專利名稱：基于局部一致特征的生物測定的制作方法
基于局部一致特征的生物測定
交叉引用本申請要求在2007年3月21日提交的題為"BIOMETRICS BASED ON MULTISPECTRAL SKIN TEXTURE"的共同未決美國臨時專 利申請No.60/896,063(律師備案號020204-004900US)的優(yōu)先權(quán)，所述臨時 專利申請全部內(nèi)容通過引用結(jié)合在此。本申請與下列共同未決、共同轉(zhuǎn)讓 的申請中的每一個均相關(guān)，這些申請的每一個的全部公開通過引用結(jié)合在 此在2005年9月1日由Robert K. Rowe提交的題為"COMPARATIVE TEXTURE ANALYSIS OF TISSUE FOR BIOMETRIC SPOOF DETECTION"的美國專利申請No. 11/219,006;和由Robert K. Rowe在2006 年7月19日提交的題為"TEXTURE - BIOMETRICS SENSOR"的美國專利 申請No. 11/458,619。
背景技術(shù)：
本發(fā)明總體上涉及生物測定，并且具體地，涉及基于多光譜皮 膚紋理的生物測定。基于指紋的生物測定傳感器在廣泛的應(yīng)用范圍內(nèi)被使用，從法 律執(zhí)行和公民身份識別至商業(yè)訪問控制。它們甚至被用于一些消費設(shè)備， 例如膝上型電腦和移動電話。在這些應(yīng)用的至少一些中，當前技術(shù)狀態(tài)中 存在的一般需求是減小傳感器的總體尺寸，以減小設(shè)備上被傳感器占據(jù)的 面積，以及降低傳感器的總成本。大多數(shù)指紋傳感器通過將指紋成像并且將圖像與數(shù)據(jù)庫中的一 個或多個存儲圖像比較來工作。如此，當將大面積的指紋成像時，可以比 較更多的數(shù)據(jù)并且可以得到更多有差別的結(jié)果。相反，這些類型的指紋傳 感器的性能可能隨著它們的尺寸減小而降低。解決此問題的一個方法可以是制備長的、窄的指紋傳感器，其 通過組合在使用者將手指刷過傳感器表面時收集的一系列窄的圖像，來模擬較大面積的傳感器。另外，解決此問題的類似方法可以是將一組較小的 指紋圖像拼湊在一起，以共同地形成較大的指紋圖像(稱為"拼制圖像
(mosaiking)")。這種配置可以減小傳感器尺寸，但是它們也可能對使用者 增加另外的負擔(dān)(例如，需要使用者學(xué)習(xí)如何刷指紋或需要手指在傳感器上 的精確定位)，并且可能限制可以使用這種傳感器的應(yīng)用。因此，希望提供一種尺寸減小的生物測定傳感器，其可用性很 高，并且可以用于多種應(yīng)用，而沒有功能性或可用性的顯著降低。

發(fā)明內(nèi)容
針對生物測定傳感器描述了方法、系統(tǒng)和裝置，所述生物測定 傳感器允許減小傳感區(qū)域的大小，而不顯著降低傳感器的生物測定功能 性。本發(fā)明的實施方案通過測量局部一致的但在不同人之間仍有區(qū) 別的皮膚特性，實現(xiàn)了生物測定傳感器的傳感區(qū)域的減小。由于該特性是 局部一致的，因此，即使登記皮膚部位和測量部位不同，也可以對登記皮 膚位置和測量部位的測量結(jié)果(measurements)進行有意義的比較。在一些 實施方案中，所述特性包括皮膚的光學(xué)特性。具體地，某些實施方案采用 多種使用小面積傳感器的空間光譜成像技術(shù)。使用成像數(shù)據(jù)的空間、光譜 和/或紋理描述符，結(jié)合對所述數(shù)據(jù)的局部一致的特性進行應(yīng)用的分類方法 學(xué)，可以進行匹配。在一些實施方案中，檢測空間信息。例如，在光源和成像器之 間可以提供不同的間隔，以尋找空間照射特征(signatures)(例如"印出 (roll-off)")。在其它的實施方案中，檢測光譜信息。例如，在光源和成像器 之間的固定間隔上，通過使用各種照射波長、偏振、濾波器以及照射的其 它特性，可以得到不同頻率合成。此外，光譜信息可以以許多不同的方法 檢測和/或使用，包括逐像素地，在特定像素窗上進行平均，如通過各種頻 率分解方法所概述的，等等。在另一些實施方案中，檢測紋理信息。在一 些配置中，紋理信息可以指示光學(xué)特征(例如塊度、脊間隔等)；而在其它 的配置中，紋理信息可以指示空間和/或光譜數(shù)據(jù)的特性(例如由一個或多 個多光譜圖像區(qū)域的傅立葉分解得到的系數(shù)分布)。在另外的其它實施方案中，同時或依次檢測多種類型的信息，并且將其結(jié)合用于多種情形。在另 外的實施方案中，傳感器或其它部件可操作為隨時間而"學(xué)習(xí)"。例如，每 次識別使用者時，都可以將生物測定信息連同從該使用者收集的之前的生 物測定信息中的部分或全部一起處理。組合的信息可以用于產(chǎn)生該使用者 的更加有區(qū)別性的生物測定輪廓。 —組實施方案提供了一種進行生物測定功能的方法。所述方法 包括用照射光照射個體的小面積的目標皮膚部位；接收從所述小面積的 目標皮膚部位散射的光；從所接收的光產(chǎn)生局部特征輪廓，其中所述局部
特征輪廓標識了所述小面積的目標皮膚部位的特征，所述小面積的目標皮
膚部位的所述特征具有預(yù)定用于展示充分的局部一致性的類型；和分析所
產(chǎn)生的局部特征輪廓，以進行生物測定功能。分析所產(chǎn)生的局部特征輪廓
包括將所產(chǎn)生的局部特征輪廓與參比局部特征輪廓相比較，其中所述參
比局部特征輪廓是從小面積的參比皮膚部位所散射的光產(chǎn)生的，并且其中 所述小面積的目標皮膚部位實質(zhì)上不同于所述小面積的參比皮膚部位。另一組實施方案提供了一種生物測定傳感器。所述傳感器包括 表面，適于與個體的目標皮膚部位接觸；照射子系統(tǒng)，布置為照射所述目 標皮膚部位；檢測子系統(tǒng)，布置為接收從所述目標皮膚部位散射的光，其 中所述光基本上在包括所述表面的區(qū)域內(nèi)被接收；和計算單元，所述計算 單元與所述檢測子系統(tǒng)相接口。所述計算單元具有用于從接收的光形成 圖像的指令；用于從圖像產(chǎn)生圖像-紋理量度的指令；和用于分析產(chǎn)生的圖 像-紋理量度以進行生物測定功能的指令。


通過參考下列附圖，可以實現(xiàn)對本發(fā)明的特性和優(yōu)點的進一步 理解。在附圖中，類似的部件或特征可以具有相同的參考標記。此外，通 過在標記后面加上破折號和區(qū)分類似部件的第二標記，可以區(qū)分相同類型 的各種部件。如果在本說明書中僅使用第一參考標記，則可該描述可應(yīng)用 于具有相同的第一參考標記的類似部件中的任何一個，而不考慮第二參考 標記。圖1顯示根據(jù)本發(fā)明的各種實施方案的示例性小面積傳感器的一個實施方案的簡化透視圖。圖2顯示根據(jù)本發(fā)明的各種實施方案的傳感器頭的簡化橫截面
圖，所述傳感器頭例如是圖1中所示的傳感器頭。圖3顯示根據(jù)本發(fā)明的各種實施方案的傳感器頭的簡化頂視圖， 所述傳感器具有與檢測器等距布置的多個光源。圖4顯示根據(jù)本發(fā)明的各種實施方案的傳感器頭的簡化頂視圖， 所述傳感器頭具有圍繞公共檢測器布置的多個光源。圖5顯示根據(jù)本發(fā)明的各種實施方案的傳感器頭的簡化頂視圖， 所述傳感器頭具有相對多個檢測器元件布置的多個光源。圖6顯示根據(jù)本發(fā)明的各種實施方案的傳感器頭的簡化頂視圖， 所述傳感器頭具有圍繞檢測器陣列布置的多個光源。圖7顯示根據(jù)本發(fā)明的各種實施方案的使用直接照射的多光譜 生物測定傳感器的一個實施方案的簡化示意圖。圖8顯示根據(jù)本發(fā)明的各種實施方案的使用TIR成像的多光譜 生物測定傳感器的一個實施方案的簡化示意圖。圖9A圖示在使用根據(jù)本發(fā)明的各種實施方案的MSI生物測定 傳感器的一個實施方案的單個手指放置期間捕獲的9個示例性圖像。圖9B顯示根據(jù)本發(fā)明的各種實施方案對相同手指的兩次放置
應(yīng)用復(fù)合算法的示例性結(jié)果。圖IOA顯示根據(jù)本發(fā)明的各種實施方案的MSI傳感器的簡化透 視圖，所述MSI傳感器具有圍繞檢測器陣列布置的多個光源。圖IOB顯示根據(jù)本發(fā)明的各種實施方案的MSI傳感器的一個實 施方案的簡化側(cè)視圖，所述MIS傳感器例如是圖10A中的MIS傳感器， 其中成像器與皮膚部位充分接觸。圖IOC顯示根據(jù)本發(fā)明的各種實施方案的MSI傳感器的一個實 施方案的簡化側(cè)視圖，所述MIS傳感器例如是圖IOA中的MIS傳感器， 其中成像器離開皮膚部位。圖llA顯示示例性拜耳(Bayer)濾色器陣列的示意圖，其中濾波
器元件對應(yīng)于一組原色并且以拜耳圖案布置。圖11B顯示如圖11A中的拜耳濾波器的示例性拜耳濾波器的示
13意性顏色響應(yīng)曲線。圖12顯示存儲或分析空間-光譜數(shù)據(jù)體的示意性數(shù)據(jù)立方體
(datacube)形式。圖13顯示根據(jù)本發(fā)明的各種實施方案的電子鑰匙掛件的配置中 個人光譜生物測定系統(tǒng)的一個實施方案。圖14顯示根據(jù)本發(fā)明的各種實施方案的手表的配置中個人光譜
生物測定系統(tǒng)的一個實施方案。圖15顯示用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的各種實施方案的生物測定傳感
器和相關(guān)功能性的示例性計算系統(tǒng)。圖16提供用于使用根據(jù)本發(fā)明的各種實施方案的多光譜傳感器 結(jié)構(gòu)的示例性方法的流程圖。
具體實施例方式下面描述用于生物測定傳感器的系統(tǒng)、裝置、方法和軟件，所 述生物測定傳感器允許減小傳感面積的尺寸而不顯著降低傳感器的生物 測定功能性。出于許多原因，希望提供一種小面積的傳感器。例如，許多 應(yīng)用可能受限于尺寸(例如，受限于形狀因素)，受限于功率消耗(例如，受 限于電池壽命)，受限于成本，或受限于一些其它限制。將進一步意識到的 是，提供小的但是可靠的傳感器，可以允許將傳感器用于許多應(yīng)用，包括 膝上型電腦、移動電話、汽車鑰匙、車庫門開啟器、鎖、工業(yè)機器開關(guān)， 或希望得到生物測定信息或限制訪問的任何其它應(yīng)用。用于減小傳感面積同時保持簡單的單接觸用戶界面的一種方法 可以是測量局部一致的但在人與人之間仍有區(qū)別的皮膚的特性。這樣，小 面積的傳感器能夠使用從未預(yù)先登記的皮膚位置來進行生物測定匹配，只 要登記的和測試的皮膚部位的光學(xué)特性"足夠類似(similarenough)"即可。本發(fā)明的實施方案提供了方法和系統(tǒng)，所述方法和系統(tǒng)允許收 集和處理多種不同類型的生物測定測量結(jié)果，在一些實施方案中包括綜合 的多因素生物測定測量結(jié)果。這些測量結(jié)果可以提供個人身份的強有力保 證以及取得的生物測定樣本的真實性。皮膚的組成和結(jié)構(gòu)是差別很大、很復(fù)雜的，并且人與人不同。通過進行皮膚和皮下組織的空間-光譜性質(zhì)的光學(xué)測量，可進行許多評估。 例如，生物測定4只別功能可用來識別或證明被測試的是誰的皮膚，活度功 能可用來確保被測樣本是活著的、有生機的皮膚而不是其它類型的材料， 可進行多種生理學(xué)參數(shù)估計，例如年齡、性別、種族以及其它人口統(tǒng)計和 人體測量特性，和/或可進行各種分析物的濃度和參數(shù)的測量，所述參數(shù)包 括酒精、葡萄糖、血液灌注和充氧的程度、膽紅素、膽固醇、脲等。皮膚的復(fù)雜結(jié)構(gòu)可用于不同的實施方案中，以針對特定功能對 所述方法和系統(tǒng)的各方面進行定制。皮膚的最外層即表皮由下面的真皮和 皮下組織支撐。表皮本身可以有經(jīng)標識的子層，包括角質(zhì)層、透明層、粒 層、棘層和生發(fā)層。因此，例如，在最頂層角質(zhì)層下面的皮膚具有涉及表 面形貌的某些特性，以及隨進入皮膚的深度而變化的某些特性。給皮膚的 血液供應(yīng)存在于真皮層中，真皮具有稱作"真皮乳頭"的凸入表皮的凸出 部，其通過毛細管使供血接近表面。在手指的掌側(cè)表面一邊，這種毛細管
