專利名稱：生物統(tǒng)計(jì)識別設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生物統(tǒng)計(jì)識別設(shè)備。本發(fā)明還涉及一種利用這種設(shè)備所實(shí)現(xiàn)的方法。
本發(fā)明尤其涉及基于生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的訪問控制的領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
如圖1a所示，手指內(nèi)側(cè)的皮膚被由脊和谷組成的圖案所覆蓋。早在幾個世紀(jì)以前已經(jīng)開始研究對每個人而言這些圖案是否是不同的，并且認(rèn)為每個人都具有唯一的指紋。這使得指紋適合于證實(shí)自身所特有的身份。大多數(shù)的識別系統(tǒng)使用脊的圖案中的特有特征。基于指紋圖案中的脊不是連續(xù)不斷的線條而是終止、分成分岔、或者構(gòu)成島的線條這樣的事實(shí)，所以這些特征是十分重要的。這些特殊的點(diǎn)被稱作小花紋(minutiae)或者宏觀特征。盡管通常指紋包含大約一百個小花紋，但是傳感器所掃描的指紋區(qū)域通常包括大約30或者40個小花紋。
當(dāng)發(fā)生生物統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)時，進(jìn)行個人指紋的掃描并將其同所存儲的參考指紋的特征相比較。使用基于指紋的生物統(tǒng)計(jì)識別時的第一個問題是存在這樣的事實(shí)現(xiàn)在使用的指紋掃描儀都不能區(qū)別手指和精心制作的虛造物之間的區(qū)別。第二個問題是這種生物統(tǒng)計(jì)識別系統(tǒng)具有非零的錯誤接受和錯誤拒絕比率。
毛孔是皮膚上天生存在的生理特征，其存在于指紋的脊上并提供用于生物統(tǒng)計(jì)識別的輔助圖案。公開號為W099/06942的專利申請披露了一種用于通過手指毛孔和宏觀特征的結(jié)合識別個人的方法和設(shè)備。所述方法包括在登記處理期間從個人處獲取指紋圖像的步驟，所述指紋圖像具有至少一個登記毛孔和至少一個登記宏觀特征。登記毛孔數(shù)據(jù)源自于登記毛孔，以及登記宏觀特征數(shù)據(jù)源自于登記宏觀特征。在查詢步驟中，獲取具有至少一個查詢毛孔以及至少一個查詢宏觀特征的指紋圖像。查詢毛孔數(shù)據(jù)源自于查詢毛孔，以及查詢宏觀特征數(shù)據(jù)源自于查詢宏觀特征。查詢關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)是通過將查詢毛孔數(shù)據(jù)同查詢宏觀特征數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)而構(gòu)造的，以及登記關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)是通過將登記毛孔數(shù)據(jù)同登記宏觀特征數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)而構(gòu)造的。將查詢關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)與登記關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)相比較以產(chǎn)生關(guān)聯(lián)分?jǐn)?shù)，其中根據(jù)關(guān)聯(lián)分?jǐn)?shù)和預(yù)定閾值的比較結(jié)果產(chǎn)生成功的或者失敗的識別結(jié)果。這種方法通過將宏觀特征和毛孔相關(guān)聯(lián)的方式能夠大幅度削減錯誤接受和錯誤拒絕比率。另外，因?yàn)樵谔撛斓闹讣y上很難保持毛孔信息，所以所述方法還具有改善了的防止欺騙的能力。利用協(xié)作進(jìn)行指紋復(fù)制是必需的。
該方法的第一個缺點(diǎn)是手指表面上存留的污垢和油脂將影響毛孔的檢測。所獲取的毛孔數(shù)據(jù)因此不是完全可靠的，并且不能利用作為標(biāo)識數(shù)據(jù)的唯一來源。第二個缺點(diǎn)是盡管欺詐造成了更多的困難但是欺騙仍然是可能的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于識別個人的技術(shù)方案，所述方案對欺騙而言更可靠和更堅(jiān)固。
