学采集成像单元、指示灯板、扬声器不只连接于嵌入式中心 处理主板，还和外壳边缘部位固定相连。
3[0010]光学指纹采集成像单元，包括光源、采集棱镜、成像物镜，在光路上依次排列，光源 发出的光经采集棱镜的入射面进入采集棱镜，被采集棱镜采集面的活体指纹的反射光线 一部分由采集棱镜出射面射出，出射棱镜为四棱或多于四面的棱镜。光学指纹采集成像单 元将指纹成像于CMOS视频图像获取电路。CMOS视频图像获取电路，采用CM0S、CCD图像传感器元件，图像传感器元件是将光 学信号转化为数字电信号的元件，即将指纹光学图像信号转换为指纹数字电信号。CMOS视频图像获取电路工作过程概括为光学指纹采集成像单元的形成指纹光 学图像，并投射于图像传感器元件上，图像传感器元件将指纹光学图像转化为指纹数字电信号。嵌入式中心处理主板，是以嵌入式微处理器为核心，自身带有存储器、高速缓存、 多类扩展接口、电源系统的具有高性能运算、处理能力的电路板，它是整个离线式活体滚动 指纹采集仪的运算和处理中心，支持采集仪各环节送来的信号、数据，将运算分析结果和动 作命令送各相对环节显示或执行。存储器，除嵌入式中心处理主板自身带有的存储器外，为了扩大数据容量，增加片 外存储器，与嵌入式中心处理主板相接。是指纹信息采集数据进行本地存储的主要空间。指示灯板，通过指示灯板用灯光的形式提示当前指纹采集的指位、指纹采集状态， 从而及时调整指纹采集对象，按照规范指位，以及多次采集方式进行指纹采集，以获得完 整、高质量指纹图像，通常和扬声器联合使用。扬声器，通过扬声器以声音方式提示指纹采集对象当前指纹采集的指位、采集状 态，方便作出采集指位调整，增加采集次数，以获得更高质量的指纹图像，通常和指示灯板 联合使用。通讯电路，是离线式活体滚动指纹采集仪与其他中心设备或计算机对接的通路， 实现指纹图像数据的传输和共享。特别地，离线式指纹滚动采集仪是单机独立运行，独立 获取指纹图像，并具有分析、处理能力，同时也具备与其他中心设备、计算机等对接，实现指 纹图像数据传输、共享的功能。外围电路，包括电源电路系统，主要有离线式活体滚动指纹采集仪嵌入式中心处 理主板、存储器、光学指纹采集成像单元、CMOS视频图像获取电路等的运行供电需求，同时 还有电源转换电路，连接火线电路；开关电路，用于开启或关闭离线式活体滚动指纹采集仪 的开关电路，还包括重启开关电路，紧急关断电路；键盘电路，指操作控键电路，各控键为离 线式活体滚动指纹采集仪成像、采集、存储、传输、提示等工作过程中的功能控件，包括普通 采集控键、滚动采集控键、拼接指纹控键、查询组合控键、传输控键等；还包括扩展电路，用 于离线式活体滚动指纹采集仪功能扩展，与计算机或其他中心设备对接电路的设计等；显 示电路，用于显示指纹采集过程中指纹图像，显示指纹图像传输过程；其他外围电路，支持 离线式活体滚动指纹采集仪功能扩展的其他电路结构。接口组，包括多种接口，有存储器连接接口电路，键盘接口电路、显示器接口电路、 通讯接口电路等。具体讲，存储器通过存储器接口电路连接到嵌入式中心处理主板；键盘电 路通过键盘接口连接到嵌入式中心处理主板；显示电路通过显示接口连接到嵌入式中心处 理主板；其他中心设备或计算机通过通讯接口连接到离线式活体指纹采集仪；其他接口电 路，其他功能接口电路，支持离线式活体滚动指纹采集仪功能扩展。[0020]从功能上划分，离线式活体滚动指纹采集仪包括指纹光学成像模块、指纹采集模 块、指纹处理模块、数据存储模块、通讯模块、用户交互模块。指纹光学成像模块，主要是指光学指纹采集成像单元结构，顾名思义，将指纹通过 指纹光学成像模块，形成光学指纹图像，该图像送光学图像转换环节进行后续处理。指纹采集模块，是将指纹光学成像模块形成的光学指纹图像进行采集，通过光学 信号转数字信号转换电路，即CCD元件，将前一环节光学信号的指纹信息转换为数字信号 的指纹信息，并送后续处理环节。指纹处理模块，是将已转换为数字信号的指纹信息进行分析处理的模块，主要是 进行指纹大小，方位，以及像素的处理，此外还包括指纹是否完整的判断，在指纹为部分指 纹信息时，进行指纹滚动采集信号的继续处理，即拼接指纹信息，形成一个完整的指纹图像 fn息ο数据存储模块，主要是指存储器电路，将指纹信息处理数据进行本地存储。通讯模块，主要是指通讯电路，建立离线式活体滚动指纹采集仪同其他中心设备 或者计算机的对接，进而将本地存储的指纹信息传输给连接设备，共享采集的指纹数据。