CN103164688A - 基于多指纹的识别系统及其方法 - Google Patents

Abstract

一种基于多指纹的识别系统及其方法，通过同时撷取多个指纹产生指纹图像，并且解析指纹图像形成指纹特征，以便将指纹特征与对比特征进行比对，当比对符合时判断为识别成功，反之则判断为识别失败，用以达成提高指纹识别的安全性的技术功效。

Description

基于多指纹的识别系统及其方法

技术领域

本发明涉及一种指纹识别系统及其方法，特别涉及一种根据平直并拢的多个指纹进行识别的基于多指纹的识别系统及其方法。

背景技术

近年来，随着指纹辨识的普及与蓬勃发展，其应用的范围也越来越广，例如：将指纹辨识作为笔记本电脑或是移动装置的开机识别方式。

一般而言，传统的指纹辨识是基于单枚指纹，如：食指、拇指、......等等来与预先设置的对比特征进行比对，并且在比对符合时判断为识别成功，反之则判断为识别失败。然而，由于手指指纹容易被他人窃取，因此仅依靠单枚指纹来进行识别的方式，其无法避免他人利用窃取的指纹来进行识别的问题。

有鉴于此，便有厂商提出预设多根手指的指纹，并且在随机数选择其中之一后，提示使用者以相应的手指进行指纹辨识的方式，例如：当选择出拇指的指纹时，即提示使用者使用拇指进行指纹辨识，此时使用者即可根据此指示使用拇指接触指纹辨识器来完成识别，以便避免单枚指纹进行识别具有安全性不足的问题。如此一来，由于无法预先得知需要使用哪一根手指的指纹进行识别，故窃取者必须窃取使用者全部的指纹才能成功规避识别机制。不过，以此方式虽然能够增加窃取指纹的难度，却无法防止窃取者在成功窃取使用者全部指纹后，用以欺骗此识别机制而被判断为识别成功，因此仍然无法有效解决单枚指纹辨识的安全性不足的问题。

综上所述，可知现有技术中长期以来一直存在单枚指纹容易遭到窃取的问题，因此实有必要提出改进的技术手段，来解决这一问题。

发明内容

有鉴于现有技术存在的问题，本发明遂公开一种基于多指纹的识别系统及其方法。

本发明所公开的基于多指纹的识别系统，此系统包含：存储模块、撷取模块、解析模块及比对模块。其中，存储模块用以储存包含第一线段构图、第二线段构图及第一角度的对比特征；撷取模块用以同时侦测平直并拢的多个指纹以产生指纹图像；解析模块用以解析指纹图像以形成包含第三线段构图、第四线段构图及第二角度的指纹特征；比对模块用以将对比特征与指纹特征进行比对，并且在第一线段构图与第三线段构图、第二线段构图与第四线段构图，以及第一角度与第二角度都比对符合时判断为识别成功。

至于本发明所述的基于多指纹的识别方法，其步骤包括：提供包含第一线段构图、第二线段构图及第一角度的对比特征；同时侦测平直并拢的多个指纹以产生指纹图像；解析指纹图像以形成包含第三线段构图、第四线段构图及第二角度的指纹特征；将对比特征与指纹特征进行比对，并且在第一线段构图与第三线段构图、第二线段构图与第四线段构图，以及第一角度与第二角度都比对符合时判断为识别成功。

本发明所公开的系统与方法如上，与现有技术之间的差异在于本发明是通过同时撷取多个指纹以产生指纹图像，并且解析指纹图像形成指纹特征，以便将指纹特征与对比特征进行比对，当比对符合时判断为识别成功，反之则判断为识别失败。

