指纹辨识方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种指纹辨识方法及其装置，该方法包括以下步骤：将一手指按压在一光电传感器模块上；分别发出一非可见光线穿透到手指内部后再反射到光电传感器模块以及发出一可见光线经由手指表面反射到光电传感器模块；光电传感器将可见光线及非可见光线的光强度信号转换成光电流信号；以一模拟/数字转换模块将光电流信号分别转换成一第一数字信号及一第二数字信号；以一处理器模块将第一数字信号输出成一灰阶指纹图像以及将第二数字信号输出成一彩色指纹图像进行辨识。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术有关于一种辨识方法及装置，特别是一种有关于指纹辨识方法及其装置。
技术介绍
所谓指纹辨识，顾名思义就是利用人体手指上独有指纹信息进行辨识。常见的指纹辨识装置可由两种元素组成。其一为指纹感测器(FingerprintSensor)，主要目的是采集一枚完整的指纹图像。另一个元素则为指纹辨识演算法(FingerprintAlgorithm)。当前端的指纹感测器采集指纹图像后，后续则是交由演算法进行指纹图像处理与指纹特征点抽取，生成指纹模板后将原始指纹图像丢弃，最后再进行指纹比对。常见的指纹感测器有电容式(Capacity)与光学式(Optical)两种。目前电容式指纹感测器常见的有RF电容感测、压力感测、热感测等。其原理是将高密度的电容感测器或是压力感测器等微型化感测器整合于一芯片之中，待手指按压芯片表面时，内部微型电容感测器会根据指纹的波峰与波谷聚集而产生的不同电荷量(或是温差)，进而形成指纹图像。电容式感测器的优点为薄型化与小型化，可被大量运用在手持装置上，不过其缺点为成本高及耐用性备受考验。且电容式感测器为了维持一定的按压面积须切割整片晶圆，所以每一芯片所产出的成本相当高。再者，由于电容式感测器本身就是裸露的半导体芯片，容易因为手指本身的汗水与酸碱影响，而对芯片表面产生侵蚀以及容易产生静电问题，使得电容式感测器的耐受度及使用寿命大幅降低。因此，便有在电容式感测器表面增贴一层蓝宝石基板以进行防护，但相对的也提高制作成本。另外，光学式指纹感测器为最早的指纹采集设备，是利用光源、三菱镜、电荷耦合元件(CCD)组成一套指纹采集设备。利用手指按压三菱镜后，以指纹的波峰与波谷对于光线全反射的吸收与破坏，进而得到一枚指纹图像，再经由电荷耦合元件(CCD)将影像获取与输出。由于光学式指纹感测器的采集方式是非接触芯片本身，也就是指纹按压处是由压克力或是玻璃等光学元件所构成，故光学式最大的优势就是价格低廉且耐用。但光学式指纹感测器因为其体积较大及组装复杂，难以运用于手持装置内部。另外，通常有不肖人士会以硅胶材质假造手指。硅胶材质制作的假手指几乎可以拟真有指纹及微血管，如此，以硅胶特性及带有指纹、微血管的假手指压在指纹辨识装置后，可使得假手指同样有按压后的手指变形量特性及指纹、微血管特性来骗过指纹辨识装置，而导致指纹辨识装置无法正确辨识是否是由真人的手指所按压，进而造成辨识上的漏洞。是以，现有的电容式指纹感测器具有易环境静电影响及制作成本高的问题，而光学式指纹感测器则具有体积大无法应用于手持装置的问题，再加上硅胶伪造的假手指可以模拟真手指按压变形量及指纹、微血管特性，而导致容易通过指纹辨识装置的3D手指验证程序等问题。因此，要如何设计一种可避免环境静电影响、体积小、降低制作成本及辨识真实手指血管的指纹辨识器，就成为了需要解决的问题。
技术实现思路
