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稀土发光纳米材料用于活体生物检测成像

稀土发光纳米材料用于活体生物检测成像

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第一届全国光功能材料青年学者研讨会2018

作者：冯玮李富友复旦大学化学系

稀土发光纳米材料由于其独特的发光性质近年来得到了研究者的广泛关注,在近红外光区工作的该类材料可以具有大斯托克斯或反斯托克斯位移、窄发射峰、极高的光稳定性等优势,很适合进行生物成像应用。我们以稀土发光纳米材料作为主要的发... 详细信息

稀土发光纳米材料由于其独特的发光性质近年来得到了研究者的广泛关注,在近红外光区工作的该类材料可以具有大斯托克斯或反斯托克斯位移、窄发射峰、极高的光稳定性等优势,很适合进行生物成像应用。我们以稀土发光纳米材料作为主要的发光信号输出源,通过引入功能性的识别响应基团,利用不同组分间的能量转移过程调控实现了对小分子等物种的生物活体检测;利用稀土离子发光自身的温度敏感特性,获得了纳米尺度的发光温度探针。利用这些纳米尺度的发光检测探针,我们可以实时获取生物活体中小尺度区域的生物信息,研究相关疾病发生发展过程中的生物信息变化,并反馈相关治疗方法对模型疾病的实际治疗效果。

关键词：稀土纳米材料生物发光成像生物活体检测能量转移温度探针

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稀土发光纳米材料用于活体生物检测成像

稀土发光纳米材料用于活体生物检测成像

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中国化学会2019年中西部地区无机化学化工学术研讨会

作者：冯玮复旦大学化学系

稀土发光纳米材料由于其独特的发光性质近年来得到了研究者的广泛关注,在近红外光区工作的该类材料可以具有大斯托克斯或反斯托克斯位移、窄发射峰、极高的光稳定性等优势,很适合进行生物成像应用。我们以稀土发光纳米材料作为主要的发光信号输出源,通过引入功能性的识别响应基团,利用不同组分间的能量转移过程调控实现了对小分子等物种的生物活体检测;利用稀土离子发光自身的温度敏感特性,获得了纳米尺度的发光温度探针。通过引入时间分辨等新的成像检测技术,成功地降低了在活体水平上进行检测成像所带来的偏差。利用这些纳米尺度的发光检测探针,我们可以实时获取生物活体中小尺度区域的生物信息,研究相关疾病发生发展过程中的生物信息变化,并反馈相关治疗方法对模型疾病的实际治疗效果。

关键词：稀土纳米材料生物发光成像生物活体检测时间分辨技术温度探针

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基于多光谱的手背静脉活体检测

基于多光谱的手背静脉活体检测

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作者：张羝北方工业大学

学位级别：硕士

随着社会的飞速发展,科技已经融入人们生活的每一个角落,同时也在逐渐改变着人们对于生活的常规认识。随着生物特征能够作为认证方法的提出,人们对于身份特征的理念逐渐从钥匙转向指纹。随着人的出生,生物特征便随之而来,其认证方式有... 详细信息

