S1.原始图像采集步骤:图像采集器围绕手指进旋转，在旋转过程中采集手指的原始特征图像，直到完成手指360度的原始特征图像采集，该原始特征图像包括指纹图像、表皮静脉图像和透视静脉图像，并将原始特征图像存储到第一加密储存芯片的临时缓冲区。
[0027]图像采集器每次围绕手指旋转一定角度，直到完成手指360度的原始特征图像采集，图像采集器每旋转一次便采集一次手指的特征图像。
[0028]S2.原始图像预处理步骤:与第一加密储存芯片绑定的数字信号处理器访问该第一加密储存芯片的临时缓冲区，对原始特征图像依次进行滤波、图像二值化和细化(定位特征点，特征点包括端点和分叉点)处理；然后，微处理器对第一加密存储芯片的临时缓冲区的原始特征图像与注册时留在第一加密存储芯片的临时缓冲区的原始特征图像进行对比验证，当验证成功时，将第一加密存储芯片的临时缓冲区的原始特征图像转存到第一加密存储芯片的加密数据区，直到将手指的原始特征图像采集完毕。
[0029]步骤S2中，当验证失败时，微处理器为验证失败的原始特征图像加上时间戳，并将该原始特征图像转存到第二存储芯片的临时数据区；在一定时间范围内(该时间范围可以根据需要自行设定)，微处理器检测到第二存储芯片的临时数据区存储的同一生物的原始特征图像的数量超过阈值时进行报警处理；当临时存储区的存储到原始图像的数量超过阈值时进行报警。所述报警的方式包括声音报警或文本报警或光报警中的一种或多种。
[0030]步骤S2中，当原始特征图像采集未全部完成时，若发生验证失败，微处理器将存储于第一加密存储芯片的加密数据区的原始特征图像彻底删除。
[0031]S3.原始图像验证步骤:微处理器将经过数字信号处理器预处理的原始特征图像与注册时留在第一加密存储芯片的加密数据区的原始特征图像进行对比验证，当验证成功时，从经过数字信号处理器预处理的原始特征图像中提取特征数据，该特征数据包括指纹特征数据、表皮静脉特征数和透视静脉特征数据，然后对特征数据进行加密，并将加密后的特征数据存储至加密数据临时存储区。
[0032]S4.手指活体验证步骤:当原始图像验证成功后，微处理器将存储在加密数据临时存储区的特征数据耦合成待验证三维特征数据，并将该待验证三维特征数据与存储在加密存储区的注册三维特征数据进行对比验证，当验证成功时，判断手指为活体，微处理器发出开锁信号。
[0033]步骤S4包括以下子步骤: 541.微处理器将存储在加密数据临时存储区的特征数据采用3D数据拟合算法进行拟合，得到待验证三维特征数据；
542.获取待验证三维特征数据中指纹中心点与所有静脉的相对位置，并将该相对位置与注册三维特征数据中指纹中心点与所有静脉的相对位置进行对比验证，当两者一致时，则验证成功，判断手指为活体；
[0034]步骤S4和步骤S5之间还包括密码验证步骤:当密码验证成功后，微处理器将开锁信号发送至电子锁。
[0035]下面以一个例子对3D数据拟合算法作进一步的说明，该例子并不作为对本发明中3D数据拟合算法的限定，如图5所示，本例中采用16位计数(16进制微处理器)，图3中
1、2位表示分层(01表示指纹图像层，10表示表皮静脉图像层，11表示透视静脉图像层)；3?7位表示图像灰度等级(31表示纯黑，0表示白色)，8?12位表示轮廓等级(31表示轮廓为4毫米，每一等级表示0.125毫米)，13?15位表示该数据的序号，该3位序号表示位親合成9位，对特征点数进行计数，16位表示特征点类型(1表示分叉点，0表示端点)。在上述13?15位的序号耦合后，该数据构成以整体，相邻序号数据的特征点数据是连贯的，同时通过算法将各组数据耦合在一起，构成一个更大的数据组，同时提取对应位上的数据进行耦合，将隔层数据各自耦合成一个三维数组。
[0037]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