鉴于硅胶伪造的假手指可以拟真手指按压变形量及指纹、微血管特性，而导致容易通过指纹辨识装置的3D手指验证程序等问题。是以，本专利技术的主要目的在于提供一种指纹辨识方法及其装置，以解决硅胶假手指容易通过指纹辨识装置验证的问题。根据本专利技术所揭露真伪指纹的辨识方法，其包括以下的步骤：将一手指放置在一光电传感器模块上；以一第一发光元件朝向手指发出一非可见光线及以一第二发光元件朝向手指发出一可见光线；非可见光线穿透手指内部后再反射到光电传感器模块，令光电传感器模块接收到非可见光线的至少一非可见光强度信号，可见光线经由手指表面反射到光电传感器模块，令光电传感器模块接收到可见光线的至少一可见光强度信号；光电传感器模块依据非可见光强度信号转换成至少一非可见光电流信号，光电传感器模块依据可见光强度信号转换成至少一可见光电流信号，光电传感器将非可见光电流信号及可见光电流信号分别传送到一模拟/数字转换模块；模拟/数字转换模块依据非可见光电流信号换成至少一第一数字信号，模拟/数字转换模块依据可见光电流信号转换成至少一第二数字信号，模拟/数字转换模块将第一数字信号及第二数字信号分别传送到一处理器模块；处理器模块依据第一数字信号转换成一灰阶指纹图像，处理器模块依据第二数字信号转换成一彩色指纹图像，并对灰阶指纹图像及彩色指纹图像进行辨识。本专利技术更提出一种指纹辨识装置，用以辨识一手指的指纹图像。该辨识装置包括一光电传感器模块、至少一第一发光元件、至少一第二发光元件、一模拟/数字转换模块及处理器模块。其中，光电传感器模块具有一光接收表面，用以供手指接触于其上。第一发光元件朝向手指发射一非可见光线，第二发光元件朝向手指发射一可见光线。模拟/数字转换模块电性连接于光电传感器模块，处理器模块电性连接于模拟/数字转换模块。其中，非可见光线穿透手指内部后再反射到光电传感器模块，以使光电传感器模块接收到非可见光线的至少一非可见光强度信号，可见光线经由手指表面反射到光电传感器模块，以使光电传感器模块接收到可见光线的至少一可见光强度信号。光电传感器模块分别将非可见光强度信号转换成一非可见光电流信号以及将可见光强度信号转换成一可见光电流信号。模拟/数字转换模块分别将非可见光电流信号转换成一第一数字信号以及将可见光电流信号转换成一第二数字信号。处理器模块分别将第一数字信号输出成一灰阶指纹图像以及将第二数字信号输出成一彩色指纹图像进行辨识。根据本专利技术所揭露真伪指纹的另一辨识方法，其包括以下的步骤：将一手指放置在一光电传感器模块上；以一第二发光元件朝向手指发出一可见光线；可见光线经由手指表面反射到光电传感器模块，令光电传感器模块接收到可见光线的至少一可见光强度信号；光电传感器模块依据可见光强度信号转换成至少一可见光电流信号，光电传感器将可见光电流信号传送到一模拟/数字转换模块；模拟/数字转换模块依据可见光电流信号转换成至少一第二数字信号，模拟/数字转换模块将第二数字信号传送到一处理器模块；处理器模块依据第二数字信号转换成一彩色指纹图像及/或一灰阶指纹图像，并对彩色指纹图像及/或灰阶指纹图像进行辨识。本专利技术的功效在于利用光电传感器模块来接收穿透手指内部的非可见光线及经由手指反射的可见光线，并同时辨识出手指的灰阶指纹图像及彩色指纹图像，以防堵指纹辨识时的缺失，藉以提高识别时的真实性。是以，藉由光电传感器模块轻、薄、短、小的特性，使得本专利技术的指纹辨识装置可应用在手持装置内部，可解决现有技术的光学式指纹辨识器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种指纹辨识方法，其特征在于，包括以下步骤：将一手指放置在一光电传感器模块上；以一第一发光元件朝向该手指发出一非可见光线及以一第二发光元件朝向该手指发出一可见光线；该非可见光线穿透该手指内部后再反射到该光电传感器模块，令该光电传感器模块接收到该非可见光线的至少一非可见光强度信号，该可见光线经由该手指表面反射到该光电传感器模块，令该光电传感器模块接收到该可见光线的至少一可见光强度信号；该光电传感器模块依据该非可见光强度信号转换成至少一非可见光电流信号，该光电传感器模块依据该可见光强度信号转换成至少一可见光电流信号，该光电传感器将该非可见光电流信号及该可见光电流信号分别传送到一模拟/数字转换模块；该模拟/数字转换模块依据该非可见光电流信号换成至少一第一数字信号，该模拟/数字转换模块依据该可见光电流信号转换成至少一第二数字信号，该模拟/数字转换模块将该第一数字信号及该第二数字信号分别传送到一处理器模块；以及该处理器模块依据该第一数字信号转换成一灰阶指纹图像，该处理器模块依据该第二数字信号转换成一彩色指纹图像，并对该灰阶指纹图像及该彩色指纹图像进行辨识。

