多特徵活體識別方法及裝置的製作方法

2023-06-30 05:02:36 1

專利名稱：多特徵活體識別方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及利用活體的多種生物信息識別活體的方法及其裝置。
背景技術：
隨著時代的發展，不可靠的身份識別和認證造成了商業、財產等方面的巨大損失。 可以替代密碼的生物特徵識別方法已成為能夠很好解決身份認證問題的方法之一，諸如對 聲音、視網膜和指紋的物理特徵進行識別。但是，這種識別裝置存在安全方面的問題，因為 第二人可獲得和模仿圖案數據。實際上，第二人可簡單地從第一人身上切取物理特性部分 並可偽裝成第一人。為了消除以上不利的情況，已公開了如下所示的用於活體識別的方法和裝置。日本專利CN 1937955A通過檢測活體傳送的300GHz_30THz頻帶中的電磁波(太 赫波)，從中提取活體的固有信息與已儲存的信息進行對比以進行活體身份的識別。對活體 傳送的電磁波進行相位變化的提取，可檢測到包含脈動振動、聲帶變化、瞳孔收縮等多種活 體的移動的信息。但是由於空氣中的水蒸氣對太赫波有很強的吸收作用，在它還沒有到達 探測器前，大多數太赫波已經被吸收掉了，所以該發明提供的遠距離成像活體識別方法很 容易受到幹擾，使身份識別受到阻礙。發明專利CN 1441380A設計了一套活體識別的身份防偽與防脅迫技術，集指紋識 另IJ、心理探測、自動隱蔽報警於一體，以達到活體識別與防脅迫的目的。但是該方法還是以 對指紋的物理特性進行識別為基礎，不能避免第二人通過切除或盜取指模獲得圖案數據進 行偽裝的可能性。

發明內容
本發明的目的在於解決上述問題，提供一種多特徵活體識別方法及裝置。為達到上述目的，本發明採用下述技術方案一種活體的多特徵識別方法，其特徵 在於操作步驟如下從活體體表提取紅外顯微圖像信息；從提取的紅外顯微圖像中提取多 種信息，以從中得到關於活體固有的信息；將關於活體固有的信息與預先存儲的信息相比 較。關於提取紅外顯微圖像信息是利用基於採集溫度信息的紅外成像技術結合採集 微觀信息的顯微技術對活體體表進行溫度和顯微信息採集。關於記錄溫度信息與微觀信息結合的紅外顯微圖像信息是選自包含活體汗腺、皮 膚紋路(如指紋等)的組中的任意之一及其組合。活體汗腺的採集是利用活體汗腺對汗液的排出會降低汗腺部位的溫度，造成汗腺 和活體體表其他部位的溫差，再利用顯微成像技術對汗腺進行顯微採集。皮膚紋路的採集是利用不同表面狀態的皮膚表面輻射率不同，通過紅外顯微成像 技術對皮膚紋路進行顯微採集。從紅外顯微圖像中提取多種信息是包含對所採集的汗腺、皮膚紋路等活體固有的信息進行提取、整合。一種多特徵的活體識別裝置，包括提取部分、信息處理部分和識別部分，其特徵在於所述提取部分用於從活體體表提取紅外顯微圖像信息，主要組成為紅外顯微熱成像系 統；所述信息處理部分，用於對提取的紅外顯微圖像信息進行校正、自動識別等處理，得到 準確的活體固有的信息；所述識別部分，用於將活體固有的信息與預先存儲的信息相比較 以識別活體。本發明與現有技術相比較，具有如下顯而易見的突出實質性特點和顯著優點本發明從汗腺排汗產生的溫差出發，利用紅外顯微熱成像技術對汗腺進行識別， 再者，汗腺排汗是活體所特有的生理特徵，由此，排除了第二人從第一人身上切取物理特性 部分偽裝成第一人的可能性。對於本發明的活體的識別裝置，活體體表輻射的紅外線直接 進入識別裝置的提取部分，避免了外界環境對信息採集的影響。


圖1是本發明的多特徵活體識別裝置的結構示意圖。圖2是利用圖1所示的識別裝置拍攝的手指圖像。圖3是汗腺加掌紋多特徵活體識別的示意圖。
