CN104392227A - 活体指纹判断方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了一种活体指纹判断方法及系统，所述系统包括：彩色指纹图像获取模块、色彩变化计算模块、活体指纹判断模块。彩色指纹图像获取模块用以获取彩色指纹图像；色彩变化计算模块用以计算指纹在棱镜接触的第一时间和第二时间的彩色指纹图像的色彩变化信息；活体指纹判断模块用以判断被识别的指纹是否为活体指纹；当计算结果满足指纹色彩变化的设定基准条件时判定为活体指纹。本发明提出的活体指纹判断方法及系统，可区分真假指纹，提高指纹识别的精确度及效率。通过此发明中的方法有效区分真假指纹，不仅是一般的纸质打印指纹，而且对胶片及硅胶等材质的仿造指纹也可以顺利区分。
Description
技术领域
本发明属于指纹识别技术领域，涉及一种指纹识别方法，尤其涉及一种活体指纹判断方法；同时，本发明还涉及一种活体指纹判断系统。
背景技术
指纹识别设备在门禁，电商交易，金融交易，个人电脑的保安及结算系统中的需要认证的广泛被应用。虽然指纹识别设备在便利性和正确性上十分优秀，但仍存在假指纹的误认证问题。因此为了杜绝假指纹需要各种相关算法的研究。
假指纹一般用印刷的纸张或胶片制作，也有用硅胶或橡皮制作的。一般的指纹设备对以上假指纹无任何防备照样进行识别。
有鉴于此，如今迫切需要设计一种假指纹的识别方法，以便克服现有指纹机无法判别假指纹的缺陷。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种活体指纹判断方法，可区分真假指纹，提高指纹识别的精确度及效率。
此外，本发明还提供一种活体指纹判断系统，可提高指纹识别的精确度及效率。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种活体指纹判断方法，所述方法包括：向棱镜指纹提取面照射光获取彩色指纹图像，计算指纹在棱镜接触的第一时间和第二时间的彩色指纹图像的色彩变化信息；当计算结果满足指纹色彩变化的设定基准条件时判定为活体指纹；色彩信息包括红色，绿色和蓝色成分，一般提取指纹图像的脊线；另外第一时间是指纹接触棱镜输入窗口刚开始提取指纹彩色图像的时间点；
上述基准条件为：ΔG〉ΔR,ΔG〉ΔB和R(1)-G(1)>R(2)-G(2)其中一个正确；
式中R(1)和G(1)是第一时点的彩色指纹的红色成分和绿色成分，R(2)和G(2)是第二时点的彩色指纹的红色成分和绿色成分，ΔR＝R(2)-R(1)，ΔG＝G(2)-G(1)，ΔB是第二时点和第一时点的蓝色成分差值；
判断方法是，第一时间点和第二时间点间的任意时间点的色彩信息或第一时间点和第二时间点间2个以上时间点的色彩信息的平均值是否在基准范围内来判断是否为真假指纹；
活体指纹识别器从用户的指纹提取图像后判断此指纹是否为真假指纹，以此进行用户指纹登记和认证。棱镜包含指纹接触的窗口和射出口；光源使用包含红色(Red),绿色(Green)和蓝色(Blue)的白色光；
彩色CMOS传感器把照射进来的光转换为数字指纹图像信号输出到控制单元；数字指纹图像包含指纹的颜色，亮度及形态信息；
控制单元基于数字指纹图像信息判断输入的指纹是否为真假指纹，因此控制单元包含指纹识别和活体识别；
指纹识别通过认证算法进行指纹认证，指纹识别只有从活体识别判定为活体指纹确认后才开始工作；
活体识别基于CMOS传感器发送过来的数字指纹图像判断输入窗接触的指纹是否为活体指纹；活体识别利用了活体皮肤组织和仿造指纹反射光的不同点，另外指纹在接触棱镜过程中的颜色变化为基础进行真假指纹判断；
判断公式1至公式4是否成立；若都成立则判断为真指纹；
公式1：
R(1)+ΔR+G(1)+ΔG+B(1)+ΔB＝R(2)+G(2)+B(2)
公式2：
ΔG〉ΔR,
公式3：
ΔG〉ΔB
公式4：
R(1)-G(1)＞R(2)-G(2)
公式中的各变量是相对应颜色的亮度，R(1)是弱压力下的红色成分亮度，G(1)是弱压力下的绿色成分的亮度，B(1)是弱压力下的蓝色成分的亮度；R(2)是高压力下的红色成分亮度,G(2)是高压力下的绿色成分亮度,B(2)是高压力下的蓝色成分亮度；ΔR＝R(2)-R(1),ΔG＝G(2)-G(1),ΔB＝B(2)-B(1)中ΔR,ΔG,ΔB不为零；
R(1),G(1),B(1),R(2),G(2),B(2)是指纹中脊线的颜色为基准；
R(1),G(1),B(1)是第一时点的红色，绿色，蓝色成分的亮度，R(2),G(2),B(2)是第二时间点的红色，绿色，蓝色成分的亮度。
一种活体指纹判断方法，所述方法包括：
获取彩色指纹图像；
计算指纹在棱镜接触的第一时间和第二时间的彩色指纹图像的色彩变化信息；当计算结果满足指纹色彩变化的设定基准条件时判定为活体指纹。
作为本发明的一种优选方案，色彩信息包括红色，绿色和蓝色成分，一般提取指纹图像的脊线；另外第一时间是指纹接触棱镜输入窗口刚开始提取指纹彩色图像的时间点。
作为本发明的一种优选方案，上述基准条件为：ΔG〉ΔR,ΔG〉ΔB和R(1)-G(1)>R(2)-G(2)其中一个正确；
式中R(1)和G(1)是第一时点的彩色指纹的红色成分和绿色成分，R(2)和G(2)是第二时点的彩色指纹的红色成分和绿色成分，ΔR＝R(2)-R(1)，ΔG＝G(2)-G(1)，ΔB是第二时点和第一时点的蓝色成分差值；
