CN104508675A - 用于生物信息的电磁检测和分析的系统、方法及装置 - Google Patents

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Abstract

提供了用于感测个体的至少一个生物测量值的装置、方法和系统。电流流过电极以产生电磁场。电磁场刺激和激励与汗腺孔相关联的分子并使得分子化合物发荧光。获得荧光皮肤表面的图像并利用从图像中得到的数据执行生物功能。可选地，可以从电流产生的电磁场的变化、波动或干扰中得到汗腺孔生物信息。

Description

用于生物信息的电磁检测和分析的系统、方法及装置
本国际申请基于并要求2012年5月30日提交的标题为“System,Methodand Apparatus for Electromagnetic Detection and Analysis of BiometricInformation”的第61/653,046号美国临时申请的优先权，其内容结合于此作为参考。
技术领域
本发明涉及用于感测和分析生物信息的系统、方法和装置。更具体地，本发明涉及用于产生电磁场并检测汗腺毛孔作为识别、认证和/或生命生物测量的系统、方法和装置。
背景技术
生物识别系统使用传感器技术来获得关于个体的唯一物理特性的信息并将所获得的信息与验证的参考信息进行比较，从而确认个体的识别。已知的生物识别系统使用基于光、热、电容、阻抗、射频、电感和超声波的传感器来检测生物信息。
通常用于生物识别的物理特性包括来自个体的面部、虹膜、手形、血管模式、手指和指腹的独特特征。生物识别最主要使用的物理特性是在个体的指腹的皮肤表面上找到的细节和宏观特征。例如，个体的指腹覆盖有通常称为指纹的凹部和凸部图案。典型的指纹扫描包含大约30至40个细节和宏观特征，它们是唯一的生物识别特性。个体手指的皮肤表面还具有位于指纹凸部上的50至300个汗腺孔。类似于个体的指纹，汗腺孔在个体指腹上的数量和位置不会改变，并且提供了唯一的生物识别特性。此外，个体的汗腺孔相对于指纹的细节和宏观特征的位置提供了附加的生物识别测量。
生物识别测量的共用特性是它们的永久性和唯一性。然而，这些基本的特性还使得生物识别系统易受到欺骗。欺骗是使用人工生物样本(诸如“假手指”)的行为，其中人工生物样本包含认证的个体指腹的复制品从而能够使未被认证的个体能够访问安全系统。欺骗还用于使一个个体在安全检查点处作为另一个个体通过检查。典型地，复制指腹由合成材料形成，诸如凝胶(包含通过使凝胶的水溶液凝胶化得到的树胶)、硅酮、环氧树脂、乳胶等。
防欺骗系统通常被设计为检测呈现给生物检测传感器的物理样本的活性。这些系统中的大多数使用相对较大的传感器，其不能被移动或便携式器件所接受。此外，防欺骗系统通常用于检测手指的活性测量，诸如手指表面阻抗、温度、脉冲、湿度和血氧。然而，这些系统可被绕过，因为它们通过将检测到的活性测量值与预定的可接受范围进行比较来运行。即，可以设计产生已知可接受范围内的检测活性测量值的人工生物样本。例如，人工生物样本可由具有与活性手指类似的电特性并产生给定可接受范围内的生物活性测量值的材料制成。
因此，期望提供一种基于永久和可变唯一物理特性的检测和分析的生物识别系统，以提供活性生物样本的识别、认证和/或检验。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于电磁场的应用进行生物感测的装置、方法和系统，其中电磁场激励并激发与个体的皮肤表面相关联的分子并使得分子内的化合物发荧光。
本发明的另一目标在于在本地环境中提供电流以产生足以激励和激发与个体的皮肤表面相关联的分子并使得分子内的化合物发荧光的电磁场。在本发明的一个实施例中，电流可以是频率为64MHz以下的交流电。此外，本地环境可以是包括诸如氧化铟锡(ITO)等的透明导电材料的导电表面。
本发明的又一目标在于提供低于需要引起与个体的皮肤表面的生理反应的水平的电流。例如，电流可以是大约0.01毫安和大约25毫安之间且频率为大约60Hz或者更低的交流电，更具体地，在大约0.5毫安与大约5.0毫安之间并频率在大约20Hz与50Hz之间的交流电。可选地，绝缘材料可与充电的导电表面结合使用以保护不发生与个体的皮肤表面的不期望的生理反应。应该理解，在这种情况下，本发明可以使用频率增加(例如64MHz以上)的更大的电流以产生足以激励和激发与个体的皮肤表面相关联的分子并使得分子内的化合物发荧光的电磁场。
本发明的又一目标在于通过激励和使皮肤表面上以及与毛孔相关联的汗腺内的分子发荧光来检测个体皮肤表面上的汗腺孔的位置。
本发明的另一目标在于执行基于检测和分析源于与个体皮肤表面相关联的荧光分子化合物的图像的汗腺孔数据进行诸如生物识别或认证的生物功能。所检测的汗腺孔信息与参考汗腺孔信息进行比较，使得基于是否存在匹配汗腺孔的可接受百分比或数量以及误检测汗腺孔的存在的确定来进行生物识别或认证。
本发明的另一目标在于用于基于检测和分析个体的汗腺孔确定生物样本的生命验证的装置、方法和系统。通过拍摄从具有识别汗腺孔位置的荧光生物点的个体皮肤表面得到的图像来提供第一生命验证。通过检测所检测汗腺孔的荧光生物点的大小、形状、强度或亮度与参考汗腺孔信息的足够小的变化来提供第二生命验证。
本发明的另一目标在于提供基于检测电流产生的电磁场的变化、波动或干扰来进行生物感测的装置、方法和系统。
本发明的又一目标在于在本地环境中提供电流以产生足以提供与个体皮肤表面上的汗腺孔的物理轮廓对应的电磁场的可测量变化、波动或干扰的电磁场。在本发明的一个实施例中，电流可以是具有64MHz以下的频率的交流电。此外，本地环境可以是包括诸如氧化铟锡(ITO)等的透明导电材料的导电表面。
本发明的又一目标在于提供低于需要引起与个体的皮肤表面的生理反应的水平的电流。例如，电流可以是大约0.01毫安和大约25毫安之间且具有大约60Hz以下的频率的交流电，更具体地，在大约0.5毫安与大约5.0毫安之间并具有大约20Hz与50Hz之间的频率。可选地，绝缘材料可与充电的导电表面结合使用，以保护不发生与个体的皮肤表面的不期望的生理反应。应该理解，在这种情况下，本发明可以使用频率增加(例如64MHz以上)的更大的电流以产生足以提供与个体皮肤表面上的汗腺孔的物理轮廓相对应的电磁场的可测量变化、波动或干扰的电磁场。
本发明的另一目标在于执行基于检测和分析从电流产生的电磁场的变化、波动或干扰得到的汗腺孔数据进行诸如生物识别或认证的生物功能。分析所检测的汗腺孔信息并与参考汗腺孔信息进行比较，使得基于是否存在匹配汗腺孔的可接受百分比或数量以及误检测汗腺孔的存在的确定来进行生物识别或认证。
本发明的另一目标在于用于基于检测和分析个体的汗腺孔确定生物样本的生命验证的装置、方法和系统。通过识别汗腺孔位置的电流产生的电磁场的变化、波动或干扰的幅度来提供第一生命验证。通过检测与参考汗腺孔信息比较的检测汗腺孔的大小或形状的足够小的变化或者与参考毛孔信息比较的对应于每个检测汗腺孔的电磁场的变化、波动或干扰的强度或幅度的足够小的变化来提供第二生命验证。
本发明的又一目标在于基于个体指纹和汗腺孔的检测和分析性进行生物识别或认证。
本发明的又一目标在于包括便携式生物检测装置和包含参考毛孔信息的远程中心数据库的毛孔生物识别系统。
本发明的又一目标在于提供由基于个体的生物信息的音乐模式表示的音频生物识别系统。优选地，音乐模式基于个体的指纹和/或汗腺孔生物信息。
本发明的又一目标在于提供要求一个或多个个体参与的交互式验证或认证系统。
