[发明专利]多重生物测定多谱成像器

说明书

本专利申请是国际申请日为2007年7月19日、国家申请号为200780031524.5、发明名称为“多重生物测定多谱成像器”的专利申请的分案申请。

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。

发明背景

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。

发明概述

本发明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。本发明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。多种生物测定模态来源于所接收的光。所述多种生物测定模态中的第一种是通过关于所接收的光执行第一生物测定识别来获得的，且所述多种生物测定模态中的第二种是通过关于所接收的光执行第二生物测定识别来获得的。至少通过融合第一生物测定识别和第二生物测定识别来将所述多种生物测定模态融合为组合的生物测定模态。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。第一生物测定识别对应于手的掌纹，且第二生物测定识别对应于手的手指指纹。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。

本发明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，可进一步理解本发明的特征和优点。

图1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提供本发明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是概述在本发明示范性实施方案中进行生物测定功能的流程图；

图5显示利用图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举例说明本发明实施方案中使用的指尖分离方法；

图8A-8C显示在本发明一次实施中的数据提取的指纹图像；

图9A-9C显示来自本发明一次实施中的数据的掌部特征的提取；

图10比较了本发明一次实施中关于不同指尖的接收器运行特征(ROC)曲线；