离 线式活体滚动指纹采集仪支持USB、LAN、WIFI、3G等多种方式与其他中心设备、计算机对 接，实现指纹图像数据传输、共享。用户交互模块，主要是指采集指纹信息时，同被采集对象的交互环节。尤其在指纹 滚动采集中，一次采集指纹图像不完整时，采用指示灯板或者扬声器提示采集指纹为不完 整指纹，需要进行二次采集，甚至多次采集。该模块与指纹处理模块结合，在指纹滚动采集 时采集到完整或拼接出完整指纹信息。本实用新型的有益效果是一、离线式活体滚动指纹采集仪具有独立运行行，采用嵌入式中心处理器，具有指 纹采集、图像获取、分析处理、本地存储、数据传输共享等功能，可以脱离计算机、其他中心 设备单机运行。二、离线式活体滚动指纹采集仪具有指纹采集、图像获取状态自检功能，及时调整 滚动指纹采集，可进行指纹图像的拼接，从而获得完整的，质量更高的指纹图像信息。三、离线式活体滚动指纹采集仪支持与计算机、其他中心设备的通讯对接，连接方 式灵活多样，可实现指纹图像数据传输和共享。四、离线式活体滚动指纹采集仪支持平面和活体指纹采集。
图1为一种离线式活体滚动指纹采集仪结构组成示意图。图2为一种离线式活体滚动指纹采集仪功能组成示意图。图3为光学指纹采集成像单元组成示意图。图4为外围电路组成示意图。图5为接口组组成示意图。其中，1、一种离线式活体滚动指纹采集仪，1001、外壳，1002、光学指纹采集成像单元，[0040]1003、CMOS视频图像获取电路，1004、嵌入式中心处理主板，1005、存储器，1006、指示灯板，1007、扬声器，1008、通讯电路，1009、外围电路，1010、接 口组，101、指纹光学成像模块，102、指纹采集模块，103、指纹处理模块，104、数据存储模块，105、通讯模块，106、用户交互模块，1021、光源，1022、采集棱镜，1023、成像物镜，1091、电源电路系统，1092、开关电路，1093、键盘电路，1094、显示电路，1095、其他外围电路，1101、存储器连接接口电路，1102、键盘接口电路，1103、显示器接口电路，1104、通讯接口电路，1105、其他接口电路。
具体实施方式
实施例一结合附图对本实用新型进一步描述。附图1所示，一种离线式活体滚动指纹采集仪结构组成示意图。一种离线式活 体滚动指纹采集仪(1)包括外壳(1001)、光学指纹采集成像单元(1002)、CMOS视频图像 获取电路(1003)、嵌入式中心处理主板(1004)、存储器(1005)、指示灯板(1006)、扬声器 (1007)、通讯电路(1008)、外围电路(1009)、接口组(1010)。外壳(1001)，总装离线式活体滚动指纹采集仪⑴各环节，使之成为一个统一体， 便于安装、对接使用。嵌入式中心处理主板(1004)直接安装固定在外壳(1001)内；CMOS视频图像获 取电路(1003)、存储器(1005)、通讯电路(1008)、外围电路(1009)、接口组(1010)都通过连接于嵌入式中心处理主板(1004)后固定于外壳(1001)上；光学指纹采集成像单元 (1002)、指示灯板(1006)、扬声器(1007)不只连接于嵌入式中心处理主板(1004)上，还和 外壳(1001)边缘部位固定相连。附图3所示，光学指纹采集成像单元组成示意图。光学指纹采集成像单元(1002)， 由光源(1021)、采集棱镜(1022)、成像物镜(1023)在光路上依次排列而成，光源(1021)发 出的光经采集棱镜(1022)的入射面进入采集棱镜(1022)，被采集棱镜(1022)采集面的活 体指纹的反射光线一部分，由采集棱镜(1022)出射面射出，出射棱镜为四棱镜。光学指纹 采集成像单元(1002)将指纹成像于CMOS视频图像获取电路(1003)。CMOS视频图像获取电路(1003)，采用CCD图像传感器元件，它是将光学信号转换 为数字电信号的元件，即将指纹光学图像信号转换为指纹数字电信号。CCD元件体积小重 量轻；功耗小，工作电压低，抗冲击与震动，性能稳定，寿命长；灵敏度高，噪声低，动态范围 大；响应速度快，有自扫描功能，图像畸变小，无残像；像素集成度高，尺寸精确，商品化生 产成本低。CMOS视频图像获取电路(1003)工作过程为光学指纹采集成像单元(1002)的形 成指纹光学图像，并投射于CCD传感器元件上，CCD元件将指纹光学图像转化为指纹数字电信号。