本发明的又一目标在于提供整合音乐和/或社交网络特征使得与传统的生物识别系统相比较少侵入的生物识别系统。
附图说明
将参照附图描述本发明的这些和其他方面，其中：
图1是根据本发明的实施例的汗孔生物检测装置的示意图；
图2是根据本发明产生的指腹图像的示意图；
图3是示出根据本发明的用于生物识别的汗腺的检测和分析的示例性处理的流程图；
图4是示出根据本发明的用于生物识别的汗孔的检测和分析以及生命验证的示例性处理的流程图；
图5是示出根据本发明的用于生物识别的汗孔和指纹的检测和分析的示例性处理的流程图；
图6是示出生物识别的音乐表现的实施例的示图；
图7是示出生物识别的音乐表现的另一实施例的示图；
图8是示出根据本发明的基于汗孔的检测和分析的示例性认证处理的流程图；
图9是根据本发明的可选实施例的汗孔生物检测装置的示意图；
图10是根据本发明的实施例的汗孔生物检测装置的示意图；
图11是示出根据本发明的用于生物识别的汗孔的检测和分析的示例性处理的流程图；以及
图12是根据本发明的用于拍摄生物识别信息的触发系统的示图。
具体实施方式
图1是示出基于个体指腹上的汗腺孔的检测和分析的生物识别和生命验证的本发明的实施例的示意图。如图1所示，生物识别装置100包括电压源140、透明电极110和图像拍摄装置150。电压源140被配置为生成通过透明电极110的电流，其会生成电磁场170。优选地，电压源140是交流电压源，并且所得到的通过透明电极110传输的交流电流足以产生所需幅度的电磁场，从而刺激和激励与个体的皮肤表面相关联的分子并使得分子内的化合物发荧光。在一个实施例中，所得到的交流电流可以在大约0.01毫安到大约25毫安之间，并且具有大约60Hz以下的频率。在另一实施例中，所得到的交流电流可以在大约0.5毫安到大约5.0毫安之间，并且具有大约20Hz至大约50Hz之间的频率。然而，应该理解，产生能够基于汗腺孔的检测和分析进行生物识别和/或生命验证的电磁场的任何电流均落入本发明的范围。例如，如果适当的绝缘体用于防止与个体的皮肤表面的生理反应，则可以使用大于约25毫安且具有大于约60Hz(例如，64Hz以上)的电流。类似地，如果适当的放大器或其他装置用于检测与个体的皮肤表面的相互作用所引起的电磁场的变化、波动或干扰，则可以使用小于约0.01毫安的电流。此外，可通过脉冲式电流产生电磁场。尽管在图1中未示出，但应该理解，装置100的电路被配置为提供通过电极110的期望电流，其转而产生电磁场170。应该理解，包括使用透明导电表面的电路的具体形式对于本发明的实践来说是任选的。用于提供电荷以产生足以刺激和激励与个体的皮肤表面相关联的分析并使得分子内的化合物发荧光的电磁场的任何电路均落入本发明的范围。
透明电极110可包括透明玻璃衬底115，在其底面上具有透明导电涂层130。例如，透明玻璃衬底可包括光学玻璃材料，并且透明导电涂层可包含氧化铟锡(ITO)材料等。此外，透明电极110的顶面的尺寸被限定为接收个体的指腹并且可以涂有透明的聚合物材料120，以防止电荷传输至个体的指腹。应该理解，透明电极110可被配置为接收多个指腹、手掌或具有汗腺孔的任何其他皮肤表面。
图像拍摄装置150被配置为拍摄表示放置在邻近透明电极110的指腹上的汗腺孔的位置、大小、形状和活性的发荧光生物点的图像。图像拍摄装置150可包括固态相机(诸如计算机控制CCD阵列相机)，其被配置为拍摄指腹图像或分光计的实时形象。应该理解，图像拍摄装置可以可选地拍摄图像的负片，从而将生物点呈现为白色背景上的黑点。还应该理解，可结合诸如红外光源或紫外光源的外部光源使用图像拍摄装置以增强拍摄图像的质量。
不希望被任何科学理论和解释所限制，申请人相信由电压源140所产生的电流产生透明电极110附近的电磁场170。当个体的手指置于透明电极110的顶面附近时，电磁场170刺激和激发与复杂的代谢废物(诸如汗腺氨基酸分子)、驻留在个体指腹的皮肤表面上的松散的大气水蒸气和其他材料(包括原子氧)相关联的分子。这转而使得与被激发分子内的离子相邻的化合物变得可见或发荧光。还应该相信，发荧光的分子沿着皮肤表面行进以打开毛孔，因为汗腺中的高水平的盐、水和氨基酸为离子提供了良好的接地路径。
装置100可用于拍摄包含指纹图案和识别汗腺孔的荧光点的图像。例如，应该理解，可以修改图像拍摄装置150的分辨率和/或电压源140生成的电荷的电压、速率和/或持续时间，以拍摄指腹上的指纹和荧光点的图像。指纹图像的拍摄不要求外部光源反射到指腹上，因为指纹被电磁场170引起的激发分子的荧光照射。然而，应该理解，外部光源可用于照射指纹和/或增强指腹上的荧光生物点的拍摄图像。例如，外部白光源可与指纹图像拍摄结合使用和/或可以使用外部红外或紫外光源来增强荧光生物点的拍摄图像。
可选地，装置100可被配置为独立地拍摄与汗腺孔位置对应的荧光点的图像和指纹的图像。根据该配置，装置100可包括光源，并且可通过图像拍摄装置150来得到指纹生物信息。应该理解，还可以使用扫描仪或用于指纹感测的任何其他类型的已知系统来获得指纹生物信息。如果独立获取，该系统可被配置为如图2所示并列汗腺孔和指纹生物信息以相对于指纹映射汗腺孔的位置并提供第三生物测量。
此外，图1所示的本发明的实施例还可以被具有相机的任何便携式装置(诸如智能电话和平板电脑)所使用。根据本发明的这种用法，具有内置相机的便携式装置包括图像拍摄装置150。独立装置100包括电压源140和透明电极110。在操作期间，透明电极110设置在相对于便携式装置相机透镜的位置处，以能够使相机拍摄荧光生物点的图像。软件应用程序可下载到便携式装置上以整合和协调电流和随后电磁场的生成与相机拍摄的图像。此外，软件应用程序还可以被配置为分析生物荧光点、识别汗腺孔位置和/或执行生物识别或认证操作。便携式装置可被配置为存储用于执行识别或认证处理的参考生物信息。可选地，参考生物信息可存储在远程数据库上，并且便携式装置可被配置为与远程数据库通信来执行识别或认证处理。还应该理解，便携式装置可被配置为将拍摄的荧光生物点的图像或代表其的数据传输至远程装置，远程装置转而执行分析、识别和验证/认证操作并将结果传输回便携式装置。以这种方式，可实现生物识别系统来提供对存储在便携式装置上的数据和/或应用程序、可通过便携式装置访问的网络(例如，VPN、社交网络等)或能够被便携式装置执行的操作(例如，在线银行、在线购物等)的安全访问。
此外，可通过将本发明的基本生物识别系统结合到社交网络系统中来建立生物认证或验证的又一级别。例如，试图执行要求生物认证或验证的在线行为的个体可请求网络上的一个或多个指定个体为请求个体的识别或认证在线行为担保。可通过请求个体来对正确的生物识别自动传输这些担保或认证请求。响应于接收这种请求，每个指定的个体可通过传输确认指定个体在请求个体的担保/认证列表上的确认消息来为请求个体的识别或认证在线行为担保。可选地，在更高的安全认证或验证处理中，每个指定个体都可以被要求例如使用本发明的生物识别系统建立正确的生物识别。应该理解，担保/认证处理的效果随着指定个体的数量而增加。优选地，用于担保/认证处理的指定个体的数量为三个以上。
应该理解，可以单独使用光脉冲、电脉冲、声压和/或振动技术或者与电磁场170结合使用，以刺激和激发皮肤表面上的分子，并使得与被激发分子内的离子相邻的化合物发荧光。例如，电压源140可被配置为生成脉冲间隔在大约一秒1至10个或更多个脉冲的范围内的电流，每个脉冲均具有大约1毫秒(10-6秒)的持续时间。此外，应该理解，图1所示的示例性装置可被配置为拍摄和分析图像数据，该图像数据来自具有适合于激发、发荧光和图像拍摄的相关分子的毛孔的任何皮肤表面(包括多个指腹和手掌或其任何部分)。
