專利名稱：一種獲取紅外信號的加密裝置和方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種獲取紅外信號的加密裝置及方法，尤其涉及一種利用紅外線技術(shù) 的獲取生物特征圖像的加密裝置及方法。
背景技術(shù)：
在目前生物特征、提取以及識別產(chǎn)品的應用中，在圖像采集時， 一般均采用自然 光或照明光，而光照的變化對生物識別性能的影響很大。另外，在外界環(huán)境光照不變 的情況下，如待識別的生物特征處于不同的位置，譬如順光、逆光，偏光位置，或在 外界環(huán)境光照變化的情況下，則在成像上生物特征的灰度分布都會存在較大差異，這 樣的差異會給識別性能帶來較大影響，至少目前生物特征的識別算法還不能完全解決 受光照的影響。
此外，互聯(lián)網(wǎng)興起的身份認證方式中所采取的生物特征識別認證方式，在當前木 馬病毒橫行、殺毒軟件效果不佳的情況下，認證的安全性非常差。不論是從機器的內(nèi) 存中或者是網(wǎng)絡傳輸過程中，人們幾乎都能夠截取到固定明文口令，因此用戶數(shù)據(jù)的 安全性得不到任何保障。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，將生物特征紅外識別技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的 安全加密傳輸相結(jié)合，解決了上述生物特征識別及網(wǎng)絡傳輸方式中存在的問題，為互 聯(lián)網(wǎng)生物特征認證的準確性和安全性提供了保障。
本發(fā)明提供了一種獲取紅外信號的裝置，其包括紅外信號攝取組件、紅外信號膜 片，其中紅外信號膜片位于所述信號攝取組件的前端，用于濾除紅外信號波段以外的 波段信號，從而由信號攝取組件獲取經(jīng)過濾后的紅外信號。
本發(fā)明優(yōu)選該裝置還包括紅外信號主動信號源，紅外信號主動信號源位于不遮擋 信號攝取組件的位置，用于發(fā)射信號至位于信號攝取組件前方的事物。 本發(fā)明優(yōu)選該紅外信號主動信號源為紅外線發(fā)光二極管。
本發(fā)明優(yōu)選所述紅外信號的中心波長為800nin-1000nm中的任何一點，光譜半寬為 40nm。
本發(fā)明優(yōu)選該裝置還包括加密組件，其對攝入紅外信號進行加密。 本發(fā)明優(yōu)選該紅外信號攝取裝置是攝像頭。 本發(fā)明優(yōu)選該裝置用于生物特征識別和/或手語識別。 本發(fā)明優(yōu)選該裝置用于人臉識別。
本發(fā)明還提供了一種利用上述裝置獲取紅外信號的方法。
因為本發(fā)明采用的作為主動信號源的紅外線發(fā)光二極管在人臉等生物特征部位所 產(chǎn)生的成像能量遠遠大于環(huán)境光源所產(chǎn)生的成像能量，在有外界自然光干擾的情況下， 逆光和偏光情況背景中有少許自然光中的紅外波段干擾，但其干擾遠遠小于紅外線發(fā) 光二極管能量，而順光情況跟晚上情況一樣背景基本沒有自然光的干擾，人臉等生物 特征成像完全依賴于紅外線發(fā)光二極管。這樣不論在各種外界光照影響下，利用該發(fā) 明方法獲得人臉等生物特征圖像始終較穩(wěn)定。
此外，由于在獲取圖像裝置中集成了加密組件，從而保證在將圖像網(wǎng)絡傳輸以前 就進行加密，以確保接下來對圖像進行應用的安全性。


圖1為本發(fā)明的裝置獲取包括紅外信號和/或加密的流程示意圖。其中DSP通過 PPI—1/PPI—2總線獲取兩個CMOS的圖像數(shù)據(jù)；DSP通過I2C_1/I2C—2總線控制兩個 CMOS; DSP通過SPI總線完成與Encryption IC的數(shù)據(jù)交換；DSP通過Extend Bus實 現(xiàn)與SDR雇、FPGA、 USB IC的通信和控制；USB 2. 0為設備與PC接口的總線。此外CM0SJ負責標準圖像的采集；CM0S—2負責紅外圖像的采集；DSP負責圖像處 理、壓縮、PC數(shù)據(jù)分析、執(zhí)行并建立起PC與Encryption IC互交的橋；Encryption IC 負責數(shù)據(jù)加密解密處理，數(shù)據(jù)簽名，認證數(shù)據(jù)保存；SDRAM負責大量數(shù)據(jù)的保存；FPGA 負責部分的圖形計算，USB IC負責USB總線物理層、協(xié)議層解析，構(gòu)筑。