嵌入式中心处理主板(1004)，是以嵌入式微处理器为核心，自身带有存储器、高速 缓存、多类扩展接口、电源系统的具有高性能运算、处理能力的电路板，它是整个离线式活 体滚动指纹采集仪(1)的运算和处理中心，支持采集仪各环节送来的信号、数据，将运算分 析结果和动作命令送各相对环节显示或执行。存储器(1005)，区别于嵌入式中心处理主板(1004)自身带有的存储器外，它为了 扩大数据容量，增加的片外存储器(1005)，与嵌入式中心处理主板(1004)通过存储器接口 电路(1101)相连，是指纹信息采集数据进行本地存储的主要空间。指示灯板(1006)，通过指示灯板(1006)用灯光的形式提示当前指纹采集的指位、 指纹采集状态，从而及时调整指纹采集对象，按照规范指位，以及多次采集方式进行指纹采 集，以获得完整、高质量指纹图像，通常和扬声器(1007)联合使用。扬声器(1007)，通过扬声器(1007)以声音方式提示指纹采集对象当前指纹采集 的指位、采集状态，方便作出采集指位调整，增加采集次数，以获得更高质量的指纹图像，通 常和指示灯板(1006)联合使用。通讯电路(1008)，是离线式活体滚动指纹采集仪(1)与其他中心设备或计算机对 接的通路，实现指纹图像数据的传输和共享。特别地，离线式指纹滚动采集仪是单机独立 运行，独立获取指纹图像，并具有分析、处理能力，同时也具备与其他中心设备、计算机等对 接，实现指纹图像数据传输、共享的功能。附图4所示，外围电路组成示意图。外围电路(1009)，包括电源电路系统(1091)， 主要有离线式活体滚动指纹采集仪(1)嵌入式中心处理主板(1004)、存储器(1005)、光学 指纹采集成像单元(1002)、CM0S视频图像获取电路(1003)等的运行供电需求，同时还有电 源转换电路，连接火线电路；开关电路(1092)，用于开启或关闭离线式活体滚动指纹采集 仪(1)的开关电路，还包括重启开关电路，紧急关断电路；键盘电路(1093)，指操作控键电 路，各控键为离线式活体滚动指纹采集仪(1)成像、采集、存储、传输、提示等工作过程中的功能控件，包括普通采集控键、滚动采集控键、拼接指纹控键、查询组合控键、传输控键等； 还包括扩展电路，用于离线式活体滚动指纹采集仪(1)功能扩展，与计算机或其他中心设 备对接电路的设计等；显示电路(1094)，用于显示指纹采集过程中指纹图像，显示指纹图 像传输过程；其他外围电路(1094)，支持离线式活体滚动指纹采集仪(1)功能扩展的其他 电路结构。附图5所示，接口组组成示意图。接口组(1010)，包括多种接口，有存储器连接接 口电路(1101)，键盘接口电路(1102)、显示接口电路(1103)、通讯接口电路(1104)、其他 接口电路(1105)等。具体讲，存储器(1005)通过存储器接口电路(1101)连接到嵌入式 中心处理主板(1004)；键盘电路(1093)通过键盘接口(1102)连接到嵌入式中心处理主板 (1004)；显示电路(1094)通过显示接口电路(1103)连接到嵌入式中心处理主板(1004)； 其他中心设备或计算机通过通讯接口电路(1104)连接到离线式活体滚动指纹采集仪(1)； 其他接口电路(1105)，其他功能接口电路，支持离线式活体滚动指纹采集仪(1)功能扩展。附图2所示，一种离线式活体滚动指纹采集仪功能组成示意图。从功能上划分，离 线式活体滚动指纹采集仪(1)包括指纹光学成像模块(101)、指纹采集模块(102)、指纹处 理模块(103)、数据存储模块(104)、通讯模块(105)、用户交互模块(106)。指纹光学成像模块(101)，主要是指光学指纹采集成像单元(1002)结构，顾名思 义，将指纹通过指纹光学成像模块(101)，形成光学指纹图像，该图像送光学图像转换环节 进行后续处理。指纹采集模块(102)，是将指纹光学成像模块(101)形成的光学指纹图像进行采 集，通过光学信号转数字信号转换电路，即CCD元件，将前一环节光学信号的指纹信息转换 为数字信号的指纹信息，并送后续处理环节。指纹处理模块(103)，是将已转换为数字信号的指纹信息进行分析处理的模块，主 要是进行指纹大小，方位，以及像素的处理，此外还包括指纹是否完整的判断，在指纹为部 分指纹信息时，进行指纹滚动采集信号的继续处理，即拼接指纹信息，形成一个完整的指纹 图像信息。