活體指紋判斷方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明揭示了一種活體指紋判斷方法及系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：彩色指紋圖像獲取模塊、色彩變化計(jì)算模塊、活體指紋判斷模塊。彩色指紋圖像獲取模塊用以獲取彩色指紋圖像；色彩變化計(jì)算模塊用以計(jì)算指紋在棱鏡接觸的第一時間和第二時間的彩色指紋圖像的色彩變化信息；活體指紋判斷模塊用以判斷被識別的指紋是否為活體指紋；當(dāng)計(jì)算結(jié)果滿足指紋色彩變化的設(shè)定基準(zhǔn)條件時判定為活體指紋。本發(fā)明提出的活體指紋判斷方法及系統(tǒng)，可區(qū)分真假指紋，提高指紋識別的精確度及效率。通過此發(fā)明中的方法有效區(qū)分真假指紋，不僅是一般的紙質(zhì)打印指紋，而且對膠片及硅膠等材質(zhì)的仿造指紋也可以順利區(qū)分。
【專利說明】
活體指紋判斷方法及系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于指紋識別【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種指紋識別方法，尤其涉及一種活體指紋判斷方法；同時，本發(fā)明還涉及一種活體指紋判斷系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]指紋識別設(shè)備在門禁，電商交易，金融交易，個人電腦的保安及結(jié)算系統(tǒng)中的需要認(rèn)證的廣泛被應(yīng)用。雖然指紋識別設(shè)備在便利性和正確性上十分優(yōu)秀，但仍存在假指紋的誤認(rèn)證問題。因此為了杜絕假指紋需要各種相關(guān)算法的研究。
[0003]假指紋一般用印刷的紙張或膠片制作，也有用硅膠或橡皮制作的。一般的指紋設(shè)備對以上假指紋無任何防備照樣進(jìn)行識別。
[0004]有鑒于此，如今迫切需要設(shè)計(jì)一種假指紋的識別方法，以便克服現(xiàn)有指紋機(jī)無法判別假指紋的缺陷。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:提供一種活體指紋判斷方法，可區(qū)分真假指紋，提高指紋識別的精確度及效率。
[0006]此外，本發(fā)明還提供一種活體指紋判斷系統(tǒng)，可提高指紋識別的精確度及效率。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0008]一種活體指紋判斷方法，所述方法包括:向棱鏡指紋提取面照射光獲取彩色指紋圖像，計(jì)算指紋在棱鏡接觸的第一時間和第二時間的彩色指紋圖像的色彩變化信息；當(dāng)計(jì)算結(jié)果滿足指紋色彩變化的設(shè)定基準(zhǔn)條件時判定為活體指紋；色彩信息包括紅色，綠色和藍(lán)色成分，一般提取指紋圖像的脊線；另外第一時間是指紋接觸棱鏡輸入窗口剛開始提取指紋彩色圖像的時間點(diǎn)；
[0009]上述基準(zhǔn)條件為:AG) AR, AG) Λ B和R (I) _G (I) >R (2)—G (2)其中一個正確；
[0010]式中R(I)和G(I)是第一時點(diǎn)的彩色指紋的紅色成分和綠色成分，R(2)和G(2)是第二時點(diǎn)的彩色指紋的紅色成分和綠色成分，AR = R(2)_R(1)，AG = G(2)-G(l), ΛΒ是第二時點(diǎn)和第一時點(diǎn)的藍(lán)色成分差值；
[0011]判斷方法是，第一時間點(diǎn)和第二時間點(diǎn)間的任意時間點(diǎn)的色彩信息或第一時間點(diǎn)和第二時間點(diǎn)間2個以上時間點(diǎn)的色彩信息的平均值是否在基準(zhǔn)范圍內(nèi)來判斷是否為真假指紋；
[0012]活體指紋識別器從用戶的指紋提取圖像后判斷此指紋是否為真假指紋，以此進(jìn)行用戶指紋登記和認(rèn)證。棱鏡包含指紋接觸的窗口和射出口 ；光源使用包含紅色(Red)，綠色(Green)和藍(lán)色(Blue)的白色光；
[0013]彩色CMOS傳感器把照射進(jìn)來的光轉(zhuǎn)換為數(shù)字指紋圖像信號輸出到控制單元；數(shù)字指紋圖像包含指紋的顏色，亮度及形態(tài)信息；
[0014]控制單元基于數(shù)字指紋圖像信息判斷輸入的指紋是否為真假指紋，因此控制單元包含指紋識別和活體識別；
[0015]指紋識別通過認(rèn)證算法進(jìn)行指紋認(rèn)證，指紋識別只有從活體識別判定為活體指紋確認(rèn)后才開始工作；
[0016]活體識別基于CMOS傳感器發(fā)送過來的數(shù)字指紋圖像判斷輸入窗接觸的指紋是否為活體指紋；活體識別利用了活體皮膚組織和仿造指紋反射光的不同點(diǎn)，另外指紋在接觸棱鏡過程中的顏色變化為基礎(chǔ)進(jìn)行真假指紋判斷；
[0017]判斷公式I至公式4是否成立；若都成立則判斷為真指紋；
[0018]公式1:
[0019]R (I) + Δ R+G (I) + Δ G+B (I) + Δ B = R (2)+G (2)+B (2)
[0020]公式2:
[0021]AG) AR,
[0022]公式3:
[0023]AG) ΔΒ
[0024]公式4:
[0025]R(I)-G(I) > R(2)-G(2)