判断方法是，第一时间点和第二时间点间的任意时间点的色彩信息或第一时间点和第二时间点间2个以上时间点的色彩信息的平均值是否在基准范围内来判断是否为真假指纹。
作为本发明的一种优选方案，活体指纹识别器从用户的指纹提取图像后判断此指纹是否为真假指纹，以此进行用户指纹登记和认证；棱镜包含指纹接触的窗口和射出口；光源使用包含红色(Red),绿色(Green)和蓝色(Blue)的白色光；
彩色CMOS传感器把照射进来的光转换为数字指纹图像信号输出到控制单元；
数字指纹图像包含指纹的颜色，亮度及形态信息；
控制单元基于数字指纹图像信息判断输入的指纹是否为真假指纹，因此控制单元包含指纹识别和活体识别；
指纹识别通过认证算法进行指纹认证，指纹识别只有从活体识别判定为活体指纹确认后才开始工作；
活体识别基于CMOS传感器发送过来的数字指纹图像判断输入窗接触的指纹是否为活体指纹；活体识别利用了活体皮肤组织和仿造指纹反射光的不同点，另外指纹在接触棱镜过程中的颜色变化为基础进行真假指纹判断。
作为本发明的一种优选方案，判断公式1至公式4是否成立；若都成立则判断为真指纹；
公式1：
R(1)+ΔR+G(1)+ΔG+B(1)+ΔB＝R(2)+G(2)+B(2)
公式2：
ΔG〉ΔR,
公式3：
ΔG〉ΔB
公式4：
R(1)-G(1)＞R(2)-G(2)
公式中的各变量是相对应颜色的亮度，R(1)是弱压力下的红色成分亮度，G(1)是弱压力下的绿色成分的亮度，B(1)是弱压力下的蓝色成分的亮度；R(2)是高压力下的红色成分亮度,G(2)是高压力下的绿色成分亮度,B(2)是高压力下的蓝色成分亮度；ΔR＝R(2)-R(1),ΔG＝G(2)-G(1),ΔB＝B(2)-B(1)中ΔR,ΔG,ΔB不为零；
R(1),G(1),B(1),R(2),G(2),B(2)是指纹中脊线的颜色为基准；
R(1),G(1),B(1)是第一时点的红色，绿色，蓝色成分的亮度，R(2),G(2),B(2)是第二时间点的红色，绿色，蓝色成分的亮度。
一种活体指纹判断系统，所述系统包括：
彩色指纹图像获取模块，用以获取彩色指纹图像；
色彩变化计算模块，用以计算指纹在棱镜接触的第一时间和第二时间的彩色指纹图像的色彩变化信息；
活体指纹判断模块，用以判断被识别的指纹是否为活体指纹；当计算结果满足指纹色彩变化的设定基准条件时判定为活体指纹。
作为本发明的一种优选方案，所述系统具体包括：棱镜、彩色CMOS传感器、控制单元；
棱镜包含指纹接触的窗口和射出口；光源使用包含红色(Red),绿色(Green)和蓝色(Blue)的白色光；
彩色CMOS传感器把照射进来的光转换为数字指纹图像信号输出到控制单元；数字指纹图像包含指纹的颜色，亮度及形态信息；
控制单元基于数字指纹图像信息判断输入的指纹是否为真假指纹，控制单元包含指纹识别单元和活体识别单元；
指纹识别单元通过认证算法进行指纹认证，指纹识别单元只有从活体识别单元判定为活体指纹确认后才开始工作；
活体识别单元基于彩色CMOS传感器发送过来的数字指纹图像判断输入窗接触的指纹是否为活体指纹；活体识别单元利用了活体皮肤组织和仿造指纹反射光的不同点，指纹在接触棱镜过程中的颜色变化为基础进行真假指纹判断。
作为本发明的一种优选方案，所述活体指纹判断模块判断公式1至公式4是否成立；若都成立则判断为真指纹；
公式1：
R(1)+ΔR+G(1)+ΔG+B(1)+ΔB＝R(2)+G(2)+B(2)
公式2：
ΔG〉ΔR,
公式3：
ΔG〉ΔB
公式4：
R(1)-G(1)＞R(2)-G(2)
公式中的各变量是相对应颜色的亮度，R(1)是弱压力下的红色成分亮度，G(1)是弱压力下的绿色成分的亮度，B(1)是弱压力下的蓝色成分的亮度；R(2)是高压力下的红色成分亮度,G(2)是高压力下的绿色成分亮度,B(2)是高压力下的蓝色成分亮度；ΔR＝R(2)-R(1),ΔG＝G(2)-G(1),ΔB＝B(2)-B(1)中ΔR,ΔG,ΔB不为零；
R(1),G(1),B(1),R(2),G(2),B(2)是指纹中脊线的颜色为基准；
R(1),G(1),B(1)是第一时点的红色，绿色，蓝色成分的亮度，R(2),G(2),B(2)是第二时间点的红色，绿色，蓝色成分的亮度。
本发明的有益效果在于：本发明提出的活体指纹判断方法及系统，可区分真假指纹，提高指纹识别的精确度及效率。通过此发明中的方法有效区分真假指纹，不仅是一般的纸质打印指纹，而且对胶片及硅胶等材质的仿造指纹也可以顺利区分。
附图说明
图1为本发明的解析图,
图2为活体指纹及仿造指纹中获取的指纹图像示意图
图3为活体指纹及仿造指纹中获取的指纹图像颜色结构坐标图
图4为活体指纹在受压下颜色变化示意图
图5为此发明的活体指纹判断流程图
附图标注说明
110:棱镜 110a:指纹输入窗口
110b:射出面 110c:入射面
131:光源 133:光学棱镜
135:彩色CMOS传感器 150：控制单元
151：指纹识别单元 153：活体识别单元
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。
实施例一
请参阅图1，本发明揭示了一种活体指纹判断方法，所述方法包括：向棱镜指纹提取面照射光获取彩色指纹图像，计算指纹在棱镜接触的第一时间和第二时间的彩色指纹图像的色彩变化信息；当计算结果满足指纹色彩变化的设定基准条件时判定为活体指纹；色彩信息包括红色，绿色和蓝色成分，一般提取指纹图像的脊线；另外第一时间是指纹接触棱镜输入窗口刚开始提取指纹彩色图像的时间点。