1.一种安全电子锁，其特征在于:包括指纹静脉采集验证装置和电子锁本体，指纹静脉采集验证装置包括外壳(1)、信号处理部、设置在外壳(1)内部的腔体(3)、设置在腔体(3)和外壳(1)之间的图像采集器和用于驱动图像采集器旋转的电机，信号处理部包括微处理器和数字信号处理器，图像采集器包括支撑部(2)，外壳(1)内壁和支撑部(2)内壁上均设有衬底层，支撑部(2)内壁的第一侧面上设有图像传感器(6)和第一光源(5)，第一光源(5 )倾斜设置在图像传感器(6 )的四周，支撑部(2 )内壁的第二侧面上设有第二光源(7 )，支撑部(2)内壁的第一侧面和第二侧面相对，图像传感器(6)、第一光源(5)、第二光源(7)、电机和数字信号处理器均与微处理器连接，微处理器与电子锁本体连接。2.根据权利要求1所述的一种安全电子锁，其特征在于:所述图像传感器(6)、第一光源(5)和第二光源(7)的安装座表面设有衬底层。3.根据权利要求1所述的一种安全电子锁，其特征在于:所述衬底由哑光材料或黑色磨砂材料制成。4.根据权利要求1所述的一种安全电子锁，其特征在于:所述支撑座(2)呈四岔爪型或筒套型。5.根据权利要求1所述的一种安全电子锁，其特征在于:所述外壳(1)上设有腔体门。6.一种安全电子锁的开锁方法，其特征在于:包括以下步骤: S1.原始图像采集步骤:图像采集器围绕手指进旋转，在旋转过程中采集手指的原始特征图像，直到完成手指360度的原始特征图像采集，该原始特征图像包括指纹图像、表皮静脉图像和透视静脉图像，并将原始特征图像存储到第一加密储存芯片的临时缓冲区； S2.原始图像预处理步骤:与第一加密储存芯片绑定的数字信号处理器访问该第一加密储存芯片的临时缓冲区，对原始特征图像依次进行滤波、图像二值化和细化处理；然后，微处理器对第一加密存储芯片的临时缓冲区的原始特征图像与注册时留在第一加密存储芯片的临时缓冲区的原始特征图像进行对比验证，当验证成功时，将第一加密存储芯片的临时缓冲区的原始特征图像转存到第一加密存储芯片的加密数据区，直到将手指的原始特征图像采集完毕； S3.原始图像验证步骤:微处理器将经过数字信号处理器预处理的原始特征图像与注册时留在第一加密存储芯片的加密数据区的原始特征图像进行对比验证，当验证成功时，从经过数字信号处理器预处理的原始特征图像中提取特征数据，该特征数据包括指纹特征数据、表皮静脉特征数和透视静脉特征数据，然后对特征数据进行加密，并将加密后的特征数据存储至加密数据临时存储区； S4.手指活体验证步骤:当原始图像验证成功后，微处理器将存储在加密数据临时存储区的特征数据耦合成待验证三维特征数据，并将该待验证三维特征数据与存储在加密存储区的注册三维特征数据进行对比验证，当验证成功时，判断手指为活体，微处理器发出开锁信号； S5.开锁步骤:电子锁本体根据开锁信号进行开锁。7.根据权利要求6所述的一种安全电子锁的开锁方法，其特征在于:步骤S4和步骤S5之间还包括密码验证步骤:当密码验证成功后，微处理器将开锁信号发送至电子锁。8.根据权利要求6所述的一种安全电子锁的开锁方法，其特征在于:步骤S2中，当验证失败时，微处理器为验证失败的原始特征图像加上时间戳，并将该原始特征图像转存到第二存储芯片的临时数据区；在一定时间范围内，微处理器检测到第二存储芯片的临时数据区存储的同一生物的原始特征图像的数量超过阈值时进行报警处理；当临时存储区的存储到原始图像的数量超过阈值时进行报警。9.根据权利要求6所述的一种安全电子锁的开锁方法，其特征在于:步骤S2中，当原始特征图像采集未全部完成时，若发生验证失败，微处理器将存储于第一加密存储芯片的加密数据区的原始特征图像彻底删除。10.根据权利要求6所述的一种安全电子锁的开锁方法，其特征在于:步骤S4包括以下子步骤: S41.微处理器将存储在加密数据临时存储区的特征数据采用3D数据拟合算法进行拟合，得到待验证三维特征数据； S42.获取待验证三维特征数据中指纹中心点与所有静脉的相对位置，并将该相对位置与注册三维特征数据中指纹中心点与所有静脉的相对位置进行对比验证，当两者一致时，则验证成功，判断手指为活体；注册三维特征数据中指纹中心点与所有静脉的相对位置进行对比验证，当两者一致时，则验证成功，判断手指为活体； S43.微处理器发出开锁信号。
【专利摘要】本发明公开了一种安全电子锁及开锁方法，包括以下步骤：S1.原始图像采集步骤；S2.原始图像预处理步骤；S3.原始图像验证步骤；S4.手指活体验证步骤；S5.开锁步骤。本发明中要实现电子锁开锁，需要先后进行原始图像验证、手指活体验证以及密码验证等多重验证，只有当所有验证全部通过才能实现开锁，大大提高了电子锁的安全性能；在进行手指活体验证时，将采集得到的特征数据耦合成三维数据，在该三维数据中依据指纹中心点定位算法获取指纹中心点，并通过指纹中心点与手指静脉的相对位置来判断手指是否为活体，从而防止他人伪造手指通过验证，提高了电子锁的安全性能。