多重生物测定多谱成像器制造技术

照射个体的皮肤部位，并接收在多谱条件下从所述皮肤部位散射的光。所述光包括从位于所述皮肤部位表面下的组织散射的光。多生物测定模态来源于所述接收的光。将所述生物测定模态融合为组合的生物测定模态，分析所述组合的生物测定模态，从而执行生物测定功能。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多重生物测定多谱成像器相关申请的交叉引用本申请是由Umut Uludag等在2006年7月19日提交的名称为全手 多谱成像器的美国临时专利申请号60/832,233的非临时申请，并要求该 申请的权益，将其全部内容作为参考引入本文，以获得全部目的。
技术介绍
本申请一般涉及生物测定(biometrics)。更具体地，本申请涉及利用 光谱信息的多重生物测定测量法。存在着对开发和使用多重生物测定系统的一般趋势，该系统组合来自 两种或更多不同来源生物测定信号的信息，从而作出身份判定。相对于单 一生物测定传感器，所述系统具有显著的性能优势。具体地，通常认为多 重生物测定系统提供较高的精确性绝对水平，对于取样和环境条件更加耐 用，且通常很难被欺诈或欺骗。然而，典型的多重生物测定系统组合多种传感器诸如用于面部成像的 照相机、用于虹膜检测的传感器、和/或用于指纹捕获的传感器。为此，典 型的多重生物测定系统通常很昂贵，难于配置，且为了成功地与生物测定 系统相互作用，需要使用者进行多个分立的动作。因此，存在着对能够提供高度安全性同时还是制造成本高效、易于配 置、且易于与使用者相互作用的多重生物测定传感器的需要。专利技术概述本专利技术的实施方案提供可以用于进行生物测定功能的方法和系统。本 专利技术的方法包括照射个体的皮肤部位并接收在多谱条件下从皮肤部位散 射的光，所述光包括从位于所述皮肤部位表面下的组织所散射的光。多种 生物测定的模态来源于所接收的光。将所述多种生物测定模态融合为组合5的生物测定模态。分析该组合的生物测定模态，以执行生物测定功能。皮肤部位有时可以包括个体的手。例如，在一个实施方案中，皮肤部 位包括手掌和该手的至少一个指尖。还存在多种可以使用的生物测定模 态，其包括手的掌纹、手的一个手指的指纹、手的形状、和/或手的彩色纹 理。所述多种生物测定模态可以通过将原始彩色图像数据转换为灰度图像 而获得，然后将所述灰度图像分割为前景和背景。然后，可以通过生成被 分割的灰度图像的一维投影，而定位所述手的指尖。在一些情况下，当皮肤部位至少部分地与台板相接触时，照射皮肤部 位，并接收散射的光。可以在不同实施方案中分析组合的生物测定模态，从而进行大量不同 类型的生物测定功能。例如，可以分析以确定个体身份或验证个体身份。 可以分析以验证该手是活组织。在其他情况中，分析以估计个体的人口统 计或人体测量学特征。在一些实施方案中，用被第一偏振作用偏振化的光 照射皮肤部位，并用第二偏振作用使由皮肤部位散射的光偏振化，所述第 一和第二偏振作用实质上彼此相对交叉。本专利技术的方法还可以被具体化为生物测定传感器，其包括照射子系统、 检测子系统、和控制器。所述照射子系统被配置成照射个体的皮肤部位， 且所述检测子系统被配置成接收由该皮肤部位散射的光。所述控制器包括 执行上述方法的指令。附图简述通过参考说明书的后续部分及附图，可进一步理解本专利技术的特征和优点。图l提供了实施方案中的全手多谱成像器的组件和装配的示意图。可 将该传感器设置为同时收集5个指纹、掌纹、彩色纹理、和手形、或其任意部分；图2A和2B提供本专利技术实施方案中可以使用的4种模态的图示5个 指纹、掌纹、彩色纹理、和手形；图3举例说明了基于图像质量的全手生物测定融合；图4是概述在本专利技术示范性实施方案中进行生物测定功能的流程6图5显示利用附图说明图1的成像器收集的原始多谱全手图像； 图6举例说明个体全手图像的分割；图7举例说明本专利技术实施方案中使用的指尖分离方法-， 图8A-8C显示在本专利技术一次实施中的数据提取的指纹图像； 图9A-9C显示来自本专利技术一次实施中的数据的掌部特征的提取； 图10比较了本专利技术一次实施中关于不同指尖的接收器运行特征 (ROC)曲线；图11举例说明了反转的手图像，以及定位点和定位中点中的兴趣区域(Ror');图12A显示本专利技术一次实施中的最初ROI;图12B显示与图12A的最初ROI相对应的向下取样(down-sampled)的ROI;图13A-13C显示图12的兴趣区域内不同角度的顺序特征；禾口图显示本专利技术一次实施中关于食指和手掌图像融合的ROC曲线。专利技术详述本专利技术的实施方案涉及用于收集与来自单皮肤部位的多来源生物测定 信号相应的生物测定数据的系统和方法。具体地，本专利技术的方面涉及能够 从使用者整个手或其一部分收集多谱数据的多谱成像系统。这样的全手扫 描仪可以收集与至少4种涉及不同来源的生物测定数据指纹(5)，掌纹、彩色纹理、和手形。本专利技术方法和系统的共有特征是用于在单照射期间内收集多个图像数 据的多种不同光学结构的应用。如本
技术实现思路
中所用，多谱指在多种 光学条件下进行的一组光学测量。这些多种光学条件可以包括照射波长(带宽和带位)的不同、照射角度(方位角和仰角)的不同、照射偏振条 件的不同、照射几何学(例如，直接和总内部反射比)的不同、成像角度(方位角和仰角)的不同、成像几何学(例如，直接和总内部反射比)的 不同、成像偏振过滤的不同、和成像分辨率和焦点的不同。多谱测量法可 以源于单成像传感器或多成像传感器，且可以同时地、顺序地、或以一些 其他的方式测量多种光学条件。适用于本文所述多谱测量法的皮肤部位包括手指和拇指的全部表面和 全部关节、手指甲和甲床、手掌、手背、手腕和前臂，脸，包括虹膜的眼、 耳朵、和身体的所有其他外表面。当以下讨论有时在提供具体实施方案的 实例中具体提及手指时，应该理解这些实施方案仅是例举性的，且其 他实施方案可以使用在其他身体部分的皮肤部位。具体地，术语指纹 包括手指最近和最远指骨以及其他皮肤部位上存在的肤纹特征。如本
技术实现思路
中所用，生物测定模态指单生物测定特性、特征、指 示、标识或信号源。多重生物测定系统以某些方式组合(融合)来自多 重生物测定模态的信息。例如，可将模态组合为原始数据、生物测定特征、 匹配分数、或一组匹配/不匹配判定。多重生物测定模态可以来源于多个传 感器(例如，脸+声音，指纹+虹膜)，或可以来源于单个传感器(例如， 脸+虹膜，指纹+手掌)。彩色纹理指来源于对一部分皮肤进行的多谱测量法的纹理测量。例如， 可以利用波纹系数、傅里叶系数、层流特征、流间断性的点(即，细节)、 和/或本领域中己知的其它方法的一些总结，将手指最近指骨上皮肤的肤纹 特征表征为纹理。所述特征可以单独地来源于各种包括多谱数据的光学条 件或可以来源于作为整体获得的多谱数据。从全手传感器收集的生物测定信息能够用于多种生物测定任务，包括 生物测定匹配(识别或验证)、欺骗和活性检测、和/或估计人口统计学参数， 包括年龄、性别和种族。可以以多种方式进行利用来自全手传感器的多谱数据的生物测定识 别。在一个实施方案中，信号的每种生物测定来源可以与其余的分开，并 单独与文档中相应的生物测定记录相比较。该比较为每种生物测定信号来源生成匹配值(aka分数)。然后可以以某些方式组合单独的来源，从而产生综合分数，然后评估该综合分数，以确定样品是否与文档中的那个相匹 配。在其他实施方案中，可以单独确定每种生物测定信号的匹配性，且可 以通过以某种方式组合单独的匹配/不-匹配结果而作出最终的匹配判定。 在另一个实施方案中，可以在不明确区分生物测定信号不同来源的条件 下，作为整体处理来自完整手或其一部本文档来自技高网...