上述基准条件为：ΔG〉ΔR,ΔG〉ΔB和R(1)-G(1)>R(2)-G(2)其中一个正确；式中R(1)和G(1)是第一时点的彩色指纹的红色成分和绿色成分，R(2)和G(2)是第二时点的彩色指纹的红色成分和绿色成分，ΔR＝R(2)-R(1)，ΔG＝G(2)-G(1)，ΔB是第二时点和第一时点的蓝色成分差值。
判断方法是，第一时间点和第二时间点间的任意时间点的色彩信息或第一时间点和第二时间点间2个以上时间点的色彩信息的平均值是否在基准范围内来判断是否为真假指纹。
活体指纹识别器从用户的指纹提取图像后判断此指纹是否为真假指纹，以此进行用户指纹登记和认证。棱镜包含指纹接触的窗口和射出口；光源使用包含红色(Red),绿色(Green)和蓝色(Blue)的白色光。
彩色CMOS传感器把照射进来的光转换为数字指纹图像信号输出到控制单元；数字指纹图像包含指纹的颜色，亮度及形态信息。
控制单元基于数字指纹图像信息判断输入的指纹是否为真假指纹，因此控制单元包含指纹识别和活体识别。
指纹识别通过认证算法进行指纹认证，指纹识别只有从活体识别判定为活体指纹确认后才开始工作。
活体识别基于CMOS传感器发送过来的数字指纹图像判断输入窗接触的指纹是否为活体指纹；活体识别利用了活体皮肤组织和仿造指纹反射光的不同点，另外指纹在接触棱镜过程中的颜色变化为基础进行真假指纹判断。
具体判断方法为：判断公式1至公式4是否成立；若都成立则判断为真指纹；
公式1：
R(1)+ΔR+G(1)+ΔG+B(1)+ΔB＝R(2)+G(2)+B(2)
公式2：
ΔG〉ΔR,
公式3：
ΔG〉ΔB
公式4：
R(1)-G(1)＞R(2)-G(2)
公式中的各变量是相对应颜色的亮度，R(1)是弱压力下的红色成分亮度，G(1)是弱压力下的绿色成分的亮度，B(1)是弱压力下的蓝色成分的亮度；R(2)是高压力下的红色成分亮度,G(2)是高压力下的绿色成分亮度,B(2)是高压力下的蓝色成分亮度；ΔR＝R(2)-R(1),ΔG＝G(2)-G(1),ΔB＝B(2)-B(1)中ΔR,ΔG,ΔB不为零；
R(1),G(1),B(1),R(2),G(2),B(2)是指纹中脊线的颜色为基准；
R(1),G(1),B(1)是第一时点的红色，绿色，蓝色成分的亮度，R(2),G(2),B(2)是第二时间点的红色，绿色，蓝色成分的亮度。
实施例二
本发明揭示一种活体指纹判断系统，所述系统包括：彩色指纹图像获取模块、色彩变化计算模块、活体指纹判断模块。
彩色指纹图像获取模块用以获取彩色指纹图像。
色彩变化计算模块用以计算指纹在棱镜接触的第一时间和第二时间的彩色指纹图像的色彩变化信息。
活体指纹判断模块用以判断被识别的指纹是否为活体指纹；当计算结果满足指纹色彩变化的设定基准条件时判定为活体指纹。
所述系统具体包括棱镜、彩色CMOS传感器、控制单元。
棱镜包含指纹接触的窗口和射出口；光源使用包含红色(Red),绿色(Green)和蓝色(Bl ue)的白色光。
彩色CMOS传感器把照射进来的光转换为数字指纹图像信号输出到控制单元；数字指纹图像包含指纹的颜色，亮度及形态信息。
控制单元基于数字指纹图像信息判断输入的指纹是否为真假指纹，控制单元包含指纹识别单元和活体识别单元。
指纹识别单元通过认证算法进行指纹认证，指纹识别单元只有从活体识别单元判定为活体指纹确认后才开始工作。
活体识别单元基于彩色CMOS传感器发送过来的数字指纹图像判断输入窗接触的指纹是否为活体指纹；活体识别单元利用了活体皮肤组织和仿造指纹反射光的不同点，指纹在接触棱镜过程中的颜色变化为基础进行真假指纹判断。
本实施例中，所述活体指纹判断模块判断公式1至公式4是否成立；若都成立则判断为真指纹；
公式1：
R(1)+ΔR+G(1)+ΔG+B(1)+ΔB＝E(2)+G(2)+B(2)
公式2：
ΔG〉ΔR,
公式3：
ΔG〉ΔB
公式4：
R(1)-G(1)＞R(2)-G(2)
公式中的各变量是相对应颜色的亮度，R(1)是弱压力下的红色成分亮度，G(1)是弱压力下的绿色成分的亮度，B(1)是弱压力下的蓝色成分的亮度；R(2)是高压力下的红色成分亮度,G(2)是高压力下的绿色成分亮度,B(2)是高压力下的蓝色成分亮度；ΔR＝R(2)-R(1),ΔG＝G(2)-G(1),ΔB＝B(2)-B(1)中ΔR,ΔG,ΔB不为零。
R(1),G(1),B(1),R(2),G(2),B(2)是指纹中脊线的颜色为基准。R(1),G(1),B(1)是第一时点的红色，绿色，蓝色成分的亮度，R(2),G(2),B(2)是第二时间点的红色，绿色，蓝色成分的亮度。
本发明系统的工作原理为：从照射的棱镜的指纹录入窗中提取彩色指纹图像；指纹接触过程中的第一时间点和第二时间点的指纹图像的色彩信息的变化进行计算；第一时间点和第二时间点间的任意时间点的色彩信息或第一时间点和第二时间点间2个以上时间点的色彩信息的平均值是否在基准范围内来判断是否为真假指纹。
上述过程中未判断为假指纹，且按压时的色彩变化满足活体指纹色彩变化的基准条件时最终判断为活体指纹，若不满足则判断为假指纹。
对判断为活体指纹时，从上述彩色指纹图像中提取特征点进行认证。
公式表示如下
ΔG〉ΔR,ΔG〉ΔB；
R(1)-G(1)>R(2)-G(2)；
式中R(1)和G(1)是第一时点的彩色指纹的红色成分和绿色成分，R(2)和G(2)是第二时点的彩色指纹的红色成分和绿色成分，ΔR＝R(2)-R(1)，ΔG＝G(2)-G(1)，ΔB是第二时点和第一时点的蓝色成分差值。