這是利用一種生物統(tǒng)計(jì)識別設(shè)備實(shí)現(xiàn)的，所述生物統(tǒng)計(jì)識別設(shè)備包括-獲取裝置，用于獲取內(nèi)部皮膚圖像，所述內(nèi)部皮膚圖像位于離手指的內(nèi)側(cè)表面具有一段距離的手指的內(nèi)側(cè)，所述內(nèi)部皮膚圖像包括毛孔，-定位裝置，用于定位候選毛孔作為所述內(nèi)部皮膚圖像內(nèi)的隔離的點(diǎn)，-匹配裝置，用于將所述候選毛孔的位置同參考內(nèi)部皮膚圖像的參考毛孔位置相匹配以產(chǎn)生毛孔匹配分?jǐn)?shù)，-判斷裝置，用于根據(jù)毛孔匹配分?jǐn)?shù)同預(yù)定毛孔閾值的比較結(jié)果判斷基于毛孔的識別是成功的還是失敗的。
根據(jù)本發(fā)明的獲取裝置提供個人手指的內(nèi)部皮膚圖像。所述圖像位于離手指表面一段距離的個人手指的內(nèi)側(cè)。獲取這樣的內(nèi)部皮膚圖像的益處在于擺脫由外界因素對皮膚的生理特征所構(gòu)成的任何污染，所述外界因素例如污垢和油脂。生理特征的圖像質(zhì)量和可見度被大大地改善。
這樣的內(nèi)部皮膚圖像不但顯示傳統(tǒng)指紋的由脊和谷組成的經(jīng)典圖案，而且還顯示具有提高了可見度的毛孔。毛孔定位裝置利用該提高的可見度，以便將候選毛孔定位作為黑暗背景上的隔離的輝點(diǎn)或者作為明亮背景上的隔離的暗點(diǎn)。將候選毛孔位置與參考毛孔位置相匹配以便產(chǎn)生毛孔匹配分?jǐn)?shù)。如果所述毛孔匹配分?jǐn)?shù)大于預(yù)定毛孔閾值，那么認(rèn)定個人手指是真實(shí)的。否則，那么認(rèn)定個人手指是虛假的。
對本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，毛孔作為持久的、不變的和特殊的特征是公知的。通過獲取顯示其具有提高的可見度的毛孔的非常清潔的內(nèi)部皮膚圖像的方式，根據(jù)本發(fā)明的生物統(tǒng)計(jì)識別設(shè)備因此提供了對個人手指的非?？煽康淖R別，所述對個人手指的非?？煽康淖R別僅僅以所述毛孔為基礎(chǔ)。
此外，因?yàn)楂@取位于離個人手指內(nèi)側(cè)一段距離的內(nèi)部皮膚圖像不像獲取指紋的膚淺圖像那么容易實(shí)現(xiàn)，所以利用根據(jù)本發(fā)明的生物統(tǒng)計(jì)識別設(shè)備很難制造欺騙。


將參照附圖進(jìn)一步描述本發(fā)明-圖1a顯示了傳統(tǒng)的指紋，-圖1b顯示了根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)部皮膚圖像上的放大圖，-圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的生物統(tǒng)計(jì)識別設(shè)備的流程圖，-圖3是根據(jù)本發(fā)明的獲取裝置的示意圖，-圖4顯示了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方式的生物統(tǒng)計(jì)識別設(shè)備的流程圖，-圖5a顯示了內(nèi)部皮膚圖像的示意圖，所述內(nèi)部皮膚圖像包括脊、指紋宏觀特征和毛孔，-圖5b顯示了位于內(nèi)部皮膚圖像中的宏觀特征位置周圍的毛孔的搜索區(qū)域的示意圖，-圖6是根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施方式的生物統(tǒng)計(jì)識別設(shè)備的示意圖，-圖7a和7b顯示了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方式的用于搜索毛孔的以指紋脊的宏觀特征為中心的搜索區(qū)域，-圖8是根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施方式的生物統(tǒng)計(jì)識別設(shè)備的示意圖。
具體實(shí)施例方式
參照圖2，個人手指1的內(nèi)側(cè)表面2被按壓在獲取裝置4的平板3上。所述獲取裝置4是用來獲取手指1的圖像平面IP的內(nèi)部皮膚圖像ISI，所述圖像平面IP位于離內(nèi)側(cè)表面2具有一段距離D的手指1的內(nèi)側(cè)。離手指的內(nèi)側(cè)表面2的所述距離D優(yōu)選被選擇大于0.1毫米和小于0.5毫米。
圖3中所出現(xiàn)的獲取裝置4包括用于生成輻射束42的輻射源41，所述輻射束例如是激光束之類。獲取裝置4還包括用于將輻射束42聚焦在手指1內(nèi)側(cè)的圖像平面IP上的聚焦裝置43，例如物鏡。獲取裝置4最后還包括用于檢測反射輻射束的檢測裝置44，所述反射束45是從圖像平面IP被反射的。
優(yōu)選地，獲取裝置4包括用于根據(jù)所放射的激光而形成圖像的共焦顯微鏡，然而對所屬技術(shù)領(lǐng)域的專業(yè)人員而言顯而易見的是本發(fā)明還涉及能夠產(chǎn)生圖像平面IP的這種圖像ISI的任何的等效系統(tǒng)，例如醫(yī)學(xué)X射線系統(tǒng)。