根据本发明的一个实施例，与皮肤表面的任何其他特征(诸如指纹)相独立地，生物识别系统被设计为检测毛孔。图3是示出根据本发明的用于检测和分析毛孔的示例性处理的流程图。可以在例如使用图1所示装置的生物识别和生命验证系统中实施图3所示的处理。
该处理开始于毛孔生物识别系统检测透明板的顶面上的指腹(步骤302)。例如，毛孔生物识别装置100检测图1中的透明电极板110的顶面上的指腹160。电压源140生成的电流产生电磁场，其激发和激励与指腹的皮肤表面相关联的分子，从而使得与分子内的离子相邻的化合物发荧光(步骤304)。然后，汗腺孔生物系统使用图像拍摄装置150(例如，CCD阵列相机)来获得具有荧光生物点的指腹的图像，诸如图3所示的指腹图像(步骤306)。具有荧光生物点的皮肤表面的图像的拍摄构成生命的验证，因为只有活人能够提供这种荧光生物点。该装置可包括控制器(未示出)，其被配置为与图像拍摄装置150接口连接以协调指腹的检测以及指腹上荧光生物点的图像拍摄。这种控制器还可以被配置为与电压源140接口连接以协调指腹的检测以及电流和得到的用于激发和激励与皮肤表面相关联的分子的电磁场的生成。
接下来，毛孔生物识别系统分析图像上的荧光生物点(步骤308)并使用算法来将从图像所获得的生物信息与存储在库(诸如参考数据库312)中的参考生物信息进行比较(步骤310)。可通过毛孔生物识别装置100或与该装置100通信耦合的独立装置(例如，安全网络服务器或本地计算机装置)来执行分析荧光生物点的步骤。类似地，可通过毛孔生物识别装置100或与装置100通信耦合的独立装置来执行将从拍摄图像获取的生物信息与存储在库中的生物信息进行比较的步骤。参考数据库312可以保持在装置、本地存储装置或远程存储装置上。出于安全的目的，毛孔生物识别系统内的通信(例如，装置100和参考数据库312之间)优选地被加密。由于相同的原因，存储在参考数据库312、装置100或在毛孔生物识别系统中使用的任何其他装置上的数据优选地被加密。因此，装置100包括用于加密所传输的通信信息、对接收到的加密的通信信息进行解密以及加密存储数据的加密能力。
分析拍摄图像上示出的荧光生物点的步骤308可包括将视觉信息转换为数字格式。该操作可以通过任何多种不同的技术来完成，包括通过为拍摄图像中的每个像素分配灰度值来创建二维灰度矩阵的灰度分析。通过实例，灰度值在0至255的范围内，其中0对应于黑色而255对应于拍摄图像上的生物点的最亮或最密集的荧光。然后，灰度矩阵可用于将每个检测到的毛孔的位置、大小和强度映射到指腹图像上。各种已知的技术可用于从灰度矩阵中提取该毛孔信息，包括降噪、对比度增强、二进制、薄化、复原和特征提取。例如，由拍摄图像所生成的数据可被过滤以降低拍摄图像上噪声的效应。该灰度矩阵数据可在生物条形码中被编码，这将在下面进行更加详细的解释。
在将检测到的毛孔生物信息与存储的参考生物信息进行比较之后，确定所检测的毛孔生物信息是否与参考数据库上的记录(entry)相匹配(步骤314)。如果没有找到匹配(步骤314为否输出)，则处理前进到步骤320。如果找到匹配(步骤314为是输出)，则处理前进到步骤316，提供确认正确(positive，又称为肯定)的生物识别的指示符。这种指示符是所示处理的任选特征，并且可以包括视觉显示和/或音频信号。然后，处理前进到步骤318，生物识别系统认证对安全区域或装置的访问。
将来自拍摄图像的毛孔信息与存储的参考毛孔信息进行比较的处理可包括使所检测毛孔的位置与参考的毛孔位置进行匹配。例如，可以通过相关分数来测量匹配的数量或百分比。相关分数还可以考虑错误检测毛孔的数量或百分比(即，没有对应于所检测毛孔位置的参考毛孔位置的情况)。相关分数与预定的标准分数进行比较来确认所检测的生物信息是否与参考生物信息匹配。
本发明的毛孔生物识别系统还可用于提供生命测量的第二验证。个体的毛孔就个体的毛孔的位置在个体存活期间保持不变的意义上来说，不仅是固定的生物信息，而且它们还被认为是生命的验证，因为从个体汗腺分泌物包含的复杂代谢废物的量和组成以及每个毛孔打开的形状、大小和程度(或者甚至是闭合在一起或堵塞)根据特定条件(包括个体的当时情绪和/或身体状态)而变化。神经纤维与个体的汗腺功能相关联，以基于个体的情绪状态控制汗腺打开或者甚至闭合的程度以及包含在汗腺中或从汗腺所分泌的汗水的量和组成。例如，个体的兴奋、焦虑或害怕的当时水平可引起神经纤维激活汗腺，以分泌不同量的汗水。此外，这些神经纤维还可以使得个体的毛孔打开，从而响应于个体的情绪状态改变打开程度或者甚至闭合。相反，缺少识别毛孔的感测生物点的任何可检测变化是欺骗尝试的指示。这是因为随着时间，存在必要的生命的感测生物点的至少一些微小的变化以及这些感测生物点的相同或基本相同的重复检测表示人工的非生命的生物样本。因此，个体的毛孔的变化的分析可用作生命的验证。
图4提供了将毛孔信息用作生命识别和验证的生物信息的示例性处理的流程图。可以在例如使用图1所示装置的生物识别和生命系统中实施图4所示处理。
和图3所示的处理一样，该处理开始于检测透明电极板的顶面上的指腹(步骤402)。由电压源140生成的电流产生电磁场，其激励和激发与指腹皮肤表面相关的分子，从而使分子化合物发荧光(步骤404)。然后，图像拍摄装置获得源于荧光生物点的图像(步骤406)。
接下来，分析图像以识别指腹上的毛孔位置(步骤408)，并且识别的毛孔位置与存储在数据库中的参考毛孔数据进行比较(步骤410)。然后，确定识别的毛孔位置是否与数据库中的记录相匹配(步骤414)。如果没有找到匹配(步骤414中为否输出)，则处理前进到步骤420。如果找到匹配(步骤414中为是输出)，则处理前进到步骤422。
在一个实施例中，步骤422使用算法将从个体检测的毛孔数据与相匹配的参考数据库毛孔数据进行比较，从而确定它们之间的变化程度。由算法分析的变化可包括一个或多个毛孔的荧光的强度或亮度、毛孔的大小或形状、以及甚至检测一个或多个特定毛孔的存在的能力。可选地，生命分析算法可将用于所识别个体的保持在参考数据库中的过去检测的毛孔数据与检测的毛孔数据进行比较，以确定它们之间的变化程度。或者生命分析算法可以将连续的同时检测的毛孔数据进行比较，以确定它们之间的变化程度。在比较的毛孔数据中存在至少一些微小的变化的情况下建立生命的验证。缺少任何变化将表示人工生物样本并在步骤424中产生否输出。
此外，个体的检测毛孔中的特定变化可用作个体的情绪或身体状态的指示。例如，即使个体的生物识别被验证或认证，基于毛孔生物信息的变化的检测生物信息可用于识别个体正在经历情绪、生理或者甚至身体的疼痛。该信息尤其对于识别个体呈现出潜在的安全威胁方面是有用的。可选地，该信息可用于识别个体需要紧急医疗救助。
在本发明的另一实施例中，生物识别装置被设计为检测汗腺孔以及第二生物信息(诸如指纹)以增强生物识别可靠性。实际上，根据本发明的激励与指腹相关联的分子并使得分子化合物发荧光的唯一方法也能够同时检测毛孔和指纹生物信息。具体地，分子化合物的荧光不仅创建识别汗腺孔位置的生物点，而且照亮指纹以用于图像拍摄。
图5是示出根据本发明的用于检测和分析汗腺孔和指纹生物信息的示例性处理的流程图。可以在例如使用图1所示装置的生物识别信息中实施图5所示的处理。
如上面参照图3所示的示例性生物识别处理所描述的，处理开始于检测流过电极板的顶面上的指腹(步骤502)。由电压源140生成的通过电极140的电流产生电磁场170，从而激励和激发与指腹皮肤表面相关联的分子并使得分子化合物发荧光(步骤504)。然后，图像拍摄装置150获得具有荧光生物点和照亮的指纹的指腹的图像(步骤506)。
