RU2371089C2 - Method for registration of papillary pattern and device for its realisation - Google Patents
Method for registration of papillary pattern and device for its realisation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2371089C2 RU2371089C2 RU2007134461/14A RU2007134461A RU2371089C2 RU 2371089 C2 RU2371089 C2 RU 2371089C2 RU 2007134461/14 A RU2007134461/14 A RU 2007134461/14A RU 2007134461 A RU2007134461 A RU 2007134461A RU 2371089 C2 RU2371089 C2 RU 2371089C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- radiation
- base
- source
- receiver
- infrared
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Image Input (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области биометрической идентификации личностей, более конкретно к способам и устройствам, предназначенным для регистрации папиллярного узора пальцев и ладоней, и может быть использовано в правоохранительных органах и системах с ограниченным доступом к охраняемым объектам.The invention relates to the field of biometric identification of personalities, and more particularly to methods and devices for registering a papillary pattern of fingers and palms, and can be used in law enforcement agencies and systems with limited access to protected objects.
Известен способ отображения участков кожи, которые освещают через прозрачное основание при контакте исследуемого рельефа с поверхностью последнего (ЕР 0785750A known method of displaying skin areas that are illuminated through a transparent base upon contact of the investigated relief with the surface of the latter (EP 0785750
В1, МПК А61В 5/117, G06K 9/00, опубл. 1999 г.). Для улучшения оптической связи между рельефом и поверхностью основания в устройстве используют прозрачные нагревательные элементы, что обеспечивает более надежное отображение отпечатка.B1, IPC
Недостатком этого способа является то, что вследствие возможного более слабого прижатия участка кожи могут быть получены недостаточно четкие изображения.The disadvantage of this method is that due to a possible weaker pressing of the skin area, insufficiently clear images can be obtained.
Известно устройство для получения отображений кожных линий, в котором используется искривленная поверхность прозрачного основания (например, призмы) для достижения удовлетворительного контакта с искривленной поверхностью ладони (ЕР 0617919 А2, МПК А61В 5/117, G06K 9/20, опубл. 1994 г.). Прижатая ладонь освещается через основание, и регистрируются отраженные лучи.A device for obtaining imaging of skin lines, which uses a curved surface of a transparent base (for example, prisms) to achieve satisfactory contact with a curved surface of the palm (EP 0617919 A2, IPC A61B 5/117, G06K 9/20, publ. 1994) . A pressed palm is illuminated through the base, and reflected rays are recorded.
В этом устройстве также не исключается плохой контакт поверхности кожи ладони с выпуклым основанием, так как основание выполнено из жесткого материала (оптическое стекло), который не адаптируется под размеры и поверхность ладони. Кроме этого, излишнее прижатие ладони к основанию в этом устройстве приводит к деформированию как ладони, так и регистрируемого рисунка кожных линий.This device also does not exclude poor contact of the surface of the skin of the palm with a convex base, since the base is made of hard material (optical glass), which does not adapt to the size and surface of the palm. In addition, excessive pressing of the palm to the base in this device leads to deformation of both the palm and the recorded pattern of skin lines.
Известен способ сканирования рисунка кожных линий, при котором участок кожи помещают на выпуклое основание, прозрачное для сканирующего излучения, сканируют анализируемый участок кожи через основание и регистрируют приемником отраженное излучение. Соответствующее устройство содержит неподвижную опору, выпуклое основание, прозрачное для сканирующего излучения, источник и приемник излучения (патент США №5528355, МПК G06K 9/00, опубл. 1996 г.).A known method of scanning the pattern of skin lines, in which a skin area is placed on a convex base, transparent to the scanning radiation, scan the analyzed skin area through the base and register the reflected radiation by the receiver. The corresponding device contains a fixed support, a convex base, transparent for scanning radiation, a radiation source and receiver (US patent No. 5528355, IPC G06K 9/00, publ. 1996).
