CN112384929A - 伪造指纹识别装置和用于驱动伪造指纹识别装置的方法 - Google Patents
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Abstract
公开了一种指纹识别技术。更具体地，本发明的实施方式提供了一种伪造指纹识别装置和用于驱动该识别装置的方法。根据该装置和方法，施加交流电压以读取指纹使得指纹被识别，并且当通过施加交流电压而产生的TX超声信号或RX超声信号的频率变化时，进行指纹是活体的还是伪造的的物理认证。因此，该装置和方法可以用于准确地识别指纹是活体的还是伪造的，并且从而有效地防止了当伪造指纹被认证时造成的有害影响。
Description
技术领域
本发明公开了指纹识别技术。更具体地，本发明的实施方式涉及伪造指纹识别装置和用于驱动该识别装置的方法，其中，施加交流电压以读取指纹使得指纹被识别，并且当通过施加交流电压而产生的TX超声信号或RX超声信号的频率变化时，进行指纹是活体的还是伪造的的物理认证。
背景技术
近年来，已经引入了许多生物安全方法。对电子终端特别是智能电话应用生物安全方法已经变得更加多样化，并且对生物安全方法的需求也已经增加。在这种状况下，作为这些生物安全方法中的一种的指纹识别已经被广泛使用和推广用于电子终端的访问控制安全或使用控制安全。
指纹识别安全的原理是基于各种装置(例如光学装置、电容式装置、热敏装置和半导体装置)的使用。根据应用指纹识别装置的状况和指纹识别原理的特征，选择性地采用指纹识别装置。
然而，存在指纹识别安全系统可能被伪造的高可能性，不管其有效性如何。例如，可以使用通过指纹模制制成的伪造的手指容易地欺骗安全系统。这种伪造的手指包括硅橡胶手指。其他示例包括由模制塑料和明胶制成的胶质手指和人造手指。这些伪造的手指可以用于容易地渗透常规的指纹识别安全系统，因为其指纹识别率非常高。
现有技术仅描述了活体手指的特性信号与伪造手指的特征之间的差异，没有具体描述如何区分活体手指与伪造手指以及活体手指的特性与伪造手指的特性如何不同。现有技术没有描述活体手指和伪造手指响应于频率变化的阻抗特性。
因此，需要研究一种通过以下改进的指纹识别传感器：阐明伪造手指与活体手指之间的差异，并基于该差异认证手指是活体的还是伪造的。
现有技术文献
专利文献
韩国专利公开第10-2016-0117861号
韩国专利第10-0940902-0000号
韩国专利公开第10-2013-0108461号
韩国专利公开第10-2015-0110413号
发明内容
技术问题
本发明公开了一种指纹识别技术。具体地，本发明致力于解决现有技术的问题，并且本发明的第一目的是提供一种伪造指纹识别装置和用于驱动该识别装置的方法，其中，施加交流电压以读取指纹使得指纹被是识别，并且当通过施加交流电压而产生的TX超声信号或RX超声信号的频率变化时，进行指纹是活体的还是伪造的的物理认证，结果是，可以准确地识别指纹是活体的还是伪造的，以防止当伪造指纹被认证时造成的有害影响。
本发明的第二目的是提供一种伪造指纹识别装置和用于驱动该识别装置的方法，其中，基于分别源自来自从手指的表皮转移的活体指纹的RX超声信号和来自伪造指纹的RX超声信号的由x轴、y轴以及z轴限定的不同的第一矢量数据和第二矢量数据来测量第一阻抗值和第二阻抗值，并且然后将第一阻抗值和第二阻抗值与人体阻抗进行比较，以准确地确定指纹是伪造的还是活体的，使得指纹的恶意复制或非法复制可以被完全根除。
本发明的第三目的是提供一种伪造指纹识别装置和用于驱动该识别装置的方法，其中，当第一阻抗值和第二阻抗值在人体阻抗的误差范围内收敛时，确定流过指纹的血液量是否被测量为在预定的参考血液量的误差范围内或位于预定的参考血液量的误差范围内，以清楚地识别指纹是活体的还是伪造的，使得由各种因素(例如用户环境和状况)造成的误差可以被最小化，并且作为结果，活体指纹的识别率可以被最大化，这为社会健康和公平竞争提出了系统改善，以促进工业发展。