【技术特征摘要】
2015.01.26 TW 1041025081.一种指纹辨识方法，其特征在于，包括以下步骤：
将一手指放置在一光电传感器模块上；
以一第一发光元件朝向该手指发出一非可见光线及以一第二发光元件
朝向该手指发出一可见光线；
该非可见光线穿透该手指内部后再反射到该光电传感器模块，令该光电
传感器模块接收到该非可见光线的至少一非可见光强度信号，该可见光线经
由该手指表面反射到该光电传感器模块，令该光电传感器模块接收到该可见
光线的至少一可见光强度信号；
该光电传感器模块依据该非可见光强度信号转换成至少一非可见光电
流信号，该光电传感器模块依据该可见光强度信号转换成至少一可见光电流
信号，该光电传感器将该非可见光电流信号及该可见光电流信号分别传送到
一模拟/数字转换模块；
该模拟/数字转换模块依据该非可见光电流信号换成至少一第一数字信
号，该模拟/数字转换模块依据该可见光电流信号转换成至少一第二数字信
号，该模拟/数字转换模块将该第一数字信号及该第二数字信号分别传送到一
处理器模块；以及
该处理器模块依据该第一数字信号转换成一灰阶指纹图像，该处理器模
块依据该第二数字信号转换成一彩色指纹图像，并对该灰阶指纹图像及该彩
色指纹图像进行辨识。
2.如权利要求1所述的指纹辨识方法，其特征在于，该处理器模块包括
一分析程序、一转换程序及一验证程序，并对该彩色指纹图像进行辨识的步
骤更包括：
执行该分析程序，以一第一色彩模型分析该彩色指纹图像，以得到相应
该彩色指纹图像的一第一色度坐标轴；
执行该转换程序，以一第二色彩模型将该第一色度坐标轴转换成一第二
色度坐标轴；
执行该验证程序，比对该第二色度坐标轴是否符合预设的一第二肤色阀
值；
若该第二色度坐标轴符合该第二肤色阀值，则判定该手指为一真实指
纹；以及
若该第二色度坐标轴不符合该第二肤色阀值，则判定该手指为一伪造指
纹。
3.如权利要求2所述的指纹辨识方法，其特征在于，将该指纹图像切割
成多数个子影像，该些子影像分别依序传送到该分析程序进行分析处理。
4.如权利要求2所述的指纹辨识方法，其特征在于，以该第一色彩模型
分析该彩色指纹图像的步骤更包括：
设定该第一色彩模型为一RGB色彩模型；
依据该红蓝绿色彩模型得到相应的该第一色度坐标轴，依据该第一色度
坐标轴得到一红色波长曲线、一绿色波长曲线及一蓝色波长曲线；
判断该红色波长曲线是否与该绿色波长曲线及该蓝色波长曲线相互重
叠；以及
若该红色波长曲线不重叠该绿色波长曲线及该蓝色波长曲线，则执行该
转换程序。
5.如权利要求2所述的指纹辨识方法，其特征在于，得到相应该指纹图
像的该第一色度坐标轴的步骤更包括：执行该验证程序，比对该第一色度坐
标轴是否符合预设的一第一肤色阀值。
6.一种指纹辨识装置，用以辨识一手指的指纹图像，其特征在于，该辨
识装置包括：
一光电传感器模块，具有一光接收表面，用以供该手指接触于其上；
至少一第一发光元件，朝向该手指发射一非可见光线；
至少一第二发光元件，朝向该手指发射一可见光线；
一模拟/数字转换模块，电性连接该光电传感器模块；以及
一处理器模块，电性连接该模拟/数字转换模块；
其中，该非可见光线穿透该手指内部后再反射到该光电传感器模块，令
该光电传感器模块接收到该非可见光线的至少一非可见光强度信号，该可见
光线经由该手指表面反射到该光电传感器模块，令该光电传感器模块接收到
该可见光线的至少一可见光强度信号，该光电传感器模块分别将该非可见光
强度信号转换成一非可见光电流信号以及将该可见光强度信号转换成一可
见光电流信号，该模拟/数字转换模块分别将该非可见光电流信号转换成...

【专利技术属性】
技术研发人员：巫仁杰，洪浚郎，
申请(专利权)人：金佶科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71