接下来，生物识别系统分析荧光生物点形式的汗腺孔生物信息并识别汗腺孔位置(步骤508)。可通过包含参考点的二维矩阵上的x和y坐标来识别汗腺孔的位置。例如，这种参考点可以是由图像指定的拍摄的指腹上识别的微小或宏观特征。可选地，可通过矢量图坐标来识别汗腺孔的相对位置。
然后，检测的汗腺孔位置与保持在安全数据库512中的参考汗腺孔生物信息进行比较(步骤510)。与这些汗腺孔检测和比较步骤同步，处理还执行指纹识别步骤，其中分析来自拍摄图像的指纹图案，以识别唯一的微小和宏观特征(步骤526)。接下来，将微小和宏观特征与存储在安全数据库中的参考指纹数据进行比较(步骤528)。最后，提供增强可靠性的联合确定基于源于毛孔和指纹生物识别处理的匹配估计(步骤514)。可选地，毛孔和指纹生物识别处理可以并行发生，提供初步确定的毛孔生物识别通过指纹生物识别进行确认，反之亦然。
该实施例可进一步用于基于组合的毛孔和指纹生物信息执行第三生物测量。具体地，包含在指纹中的微小或宏观特征可利于映射产生组合指纹/毛孔生物信息的毛孔位置。
通过本发明获得的生物识别信息可用于针对每个个体创建唯一的生物条形码识别符。该条形码可使用通过本发明感测的一个或多个生物测量值来创建，包括二维矩阵中的汗腺孔位置的x和y坐标、由亮度或强度测量的汗腺孔活性等级、指纹信息(包括凸部/凹部图案和微小/宏观特征)以及汗腺孔相对于指纹凸部/凹部图案和微小/宏观特征的位置。
如上所述，个体指腹上的指纹(凸部/凹部图案和微小/宏观特征)以及汗腺孔位置在整个个体存活期间是不变的，并且通常认为是固定的生物测量值。因此，指纹凸部/凹部图案和微小/宏观特征之间的位置和间隔以及汗腺孔之间的位置和间隔提供了每个个体的唯一的生物测量值。如上所公开的，在一个实施例中，本发明产生源于包含指纹图案和由荧光生物点识别的毛孔位置的个体指腹的图像。根据本发明，可通过包含在拍摄图像中的指纹生物信息和/或毛孔生物信息的线性扫描来创建生物条形码。
更具体地，包括参考点的参考方向上图像的线性扫描可简化为二进制数据作为横跨个体指腹的位置的函数。例如，沿着x坐标方向线性扫描的指腹图像上的毛孔位置信息产生具有最大值和最小值(对应于图像上的荧光点和非荧光点)的信号。荧光点表示毛孔位置，而非荧光点表示指腹上的毛孔之间的间隔。然后，这些最大值和最小值分别被简化为1或0。该二进制数据可进一步简化为一系列已知宽度的线和间隔，以创建表示沿着x坐标方向的图像线性扫描的毛孔的相对位置的第一唯一条形码。以相同的方式，第二唯一条形码识别符可基于沿着y坐标方向的图像的线性扫描的汗腺孔的相对位置。此外，第三唯一条形码识别符可基于通过沿着图像的线性扫描测量的图像上的荧光点亮度或强度而表示的活性等级。此外，表示指纹凸部/凹部图案和/或微小/宏观特征位置的第四唯一条形码识别符可源于包括参考点的参考方向上图像的线性扫描。这些唯一条形码的每一个均被称为一维条形码，因为它们表示单个生物测量值。
除这三个一维条形码之外，这些条形码中的任何两个可以被组合以提供源于两个不同的生物测量值的二维条形码。此外，这些条形码中的任何三个可以被组合以提供源于三个不同的生物测量值的三维条形码。此外，四个示例性条形码可以被组合以提供四维条形码。
本发明的生物识别或认证系统可以多种不同的方式使用这些条形码识别符。例如，本发明的这些方面可用于验证和认证与商业航空旅行相关联的个体身份。为此，图3所示的处理可用于确认旅客被批准旅行(即，不在非飞行列表上)。为了获得机票，旅客必须经由图3所示的处理进行旅行授权。如果被授权，则旅客的生物条形码将被打印在机票上。接下来，为了登机，旅客必须使用图8所示的处理(以下进行描述)来认证。首先，旅客必须出示具有生物条形码的机票。然后，旅客的生物识别必须与机票上的条形码相关的生物识别相匹配。另外，如果旅客登机时进行行李安检，则旅客的生物条形码会被打印在每个行李跟踪标签上。这将利于在旅客没有登机或被拒绝登机的情况下从机场取回旅客登记的行李。此外，行李跟踪标签上的条形码还可在行李提取点处使用以防止未授权的个体拿走旅客的行李。
用于为包裹或信件分配个体的身份的邮件递送或快递服务也可以使用本发明的生物识别和条形码方面。在这点上，生物识别系统和条形码能够进行递送或快递服务，从而识别运出包裹或信件的个体的身份。应该理解，这将为用于运送非法材料(包括炸药或非法药品)的邮件递送或快递服务的使用起到威慑作用。
根据本发明的又一方面，可通过基于音阶上音符的多个音高的组合的音频表示法来表示个体的生物识别。应该理解，该音频表示可基于个体的指纹生物信息、汗腺孔生物信息、指纹和汗腺孔生物信息的组合、或者任何其他生物信息(诸如个体面部、虹膜、手形、静脉图案和手掌的唯一特性)。
例如，如图6所示，个体指纹的二维模拟或数字表示可被转换为唯一的音乐模式，其使用7个八度音阶来表示二维生物信息的一维方面以及使用大调&小调根音阶(root scale)来表示二维生物信息的其他维度方面。所得到的八度音阶和大调&小调根音阶的组合产生唯一的“音乐演奏模式”。关于个体的指纹生物信息，这些维度方面可包括指纹凸部形状和位置、凸部之间的距离、凸部的宽度或者指纹的任何其他唯一的微小或宏观特征。此外，三个唯一指纹生物信息可用于提供三维音乐模式，其中，音量、基本强度、和弦、音调符号、音阶、音符等发生变化。
通过进一步的实例，个体指腹上汗腺孔的位置的二维模拟或数字表示还可以被转换为唯一的音乐模式，其使用如上所述的7个八度音阶和大调&小调根音阶。在这点上，汗腺孔位置的模拟或数字表示被映射到两坐标轴上，其中7个八度音阶限定一个坐标轴，且大调&小调根音阶限定另一个坐标轴。如上述指纹实例所描述的，第三汗腺孔生物信息可用于创建三维音乐生物表示。例如，汗腺孔的大小、形状或活性等级生物信息可对应于作为音乐模式的第三维的音量、基本强度、和弦、音调符号、音阶、音符等。
图7是示出基于指纹凸部图案的曲率的指纹生物信息的音乐表示的示图。如图7所示，指纹凸部图案的曲率导致音调符号影响升调和降调。音乐生物表示的总体音乐特性是24个大调&小调音调、7个八度音阶(不使用小三度)和26个音调符号，每一个都是升调和降调的。该示图还可以被组合的指纹和汗腺孔生物信息所使用。例如，通过指纹凸部图案(引起音调符号影响升调和降调)的曲率和可变的汗腺孔特征(诸如影响音量、基本强度、和弦等的大小或活性等级)来确定基本的音乐表示，这意味着音乐表示将在每次测量个体的生物信息时都不相同。由于荧光的亮度和汗腺孔活性的等级被表示个体的情绪或生理状态，所以汗腺孔生物信息可用于改变音乐表示的音量或节奏。
可选地，生物音频信号可源于个体的条形码识别符。根据图3所示处理的步骤316的任选特征，该生物音频信号可用作音频信号广播以确认正确的生物识别。
本发明还可以用于检测和分析包含在个体毛孔中或个体毛孔所分泌汗水的组分。为此，透明电极的顶面可覆盖有透明膜，该透明膜被设计为检测个体汗水中的特定组分。例如，已知包含个体的DNA片段的汗水可被检测和用作生物识别信息的另一种源。此外，还已知汗水包含表示个体摄取的物质的化学组分，诸如酒精或药物(处方或非法)。此外，个体汗水中检测的组分的量可表示个体血流中酒精或药物的占有量。因此，例如，检测个体汗水中特定物质的量可用于确定个体的血液酒精含量是否超过可允许极限值。类似地，该检测系统可用于确定个体是否受非法药物的影响。通过又一实例，检测表示个体血流中处方药物的存在或水平的物质可用作确定个体是否具有值得注意的特定身体状况的非入侵式方法。