本实施例中，通过光学传感器获得的指纹图像是否为真假指纹进行判断。
图1是此发明的解析图，活体指纹识别器(及本发明活体指纹判断系统)100从用户的指纹提取图像后判断此指纹是否为真假指纹，以此进行用户指纹登记和认证。棱镜110包含指纹接触的窗口110a和射出口110b。光源131使用包含红色Red,绿色Green和蓝色Bl ue的白色光。彩色CMOS传感器135把照射进来的光转换为数字指纹图像信号输出到控制单元150。数字指纹图像包含指纹的颜色，亮度及形态信息。控制单元150基于数字指纹图像信息判断输入的指纹是否为真假指纹，因此控制单元包含指纹识别单元151和活体识别单元153。指纹识别单元151通过认证算法进行指纹认证，指纹识别单元151只有从活体识别153判定为活体指纹确认后才开始工作。活体识别单元153基于CMOS传感器135发送过来的数字指纹图像判断输入窗110a接触的指纹是否为活体指纹。活体识别单元153利用了活体皮肤组织和仿造指纹反射光的不同点，另外指纹在接触棱镜过程中的颜色变化为基础进行真假指纹判断。
图2是活体指纹和仿造指纹所示图，图3是活体指纹和仿造指纹中提取的指纹图像的色彩结构坐标图。图2的指纹图像脊线比谷线更加鲜明突出。图2(a)和图2(b)是活体指纹中获取的，图2(a)是弱压力下的图像，图2(b)是强压力下所得图像。弱压力和强压力是指棱镜接触窗(110a)的相对按压强度，图中看出压力的不同图像的颜色会随着变化。图2(c),图2(d),图2(e),图2(f)和图2(g)分别是橡皮，黑白纸张，彩色纸张，硅胶及胶片所制的仿造指纹。参考图2可知活体指纹图像不同于仿造指纹。图3的坐标显示活体(弱压力)，胶片，纸张，橡皮，硅胶的指纹色彩信息。纵坐标显示亮度相对大小。
活体指纹中红色占比高，绿色次之，随后是蓝色。仿造指纹看出与活体指纹不同，最接近活体的硅胶中红色，绿色，蓝色的占比及强度是不一样的。此发明基于这些特征进行真假指纹判断。有些仿造指纹的色彩信息是接近活体指纹的，为了防止误识别，考虑了压力引起的颜色变化。皮肤组织受到压力的情况下，毛细血管变窄，受压位置发生血液移动，皮肤色由红色变化为黄色，手指的毛细血管丰富，所以受压下颜色变化较敏感。此种颜色变化在仿造指纹如纸张，胶片，硅胶，橡皮中是不被观察到的。图4是活体指纹的压力变化引起的颜色变化坐标图，从弱压力的红色在受压下红色和绿色占比接近并且蓝色占比逐渐降低显示出黄色。即强压力下的红色和绿色落差小，弱压力下红色和绿色落差大，以此为依据获得如下公式1及公式4。
公式1
R(1)+ΔR+G(1)+ΔG+B(1)+ΔB＝R(2)+G(2)+B(2)
公式2
ΔG〉ΔR,
公式3
ΔG〉ΔB
公式4
R(1)-G(1)＞R(2)-G(2)
公式中的各变量是相对应颜色的亮度，R(1)是弱压力下的红色成分亮度，G
(1)是弱压力下的绿色成分的亮度，B(1)是弱压力下的蓝色成分的亮度。R(2)是高压力下的红色成分亮度,G(2)是高压力下的绿色成分亮度,B(2)是高压力下的蓝色成分亮度.ΔR＝R(2)-R(1),ΔG＝G(2)-G(1),ΔB＝B(2)-B(1)中ΔR,ΔG,ΔB不为零。
R(1),G(1),B(1),R(2),G(2),B(2)是指纹中脊线的颜色为基准。
R(1),G(1),B(1)是第一时点的红色，绿色，蓝色成分的亮度，R(2),G(2),B(2)是第二时间点的红色，绿色，蓝色成分的亮度。图5是此发明的活体指纹判断流程图。
实施例三
本发明揭示一种活体指纹判断方法，所述方法包括：获取彩色指纹图像；计算指纹在棱镜接触的第一时间和第二时间的彩色指纹图像的色彩变化信息；当计算结果满足指纹色彩变化的设定基准条件时判定为活体指纹。
作为本发明的一种实施方案，色彩信息包括红色，绿色和蓝色成分，一般提取指纹图像的脊线；另外第一时间是指纹接触棱镜输入窗口刚开始提取指纹彩色图像的时间点。
在本发明的一种实施方案中，上述基准条件为：ΔG〉ΔR,ΔG〉ΔB和R(1)-G(1)>R(2)-G(2)其中一个正确。式中R(1)和G(1)是第一时点的彩色指纹的红色成分和绿色成分，R(2)和G(2)是第二时点的彩色指纹的红色成分和绿色成分，ΔR＝R(2)-R(1)，ΔG＝G(2)-G(1)，ΔB是第二时点和第一时点的蓝色成分差值。判断方法是，第一时间点和第二时间点间的任意时间点的色彩信息或第一时间点和第二时间点间2个以上时间点的色彩信息的平均值是否在基准范围内来判断是否为真假指纹。
作为本发明的一种实施方案，活体指纹识别器从用户的指纹提取图像后判断此指纹是否为真假指纹，以此进行用户指纹登记和认证；棱镜包含指纹接触的窗口和射出口；光源使用包含红色(Red),绿色(Green)和蓝色(Blue)的白色光。
彩色CMOS传感器把照射进来的光转换为数字指纹图像信号输出到控制单元；数字指纹图像包含指纹的颜色，亮度及形态信息；控制单元基于数字指纹图像信息判断输入的指纹是否为真假指纹，因此控制单元包含指纹识别和活体识别；指纹识别通过认证算法进行指纹认证，指纹识别只有从活体识别判定为活体指纹确认后才开始工作；活体识别基于CMOS传感器发送过来的数字指纹图像判断输入窗接触的指纹是否为活体指纹；活体识别利用了活体皮肤组织和仿造指纹反射光的不同点，另外指纹在接触棱镜过程中的颜色变化为基础进行真假指纹判断。
在本发明的一种实施方案中，判断公式1至公式4是否成立，若都成立则判断为真指纹；
公式1：
R(1)+ΔR+G(1)+ΔG+B(1)+ΔB＝R(2)+G(2)+B(2)