結(jié)構(gòu)追隨表面上的摩擦脊和谷(friction ridges and valleys)的圖案。在身體的 某些其它部位，毛細管床的結(jié)構(gòu)可能不那么有條理，但仍是特定位置和個 人所特有的。同樣，皮膚不同層之間界面的形貌是十分復(fù)雜的，也是皮膚位 置和個人所特有的。雖然皮膚和皮下組織的皮下結(jié)構(gòu)的這些來源對于生物 測定確定或分析物測量的非成像光學(xué)測量來說可能表現(xiàn)為重大的噪聲源， 但通過能夠經(jīng)本發(fā)明的實施方案比較的空間光譜特征，可以突顯這些結(jié)構(gòu)差異。在某些情況下，墨水、染料和/或其它的色素沉著可作為局部 覆蓋層或表面下紋身，存在于部分皮膚中。人造色素沉著的這些形式可以 是或可以不是人的肉眼可見的。但是，如果本發(fā)明的裝置所用的一個或多 個波長對色素敏感的話，那么這種傳感器除了用于其它的所期望的測量任 務(wù)以外，還能在某些實施方案中用來證明色素的存在、數(shù)量和/或形狀。總的來說，本發(fā)明的實施方案提供收集空間-光譜信息的方法和 系統(tǒng)，這些信息可表示為具有獨立的空間和光譜維度的多維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。在 某些情況下，所期望的信息恰好包含在整個多維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的一部分中。例 如，均勻分布的、光譜活性化合物的估計或許正巧需要所測得的光譜特征，
15這些光譜特征可從整個多維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中提取。在這種情況下，可以簡化整 個系統(tǒng)的設(shè)計，以通過減少圖像像素的數(shù)目，甚至限制到單個像素，來減 少或消除所收集數(shù)據(jù)的空間分量。因此，雖然所披露的系統(tǒng)和方法總體上 是在空間-光譜成像的上下文中描述的，但應(yīng)認識到，本發(fā)明涵蓋類似的測 量，其中成像程度大為減少，甚至減少到只有單個檢測器元件的程度。本發(fā)明的一些實施方案使用皮膚的多光譜成像(MSI)來提供關(guān) 于皮膚組織的表面和表面下的("多光譜")特性的信息。除了 MSI揭示來自
皮膚表面以下的顯著信息的潛力以外，多個波長、照射角和光學(xué)偏振條件 也可以產(chǎn)生另外的信息，所述另外的信息超出了通過簡單表面反射測量可 以獲得的信息。這些多光譜特征可以稱為"紋理"，并且與旨在找到局部一 致的數(shù)據(jù)的特性的分類方法學(xué)一起使用(例如，確定個體的身份)。而且， 在此調(diào)査中使用的多個波長、照射角和光學(xué)偏振條件產(chǎn)生了另外的信息， 所述另外的信息超出了通過簡單反射測量可以獲得的信息。更寬泛地，在多個光學(xué)條件下收集的數(shù)據(jù)，不論它們是同時收 集的還是依次收集的，在本文中均被稱為"多光譜"數(shù)據(jù)。多光譜數(shù)據(jù)的各 方面的更完整描述闡述于在2006年4月24日提交的題為 "MULTISPECTRALBIOMERTRIC SENSORS"的共同未決、共同轉(zhuǎn)讓美國 專利申請No.11/379,945中，所述美國專利申請的全部公開內(nèi)容通過引用 結(jié)合在此。不同的光學(xué)條件可以包括偏振條件的不同、照射角的不同、成 像角的不同、照射波長的不同等。因而，空間-光譜數(shù)據(jù)可以被認為是某些 類型的多光譜數(shù)據(jù)中包括空間信息的子集，例如，用檢測器記錄不同的多 光譜照射條件，所述檢測器允許在基本上相同的照射條件和不同的空間或 角位置下的至少一對測量。備選地，空間-光譜數(shù)據(jù)還可以源自單個檢測器， 所述單個檢測器測在2個或更多的照射條件下測量樣本的光學(xué)響應(yīng)，所述 2個或更多的照射條件的不同之處在于它們相對于檢測器的空間或角取 向。并且，如在本文中所使用的，"小面積"傳感器在各種實施方案中是指 有效面積小于1 cr^的傳感器，某些特定實施方案的情況下，使用有效面 積小于0.75 cm2、小于0.5 cm2、小于0.25 cm2、小于0.1 cm2、小于0.05 cm2 或小于0.01 cn^的傳感器。在一個實施方案中，傳感器實質(zhì)上是點傳感器。將意識到的是，本文中所示的裝置、系統(tǒng)和方法可以應(yīng)用于許多類型的生物測定識別。特別地，可以在身體的許多不同區(qū)域識別局部一 致的特征。例如，皮膚的各種掌側(cè)表面可以包括可用根據(jù)本發(fā)明的小面積 傳感器識別的局部一致特征，包括手掌、手指、關(guān)節(jié)、指節(jié)等的掌側(cè)表面。 同樣，當參考指紋描述本發(fā)明的許多實施方案時，將意識到的是，所述實 施方案還可以應(yīng)用于其它的生物測定部位，并且不應(yīng)當以任何方式被作為 是限制。存在著許多使用指紋的紋理匹配的方法。在一個示例中，可以
將使用Gabor濾波器的局部紋理分析應(yīng)用于圍繞核點(core point)的成小方 格狀的(tessellated)區(qū)域。在另一個示例中，可以將傅立葉分析指紋紋理用 作生物測定確定的基礎(chǔ)。在另外的示例中，可以將小波分析用于指紋圖像 以區(qū)別它們。盡管這些示例在基本功能和其它方法學(xué)內(nèi)容方面不同，但是 它們都是基于常規(guī)的指紋圖像。換言之，觀察到的紋理圖案是從單個圖像 提取的，這可能限制了信息含量，并且可能由于偽像(artifacts)而受到不利 影響，所述偽像歸因于下列作用，例如干燥的皮膚、皮膚和傳感器之間的 不良接觸，以及其它的在操作上重要事宜。本發(fā)明的一些實施方案使用以魯棒形式的成像而取得的多個圖 像。所述圖像含有關(guān)于皮膚的表面和表面下特征的信息。在某些實施方案 中，從紋理分析去除與常規(guī)光學(xué)指紋圖像匹配最緊密的MSI棧中的數(shù)據(jù)平 面，以避免存在欺騙效果(例如，干燥的皮膚、皮膚部位和傳感器臺板之間 的不良接觸，等)。將意識到的是，存在用于使用小面積的指紋傳感器進行生物測 定匹配的多種方法。 一種途徑可以是，通過將從手指的多次放置獲得的一 系列小的指紋圖像拼湊在一起，構(gòu)造大的登記圖像(稱為"拼制圖像 (mosaiking)")。另一種途徑可以是組合細節(jié)信息，而非組合圖像本身。對 于這些途徑的一個限制在于，它們可能需要對皮膚部位的精確登記，以進 行準確測量。例如，為了用這些類型的傳感器提供準確結(jié)果，使用者可能 必須將他的手指精確地定位在傳感器上，在測量過程中避免皮膚的任何移 動，等。這樣，可能希望感應(yīng)皮膚部位的、在皮膚部位的其它區(qū)域上局 部一致的小面積特征。本發(fā)明的-一些實施方案發(fā)現(xiàn)皮膚部位局部一致的特征。使用局部一致特性，可以允許在一個皮膚部位進行登記測量，并且在 不同的(例如，附近的)皮膚部位成功地檢驗。這可以將許多小面積傳感器 內(nèi)在的某些類型的錯誤(例如，在傳感期間的皮膚部位的輕微移動，等)最 小化，并且可以改進可用性和可靠性。
C0048]為了捕獲關(guān)于皮膚部位(例如，手指的皮膚)的表面和表面下特征
的富含信息的數(shù)據(jù)，MSI傳感器可以在各種光學(xué)條件下收集皮膚部位的多
個圖像。原始圖像可以使用不同的照射光波長、不同的偏振條件和/或不同 的照射取向捕獲。于是各個原始圖像可以含有稍微不同、但是互補的關(guān)于 皮膚部位的信息。不同波長可以穿透皮膚到達不同深度，并且被皮膚中的 各種化學(xué)組分和結(jié)構(gòu)不同地吸收和散射。不同的偏振條件可以改變表面和 表面下特征對于原始圖像的貢獻程度。此外，不同的照射取向可以改變表 面特征被強調(diào)的位置和程度。根據(jù)本發(fā)明的MSI傳感器的實施方案配置為從皮膚部位檢測紋 理信息。"紋理"通常是指描述圖像的色調(diào)特性的空間分布的一些方面的大 量度量(metrics)中的任何一種，以上己經(jīng)描述了這種度量的一些。例如， 一些紋理，例如通常在指紋圖案或木紋中發(fā)現(xiàn)的那些，是流狀的(flowlike) 并且可以通過例如取向和連貫性等度量很好地描述。對于具有空間規(guī)則性 (至少局部地)的紋理，傅立葉變換和相關(guān)的功率譜的某些特性是重要的， 例如能量緊湊度(energy compactness)、優(yōu)勢頻率或取向等?？梢詫⒛承┙y(tǒng) 計動差，如均值、方差、歪斜(skew)和峰度，用于描述紋理?？梢允褂脛?差不變量，其是對于尺度、旋轉(zhuǎn)和其它擾動的改變無變化的各種動差的組 合?？梢援a(chǎn)生灰色調(diào)的空間依賴性矩陣，并且對其分析，以描述圖像紋理。 可以將圖像區(qū)域上的熵(entropy)計算作為圖像紋理的量度。可以將各種類 型的小波變換用于描述所述圖像紋理的各方面。如上所述，可轉(zhuǎn)向錐體 (steerable pyramid)、 Gabor濾波器以及使用空間有界基函數(shù)的其它機制可 以用于描述圖像紋理。在本發(fā)明的實施方案中可以單獨地或組合地使用本 領(lǐng)域技術(shù)人員已知的紋理的這些和其它的這種測量。因而可以通過跨越圖像的像素強度的變化來表明圖像紋理，其 可以用于本發(fā)明的實施方案以進行生物測定功能。在一些實施方案中，可 以在對于在不同照射波長和/或偏振條件下記錄的不同光譜圖像進行這種紋理分析時提取附加信息，并且可以從多光譜數(shù)據(jù)組提取該附加信息，從而產(chǎn)生皮膚部位的色度紋理描述。這些實施方案能夠通過僅捕獲皮膚部位圖像的小面積部分，允許進行生物測定功能。預(yù)期的是，皮膚部位的紋理特性在皮膚部位上是近似一致的，從而允許通過在圖像部位的不同部分進行測量以進行生物測定功能。在許多情形中，甚至可以不需要皮膚部位在不同測量中使用的部分彼此重疊。使用皮膚部位的不同部分的這種能力在可以使用的結(jié)構(gòu)設(shè)計中
提供了相當大的靈活性。這部分地由于生物測定匹配可以統(tǒng)計地進行而不需要對確定的空間圖案的匹配的這一事實。傳感器可以以緊湊的方式配置，因為它不需要在規(guī)定的空間區(qū)域上獲取圖像。提供小的傳感器的能力還允許，與需要收集完全的空間信息以進行生物測定功能的傳感器相比，更經(jīng)濟地制造傳感器。在不同的實施方案中，可以用純光譜信息進行生物測定功能，而在其它的實施方案中，使用空間-光譜信息。圖1顯示根據(jù)本發(fā)明的一些實施方案的示例性小面積傳感器的一個實施方案的簡化透視圖。傳感器組裝體IOO包含以選擇的方式布置在傳感器頭102上的一系列或多個光源104，其還含有一個或多個檢測器106。傳感器組裝體100還可以包括對光源104提供功率的功率調(diào)節(jié)電子器件(未示出)，并且還可以包括信號處理電子器件(未示出)，其放大來自檢測器106的產(chǎn)生的信號?？梢园仓枚鄬?dǎo)線電纜108，以對傳感器頭供以功率并且與用于處理檢測到的信號的系統(tǒng)(例如，微處理器或計算機)通信。光源104可以是具有或沒有光學(xué)帶通濾波器并且具有或沒有光閘的發(fā)光二極管(LED)、激光二極管、垂直腔面發(fā)射激光器(VCSELS)、石英鎢鹵素白熾燈泡，或本領(lǐng)域中已知的各種其它光源。光源104可以各自具有相同的波長特性，或可以由具有在約350 nm至約2500 nm的光譜范圍中的不同中心波長的光源組成。通常，光源104的集合可以包括波長與其它光源相同的一些光源和不同的一些光源。在一個實施方案中，光源104包括具有位于約350 nm至約1100 nm的光譜范圍內(nèi)的不同波長特性的LED、激光二極管、VCSEL或其它固態(tài)光電子裝置的組。在一些情況下，
19檢測器陣列可以包括光學(xué)濾波器陣列，用于限制由某些陣列元件所見的光的波長。檢測器106可以是單個元件，或它可以是元件的l-或2-維陣列。
檢測器類型和材料根據(jù)光源波長和測量信號以及計時要求而適當?shù)剡x擇。