[0026]公式中的各變量是相對應(yīng)顏色的亮度，R(I)是弱壓力下的紅色成分亮度，G(I)是弱壓力下的綠色成分的亮度，B(I)是弱壓力下的藍(lán)色成分的亮度；R(2)是高壓力下的紅色成分亮度，G(2)是高壓力下的綠色成分亮度，B(2)是高壓力下的藍(lán)色成分亮度；AR =R(2)-R(l), AG = G⑵-G(I), ΔΒ = B⑵-B(I)中 Λ R，AG, ΛΒ 不為零；
[0027]R (I)，G (I)，B (I)，R (2)，G (2)，B (2)是指紋中脊線的顏色為基準(zhǔn)；
[0028]R(I),G(I),B(I)是第一時點(diǎn)的紅色，綠色，藍(lán)色成分的亮度，R (2)，G (2)，B (2)是第二時間點(diǎn)的紅色，綠色，藍(lán)色成分的亮度。
[0029]一種活體指紋判斷方法，所述方法包括:
[0030]獲取彩色指紋圖像；
[0031]計(jì)算指紋在棱鏡接觸的第一時間和第二時間的彩色指紋圖像的色彩變化信息；當(dāng)計(jì)算結(jié)果滿足指紋色彩變化的設(shè)定基準(zhǔn)條件時判定為活體指紋。
[0032]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，色彩信息包括紅色，綠色和藍(lán)色成分，一般提取指紋圖像的脊線；另外第一時間是指紋接觸棱鏡輸入窗口剛開始提取指紋彩色圖像的時間點(diǎn)。
[0033]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，上述基準(zhǔn)條件為:AG〉A(chǔ)R，AG) ΔΒ和R(I)-G (I) >R(2)-G (2)其中一個正確；
[0034]式中R(I)和G(I)是第一時點(diǎn)的彩色指紋的紅色成分和綠色成分，R(2)和G(2)是第二時點(diǎn)的彩色指紋的紅色成分和綠色成分，AR = R(2)_R(1)，AG = G(2)-G(l), ΛΒ是第二時點(diǎn)和第一時點(diǎn)的藍(lán)色成分差值；
[0035]判斷方法是，第一時間點(diǎn)和第二時間點(diǎn)間的任意時間點(diǎn)的色彩信息或第一時間點(diǎn)和第二時間點(diǎn)間2個以上時間點(diǎn)的色彩信息的平均值是否在基準(zhǔn)范圍內(nèi)來判斷是否為真假指紋。
[0036]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，活體指紋識別器從用戶的指紋提取圖像后判斷此指紋是否為真假指紋，以此進(jìn)行用戶指紋登記和認(rèn)證；棱鏡包含指紋接觸的窗口和射出口 ；光源使用包含紅色(Red),綠色(Green)和藍(lán)色(Blue)的白色光；
[0037]彩色CMOS傳感器把照射進(jìn)來的光轉(zhuǎn)換為數(shù)字指紋圖像信號輸出到控制單元；
[0038]數(shù)字指紋圖像包含指紋的顏色，亮度及形態(tài)信息；
[0039]控制單元基于數(shù)字指紋圖像信息判斷輸入的指紋是否為真假指紋，因此控制單元包含指紋識別和活體識別；
[0040]指紋識別通過認(rèn)證算法進(jìn)行指紋認(rèn)證，指紋識別只有從活體識別判定為活體指紋確認(rèn)后才開始工作；
[0041]活體識別基于CMOS傳感器發(fā)送過來的數(shù)字指紋圖像判斷輸入窗接觸的指紋是否為活體指紋；活體識別利用了活體皮膚組織和仿造指紋反射光的不同點(diǎn)，另外指紋在接觸棱鏡過程中的顏色變化為基礎(chǔ)進(jìn)行真假指紋判斷。
[0042]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，判斷公式I至公式4是否成立；若都成立則判斷為真指紋;
[0043]公式1:
[0044]R (I) + Δ R+G (I) + Δ G+B (I) + Δ B = R (2)+G (2)+B (2)
[0045]公式2:
[0046]AG) AR,
[0047]公式3:
[0048]AG) ΔΒ
[0049]公式4:
[0050]R(I)-G(I) > R(2)-G (2)
[0051]公式中的各變量是相對應(yīng)顏色的亮度，R(I)是弱壓力下的紅色成分亮度，G(I)是弱壓力下的綠色成分的亮度，B(I)是弱壓力下的藍(lán)色成分的亮度；R(2)是高壓力下的紅色成分亮度，G(2)是高壓力下的綠色成分亮度，B(2)是高壓力下的藍(lán)色成分亮度；AR =R(2)-R(l), AG = G⑵-G(I), ΔΒ = B⑵-B(I)中 Λ R，AG, ΛΒ 不為零；
[0052]R (I)，G (I)，B (I)，R (2)，G (2)，B (2)是指紋中脊線的顏色為基準(zhǔn)；
[0053]R(I),G(I),B(I)是第一時點(diǎn)的紅色，綠色，藍(lán)色成分的亮度，R (2)，G (2)，B (2)是第二時間點(diǎn)的紅色，綠色，藍(lán)色成分的亮度。
[0054]一種活體指紋判斷系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:
[0055]彩色指紋圖像獲取模塊，用以獲取彩色指紋圖像；
[0056]色彩變化計(jì)算模塊，用以計(jì)算指紋在棱鏡接觸的第一時間和第二時間的彩色指紋圖像的色彩變化信息；