问题的解决方案
为了实现这些目的，本发明包括以下结构。
具体地，根据本发明的一个实施方式的伪造指纹识别装置包括：指纹识别单元，其通过交流电压的施加来读取活体指纹或伪造指纹，以检查活体指纹的第一电容或伪造指纹的第二电容，并且基于第一电容值或第二电容值识别活体指纹或伪造指纹；以及伪造确定单元，其基于通过交流电压的施加而另外产生的振动来使TX超声信号振荡，识别从活体指纹或伪造指纹反射的RX超声信号，并且当TX超声信号或RX超声信号的频率变化时，确定留下活体指纹或伪造指纹的对象的物理属性，以物理地认证活体指纹或伪造指纹。
一种用于驱动伪造指纹识别装置的方法，包括：施加交流电压以使得指纹识别单元能够读取活体指纹或伪造指纹，以检查活体指纹的第一电容或伪造指纹的第二电容，并且基于第一电容值或第二电容值识别活体指纹或伪造指纹；使得伪造确定单元能够基于通过交流电压的施加而另外产生的振动来使TX超声信号振荡，并且识别从活体指纹或伪造指纹反射的RX超声信号；以及当TX超声信号或RX超声信号的频率变化时，使得伪造确定单元能够确定留下活体指纹或伪造指纹的对象的物理属性，以物理地认证活体指纹或伪造指纹。
本发明的有利效果
根据本发明的装置和方法，施加交流电压以读取指纹使得指纹被识别，并且当通过交流电压的施加而产生的TX超声信号或RX超声信号的频率变化时，进行指纹是活体的还是伪造的的物理认证。因此，本发明的装置和方法可以用于准确地识别指纹是活体的还是伪造的，并且因此有效防止当伪造指纹被认证时造成的有害影响(“第一效果”)。
根据本发明的装置和方法，基于源自来自从手指的表皮转移的活体指纹的RX超声信号和来自伪造指纹的RX超声信号的由x轴、y轴以及z轴限定的不同的第一矢量数据和第二矢量数据来测量第一阻抗值和第二阻抗值，并且然后将第一阻抗值和第二阻抗值与人体阻抗进行比较以准确地确定指纹是伪造的还是活体的。因此，本发明的装置和方法可以完全根除指纹的恶意复制或非法复制(“第二效果”)。
根据本发明的装置和方法，当第一阻抗值和第二阻抗值在人体阻抗的误差范围内收敛时，确定流过指纹的血液量是否被测量为在预定的参考血液量的误差范围内或位于预定的参考血液量的误差范围内，以清楚地识别指纹是活体的还是伪造的，使得由各种因素(例如用户环境和状况)造成的误差可以被最小化，并且作为结果，活体指纹的识别率可以被最大化。因此，本发明的装置和方法可以为社会健康和公平竞争提出系统改善，以促进工业发展(“第三效果”)。
附图说明
图1示出了根据本发明的一个实施方式的伪造指纹识别装置。
图2示出了根据本发明的另一实施方式的伪造指纹识别装置。
图3是示出用于驱动根据本发明的一个实施方式的伪造指纹识别装置的方法的流程图。
具体实施方式
[实施方式]
现在将参照附图详细描述本发明的示例性实施方式。
图1示出了根据本发明的一个实施方式的伪造指纹识别装置。
参照图1，伪造指纹识别装置1000包括指纹识别单元100和伪造确定单元200。根据伪造指纹识别装置1000，施加交流电压以读取指纹，使得指纹被识别，并且当通过施加交流电压而产生的TX或RX超声信号的频率变化时，进行指纹是活体的还是伪造的的物理认证。
施加交流电压以允许指纹识别单元100读取活体指纹或伪造指纹，以检查活体指纹的第一电容或伪造指纹的第二电容，并且基于第一电容值或第二电容值识别活体指纹或伪造指纹。
如图2所示，伪造确定单元200基于通过施加交流电压而另外产生的振动使TX超声信号振荡，并且识别从活体指纹或伪造指纹反射的RX超声信号。