此外，本发明可用于检测和分析个体毛孔所分泌的汗水的组分，以用于医疗诊断。例如，个体汗水中的化学组成或者化学组成的暂时变化可表示个体的健康状况，包括个体是否患有疾病或不健康。
此外，本发明可用于检测、分析和治疗诸如皮肤癌细胞的疾病。具体地，本发明可用于基于检测到的产生电磁场的变化、干扰或波动来检测皮肤癌细胞。本发明可进一步被配置为分析所检测的电磁场干扰并生成随后的定制电磁场以治疗皮肤癌细胞。
此外，本发明可用于检测和分析个体的皮肤表面上的残留材料或物质。为此，透明电极的顶面可覆盖有透明膜，该透明膜被设计为检测驻留在个体皮肤表面上的特定物质的存在。例如，透明膜可用于检测个体手指或手掌上的任何残留爆炸材料。该信息可尤其用于识别存在潜在安全威胁的个体。
关于基于个体皮肤表面上的汗水或残留材料或物质的组分的指示符的每一种检测系统，图1的装置可用于包括用于被安检人员查看的显示屏。
本发明的生物识别系统对于包括经由通信网络与中心数据库耦合的便携式生物识别检测装置的移动系统尤其有用。为此，便携式装置可包括用于与中心数据库通信的网络通信接口。可选地，便携式装置可包括外部通信接口，该外部通信接口被配置为与具有网络通信接口的网络装置(诸如个人计算机)通信。外部通信接口可以是诸如通用串行总线的串行通信接口或者诸如蓝牙协议的无线通信接口。
本发明还可以用作用于验证个体的据称身份的生物认证系统。图8是示出根据本发明的基于毛孔的检测和分析的示例性生物认证处理的流程图。在例如使用图1所示装置的生物系统中实施图8所示的处理。
处理开始于装置接收来自目标个体的所谓身份(步骤800)。可以实施该步骤，其中例如目标个体向读取器、扫描仪或被配置为接收来自识别源的识别信息的任何其他装置出示身份识别卡、护照、信用卡、银行ATM卡、VPN标记或任何其他识别源。可选地，认证系统可包括被配置为执行认证处理的远程服务器和/或包含参考生物识别信息的远程数据库，其中服务器和/或数据库例如驻留在LAN、WAN或互联网上。例如，关于诸如信用卡、银行ATM卡或VPN标记的识别源，生物认证系统可包括计算机装置，其具有被配置为与经由网络(诸如LAN、WAN或互联网)与远程服务器和中心数据库通信的网络接口。
处理还以上面参照图3所示处理描述的相同方式从步骤802前进到步骤808。如图8所示，声称的身份信息被输入至安全数据库812，其转而提交参考生物识别数据以用于与检测到的毛孔生物数据进行比较(步骤810)。在比较检测到的毛孔生物信息与存储的参考生物信息之后，确定检测到的毛孔生物信息是否与参考生物识别数据相匹配(步骤814)。如果没有找到匹配(步骤814为否输出)，则处理前进到步骤820。如果找到匹配(步骤814为是输出)，则处理前进到步骤816，提供确认正确的生物认证的指示符。这种指示符是本发明的任选特征，并且可包括视觉显示和/或音频信号。然后，处理前进到步骤820，生物认证系统授权访问安全区域或装置。
因此，通过上述若干实施例，本领域技术人员应该意识到，可以与本发明的实践一起使用各种修改、可选结构和等效替换。例如，图3-5以及图8所示的示例性实施例的生物识别和认证处理提供了在成功进行生物识别或认证时授权访问安全区域或装置。然而，应该理解，这些处理还可以用于其他情况，包括授权商业信用交易或银行交易。关于商业信用交易，例如可以修改图4所示的生物识别和生命处理，使得步骤418授权执行涉及个体在线账户的商业信用交易。在该实例中，步骤418将涉及向安全数据库传输通信信息，以批准特定账户的信用交易。通信信息利用个体生物数据或者匹配记录进行编码，其中，该个体生物数据通过拍摄的指腹图像获得或者匹配记录来自于用于识别安全数据库上的个体账户的参考数据库。这种系统将防止许多最流行的身份盗窃问题，因为其消除了个体出示信用卡账户号码并使用签字授权的需求。此外，确认该交易的受领证书和购买产品可通过分别用购买者的身份条形码标记或压印来链接到一起。使用个体的身份条形码可用作零售商的防盗系统，并且还可以用于确认与产品退还给零售商的退款或交换有关的原始交易的真实性。
图9是示出基于个体指腹上的汗腺孔的检测和分析的生物识别和生命验证的本发明的另一实施例的示意图。如图9所示，生物识别装置900包括电压源940、电极910和电磁场读取器980。电压源940被配置为生成流过电极910的电流，其产生电磁场970。优选地，电压源940是交流电压源，并且所得到的流经电极910的交流电流足以产生需要幅度的电磁场，以提供与个体皮肤表面上的汗腺孔的物理轮廓对应的电磁场的可测量的变化、波动或干扰。在一个实施例中，所得到的交流电流在大约0.01毫安至大约25毫安的范围内，并具有60Hz以下的频率。在另一实施例中，所得到的电流在大约0.5毫安至大约5.0毫安的范围内，并具有20Hz至大约50Hz之间的频率。然而，应该理解，产生能够基于汗腺孔的检测和分析进行生物识别和/或生命验证的电磁场的任何电流均落入本发明的范围。例如，如果适当的绝缘体用于防止与个体的皮肤表面的生理反应，则可以使用大于约25毫安且具有大于约60Hz(例如，64Hz以上)的电流。类似地，如果适当的放大器或其他装置用于检测与个体的皮肤表面的相互作用所引起的电磁场的变化、波动或干扰，则可以使用小于约0.01毫安的电流。此外，可通过脉冲式电流产生电磁场。尽管在图9中未示出，但应该理解，装置900的电路被配置为提供流过电极910的期望电流，其转而产生电磁场970。应该理解，包括使用透明导电表面的电路的具体形式对于本发明的实践来说是任选的。用于提供电荷以产生足以提供对应于个体皮肤表面上的汗腺孔的物理轮廓的电磁场的可测量的变化、波动或干扰的任何电路均落入本发明的范围。例如，电路不需要包括透明导电表面，而是可以包括在局部环境中产生电磁场的电路。
如图9所示，电磁场读取器980可与电极910集成形成。可选地，应该理解，电磁场读取器980可与电极910分离地位于适合于监控电磁场970的任何位置。与参照图1公开和描述的本发明的实施例一样，电极可包括诸如氧化铟锡(ITO)等的透明导电材料。此外，图9所示的装置的可任选地包括玻璃衬底，诸如光学玻璃等。被配置为接收个体指腹的装置的顶面可任选地涂有聚合物材料920以，防止电荷被传输至个体的指腹。
根据该实施例，电极910被配置为发出由电压源940生成的电流所产生的电磁场970。电磁场读取器980被配置为检测和拍摄关于电磁场970的信息，包括当个体的指腹置于电磁场970附近时对电磁场的任何变化、波动或干扰。装置900可包括控制器(未示出)，其被配置为当指腹置于电磁场970附近时与电磁场读取器980接口连接并分析电磁场读取器980检测的电磁场信息。控制器可包括图形处理器，其能够存储、处理和/或生成表示电磁场读取器980检测的电磁场信息的图像。
还应该想到，与电磁场相关联的量子原子理论概念可应用于基于电磁场970的变化、波动或干扰的生物信息的检测、通信和比较。例如，由电磁场读取器980检测到的电磁场的变化、波动或干扰可以是扭曲电磁场中的空间和时间(“空间时间”)的几何形状的测量值。此外，检测到的生物信息可以被存储并经由与电磁场相关联的几何分形传输至远程数据库。
装置900可以可选地包括图形拍摄装置，其被配置为获得源自个体指腹(在该实例中为指腹上的汗腺孔)与电磁场970的相互作用的电磁频谱的可见光范围的图像。根据该可选配置，图像拍摄装置可操作地耦合至控制器，并且控制器被配置为分析包含在电磁频谱的可见光范围的图像中的生物信息。