通过上述的技术手段，本发明可以达成提高指纹辨识的安全性的技术功效。

附图说明

图1为本发明基于多指纹的识别系统的系统方块图。

图2a及图2b为本发明基于多指纹的识别方法的方法流程图。

图3a至图3e为应用本发明产生第三线段构图及第四线段构图的示意图。

图3f及图3g为应用本发明产生第二角度的示意图。

【主要组件符号说明】

110 存储模块

120 撷取模块

130 解析模块

140 比对模块

300 指纹图像

301、302 指纹区域

303、30 4指纹中心区域

310 第三线段构图

320 第四线段构图

410 第一线段

411 第一线段的角度

420 第二线段

421 第二线段的角度

步骤210提供包含一第一线段构图、一第二线段构图及一第一角度的一对比特征

步骤220同时侦测平直并拢的多个指纹以产生一指纹图像

步骤230解析该指纹图像以形成包含一第三线段构图、一第四线段构图及一第二角度的一指纹特征

步骤231自该指纹图像中解析出不同手指的区域范围以形成一个以上的指纹区域

步骤232在各指纹区域中，根据指纹断点形成该第三线段构图，以及根据交叉点形成该第四线段构图

步骤233定位这些指纹区域的中心位置以产生相应的一指纹中心区域

步骤234以线段连接各指纹中心区域的指纹断点以形成一第一线段

步骤235以线段连接各指纹中心区域的交叉点以形成一第二线段

步骤236侦测该第一线段及该第二线段的角度以形成该第二角度

步骤240将该对比特征与该指纹特征进行比对，并且在该第一线段构图与该第三线段构图、该第二线段构图与该第四线段构图，以及该第一角度与该第二角度都比对符合时判断为识别成功。

具体实施方式

以下将配合图式及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。

在说明本发明所公开的基于多指纹的识别系统及其方法之前，先对本发明所自行定义的名词作说明，本发明所述的第一线段构图及第三线段构图是指利用线段连接“指纹断点”所形成的图像，其差别在于第一线段构图是被包含在对比特征中且预先设置于存储模块，而第三线段构图则是根据侦测到的使用者的指纹所产生的图像。另外，所述第二线段构图及第四线段构图是指利用线段连接“交叉点″所形成的图像，其差别在于第二线段构图是被包含在对比特征中且预先设置于存储模块，而第四线段构图则是根据侦测到的使用者的指纹所产生的图像。稍后将配合图式针对第一线段构图、第二线段构图、第三线段构图及第四线段构图进行详细说明。

以下配合图式对本发明基于多指纹的识别系统及其方法作进一步说明，请参阅图1，图1为本发明基于多指纹的识别系统的系统方块图，包含：存储模块110、撷取模块120、解析模块130及比对模块140。其中，存储模块110用以储存对比特征，此对比特征包含第一线段构图、第二线段构图及第一角度，由于第一线段构图及第二线段构图已在先前自行定义的名词中作说明，故在此不再多作赘述。至于第一角度则是连接指纹断点的线段与连接交叉点的线段的角度，稍后将配合图式作详细说明。在实际实施上，对比特征及指纹特征还可包含指纹断点及交叉点的数量及排列位置(如：坐标)。

撷取模块120用以同时侦测平直并拢的多个指纹以产生指纹图像，在实际实施上，撷取模块120为通过红外线感应器或反射光感应器进行指纹辨识以产生指纹图像，由于侦测指纹产生指纹图像的方式为现有技术，故在此不再多作赘述。特别要说明的是，由于撷取模块120必需同时侦测平直并拢的多个指纹，所以上述感应器的感应范围必须大于传统感应单枚指纹的感应范围。

解析模块130用以解析撷取模块120所侦测到的指纹图像以形成指纹特征，此指纹特征包含第三线段构图、第四线段构图及第二角度，由于第三线段构图及第四线段构图已在先前自行定义的名词中作说明，故在此不再多作赘述。换句话说，解析模块130所形成的指纹特征是根据指纹区域中的指纹断点及交叉点的数量及排列位置所产生。至于第二角度的产生如下：解析模块130在解析指纹图像时会产生一个以上的指纹区域，其指纹区域的数量与同时侦测平直并拢的手指数量相同；接着，对每一个指纹区域进行定位产生相应的指纹中心区域，并且以线段连接各指纹中心区域的指纹断点形成第一线段，以及以线段连接各指纹中心区域的交叉点以形成第二线段；最后，侦测所述第一线段及第二线段的角度以形成第二角度。其中，对每一个指纹区域定位的方式是计算指纹区域的中心点，并且基于此中心点向外扩张以形成指纹中心区域，直到此指纹中心区域具有指纹断点及交叉点为止。