[0057]活體指紋判斷模塊，用以判斷被識別的指紋是否為活體指紋；當(dāng)計(jì)算結(jié)果滿足指紋色彩變化的設(shè)定基準(zhǔn)條件時判定為活體指紋。
[0058]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述系統(tǒng)具體包括:棱鏡、彩色CMOS傳感器、控制單元;
[0059]棱鏡包含指紋接觸的窗口和射出口 ；光源使用包含紅色(Red)，綠色(Green)和藍(lán)色(Blue)的白色光；
[0060]彩色CMOS傳感器把照射進(jìn)來的光轉(zhuǎn)換為數(shù)字指紋圖像信號輸出到控制單元；數(shù)字指紋圖像包含指紋的顏色，亮度及形態(tài)信息；
[0061]控制單元基于數(shù)字指紋圖像信息判斷輸入的指紋是否為真假指紋，控制單元包含指紋識別單元和活體識別單元；
[0062]指紋識別單元通過認(rèn)證算法進(jìn)行指紋認(rèn)證，指紋識別單元只有從活體識別單元判定為活體指紋確認(rèn)后才開始工作；
[0063]活體識別單元基于彩色CMOS傳感器發(fā)送過來的數(shù)字指紋圖像判斷輸入窗接觸的指紋是否為活體指紋；活體識別單元利用了活體皮膚組織和仿造指紋反射光的不同點(diǎn)，指紋在接觸棱鏡過程中的顏色變化為基礎(chǔ)進(jìn)行真假指紋判斷。
[0064]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述活體指紋判斷模塊判斷公式I至公式4是否成立；若都成立則判斷為真指紋；
[0065]公式1:
[0066]R (I) + Δ R+G (I) + Δ G+B (I) + Δ B = R (2)+G (2)+B (2)
[0067]公式2:
[0068]AG) AR,
[0069]公式3:
[0070]AG) ΔΒ
[0071]公式4:
[0072]R(I)-G(I) > R(2)-G(2)
[0073]公式中的各變量是相對應(yīng)顏色的亮度，R(I)是弱壓力下的紅色成分亮度，G(I)是弱壓力下的綠色成分的亮度，B(I)是弱壓力下的藍(lán)色成分的亮度；R(2)是高壓力下的紅色成分亮度，G(2)是高壓力下的綠色成分亮度，B(2)是高壓力下的藍(lán)色成分亮度；AR =R(2)-R(l), AG = G⑵-G(I), ΔΒ = B⑵-B(I)中 Λ R，AG, ΛΒ 不為零；
[0074]R (I)，G (I)，B (I)，R (2)，G (2)，B (2)是指紋中脊線的顏色為基準(zhǔn)；
[0075]R(I),G(I),B(I)是第一時點(diǎn)的紅色，綠色，藍(lán)色成分的亮度，R (2)，G (2)，B (2)是第二時間點(diǎn)的紅色，綠色，藍(lán)色成分的亮度。
[0076]本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明提出的活體指紋判斷方法及系統(tǒng)，可區(qū)分真假指紋，提高指紋識別的精確度及效率。通過此發(fā)明中的方法有效區(qū)分真假指紋，不僅是一般的紙質(zhì)打印指紋，而且對膠片及硅膠等材質(zhì)的仿造指紋也可以順利區(qū)分。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0077]圖1為本發(fā)明的解析圖，
[0078]圖2為活體指紋及仿造指紋中獲取的指紋圖像示意圖
[0079]圖3為活體指紋及仿造指紋中獲取的指紋圖像顏色結(jié)構(gòu)坐標(biāo)圖
[0080]圖4為活體指紋在受壓下顏色變化示意圖
[0081]圖5為此發(fā)明的活體指紋判斷流程圖
[0082]附圖標(biāo)注說明
[0083]110:棱鏡IlOa:指紋輸入窗口
[0084]IlOb:射出面IlOc:入射面
[0085]131:光源133:光學(xué)棱鏡
[0086]135:彩色CMOS傳感器150:控制單元
[0087]151:指紋識別單元153:活體識別單元

【具體實(shí)施方式】
[0088]下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
[0089]實(shí)施例一
[0090]請參閱圖1，本發(fā)明揭示了一種活體指紋判斷方法，所述方法包括:向棱鏡指紋提取面照射光獲取彩色指紋圖像，計(jì)算指紋在棱鏡接觸的第一時間和第二時間的彩色指紋圖像的色彩變化信息；當(dāng)計(jì)算結(jié)果滿足指紋色彩變化的設(shè)定基準(zhǔn)條件時判定為活體指紋；色彩信息包括紅色，綠色和藍(lán)色成分，一般提取指紋圖像的脊線；另外第一時間是指紋接觸棱鏡輸入窗口剛開始提取指紋彩色圖像的時間點(diǎn)。
[0091]上述基準(zhǔn)條件為:AG〉A(chǔ)R, AG) Λ B和R (I) _G (I) >R (2)—G (2)其中一個正確；式中R(I)和G(I)是第一時點(diǎn)的彩色指紋的紅色成分和綠色成分，R(2)和G(2)是第二時點(diǎn)的彩色指紋的紅色成分和綠色成分，AR = R(2)-R(1)，AG = G(2)-G(l), ΛΒ是第二時點(diǎn)和第一時點(diǎn)的藍(lán)色成分差值。
[0092]判斷方法是，第一時間點(diǎn)和第二時間點(diǎn)間的任意時間點(diǎn)的色彩信息或第一時間點(diǎn)和第二時間點(diǎn)間2個以上時間點(diǎn)的色彩信息的平均值是否在基準(zhǔn)范圍內(nèi)來判斷是否為真假指紋。