圖4以圖解法描述了當(dāng)使用共焦顯微鏡時獲取裝置如何形成內(nèi)部皮膚圖像ISI。這種共焦顯微鏡包括-激光源10，用于提供激勵光11，-分色鏡12，用于反射短于某一波長的光并通過長于該波長的光，-掃描鏡13和14，安裝在發(fā)動機(jī)上，-準(zhǔn)直透鏡15，用于構(gòu)造平行的激光射線，-物鏡16，具有焦點(diǎn)F，其位于手指1的皮膚內(nèi)的圖像平面IP上(物鏡16具有同圖像平面IP相一致的焦平面)，-共焦針孔17，其平面共軛于物鏡16的焦平面，-檢測器18，-計(jì)算機(jī)19。
激光源10產(chǎn)生激勵光11，所述激勵光11反射離開分光鏡12。從那里激勵光11擊中二個掃描鏡13和14，所述掃描鏡13和14越過手指1掃描激勵光11。手指1重發(fā)射一些重發(fā)射光20，所述重發(fā)射光20被掃描鏡14和13重新掃描，并穿過分光鏡12且聚焦在共焦針孔17上。因?yàn)槲镧R16的焦平面共軛于孔平面，所以僅僅由手指反射的位于焦點(diǎn)上的光通過針孔。穿過共焦針孔17的反射光20被檢測器18所測量，所述檢測器18例如是光電倍增管。由焦平面反射的但是沒有位于焦點(diǎn)處的光被針孔所阻擋。因此，在任何指定瞬間，僅僅能夠觀察到手指1的圖像平面上的一個點(diǎn)。檢測器18附于計(jì)算機(jī)19上，所述計(jì)算機(jī)19以每次一個像素的方式建立內(nèi)部皮膚圖像ISI。
這種共焦顯微鏡的優(yōu)點(diǎn)在于拒絕了在焦點(diǎn)以外的反射光。實(shí)際效果是成像了手指的薄切片。換句話說，共焦顯微鏡具有小的視野深度。通過透過手指1掃描很多薄切片，可以建立手指1的完全清潔的三維內(nèi)部皮膚圖像或者圖像序列ISIS。
應(yīng)當(dāng)注意的是CD驅(qū)動器的拾取單元可以被用作共焦顯微鏡。特別是同使用CCD攝像機(jī)的傳統(tǒng)系統(tǒng)相比，這種技術(shù)方案的優(yōu)點(diǎn)在于非常地便宜。
圖1b顯示了由根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備所產(chǎn)生的內(nèi)部皮膚圖像ISI的區(qū)域的放大圖。所述放大區(qū)域包括明亮的脊BR和暗色的谷DV，這看起來十分類似于圖1a的那些，但是具有相反的對比度。不同于圖1a的基于墨水的指紋，圖1b的明亮的脊對應(yīng)于手指表面的溝槽，而圖1b的暗色的谷對應(yīng)于手指表面的脊。除圖1a的傳統(tǒng)的基于墨水的指紋之外，所述內(nèi)部皮膚圖像ISI包括多個隔離的輝點(diǎn)BS1、BS2、BS3，所述點(diǎn)對應(yīng)于毛孔。在圖1b的放大區(qū)域中，所述毛孔因此位于暗色的谷的內(nèi)側(cè)。
應(yīng)當(dāng)注意的是獲取裝置也可以提供具有相反對比度的內(nèi)部皮膚圖像，也就是說具有處于明亮背景上的隔離的暗點(diǎn)。
應(yīng)當(dāng)注意的是內(nèi)部皮膚圖像ISI每平方毫米大致包括10個毛孔。
參照圖2，根據(jù)本發(fā)明所述的設(shè)備還包括定位裝置5，所述定位裝置5用于在內(nèi)部皮膚圖像ISI上定位所述隔離的輝點(diǎn)。
在本發(fā)明的第一實(shí)施方式中，所述定位裝置5用來獨(dú)立于像指紋的宏觀特征之類的任何其他指紋特征而定位候選毛孔。定位裝置5例如采用閾值處理技術(shù)，以便從黑暗背景中提取候選毛孔。這種閾值處理技術(shù)保持大于預(yù)定對比閾值的圖像ISI的像素，而迫使使值小于所述預(yù)定對比閾值的像素為零。對所屬技術(shù)領(lǐng)域的專業(yè)人員而言顯而易見的是這種技術(shù)將導(dǎo)致二進(jìn)制。產(chǎn)生二進(jìn)制圖象。所述對比閾值的合理值是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定的，以便保持與真實(shí)毛孔相對應(yīng)的大部分輝點(diǎn)，而拒絕與虛假景象相對應(yīng)的大部分輝點(diǎn)。應(yīng)當(dāng)注意的是依據(jù)隔離的輝點(diǎn)可以在黑暗背景上形成很好的對比的事實(shí)而使用閾值處理是可能的。然而，本發(fā)明不局限于這種閾值處理技術(shù)。定位裝置5還可以包括例如基于圓形過濾器的過濾子裝置，所述過濾子裝置檢測具有對比值并具有在預(yù)定數(shù)值范圍內(nèi)的直徑的明亮的圓形。
優(yōu)選地，所述定位裝置5還包括薄化(thinning)子裝置以便獲取一個像素寬度的候選毛孔。薄化子裝置所使用的薄化技術(shù)對所屬技術(shù)領(lǐng)域的專業(yè)人員而言是公知的。因此，考慮參考坐標(biāo)(O，x，y)，定位裝置5輸出一組候選毛孔位置CP1(x1，y1)，CP2(x2，y2)，...，CPN(xn，yn)，其中n是整數(shù)。