公式2：
ΔG〉ΔR,
公式3：
ΔG〉ΔB
公式4：
R(1)-G(1)＞R(2)-G(2)
公式中的各变量是相对应颜色的亮度，R(1)是弱压力下的红色成分亮度，G(1)是弱压力下的绿色成分的亮度，B(1)是弱压力下的蓝色成分的亮度；R(2)是高压力下的红色成分亮度,G(2)是高压力下的绿色成分亮度,B(2)是高压力下的蓝色成分亮度；ΔR＝R(2)-R(1),ΔG＝G(2)-G(1),ΔB＝B(2)-B(1)中ΔR,ΔG,ΔB不为零；
R(1),G(1),B(1),R(2),G(2),B(2)是指纹中脊线的颜色为基准；
R(1),G(1),B(1)是第一时点的红色，绿色，蓝色成分的亮度，R(2),G(2),B(2)是第二时间点的红色，绿色，蓝色成分的亮度。
综上所述，本发明提出的活体指纹判断方法及系统，可区分真假指纹，提高指纹识别的精确度及效率。通过此发明中的方法有效区分真假指纹，不仅是一般的纸质打印指纹，而且对胶片及硅胶等材质的仿造指纹也可以顺利区分。
这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。
Claims (9)
1.一种活体指纹判断方法，其特征在于，所述方法包括：向棱镜指纹提取面照射光获取彩色指纹图像，计算指纹在棱镜接触的第一时间和第二时间的彩色指纹图像的色彩变化信息；当计算结果满足指纹色彩变化的设定基准条件时判定为活体指纹；色彩信息包括红色，绿色和蓝色成分，一般提取指纹图像的脊线；另外第一时间是指纹接触棱镜输入窗口刚开始提取指纹彩色图像的时间点；
上述基准条件为：ΔG〉ΔR,ΔG〉ΔB和R(1)-G(1)>R(2)-G(2)其中一个正确；
式中R(1)和G(1)是第一时点的彩色指纹的红色成分和绿色成分，R(2)和G(2)是第二时点的彩色指纹的红色成分和绿色成分，ΔR＝R(2)-R(1)，ΔG＝G(2)-G(1)，ΔB是第二时点和第一时点的蓝色成分差值；
判断方法是，第一时间点和第二时间点间的任意时间点的色彩信息或第一时间点和第二时间点间2个以上时间点的色彩信息的平均值是否在基准范围内来判断是否为真假指纹；
活体指纹识别器(100)从用户的指纹提取图像后判断此指纹是否为真假指纹，以此进行用户指纹登记和认证。棱镜(110)包含指纹接触的窗口(110a)和射出口(110b)；光源(131)使用包含红色,绿色和蓝色的白色光；
彩色CMOS传感器(135)把照射进来的光转换为数字指纹图像信号输出到控制单元(150)；数字指纹图像包含指纹的颜色，亮度及形态信息；
控制单元(150)基于数字指纹图像信息判断输入的指纹是否为真假指纹，因此控制单元包含指纹识别(151)和活体识别(153)；
指纹识别(151)通过认证算法进行指纹认证，指纹识别(151)只有从活体识别(153)判定为活体指纹确认后才开始工作；
活体识别(153)基于CMOS传感器(135)发送过来的数字指纹图像判断输入窗(110a)接触的指纹是否为活体指纹；活体识别(153)利用了活体皮肤组织和仿造指纹反射光的不同点，另外指纹在接触棱镜过程中的颜色变化为基础进行真假指纹判断；
判断公式1至公式4是否成立；若都成立则判断为真指纹；
公式1：
R(1)+ΔR+G(1)+ΔG+B(1)+ΔB＝R(2)+G(2)+B(2)
公式2：
ΔG〉ΔR,
公式3：
ΔG〉ΔB
公式4：
R(1)-G(1)＞R(2)-G(2)
公式中的各变量是相对应颜色的亮度，R(1)是弱压力下的红色成分亮度，G(1)是弱压力下的绿色成分的亮度，B(1)是弱压力下的蓝色成分的亮度；R(2)是高压力下的红色成分亮度,G(2)是高压力下的绿色成分亮度,B(2)是高压力下的蓝色成分亮度；ΔR＝R(2)-R(1),ΔG＝G(2)-G(1),ΔB＝B(2)-B(1)中ΔR,ΔG,ΔB不为零；
R(1),G(1),B(1),R(2),G(2),B(2)是指纹中脊线的颜色为基准；
R(1),G(1),B(1)是第一时点的红色，绿色，蓝色成分的亮度，R(2),G(2),B(2)是第二时间点的红色，绿色，蓝色成分的亮度。
2.一种活体指纹判断方法，其特征在于，所述方法包括：
获取彩色指纹图像；
计算指纹在棱镜接触的第一时间和第二时间的彩色指纹图像的色彩变化信息；当计算结果满足指纹色彩变化的设定基准条件时判定为活体指纹。
3.根据权利要求2所述的活体指纹判断方法，其特征在于：
色彩信息包括红色，绿色和蓝色成分，一般提取指纹图像的脊线；另外第一时间是指纹接触棱镜输入窗口刚开始提取指纹彩色图像的时间点。
4.根据权利要求2所述的活体指纹判断方法，其特征在于：
上述基准条件为：ΔG〉ΔR,ΔG〉ΔB和R(1)-G(1)>R(2)-G(2)其中一个正确；
式中R(1)和G(1)是第一时点的彩色指纹的红色成分和绿色成分，R(2)和G(2)是第二时点的彩色指纹的红色成分和绿色成分，ΔR＝R(2)-R(1)，ΔG＝G(2)-G(1)，ΔB是第二时点和第一时点的蓝色成分差值；
判断方法是，第一时间点和第二时间点间的任意时间点的色彩信息或第一时间点和第二时间点间2个以上时间点的色彩信息的平均值是否在基准范围内来判断是否为真假指纹。
5.根据权利要求2所述的活体指纹判断方法，其特征在于：
活体指纹识别器(100)从用户的指纹提取图像后判断此指纹是否为真假指纹，以此进行用户指纹登记和认证；棱镜(110)包含指纹接触的窗口(110a)和射出口(110b)；光源(131)使用包含红色,绿色和蓝色的白色光；