[0093]活體指紋識別器從用戶的指紋提取圖像后判斷此指紋是否為真假指紋，以此進(jìn)行用戶指紋登記和認(rèn)證。棱鏡包含指紋接觸的窗口和射出口 ；光源使用包含紅色(Red)，綠色(Green)和藍(lán)色(Blue)的白色光。
[0094]彩色CMOS傳感器把照射進(jìn)來的光轉(zhuǎn)換為數(shù)字指紋圖像信號輸出到控制單元；數(shù)字指紋圖像包含指紋的顏色，亮度及形態(tài)信息。
[0095]控制單元基于數(shù)字指紋圖像信息判斷輸入的指紋是否為真假指紋，因此控制單元包含指紋識別和活體識別。
[0096]指紋識別通過認(rèn)證算法進(jìn)行指紋認(rèn)證，指紋識別只有從活體識別判定為活體指紋確認(rèn)后才開始工作。
[0097]活體識別基于CMOS傳感器發(fā)送過來的數(shù)字指紋圖像判斷輸入窗接觸的指紋是否為活體指紋；活體識別利用了活體皮膚組織和仿造指紋反射光的不同點(diǎn)，另外指紋在接觸棱鏡過程中的顏色變化為基礎(chǔ)進(jìn)行真假指紋判斷。
[0098]具體判斷方法為:判斷公式I至公式4是否成立；若都成立則判斷為真指紋；
[0099]公式1:
[0100]R (I) + Δ R+G (I) + Δ G+B (I) + Δ B = R (2)+G (2)+B (2)
[0101]公式2:
[0102]AG) AR,
[0103]公式3:
[0104]AG) ΔΒ
[0105]公式4:
[0106]R(I)-G(I) > R(2)-G (2)
[0107]公式中的各變量是相對應(yīng)顏色的亮度，R(I)是弱壓力下的紅色成分亮度，G(I)是弱壓力下的綠色成分的亮度，B(I)是弱壓力下的藍(lán)色成分的亮度；R(2)是高壓力下的紅色成分亮度，G(2)是高壓力下的綠色成分亮度，B(2)是高壓力下的藍(lán)色成分亮度；AR =R(2)-R(I), AG = G (2)-G (I), ΔΒ = B (2)-B (I)中 AR, AG, Λ B 不為零；
[0108]R⑴，G⑴，B⑴，R⑵，G⑵，B⑵是指紋中脊線的顏色為基準(zhǔn)；
[0109]R(I),G(I),B(I)是第一時點(diǎn)的紅色，綠色，藍(lán)色成分的亮度，R(2)，G(2)，B(2)是第二時間點(diǎn)的紅色，綠色，藍(lán)色成分的亮度。
[0110]實(shí)施例二
[0111]本發(fā)明揭示一種活體指紋判斷系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:彩色指紋圖像獲取模塊、色彩變化計(jì)算模塊、活體指紋判斷模塊。
[0112]彩色指紋圖像獲取模塊用以獲取彩色指紋圖像。
[0113]色彩變化計(jì)算模塊用以計(jì)算指紋在棱鏡接觸的第一時間和第二時間的彩色指紋圖像的色彩變化信息。
[0114]活體指紋判斷模塊用以判斷被識別的指紋是否為活體指紋；當(dāng)計(jì)算結(jié)果滿足指紋色彩變化的設(shè)定基準(zhǔn)條件時判定為活體指紋。
[0115]所述系統(tǒng)具體包括棱鏡、彩色CMOS傳感器、控制單元。
[0116]棱鏡包含指紋接觸的窗口和射出口 ；光源使用包含紅色(Red)，綠色(Green)和藍(lán)色(BI ue)的白色光。
[0117]彩色CMOS傳感器把照射進(jìn)來的光轉(zhuǎn)換為數(shù)字指紋圖像信號輸出到控制單元；數(shù)字指紋圖像包含指紋的顏色，亮度及形態(tài)信息。
[0118]控制單元基于數(shù)字指紋圖像信息判斷輸入的指紋是否為真假指紋，控制單元包含指紋識別單元和活體識別單元。
[0119]指紋識別單元通過認(rèn)證算法進(jìn)行指紋認(rèn)證，指紋識別單元只有從活體識別單元判定為活體指紋確認(rèn)后才開始工作。
[0120]活體識別單元基于彩色CMOS傳感器發(fā)送過來的數(shù)字指紋圖像判斷輸入窗接觸的指紋是否為活體指紋；活體識別單元利用了活體皮膚組織和仿造指紋反射光的不同點(diǎn)，指紋在接觸棱鏡過程中的顏色變化為基礎(chǔ)進(jìn)行真假指紋判斷。
[0121]本實(shí)施例中，所述活體指紋判斷模塊判斷公式I至公式4是否成立；若都成立則判斷為真指紋；
[0122]公式1:
[0123]R (I) + Δ R+G (I) + Δ G+B (I) + Δ B = E (2)+G (2)+B (2)
[0124]公式2:
[0125]AG) AR,
[0126]公式3:
[0127]AG) ΔΒ
[0128]公式4:
[0129]R(I)-G(I) > R(2)-G (2)
[0130]公式中的各變量是相對應(yīng)顏色的亮度，R(I)是弱壓力下的紅色成分亮度，G(I)是弱壓力下的綠色成分的亮度，B(I)是弱壓力下的藍(lán)色成分的亮度；R(2)是高壓力下的紅色成分亮度，G(2)是高壓力下的綠色成分亮度，B(2)是高壓力下的藍(lán)色成分亮度；AR =R(2)-R(l), AG = G⑵-G(I), ΔΒ = B⑵-B(I)中 Λ R，AG, ΛΒ 不為零。
[0131]R(1)，G(1)，B(1)，R(2)，G(2)，B(2)是指紋中脊線的顏色為基準(zhǔn)。R⑴，G⑴，B(I)是第一時點(diǎn)的紅色，綠色，藍(lán)色成分的亮度，R(2)，G(2)，B (2)是第二時間點(diǎn)的紅色，綠色，藍(lán)色成分的亮度。
