利用全像场弱相干层析成像术对身份识别的方法及结构技术

本发明专利技术公开了利用全像场弱相干层析成像术对身份识别的方法及结构，该方法为：从全像场弱相干层析成像系统获得被识别个体具有唯一性的二维生理组织图像，并进一步依据二维生理组织图像内含有的结构和功能信息将其编码为决策编码；将决策编码与另外一个索引编码进行对比，确定二者的等价程度。本发明专利技术提出利用全像场弱相干层析成像术对内指纹、内指甲床或虹膜组织内部成像进行生物识别，系统具有非接触无损检测能力，可以无扫描一次性提取活体组织二维图像，克服了传统层析成像技扫描速度慢、数据量大的缺点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于全像场弱相干层析成像技术，特别是涉及一种利用全像场弱相干层析成像术对生理组织成像进行身份识别的方法
技术介绍
世界交流越来越频繁广泛，同时恐怖和犯罪活动也愈演愈烈，因而生物识别技术近年需求增长迅速，对快速准确的身份验证提出了更高要求。由于传统指纹识别方法，容易以复制指纹而欺骗通过[IETBiometrics,pp.219–233(2014)]，以及手指表面弄脏、太湿或者磨损则失效[HandbookofFingerprintRecognition,p.496(2009)]，安全性和鲁棒性受到质疑，受到各个国家安全和执法部门的驱动，面部识别、声纹识别、唇纹识别、虹膜结构和视网膜静脉识别等技术不断发展，但这些技术要么可靠性存在争议，要么使用及其不方便、体积庞大、成本太高。Topping在专利(US5,751,835，1998)中讨论了内指纹用于生物识别的唯一性和不可复制性。在手指内部220-550μm的皮肤层，具有表面(外部)指纹相同的拓扑特征[Thefingerprintsourcebook(2011)]。这些内部层，充当“主模板”导致外部指纹按照它的形状生长，因此，皮下指纹不受环境影响和磨损，难以仿制，用于身份识别更准确。另外，手指内部的汗腺[IEEETrans.PatternAnal.Mach.Intell.29(1),15–27(2007)]和微血管结构也和指纹有跟随形状[.Anat.204(2),123–131(2004)]。我们定义内指纹为皮下指纹，和对应层面的汗腺和毛细血管等组织结构，它具有终生不变性[Thefingerprintsourcebook(2011)]，可以用于准确而高度鲁棒的生物身份识别。当前的指纹识别技术中，光学、电容、热图、压感等指纹提取方式都无法获得内指纹。而超声方法因探测器尺寸过大、响应速度慢、处理系统庞大也无法应用。2006年美国休斯敦大学LarinKV[IEEEPhotonicsTechnol.Lett.19(20),1634–1636(2007)]提出用扫频层析成像获得内指纹，但是传统层析成像技术对二维正面图像提取需要点对点扫描，并最终从三维指纹结构中重构(z方向必须首先成像)正面图像，数据量太高(1G以上)，提取速度过慢(10秒以上)。另外，内指甲床[ExpertSyst.Appl.41,2,373-386(2014)]图像也难以仿制，可用于的高度安全生物特征识别。本专利技术提出利用全像场弱相干层析成像术对内指纹、内指甲床或虹膜组织内部成像进行生物识别，系统具有非接触无损检测能力，可以无扫描一次性提取活体组织二维图像，克服了传统层析成像技扫描速度慢、数据量大的缺点；同时，利用系统参考镜面决定图像切片的位置，可以倾斜或者多幅图像结合使用，甚至可以兼容传统方法建立的指纹数据库、内指甲床数据库、虹膜数据库，又同时杜绝欺骗通过，安全性和鲁棒性大大提高。
技术实现思路
鉴于此，本专利技术提供一种利用全像场弱相干层析成像术对生理组织成像进行身份识别方法及结构。本专利技术的目的之一是通过以下技术方案来实现的：一种利用全像场弱相干层析成像术对身份识别的方法，从全像场弱相干层析成像系统获得被识别个体具有唯一性的二维生理组织图像，并进一步依据二维生理组织图像内含有的结构和功能信息将其编码为决策编码；将决策编码与另外一个索引编码进行对比，确定二者的等价程度。进一步，所述决策编码是二值化的，每个像素的信息用其中一个状态表示。进一步，所述决策编码的基大于2，每个像素的信息用其中一个多于2的状态值表示。进一步，所述决策编码用一维或者二维条码表示。进一步，使用异或或互相关的方法比较决策编码与索引编码。进一步，使用汉明距离表示决策编码与索引编码的等价程度，若决策编码与索引编码相同，则汉明距离为0，若决策编码与索引编码完全不同，则汉明距离为1。进一步，利用滤波器提取二维生理组织图像内含有的结构和功能信息获得决策编码。本专利技术的目的之二是通过以下技术方案来实现的：一种利用全像场弱相干层析成像术对身份识别的结构，包括弱相干面照明光源、参考臂、第一样品臂、分束镜、面阵列探测器和计算系统，所述参考臂具有参考臂光程，其光程长度用于选择生理组织成像面的位置；生理组织在第一样品臂中，成像面在第一样品臂光程长度和参考臂光程等值的位置；所述分束镜将来自弱相干面照明光源的光分为测量光和参考光，测量光通过第一样品臂被引导至待检查生理组织并将来自待检查对象的返回光引导至检测位置，参考光通过参考臂被引导至检测位置；面阵列探测器接收来自待检查生理组织返回的返回光，面阵探测器接收到的返回光信息被传送到计算系统。进一步，该结构还包括用于采集外指纹的数字采集设备，该数字采集设备采集的数字图像用于将索引编码映射到内指纹所表征的当前被验证者的身份信息。进一步，该结构还包括用于采集虹膜内组织结构和第二样品臂，所述第二样品臂采集的数字图像将唯一性编码映射到虹膜内组织所表征的当前被验证者的身份信息。由于采用了以上技术方案，本专利技术具有以下有益技术效果：本专利技术提出利用全像场弱相干层析成像术对内指纹、内指甲床或虹膜组织内部成像进行生物识别，系统具有非接触无损检测能力，可以无扫描一次性提取活体组织二维图像，克服了传统层析成像技扫描速度慢、数据量大的缺点；同时，利用系统参考镜面决定图像切片的位置，可以倾斜或者多幅图像结合使用，甚至可以兼容传统方法建立的指纹数据库、内指甲床数据库、虹膜数据库，又同时杜绝欺骗通过，安全性和鲁棒性大大提高。附图说明为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作进一步的详细描述，其中：图1为本专利技术一些实例中利用全像场弱相干层析成像术对内指纹成像，用于生物识别的方框图；图2为本专利技术一些实例中利用全像场弱相干层析成像术对内指纹成像，包含一个数字采集系统和传统识别数据库兼容的生物识别方法的方框图；图3为本专利技术一些实例中利用全像场弱相干层析成像术对内指纹成像，同时全像场弱相干层析成像系统也采集外指纹，和传统识别数据库兼容的生物识别方法的方框图；图4为本专利技术一些实例中利用全像场弱相干层析成像术对虹膜成像，用于生物识别的方框图；图5为本专利技术一些实例中利用全像场弱相干层析成像术对虹膜成像，包含一个数字采集系统和传统识别数据库兼容的生物识别方法的方框图；图6为本专利技术一些实例中利用全像场弱相干层析成像术对虹膜成像，同时全像场弱相干层析成像系统也采集传统虹膜图像，和传统识别数据库兼容的生物识别方法的方框图；图7为本专利技术一些实例中利用全像场弱相干层析成像术对活体组织成像，其参考臂的各种可能组态；图8为本专利技术一些实例中产生Gabor滤波器的过程；图9为本专利技术一些实例中根据内指纹图像生成唯一决策编码的方框图；图10为本专利技术一些实例中对唯一决策编码进行处理分析和判定的方框图。具体实施方式以下将结合附图，对本专利技术的优选实施例进行详细的描述；应当理解，优选实施例仅为了说明本专利技术，而不是为了限制本专利技术的保护范围。本专利技术现在将参照附图，其中本专利技术的说明性实施例示出在下文中更充分地描述。本专利技术可能，但是，可以体现为许多不同的形式和为限于这里阐述的实施例不应被解释；相反，提供这些实施例使得本公开将是彻底和完整的，并且将充分地传达本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用全像场弱相干层析成像术对身份识别的方法，其特征在于：从全像场弱相干层析成像系统获得被识别个体具有唯一性的二维生理组织图像，并进一步依据二维生理组织图像内含有的结构和功能信息将其编码为决策编码；将决策编码与另外一个索引编码进行对比，确定二者的等价程度。