不希望被任何特定的科学理论或解释所限制，申请人相信汗腺孔和/包含在其中的材料的物理特性具有相互作用并引起电磁场970的变化、波动或干扰的导电特性。此外，所检测到的电磁场970的变化、波动或干扰表示汗腺孔的位置、形状和大小。还应该相信，汗腺孔的独特凹形轮廓也相互作用并引起电磁场的变化、波动或干扰，从中可得到汗腺孔生物信息。出人意料地，申请人发现该方法还检测闭合或堵塞的汗腺孔的位置。这种非预期的结果提供了对汗腺孔生物识别的检测的增强可靠性。
图10是表示汗腺孔生物信息的电磁频谱的可见光范围的图像。该图像可以通过图像拍摄装置得到或者基于被电磁场读取器检测的电磁场数据通过图像处理器来生成。图像表示源于电磁场970的变化、波动和干扰的三个汗腺孔生物测量值。每个十字标记(分别标为1-20)均表示二维矩阵上的汗腺孔的x和y坐标位置。此外，每个汗腺孔的活性等级均有助于电磁场干扰的强度，其中，电磁场干扰的强度等级由可见电磁频谱内的颜色来表示。此外，可通过图像中的颜色分组来表示具有类似强度的多个汗腺孔。这些颜色分组还对应于上面参照图1描述的通过本发明实施例检测的汗腺孔的荧光的亮度。汗腺孔1-9形成第一簇汗腺孔，其限定图像的白色区域并具有最高的活性等级或最亮的荧光。类似地，汗腺孔10-18形成第二簇的汗腺孔，其限定图像中的蓝色区域并具有第二高的活性等级或荧光。汗腺孔19和20形成第三簇的汗腺孔，其限定图像中的黄色区域并具有第三高的活性等级或荧光。应该理解，这些着色区域的每一个都还可以包括闭合或堵塞的毛孔，闭合或堵塞的毛孔通过十字标记指定，并且对图像的任何强度等级或荧光没有贡献。
汗腺孔的x和y位置以及图10的图像中所示的着色区域的结构可用作组合的生物测量和生命验证。首先，汗腺孔的x和y位置是可与用于认证或验证目的的参考生物信息比较的静态生物信息。由于汗腺孔可在任何给定的时间变得堵塞或闭合，所以检测到的汗腺孔位置和参考汗腺孔位置的比较得到正确识别的结果，该比较会产生与检测到的汗腺孔的足量的正确匹配。因为任何给定汗腺孔的活性等级随时间变化，所以图像着色区域结构中的足够小的变化表示生命的验证。
图11是示出使用图9所示装置的生物识别和生命验证系统的示例性处理的流程图。在初始状态(步骤1102)中，电压源940在电极910中生成电流，其转而在被配置为用于接收个体指腹的整个表面上方产生电磁场970。然后，毛孔生物识别系统检测个体的指腹(步骤1104)。在步骤1104中检测指腹之后，电磁场读取器获得关于由于个体指腹与电磁场的相互作用所引起的电磁场的变化、波形或干扰的信息(步骤1106)。然后，使这些变化、波形或干扰相互关联，以识别所检测的位置和物理轮廓，包括汗腺孔的大小和形状(步骤1108)。
接下来，汗腺孔生物识别系统使用算法来将检测到的汗腺孔生物信息与存储在库(诸如参考数据库1112)中的参考生物信息进行比较(步骤1110)。可通过汗腺孔生物识别装置900或者与装置900通信耦合的独立装置(例如，安全网络服务器或本地计算装置)来执行分析检测到的汗腺孔生物信息的步骤。类似地，可以通过毛孔生物识别装置900或者与装置900通信耦合的独立装置来执行将检测到的生物信息与存储在库中的生物信息进行比较的步骤1110。参考数据库1112可以保持在装置900、本地存储装置或远程存储装置上。出于安全的目的，毛孔生物识别系统内的通信信息(例如，装置900和参考数据库1112之间)优选地被加密。出于相同的原因，存储在参考数据库1112、装置900或用于毛孔生物识别系统中的任何其他装置中的数据优选地被加密。因此，装置900包括用于对传输的通信信息进行加密、对接收到的加密的通信信息进行解密以及加密存储数据的加密能力。
在比较检测到的毛孔生物信息与存储的参考生物信息之后，确定检测到的毛孔生物信息是否与参考数据库中的记录相匹配(步骤1114)。如果没有找到匹配(步骤1114中为否输出)，则处理前进到步骤1120。如果找到匹配(步骤1114中为是输出)，则处理前进到步骤1116，提供确认正确生物识别的指示符。这种指示符是所示处理的任选特征，并且可以包括视觉显示和/或音频信号。然后，处理前进到步骤1118，生物识别系统授权访问安全区域或装置。
以上面参照图11描述的相同方式，还可以在参照图4描述的汗腺孔生物识别系统和生命系统中实施图9所示的可选实施例。关于图9所示的装置，应该理解，所检测的汗腺孔位置、形状和大小信息组成生命的验证，因为对于生命没有静态的生物信息。例如，如果在检测到的汗腺孔位置和参考汗腺孔位置之间存在充分的匹配并且在匹配的汗腺孔的形状和大小之间至少存在微小变化，则可以确定生命的验证。
类似地，还可以在涉及检测和分析汗腺孔和指纹信息的双生物识别系统中实施图9所示可选实施例。为此，图9所示的装置可以修改为包括透明电极和图像拍摄或扫描装置以获得个体的指纹生物信息。汗腺孔和指纹验证步骤可以如图5所示并行或者串行地发生。
此外，可以在认证处理中基于参照图6描述的检测和分析汗腺孔信息来实施图9所示本发明的可选实施例。
图9所示实施例还可以被配置为用于各种应用的生物带或膜。以上面参照图9描述的相同方式，生物带包括被配置为承载电流并生成电磁场的导体。生物带还包括电磁场读取器，其检测导体所生成的电磁场的分布。当个体接触生物带时，电磁场读取器检测导体中的电流所生成的电磁场分布的任何变化、波动或干扰。生物带可进一步包括电压源，用于生成电流；图像处理器，用于处理电磁场读取器检测到的数据和/或生成根据认证或验证处理的结果生成图形表示；存储器，用于存储所检测到的生物信息；以及无线通信接口，用于为了认证或验证，向远程网络传输检测到的生物信息以与参考生物信息进行比较。可选地，生物带存储器可被配置为存储参考生物信息，并且生物带处理器可被配置为执行认证或验证过程。此外，电压源可以位于生物带的外部。
应该理解，生物带或膜可以是柔性的，并且其可用于许多不同的应用。例如，生物带或膜可集成到外表面手套中(例如，手套的手掌和/或手指部分)，并且能够使佩戴手套的个体执行接触手套外表面的个体的生物识别。此外，带或膜可以放置在诸如门旋钮或自动把手的目标上以检测试图打开门的任何个体的生物身份。生物带或膜可应用于可被包含汗腺孔的个体皮肤表面所接触的任何其他装置或衬底(诸如电话把手或自动方向盘)。
根据本发明的检测系统可进一步包括传感器，其检测邻近电极顶面的个体手指并启动图像拍摄装置或生成流过电极的电流的电压源，电流转而产生电磁场。在图1所示的实施例中，图像拍摄装置150可被配置为恒定地监控置于透明电极110附近的任何目标。图像拍摄装置150可进一步被配置为检测指纹的一般特性。如图12所示，例如，这种一般特性可以是被指纹凹部或槽B分开的指纹凸部A的宽度。当图像拍摄装置识别出透明电极附近的指纹具有指定范围内的指纹凸部宽度A和指定范围内的指纹凸部B之间的距离的这些一般特征时，将自动地触发指腹的图像拍摄以获得被电磁场激发的荧光生物点的图像。
关于图9所示本发明的实施例，电磁场读取器可被配置为检测电磁场附近的指腹。例如，电磁场读取器可以处于对表示指腹特征的电磁场的变化、波动或干扰的恒定检测模式。表示一个或多个汗腺孔的一般形状或大小的电磁场干扰的检测可用于触发电磁场读取器，以获取关于整个电磁场分布的干扰的全面信息。可选地，可通过表示电磁场中存在汗腺晶体的干扰检测来触发电磁场读取器。

Claims (20)

1.一种用于从个体的皮肤表面获得生物信息的装置，包括：
(a)第一装置，被配置为产生电磁场，其中，所述电磁场被配置为刺激所述个体的皮肤表面附近的分子并使得受刺激的分子中的化合物发荧光；以及
(b)第二装置，被配置为拍摄从发荧光的分子化合物中得到的所述皮肤表面的图像。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一装置包括电磁场发生器。