例如，檢測器可以包括PbS、 PbSe、 InSb、 InGaAs、 MCT、測輻射熱儀和/或微測輻射熱儀陣列。在光源104是在約350 nm至約1100 nm的光譜范圍內(nèi)工作的固態(tài)光電子裝置的一個實施方案中，檢測器材料為硅。光源104可以依次點亮和熄滅，以對于每一個光源，通過將對所述光源的每一個進行功率開啟和關(guān)閉，測量組織特性。備選地，可以使用本領(lǐng)域中已知的編碼方法對多個光源104進行電子調(diào)制。這些編碼圖案包括，例如，傅立葉強度調(diào)制、Hadamard調(diào)制、隨機調(diào)制以及其它的調(diào)制方法。值得注意的是，圖1中所示的配置包括多個光源104和單個檢測器106,從而有效地提供了可變的光源-檢測器間隔。此配置可以在下列情況應(yīng)用，例如，其中只有少量具有不同波長特性的光源104可應(yīng)用的情況。在這些情況下，提供可變的光源-檢測器間隔在從組織采集額外的光學(xué)信息時非常有用。圖2顯示根據(jù)本發(fā)明的一些實施方案的傳感器頭的簡化橫截面圖，所述傳感器頭例如是圖1中所示的傳感器頭100。還顯示了與傳感器頭102的面209接觸的組織210以及從各個光源211、 213、 215、 217、 219和221分別行進到檢測器106的光的平均光學(xué)路徑212、 214、 216、 218、220和222。在獲取組織光譜數(shù)據(jù)中，可以以至少兩個不同的取樣模式進行測量。圖2所示的光學(xué)幾何結(jié)構(gòu)被稱為漫反射取樣幾何結(jié)構(gòu)，其中光源和檢測器位于組織的同側(cè)。備選方法被稱為透射取樣，其中光在一側(cè)進入到薄的組織區(qū)域如耳垂或指尖中，并且然后被位于組織的另一側(cè)的檢測器檢測。盡管光在例如硅-區(qū)域的區(qū)域中可以穿透組織達到1厘米或更深的顯著深度，但是取決于波長，組織的透射取樣限制了可以使用的身體的區(qū)域。因而，盡管取樣的任一模式可以應(yīng)用于本發(fā)明，并且尤其是應(yīng)用于利用在硅-區(qū)域中的光的分析，但是許多實施方案利用基于反射光的取樣方法。參考圖2，當用具體光源211照射組織時，通過檢測器106檢測到的產(chǎn)生的信號含有關(guān)于沿光源211和檢測器106之間的路徑的組織光學(xué)特性的信息。由于由組織的光學(xué)散射效應(yīng)，任何給定光子的實際路徑可以是高度不規(guī)則的，但是平均光學(xué)路徑212可以是更加規(guī)則和平滑的曲線，如圖中所示。對于不同光源-檢測器間距差別，平均光學(xué)路徑(例如212)通?？梢圆煌Ｈ绻硪粋€光源221以與光源211距檢測器106的相同距離而定位，并且兩個光源具有相同的波長特性，則產(chǎn)生的信號可以合并(例如，以增加產(chǎn)生的測量的信噪比)，或可以作為獨立的空間-光譜測量使用。如果光源221具有不同于光源211的波長特性，則產(chǎn)生的信號可以提供關(guān)于組織210的光學(xué)特性的信息，尤其是當它們涉及生物測定確定時，并且應(yīng)當作為有區(qū)別的數(shù)據(jù)點進行分析。以類似的方式，如果兩個光源具有相同的波長特性并且以距檢測器106不同的距離定位(例如光源211和213)，則兩個信號中的產(chǎn)生的信息是不同的，并且可以將測量結(jié)果(measurements)作為有區(qū)別的數(shù)據(jù)點進行記錄和分析。波長特性和光源-檢測器間距上的差別可以提供關(guān)于組織210的光學(xué)特性的附加信息。在一些實施方案中，檢測器106或者位于傳感器頭102的中心，或者偏置到傳感器頭102的一側(cè)(例如，以提供變化的光源-檢測器間距距離)。傳感器頭102可以具有各種形狀，包括橢圓形、正方形或長方形。傳感器頭102在光學(xué)表面上還可以具有復(fù)合曲率，以匹配將其安裝所在的裝置的輪廓，或匹配旨在觸及該傳感器的皮膚部位的輪廓。從皮膚的最上層反射的光可能不含有關(guān)于較深組織特性的顯著信息。事實上，來自組織的頂表面的反射(稱為"鏡面的(specular)"或"分路的(shimted)"光)有時可能對光學(xué)測量有害。由于此原因，圖2示例了傳感器頭102的幾何形狀，其中檢測器106從傳感器表面209凹進到構(gòu)成傳感器頭102的主體的不透光材料207中。檢測器106的凹進放置將在反射離開組織的第一(例如，表皮)表面以后可以被檢測到的光的量最小化?？梢钥闯?，通過將光源211、 213、 215、 217、 219和221和/或檢測器106的每一個凹進，可以產(chǎn)生相同的光學(xué)阻塞效應(yīng)。當然，其它的光學(xué)阻塞方法，例如不同偏振濾波器的使用，根據(jù)本發(fā)明也是可以的。將意識到的是，在不背離本發(fā)明的情況下，光源和檢測器的許多其它配置是可以的。在一個實施方案中，如圖3中所示，傳感器頭102
具有許多距檢測器106等距布置的光源104。此配置在下列情況下可以是有用的，例如，每一個光源104具有不同的波長，并且可以得到足夠的光源104以實現(xiàn)來自系統(tǒng)的所期望的精確性結(jié)果。其實例可以在下列情況下
出現(xiàn)單獨光源是通過將光學(xué)濾波器與一個或多個寬帶(例如，白熾的)光
源結(jié)合而得到的。在此情況下，可以限定許多獨特的波長帶，并且可以將
光源104的每一個距中心檢測器106等距放置。備選地，光源104的每一個可以基本上相同，并且將產(chǎn)生的測量結(jié)果的組用作皮膚在具體波長上的空間差別的量度。在另一個實施方案中，如圖4中所示，許多光源401、 404、 407、410圍繞公共檢測器413布置。顯示了四個不同的光源401、 404、 407、410用于照射，但是在具體的實施方案中可以采用更多或更少的光源。光源401、 404、 407、 410的每一個都光學(xué)連接到不同的光學(xué)波導(dǎo)402、 405、
408、 411。每個波導(dǎo)402、 405、 408、 411具有可單獨控制的電子器件或機械光閘403、 406、 409、 412。這些光閘403、 406、 409、 412可以單獨被控制，以對光進行編碼，從而允許光在預(yù)定的一個位置或多個位置從光導(dǎo)402、 405、 408、 411進入到組織中。在某些實施方案中，光閘403、 406、
409、 412包括微電機械系統(tǒng)("MEMS")結(jié)構(gòu)。光源401、 404、 407、 410可以包括不同的LED、激光二極管、VCSEL或其它類型的照射源。備選地，具有不同光學(xué)濾波器的一個或多個白熾光源可以用于產(chǎn)生不同波長特性的光，以連接到波導(dǎo)402、 405、 408、 411的每一個中。在又一個實施方案中，通過使用多于1個的檢測器元件可以實現(xiàn)多個光源-檢測器距離，如圖5中所示。在所示例的實施方案中，三個不同光源502、 504、 506的每一個相對三個檢測器501、 503、 505定位，使得給定光源和每一個檢測器之間的間隔不同。例如，對于光源502，光源-檢測器間隔相對于檢測器501而言最短，并且相對于檢測器505而言最長。通過依次或以編碼的圖案開啟光源502、 504、 506并且在三個檢測器501、503、 505的每一個處測量響應(yīng)，可以測量在一些或全部波長上對于一些或全部可用的光源-檢測器間距的組織特性?！嵤┓桨甘褂脵z測器陣列配置多個檢測器元件和多個照射
22源。圖6示例了根據(jù)本發(fā)明的一些實施方案的使用檢測器陣列的傳感器
600的簡化頂視圖。在此實施方案中，多個光源602、 604、 606、 608放置在檢測器陣列609的周邊。在每一個陣列元件檢測到的信號于是可以表示相對于來自給定光源的光的不同光源-檢測器間距。此配置可以存在許多變體，包括一維("1-D")、 二維("2-D")或三維("3-D")陣列的使用，以及在陣列內(nèi)和在周邊上放置光源。其它實施方案不同地配置為檢測類似或不同的光學(xué)數(shù)據(jù)。例如，許多不同類型的多光譜成像("MSI")傳感器是可以的。MSI生物測定傳感器的一個實施方案由圖7的示意圖描繪，所述圖7顯示了使用直接照射的MSI傳感器的正視圖。MSI生物測定傳感器701包括具有一個或多個光源703的照射子系統(tǒng)721以及具有成像器715的檢測子系統(tǒng)723。所述圖描繪了其中照射子系統(tǒng)721包括多個照射子系統(tǒng)721a和721b的實施方案，但是本發(fā)明不受照射子系統(tǒng)721或檢測子系統(tǒng)723的數(shù)量限制。例如，照射子系統(tǒng)721的數(shù)量可以便利地選擇，以獲得某些照射水平，以滿足包裝需求，并且以符合MSI生物測定傳感器701的其它結(jié)構(gòu)制約。照射光從光源703通過照射光學(xué)器件705，所述照射光學(xué)器件705將照射成形為希望的形式，例如泛光、光線、光點等的形式。為了方便，將照射光學(xué)器件705顯示為由透鏡組成，但是更一般地可以包括一個或多個透鏡、 一個或多個反射鏡和/或其它光學(xué)元件的任意組合。照射光學(xué)器件705還可以包含掃描儀機構(gòu)(未示出)，用來以規(guī)定的一維、或二維、或三維圖案掃描照射光。光源703可以包含點光源、線光源、面光源，或在不同的實施方案中可以包含一系列這樣的光源。在各種實施方案中，一個或多個光源703可以配置為以不同的波長、不同的偏振條件和/或不同的照射取向照射皮膚部位719(例如，手指的皮膚)。在一些實施方案中，光源703可以包括一個或多個在窄的波長帶提供光的準單色光源。這樣的準單色光源可以包括例如發(fā)光二極管、激光二極管或量子點激光器的裝置。備選地，光源703可以包括寬帶光源，例如白光LED、白熾燈泡或輝光棒。在寬帶光源的情況下，照射光可以通過帶通濾波器709，以使得照射光的光譜寬度變窄。在一個實施方案中，帶通濾波器709包括一個或多個不連續(xù)的光學(xué)帶通濾波器。在另一個實施方案中，帶通濾波器709包括連續(xù)可變的濾波器，其旋轉(zhuǎn)或線性移動(或具 有旋轉(zhuǎn)和線性移動的組合)以改變照射光的波長。在又一個實施方案中，帶
通濾波器709包括可調(diào)濾波器元件，例如液晶可調(diào)濾波器、聲光可調(diào)濾波 器、可調(diào)Fabry-Perot濾波器，或本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的其它濾波器機構(gòu)。在其它的實施方案中，使用白光。如本文中所使用的，"白光" 是指具有適合于分離為成分波長帶的光譜組成的光，在某些情況下可以包 括原色。用來確定白光的常規(guī)原色是紅、綠和藍，但是如本領(lǐng)域技術(shù)人員 所知道的，在其它情況下也可以使用另外的組合。為了清楚起見，要強調(diào) 的是這里所使用的"白光"，對觀察的人來說也許不呈現(xiàn)白色，而可能有與 之相關(guān)的不同色調(diào)或顏色，這是由于精確的波長分布和成分波長帶的強度 的原因。在其它的情況下，白光可包括紫外或紅外光譜區(qū)中的一個或多個 光譜帶。在某些情況下，當白光由紅外和/或紫外光譜區(qū)中的波長帶組成時， 它對觀察的人來說甚至可能是完全不可見的。被皮膚和/或皮下組織散射的 光的一部分存在于皮膚中，并且被用來形成在皮膚表面和表面下的組織結(jié) 構(gòu)的圖像。因為皮膚的波長相關(guān)性，由白光所包含的光的每一波長所形成 的圖像可以不同于以其他波長所形成的圖像。在一些實施方案中，可以將 光學(xué)濾波器或濾波器陣列與檢測器陣列結(jié)合，以將白光分成一組成分波 長。例如，可以將以拜耳圖案布置的由紅、綠和藍濾色器元件組成的濾色 器陣列用于分離白光，如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的。照射子系統(tǒng)721和檢測子系統(tǒng)723的各種實施方案配置為以多 種光學(xué)區(qū)段并且在多種波長下工作。 一個實施方案使用基本上在350-1100 納米的區(qū)域中發(fā)射光的光源703。