【技术特征摘要】
1.一种利用全像场弱相干层析成像术对身份识别的方法，其特征在于：从全像场弱相干层析成像系统获得被识别个体具有唯一性的二维生理组织图像，并进一步依据二维生理组织图像内含有的结构和功能信息将其编码为决策编码；将决策编码与另外一个索引编码进行对比，确定二者的等价程度。2.根据权利要求1所述的一种利用全像场弱相干层析成像术对身份识别的方法，其特征在于：所述决策编码是二值化的，每个像素的信息用其中一个状态表示。3.根据权利要求1或2所述的一种利用全像场弱相干层析成像术对身份识别的方法，其特征在于：所述决策编码的基大于2，每个像素的信息用其中一个基大于2的状态值表示。4.根据权利要求1所述的一种利用全像场弱相干层析成像术对身份识别的方法，其特征在于：所述决策编码用一维或者二维条码表示。5.根据权利要求1所述的一种利用全像场弱相干层析成像术对身份识别的方法，其特征在于：使用异或或互相关的方法比较决策编码与索引编码。6.根据权利要求1所述的一种利用全像场弱相干层析成像术对身份识别的方法，其特征在于：使用汉明距离表示决策编码与索引编码的等价程度，若决策编码与索引编码相同，则汉明距离为0，若决策编码与索引编码完全不同，则汉明距离为1。7.根据权利要求1所述的一种利用全像场弱相干层析成...

【专利技术属性】
技术研发人员：王金玉，尹韶云，孙秀辉，江海波，李刚，汪岳峰，
申请(专利权)人：中国科学院重庆绿色智能技术研究院，
类型：发明
国别省市：重庆;50