В этом техническом решении прижатие ладони к выпуклому основанию может быть неполным из-за возможного слабого усилия прижатия, вследствие чего надежное сканирование рисунка кожных линий не обеспечивается.In this technical solution, pressing the palm against a convex base may be incomplete due to a possible weak pressing force, as a result of which reliable scanning of the pattern of skin lines is not provided.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ сканирования рисунка кожных линий, заключающийся в помещении участка кожи на выпуклое основание, прозрачное для сканирующего излучения, создании усилия для перемещения основания относительно неподвижной опоры по мере полного перемещения анализируемого участка кожи относительно потока сканирующего излучения от источника через выпуклое основание и регистрации приемником отраженного излучения (патент РФ №2168206, МПК G06K 9/00, А61В 5/117, опубл. 2001 г.). Соответствующее устройство для реализации способа содержит прозрачное для сканирующего излучения выпуклое основание, предназначенное для контакта с участком кожи, источник и приемник излучения, установленные с соответствующих сторон области контакта выпуклого основания с участком кожи, причем выпуклое основание выполнено в виде цилиндра с возможностью вращения вокруг оси, фиксированной относительно неподвижной опоры, для поворота на угол, обеспечивающий полное перемещение анализируемого участка кожи относительно потока сканирующего излучения (патент РФ №2168206, МПК G06K 9/00, А61В 5/117, опубл. 2001 г.). Данное техническое решение выбрано в качестве прототипа.Closest to the proposed invention is a method of scanning the pattern of skin lines, which consists in placing the skin area on a convex base that is transparent to the scanning radiation, creating an effort to move the base relative to the fixed support as the analyzed skin area moves completely relative to the scanning radiation flow from the source through the convex base and registration by the receiver of the reflected radiation (RF patent No. 2168206, IPC G06K 9/00, AB 5/117, publ. 2001). A suitable device for implementing the method comprises a convex base transparent for scanning radiation, intended for contact with a skin site, a radiation source and receiver mounted on the respective sides of the contact area of the convex base with the skin site, the convex base being made in the form of a cylinder rotatably about an axis, fixed relative to a fixed support, for rotation through an angle, providing full movement of the analyzed area of the skin relative to the flow by scanning its radiation (RF patent No. 2168206, IPC G06K 9/00, A61B 5/117, publ. 2001). This technical solution is selected as a prototype.
Прототип, по сравнению с аналогами, позволяет получить более качественные изображения отпечатков пальцев и ладоней. Однако, и прототипу, и аналогам присущ общий недостаток, заключающийся в том, что их использование не позволяет отличить муляж от реального пальца. Это является принципиальным моментом для систем с ограниченным доступом (под системой понимается, например, охраняемый военный объект, банк, хранилище и т.д.), поскольку с помощью муляжа, изготовленного с отпечатка реального пользователя системы, в нее может получить доступ случайное лицо (злоумышленник).The prototype, in comparison with analogues, allows you to get better images of fingerprints and palms. However, both the prototype and analogues have a common drawback, namely, that their use does not allow us to distinguish a fake from a real finger. This is a crucial point for systems with limited access (a system is understood, for example, as a guarded military facility, bank, storage, etc.), because with the help of a fake made from the fingerprint of a real user of the system, a random person can access it ( attacker).
Задачей, решаемой настоящим изобретением, является создание такого способа и устройства регистрации папиллярного узора, которые позволяют гарантированно отличить реальный палец от муляжа.The problem solved by the present invention is the creation of such a method and device for registering a papillary pattern, which allows guaranteed to distinguish a real finger from a dummy.
Достигается это тем, что в известном способе регистрации папиллярного узора, заключающемся в помещении анализируемой части тела с регистрируемым папиллярным узором на основание, оптически прозрачное для излучения, освещении анализируемой части тела потоком излучения от источника излучения через основание и регистрации излучения приемником, излучение формируют одновременно в двух диапазонах длин волн, один из которых инфракрасный, а регистрацию излучения приемником производят для инфракрасного диапазона в рассеянных лучах, а для другого - в отраженных лучах.This is achieved by the fact that in the known method of registering a papillary pattern, which consists in placing the analyzed body part with a registered papillary pattern on a base that is optically transparent for radiation, illuminating the analyzed part of the body with a radiation flux from the radiation source through the base and registering radiation with the receiver, the radiation is generated simultaneously in two ranges of wavelengths, one of which is infrared, and the radiation is recorded by the receiver for the infrared in scattered rays, and for the other gogo - in reflected rays.