当TX或RX超声信号的频率变化时，伪造确定单元200确定留下活体指纹或伪造指纹的对象的物理属性，以物理地认证活体指纹或伪造指纹。
伪造确定单元200基于由x轴、y轴以及z轴限定的不同的第一矢量数据和第二矢量数据来测量第一阻抗值和第二阻抗值，所述不同的第一矢量数据和第二矢量数据分别源自来自从手指的表皮转移的活体指纹的RX超声信号和来自安装在手指上的伪造指纹的RX超声信号。
伪造确定单元200将第一阻抗值和第二阻抗值与预定的人体阻抗进行比较，并且当第一阻抗值和第二阻抗值在人体阻抗的误差范围之外时，确定第一阻抗值和第二阻抗值为伪造指纹的阻抗值。
当第一阻抗值和第二阻抗值在人体阻抗的误差范围内收敛时，伪造确定单元200确定流过指纹的血液量是否被测量为在或处于预定的参考血液量的误差范围内，以清楚地识别指纹是活体的还是伪造的。
在本文中，应当注意的是，第一矢量数据指示下述三维矢量值，所述三维矢量值表示当从手指的表皮转移的活体指纹与空气层接触时引起的摩擦速度和折射方向的特征值。还应当注意，第二矢量数据指示下述不同的三维矢量值，所述不同的三维矢量值表示当安装在手指上的伪造指纹与空气层接触时引起的不同摩擦速度和不同折射方向的特征值。
伪造确定单元200在识别对象的物理属性的情况下确定留下活体指纹或伪造指纹的对象是气体、液体还是固体，并且将由指纹识别单元100测量的活体指纹的参考电容与对象的电容进行比较，以在数值上验证指纹是活体的还是伪造的。
伪造确定单元200由压电材料例如压电陶瓷粉末制成。这样的压电陶瓷的示例包括锆钛酸铅(PZT)、钛酸钡、钛酸铅、锆酸铅、钛酸铅铌(PNT)以及钛酸铅钪铌(PSNT)。
图3是示出用于驱动根据本发明的一个实施方式的伪造指纹识别装置的方法的流程图。
参照图3，根据该方法，施加交流电压以读取活体指纹或伪造指纹，使得活体指纹或伪造指纹被识别，以及当通过施加交流电压而产生的TX或RX超声信号的频率变化时，物理地认证活体指纹或伪造指纹。
首先，施加交流电压以允许指纹识别单元读取活体指纹或伪造指纹，以检查活体指纹的第一电容或伪造指纹的第二电容，并且基于第一电容值或第二电容值识别活体指纹或伪造指纹(S100、S200以及S300)。
允许伪造确定单元基于通过施加交流电压而另外产生的振动来使TX超声信号振荡，并且识别从活体指纹或伪造指纹反射的RX超声信号(S400和S500)。
当TX或RX超声信号的频率变化时，允许伪造确定单元确定留下活体指纹或伪造指纹的对象的物理属性，以物理地认证活体指纹或伪造指纹(S600)。
该方法还包括易于执行的以下操作。
具体地，允许伪造确定单元基于由x轴、y轴以及z轴限定的不同的第一矢量数据和第二矢量数据来测量第一阻抗值和第二阻抗值，所述不同的第一矢量数据和第二矢量数据分别源自来自从手指的表皮转移的活体指纹的RX超声信号和来自安装在手指上的伪造指纹的RX超声信号。
允许伪造确定单元将第一阻抗值和第二阻抗值与预定的人体阻抗进行比较，并且当第一阻抗值和第二阻抗值在人体阻抗的误差范围之外时，确定第一阻抗值和第二阻抗值为伪造指纹的阻抗值。
当第一阻抗值和第二阻抗值在人体阻抗的误差范围内收敛时，允许伪造确定单元确定流过指纹的血液量是否被测量为或处于预定参考血液量的误差范围内，以识别指纹是活体的还是伪造的。
虽然已经参照本发明的优选实施方式描述了本发明，但是本领域技术人员将理解，在不脱离所附权利要求中阐述的本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明进行各种改变和修改。
附图标记列表
1000：伪造指纹识别装置
100：指纹识别单元200：伪造确定单元
Claims (7)