匹配裝置6然后將所述候選毛孔位置CP1至CPN同參考內(nèi)部皮膚圖像RI的參考毛孔位置RP1至RPM相匹配，其中M是整數(shù)。
圖5以圖解法描述了用于將候選毛孔位置CP1至CPN同參考毛孔位置RP1至RPM相匹配的可能的技術(shù)。所述匹配技術(shù)用于在搜索區(qū)域SA內(nèi)搜索參考圖象RI的參考毛孔RP，其中所述搜索區(qū)域SA以內(nèi)部皮膚圖像ISI的候選毛孔CP的位置(xi，yi)為中心。對內(nèi)部皮膚圖像ISI的每個候選毛孔重復(fù)這樣的操作。用下列的方式生成毛孔匹配分?jǐn)?shù)PMS所述毛孔匹配分?jǐn)?shù)PMS被初始化為零。如果在搜索區(qū)域SA內(nèi)查找到參考毛孔RP，那么毛孔匹配分?jǐn)?shù)PA增加1。
應(yīng)當(dāng)注意的是可以僅將參考毛孔位置RP1至RPM的列表存儲在根據(jù)本發(fā)明的生物統(tǒng)計(jì)學(xué)識別設(shè)備的存儲器中，而沒有必要存儲整個參考圖象RI。
判斷裝置7還將毛孔匹配分?jǐn)?shù)PMS同預(yù)定毛孔閾值相比較以便判斷基于內(nèi)部皮膚圖像ISI的識別是否有效。這種預(yù)定毛孔閾值具有根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選擇的值，以便除去假冒的手指而保留真實(shí)的手指。
應(yīng)當(dāng)注意的是內(nèi)部皮膚圖像ISI和參考圖象RI可以利用不同的設(shè)置來獲取，例如如圖5所示的個人手指的不同的方向。在這種情況下，包括平移、縮放或者旋轉(zhuǎn)的坐標(biāo)變換8是必須的，以便簡化在候選內(nèi)部皮膚圖像ISI和參考圖象RI之間的匹配。
本發(fā)明的第一實(shí)施方式的優(yōu)點(diǎn)在于提出了一種用于根據(jù)僅分析包括在內(nèi)部皮膚圖像內(nèi)的候選毛孔的方式來識別個人手指的技術(shù)方案。獲取這樣的內(nèi)部皮膚圖像的優(yōu)點(diǎn)在于擺脫由于污垢、油脂和皮膚表面的任何老化所引起的干擾。因此，所獲取的內(nèi)部皮膚圖像品質(zhì)優(yōu)良并呈現(xiàn)了具有良好對比度的毛孔。另一個優(yōu)點(diǎn)是在杯子上或者桌子上無法找到內(nèi)部皮膚圖案的痕跡。涉及定位和匹配毛孔的圖像處理技術(shù)還具有容易實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)。
如上文已經(jīng)描述的那樣，內(nèi)部皮膚圖像ISI不但包括毛孔而且包括指紋的脊和谷。所述指紋的脊通常以宏觀特征為特征，而所述宏觀特征對所屬技術(shù)領(lǐng)域的專業(yè)人員是公知的。如圖1a的指紋所示，宏觀特征例如是指紋的脊的分叉BF和端點(diǎn)EP。
圖6以功能方式呈現(xiàn)了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方式的生物統(tǒng)計(jì)識別設(shè)備。所述設(shè)備還包括用于定位所述指紋的脊的宏觀特征的宏觀特征定位裝置30。所述宏觀特征定位裝置30例如包括用于使內(nèi)部皮膚圖像ISI二進(jìn)制化的閾值處理子裝置。獲取二進(jìn)制的內(nèi)部皮膚圖像BISI。應(yīng)當(dāng)注意的是輔助閾值處理子裝置涉及與毛孔定位裝置5所使用的為相同的技術(shù)。因此，閾值處理子裝置可以方便地立即施加于由毛孔定位裝置5和宏觀特征定位裝置30所使用的內(nèi)部皮膚圖像ISI和相同的二進(jìn)制圖象BISI。在這種情況下，二進(jìn)制內(nèi)部皮膚圖像BISI被發(fā)送給毛孔定位裝置5。
應(yīng)當(dāng)注意的是當(dāng)閾值處理內(nèi)部皮膚圖像時，脊和谷的對比度的不規(guī)則性可能導(dǎo)出一些錯誤。因此，通過在閾值處理以前使用不均勻性濾波子裝置以便改善內(nèi)部皮膚圖像內(nèi)的拉長的形狀的方式來使得指紋脊的位置對錯誤而言更加穩(wěn)鍵。所述不均勻性濾波子裝置例如涉及對所屬技術(shù)領(lǐng)域的專業(yè)人員公知的形態(tài)學(xué)技術(shù)。
宏觀特征定位裝置30還包括薄化子裝置以便產(chǎn)生一個像素寬的指紋結(jié)構(gòu)。如所屬技術(shù)領(lǐng)域的專業(yè)人員所公知的那樣，可以輸出脊骨架圖或者谷骨架圖。二者都可以用于定位宏觀特征，但是因?yàn)槊孜挥诠壬?，所以得出可以從脊骨架圖中更加容易地提取出毛孔。因此輸出脊骨架圖。宏觀特征定位裝置30還包括分析子裝置，所述分析子裝置用于分析脊的每個頂點(diǎn)以判斷它是否是宏觀特征(分叉或者終點(diǎn))。在搜索區(qū)域執(zhí)行這樣的分析，并且這樣的分析特別地是以長度標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)的。例如，拒絕過短的脊。