Для решения поставленной задачи в устройстве для регистрации папиллярного узора, содержащем оптически прозрачное основание с входной, выходной и воспринимающей отпечатки пальцев поверхностями, источник излучения в видимом диапазоне волн, установленный напротив входной поверхности основания, приемник излучения, размещенный напротив выходной поверхности основания и связанный оптически с источником излучения и электрически с блоком обработки, установлен дополнительный источник излучения, расположенный под воспринимающей поверхностью основания напротив области контакта пальца с воспринимающей поверхностью основания, излучающий в инфракрасном диапазоне волн и оптически связанный с приемником излучения.To solve the problem in a device for registering a papillary pattern, containing an optically transparent base with input, output and fingerprint surfaces, a radiation source in the visible wave range mounted opposite the input surface of the base, a radiation receiver located opposite the output surface of the base and connected optically to a radiation source and electrically with a processing unit, an additional radiation source located below the receiving surface is installed of the base opposite the contact area of the finger with the receiving surface of the base, emitting in the infrared wavelength range and optically coupled to the radiation receiver.
Сущность предлагаемого изобретения иллюстрируется на чертеже, где представлен один из возможных вариантов выполнения устройства для регистрации папиллярного узора для осуществления заявляемого способа (приведен разрез устройства).The essence of the invention is illustrated in the drawing, which shows one of the possible embodiments of a device for registering a papillary pattern for the implementation of the proposed method (sectional view of the device).
Устройство содержит источник излучения 1 в видимом диапазоне волн, оптически прозрачное основание 2 (изображенное для простоты восприятия в виде призмы, хотя может быть выпуклым, цилиндрической формы и т.д., что не влияет на суть изобретения), с входной, выходной и воспринимающей отпечатки пальцев поверхностями (соответственно, поверхности ВС, AD и АВ), приемник 3 излучения, электрически связанный кабелем 4 с блоком 5 обработки изображения. Источник 1 расположен напротив входной поверхности ВС и оптически связан с приемником 3, установленным напротив выходной поверхности AD основания 2. Источник 1 может быть выполнен, например, в виде матрицы светодиодов, а приемник 3 - в виде цветной матрицы сенсоров (фотодетекторов). К воспринимающей поверхности АВ основания 2 прикладывается палец 7 (либо ладонь). Под воспринимающей поверхностью АВ основания 2 напротив области контакта пальца 7 с поверхностью АВ установлен дополнительный источник 6 излучения, излучающий в инфракрасном диапазоне волн (предпочтительно в ближнем инфракрасном диапазоне) и оптически связанный с приемником 3. Ход лучей от источников показан стрелками (от источника 1 - α-лучи, от источника 6 - β-лучи). Приведенные на чертеже элементы устройства располагаются внутри корпуса (не показан).The device contains a
Устройство работает следующим образом. Излучение от источника 1, излучающего в видимом диапазоне волн (например, лучи зеленого или синего цвета), входит в оптически прозрачное основание 2 через входную поверхность ВС и достигает воспринимающей поверхности АВ, к которой приложен палец 7. В тех местах поверхности АВ, к которым прилегают папиллярные линии пальца 7, свет от источника 1 уходит в кожу пальца 7 и поглощается. В тех же местах поверхности АВ, где расположены бороздки между папиллярными линиями, свет отражается и выходит из основания 2 через выходную поверхность AD (α-лучи на чертеже). Источник 1 устанавливается таким образом, чтобы лучи от него падали на воспринимающую поверхность АВ под углом, близким к углу полного внутреннего отражения для выбранного материала основания 2. После выхода из основания 2 α-лучи формируют в плоскости приемника 3 светотеневую картину папиллярного узора пальца 7, которая преобразуется приемником 3 в электрические сигналы и передается по кабелю 4 в блок 5 обработки изображения. Таким образом, от источника 1 излучения изображение папиллярного узора пальца регистрируется в отраженных лучах.The device operates as follows. Radiation from a