[0132]本發(fā)明系統(tǒng)的工作原理為:從照射的棱鏡的指紋錄入窗中提取彩色指紋圖像；指紋接觸過程中的第一時間點(diǎn)和第二時間點(diǎn)的指紋圖像的色彩信息的變化進(jìn)行計(jì)算；第一時間點(diǎn)和第二時間點(diǎn)間的任意時間點(diǎn)的色彩信息或第一時間點(diǎn)和第二時間點(diǎn)間2個以上時間點(diǎn)的色彩信息的平均值是否在基準(zhǔn)范圍內(nèi)來判斷是否為真假指紋。
[0133]上述過程中未判斷為假指紋，且按壓時的色彩變化滿足活體指紋色彩變化的基準(zhǔn)條件時最終判斷為活體指紋，若不滿足則判斷為假指紋。
[0134]對判斷為活體指紋時，從上述彩色指紋圖像中提取特征點(diǎn)進(jìn)行認(rèn)證。
[0135]公式表示如下
[0136]AG) AR, AG) ΔΒ ；
[0137]R (I)-G (I) >R (2)-G (2)；
[0138]式中R(I)和G(I)是第一時點(diǎn)的彩色指紋的紅色成分和綠色成分，R(2)和G(2)是第二時點(diǎn)的彩色指紋的紅色成分和綠色成分，AR = R(2)_R(1)，AG = G(2)-G(l), ΛΒ是第二時點(diǎn)和第一時點(diǎn)的藍(lán)色成分差值。
[0139]本實(shí)施例中，通過光學(xué)傳感器獲得的指紋圖像是否為真假指紋進(jìn)行判斷。
[0140]圖1是此發(fā)明的解析圖，活體指紋識別器(及本發(fā)明活體指紋判斷系統(tǒng))100從用戶的指紋提取圖像后判斷此指紋是否為真假指紋，以此進(jìn)行用戶指紋登記和認(rèn)證。棱鏡110包含指紋接觸的窗口 IlOa和射出口 110b。光源131使用包含紅色Red，綠色Green和藍(lán)色BI ue的白色光。彩色CMOS傳感器135把照射進(jìn)來的光轉(zhuǎn)換為數(shù)字指紋圖像信號輸出到控制單元150。數(shù)字指紋圖像包含指紋的顏色，亮度及形態(tài)信息。控制單元150基于數(shù)字指紋圖像信息判斷輸入的指紋是否為真假指紋，因此控制單元包含指紋識別單元151和活體識別單元153。指紋識別單元151通過認(rèn)證算法進(jìn)行指紋認(rèn)證，指紋識別單元151只有從活體識別153判定為活體指紋確認(rèn)后才開始工作?；铙w識別單元153基于CMOS傳感器135發(fā)送過來的數(shù)字指紋圖像判斷輸入窗IlOa接觸的指紋是否為活體指紋。活體識別單元153利用了活體皮膚組織和仿造指紋反射光的不同點(diǎn)，另外指紋在接觸棱鏡過程中的顏色變化為基礎(chǔ)進(jìn)行真假指紋判斷。
[0141]圖2是活體指紋和仿造指紋所示圖，圖3是活體指紋和仿造指紋中提取的指紋圖像的色彩結(jié)構(gòu)坐標(biāo)圖。圖2的指紋圖像脊線比谷線更加鮮明突出。圖2(a)和圖2(b)是活體指紋中獲取的，圖2(a)是弱壓力下的圖像，圖2(b)是強(qiáng)壓力下所得圖像。弱壓力和強(qiáng)壓力是指棱鏡接觸窗(IlOa)的相對按壓強(qiáng)度，圖中看出壓力的不同圖像的顏色會隨著變化。圖2(c)，圖2(d)，圖2(e)，圖2(f)和圖2 (g)分別是橡皮，黑白紙張，彩色紙張，硅膠及膠片所制的仿造指紋。參考圖2可知活體指紋圖像不同于仿造指紋。圖3的坐標(biāo)顯示活體(弱壓力)，膠片，紙張，橡皮，硅膠的指紋色彩信息。縱坐標(biāo)顯示亮度相對大小。
[0142]活體指紋中紅色占比高，綠色次之，隨后是藍(lán)色。仿造指紋看出與活體指紋不同，最接近活體的硅膠中紅色，綠色，藍(lán)色的占比及強(qiáng)度是不一樣的。此發(fā)明基于這些特征進(jìn)行真假指紋判斷。有些仿造指紋的色彩信息是接近活體指紋的，為了防止誤識別，考慮了壓力引起的顏色變化。皮膚組織受到壓力的情況下，毛細(xì)血管變窄，受壓位置發(fā)生血液移動，皮膚色由紅色變化為黃色，手指的毛細(xì)血管豐富，所以受壓下顏色變化較敏感。此種顏色變化在仿造指紋如紙張，膠片，硅膠，橡皮中是不被觀察到的。圖4是活體指紋的壓力變化引起的顏色變化坐標(biāo)圖，從弱壓力的紅色在受壓下紅色和綠色占比接近并且藍(lán)色占比逐漸降低顯示出黃色。即強(qiáng)壓力下的紅色和綠色落差小，弱壓力下紅色和綠色落差大，以此為依據(jù)獲得如下公式I及公式4。
[0143]公式I
[0144]R (I) + Δ R+G (I) + Δ G+B (I) + Δ B = R (2)+G (2)+B (2)
[0145]公式2
[0146]AG) AR,
[0147]公式3
[0148]AG) ΔΒ
[0149]公式4
[0150]R(I)-G(I) > R(2)-G (2)
[0151]公式中的各變量是相對應(yīng)顏色的亮度，R(I)是弱壓力下的紅色成分亮度，G
[0152](I)是弱壓力下的綠色成分的亮度，B(I)是弱壓力下的藍(lán)色成分的亮度。R(2)是高壓力下的紅色成分亮度，G (2)是高壓力下的綠色成分亮度，B (2)是高壓力下的藍(lán)色成分亮度.AR = R(2)-R(l), AG = G(2)-G(I), ΔΒ = B⑵-B(I)中 AR, AG, ΛΒ 不為零。
[0153]R⑴，G⑴，B⑴，R⑵，G⑵，B⑵是指紋中脊線的顏色為基準(zhǔn)。