在此實施方案中，檢測器715可以是基 于硅檢測器元件或本領(lǐng)域技術(shù)人員己知的對處于這種波長的光敏感的其 它檢測器材料。在另一個實施方案中，光源703可以在包括1.0-2.5微米的 近紅外區(qū)段的波長發(fā)射輻射，在此情況下，檢測器715可以包括由InGaAs、 InSb、 PbS、 MCT以及本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的對處于這種波長的光敏感的 其它材料制成的元件。在圖7中所示的實施方案中，第一照射子系統(tǒng)721a包括第一發(fā) 光二極管("LED")703a(即，光源)和照射起偏鏡707。來自第一 LED 703a 的光在照射停留在傳感器臺板717上的手指719(即，皮膚部位)之前，通過照射起偏鏡707。照射起偏鏡707可以包括，例如，線起偏鏡或圓起偏 鏡。光與手指719相互作用并且光的一部分被導(dǎo)向檢測子系統(tǒng)723。不直 接朝向檢測子系統(tǒng)723反射回的其它的光可以發(fā)生折射、散射、其它反射 以及其它的光學(xué)事件。此種其它的光中的一些將最終朝向檢測子系統(tǒng)723 反射。檢測子系統(tǒng)723包括成像起偏鏡711。成像起偏鏡711取向為它 的光學(xué)軸垂直于照射起偏鏡707的軸，使得具有與照射光相同的偏振的光 被成像起偏鏡711充分削弱。這可以顯著減小從皮膚表面反射的光的影響 并且強化在穿透皮膚以后己經(jīng)進行了多次光學(xué)散射事件的光。第二照射子系統(tǒng)721b包括第二 LED 703b，但是沒有起偏鏡707。 當照射第二LED 703b時，照射光可以被隨機偏振。由于隨機偏振，表面 反射的光和深層穿透的光都能夠以相等的比例通過成像起偏鏡711。如此， 從該未偏振的第二LED 703b產(chǎn)生的圖像可以含有來自手指的表面特征的 較強影響。值得注意的是，可以對直接照射源、偏振的第一LED 703a和未 偏振的第二LED 703b以及成像系統(tǒng)進行布置，以避免臺板-空氣界面處的 臨界角現(xiàn)象。這可以確保每一個照射器將照射手指719并且成像器715將 對手指719進行成像(例如，不論皮膚是否干燥、臟，乃至是否與傳感器良 好接觸)。在一些實施方案中，傳感器布局和部件可有利地選擇，以使進 入到檢測光學(xué)器件713中的照射的直接反射最少化。在一個實施方案中， 通過對照射子系統(tǒng)721和檢測子系統(tǒng)723進行相對地取向來減少這種直接 反射，以使檢測到的直接反射的光的量最小化。例如，將照射子系統(tǒng)721 和檢測子系統(tǒng)723的光軸放置在使得放置在臺板717上的反射鏡不會將可 觀的照射光量導(dǎo)向檢測子系統(tǒng)723的角度上。此外，可以將照射和檢測子 系統(tǒng)721和723的光軸放置在相對于臺板717的角度上，使得這兩個子系 統(tǒng)的角度接受小于系統(tǒng)的臨界角;'這種配置避免了由于臺板717和皮膚部 位719之間全內(nèi)反射("TIR")的可觀影響。在其它的實施方案中，檢測子系統(tǒng)723可以結(jié)合檢測光學(xué)器件， 檢測光學(xué)器件包括透鏡、反光鏡和/或其它光學(xué)元件，用于將接近臺板表面
25717的區(qū)域的圖像形成到檢測器715上。檢測光學(xué)器件713還可以包括用 于將臺板區(qū)域的部分中繼傳遞到檢測器715上的掃描機構(gòu)(未示出)。將意 識到的是，存在著許多用于將檢測子系統(tǒng)723如下配置方法對已經(jīng)穿透 皮膚表面并且在離開皮膚之前，在皮膚和/或皮下組織內(nèi)進行光學(xué)散射的光 敏感。在一些實施方案中，除圖7中示例的直接照射以外，或代替圖7 中示例的直接照射，MSI傳感器701還集成有TIR成像形式。例如，關(guān)于 圖7所討論的偏振效應(yīng)在使用非接觸傳感器時可以是有效的，而TIR和其 它技術(shù)對于接觸傳感器可能是更有效的。圖8提供了使用TIR成像的MSI 傳感器801的示意性示例。類似直接照射MSI傳感器701(圖7)，基于TIR 的MIS傳感器801包括一個或多個光源803以及具有成像器715的檢測子 系統(tǒng)723。在TIR照射模式中， 一個或多個光源803(例如，LED)照射臺板 717的側(cè)面。照射光的一部分通過在臺板-空氣界面進行多次TIR反射而傳 播通過臺板717。在TIR由于與皮膚接觸而被破壞的點(例如，810)，光進 入到皮膚中并且漫反射。此漫反射的光的一部分被導(dǎo)向成像系統(tǒng)并且通過 成像起偏鏡(因為此光是隨機偏振的)，從而形成針對此照射狀態(tài)的圖像。 與所有的直接照射狀態(tài)不同，產(chǎn)生的原始TIR圖像的質(zhì)量可能取決于皮膚 具有足夠的含濕量和清潔性、與臺板良好光學(xué)接觸，正像常規(guī)TIR傳感器 的情況一樣。實際上，許多MSI傳感器可以含有不同波長的多個直接照射 LED。例如，Lumidigm J110 MSI傳感器以偏振和未偏振配置具有4個直 接照射波長段(430、 530和630納米，以及白光)。當將手指放置在傳感器 臺板上時，與單個TIR圖像一起捕獲到8個直接照射圖像。原始圖像以像 素分辨率為525 ppi的640x480圖像陣列捕獲。在約500毫秒內(nèi)捕獲全部 9個圖像。圖9A示例了在使用MSI生物測定傳感器的一個實施方案的單 次手指放置過程中捕獲的9個示意性圖像。上行902顯示了藍(430納米)、 綠(530納米)和紅(630納米)以及白光的未偏振波長的原始圖像。中行904 顯示了在交叉極化情況下，與上行902中的那些相對應(yīng)的圖像。在底行906上的單個圖像顯示TIR圖像。已經(jīng)擴展了每一個原始圖像的灰度級，以強 調(diào)所述特征。從圖9可以看出，在包括表面下皮膚的紋理特性的原始數(shù)據(jù)中 存在許多特征，其表現(xiàn)為在藍和綠照射波長下特別顯著的斑紋。同樣，在 各個照射條件下的原始圖像的相對強度對于手指或其它樣本的光譜特征 (例如，顏色)是非常有指示性的。值得注意的是，在圖9中已經(jīng)使相對強 度不明顯，以更好地顯示原始圖像的比較細節(jié)。圖9中所示的原始圖像組可以組合在一起以產(chǎn)生指紋圖案的單 個表示。在一些實施方案中，此指紋產(chǎn)生依賴于基于小波的圖像融合方法， 以提取、組合并增強作為指紋特性的這些特征。在一個實施方案中，使用 的小波分解方法基于二元樹復(fù)小波變換("DTCWT")。圖像融合可以通過在 每一個位置和分解級選擇并編輯圖像中的具有最大絕對量的系數(shù)而進行。然后可以對產(chǎn)生的系數(shù)集合進行小波逆變換，從而產(chǎn)生單個的 復(fù)合圖像。對同一手指的兩次放置施加復(fù)合算法的結(jié)果的一個實例顯示于 圖9B中。然后可以將兩個復(fù)合指紋圖像(*0952和954)與常規(guī)指紋匹配軟
件一起使用。在一些實施方案中，還將用于產(chǎn)生復(fù)合指紋圖像的DTCWT過 程用于提供多光譜數(shù)據(jù)的光譜-紋理特征。在一個實施方案中，來自多光譜 圖像棧的DTCWT分解的第三級的系數(shù)被用作用于紋理分析的特征。由于 原始TIR圖像平面的強度和質(zhì)量可以高度可變(取決于皮膚潮濕、良好接 觸等)，因此某些實施方案從多光譜紋理分析中省略了 TIR圖像平面。在一些實施方案中，圖像間乘積，尸，被定義為由在位置x,少的 多光譜圖像棧中的任何兩個原始多光譜圖像z'和7'產(chǎn)生的在某個方向d和 分解級A的系數(shù)的共軛乘積，如以下定義的
P,V' (x， _y, J, A) = C, (x,少,A:) C 乂x， A:)。
在此等式中，C,(x，乂/t)是在分解級h方向J和位置x,少的圖像/的復(fù) 系數(shù)，并且C,(;c，;;,/t)是圖像y'的相應(yīng)復(fù)值的共軛。該共軛乘積可以表示圖 像的基礎(chǔ)特征，同時保持對平移和一些量的旋轉(zhuǎn)不敏感。
27
在一個實施方案中，將從每一個獨特圖像對產(chǎn)生的所有共軛乘
積的所有實部和虛部編譯為特征向量。對于8個原始圖像平面，這生成384 個元素的向量(每個方向28個共軛乘積，6個方向，對于/#，每個乘積兩 個標量值(即，實的和虛的)；加上每個方向8個共軛乘積，6個方向，對 于i=j 一個標量值(即，僅實值))。另外，將系數(shù)的各向同性量(isotropic magnitudes)添加到特征向量，其中所述各向同性量是在6個方向系數(shù)上的 絕對量的總和。最后，將在分析區(qū)域上的每個原始圖像的平均DC值添加 到特征向量。所有這些值的拼接得到在每個元素位置上的400個元素的特 征向量。除圖7和8的直接照射和T限傳感器以外，MSI傳感器的一些 實施方案ft用照射的陣列。圖IOA顯示了基于陣列的MSI傳感器的一個 示意性實施方案的示意圖。傳感器1000包括多個光源1004和成像器1008。 在一些實施方案中，光源1004包括白光光源，盡管在其它的實施方案中， 光源1004包括準單色光源。類似地，成像器1008可以包括單色或彩色成 像器。在一個實施例中，成像器1008具有拜耳濾色器陣列，在所述拜 耳濾色器陣列中，相應(yīng)于一組原色的濾波器元件以拜耳圖案布置。圖11A 顯示了這種圖案的一個實例，針對使用紅1104、綠1112和藍1108濾色器 元件的布置。在一些情形下，成像器1008可以另外包括例如布置用于減 少檢測到的紅外光的量的紅外濾波器或其它濾波器。圖11B顯示了示意性拜耳濾波器的示例性顏色響應(yīng)曲線。如所 示出的，通常在濾波器元件的紅1124、綠1132和藍1128透射特性的光譜 范圍中可以存在一些重疊。如在綠1132和藍1128透射特征的曲線中特別 明顯地，濾波器陣列可以允許紅外光的透射。這可以通過將紅外濾波器包 括為檢測器子系統(tǒng)的一部分來避免。在其它的實施方案中，可以將紅外濾 波器省略，并且可以結(jié)合一個或多個發(fā)射紅外光的光源1004。以此方式， 所有的濾色器元件1104、 1108和1112可以允許該光充分通過，從而得到 跨越整個成像器1008的紅外圖像。返回到圖IOA，在一些實施方案中，傳感器IOOO是"接觸"傳感 器，因為基本上在被測量的皮膚部位719的區(qū)域中收集圖像。然而，可以具有用于操作傳感器的不同配置，在一些情況下，成像器1008與皮膚部
位719充分接觸，并且在一些情況下，成像器1008從皮膚部位719的區(qū) 域離開。在圖10B的實施方案中，傳感器1000-1的成像器1008與皮膚 部位719充分接觸。來自光源1004的光在皮膚部位719的組織下面?zhèn)鞑ァ?這可以允許從皮膚部位719并且在皮下組織中散射的光被成像器1008檢 測。圖10C中示意性地示出了備選的實施方案，其中成像器1008從 皮膚部位719移開。在這個附圖中，傳感器1000-2包括光學(xué)布置 (arrangement)1012，其將在皮膚部位719的區(qū)域的圖像轉(zhuǎn)移至成像器1008。 在一個實施方案中，光學(xué)布置1012包括多條光纖，其通過沿光纖的全內(nèi) 反射轉(zhuǎn)移圖像的各個像素，而基本上沒有強度損失。以此方式，被成像器 1008檢測到的光圖案基本上與在皮膚部位719的區(qū)域形成的光圖案相同。 因此傳感器1000-2可以以基本上與圖10B中所示的傳感器1000-1相同的 方式工作。這就是說，從光源1004來的光傳播到皮膚部位，在穿透皮膚 部位719以后被皮下組織反射和散射。因為信息僅是轉(zhuǎn)移而基本上沒有損 失，所以在這個實施方案中由成像器1008形成的圖像，可以基本上與采 用圖10A那樣的布置應(yīng)該形成的圖像相同。在單純使用光譜信息執(zhí)行生物測定功能的實施方案中，可以將 所接收的數(shù)據(jù)中的光譜特征進行識別和與光譜的登記數(shù)據(jù)庫進行比較。所 產(chǎn)生的特定個體的組織光譜包括獨有的光譜特征和光譜特征的多種組合， 一旦裝置己被訓(xùn)練為提取相關(guān)的光譜特征，就能用這些光譜特征及其組合 識別個體。相關(guān)的光譜特征的提取可用若干不同的技術(shù)進行，包括線性和 二次判別分析、遺傳算法、模擬退火和其它這樣的技術(shù)。雖然在光譜輸出 的視覺分析中不容易明顯看出，但這種分析技術(shù)能重復(fù)地提取可加以區(qū)分 以進行生物測定功能的獨有的特征?？梢允褂枚喾N方法進行分類，所述方 法包括支持向量機(support vector machine)、 K最近鄰(K nearest neighbor)、 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及其它眾所周知的分類方法。在下列共同受讓的美國專利中公 開了具體技術(shù)的例子名稱為"APPARATUS AND METHOD OF BIOMETRIC IDENTIFICATION OR VERIFICATION OF INDIVIDUALS
