[发明专利]真假指纹识别装置及其识别方法

权利要求书

1.真假指纹识别装置，其特征在于，包括石英玻璃窗口、壳体、光源、光谱芯片、光谱数据处理模块和主控电路板，所述光源、光谱芯片、光谱数据处理模块和主控电路板置于壳体内，所述石英玻璃窗口固定在壳体开窗处，所述主控电路板固定在壳体内壁上，所述光源、光谱芯片和光谱数据处理模块固定在主控电路板上。

2.根据权利要求1所述的真假指纹识别装置，其特征在于，光源的波长范围在350-950nm，提供近紫外到近红外的光源照明，光源用于对活体指纹及假体指纹的照明；

光谱芯片探测范围在350-950nm之间，能同时检测紫外到近红外的光谱信息，用来采集经光源照射手指指纹或假体指纹的光谱信息；

光谱数据处理模块包括光谱数据存储模块和分析模块，所述光谱数据存储模块包括不同肤质、肤色、年龄、性别的手指指纹的光谱数据信息，该光谱数据信息包括不同激发波长下不同皮肤表面特征的手指指纹吸收光谱、反射光谱的波长及强度信息；以及不同材质手指假体在不同激发波长下吸收光谱、反射光谱的波长及强度信息；数据分析模块对光谱芯片所采集的光谱数据经处理后，与光谱数据存储模块的光谱数据信息进行对比、分析及给出最终分析结果，其检测结果传递给主控电路板。

3.根据权利要求2所述的真假指纹识别装置的识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：准备待测样品，将待测样品分别靠近石英玻璃窗口，启动指纹检索程序，主控电路板接收指纹检测命令启动光源，光源发出350-950nm光对待测样品进行照明，同时启动光谱芯片和数据分析模块；

步骤S2：光谱芯片检测积分时间为1微秒到100毫秒，即1微秒到1毫秒间采集1帧光谱信号；光谱芯片在主控电路板发出指纹检测命令时即开始光谱信号采集工作，采集的光谱信号随检测时间的增加而逐渐累积，光谱芯片可对信号进行预处理，即去除第一帧光谱信号，将剩下的光谱信号利用最小二乘法对明显错误光谱进行剔除；同时，对光谱信号进行去噪声处理，利用信号处理算法：

Sn＝Sm-So

其中So为仪器背景噪声信号，Sm为所采集的每一帧光谱信号；

处理后有效光谱数据Sn均同步传输到数据分析模块；

步骤S3：数据分析模块对Sn光谱信号进行累积并平均，累积平均后的光谱信号更有利于提高光谱信号识别准确度。

分析得到待测样品的反射光谱数据和吸收光谱数据；

步骤S4：数据分析模块对处理后的光谱数据与光谱数据存储模块所存储的光谱数据进行匹配，预先存储的光谱数据有：预匹配的活体指纹数据库、以及假体指纹数据库，活体指纹指不同人个体的指纹光谱；假体指纹数据库指乳胶、塑胶、纸张及常用指纹假体材料的光谱数据；将待测样品的反射光谱数据与光谱数据存储模块的所有反射光谱数据即包括活体指纹数据库和假体指纹数据库的反射光谱数据，进行比对，将待测样品的吸收光谱数据与光谱数据存储模块的所有吸收光谱数据即包括活体指纹数据库和假体指纹数据库的吸收光谱数据，进行比对，三个数据的匹配度均到达98％及以上则为同一样品；

步骤S5：待测样品离开石英玻璃窗口，关闭检测程序，主控电路板对光源和光谱芯片发出停止工作指令，随后光源关闭，光谱芯片停止光谱信号采集，同时去除最后一帧光谱信号；光谱芯片停止光谱采集后，光谱信号与数据分析模块的数据传输也同时中断。

4.根据权利要求3所述的真假指纹识别装置的识别方法，其特征在于，所述步骤S4中的匹配度计算方式为欧式距离法：

光谱数据存储模块中各活体手指指纹光谱为A(i,j)，i为输入指纹数据个数，j为光谱检测波长，j最终检测总数量与微型光谱仪检测精度有关，微型光谱仪检测精度为1nm，j取值为350，351，352.....950nm，待识别指纹光谱为B(i,j)，欧式距离表达式为：

识别过程中，需要将待识别指纹光谱B(i,j)分别与光谱数据存储模块中多组手指指纹光谱为A(i,j)进行欧式距离比对，d值用来分析待测指纹光谱与光谱数据存储模块中活体手指指纹光谱和假体光谱的相似程度，如果谱线与活体指纹的相似度达到98％，则可以认为是活体手指，如果与假体手指光谱的相似度达到98％，则认为是假手指；相似度接近时，重新测量。