[0154]R(I),G(I),B(I)是第一時點(diǎn)的紅色，綠色，藍(lán)色成分的亮度，R (2)，G (2)，B (2)是第二時間點(diǎn)的紅色，綠色，藍(lán)色成分的亮度。圖5是此發(fā)明的活體指紋判斷流程圖。
[0155]實(shí)施例三
[0156]本發(fā)明揭示一種活體指紋判斷方法，所述方法包括:獲取彩色指紋圖像；計(jì)算指紋在棱鏡接觸的第一時間和第二時間的彩色指紋圖像的色彩變化信息；當(dāng)計(jì)算結(jié)果滿足指紋色彩變化的設(shè)定基準(zhǔn)條件時判定為活體指紋。
[0157]作為本發(fā)明的一種實(shí)施方案，色彩信息包括紅色，綠色和藍(lán)色成分，一般提取指紋圖像的脊線；另外第一時間是指紋接觸棱鏡輸入窗口剛開始提取指紋彩色圖像的時間點(diǎn)。
[0158]在本發(fā)明的一種實(shí)施方案中，上述基準(zhǔn)條件為:AG〉A(chǔ)R, AG) ΛΒ和R(I)-G(I) >R(2)-G⑵其中一個正確。式中R(I)和G(I)是第一時點(diǎn)的彩色指紋的紅色成分和綠色成分，R(2)和G(2)是第二時點(diǎn)的彩色指紋的紅色成分和綠色成分，AR =R (2)-R (I)，AG = G(2)-G(l), Λ B是第二時點(diǎn)和第一時點(diǎn)的藍(lán)色成分差值。判斷方法是，第一時間點(diǎn)和第二時間點(diǎn)間的任意時間點(diǎn)的色彩信息或第一時間點(diǎn)和第二時間點(diǎn)間2個以上時間點(diǎn)的色彩信息的平均值是否在基準(zhǔn)范圍內(nèi)來判斷是否為真假指紋。
[0159]作為本發(fā)明的一種實(shí)施方案，活體指紋識別器從用戶的指紋提取圖像后判斷此指紋是否為真假指紋，以此進(jìn)行用戶指紋登記和認(rèn)證；棱鏡包含指紋接觸的窗口和射出口 ；光源使用包含紅色(Red),綠色(Green)和藍(lán)色(Blue)的白色光。
[0160]彩色CMOS傳感器把照射進(jìn)來的光轉(zhuǎn)換為數(shù)字指紋圖像信號輸出到控制單元；數(shù)字指紋圖像包含指紋的顏色，亮度及形態(tài)信息；控制單元基于數(shù)字指紋圖像信息判斷輸入的指紋是否為真假指紋，因此控制單元包含指紋識別和活體識別；指紋識別通過認(rèn)證算法進(jìn)行指紋認(rèn)證，指紋識別只有從活體識別判定為活體指紋確認(rèn)后才開始工作；活體識別基于CMOS傳感器發(fā)送過來的數(shù)字指紋圖像判斷輸入窗接觸的指紋是否為活體指紋；活體識別利用了活體皮膚組織和仿造指紋反射光的不同點(diǎn)，另外指紋在接觸棱鏡過程中的顏色變化為基礎(chǔ)進(jìn)行真假指紋判斷。
[0161]在本發(fā)明的一種實(shí)施方案中，判斷公式I至公式4是否成立，若都成立則判斷為真指紋;
[0162]公式1:
[0163]R (I) + Δ R+G (I) + Δ G+B (I) + Δ B = R (2)+G (2)+B (2)
[0164]公式2:
[0165]AG) AR,
[0166]公式3:
[0167]AG) ΔΒ
[0168]公式4:
[0169]R(I)-G(I) > R(2)-G (2)
[0170]公式中的各變量是相對應(yīng)顏色的亮度，R(I)是弱壓力下的紅色成分亮度，G(I)是弱壓力下的綠色成分的亮度，B(I)是弱壓力下的藍(lán)色成分的亮度；R(2)是高壓力下的紅色成分亮度，G(2)是高壓力下的綠色成分亮度，B(2)是高壓力下的藍(lán)色成分亮度；AR =R(2)-R(I), AG = G (2)-G (I), ΔΒ = B (2)-B (I)中 AR, AG, Λ B 不為零；
[0171]R (I)，G (I)，B (I)，R (2)，G (2)，B⑵是指紋中脊線的顏色為基準(zhǔn)；
[0172]R(I),G(I),B(I)是第一時點(diǎn)的紅色，綠色，藍(lán)色成分的亮度，R (2)，G (2)，B (2)是第二時間點(diǎn)的紅色，綠色，藍(lán)色成分的亮度。
[0173]綜上所述，本發(fā)明提出的活體指紋判斷方法及系統(tǒng)，可區(qū)分真假指紋，提高指紋識別的精確度及效率。通過此發(fā)明中的方法有效區(qū)分真假指紋，不僅是一般的紙質(zhì)打印指紋，而且對膠片及硅膠等材質(zhì)的仿造指紋也可以順利區(qū)分。
[0174]這里本發(fā)明的描述和應(yīng)用是說明性的，并非想將本發(fā)明的范圍限制在上述實(shí)施例中。這里所披露的實(shí)施例的變形和改變是可能的，對于那些本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說實(shí)施例的替換和等效的各種部件是公知的。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該清楚的是，在不脫離本發(fā)明的精神或本質(zhì)特征的情況下，本發(fā)明可以以其它形式、結(jié)構(gòu)、布置、比例，以及用其它組件、材料和部件來實(shí)現(xiàn)。在不脫離本發(fā)明范圍和精神的情況下，可以對這里所披露的實(shí)施例進(jìn)行其它變形和改變。
【權(quán)利要求】