29USING OPTICAL SPECTROSCOPY"的美國專禾lj No.6,560，352;名稱為 "METHODS AND SYSTEMS FOR BIOMETRIC IDENTIFICATION OF INDIVIDUALS USING LINEAR OPTICAL SPECTROSCORY"的美國專利 No.6，816,605; 名稱為 "APPARATUS AND METHOD FOR IDENTIFICATION OF INDIVIDUALS BY NEAR-INFRARED SPECTRUM"的美國專利No.6,628，809; Robert K. Rowe等人在2003年9 月 12 日提交的、名稱為"APPARATUS AND METHOD FOR IDENTIFICATION OF INDIVIDUAL BY NEAR-INFRARED SPECTRUM" 的美國專禾lj申請No.7,203，345;以及Robert K. Rowe等人在2001年6月5 日提交的、名稱為"APPARATUS AND METHOD OF BIOMETRIC DETERMINATION USING SPECIALIZED OPTICAL SPECTROSCOPY SYSTEM"的美國專利申請No.09/874，740。通過引用以全文形式將前述專 利和專利申請每一件的全部公開內(nèi)容結(jié)合在本申請中。由以上公開內(nèi)容教導(dǎo)的許多方法可容易地適用于空間-光譜數(shù) 據(jù)。具體地，使用如小波、傅立葉分解、可轉(zhuǎn)向錐體(steerablepymmids)、 Gabor濾波器以及本領(lǐng)域中已知的其它分解方法，可以分析空間-光譜數(shù)據(jù) 的全部或一部分。然后，可以將由這些分解得到的系數(shù)一起拼接到如在本 公開內(nèi)容的其它部分描述的值的向量中。然后，可以以與光譜值的向量進 行分析的類似的方式分析得到的向量。采用圖像-紋理信息執(zhí)行生物測定功能的能力，包括生物測定識 別在內(nèi)，可利用這樣的事實，即來自活體的信號的重要部分是由毛細管血 液引起的。例如，當皮膚部位719包括手指時，已知的生理特性是手指中 的毛細管追隨外部指紋脊結(jié)構(gòu)的圖案。因此，與照射波長相對的指紋特征 的對比度與血液的光譜特征有關(guān)。特別是，采用大于約580 nm的波長取 得的圖像的反差，可以相對于采用小于約580 nm的波長取得的圖像的反 差而顯著地減小。由非血液色素和其它的光學(xué)效應(yīng)(例如菲涅耳反射)產(chǎn)生 的指紋圖案可以具有不同的光譜反差。在不同實施方案中，從皮膚部位719散射的光可以進行各種不 同類型的比較性紋理分析。某些實施方案利用對由所收集的光導(dǎo)出的圖像 數(shù)據(jù)進行移動窗口分析的形式，來產(chǎn)生品質(zhì)因數(shù)，由此估計紋理或品質(zhì)因數(shù)的量度。在一些實施方案中，移動窗口操作可被逐塊(block-by-block)或 平鋪(tiled)分析替代。在一些實施方案中，可一次性分析圖像的單個區(qū)域 或整個圖像。在一個實施方案中，對圖像數(shù)據(jù)的一個或多個區(qū)域進行快速傅 里葉變換。在這類實施方案中產(chǎn)生帶內(nèi)反差品質(zhì)因數(shù)C,作為平均或DC 功率與帶內(nèi)功率之比。特別是，對于與白光所包括的多個波長之一對應(yīng)的
指數(shù)"反差品質(zhì)因數(shù)為
c,三-
f'(o，o)
在這個表示式中，《(《,/7)是圖像,f^ ^在對應(yīng)于指數(shù)/的波長上的傅里葉 變換，這里x和y是圖像的空間坐標。由i 《和i 胃定義的范圍表示對指紋 特征有意義的空間頻率的限定。例如，在一個實施方案中i 雙可近似為1.5 個條紋/mm， 7 離可為3.0個條紋/mm。在一個備選的公式中，反差品質(zhì)因 數(shù)可定義為兩個不同的空間頻帶中的積分功率的比。上面顯示的等式是一 個特定的情況，其中的頻帶之一僅包括DC空間頻率。在另一個實施方案中，為所收集的數(shù)據(jù)體計算移動窗口平均值 和移動窗口標準偏差并用來產(chǎn)生品質(zhì)因數(shù)。在此實施方案中，對于相應(yīng)于
指數(shù)/的每一波長，從所收集的圖像乂(^ ^計算移動窗口平均值ILl/和移動
窗口標準偏差oy。每次計算的移動窗口可以是相同的尺寸，并且可適宜地 選擇為2-3個指紋脊量級的跨度。優(yōu)選地，窗口尺寸足夠大以便去除指紋 特征，但又足夠小以便使背景變化持續(xù)。在這個實施方案中，品質(zhì)因數(shù) g作為移動窗口標準偏差與移動窗口平均值的比來計算
在又一實施方案中，進行類似的處理，但使用移動窗口范圍(即 最大(圖像值)-最小(圖像值))代替移動窗口標準偏差。因此，類似于前面的 實施方案，對于相應(yīng)于指數(shù)/的每一波長，從所收集的圖像/&，刃計算移 動窗口平均值/Z/和移動窗口范圍^。用于計算移動窗口平均值的窗口尺寸 優(yōu)選也是足夠大以便可去除指紋特征但又足夠小以便維持背景變化。在某 些情況下，用于計算移動窗口平均值的窗口尺寸與用于計算移動窗口范圍 的窗口尺寸相同， 一個實施方案中的合適值是在2-3個指紋脊量級的跨度。 在這個實施方案中，品質(zhì)因數(shù)作為移動窗口平均值的比來計算.-
c,丄這個實施方案和前一個實施方案可考慮為更一般的實施方案中
的特定情況，在更一般的實施方案中，對收集的數(shù)據(jù)進行移動窗口計算， 以計算移動窗口的中心性量度和移動窗口的變化性量度。特定實施方案舉 例說明中心性量度包括非加權(quán)平均值的情形，但也可更一般地包括任何其 它類型的統(tǒng)計中心性量度，例如在某些實施方案中的加權(quán)平均值或中值。 類似地，特定實施方案舉例說明變化性量度包括標準偏差或范圍的情形， 但也可更一般地包括任何其它類型的統(tǒng)計變化性量度，例如在某些實施方 案中平均值的中值絕對偏差或標準誤差。在另一不使用顯式移動窗口分析的實施方案中，可對每一光譜 圖像進行小波分析。在一些實施方案中，可以以所得到的系數(shù)近似為空間 不變量的方式進行小波分析。這可通過進行非抽樣小波分解，應(yīng)用二元樹 復(fù)小波方法或類似的其它方法來完成。Gabor濾波器、可轉(zhuǎn)向錐體和這類 其它分解方法也可用來產(chǎn)生類似的系數(shù)。無論選擇什么分解方法，結(jié)果均 是如下系數(shù)的集合這些系數(shù)與圖像上特定位置處對應(yīng)于特定基函數(shù)的變 量幅度成比例。為了進行生物測定欺騙檢測，可以將小波系數(shù)或一些從中 導(dǎo)出的總和與預(yù)期由適當?shù)膮⒈葦?shù)據(jù)組樣本產(chǎn)生的系數(shù)進行比較。在生物 測定匹配功能是個人身份確定的情況下，適當?shù)膮⒈葦?shù)據(jù)組是在較早時間 從目標個人收集的參比數(shù)據(jù)組。這些登記數(shù)據(jù)可以從同一皮膚部位或附近的局部一致的皮膚部位收集并且以所述的方式處理。處理的結(jié)果被存儲在 數(shù)據(jù)庫中，然后被檢索，以用于與在較晚時間取得的類似的測量結(jié)果進行 比較。如果該比較顯示結(jié)果足夠逼近，則樣本被認為匹配并且建立或確認 身份。相反，樣本則被確定為不匹配(例如，被認為是欺騙)。按照類似的 方式，通過將當前測得的系數(shù)組與來自從代表性人群取得的一組真實測量 結(jié)果的先前記錄的組進行比較，該系數(shù)也可用于生物測定驗證。上述各種實施方案可以產(chǎn)生空間-光譜數(shù)據(jù)體，其可以用于各種 生物測定應(yīng)用。本發(fā)明不限于存儲或分析空間-光譜數(shù)據(jù)體的任何具體方 式。為了示例的目的，在圖12中以數(shù)據(jù)立方體的形式顯示。數(shù)據(jù)立方體1201被顯示為沿具有多個平面1203、 1205、 1207、 1209、 1211的光譜維度分解，每一平面對應(yīng)于光譜的不同部分，并且每一 平面包括空間信息。在一些情況下，空間-光譜數(shù)據(jù)體除包括空間和光譜信 息以外還可包括附加類型的信息。例如，由不同的照射結(jié)構(gòu)、不同偏振等 所定義的不同的照射條件，可提供附加維度的信息。在白光下進行照射的一個實施方案中，例如，圖像1203、 1205、 1207、 1209禾卩1211可能對應(yīng)于使用在450 nm、 500腿、550 nm、 600 nm 和650 nm波長的光所產(chǎn)生的圖像。在另一個實例中，在每一像素位置， 可能是三個圖像，它們對應(yīng)于紅、綠和藍光譜帶中的光的量。每一圖像代 表特定波長的光與皮膚相互作用的光學(xué)效應(yīng)。由于隨波長變化的皮膚和皮 膚組分的光學(xué)特性，多光譜圖像1203、 1205、 1207、 1209和1211中的每
一個通常是彼此不同的。因此，數(shù)據(jù)立方體可以表示為i (Xs、 &、 x" r,、 ;y，并描述了在光源點Zs、 ^被照射時，在每一圖像點z" F,看到的波長 入的漫反射光的量。不同的照射配置(泛光、線光等等)能通過對適當?shù)墓庠?br> 點位置上的點響應(yīng)求和而相加。 一種常規(guī)的非TIR指紋圖像Ff^、 JV能粗 略地描述為給定波長X。的多光譜數(shù)據(jù)立方體，并在所有的光源位置求和
相反，光譜生物測定數(shù)據(jù)集5Y^將給定波長X的被測光強與照射和檢測位
置之間的差^聯(lián)系起來
33<formula>formula see original document page 34</formula>
因此數(shù)據(jù)立方體7 涉及常規(guī)指紋圖像和光譜生物測定數(shù)據(jù)集兩者。數(shù)據(jù)立 方體/ 是其他兩個數(shù)據(jù)集的任何一個的超集，并且包含相關(guān)信息以及這兩 個獨立模態(tài)的任何一個中可能損失的其它信息。透入皮膚和/或皮下組織的光，通常受在不同波長下的皮膚和/ 或皮下組織的不同光學(xué)特性的影響。在不同波長受到不同影響的皮膚和/ 或皮下組織中的兩種光學(xué)效應(yīng)是散射和吸收。皮膚組織中的光學(xué)散射通常 是平滑的并且相對緩慢變化的波長函數(shù)。相反地，皮膚中的吸收通常是波 長的強函數(shù)，這是由于皮膚中存在的某些組分的特定吸收特征。例如血液、 黑色素、水、胡蘿卜素、膽紅素、乙醇和葡萄糖在400nm至2.5pm的光 譜區(qū)都具有顯著的吸收性，所述400 nm至2.5 nm的光譜區(qū)有時被白光光 源涵蓋。光學(xué)吸收和散射的組合效果引起不同的照射波長，穿透皮膚至 不同的深度。這有效地使不同的光譜圖像具有與受照組織的不同體積對應(yīng) 的不同和互補的信息。特別是，緊靠皮膚表面的毛細管層具有不同的空間 特性，其能在血液強吸收的波長上成像。因為皮膚和皮下組織的復(fù)雜波長 依賴性質(zhì)，所以與給定的圖像位置對應(yīng)的光譜值的集合具有明確而截然不 同的光譜特性。這些光譜特征可用于對逐像素收集的圖像進行分類。這種 評估可通過從一組合格的圖像中產(chǎn)生典型的組織光譜品質(zhì)(spectral quality) 來進行。例如，如圖12中所示的空間-光譜數(shù)據(jù)可記錄為Nx5的矩陣，這 里的N是包含來自活組織而不是來自周圍空氣區(qū)的數(shù)據(jù)的圖像像素的數(shù) 目。對該組矩陣進行的本征分析、Fisher線性判別分析或其它因數(shù)分析產(chǎn) 生這些組織像素的有代表性的光譜特征。可利用一些度量如馬哈朗諾比斯 距離(Mahalanobis distance)和光譜殘量(spectral residual),將后來的數(shù)據(jù)集 里的像素光譜與先前已建立的光譜特征進行比較。如果超過小數(shù)目的圖像 像素有與活組織不一致的光譜品質(zhì)，則樣本被認為是非真實的而被拒絕， 因此基于樣本活度的確定，在傳感器中提供一種反欺騙方法的機制。前述分析構(gòu)架還可以用于確定身份。在此情況下，從單個目標個體而非從具代表性的使用人群取得較早的參比數(shù)據(jù)。然后，與具體個人 參比數(shù)據(jù)的隨后成功比較可以建立身份以及測量的真實性(例如，假定確保 了較早的參比測量結(jié)果是真實的)。備選地，皮膚的紋理特征可單獨地或與光譜特征結(jié)合地用來確 定樣本的真實性。例如，每一光譜圖像可按照描述多種空間特性幅度的方