【技术保护点】
执行生物测定功能的方法，所述方法包括：　照射个体的皮肤部位；　接收在多谱条件下从所述皮肤部位散射的光，所述光包括从位于所述皮肤部位表面下的组织散射的光；　从所述接收的光获得多种生物测定模态；　将所述多种生物测定模态融 合为组合的生物测定模态；和　分析所述组合的生物测定模态，从而执行所述生物测定功能。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2006-7-19 60/832,2331. 执行生物测定功能的方法，所述方法包括照射个体的皮肤部位；接收在多谱条件下从所述皮肤部位散射的光，所述光包括从位于所述皮肤部位表面下的组织散射的光；从所述接收的光获得多种生物测定模态；将所述多种生物测定模态融合为组合的生物测定模态；和分析所述组合的生物测定模态，从而执行所述生物测定功能。2. 权利要求1中所述的方法，其中所述皮肤部位包括所述个体的手。3. 权利要求2中所述的方法，其中所述皮肤部位包括所述手的手掌和 所述手的至少一个指尖。4. 权利要求2中所述的方法，其中至少一个所述生物测定模态包括所 述手的掌纹。5. 权利要求2中所述的方法，其中至少一个所述生物测定模态包括所 述手的手指指纹。6. 权利要求2中所述的方法，其中至少一个所述生物测定模态包括所 述手的形状。7. 权利要求2中所述的方法，其中至少一个所述生物测定模态包括所 述手的彩色纹理。8. 权利要求2中所述的方法，其中获得所述多种生物测定模态包括 将原始彩色图像数据转换为灰度图像； 将所述灰度图像分割为前景和背景部分；和 通过产生分割的灰度图像的一维投影来定位所述手的指尖。9. 权利要求1中所述的方法，其中当所述皮肤部位至少部分地与台板 接触时，照射所述皮肤部位和接收从所述皮肤部位散射的光。10. 权利要求1中所述的方法，其中分析所述组合的生物测定模态包 括分析所述组合的生物测定模态，从而确定所述个体的身份或验证所述 个体的身份。11. 权利要求1中所述的方法，其中分析所述组合的生物测定模态包 括分析所述组合的生物测定模态，从而验证所述皮肤部位是活组织。12. 权利要求1中所述的方法，其中分析所述组合的生物测定模态包 括分析所述组合的生物测定模态，从而估计所述个体的人口统计或人体 测量学特征。13. 权利要求l中所述的方法，其中照射所述皮肤部位包括利用第一偏振作用使入射光偏振化； 接收从所述皮肤部位散射的光包括利用第二偏振作用使接收的光偏振化；所述第一和第二偏振作用实质上彼此相对交叉。14. 生物测定传感器，所述生物测定传感器包括设置成照射个体的皮肤部位的照射子系统；设置成接收在多谱条件下从所述皮肤部位散射的光的检...

【专利技术属性】
技术研发人员：乌穆特乌卢达，罗伯特K罗，克里斯汀A尼克森，马修S恩尼斯，
申请(专利权)人：光谱辨识公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]