具體實施例方式
下面通過附圖來進一步舉例說明本發(fā)明的具體實施方式
。 首先介紹本發(fā)明裝置的基本特性如下
1. 支持Windows, Linux等常見操作系統(tǒng)
2. 支持USB 2. 0高速，向下兼容USB 1. 1
3. 支持USB 2.0高速、VGA模式下，30幀/秒采樣
4. 支持USB 1.1、 VGA模式下，10幀/秒采樣
5. 采用了ADI BLackfin 561 DSP做為圖像處理單元。
6. 采用了國產(chǎn)北京宏思公司的SSX14做為加密處理單元。
7. 采用了NXP公司的ISP 1582做為USB接口。
8. 采用了 0V7670做為圖像采集接口。
9. 整體設備實現(xiàn)了，在QVGA下，最大30幀/秒視頻流采樣，并在此模式下，能 提取視頻流中任意一副圖像的數(shù)字簽名，確保采集圖像在傳輸過程安全性、可靠性。 能對任意長度的數(shù)據(jù)進行加密、簽名，其計算過程完全在硬件中進行，確保了數(shù)據(jù)的 安全、可靠。
10. 在圖像采集上，采用了 850rai光源補光，過濾外界不可測光源對圖像采集的 影響，增強圖像顯示效果。
11. 在結(jié)構(gòu)設計上采用，遮光設計，保證的850nm光源不會對CMOS產(chǎn)生影響。
此外芯片型號如下
CMOS: OmniVision 0V7670—CSP2 DSP: ADI ADSP-BF561SKBCZ FPGA: ACTEL A3P125QV100
SDRAM: MIRCROM MT48LC8M16A2/MT48LC4M16A2/ HYNIX HY57V281620/HY57V641620 USB IC: NXP ISP1582 Encryption IC: HSEC SSX14-U
本發(fā)明裝置主要包括攝像頭、紅外信號膜片、紅外線發(fā)光二極管以及加密組件四 個部分。其中紅外線發(fā)光二極管作為主動信號源向人臉投射紅外線信號，它位于攝像
頭的上方，而紅外信號膜片用于過濾來自人臉的光線，它可以粘貼在攝像頭的鏡頭的 前面。
在本發(fā)明具體實施過程中，首先根據(jù)光譜曲線選擇中心波長為800nm-1000咖之 間，比如940nm,光譜半寬為40mn的膜片作為紅外信號膜片；然后選擇作為主動信號 源的紅外線發(fā)光二極管，要求其中心波長也為800nm-lOOOnm之間，比如940nm，光譜 半寬也為40nra。上述規(guī)格的紅外信號膜片和紅外發(fā)光二極管，其成像能量最大。
首先利用紅外發(fā)光二極管作為照射光源，照射在人臉上，然后在光線反射到攝像 頭之前利用紅外信號膜片對該光線進行過濾，主要過濾除了紅外線主動光源波段以外 的來自自然光或外界光源的其它波段光線，最后再由攝像頭獲取人臉圖像。下面參見 附圖1說明進一步將所述的圖像傳送到下述電子計算處理設備中進行人臉圖像的存儲 和/或加密以待識別認證。
A.標準圖像的存儲
CM0S_1采集標準圖像，圖像數(shù)據(jù)經(jīng)過PPI—1到DSP，經(jīng)DSP壓縮，數(shù)據(jù)通過Extend Bus傳輸給USB IC, USB IC使用USB 2. 0總線傳輸?shù)絇C的Extend Bus Driver,再由 Extend Bus Driver分發(fā)給CAMERA Driver,最后應用程序?qū)D像呈現(xiàn)給用戶。
B.紅外圖像的認證過程