具體實施例方式以下參照附圖解釋本發明的優選實施例。實施例1 本多特徵活體識別裝置包括提取部分、信息處理部分和識別部分，所述 提取部分，用於從活體體表提取紅外顯微圖像信息，主要組成為紅外顯微熱成像系統；所述 信息處理部分，用於對提取的紅外顯微圖像信息進行校正、自動識別處理，得到準確的活體 固有的信息；所述識別部分，用於將活體固有的信息與預先存儲的信息相比較以識別活體。實施例2 本實施例與實施例1相同，特別之處參見圖1。本多特徵活體識別裝置 由紅外線顯微部分101、生物信息採集部分102和生物信息處理及識別部分103構成。紅外 線顯微部分101接收從生物體輻射的紅外線，並通過多組鏡頭得到放大、顯微的圖像信息， 其中，鏡頭由能透過紅外線的材料製成，如鍺、氟化鈣、二氧化矽等。生物信息採集部分102 是一個紅外線CCD攝像頭，將紅外線顯微部分101得到的紅外圖像信息轉換成數字圖像信 息。生物信息處理及識別部分103對生物信息採集部分102提取的圖像信息進行校正、自 動識別等處理，得到準確的活體固有的信息，並與預先存儲的信息相比較，由此判斷生物體 是否為目標生物體，並輸出判斷結果作為識別結果。在本實施例中，使用紅外線作為感測生物信息的手段。紅外線輻射是自然界存在 的一種最為廣泛的電磁波輻射，溫度在絕對零度以上的任何物體，都會因自身的分子和原 子無規則的運動而輻射出紅外線，分子和原子的運動愈劇烈，輻射的能量愈大，反之，輻射 的能量愈小。著名的普朗克定律表明溫度、波長和能量之間存在一定的關係，紅外總能量隨 溫度的增加而迅速增加；峰值波長隨溫度的增加向短波移動。根據史蒂芬 玻耳茲曼定律， 當溫度變化時，紅外總能量與絕對溫度的四次方成正比，當溫度有較小的變化時，會引起總 能量的很大變化，這就使紅外測溫有了重大的開發價值，本發明就是建立在此基礎上。活體體表的汗腺排出的汗液會帶走汗腺附近的熱量，使汗腺部位與體表其他部位產生溫度差，這種細小的溫差可以被本發明中的識別裝置檢測到，由此得到活體體表的汗腺分布信息。不同表面狀態的皮膚其紅外輻射率不同，通過紅外顯微成像技術還可以檢測 到皮膚紋路分部信息。同時對兩種信息進行識別，增加了活體識別的準確程度。紅外線顯微部分101由紅外線可以透過的特殊材料製成的凸鏡片組構成，如鍺、 氟化鈣等。鏡片組對活體輻射的紅外線進行匯聚，實現紅外圖像信息的多倍放大。生物信息採集部分102的主要功能是將紅外線顯微部分101得到的紅外顯微圖像 信息轉換成數字圖像信息，紅外線CCD攝像頭就可以實現該功能。生物信息處理及識別部分103對生物信息採集部分102提取的圖像信息進行校 正、自動識別等處理，得到準確的活體固有的信息，並與預先存儲的信息相比較，由此判斷 生物體是否為目標生物體。在本實施例中，生物信息採集部分102採集的信息包含活體體表的紋路信息與汗 腺分布信息。原始圖像不可避免地存在噪聲，造成圖像一定程度上的模糊不清，必須除去噪 聲，以提高圖像的清晰度。由於紋路信息的複雜性和汗腺分布的密集性，必須對圖像進行細 化處理，去除紋線上的毛刺，同時，提高汗腺的解析度，從而去除圖像信息中的偽特徵。然 後，識別部分103將處理後得到的準確的活體固有的信息與預先存儲的信息相比較，對生 物體進行身份識別，並輸出判斷結果作為識別結果。實施例3 本多特徵活體識別方法的操作步驟如下(1)從活體體表提取紅外顯微圖像信息；(2)從提取的紅外顯微圖像中提取多種信息，以從中得到關於活體固有的信息；(3)將關於活體固有的信息與預先存儲的信息相比較。實施例4 本實施例與實施例3相同，特別之處是採用實施例2的多特徵識別裝 置通過以下步驟識別活體(輸入生物性息)(1)檢測來自活體輻射的紅外線。(2)紅外圖像信息通過多組鏡頭實現顯微放大。(識別)(1)紅外顯微圖像信息進入紅外線CXD攝像頭被轉換成數字圖像信息。