3.根据权利要求1所述的装置，还包括：透明衬底，其大小适合于接收所述个体的皮肤表面。
4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述透明衬底包括导电涂层，其被配置为传送产生所述电磁场的电流，所述电磁场被配置为刺激所述个体的皮肤表面附近的分子并使得受刺激的分子中的化合物发荧光。
5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第二装置是CCD阵列相机。
6.根据权利要求2所述的装置，还包括：其大小适合于接收所述个体的皮肤表面的透明衬底，其中，所述透明衬底包括：
(a)透明玻璃板，具有顶面和底面；以及
(b)透明导电层，位于所述透明玻璃板的底面上，所述透明导电层与所述电磁场发生器通信耦合。
7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述透明玻璃板包括光学玻璃。
8.一种基于从个体的皮肤表面感测到的生物信息进行生物识别的方法，包括以下步骤：
(a)在所述个体的皮肤表面附近产生电磁场，其中，所述电磁场被配置为刺激与所述个体的皮肤表面相关联的分子并使得受刺激的分子中的化合物发荧光；
(b)拍摄从具有发荧光的分子化合物的皮肤表面得到的图像；以及
(c)识别从所述图像上检测的荧光点得到的毛孔位置。
9.根据权利要求8所述的方法，还包括以下步骤：
(a)将从所述图像中识别得到的毛孔位置与参考毛孔位置数据进行比较；
(b)确定在从所述图像中识别得到的毛孔位置与所述参考毛孔位置数据之间是否找到匹配；以及
(c)响应于确定找到匹配，作出正确的生物识别。
10.一种基于从个体的皮肤表面感测到的生物信息进行生物认证的方法，包括以下步骤：
(a)接收所述个体的声称身份；
(b)在所述个体的皮肤表面附近产生电磁场，所述电磁场被配置为刺激与所述个体的皮肤表面相关联的分子并使得受刺激的分子中的化合物发荧光；
(c)拍摄从具有发荧光的分子化合物的皮肤表面所得到的图像；
(d)识别从所述图像上检测的荧光点得到的毛孔位置；
(e)将从所述图像识别得到的毛孔位置与用于所述声称身份的参考毛孔位置数据进行比较；
(f)确定在所述图像上识别得到的毛孔位置与用于所述声称身份的所述参考毛孔位置数据之间是否找到匹配；以及
(g)响应于确定找到匹配，作出正确的生物认证。
11.一种用于确定生物目标的生命的方法，包括以下步骤：
(a)在所述个体的皮肤表面附近产生电磁场，所述电磁场被配置为刺激与所述个体的皮肤表面相关联的分子并使得受刺激的分子中的化合物发荧光；
(b)拍摄从具有发荧光的分子化合物的皮肤表面得到的图像；
(c)识别从所述图像上检测的荧光点得到的毛孔；
(d)分析所识别的毛孔特性并将所识别的毛孔特性与对应的参考毛孔特性进行比较；以及
(e)确定在所识别的毛孔特性与所述对应的参考毛孔特性之间是否存在至少一些微小的变化。
12.一种用于从个体的皮肤表面获得生物信息的装置，包括：
(a)第一装置，被配置为在所述个体的皮肤表面附近产生电磁场；
(b)第二装置，被配置为检测所述电磁场的变化、波动或干扰并使得所述电磁场的变化、波动或干扰与所述个体的皮肤表面的物理特性相关联。
13.根据权利要求12所述的装置，其中，所述第一装置包括电磁场发生器。
14.根据权利要求12所述的装置，其中，所述个体的皮肤表面的物理特性包括汗腺孔位置。
15.根据权利要求12所述的装置，其中，所述个体的皮肤表面的物理特性包括汗腺孔大小。
16.根据权利要求12所述的装置，其中，所述个体的皮肤表面的物理特性包括汗腺孔形状。
17.一种用于基于从个体的皮肤表面感测的生物信息进行生物识别的方法，包括以下步骤：
(a)在所述个体的皮肤表面附近产生电磁场；
(b)检测所述电磁场的变化、波动或干扰；以及
(c)将所述电磁场的变化、波动或干扰与所述个体的皮肤表面上的汗腺孔位置相关联。
18.根据权利要求17所述的方法，还包括以下步骤：
(a)将从所述电磁场的变化、波动或干扰中识别得到的毛孔位置与参考毛孔位置数据进行比较；
(b)确定在从所述电磁场的变化、波动或干扰中识别得到的毛孔位置与所述参考毛孔位置数据之间是否找到匹配；以及
(c)响应于确定找到匹配，作出正确的生物识别。
19.一种用于基于从个体的皮肤表面感测的生物信息进行生物认证的方法，包括以下步骤：
(a)接收用于所述个体的声称身份；
(b)在所述个体的皮肤表面附近产生电磁场；
(c)检测所述电磁场的变化、波动或干扰；
(d)识别从所述电磁场的变化、波动或干扰得到的所述个体的皮肤表面上的汗腺孔位置；
(e)将从所述电磁场的变化、波动或干扰中识别得到的毛孔位置与用于所述声称身份的参考毛孔位置数据进行比较；
(f)确定在从所述电磁场的变化、波动或干扰中识别得到的毛孔位置与用于所述声称身份的参考毛孔位置数据之间是否找到匹配；以及
(g)响应于确定找到匹配，作出正确的生物认证。
20.一种用于确定生物目标的生命的方法，包括以下步骤：
(a)在所述个体的皮肤表面附近产生电磁场；
(b)检测所述电磁场的变化、波动或干扰；
(c)识别从所述电磁场的变化、波动或干扰中得到的所述个体的皮肤表面上的汗腺孔位置；
(d)分析所识别的毛孔特性并将所述识别的毛孔特性与对应的参考毛孔特性进行比较；以及
(e)确定在所述识别的毛孔特性与所述对应的参考毛孔特性之间是否存在至少一些微小的变化。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017107406A1 (zh) * 2015-12-22 2017-06-29 金虎林 利用汗腺位置信息的信息识别方法及系统
CN107533644A (zh) * 2016-02-24 2018-01-02 指纹卡有限公司 用于控制电子设备的方法和系统
CN110603568A (zh) * 2017-05-09 2019-12-20 株式会社Dds 认证信息处理程序及认证信息处理装置
CN110622170A (zh) * 2017-05-09 2019-12-27 株式会社Dds 认证信息处理程序及认证信息处理装置

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102397388B1 (ko) * 2014-07-24 2022-05-13 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 반도체 장치, 표시 모듈 및 전자 기기
JP6927534B2 (ja) * 2017-05-09 2021-09-01 株式会社ディー・ディー・エス 認証情報処理プログラム及び認証情報処理装置
US11749017B2 (en) 2019-05-28 2023-09-05 Nec Corporation Information processing apparatus, information processing method, and storage medium
CN110310401A (zh) * 2019-06-28 2019-10-08 北京海益同展信息科技有限公司 应用于闸机的控制方法及装置、控制系统和可读存储介质
US11281881B2 (en) 2020-05-05 2022-03-22 Qualcomm Incorporated Device including an ultrasonic fingerprint sensor and a coulomb force apparatus