1.一种伪造指纹识别装置，包括：指纹识别单元，其通过交流电压的施加来读取活体指纹或伪造指纹，以检查所述活体指纹的第一电容或所述伪造指纹的第二电容，并且基于第一电容值或第二电容值识别所述活体指纹或所述伪造指纹；以及伪造确定单元，其基于通过所述交流电压的施加而另外产生的振动来使TX超声信号振荡，识别从所述活体指纹或所述伪造指纹反射的RX超声信号，并且当所述TX超声信号或所述RX超声信号的频率变化时，确定留下所述活体指纹或所述伪造指纹的对象的物理属性，以物理地认证所述活体指纹或所述伪造指纹。
2.根据权利要求1所述的伪造指纹识别装置，其中，所述伪造确定单元基于分别源自来自从手指的表皮转移的所述活体指纹的所述RX超声信号和来自安装到所述手指上的所述伪造指纹的所述RX超声信号的由x轴、y轴以及z轴限定的不同的第一矢量数据和第二矢量数据来测量第一阻抗值和第二阻抗值，或者所述伪造确定单元测量流过所述活体指纹的血液量。
3.根据权利要求2所述的伪造指纹识别装置，其中，所述第一矢量数据指示三维矢量值，所述三维矢量值表示当从所述手指的表皮转移的所述活体指纹与空气层接触时引起的摩擦速度和折射方向的特征值，并且所述第二矢量数据指示不同的三维矢量值，所述不同的三维矢量值表示当安装到所述手指上的所述伪造指纹与空气层接触时引起的不同摩擦速度和不同折射方向的特征值。
4.根据权利要求2所述的伪造指纹识别装置，其中，所述伪造确定单元将所述第一阻抗值和所述第二阻抗值与预定的人体阻抗进行比较，并且当所述第一阻抗值和所述第二阻抗值在所述人体阻抗的误差范围之外时，将所述第一阻抗值和所述第二阻抗值确定为所述伪造指纹的阻抗值，并且其中，当所述第一阻抗值和所述第二阻抗值在所述人体阻抗的所述误差范围内收敛时，所述伪造确定单元确定流过指纹的血液量是否被测量为在预定的参考血液量的误差范围内或位于预定的参考血液量的误差范围内，以识别所述指纹是活体的还是伪造的。
5.根据权利要求1所述的伪造指纹识别装置，其中，所述伪造确定单元在留下所述活体指纹或所述伪造指纹的对象的物理属性被识别时确定所述对象是气体、液体还是固体，并且将由所述指纹识别单元测量的所述活体指纹的参考电容与所述对象的电容进行比较，以数字地认证指纹是活体的还是伪造的。
6.一种用于驱动根据权利要求1所述的伪造指纹识别装置的方法，所述方法包括：施加交流电压以使得指纹识别单元能够读取活体指纹或伪造指纹，以检查所述活体指纹的第一电容或所述伪造指纹的第二电容，并且基于第一电容值或第二电容值识别所述活体指纹或所述伪造指纹；使得伪造确定单元能够基于通过所述交流电压的施加而另外产生的振动来使TX超声信号振荡，并且识别从所述活体指纹或所述伪造指纹反射的RX超声信号；以及当所述TX超声信号或所述RX超声信号的频率变化时，使得所述伪造确定单元能够确定留下所述活体指纹或所述伪造指纹的对象的物理属性，以物理地认证所述活体指纹或所述伪造指纹。
7.根据权利要求6所述的方法，还包括：使得所述伪造确定单元能够基于分别源自来自从手指的表皮转移的所述活体指纹的所述RX超声信号和来自安装到所述手指上的所述伪造指纹的所述RX超声信号的由x轴、y轴以及z轴限定的不同的第一矢量数据和第二矢量数据来测量第一阻抗值和第二阻抗值；使得所述伪造确定单元能够将第一阻抗值和第二阻抗值与预定的人体阻抗进行比较，并且当所述第一阻抗值和所述第二阻抗值在所述人体阻抗的误差范围之外时，将所述第一阻抗值和所述第二阻抗值确定为所述伪造指纹的阻抗值；以及当所述第一阻抗值和所述第二阻抗值在所述人体阻抗的所述误差范围内收敛时，使得所述伪造确定单元确定流过指纹的血液量是否被测量为在预定的参考血液量的误差范围内或位于预定的参考血液量的误差范围内，以识别所述指纹是活体的还是伪造的。
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