彩色CMOS传感器(135)把照射进来的光转换为数字指纹图像信号输出到控制单元(150)；
数字指纹图像包含指纹的颜色，亮度及形态信息；
控制单元(150)基于数字指纹图像信息判断输入的指纹是否为真假指纹，因此控制单元包含指纹识别(151)和活体识别(153)；
指纹识别(151)通过认证算法进行指纹认证，指纹识别(151)只有从活体识别(153)判定为活体指纹确认后才开始工作；
活体识别(153)基于CMOS传感器(135)发送过来的数字指纹图像判断输入窗(110a)接触的指纹是否为活体指纹；活体识别(153)利用了活体皮肤组织和仿造指纹反射光的不同点，另外指纹在接触棱镜过程中的颜色变化为基础进行真假指纹判断。
6.根据权利要求2所述的活体指纹判断方法，其特征在于：
判断公式1至公式4是否成立；若都成立则判断为真指纹；
公式1：
R(1)+ΔR+G(1)+ΔG+B(1)+ΔB＝R(2)+G(2)+B(2)
公式2：
ΔG〉ΔR,
公式3：
ΔG〉ΔB
公式4：
R(1)-G(1)＞R(2)-G(2)
公式中的各变量是相对应颜色的亮度，R(1)是弱压力下的红色成分亮度，G(1)是弱压力下的绿色成分的亮度，B(1)是弱压力下的蓝色成分的亮度；R(2)是高压力下的红色成分亮度,G(2)是高压力下的绿色成分亮度,B(2)是高压力下的蓝色成分亮度；ΔR＝R(2)-R(1),ΔG＝G(2)-G(1),ΔB＝B(2)-B(1)中ΔR,ΔG,ΔB不为零；
R(1),G(1),B(1),R(2),G(2),B(2)是指纹中脊线的颜色为基准；
R(1),G(1),B(1)是第一时点的红色，绿色，蓝色成分的亮度，R(2),G(2),B(2)是第二时间点的红色，绿色，蓝色成分的亮度。
7.一种活体指纹判断系统，其特征在于，所述系统包括：
彩色指纹图像获取模块，用以获取彩色指纹图像；
色彩变化计算模块，用以计算指纹在棱镜接触的第一时间和第二时间的彩色指纹图像的色彩变化信息；
活体指纹判断模块，用以判断被识别的指纹是否为活体指纹；当计算结果满足指纹色彩变化的设定基准条件时判定为活体指纹。
8.根据权利要求7所述的活体指纹判断系统，其特征在于：
所述系统具体包括：棱镜(110)、彩色CMOS传感器(135)、控制单元(150)；
棱镜(110)包含指纹接触的窗口(110a)和射出口(110b)；光源(131)使用包含红色,绿色和蓝色的白色光；
彩色CMOS传感器(135)把照射进来的光转换为数字指纹图像信号输出到控制单元(150)；数字指纹图像包含指纹的颜色，亮度及形态信息；
控制单元(150)基于数字指纹图像信息判断输入的指纹是否为真假指纹，控制单元包含指纹识别单元(151)和活体识别单元(153)；
指纹识别单元(151)通过认证算法进行指纹认证，指纹识别单元(151)只有从活体识别单元(153)判定为活体指纹确认后才开始工作；
活体识别单元(153)基于彩色CMOS传感器(135)发送过来的数字指纹图像判断输入窗(110a)接触的指纹是否为活体指纹；活体识别单元(153)利用了活体皮肤组织和仿造指纹反射光的不同点，指纹在接触棱镜过程中的颜色变化为基础进行真假指纹判断。
9.根据权利要求7所述的活体指纹判断系统，其特征在于：
所述活体指纹判断模块判断公式1至公式4是否成立；若都成立则判断为真指纹；
公式1：
R(1)+ΔR+G(1)+ΔG+B(1)+ΔB＝R(2)+G(2)+B(2)
公式2：
ΔG〉ΔR,
公式3：
ΔG〉ΔB
公式4：
R(1)-G(1)＞R(2)-G(2)
公式中的各变量是相对应颜色的亮度，R(1)是弱压力下的红色成分亮度，G(1)是弱压力下的绿色成分的亮度，B(1)是弱压力下的蓝色成分的亮度；R(2)是高压力下的红色成分亮度,G(2)是高压力下的绿色成分亮度,B(2)是高压力下的蓝色成分亮度；ΔR＝R(2)-R(1),ΔG＝G(2)-G(1),ΔB＝B(2)-B(1)中ΔR,ΔG,ΔB不为零；
R(1),G(1),B(1),R(2),G(2),B(2)是指纹中脊线的颜色为基准；
R(1),G(1),B(1)是第一时点的红色，绿色，蓝色成分的亮度，R(2),G(2),B(2)是第二时间点的红色，绿色，蓝色成分的亮度。
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Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104794461A (zh) * | 2015-03-31 | 2015-07-22 | 友达光电股份有限公司 | 指纹防伪方法以及指纹辨识装置 |
| CN104978575A (zh) * | 2015-05-12 | 2015-10-14 | 友达光电股份有限公司 | 指纹辨识系统及其操作方法 |
| CN106663203A (zh) * | 2016-11-04 | 2017-05-10 | 深圳市汇顶科技股份有限公司 | 活体指纹识别方法及装置 |
| CN106778674A (zh) * | 2016-12-30 | 2017-05-31 | 珠海市魅族科技有限公司 | 指纹识别装置及指纹识别方法 |
| WO2017143571A1 (zh) * | 2016-02-25 | 2017-08-31 | 深圳市汇顶科技股份有限公司 | 指纹识别方法、装置和终端 |