数据存储模块(104)，主要是指存储器(1005)电路，将指纹信息处理数据进行本 地存储。通讯模块(105)，主要是指通讯电路(1008)，建立离线式活体滚动指纹采集仪(1) 同其他中心设备或者计算机的对接，进而将本地存储的指纹信息传输给连接设备，共享采 集的指纹数据。离线式活体滚动指纹采集仪(1)支持USB、LAN、WIFI、3G等多种方式与其他 中心设备、计算机对接，实现指纹图像数据传输、共享。用户交互模块(106)，主要是指采集指纹信息时，同被采集对象的交互环节。尤 其在指纹滚动采集中，一次采集指纹图像不完整时，采用指示灯板(1006)或者扬声器 (1007)提示采集指纹为不完整指纹，需要进行二次采集，甚至多次采集。该模块与指纹处理 模块(103)结合，在指纹滚动采集时采集到完整或拼接出完整指纹信息。
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权利要求一种离线式活体滚动指纹采集仪，其特征在于包括外壳、光学指纹采集成像单元、CMOS视频图像获取电路、嵌入式中心处理主板、存储器、指示灯板、扬声器、通讯电路、外围电路、接口组，嵌入式中心处理主板直接固定于外壳内，CMOS视频图像获取电路、存储器、通讯电路、外围电路、接口组都通过连接于嵌入式中心处理主板后固定于外壳上，光学采集成像单元、指示灯板、扬声器不只连接于嵌入式中心处理主板，还和外壳边缘部位固定相连。
2.根据权利要求1所述的一种离线式活体滚动指纹采集仪，其特征在于所述的离线 式活体滚动指纹采集仪包括功能模块有指纹光学成像模块、指纹采集模块、指纹处理模块、 数据存储模块、通讯模块、用户交互模块。
3.根据权利要求1所述的一种离线式活体滚动指纹采集仪，其特征在于所述的光学 指纹采集成像单元包括光源、采集棱镜、成像物镜，采集棱镜为镜面不少于3个的棱镜。
4.根据权利要求1所述的一种离线式活体滚动指纹采集仪，其特征在于所述的CMOS 视频图像获取电路采用CMOS、CCD等图像传感器传感器元件。
5.根据权利要求1所述的一种离线式活体滚动指纹采集仪，其特征在于所述的外围 电路包括电源电路系统、开关电路、键盘电路、显示电路，其他外围电路。
6.根据权利要求1所述的一种离线式活体滚动指纹采集仪，其特征在于所述的接口 组包括存储器连接接口电路，键盘接口电路、显示器接口电路、通讯接口电路，其他接口电 路；存储器通过存储器接口电路连接到嵌入式中心处理主板；键盘电路通过键盘接口连接 到嵌入式中心处理主板；显示电路通过显示接口连接到嵌入式中心处理主板；其他中心设 备或计算机通过通讯接口连接到离线式活体指纹采集仪。
7.根据权利要求1所述的一种离线式活体滚动指纹采集仪，其特征在于所述的离线 式活体滚动指纹采集仪支持平面指纹、活体指纹两种指纹采集。
8.根据权利要求1所述的一种离线式活体滚动指纹采集仪，其特征在于所述的离线 式活体滚动指纹采集仪支持USB、LAN、WIFI.3G等方式与外界进行数据传输通讯。
9.根据权利要求1所述的一种离线式活体滚动指纹采集仪，其特征在于所述的离线 式活体滚动指纹采集仪支持离线式工作，具有两种工作模式是单机运行模式和连接后台中 心设备运行模式。
专利摘要一种离线式活体滚动指纹采集仪，包括外壳、光学指纹成像单元、CMOS视频图像获取电路、嵌入式中心处理主板、指示灯板、扬声器、外围电路、接口组。嵌入式中心处理主板直接固定于外壳内，CMOS视频图像获取电路、存储器、通讯电路、外围电路、接口组都通过连接于嵌入式中心处理主板后固定于外壳上，光学采集成像单元、指示灯板、扬声器不只连接于嵌入式中心处理主板，还和外壳边缘部位固定相连。离线式活体滚动指纹采集仪支持平面指纹、活体指纹两种指纹采集；支持USB、LAN、WIFI、3G等方式与外界进行数据传输通讯。所述离线式活体滚动指纹采集仪可脱离计算机独立采集指纹图像。
文档编号G06K9/20GK201765598SQ20102052148
公开日2011年3月16日 申请日期2010年9月8日 优先权日2010年9月8日
发明者刘晓春, 张进, 肖林兴 申请人:北京海鑫智圣技术有限公司
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