所述宏觀特征位置子裝置最后輸出所提取的宏觀特征MF1至MFL的位置，其中L是整數(shù)。
圖7a是二進(jìn)制內(nèi)部皮膚圖像BISI的示意圖。所述二進(jìn)制內(nèi)部皮膚圖像BISI包括宏觀特征位置MF1至MFL。
根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方式的設(shè)備還包括宏觀特征匹配裝置31，所述宏觀特征匹配裝置31用于將所述宏觀特征位置MF1至MFL同參考宏觀特征位置RMF1至RMFK相匹配以產(chǎn)生宏觀特征匹配分?jǐn)?shù)MFMS，其中K是整數(shù)。參考宏觀特征位置RMF1至RMFK來自參考圖象RI，并且被存儲在根據(jù)本發(fā)明的生物統(tǒng)計(jì)識別設(shè)備的存儲器中。由宏觀特征判斷裝置32將所述宏觀特征匹配分?jǐn)?shù)MFMS同預(yù)定宏觀特征閾值MFT相比較，所述宏觀特征判斷裝置32輸出基于宏觀特征的判定MFD。如果宏觀特征匹配分?jǐn)?shù)MFMS大于預(yù)定宏觀特征閾值MFT，那么基于宏觀特征的判定MFD認(rèn)定基于宏觀特征的個人手指的識別是正確的，如果相反，則認(rèn)定識別是失敗的。
毛孔定位裝置5利用下列方式可以方便地利用宏觀特征位置MF1至MFL代替在整個內(nèi)部皮膚圖像ISI中搜索毛孔，搜索區(qū)域SA被界定在宏觀特征位置MF1至MFL的周圍，其中在整個內(nèi)部皮膚圖像ISI中搜索毛孔可能是相當(dāng)耗費(fèi)時間的。換句話說，所述宏觀特征位置MF1至MFL被用作用于定位毛孔的起始點(diǎn)。
圖7b是以宏觀特征位置MF1為中心的搜索區(qū)域SA的示意圖，所述宏觀特征位置MF1用于在內(nèi)部皮膚圖像ISI內(nèi)定位毛孔。毛孔SP1位于離宏觀特征位置MF1具有距離ρ1的位置。參照宏觀特征位置MF1利用極坐標(biāo)(ρ1，θ1)可以方便地定位所述毛孔SP1。
同樣，基于宏觀特征的判定MFD也可以方便地由毛孔判斷裝置7來利用以獲取基于毛孔的判定PD。幾個備選方案都是可能的。例如，因?yàn)榕c點(diǎn)狀的毛孔相比宏觀特征更加具體并且更易于認(rèn)定可靠性，所以宏觀特征的失敗識別被認(rèn)為勝過毛孔的正確識別。與此相反，宏觀特征的正確識別需要由毛孔的正確識別來完成以便得到更加安全的判定。
本發(fā)明的第二實(shí)施方式的優(yōu)點(diǎn)在于利用了這樣的事實(shí)指紋的宏觀特征很容易檢測從而使得毛孔的位置對錯誤而言更加穩(wěn)鍵。宏觀特征位置利用參考圖象RI簡化內(nèi)部皮膚圖像ISI的映射。
在第三實(shí)施方式中，根據(jù)本發(fā)明的生物統(tǒng)計(jì)識別設(shè)備產(chǎn)生一系列的內(nèi)部皮膚圖像。所述一系列的內(nèi)部皮膚圖像構(gòu)成了三維內(nèi)部皮膚圖像，其中每個內(nèi)部皮膚圖像與手指皮膚內(nèi)的特定深度相對應(yīng)。定位裝置5和匹配裝置6被施加到一系列內(nèi)部皮膚圖像的每一個，最好是按順序施加以便考慮先前的圖像的毛孔位置從而在當(dāng)前內(nèi)部皮膚圖像中搜索毛孔。判斷裝置7收集來自序列中連續(xù)內(nèi)部皮膚圖像的毛孔位置。可能地，所述判斷裝置取決于所有毛孔沿著序列的存在的連續(xù)性向毛孔位置分配可靠性測量，并根據(jù)該可靠性測量的結(jié)果作出最后的基于毛孔的判定。本發(fā)明的第三實(shí)施方式的優(yōu)點(diǎn)在于提供毛孔的更加穩(wěn)鍵的位置，以及因此允許個人手指的更加可靠的識別。
參照圖8，根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施方式的生物統(tǒng)計(jì)識別設(shè)備包括第二獲取裝置50，所述第二獲取裝置50用于獲取手指1的內(nèi)側(cè)表面2的膚淺指紋圖像SI。所述第二獲取裝置50例如包括CCD攝像機(jī)。膚淺圖像SI包括指紋脊和谷以及毛孔。如上文中已經(jīng)描述的那樣，同內(nèi)部皮膚圖像ISI的主要區(qū)別是膚淺圖像SI是有干擾的，所述干擾是由手指表面上的油脂和污垢的存在所引起的。根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施方式的生物統(tǒng)計(jì)設(shè)備還包括第二宏觀特征定位裝置51，所述第二宏觀特征定位裝置51用于定位位于膚淺圖像SI的指紋脊上的宏觀特征。第二宏觀特征位置RMF′1至RMF′L被輸出，其中L是整數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施方式的生物統(tǒng)計(jì)設(shè)備還包括第二宏觀特征匹配裝置52，所述第二宏觀特征匹配裝置52用于將所述第二宏觀特征位置同參考膚淺圖像RSI的第二參考宏觀特征位置RMF′1至RMF′K相匹配以便產(chǎn)生膚淺宏觀特征匹配分?jǐn)?shù)(SMFMS)，其中K是整數(shù)。所涉及的圖像處理技術(shù)與在宏觀特征定位裝置30和宏觀特征匹配裝置31中所涉及的圖像處理技術(shù)完全相同，并且這對所屬技術(shù)領(lǐng)域的專業(yè)人員而言是公知的。