| CN107251046A (zh) * | 2015-10-23 | 2017-10-13 | 深圳市汇顶科技股份有限公司 | 光学指纹传感器及封装 |
| CN107423691A (zh) * | 2017-06-28 | 2017-12-01 | 联想(北京)有限公司 | 一种指纹传感器、电子设备以及指纹传感器制造方法 |
| CN107526953A (zh) * | 2016-06-15 | 2017-12-29 | 三星电子株式会社 | 支持指纹认证功能的电子装置及其操作方法 |
| WO2019061535A1 (zh) * | 2017-09-30 | 2019-04-04 | 深圳市汇顶科技股份有限公司 | 指纹识别的方法、装置和终端设备 |
| CN110795718A (zh) * | 2019-10-30 | 2020-02-14 | 维沃移动通信有限公司 | 一种指纹响应方法及电子设备 |
| CN111095285A (zh) * | 2019-08-23 | 2020-05-01 | 深圳市汇顶科技股份有限公司 | 指纹识别装置和电子设备 |
| CN112069942A (zh) * | 2020-08-24 | 2020-12-11 | 深圳阜时科技有限公司 | 屏下光学检测系统及电子设备 |
| CN113264399A (zh) * | 2021-04-26 | 2021-08-17 | 杭州创恒电子技术开发有限公司 | 一种自动换膜的足迹图像采集设备及足迹图像采集方法 |
| CN113496192A (zh) * | 2020-04-08 | 2021-10-12 | 杭州萤石软件有限公司 | 指纹图像识别方法、装置及系统 |
| CN113591514A (zh) * | 2020-04-30 | 2021-11-02 | 杭州海康威视数字技术股份有限公司 | 指纹活体检测方法、设备及存储介质 |
| US11417143B2 (en) | 2019-08-23 | 2022-08-16 | Shenzhen GOODIX Technology Co., Ltd. | Fingerprint detection apparatus and method and electronic device |
| US11580776B2 (en) | 2021-03-03 | 2023-02-14 | Egis Technology Inc. | Under-screen fingerprint sensing device and fingerprint sensing method |
| US11804509B2 (en) | 2019-10-18 | 2023-10-31 | Shenzhen GOODIX Technology Co., Ltd. | Fingerprint detection apparatus and electronic device |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1404002A (zh) * | 2001-08-31 | 2003-03-19 | 日本电气株式会社 | 指纹图像输入装置和利用指纹图像的活体识别方法 |
| US20100008552A1 (en) * | 2008-07-14 | 2010-01-14 | Union Community Co., Ltd. | Apparatus for distinguishing living body fingerprint and method thereof |
-
2014
- 2014-12-15 CN CN201410778519.2A patent/CN104392227B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1404002A (zh) * | 2001-08-31 | 2003-03-19 | 日本电气株式会社 | 指纹图像输入装置和利用指纹图像的活体识别方法 |
| US20100008552A1 (en) * | 2008-07-14 | 2010-01-14 | Union Community Co., Ltd. | Apparatus for distinguishing living body fingerprint and method thereof |
Cited By (27)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104794461A (zh) * | 2015-03-31 | 2015-07-22 | 友达光电股份有限公司 | 指纹防伪方法以及指纹辨识装置 |
| CN104978575A (zh) * | 2015-05-12 | 2015-10-14 | 友达光电股份有限公司 | 指纹辨识系统及其操作方法 |
| CN107251046A (zh) * | 2015-10-23 | 2017-10-13 | 深圳市汇顶科技股份有限公司 | 光学指纹传感器及封装 |
| CN107251046B (zh) * | 2015-10-23 | 2021-02-12 | 深圳市汇顶科技股份有限公司 | 光学指纹传感器及封装 |
| WO2017143571A1 (zh) * | 2016-02-25 | 2017-08-31 | 深圳市汇顶科技股份有限公司 | 指纹识别方法、装置和终端 |