随着社会的飞速发展,科技已经融入人们生活的每一个角落,同时也在逐渐改变着人们对于生活的常规认识。随着生物特征能够作为认证方法的提出,人们对于身份特征的理念逐渐从钥匙转向指纹。随着人的出生,生物特征便随之而来,其认证方式有着前所未有的独到之处。白上世纪80年代被提出后,生物特征识别在短短的30年内得到的迅速的发展,与此同时也得到的社会各界的重视和支持,并已经被广泛应用于生活各地,作为最具特性的手背静脉亦如此,无论是识别算法还是产品应用,在近些年都成曲线上升趋势。本文提出了一种基于双红外波段与静脉特征提取相结合的手背活体检测方法,对真伪手背样本在红外吸收光谱上的差异进行了实验分析,根据实验数据最终选取850nm和1100nm作为具有最大区分效果的波段对样本进行采集并对采集后的图像进行静脉特征提取,将不同波段下静脉特征的数量作为区分特征对手背进行活体检测。经实验验证识别率达到98.1%,具备较为理想的活体检测能力。主要创新工作如下：1)通过选取合适的红外波段进行整体分析,找到真伪手背样本的红外吸收率曲线,从而确定最大吸收率和最小吸收率的两个波段作为区分波段。2)根据选择出的波段挑选符合条件的近红外相机以及红外滤光片,为了实验的可行性,需要考虑相机和滤光片的实用性及价格因素,因此整体实验结果是在反复对比多家厂商以及拍摄效果后选择的,实用性与可行性均较理想的条件下进行的。3)基于多光谱的手背活体检测,是基于真伪手背样本在两种不同光谱下红外吸收率的不同,导致静脉特征产生变化的前提下进行的,为了能够最好的将两种条件下的静脉区分开,通过大量实验后选取特征点数即手背静脉的像素点数作为区分因素,能够最大限度且最为有效的避免环境因素等外部原因对分类造成的影响。

关键词：手背静脉身份识别双红外波段生物活体检测

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活体虹膜检测技术研究

活体虹膜检测技术研究

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作者：马遇伯北方工业大学

学位级别：硕士

随着近些年人工智能与图像识别领域呈现出的越来越火热的趋势以及智能电子设备数量和普及率的爆发式增长,让生物识别技术真正的融入到了人们的生活之中。虹膜识别技术快速发展的三十年来,国内外专家学者经过不懈的努力,已经提出并完善... 详细信息

随着近些年人工智能与图像识别领域呈现出的越来越火热的趋势以及智能电子设备数量和普及率的爆发式增长,让生物识别技术真正的融入到了人们的生活之中。虹膜识别技术快速发展的三十年来,国内外专家学者经过不懈的努力,已经提出并完善了许多经典的算法。但是无论识别技术如何先进,如果不能对伪造攻击手段做出有效的防御也不能被称作是合格的识别技术。本文主要针对已有基于瞳孔对光反射特性的活体检测算法的所存在的局限性结合了虹膜纹理变化检测共同组成分类特征来对相应攻击模型进行防御。并根据该算法无法很好防御的移动智能设备等新生攻击手段提出了基于双红外波段的活体虹膜检测算法。丰富完善了对于不同攻击手段的防御方法。本文的创新性工作可以概括如下:(1)提出了一种结合虹膜纹理和瞳孔反射特性的活体检测算法,在原有算法通过对瞳孔光反射特性检测的基础上结合对虹膜纹理特征的检测来防御通过位移变化等方法模拟瞳孔收缩变化的模型攻击。在该算法中为了对瞳孔部分更准确的进行分割提出了步进式自适应阈值选取算法,相比固定阈值的分割具有更好的鲁棒性,为后续的定位精准度提供保障。提出了改进的基于Hough变换的定位算法在原有基础上结合了形态学质心法,对瞳孔和虹膜在感兴区域内进行定位,降低了搜索空间,相较几何算法提升了定位准确度的同时大大缩短了算法的耗时,提高了效率。(2)提出了一种基于双红外波段的活体虹膜检测算法,通过活体人眼中血管内组织与伪造样本在不同红外波段的吸收反射率的差异来进行真伪区分。通过对活体和伪造样本中的血管纹理特征在不同红外波段下的成像清晰程度进行统计实验,选取活体人眼与伪造样本前后纹理特征数量变化差异性最大的两个红外波段作为算法中的两个对照波段。该方法可以很好的对前一算法无法很好防御的移动智能设备等新生攻击手段进行防御。针对上述方法,本文在CASIA v1.0和v2.0虹膜库及所采集虹膜库上进行了充分的实验,进一步验证了所提出方法具有一定的有效性。

关键词：虹膜识别生物活体检测人眼生理特性双红外波段

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