(2)對包含多種信息的數字圖像信息進行校正、自動識別等處理，得到準確的活體 固有的信息。(3)將得到的信息與存儲的信息相比較，做出判斷。如上所述通過使用多種生物信息進行識別將確保識別的準確性，提高系統的安全 性。例子(例子1)汗腺加指紋多特徵活體識別裝置本例子表示應用本發明的識別裝置以通過多種活體信息的組合識別個人。在本例 子中使用汗腺加指紋多特徵識別裝置。本例子中的汗腺加指紋多特徵識別裝置具有圖1所示的結構。活體輻射出的波長 約8-12um的紅外線作為信號被識別裝置採集，不同表面狀態的皮膚的紅外輻射率不同。圖 2是利用本發明中的活體識別裝置拍攝的手指圖像，本例子通過檢測圖2所示的手指的指紋201和汗腺202輻射的紅外線進行識別。通過紅外顯微裝置101可以檢測到手指上凹凸 不平的指紋紋路。手指是汗腺分布最密集的部位，汗液的排出產生的溫差被本發明中的識 別裝置檢測到，可以得到手指上的汗腺分布信息。本實施例的汗腺加指紋多特徵活體識別裝置所用的紅外線CXD攝像頭、顯微圖像 處理系統均可購買到。在本例子中，活體的指紋信息與汗腺信息被組合利用，但組合不限於它們。如圖3， 還可以進行掌紋與汗腺的組合，與本例子中的指紋加汗腺識別裝置和原理一樣。其實，可以 對活體體表的特徵物理信息進行多種組合識別，以提高識別的準確性。
權利要求
一種多特徵活體識別方法，其特徵在於操作步驟如下(1)從活體體表提取紅外顯微圖像信息；(2)從提取的紅外顯微圖像中提取多種信息，以從中得到關於活體固有的信息；(3)將關於活體固有的信息與預先存儲的信息相比較。
2.根據權利要求1所述的多特徵活體識別方法，其特徵在於所述提取紅外顯微圖像信 息是利用基於採集溫度信息的紅外成像技術結合採集微觀信息的顯微技術對活體體表進 行溫度和顯微信息採集。
3.根據權利要求2所述的多特徵活體識別方法，其特徵在於所述採集溫度信息的紅外 成像技術結合採集微觀信息的顯微技術是選自包含活體汗腺、皮膚紋路的組中的任意之一 及·~ 者之結合。
4.根據權利要求3所述的多特徵活體識別方法，其特徵在於所述活體汗腺的採集是利 用活體汗腺對汗液的排除會降低汗腺部位的溫度，造成汗腺與活體體表其他部位的溫差， 再利用紅外顯微成像技術對汗腺進行紅外顯微採集。
5.根據權利要求3所述的多特徵活體識別方法，其特徵在於所述皮膚紋路的採集是 利用不同表面狀態的皮膚表面輻射率不同，通過紅外顯微成像技術對皮膚紋路進行顯微採 集。
6.根據權利要求1所述的多特徵活體識別方法，其特徵在於所從提取的紅外顯微圖像 中提取多種信息是包含對所採集的汗腺、皮膚紋路等活體固有的信息進行提取、整合。
7.一種多特徵活體識別裝置，包括提取部分、信息處理部分和識別部分，其特徵在於(1)所述提取部分，用於從活體體表提取紅外顯微圖像信息，主要組成為紅外顯微熱成 像系統；(2)所述信息處理部分，用於對提取的紅外顯微圖像信息進行校正、自動識別處理，得 到準確的活體固有的信息；(3)所述識別部分，用於將活體固有的信息與預先存儲的信息相比較以識別活體。
全文摘要
本發明涉及一種多特徵活體識別方法及裝置。該方法包括以下步驟基於活體皮膚在紅外顯微成像系統下會顯示汗腺分部及皮膚紋路(如指紋)等信息，由紅外探測器檢測紅外成像系統採集到的活體汗腺信息及皮膚紋路(如指紋)等信息，將關於活體的信息與預先存儲的信息相比較。紅外顯微成像系統的汗腺成像是基於活體體表皮膚與活體汗腺的溫差，所以，該方法以更高的安全性識別單個的活體以防非法偽裝。
文檔編號G06K9/62GK101807246SQ20101012653
公開日2010年8月18日 申請日期2010年3月17日 優先權日2010年3月17日
發明者楊豔, 胡志宇 申請人:上海大學