根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施方式的生物統(tǒng)計(jì)設(shè)備還包括第二毛孔定位裝置53，所述第二毛孔定位裝置53用于參照第二宏觀特征位置MF′1至MF′L將毛孔定位作為膚淺圖像(SI)中的隔離的輝點(diǎn)。例如，在以第二宏觀特征位置為中心的搜索區(qū)域中搜索毛孔。第二毛孔位置CP′1至CP′N被輸出，其中N是整數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施方式的生物統(tǒng)計(jì)設(shè)備還包括第二毛孔匹配裝置54，所述第二毛孔匹配裝置54用于將所述毛孔位置CP′1至CP′N同所述參考膚淺圖像(RSI)的第二參考毛孔位置RP′1至RP′M相匹配以便產(chǎn)生膚淺毛孔匹配分?jǐn)?shù)(SPMS)，其中M是整數(shù)。在第二毛孔定位裝置53和第二毛孔匹配裝置54中涉及的技術(shù)是增強(qiáng)、閾值處理、薄化和匹配技術(shù)，這對所屬技術(shù)領(lǐng)域的專業(yè)人員而言是公知的。然而，干擾的存在使得宏觀特征和毛孔的檢測更加困難。為了預(yù)防這個問題的發(fā)生，使用消除干擾技術(shù)是有利的，其中消除干擾技術(shù)對所屬技術(shù)領(lǐng)域的專業(yè)人員而言是公知的。膚淺毛孔匹配分?jǐn)?shù)SPMS被輸出。
膚淺宏觀特征匹配分?jǐn)?shù)SMFMS和膚淺毛孔匹配分?jǐn)?shù)SPMS分別被第二宏觀特征判斷裝置55和第二毛孔判斷裝置56所利用。用與如上所述的在宏觀特征判斷裝置32和毛孔判斷裝置7中所采用的同樣的方式，所述第二宏觀特征判斷裝置55和第二毛孔判斷裝置56將膚淺宏觀特征匹配分?jǐn)?shù)SMFMS和膚淺毛孔匹配分?jǐn)?shù)SPMS分別同預(yù)定宏觀特征閾值和預(yù)定毛孔閾值相匹配?；谀w淺宏觀特征的判定SMFBD和基于膚淺毛孔的判定SPBD被采用。
根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施方式的生物統(tǒng)計(jì)識別設(shè)備最后還包括全局判斷裝置57，所述全局判斷裝置57用于判斷個人手指1的識別ID是否正確。利用宏觀特征匹配分?jǐn)?shù)MFMS、毛孔匹配分?jǐn)?shù)PMS、膚淺宏觀特征匹配分?jǐn)?shù)SMFMS和膚淺毛孔匹配分?jǐn)?shù)SPMS執(zhí)行這種全局判斷。
根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施方式的系統(tǒng)的第一個優(yōu)點(diǎn)在于提供了更加安全的識別，所述識別是從指紋的兩種不同的圖象獲取模式所獲得的。第二個優(yōu)點(diǎn)在于使得欺騙更加困難。
根據(jù)本發(fā)明的生物統(tǒng)計(jì)識別系統(tǒng)特別適用于建筑物入口處的訪問控制。然而，這種系統(tǒng)還可以用于例如由警方實(shí)施的機(jī)動車身份控制。在這種情況下，內(nèi)部皮膚圖像ISI可以由便攜式設(shè)備產(chǎn)生，所述便推式設(shè)備與生物統(tǒng)計(jì)識別系統(tǒng)相分離。因此，根據(jù)本發(fā)明的用于產(chǎn)生個人手指1的內(nèi)部皮膚圖像ISI的設(shè)備包括放置裝置，所述放置裝置用于將個人手指1的內(nèi)側(cè)表面2放置在獲取裝置的前面。所述獲取裝置進(jìn)一步獲取內(nèi)部皮膚圖像，所述內(nèi)部皮膚圖像位于離手指的內(nèi)側(cè)表面(2)具有一定距離(D)的手指的內(nèi)側(cè)。內(nèi)部皮膚圖像ISI最終被存儲裝置存儲到存儲器中。隨后后，內(nèi)部皮膚圖像ISI可以例如經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)接被傳送到根據(jù)本發(fā)明的生物統(tǒng)計(jì)識別設(shè)備的定位裝置、匹配裝置和判斷裝置中。應(yīng)當(dāng)注意的是所述傳送最好是加密的。
