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BitFlow 图像采集卡应用:紧凑、经济高效的手指皮下指纹成像系统
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时间:2021-07-09 11:10:17

       为了掩饰指纹,犯罪分子约翰·迪林格 (John Dillinger) 让医生切掉他皮肤的外层表皮,并将他的指尖浸入盐酸中。从那以后,想要逃避抓捕的罪犯通常用砂纸磨掉指纹,或用香烟烧掉,并涂上强力胶,致使纹路无法辨认。

指纹成像

       指纹可将犯罪分子的逮捕记录和未决逮捕令联系起来,消除指纹能让其逃脱法网,为案件侦查造成了很大的困难。然而,手指皮肤表面以下约200 ~ 400µm的皮肤层由活细胞组成,统称为“活表皮”或内部指纹。它本质上具有与手指表面相同的纹路。在外部指纹表面下成像的最有前途的识别技术之一是全场光学相干断层扫描 (FF-OCT)。虽然该技术很有成效,但同时既昂贵又笨重。所以,尽管其已被证明可用于生物识别,并且仅限于大型台式系统。

       为了克服这些局限性,PSL研究大学、波兰科学院和挪威理工大学的研究人员开发了一种更紧凑、可移动和低成本的FF-OCT。新设计的系统由两百万像素工业相机、BitFlow Cyton-CXP4 CXP四通道图像采集卡、干涉仪和近红外发光二极管组成。该系统可记录1.7cm×1.7cm的手指皮肤表面下的特征图像,如内部指纹和汗管。采用30cm×30cm×1cm的轻质有机玻璃板覆盖系统顶部,在指纹成像过程中可以用手进行拍摄,以获得更稳定的采集。

       LED照明在850nm处提供900mW的空间非相干光。通过透镜将光放大5倍,从而减小了LED发出的光的发散度。这种设计有助于保留尽可能多的LED光,从而使操作相机接近饱和水平,确保整个样品区域均匀照明。

       研究人员面临的挑战之一是以高分辨率及720 fps的最大速度运行相机,这对相机和计算机之间的数据传输提出了很高的要求。为了解决这个问题,研发人员安装了 BitFlow Cyton-CXP4 图像采集卡——能够以 25 Gb/s 的最大速度传输数据。该传感器由一台 Adventech 微型计算机控制,带有一个专用于 BitFlow图像采集卡的 PCIex16 插槽。通过在两次采集之间每隔50µm步进一个参考反射器,可以在不同深度采集13幅FF-OCT图像,从而获得0µm到600µm范围内的图像。每个图像都在 2116 dpi 的 570 ms内记录,显示了地下指纹和汗管。

BitFlow Cyton-CXP4 图像采集卡

       BitFlow Cyton-CXP4 图像采集卡

       通过对585 名受试者进行测试,测试显示拒识率为 1.38% ,误识率为 0.1%。测试结果支持指纹成像新系统在实际部署中的适用性。

       研究人员发现,新的FF-OCT系统在手指表面严重受损时特别有效,仍可以记录指纹图像。剩余的内部指纹实际上更容易成像,因为大部分散射和吸收表皮层都被去除了。

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