[发明专利]空间-光谱指纹欺骗检测

说明书

本发明申请是国际申请日为2007年7月30日、国际申请号为“PCT/US2007/074747”、国家申请号为“200780031900.0”、发明名称为“空间-光谱指纹欺骗检测”的发明专利申请的分案申请。

发明背景

本申请一般涉及生物测定（biometrics）。更特别地，本申请涉及指纹欺骗检测。

“生物测定”一般涉及活体特性的统计学分析。生物测定的一个类别包括“生物测定识别”，其通常以两种方式之一操作以提供对人的自动识别或证明人所声称的身份。生物测定感测技术测量人的物理特征或行为特征，并将这些特征与类似的预先记录的测量比较，确定是否相配。常用于生物测定识别的物理特征包括面容、虹膜、手几何学、静脉结构以及指纹图案，指纹图案是所有生物测定-识别所用的特征中最普遍的特征。当前，分析所收集的指纹的方法包括光学的、电容的、射频的、热的、超声的、以及几种其它不太常见的技术。

生物测定传感器，特别是指纹生物测定传感器，通常易被各种形式的欺骗样品击败。在指纹读取器的情况下，本领域中已知多种用于向阅读器提供被授权使用者指纹图案的方法，其中所述指纹图案是包埋在一些类型的无生命材料中的，诸如纸、凝胶、环氧树脂、乳胶等。因此，即使指纹读取器被认为能可靠地判定相配的指纹图案存在或不存在，对于整个系统安全来说，确保匹配的图案采集自真实的活着的手指也是关键的，许多常规的传感器确定这一点也许是困难的。

因此，本领域中存在着对用于允许判别指纹合法和欺骗形式的方法和系统的需要。

发明概述

本发明的实施方案提供可以用于判别生物测定应用中出现的真实皮肤部位和欺骗的方法和系统。在第一组实施方案中，将方法提供为由获得判别特征组从而用于识别生物测定欺骗。在多种不同光学条件下照射多个真实皮肤部位的每一处。接收从每处皮肤部位反射的第一光。针对多种特征中的每一种，从接收的第一光获得真实-皮肤特征值，从而表征真实皮肤部位。类似地，在多种不同光学条件下，照射多种生物测定欺骗中的每一种。接收从每种生物测定欺骗反射的第二光。针对多种特征中的每一种，从接收的第二光获得欺骗特征值，从而表征生物测定欺骗。使获得的真实-皮肤特征值与获得的欺骗特征值进行比较，从而选择特征子集来定义判别特征组。

因为通过特征的视觉比较，唯一区分真实皮肤图像和欺骗图像的光谱和空间频率特征或这些特征的组合可能不明显或不被识别，所以一些实施方案依靠判别-分析技术，从而首先训练装置识别真实皮肤特征独特的空间和光谱特征和欺骗特征独特的空间和光谱频率特征。在试图进行欺骗检测时，对所述特征和新的光谱和空间频率数据进行比较。可以合并的判别-分析方法包括基于马哈朗诺比斯距离（Mahalanobis distance）、谱残量（spectral residual magnitude）、K-最近-邻值法（K-nearest-neighbor method）、或线性或非线性判别技术比较获自个体的光谱和空间频率数据和数据库中存在的空间和光谱频率数据的那些。

在一些实施方案中，通过从接收的第一光对每处真实皮肤部位提取多个真实-皮肤图像而获得真实-皮肤特征值，且通过从接收的第二光对每种生物测定欺骗提取多个欺骗图像而获得欺骗特征值。这些真实-皮肤图像中的每一个和这些欺骗图像中的每一个对应于多种不同光学条件之一下的图像。真实-皮肤特征值的来源还可以包括将真实皮肤图像分解成多种不同光谱频率分量，欺骗特征值还来源于将每个欺骗图像分解成多种不同光谱频率分量。

分解成每个真实-皮肤图像和欺骗图像空间频率分量有时可以包括执行小波分解。另外，在一些实施方案中，可以计算真实-皮肤图像的不同空间频率分量的第一分量与真实-皮肤图像的不同空间频率分量的第二分量的比率。类似地，可以计算欺骗图像的不同空间频率分量的第一分量与欺骗图像的不同空间频率分量的第二分量的比率。

在某些实施方案中，计算了关于真实-皮肤和欺骗图像的每种不同空间频率分量的强度分布。在所述情形中，至少一种所述特征针可以基本不随照射强度变化。这样一种照射-强度恒定特征的实例是强度分布的第一预定百分比与强度分布第二预定百分比处强度的比率。在其它情形中，至少一种所述特征可以随照射强度而变化。所述照射强度变化特征的实例是第一确定百分比处强度和第二预定百分比处强度之间的差。