根據(jù)本發(fā)明的生物統(tǒng)計(jì)識別設(shè)備實(shí)現(xiàn)了一種用于識別個人手指的方法。所述方法包括獲取個人手指的至少一個內(nèi)部皮膚圖像(ISI)的步驟，所述內(nèi)部皮膚圖像位于距離手指內(nèi)側(cè)一段距離的位置并包括毛孔。根據(jù)本發(fā)明的方法還包括將毛孔定位作為在所述內(nèi)部皮膚聚焦圖像ISI中的隔離的輝點(diǎn)的步驟，將毛孔位置CP1至CPN同參考內(nèi)部皮膚聚焦圖像的參考毛孔位置RP1至RPM相匹配以產(chǎn)生毛孔匹配分?jǐn)?shù)PMS的步驟，以及根據(jù)毛孔關(guān)聯(lián)分?jǐn)?shù)(PCS)同第一預(yù)定閾值的比較結(jié)果來判斷基于毛孔的識別(PI)是成功的還是失敗的最終步驟。
應(yīng)當(dāng)注意的是上述的實(shí)施方式僅是舉例說明本發(fā)明而不是限制本發(fā)明的，并且所屬技術(shù)領(lǐng)域的工作人員在不脫離所附權(quán)利要求的范圍的情況下將能夠設(shè)計(jì)多個替換實(shí)施方式。在這方面將作出下述的終了解釋存在多種通過硬件項(xiàng)或者軟件項(xiàng)或者二者結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)所述功能的方法。在這方面，附圖完全是圖示性質(zhì)的，每幅圖畫僅表示本發(fā)明的一個可能的實(shí)施方式。因此，雖然附圖將不同的功能顯示為不同的模塊，但是這決不排除單個的硬件項(xiàng)或者軟件項(xiàng)能夠?qū)崿F(xiàn)幾個功能，也不排除單個功能是由硬件項(xiàng)集合或者軟件項(xiàng)集合或者硬件項(xiàng)和軟件項(xiàng)集合執(zhí)行的。在權(quán)利要求中，置于括號內(nèi)的任何附圖標(biāo)記不應(yīng)該看作是限制權(quán)利要求的。單詞“包括”不排除除了在權(quán)利要求中所列出的元素或者步驟之外的元素或者步驟的存在。元素前的單詞“一”或者“一個”不排除多個這種元素的存在。在互不相同的從屬權(quán)利要求中列舉了某些度量的事實(shí)并不表明這些度量的組合不能帶來優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種用于識別個人手指(1)的生物統(tǒng)計(jì)識別系統(tǒng)，所述手指包括內(nèi)側(cè)表面(2)，所述設(shè)備包括獲取裝置(4)，用于獲取內(nèi)部皮膚圖像(ISI)，所述內(nèi)部皮膚圖像位于離手指的內(nèi)側(cè)表面(2)具有一段距離(D)的手指的內(nèi)側(cè)，所述內(nèi)部皮膚圖像包括毛孔(P1，P2，P3)，定位裝置(5)，用于定位所述毛孔作為在所述內(nèi)部皮膚圖像(ISI)內(nèi)的隔離的點(diǎn)，匹配裝置(6)，用于將所述毛孔位置(CP1-CPN)同參考內(nèi)部皮膚圖像(RI)的參考毛孔位置(RP1-RPM)相匹配以產(chǎn)生毛孔關(guān)聯(lián)分?jǐn)?shù)(PCS)，判斷裝置(7)，用于根據(jù)毛孔匹配分?jǐn)?shù)(PMS)同預(yù)定毛孔閾值的比較結(jié)果來判斷基于毛孔的識別(PI)是成功的還是失敗的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物統(tǒng)計(jì)識別設(shè)備，其中所述內(nèi)部皮膚圖像包括指紋脊，并且所述設(shè)備還包括宏觀特征定位裝置(30)，用于定位位于所述指紋脊上的宏觀特征，宏觀特征匹配裝置(31)，用于將所述宏觀特征位置(MF1-MFL)同參考宏觀特征位置(MF’1-MF’K)相比較以產(chǎn)生宏觀特征匹配分?jǐn)?shù)(MFMS)，宏觀特征判斷裝置(32)，用于根據(jù)宏觀特征匹配分?jǐn)?shù)(MFMS)同預(yù)定宏觀特征閾值的比較結(jié)果來判斷基于宏觀特征的識別(MFD)是成功的還是失敗的。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的生物統(tǒng)計(jì)識別設(shè)備，其中毛孔定位裝置用于參照宏觀特征定位毛孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物統(tǒng)計(jì)識別設(shè)備，其中獲取裝置(4)包括輻射源(41)，用于生成輻射束(42)，聚焦裝置(43)，用于將所述輻射束(42)聚焦在離手指(1)的內(nèi)側(cè)表面(2)具有一段距離(D)的位置。檢測裝置(44)，用于檢測由手指(1)反射的反射輻射束(45)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的生物統(tǒng)計(jì)識別設(shè)備，其中距離手指的內(nèi)側(cè)表面的聚焦距離大于0.1毫米并小于0.5毫米。