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020010412A1 (en) * 1996-07-03 2002-01-24 Spectrx, Inc. Multiple mechanical microporation of skin or mucosa
US20020154795A1 (en) * 1997-07-29 2002-10-24 Indivos Corporation, A Delaware Corporation Association of finger pores and macrofeatures for identification of individuals
CN1842805A (zh) * 2003-08-29 2006-10-04 皇家飞利浦电子股份有限公司 生物统计识别设备
CN1893309A (zh) * 2005-07-07 2007-01-10 富士通株式会社 无线电通信系统、无线电通信方法、无线电发射机以及无线电接收机
US20070014443A1 (en) * 2005-07-12 2007-01-18 Anthony Russo System for and method of securing fingerprint biometric systems against fake-finger spoofing
US20110279679A1 (en) * 2008-12-01 2011-11-17 Ifor David William Samuel Apparatus and method for obtaining an image of a fluorescent pattern under ambient light
US20120013724A1 (en) * 2010-07-13 2012-01-19 Mcnulty Scott System, method and apparatus for sensing biometric information

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030078499A1 (en) * 1999-08-12 2003-04-24 Eppstein Jonathan A. Microporation of tissue for delivery of bioactive agents
US6920236B2 (en) * 2001-03-26 2005-07-19 Mikos, Ltd. Dual band biometric identification system
EP1854046A1 (en) * 2005-02-18 2007-11-14 Koninklijke Philips Electronics N.V. Method and apparatus for biometric analysis of sweat ducts
US8311616B2 (en) * 2005-05-26 2012-11-13 Yissum Research Development Company Of The Hebrew University Of Jerusalem Method and system for determination of physiological conditions and emotional states of a living organism

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020010412A1 (en) * 1996-07-03 2002-01-24 Spectrx, Inc. Multiple mechanical microporation of skin or mucosa
US20020154795A1 (en) * 1997-07-29 2002-10-24 Indivos Corporation, A Delaware Corporation Association of finger pores and macrofeatures for identification of individuals
CN1842805A (zh) * 2003-08-29 2006-10-04 皇家飞利浦电子股份有限公司 生物统计识别设备
CN1893309A (zh) * 2005-07-07 2007-01-10 富士通株式会社 无线电通信系统、无线电通信方法、无线电发射机以及无线电接收机
US20070014443A1 (en) * 2005-07-12 2007-01-18 Anthony Russo System for and method of securing fingerprint biometric systems against fake-finger spoofing
US20110279679A1 (en) * 2008-12-01 2011-11-17 Ifor David William Samuel Apparatus and method for obtaining an image of a fluorescent pattern under ambient light
US20120013724A1 (en) * 2010-07-13 2012-01-19 Mcnulty Scott System, method and apparatus for sensing biometric information

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017107406A1 (zh) * 2015-12-22 2017-06-29 金虎林 利用汗腺位置信息的信息识别方法及系统
CN107533644A (zh) * 2016-02-24 2018-01-02 指纹卡有限公司 用于控制电子设备的方法和系统
CN107533644B (zh) * 2016-02-24 2019-05-03 指纹卡有限公司 用于控制电子设备的方法和系统
CN110603568A (zh) * 2017-05-09 2019-12-20 株式会社Dds 认证信息处理程序及认证信息处理装置
CN110622170A (zh) * 2017-05-09 2019-12-27 株式会社Dds 认证信息处理程序及认证信息处理装置
US11586718B2 (en) 2017-05-09 2023-02-21 Kabushiki Kaisha Dds Authentication information processing method, authentication information processing device, and non-transitory computer-readable medium
CN110622170B (zh) * 2017-05-09 2023-05-26 株式会社Dds 认证信息处理方法及认证信息处理装置

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