比对模块140用以将存储模块110中的对比特征与指纹特征进行比对，并且在第一线段构图与第三线段构图、第二线段构图与第四线段构图，以及第一角度与第二角度等三个条件都比对符合时判断为识别成功。在实际实施上，判断各线段构图是否相符的方式可利用现有的图形比对技术，如：将每一像素(Pixel)拆解出来比对、采用方块差值总和的方式......等等，由于上述方式都为现有技术，故在此不再多作赘述。

接着，请参阅图2a及图2b，图2a及图2b为本发明基于多指纹的识别方法的方法流程图，其步骤包括：提供包含第一线段构图、第二线段构图及第一角度的对比特征(步骤210)；同时侦测平直并拢的多个指纹以产生指纹图像(步骤220)；解析所述指纹图像以形成包含第三线段构图、第四线段构图及第二角度的指纹特征(步骤230)；将所述对比特征与指纹特征进行比对，并且在第一线段构图与第三线段构图、第二线段构图与第四线段构图，以及第一角度与第二角度都比对符合时判断为识别成功(步骤240)。在实际实施上，所述步骤230包括：自指纹图像中解析出不同手指的区域范围以形成一个以上的指纹区域(步骤231)；在各指纹区域中，根据指纹断点形成第三线段构图，以及根据交叉点形成第四线段构图(步骤232)；定位每一个指纹区域的中心位置以产生相应的指纹中心区域(步骤233)；以线段连接各指纹中心区域的指纹断点以形成第一线段(步骤234)；以线段连接各指纹中心区域的交叉点以形成第二线段(步骤235)；以及侦测第一线段及第二线段的角度以形成第二角度(步骤236)。通过上述步骤，即可通过同时撷取多个指纹以产生指纹图像，并且解析指纹图像形成指纹特征，以便将指纹特征与对比特征进行比对，当比对符合时即判断为识别成功。

以下配合图3a至图3g以实施例的方式进行如下说明，请先参阅图3a至图3e，图3a至图3e为应用本发明产生第三线段构图及第四线段构图的示意图。当使用者要进行识别时，可将食指与中指伸直并拢并且接触撷取模块120后产生指纹图像300。接着，解析模块130会从指纹图像300中解析出不同手指的区域范围以形成一个以上的指纹区域(301、302)，其解析方式是根据指纹图像300中代表指缝的线条来区分不同的指纹区域，举例来说，当指纹图像300中存在一条代表指缝的线条，则解析模块130会产生二个指纹区域；当存在两条代表指缝的线条，则产生三个指纹区域并以此类推。

接下来，解析模块130将如图3b所示意，在各指纹区域(301、302)中侦测指纹断点(即黑色圆点)并以线段(如图中所示虚线)相连形成如图3c所示意的第三线段构图310，以及如图3d所示意，在各指纹区域(301、302)中侦测交叉点(即黑色圆点)并以线段(如图中所示虚线)相连形成如图3e所示意的第四线段构图320。至此，解析模块130已形成指纹特征所包含的第三线段构图310及第四线段构图320。

接着，如图3f及图3g所示意，图3f及图3g为应用本发明产生第二角度的示意图。请先参阅图3f，解析模块130定位各指纹区域(301、302)的中心位置(即网点圆点)以产生相应的指纹中心区域(303、304)，在实际实施上，所述指纹中心区域(303、304)的产生方式可根据中心位置向外扩散直到包含有指纹断点及交叉点为止。当指纹中心区域(303、304)产生后，以线段连接各指纹中心区域(303、304)的指纹断点，以及同样以线段连接各指纹中心区域(303、304)的交叉点以形成如图3g所示意第一线段410及第二线段420，并且侦测所述第一线段410的角度411及第二线段420的角度412以形成第二角度。假设第一线段410的角度411为“12度”、第二线段420的角度412为“10度”，则所述第二角度可记载为“12度；10度”，甚至也可将两个角度(411、412)进行四则运算后再记载成第二角度，例如：将两个角度(411、412)相减后得到数值“2”并将其记载成第二角度。至此，解析模块130已形成指纹特征所包含的第二角度。