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的生物統(tǒng)計(jì)識別設(shè)備，其中所述獲取裝置包括共焦顯微鏡。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物統(tǒng)計(jì)識別設(shè)備，其中與第一內(nèi)部皮膚聚焦圖像相對應(yīng)的第一毛孔位置被用作用于定位第二內(nèi)部皮膚聚焦圖像的毛孔的初始化值。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的生物統(tǒng)計(jì)識別系統(tǒng)，包括第二獲取裝置(50)，用于獲取手指(1)的內(nèi)側(cè)表面(2)的膚淺圖像，第二宏觀特征定位裝置(51)，用于定位位于所述指紋脊上的宏觀特征，第二宏觀特征匹配裝置(54)，用于將所述第二宏觀特征位置(MF′1-MF′L)同膚淺參考宏觀特征位置(RMF′1-RMF′K)相匹配以產(chǎn)生膚淺宏觀特征匹配分?jǐn)?shù)(SMFMS)，第二宏觀特征判斷裝置(55)，用于根據(jù)膚淺宏觀特征匹配分?jǐn)?shù)(SMFMS)同第二預(yù)定宏觀特征閾值的比較結(jié)果來判斷基于膚淺宏觀特征的識別(SMFD)是成功的還是失敗的，第二毛孔定位裝置(51)，用于定位所述毛孔作為所述膚淺圖像(SI)內(nèi)的隔離的點(diǎn)，第二毛孔匹配裝置(52)，用于將所述第二毛孔位置(CP′1-CP′N)同參考膚淺圖像(RSI)的膚淺參考毛孔位置(RP′1-RP′M)相匹配以產(chǎn)生膚淺毛孔匹配分?jǐn)?shù)(SPMS)，第二毛孔判斷裝置(56)，用于根據(jù)膚淺毛孔匹配分?jǐn)?shù)(SPMS)同第二預(yù)定毛孔閾值的比較結(jié)果來判斷基于膚淺毛孔的識別(SPFD)是成功的還是失敗的，全局判斷裝置(57)，用于利用基于宏觀特征的識別(MFD)、基于毛孔的識別(PD)、基于膚淺宏觀特征的識別(SMFD)和基于膚淺毛孔的識別(SPD)來判斷手指識別(ID)是成功的還是失敗的。
9.一種用于產(chǎn)生個人手指(1)的內(nèi)部皮膚圖像(ISI)的設(shè)備，所述內(nèi)部皮膚圖像包括在所述個人手指的生物統(tǒng)計(jì)識別中使用的毛孔，所述設(shè)備包括放置裝置，用于將個人手指(1)的內(nèi)側(cè)表面(2)放置在獲取裝置的前面，用于獲取所述內(nèi)部皮膚圖像的所述獲取裝置，所述內(nèi)部皮膚圖像位于離手指的內(nèi)側(cè)表面(2)具有一段距離(D)的手指的內(nèi)側(cè)，存儲裝置，用于將內(nèi)部皮膚圖像(ISI)存儲到存儲器中。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，包括共焦顯微鏡。
11.一種用于識別個人手指(1)的方法，包括下述步驟獲取(4)個人手指的至少一個內(nèi)部皮膚圖像(ISI)，所述內(nèi)部皮膚圖像位于離手指內(nèi)側(cè)具有一段距離(D)的位置并包括毛孔，定位(5)所述毛孔作為在所述內(nèi)部皮膚聚焦圖像內(nèi)的隔離的點(diǎn)，將所述毛孔位置同參考內(nèi)部皮膚聚焦圖像的參考毛孔位置相匹配(6)以產(chǎn)生關(guān)聯(lián)分?jǐn)?shù)，根據(jù)毛孔匹配分?jǐn)?shù)(PMS)同預(yù)定毛孔閾值的比較結(jié)果來判斷(7)基于毛孔的識別(PI)是成功的還是失敗的。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于識別個人手指(1)的生物統(tǒng)計(jì)識別設(shè)備。獲取內(nèi)部皮膚圖像(ISI)。所述圖像(ISI)包括毛孔(P1，P2，P3)，其中所述圖像(ISI)位于離手指的內(nèi)側(cè)表面(2)具有一段距離(D)的手指的內(nèi)側(cè)。所述毛孔被定位作為內(nèi)部皮膚圖像(ISI)中的隔離的點(diǎn)。進(jìn)一步將毛孔位置(CP1－CPN)同參考內(nèi)部皮膚圖像(RI)的參考毛孔位置(RP1－RPM)相匹配以產(chǎn)生毛孔匹配分?jǐn)?shù)(PMS)。將毛孔匹配分?jǐn)?shù)(PMS)同預(yù)定毛孔閾值相比較以判斷手指(1)的基于毛孔的識別是正確的還是不正確的。
文檔編號G06K9/00GK1842805SQ200480024441
公開日2006年10月4日 申請日期2004年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月29日
發(fā)明者R·亨德里克斯, P·T·塔伊爾斯, G·盧卡森 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司