| CN107526953A (zh) * | 2016-06-15 | 2017-12-29 | 三星电子株式会社 | 支持指纹认证功能的电子装置及其操作方法 |
| CN106663203B (zh) * | 2016-11-04 | 2019-03-22 | 深圳市汇顶科技股份有限公司 | 活体指纹识别方法及装置 |
| CN106663203A (zh) * | 2016-11-04 | 2017-05-10 | 深圳市汇顶科技股份有限公司 | 活体指纹识别方法及装置 |
| WO2018082011A1 (zh) * | 2016-11-04 | 2018-05-11 | 深圳市汇顶科技股份有限公司 | 活体指纹识别方法及装置 |
| CN106778674A (zh) * | 2016-12-30 | 2017-05-31 | 珠海市魅族科技有限公司 | 指纹识别装置及指纹识别方法 |
| CN107423691A (zh) * | 2017-06-28 | 2017-12-01 | 联想(北京)有限公司 | 一种指纹传感器、电子设备以及指纹传感器制造方法 |
| WO2019061535A1 (zh) * | 2017-09-30 | 2019-04-04 | 深圳市汇顶科技股份有限公司 | 指纹识别的方法、装置和终端设备 |
| US10747984B2 (en) | 2017-09-30 | 2020-08-18 | Shenzhen GOODIX Technology Co., Ltd. | Method and apparatus of fingerprint identification and terminal device |
| CN111095285A (zh) * | 2019-08-23 | 2020-05-01 | 深圳市汇顶科技股份有限公司 | 指纹识别装置和电子设备 |
| CN111095285B (zh) * | 2019-08-23 | 2021-09-17 | 深圳市汇顶科技股份有限公司 | 指纹识别装置和电子设备 |
| US11417143B2 (en) | 2019-08-23 | 2022-08-16 | Shenzhen GOODIX Technology Co., Ltd. | Fingerprint detection apparatus and method and electronic device |
| US11804509B2 (en) | 2019-10-18 | 2023-10-31 | Shenzhen GOODIX Technology Co., Ltd. | Fingerprint detection apparatus and electronic device |
| CN110795718A (zh) * | 2019-10-30 | 2020-02-14 | 维沃移动通信有限公司 | 一种指纹响应方法及电子设备 |
| CN113496192A (zh) * | 2020-04-08 | 2021-10-12 | 杭州萤石软件有限公司 | 指纹图像识别方法、装置及系统 |
| CN113591514B (zh) * | 2020-04-30 | 2024-03-29 | 杭州海康威视数字技术股份有限公司 | 指纹活体检测方法、设备及存储介质 |
| CN113591514A (zh) * | 2020-04-30 | 2021-11-02 | 杭州海康威视数字技术股份有限公司 | 指纹活体检测方法、设备及存储介质 |
| WO2021218823A1 (zh) * | 2020-04-30 | 2021-11-04 | 杭州海康威视数字技术股份有限公司 | 指纹活体检测方法、设备及存储介质 |
| CN112069942B (zh) * | 2020-08-24 | 2021-07-02 | 深圳阜时科技有限公司 | 屏下光学检测系统及电子设备 |
| CN112069942A (zh) * | 2020-08-24 | 2020-12-11 | 深圳阜时科技有限公司 | 屏下光学检测系统及电子设备 |
| US11580776B2 (en) | 2021-03-03 | 2023-02-14 | Egis Technology Inc. | Under-screen fingerprint sensing device and fingerprint sensing method |
| US11636706B2 (en) | 2021-03-03 | 2023-04-25 | Egis Technology Inc. | Under-screen fingerprint sensing device and fingerprint sensing method |
| CN113264399A (zh) * | 2021-04-26 | 2021-08-17 | 杭州创恒电子技术开发有限公司 | 一种自动换膜的足迹图像采集设备及足迹图像采集方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104392227B (zh) | 2018-02-09 |
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