最后，比对模块140将指纹特征与存储模块110中的对比特征进行比对，其比对方式是将第一线段构图与第三线段构图310比对、将第二线段构图与第四线段构图320比对、以及将第一角度与第二角度比对，并且在三个比对都符合时判断为识别成功。在实际实施上，所述线段构图的比对方式可利用现有的图形辨识来达成，故在此不再多作赘述。特别要说明的是，除了使用图形辨识来比对不同的线段构图之外，倘若对比特征及指纹特征还包含有指纹断点及交叉点的数量及排列位置，比对模块140也可搭配进行比对。

综上所述，可知本发明与现有技术之间的差异在于通过同时撷取多个指纹以产生指纹图像300，并且解析指纹图像300形成指纹特征，以便将指纹特征与对比特征进行比对，当比对符合时判断为识别成功，反之则判断为识别失败，借由此一技术手段可以解决现有技术所存在的问题，进而达成提高指纹辨识的安全性的技术功效。

虽然本发明以前述的实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习相像技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的专利保护范围须以权利要求所界定者为准。

Claims (10)

1.一种基于多指纹的识别系统，其特征在于，包含：

一存储模块，用以储存包含一第一线段构图、一第二线段构图及一第一角度的一对比特征；

一撷取模块，用以同时侦测平直并拢的多个指纹以产生一指纹图像；

一解析模块，用以解析该指纹图像以形成包含一第三线段构图、一第四线段构图及一第二角度的一指纹特征；及

一比对模块，用以将该对比特征与该指纹特征进行比对，并且在该第一线段构图与该第三线段构图、该第二线段构图与该第四线段构图，以及该第一角度与该第二角度都比对符合时判断为识别成功。

2.如权利要求1所述的基于多指纹的识别系统，其特征在于，该第一线段构图及该第三线段构图是以线段连接各指纹断点所形成，该第二线段构图及该第四线段构图是以线段连接各交叉点所形成。

3.如权利要求1所述的基于多指纹的识别系统，其特征在于，该解析模块解析该指纹图像是从该指纹图像中解析出不同手指的区域范围以形成一个以上的指纹区域，并且根据这些指纹区域中的指纹断点及交叉点的数量及排列位置形成该指纹特征。

4.如权利要求3所述的基于多指纹的识别系统，其特征在于，这些指纹区域用以提供该解析模块定位产生相应的一指纹中心区域，并以线段连接各指纹中心区域的指纹断点形成一第一线段，以及以线段连接各指纹中心区域的交叉点以形成一第二线段，且侦测该第一线段及该第二线段的角度以形成该第二角度。

5.如权利要求1所述的基于多指纹的识别系统，其特征在于，该撷取模块为通过红外线感应器或反射光感应器进行指纹辨识以产生该指纹图像。

6.一种基于多指纹的识别方法，其特征在于，步骤包括：

提供包含一第一线段构图、一第二线段构图及一第一角度的一对比特征；

同时侦测平直并拢的多个指纹以产生一指纹图像；

解析该指纹图像以形成包含一第三线段构图、一第四线段构图及一第二角度的一指纹特征；及

将该对比特征与该指纹特征进行比对，并且在该第一线段构图与该第三线段构图、该第二线段构图与该第四线段构图，以及该第一角度与该第二角度都比对符合时判断为识别成功。

7.如权利要求6所述的基于多指纹的识别方法，其特征在于，该第一线段构图及该第三线段构图是以线段连接各指纹断点所形成，该第二线段构图及该第四线段构图是以线段连接各交叉点所形成。

8.如权利要求6所述的基于多指纹的识别方法，其特征在于，所述解析该指纹图像的步骤包含：

自该指纹图像中解析出不同手指的区域范围以形成一个以上的指纹区域；

在各指纹区域中，根据指纹断点形成该第三线段构图，以及根据交叉点形成该第四线段构图；

定位这些指纹区域的中心位置以产生相应的一指纹中心区域；

以线段连接各指纹中心区域的指纹断点以形成一第一线段；

以线段连接各指纹中心区域的交叉点以形成一第二线段；及

侦测该第一线段及该第二线段的角度以形成该第二角度。

9.如权利要求6所述的基于多指纹的识别方法，其特征在于，该指纹图像为通过红外线感应器或反射光感应器进行指纹辨识所产生。

10.如权利要求6所述的基于多指纹的识别方法，其特征在于，该对比特征及该指纹特征还包含指纹断点及交叉点的数量及排列位置。

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