1.一種活體指紋判斷方法，其特征在于，所述方法包括:向棱鏡指紋提取面照射光獲取彩色指紋圖像，計(jì)算指紋在棱鏡接觸的第一時間和第二時間的彩色指紋圖像的色彩變化信息；當(dāng)計(jì)算結(jié)果滿足指紋色彩變化的設(shè)定基準(zhǔn)條件時判定為活體指紋；色彩信息包括紅色，綠色和藍(lán)色成分，一般提取指紋圖像的脊線；另外第一時間是指紋接觸棱鏡輸入窗口剛開始提取指紋彩色圖像的時間點(diǎn)； 上述基準(zhǔn)條件為:AG〉A(chǔ)R, AG) ΛΒ和R(I)-G⑴〉R⑵-G⑵其中一個正確； 式中R(I)和G(I)是第一時點(diǎn)的彩色指紋的紅色成分和綠色成分，R(2)和G(2)是第二時點(diǎn)的彩色指紋的紅色成分和綠色成分，AR = R(2)_R(1)，AG = G(2)-G(l), ΛΒ是第二時點(diǎn)和第一時點(diǎn)的藍(lán)色成分差值； 判斷方法是，第一時間點(diǎn)和第二時間點(diǎn)間的任意時間點(diǎn)的色彩信息或第一時間點(diǎn)和第二時間點(diǎn)間2個以上時間點(diǎn)的色彩信息的平均值是否在基準(zhǔn)范圍內(nèi)來判斷是否為真假指紋； 活體指紋識別器(100)從用戶的指紋提取圖像后判斷此指紋是否為真假指紋，以此進(jìn)行用戶指紋登記和認(rèn)證。棱鏡(110)包含指紋接觸的窗口(IlOa)和射出口(IlOb);光源(131)使用包含紅色，綠色和藍(lán)色的白色光； 彩色CMOS傳感器(135)把照射進(jìn)來的光轉(zhuǎn)換為數(shù)字指紋圖像信號輸出到控制單元(150);數(shù)字指紋圖像包含指紋的顏色，亮度及形態(tài)信息； 控制單元(150)基于數(shù)字指紋圖像信息判斷輸入的指紋是否為真假指紋，因此控制單元包含指紋識別(151)和活體識別(153)； 指紋識別(151)通過認(rèn)證算法進(jìn)行指紋認(rèn)證，指紋識別(151)只有從活體識別(153)判定為活體指紋確認(rèn)后才開始工作； 活體識別(153)基于CMOS傳感器(135)發(fā)送過來的數(shù)字指紋圖像判斷輸入窗(IlOa)接觸的指紋是否為活體指紋；活體識別(153)利用了活體皮膚組織和仿造指紋反射光的不同點(diǎn)，另外指紋在接觸棱鏡過程中的顏色變化為基礎(chǔ)進(jìn)行真假指紋判斷； 判斷公式I至公式4是否成立；若都成立則判斷為真指紋； 公式1:
R (I) + Δ R+G (I) + Δ G+B (I) + Δ B = R (2)+G (2)+B (2) 公式2: AG) AR, 公式3: AG) ΔΒ 公式4:
R(I)-G(I) > R(2)-G(2) 公式中的各變量是相對應(yīng)顏色的亮度，R(I)是弱壓力下的紅色成分亮度，G(I)是弱壓力下的綠色成分的亮度，B(I)是弱壓力下的藍(lán)色成分的亮度；R(2)是高壓力下的紅色成分亮度，G(2)是高壓力下的綠色成分亮度，B(2)是高壓力下的藍(lán)色成分亮度；AR =R(2)-R(l), AG = G⑵-G(I), ΔΒ = B⑵-B(I)中 Λ R，AG, ΛΒ 不為零；R(1)，G(1)，B(1)，R(2)，G(2)，B(2)是指紋中脊線的顏色為基準(zhǔn)； R(I), G(I), B(I)是第一時點(diǎn)的紅色，綠色，藍(lán)色成分的亮度，R(2)，G(2)，B(2)是第二時間點(diǎn)的紅色，綠色，藍(lán)色成分的亮度。
2.一種活體指紋判斷方法，其特征在于，所述方法包括: 獲取彩色指紋圖像； 計(jì)算指紋在棱鏡接觸的第一時間和第二時間的彩色指紋圖像的色彩變化信息；當(dāng)計(jì)算結(jié)果滿足指紋色彩變化的設(shè)定基準(zhǔn)條件時判定為活體指紋。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的活體指紋判斷方法，其特征在于: 色彩信息包括紅色，綠色和藍(lán)色成分，一般提取指紋圖像的脊線；另外第一時間是指紋接觸棱鏡輸入窗口剛開始提取指紋彩色圖像的時間點(diǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的活體指紋判斷方法，其特征在于: 上述基準(zhǔn)條件為:AG〉A(chǔ)R, AG) ΛΒ和R(I)-G⑴〉R⑵-G⑵其中一個正確； 式中R(I)和G(I)是第一時點(diǎn)的彩色指紋的紅色成分和綠色成分，R(2)和G(2)是第二時點(diǎn)的彩色指紋的紅色成分和綠色成分，AR = R(2)-R(I)，AG = G(2)-G(l), Λ B是第二時點(diǎn)和第一時點(diǎn)的藍(lán)色成分差值； 判斷方法是，第一時間點(diǎn)和第二時間點(diǎn)間的任意時間點(diǎn)的色彩信息或第一時間點(diǎn)和第二時間點(diǎn)間2個以上時間點(diǎn)的色彩信息的平均值是否在基準(zhǔn)范圍內(nèi)來判斷是否為真假指紋。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的活體指紋判斷方法，其特征在于: 活體指紋識別器(100)從用戶的指紋提取圖像后判斷此指紋是否為真假指紋，以此進(jìn)行用戶指紋登記和認(rèn)證；棱鏡(110)包含指紋接觸的窗口(IlOa)和射出口(IlOb);光源(131)使用包含紅色，綠色和藍(lán)色的白色光； 彩色CMOS傳感器(135)把照射進(jìn)來的光轉(zhuǎn)換為數(shù)字指紋圖像信號輸出到控制單元(150)； 數(shù)字指紋圖像包含指紋的顏色，亮度及形態(tài)信息； 控制單元(150)基于數(shù)字指紋圖像信息判斷輸入的指紋是否為真假指紋，因此控制單元包含指紋識別(151)和活體識別(153)； 指紋識別(151)通過認(rèn)證算法進(jìn)行指紋認(rèn)證，指紋識別(151)只有從活體識別(153)判定為活體指紋確認(rèn)后才開始工作； 活體識別(153)基于CMOS傳感器(135)發(fā)送過來的數(shù)字指紋圖像判斷輸入窗(IlOa)接觸的指紋是否為活體指紋；活體識別(153)利用了活體皮膚組織和仿造指紋反射光的不同點(diǎn)，另外指紋在接觸棱鏡過程中的顏色變化為基礎(chǔ)進(jìn)行真假指紋判斷。