式來分析。這樣做的方法包括小波變換、傅里葉變換、余弦變換、灰度級
同現(xiàn)(gray-level co-occurrence)等。從任何一種這樣的變換而得的系數(shù)，描 述了從其推導(dǎo)出圖像的紋理的一個方面。因此，由一組光譜圖像推導(dǎo)出的 這種系數(shù)的集，產(chǎn)生對多光譜數(shù)據(jù)的色紋理特性的描述。然后，這些特性 可與已知樣本的類似特性進行比較，以進行生物測定確定，例如欺騙或活 度確定。備選地，可以將所述特性與從據(jù)稱同一個在較早的時候取得的數(shù) 據(jù)展開的那些進行比較，以建立身份。進行這種確定的方法通常類似于上 述關(guān)于光譜特征所描述的方法。這種確定的可適用分類技術(shù)包括線性和二 次判別分析、分類樹、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的其它方法。類似地，在樣本為手或手指的掌側(cè)表面的一個實施方案中，圖 像像素基于它們的光譜品質(zhì)或它們色度紋理特性可以分類為"脊"、"谷"或 "其它"?？梢岳门袆e分析方法例如線性判別分析、二次判別分析、主分 量分析、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的其它方法，進行這種分類。因 為脊和谷像素在典型的掌側(cè)表面是連續(xù)的，所以在某些情況下，來自感興 趣的圖像像素周圍的局部相鄰位置的數(shù)據(jù)被用來對圖像像素進行分類。這 樣，常規(guī)的指紋圖像可被提取做進一步處理并做生物測定評估。"其它"類 型可表示具有不同于真實樣本中預(yù)料的光譜品質(zhì)的圖像像素?？稍O(shè)置被分 類為"其它"的圖像中的像素總數(shù)的閾值。如果超過此閾值，則可確定樣本 是非真實的而做出適當?shù)闹甘静⒉扇⌒袆?。以類似的方法，可分析從例如手指的掌?cè)表面的區(qū)域收集的多 光譜數(shù)據(jù)，以直接估計"細節(jié)點"的位置，其被定義為脊末梢、分叉或其它 這類形貌發(fā)生變化的位置。例如，多光譜數(shù)據(jù)集的色度紋理特性可用上述 方式確定。然后可用這些特性，以上述方式將每一圖像位置分類為"脊末 梢"、"脊分叉"或"其它"。以此方式，細節(jié)特征就可直接從多光譜數(shù)據(jù)中提 取，而不必進行麻煩的計算例如圖像歸一化、圖像二值化、圖像細化和細節(jié)過濾，這些本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的技術(shù)。身份的生物測定確定可利用整個空間-光譜數(shù)據(jù)體或利用它的特 定部分來做。例如，適當?shù)目臻g濾波器可用來分離出較低空間頻率信息， 這是組織中較深的光譜活性結(jié)構(gòu)的典型代表。指紋數(shù)據(jù)可用類似的空間頻 率分離法和/或上面披露的像素分類法提取。光譜信息能用上面所討論的方 法從圖像的有效部分分離出來。然后，可對空間-光譜數(shù)據(jù)體的這三個部分 用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方法進行處理并與對應(yīng)的登記數(shù)據(jù)進行比較，以 確定匹配的程度?；谶@些特征的匹配強度，能做出關(guān)于樣本與登記數(shù)據(jù) 的匹配的判定。有關(guān)可進行的空間-光譜分析的某些類型的附加細節(jié)提供在
Robert k.Rowe等人2004年4月5日提交的、名稱為"MULTISPECTRAL BIOMETRIC SENSOR"的美國專利No.7,147,153中，通過引用將其全部 公開內(nèi)容為了所有目的全面地結(jié)合在此?，F(xiàn)在將意識到，可以將各種傳感器實施方案以多種方式用于檢 測皮膚部位的局部一致特征。各種實施方案可以單獨地、組合地、串行地 或并行地檢測空間、光譜、紋理和/或其它信息。將進一步意識到的是，可 以根據(jù)本發(fā)明使用許多傳感器配置，所述傳感器配置的一些在以下描述。根據(jù)本發(fā)明的，可以將小面積生物測定傳感器，例如以上討論 的那些，嵌入在各種系統(tǒng)和應(yīng)用裝置中。在一些實施方案中，傳感器可以 配置為專用系統(tǒng)，其連接到PC或網(wǎng)絡(luò)接口、 ATM，保護入口或允許對電 子器件例如移動電話的特定部件的訪問。在這些實施方案中， 一個或多個 人可以在生物測定系統(tǒng)中登記并且使用特定讀取器，以獲得訪問特定功能 或區(qū)域的權(quán)利。在其它的實施方案中，傳感器被配置作為個人生物測定系統(tǒng)， 其確認授權(quán)使用裝置的銷售人員的身份，并且將此授權(quán)傳達給需要訪問授 權(quán)的任何適當裝備的PC、 ATM、入口、或電子器件的部件。在一個實施 方案中，個人生物測定系統(tǒng)將識別編碼傳送到請求單元，然后使用生物測 定信號確認授權(quán)。這將意味著所述系統(tǒng)需要進行驗證工作，而非潛在更加 困難的識別工作。然而，從使用者的觀點，系統(tǒng)可以認出使用者而不需要顯示地識別他或她本人。因而，該系統(tǒng)可以看起來以識別模式工作，這對于使用者可以更便利。個人生物測定系統(tǒng)的優(yōu)點可以在于，如果未授權(quán)的人能夠使特定生物測定系統(tǒng)-個人組合的個人生物測定系統(tǒng)編碼失效，則個人生物測定系統(tǒng)可以被重置或替換以使用新的識別編碼，從而重建關(guān)于授權(quán)的人的安全生物測定。此能力可以與將授枚僅基于生物測定特征(例如，來自指紋的空間-光譜信息)的多人生物測定系統(tǒng)形成對比。在所述多人生物測定系統(tǒng)的情況下，如果入侵者能夠通過某種方式模仿來自授權(quán)使用者的信號而危害系統(tǒng)，則當它僅基于人的固定的生理特征時，就可能沒有改變生物測定編碼的能力。圖13顯示了以電子鑰匙掛件1302配置的個人光譜生物測定系統(tǒng)的一個實施方案。盡管顯示的是等距傳感器配置，但是將意識到的是，可以使用根據(jù)本發(fā)明的任何類型的傳感器。在一些實施方案中，照射系統(tǒng)1304和檢測系統(tǒng)1306內(nèi)置在掛件1302中，作為用于收集和數(shù)字化光譜信息的裝置(未示出)。在一個實施方案中，傳送短程無線技術(shù)1303(例如，基于RF信號)以在掛件和相應(yīng)的讀取器(未示出)之間通信，例如，以允許訪問PC、入口等。在另一個實施方案中，將紅外光學(xué)信號用于在掛件1302和讀取器之間傳送信息。在又一個實施方案中，在掛件1302和讀取器之間建立直接的電連接。檢測到的生物測定信息的實際處理可以在掛件1302內(nèi)或在讀取器進行。在前一情況下，可以在掛件1302內(nèi)完成進行比較所必需的邏輯操作，然后將簡單的確認或否認信號傳送到讀取器。在后一情況下，可以將檢測到的生物測定信息從掛件1302傳送到讀取器(立即、順次，或以任
何其它的有用方式)，并且可以在讀取器或在讀取器連接的主機進行比較和決定。在任一種情況下，都可以以安全的方式進行掛件1302和讀取器之間的通信，例如，以避免攔截或系統(tǒng)的未授權(quán)使用。用于保證兩個裝置之間的安全通信的方法對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員是眾所周知的。在圖14中描繪了個人光譜生物測定系統(tǒng)1400的第二實施方案。在此實施方案中，生物測定讀取器1411被內(nèi)置在例如手表1412中，并且基于從接近手表位置(例如，圍繞手腕)的皮膚檢測到的信號工作。在某些實施方案中，此系統(tǒng)的操作可以與關(guān)于圖13所述的操作相同。除手表或掛件以外，可以將類似的生物測定能力置于其它個人電子裝置中，包括例如，個人數(shù)字助手("PDA")和移動電話。在每一種情況下，個人生物測定系統(tǒng)可以提供用于訪問其中安裝有所述個人生物測定
系統(tǒng)的這兩種裝置的使用者授權(quán)，以及用于移動商務(wù)("M-商務(wù)")或所述裝
置能夠進行的其它無線交易的授權(quán)。還可以將小面積傳感器應(yīng)用于火器、商業(yè)設(shè)備、電動工具或其它潛在危險的裝置或系統(tǒng)，例如，以防止未授權(quán)的或非故意的使用。例如，可以將生物測定傳感器放置到火器的手柄中，以在以正常方式握持槍時傳感組織特性。其它實施方案提供了下列能力識別應(yīng)當從訪問受保護的特性以及確定誰被授權(quán)訪問該特性中明確排除的人。此能力可以，例如，改進系統(tǒng)對于已知試圖使用所述裝置的那些未授權(quán)的人的生物測定性能，這在某些情況(例如，個人手槍的情況)下是尤為重要的。具體地，擁有通過生物測定啟用的手槍的父母可以將他們自己登記為授權(quán)使用者，并且還可以將他們的孩子登記為明確未授權(quán)的使用者。以此方式，父母可以進一步保證，與槍共處一室的孩子將不能使用它。再進一步的實施方案將生物測定系統(tǒng)的明確-否認能力用于固定設(shè)備，例如家庭、營業(yè)場所或汽宇。例如，安裝在營業(yè)場所的入口的生物測定系統(tǒng)可以用于允許授權(quán)的雇員或臨時工人進入。如果雇員被解雇或臨時工人的期限期滿，則可以將他們的登記數(shù)據(jù)從授權(quán)數(shù)據(jù)庫轉(zhuǎn)移到未授權(quán)數(shù)據(jù)庫，并且如果之前雇員試圖進入，則進行明確檢査以拒絕這些雇員的訪問。將意識到，本文中所述的應(yīng)用僅為實施例，并且許多其它的應(yīng)用也是可以的。例如，許多空間-光譜特征可以指示活組織，從而允許將一些傳感器用于檢測樣本的"活度"。這可以阻止某些類型的欺騙嘗試，例如膠乳或蠟"代替物"、或死的或切離的組織。在一些應(yīng)用中，例如因特網(wǎng)訪問授權(quán)，可以有用的是使用光譜生物測定系統(tǒng)來驗證人的性別和/或年齡。因為年齡和性別可以在皮膚結(jié)構(gòu)和組成中以不同的方式顯現(xiàn)，因此光譜還可以在系統(tǒng)的和指示的方式方面發(fā)生改變，使得使用生物測定數(shù)據(jù)可以估計年齡和性別。關(guān)于從生物測定測量估計某些個人特征的另外的細節(jié)提供在由Robert K. Rowe在2004年12月9日提交的題為"METHODS ANDSYSTEMS FOR ESTIMATION OF PERSONAL CHARACTERISTICSFROM BIOMETRIC MEASUREMENTS"的美國專利No.7,623,313中，所