1. CMOS—2采集紅外圖像，圖像數(shù)據(jù)經(jīng)過PPI_2到DSP，經(jīng)DSP壓縮，數(shù)據(jù)通過 Extend Bus傳輸給USB IC,并同時通過Extend Bus寫入SDRAM保存，USB IC使用USB 2. 0總線傳輸?shù)絇C的Extend Bus Driver,再由Extend Bus Driver分發(fā)給Special Driver,最后通過應用程序傳輸給服務器。
2. 當需要驗證時，DSP將SDRAM中的壓縮數(shù)據(jù)，通過SPI傳給Encryption IC,經(jīng) Encryption IC簽名，回傳給DSP, DSP再經(jīng)過USB IC上傳給PC, PC驅(qū)動通過應用程 序，回給服務器。
3. 當需要加密時，應用程序數(shù)據(jù)通過驅(qū)動到USB IC,DSP讀取USB IC中的數(shù)據(jù)， 傳給Encryption IC，經(jīng)Encryption IC加密，返回給DSP， DSP將數(shù)據(jù)寫入USB IC， USB IC通過driver返回給應用程序。
一般在有外界自然光干擾的情況下，逆光和偏光情況背景中有少許自然光中的紅 外波段干擾，但其干擾遠遠小于紅外發(fā)光二極管能量，而順光情況(對著室內(nèi))跟晚上 情況一樣背景基本沒有自然光的干擾，人臉成像完全依賴于紅外發(fā)光二極管。
這樣不論在各種外界光照影響下，利用該發(fā)明獲得人臉圖片始終較穩(wěn)定，從而有 利于后續(xù)的圖像存儲、加密以及識別應用。
以上所述的具體實施方式
只是對本發(fā)明結(jié)構(gòu)的一種具體舉例，但本發(fā)明的保護范 圍并不局限于此，任何熟悉該技術(shù)的人在形式或細節(jié)上對其作各種各樣的變化或替換， 都不影響本發(fā)明的實質(zhì)與精神，都應該涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種獲取紅外信號的裝置，其包括紅外信號攝取組件、紅外信號膜片，其中紅外信號膜片位于所述信號攝取組件的前端，用于濾除紅外信號波段以外的波段信號，從而由信號攝取組件獲取經(jīng)過濾后的紅外信號。
2、 如權(quán)利要求l的獲取紅外信號的裝置，其還包括紅外信號主動信號 源，紅外信號主動信號源位于不遮擋信號攝取組件的位置，用于發(fā)射信號 至位于信號攝取組件前方的事物。
3、 如權(quán)利要求2的獲取紅外信號的裝置，其中紅外信號主動信號源為紅外線發(fā)光二極管。
4、 如權(quán)利要求1一3任一的獲取紅外信號的裝置，其中紅外信號的中 心波長為800nm-lOOOmn中的任何一點，光譜半寬為40nm。
5、 如權(quán)利要求1一4任一的獲取紅外信號的裝置，其還包括加密組件，該加密組件對攝入紅外信號進行加密。
6、 如權(quán)利要求1一5任一的獲取紅外信號的裝置，其中該紅外信號攝取裝置是攝像頭。
7、 如權(quán)利要求1一6任一的獲取紅外信號的裝置用于生物特征識別和/ 或手語識別的用途。
8、 如權(quán)利要求7的獲取紅外信號的裝置，其用于人臉識別的用途。
9、 利用權(quán)利要求1-8任一的獲取紅外信號的裝置獲取紅外信號的方法。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種獲取紅外信號的裝置，其包括紅外信號攝取組件、紅外信號膜片，其中紅外信號膜片位于所述信號攝取組件的前端，用于濾除紅外信號波段以外的波段信號，從而由信號攝取組件獲取經(jīng)過濾后的紅外信號。
文檔編號G06K9/00GK101354744SQ200810097528
公開日2009年1月28日 申請日期2008年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月12日
發(fā)明者林格靈, 潤 鄧 申請人:林格靈;鄧 潤