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的活體指紋判斷方法，其特征在于: 判斷公式I至公式4是否成立；若都成立則判斷為真指紋； 公式1:
R (I) + Δ R+G (I) + Δ G+B (I) + Δ B = R (2)+G (2)+B (2) 公式2: AG) AR, 公式3: AG) ΔΒ 公式4:
R(I)-G(I) > R(2)-G(2) 公式中的各變量是相對應(yīng)顏色的亮度，R(I)是弱壓力下的紅色成分亮度，G(I)是弱壓力下的綠色成分的亮度，B(I)是弱壓力下的藍(lán)色成分的亮度；R(2)是高壓力下的紅色成分亮度，G(2)是高壓力下的綠色成分亮度，B(2)是高壓力下的藍(lán)色成分亮度；AR =R(2)-R(l), AG = G⑵-G(I), ΔΒ = B⑵-B(I)中 Λ R，AG, ΛΒ 不為零；R(1)，G(1)，B(1)，R(2)，G(2)，B(2)是指紋中脊線的顏色為基準(zhǔn)； R(I), G(I), B(I)是第一時點(diǎn)的紅色，綠色，藍(lán)色成分的亮度，R(2)，G(2)，B(2)是第二時間點(diǎn)的紅色，綠色，藍(lán)色成分的亮度。
7.一種活體指紋判斷系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括: 彩色指紋圖像獲取模塊，用以獲取彩色指紋圖像； 色彩變化計(jì)算模塊，用以計(jì)算指紋在棱鏡接觸的第一時間和第二時間的彩色指紋圖像的色彩變化信息； 活體指紋判斷模塊，用以判斷被識別的指紋是否為活體指紋；當(dāng)計(jì)算結(jié)果滿足指紋色彩變化的設(shè)定基準(zhǔn)條件時判定為活體指紋。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的活體指紋判斷系統(tǒng)，其特征在于: 所述系統(tǒng)具體包括:棱鏡(110)、彩色CMOS傳感器(135)、控制單元(150)； 棱鏡(110)包含指紋接觸的窗口 (IlOa)和射出口 (IlOb);光源(131)使用包含紅色，綠色和藍(lán)色的白色光； 彩色CMOS傳感器(135)把照射進(jìn)來的光轉(zhuǎn)換為數(shù)字指紋圖像信號輸出到控制單元(150);數(shù)字指紋圖像包含指紋的顏色，亮度及形態(tài)信息； 控制單元(150)基于數(shù)字指紋圖像信息判斷輸入的指紋是否為真假指紋，控制單元包含指紋識別單元(151)和活體識別單元(153)； 指紋識別單元(151)通過認(rèn)證算法進(jìn)行指紋認(rèn)證，指紋識別單元(151)只有從活體識別單元(153)判定為活體指紋確認(rèn)后才開始工作； 活體識別單元(153)基于彩色CMOS傳感器(135)發(fā)送過來的數(shù)字指紋圖像判斷輸入窗(IlOa)接觸的指紋是否為活體指紋；活體識別單元(153)利用了活體皮膚組織和仿造指紋反射光的不同點(diǎn)，指紋在接觸棱鏡過程中的顏色變化為基礎(chǔ)進(jìn)行真假指紋判斷。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的活體指紋判斷系統(tǒng)，其特征在于: 所述活體指紋判斷模塊判斷公式I至公式4是否成立；若都成立則判斷為真指紋； 公式1:
R (I) + Δ R+G (I) + Δ G+B (I) + Δ B = R (2)+G (2)+B (2) 公式2: AG) AR, 公式3: AG) ΔΒ 公式4:
R(I)-G(I) > R(2)-G(2) 公式中的各變量是相對應(yīng)顏色的亮度，R(I)是弱壓力下的紅色成分亮度，G(I)是弱壓力下的綠色成分的亮度，B(I)是弱壓力下的藍(lán)色成分的亮度；R(2)是高壓力下的紅色成分亮度，G(2)是高壓力下的綠色成分亮度，B(2)是高壓力下的藍(lán)色成分亮度；AR =R(2)-R(l), AG = G⑵-G(I), ΔΒ = B⑵-B(I)中 Λ R，AG, ΛΒ 不為零；R(1)，G(1)，B(1)，R(2)，G(2)，B(2)是指紋中脊線的顏色為基準(zhǔn)； R(I), G(I), B(I)是第一時點(diǎn)的紅色，綠色，藍(lán)色成分的亮度，R(2)，G(2)，B(2)是第二時間點(diǎn)的紅色，綠色，藍(lán)色成分的亮度。
【文檔編號】G06K9/20GK104392227SQ201410778519
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年12月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月15日
【發(fā)明者】金虎林 申請人:金虎林