述專利的整個公開內(nèi)容為了所有目的而通過引用結(jié)合在此。在各種實施方案中，任何一種上述類型的生物測定傳感器可以通過計算系統(tǒng)操作，以執(zhí)行生物測定功能性。圖15寬泛地示例了怎樣將單獨的系統(tǒng)元件以分開的或更加集成的方式進行執(zhí)行。計算裝置1500被顯示包括經(jīng)由總線1526電連接i^硬件元件，其還與生物測定傳感器1556連接。硬件元件包括處理器1502、輸入裝置1504、輸出裝置1506、存儲裝置1508、計算機-可讀存儲介質(zhì)讀取器1501a、通信系統(tǒng)1514、處理加速單元1516如DSP或?qū)Ｓ锰幚砥鳎约按鎯ζ?518。計算機可讀存儲介質(zhì)讀取器1501a另外連接到計算機可讀存儲介質(zhì)1510b，該組合全面地表示遠程、本地、固定和/或可拆卸存儲裝置加上用于臨時和/或較永久地包含計算機可讀信息的存儲介質(zhì)。通信系統(tǒng)1514可以包括有線的、無線的、調(diào)制解調(diào)的(modem)和/或其它類型的接口連接，并且允許與外部裝置交換數(shù)據(jù)。計算裝置1500還包括軟件元件，其顯示為當前位于工作存儲器1520內(nèi)，包括操作系統(tǒng)1524和其它代碼1522，例如設(shè)計用于執(zhí)行本發(fā)明的方法的程序。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是，可以根據(jù)具體需求使用實質(zhì)上的變體。例如，還可以使用定制的硬件和/或可以硬件、軟件(包括便攜式軟件，例如applet)或兩者實現(xiàn)特定元件。此外，可以使用至其它計算裝置，如網(wǎng)絡(luò)輸入/輸出裝置，的連接。將意識到，采用-種或多種專用集成電路(ASIC)，所述裝置的這些單元可以單獨地或共同地實現(xiàn)，所述專用集成電路適于進行硬件中的可應(yīng)用功能的一些或全部。備選地，由在一個或多個集成電路上的一個或多個其它的處理單元(或處理核)，進行所述功能。在其它的實施方案中，可以使用其它類型的集成電路(例如，結(jié)構(gòu)化/平臺式ASIC、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)和其它的半定制IC)，其可以以本領(lǐng)域中已知的任何方式編程。每一個單元的功能還可以用指令整體地或部分地執(zhí)行，所述指令嵌入在存儲器中，被格式化為由一個或多個通用或?qū)Ｓ锰幚砥鲗嵭小！?1281示例性方法圖16提供了用于使用根據(jù)本發(fā)明的實施方案的多光譜傳感器結(jié)
構(gòu)的示意性方法的流程圖。盡管附圖顯示了以具體順序進行的多個步驟，但是這意在是示意性的而非限制性的。在其它的實施方案中，可以以不同的順序進行所述步驟，可以增加其它的步驟，和/或可以省略具體識別的一些步驟。在方框1604，照射個體的皮膚部位。在一些實施方案中，在多種不同的光學(xué)條件下照射皮膚部位，例如所述光學(xué)條件包括多個波長、偏振和/或光源-檢測器間隔。在方框1608，接收從皮膚部位散射的光。在方框1612，然后從接收到的光形成皮膚部位的圖像(例如，通過產(chǎn)生相應(yīng)于不同的光學(xué)條件的皮膚部位的圖像)，以產(chǎn)生局部特征輪廓。所述局部特征輪廓可以表征被成像的皮膚部位的局部一致特征。在方框1616，可以分析局部特征輪廓。在一些實施方案中，此分析包括將局部特征輪廓與參比特征輪廓進行比較。在某些實施方案中，參比特征輪廓包括與使用傳感器的個體的局部一致特征有關(guān)的圖像數(shù)據(jù)。例如，所述數(shù)據(jù)可以來自傳感器的之前使用和/或來自之前收集的圖像的數(shù)據(jù)庫。此外，在一些實施方案中，傳感器可以能夠通過增強它的分析算法而隨時間"學(xué)習(xí)"。例如，可以使用遺傳算法、圖像平均、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和其它技術(shù)。在方框1620，基于局部特征輪廓的分析，可以進行生物測定功能。在一些實施方案中，生物測定功能包括身份識別功能。例如，可以將局部特征輪廓與存儲的參比特征輪廓進行比較，以識別個體或確認個體的身份。在其它的實施方案中，生物測定功能包括人口統(tǒng)計、人體測量、活度、分析物測量，和/或其它生物測定功能。此說明書僅提供了示例性實施方案，并且不意在限制本發(fā)明的范圍、適用性或配置。相反，實施方案的確切描述將對本領(lǐng)域技術(shù)人員提供關(guān)于執(zhí)行本發(fā)明的實施方案的開放描述。在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對元件的功能和布置進行各種改變。而且，應(yīng)當強調(diào)，技術(shù)不斷發(fā)展，并且因而許多元件僅是示例，并且不應(yīng)當解釋為是對本發(fā)明范圍的限制。因而，在適當時各種實施方案可以省略、代替或增加各種程序 或部件。例如，應(yīng)當意識到，在備選的實施方案中，可以以與所述順序不 同的順序進行所述方法，并且可以增加、省略或合并各種步驟。而且，關(guān) 于某些實施方案所述的特征可以組合到各種其它的實施方案中?？梢砸灶?似的方式組合所述實施方案的不同方面和要素。而且，應(yīng)當注意，可以將實施方案描述為作為流程圖或方框圖 描繪的方法。盡管每一種都可以將操作描述為連續(xù)過程，但是許多操作可 以平行或同時進行。另外，操作的順序可以重排。其過程可以具有附圖中 沒有包括的另外的步驟。而且，如本文中所公開的，術(shù)語"存儲器"或"存儲器單元"可以表 示一種或多種用于存儲數(shù)據(jù)的裝置，包括只讀存儲器(ROM)、隨機存取存 儲器(RAM)、磁RAM、磁心存儲器、磁盤存儲介質(zhì)、光學(xué)存儲介質(zhì)、閃 存裝置、或用于存儲信息的其它計算機-可讀介質(zhì)。術(shù)語"計算機可讀介質(zhì)" 包括，但不限于，便攜式或固定存儲裝置、光學(xué)存儲裝置、無線信道、sim 卡、其它智能卡，以及能夠存儲、包含或承載指令或數(shù)據(jù)的各種其它介質(zhì)。此外，實施方案可以通過硬件、軟件、固件、中間件、微碼、 硬件描述語言或它們的任何組合執(zhí)行。當在軟件、固件、中間件或微碼中 執(zhí)行時，可以將用于進行必需工作的程序代碼或代碼段存儲在計算機可讀 介質(zhì)如存儲介質(zhì)中。處理器可以進行必需的工作。已描述了若干實施方案，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認識到，在不偏離 本發(fā)明的精神的情況下，可以使用各種更改、備選配置以及等同物。例如， 以上要素可以僅是較大系統(tǒng)的部件，其中其它的規(guī)則可以優(yōu)先或以其它方 式改變本發(fā)明的應(yīng)用。而且，可以在考慮以上要素之前、過程中或之后進 行許多步驟。因此，上面的描述不應(yīng)當用來限制本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的 范圍由后附權(quán)利要求所限定。
權(quán)利要求
1.一種進行生物測定功能的方法，所述方法包括用照射光照射個體的小面積的目標皮膚部位；接收從所述小面積的目標皮膚部位散射的光；從所接收的光產(chǎn)生局部特征輪廓，其中所述局部特征輪廓標識了所述小面積的目標皮膚部位的特征，所述小面積的目標皮膚部位的所述特征具有預(yù)定用于展示充分的局部一致性的類型；和分析所產(chǎn)生的局部特征輪廓，以進行生物測定功能；其中分析所產(chǎn)生的局部特征輪廓包括將所產(chǎn)生的局部特征輪廓與參比局部特征輪廓相比較，其中所述參比局部特征輪廓是從小面積的參比皮膚部位所散射的光產(chǎn)生的，并且其中所述小面積的目標皮膚部位實質(zhì)上不同于所述小面積的參比皮膚部位。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述小面積的目標皮膚部位與表 面接觸。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述光基本上是在包括所述表面 的平面中接收的。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述小面積的目標皮膚部位是所 述個體的掌側(cè)皮膚表面。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述個體的所述掌側(cè)皮膚表面包 括所述個體的指紋的一部分。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中產(chǎn)生所述局部特征輪廓包括 從所接收的光形成圖像； 從所述圖像產(chǎn)生空間分布的多光譜數(shù)據(jù)；和 處理所述空間分布的多光譜數(shù)據(jù)以產(chǎn)生所述局部特征輪廓。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中產(chǎn)生所述局部特征輪廓包括 從所接收的光形成圖像； 從所述圖像產(chǎn)生圖像-紋理量度；和處理所產(chǎn)生的圖像-紋理量度以產(chǎn)生所述局部特征輪廓。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中 所述生物測定功能包括防欺騙功能；并且分析所產(chǎn)生的局部特征輪廓包括從所產(chǎn)生的局部特征輪廓確定所述 小面積的目標皮膚部位是否包含活組織。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中 所述生物測定功能包括身份識別功能；并且分析所產(chǎn)生的局部特征輪廓包括從所產(chǎn)生的局部特征輪廓確定所述 個體的身份。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中 所述生物測定功能包括人口統(tǒng)計功能；并且'分析所產(chǎn)生的局部特征輪廓包括從所產(chǎn)生的局部特征輪廓估計所述 個體的人口統(tǒng)計特征。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中 所述生物測定功能包括人體測量功能；并且分析所產(chǎn)生的局部特征輪廓包括從所產(chǎn)生的局部特征輪廓估計所述 個體的人體測量特征。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中接收從所述小面積的目標皮膚部位散射的光包括在成像檢測器處接 收從所述小面積的目標皮膚部位散射的光。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中接收從所述小面積的目標皮膚部位散射的光包括在所述成像檢測器 的表面平面處接收從所述小面積的目標皮膚部位散射的光。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中接收從所述小面積的目標皮膚 部位散射的光包括在傳感器臺板的表面平面處接收光的圖案；在所述光的圖案沒有顯著劣化或衰減的情況下，將所述光的圖案從所 述臺板的表面平面轉(zhuǎn)移到所述成像檢測器，其中所述成像檢測器布置在所 述臺板的表面平面的外面；和在所述成像檢測器處接收所轉(zhuǎn)移的光的圖案。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述照射光是白光。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中照射所述小面積的目標皮膚部 位包括在多種不同的光學(xué)條件下照射所述小面積的目標皮膚部位。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中在所述多種不同的光學(xué)條件下 照射所述小面積的目標皮膚部位包括在多種不同的偏振條件下用光照射 所述小面積的目標皮膚部位。
18. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中在所述多種不同的光學(xué)條件下 照射所述小面積的目標皮膚部位包括在多種不同的波長下用白光照射所 述小面積的目標皮膚部位。
19. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中從所接收的光產(chǎn)生所述局部特征輪廓包括產(chǎn)生多個圖像，所述多個圖像的每一個均對應(yīng)于所述不同的光學(xué)條件之一；和對所述多個圖像應(yīng)用復(fù)合算法。
20. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述參比局部特征輪廓是進一步通過如下產(chǎn)生的從多個圖像產(chǎn)生復(fù)合參比圖像，所述多個圖像的每一個對應(yīng)于之前成 像的小面積的參比皮膚部位。
21. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中在所述多種不同的光學(xué)條件下照射所述小面積的目標皮膚部位包括用具有多種不同波長的光照射所述小面積的目標皮膚部位。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中產(chǎn)生所述局部特征輪廓包括 產(chǎn)生對應(yīng)于所述不同波長的多個圖像；和 對所述多個圖像的至少一部分進行空間移動窗口分析。
23. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中進行所述空間移動窗口分析包 括計算所述多個圖像的移動窗口傅立葉變換。
24. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中進行所述空間移動窗口分析包括計算所述多個圖像的移動窗口中心性量度和移動窗口變化性量度。
25. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中接收從所述小面積的目標皮膚部位散射的光包括在單色成像檢測器處接收從所述小面積的目標皮膚部位散射的光。
26. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中接收從所述小面積的目標皮膚 部位散射的光包括在彩色成像檢測器處接收從所述小面積的目標皮膚部 位散射的光。
27. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述方法進一步包括 在進行所述生物測定功能中，將所接收的光的光譜特征與參比光譜特征相比較。
28. —種生物測定傳感器，包括照射子系統(tǒng)，布置為用照射光照射個體的小面積的目標皮膚部位； 檢測子系統(tǒng)，布置為接收從所述小面積的目標皮膚部位散射的光；和計算單元，所述計算單元與所述檢測子系統(tǒng)相接口，并且具有用于從所接收的光產(chǎn)生局部特征輪廓的指令，其中所述局部特征 輪廓標識了所述小面積的目標皮膚部位的特征，所述小面積的目標皮膚部位的所述特征具有預(yù)定用于展示充分的局部一致性的類型；和用于分析所產(chǎn)生的局部特征輪廓以進行生物測定功能的指令，其中分析所產(chǎn)生的局部特征輪廓包括將所產(chǎn)生的局部特征輪廓與參比局部特征輪廓相比較，其中所述參比局部特征輪廓是從小面積的參比皮膚部位所散射的 光產(chǎn)生的，并且其中所述小面積的目標皮膚部位基本上不同于所述小面積的參比 皮膚部位。
29. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的生物測定傳感器，進一步包括 適于與所述個體的所述小面積的目標皮膚部位接觸的表面。
30. 根據(jù)權(quán)利要求29所述的生物測定傳感器，其中 所述照射子系統(tǒng)布置為當所述小面積的目標皮膚部位與所述表面接觸時，照射所述小面積的目標皮膚部位。
31. 根據(jù)權(quán)利要求29所述的生物測定傳感器，其中 所述光是基本上在包括所述表面的平面中接收的。
32. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的生物測定傳感器，其中所述小面積的目標皮膚部位是所述個體的掌側(cè)皮膚表面。
33. 根據(jù)權(quán)利要求32所述的生物測定傳感器，其中所述個體的所述掌 側(cè)皮膚表面包括所述個體的指紋的一部分。
34. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的生物測定傳感器，其中用于產(chǎn)生所述局部 特征輪廓的指令包括從所接收的光形成圖像； 從所述圖像產(chǎn)生空間分布的多光譜數(shù)據(jù)；和 處理所述空間分布的多光譜數(shù)據(jù)以產(chǎn)生所述局部特征輪廓。
35. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的生物測定傳感器，其中用于產(chǎn)生所述局部 特征輪廓的指令包括從所接收的光形成圖像； 從所述圖像產(chǎn)生圖像-紋理量度；和 處理所產(chǎn)生的圖像-紋理量度以產(chǎn)生所述局部特征輪廓。
36. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的生物測定傳感器，其中 所述生物測定功能包括防欺騙功能；并且用于產(chǎn)生所述局部特征輪廓的指令包括從所產(chǎn)生的局部特征輪廓確 定所述小面積的目標皮膚部位是否包含活組織。
37. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的生物測定傳感器，其中 所述生物測定功能包括身份識別功能；并且用于產(chǎn)生所述局部特征輪廓的指令包括從所產(chǎn)生的局部特征輪廓確 定所述個體的身份。
38. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的生物測定傳感器，其中 所述生物測定功能包括人口統(tǒng)計功能；并且用于產(chǎn)生所述局部特征輪廓的指令包括從所產(chǎn)生的局部特征輪廓估計所述個體的人口統(tǒng)計特征。
39. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的生物測定傳感器，其中 所述生物測定功能包括人體測量功能；并且用于產(chǎn)生所述局部特征輪廓的指令包括從所產(chǎn)生的局部特征輪廓估計所述個體的人體測量特征。
40. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的生物測定傳感器，所述生物測定傳感器另外包括成像檢測器，其中所述檢測子系統(tǒng)包括所述成像檢測器，并且所述檢測子系統(tǒng)配置為在 所述成像檢測器處接收從所述小面積的目標皮膚部位散射的光。
41. 根據(jù)權(quán)利要求40所述的生物測定傳感器，其中所述檢測子系統(tǒng)配置為在所述成像檢測器的表面平面處接收從所述小 面積的目標皮膚部位散射的光。
42. 根據(jù)權(quán)利要求40所述的生物測定傳感器，所述生物測定傳感器進一步包括傳感器臺板，所述傳感器臺板包括表面平面；成像檢測器，所述成像檢測器布置在所述傳感器臺板的表面平面的外面；禾口光學(xué)裝置，所述光學(xué)裝置配置為在光的圖案沒有顯著劣化或衰減的情 況下，將所述光的圖案從所述傳感器臺板的表面平面轉(zhuǎn)移到所述成像檢測 器，其中所述檢測子系統(tǒng)包括所述成像檢測器，并且所述檢測子系統(tǒng)配置 為在所述成像檢測器處接收所轉(zhuǎn)移的光的圖案。
43. 根據(jù)權(quán)利要求40所述的生物測定傳感器，其中 所述成像檢測器是單色成像檢測器。
44. 根據(jù)權(quán)利要求40所述的生物測定傳感器，其中 所述成像檢測器是彩色成像檢測器。
45. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的生物測定傳感器，其中所述照射光是白光。
46. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的生物測定傳感器，其中所述照射子系統(tǒng)布置為在多種不同的光學(xué)條件下照射所述小面積的目標皮膚部位。
47. 根據(jù)權(quán)利要求46所述的生物測定傳感器，其中所述多種不同的光學(xué)條件包括多種不同的偏振條件。
48. 根據(jù)權(quán)利要求46所述的生物測定傳感器，其中所述多種不同的光 學(xué)條件包括在多種不同波長下的白光。
49. 根據(jù)權(quán)利要求46所述的生物測定傳感器，其中用于從所接收的光 產(chǎn)生所述局部特征輪廓的指令包括用于產(chǎn)生多個圖像的指令，所述多個圖像的每一個均對應(yīng)于所述不同 的光學(xué)條件之一；和對所述多個圖像應(yīng)用復(fù)合算法的指令。
50. 根據(jù)權(quán)利要求46所述的生物測定傳感器，其中所述參比局部特征輪廓是進一步通過如下產(chǎn)生的從多個圖像產(chǎn)生復(fù)合參比圖像，所述多個圖像的每一個對應(yīng)于之前成 像的小面積的參比皮膚部位。
51. 根據(jù)權(quán)利要求46所述的生物測定傳感器，其中所述多種不同的光學(xué)條件包括具有多種不同波長的光。
52. 根據(jù)權(quán)利要求51所述的生物測定傳感器，其中用于產(chǎn)生局部特征輪廓的指令包括用于產(chǎn)生對應(yīng)于所述不同波長的多個圖像的指令；和 用于對所述多個圖像的至少一部分進行空間移動窗口分析的指令。
53. 根據(jù)權(quán)利要求52所述的生物測定傳感器，其中用于進行所述空間 移動窗口分析的指令包括計算所述多個圖像的移動窗口傅立葉變換。
54. 根據(jù)權(quán)利要求52所述的生物測定傳感器，其中用于進行所述空間移動窗口分析的指令包括計算所述多個圖像的移動窗口中心性量度和移動窗口變化性量度。
55. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的生物測定傳感器，其中所述計算單元進一步具有用于在進行所述生物測定功能中，將所接收的光的光譜特征與參比光譜特征相比較的指令。
56. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的生物測定傳感器，其中所述傳感器的暴露 表面的面積小于0.75 cm2。
57. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的生物測定傳感器，其中所述傳感器的暴露 表面的面積小于0.5cm2。
58. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的生物測定傳感器，其中所述傳感器的暴露 表面的面積小于0.25 cm2。
59. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的生物測定傳感器，其中所述傳感器的暴露 表面的面積小于O.l cm2。
60. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的生物測定傳感器，其中所述傳感器的暴露 表面的面積小于0.05cm2。 -
61. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的生物測定傳感器，其中所述傳感器的暴露表面的面積小于0.01 cni2。
62.根據(jù)權(quán)利要求28所述的生物測定傳感器，其中所述傳感器實質(zhì)上 是點傳感器。
全文摘要
本發(fā)明對于生物測定傳感器描述了系統(tǒng)、裝置、方法和軟件，所述生物測定傳感器允許在不顯著減小傳感器的生物測定功能性的情況下減小傳感面積的尺寸。照射個體的皮膚部位，并且接收從皮膚部位散射的光。從接收到的光形成皮膚部位的局部一致特征的圖像。分析所述局部一致特征，以進行生物測定功能。
文檔編號A61B5/117GK101641049SQ200880009107
公開日2010年2月3日 申請日期2008年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月21日
發(fā)明者羅伯特·K·羅 申請人:光譜辨識公司