Одновременно с источником 1 работает источник 6, излучающий в инфракрасном диапазоне волн, который расположен напротив области контакта пальца 7 с воспринимающей поверхностью АВ основания 2. Излучение от источника 6 также проходит через основание 2 и достигает воспринимающей поверхности АВ, после чего входит в кожу пальца 7, контактирующую с поверхностью АВ. Поверхностные слои кожи пальца полупрозрачны для инфракрасного излучения, поэтому инфракрасное излучение рассеивается в основном на подкожных гребешках, состоящих из сосочков разнообразной формы, расположенных в два ряда и пронизанных кровеносными капиллярами. Интенсивное рассеивание инфракрасного света на гребешках обусловлено свойствами крови. Это свойство крови давно используется криминалистами при исследовании мест преступления для выявления скрытых следов крови, а именно при освещении сцены преступления инфракрасным светом остатки крови ярко выделяются на общем фоне (интересно, что в ультрафиолетовом свете кровь смотрится как черный бархат, то есть эффективно поглощает свет). Так как папиллярные линии повторяют объемный рельеф подкожных гребешков, рассеянное инфракрасное излучение из пальца 7 выходит через папиллярные линии, контактирующие с основанием 2, проходит через основание 2 и частично через выходную поверхность AD (β-лучи), в результате чего, в плоскости приемника 3 формируется светотеневое изображение рельефа подкожных гребешков, повторяющее изображение папиллярного узора пальца 7.Simultaneously with the
Приемник 3 преобразует полученное изображение в электрические сигналы, передающиеся по кабелю 4 в блок 5 обработки. Таким образом, от источника 6 изображение регистрируется приемником 3 в рассеянных лучах.The
Рассмотрим следующие случаи:Consider the following cases:
1. К воспринимающей поверхности прикладывается реальный палец. В этом случае изображение узора папиллярных линий, полученное от источника излучения 1, совпадет по структуре с изображением рельефа подкожных гребешков, полученным от источника 6 инфракрасного излучения. Может быть сделан вывод, что к воспринимающей поверхности был приложен реальный палец.1. A real finger is applied to the sensing surface. In this case, the image of the pattern of papillary lines obtained from the
2. К воспринимающей поверхности прикладывается муляж, выполненный в виде прозрачной тонкой пленки с выполненным на ней узором из линий, приклеиваемой к подушечке пальца (например, на основе силиконовой резины). В этом случае приемником 3 в отраженных лучах от источника 1 будет зарегистрировано изображение узора, выполненного на пленке, а в рассеянных лучах от источника 6 будет зарегистрировано изображение рельефа подкожных гребешков, совпадающее по структуре с изображением узора папиллярных линий реального пальца и не совпадающее по структуре с узором линий муляжа, поскольку муляж прозрачен для инфракрасных лучей. Может быть сделан вывод, что к воспринимающей поверхности был приложен муляж.2. A fake made in the form of a transparent thin film with a pattern made of lines glued to the finger pad (for example, based on silicone rubber) is applied to the receiving surface. In this case, the
3. К воспринимающей поверхности прикладывается муляж пальца с выполненным на нем рельефным узором линий (например, штамп пальца из обычной резины). В этом случае в отраженных лучах приемником 3 будет зарегистрировано изображение узора муляжа, а в рассеянных лучах изображения зарегистрировано не будет, т.к. инфракрасное излучение поглотится внутри муляжа. Может быть сделан вывод, что к воспринимающей поверхности основания был приложен муляж пальца.3. A finger model is applied to the perceiving surface with a relief pattern of lines made on it (for example, a finger stamp from ordinary rubber). In this case, the image of the fake pattern will be registered by the
Таким образом, применение заявляемого устройства позволяет отличить реальный палец от муляжа, что невозможно сделать при использовании аналогов и прототипа.Thus, the use of the inventive device allows you to distinguish a real finger from the dummy, which is impossible to do when using analogues and prototype.
Рассмотрим последовательность действий, выполняемых в заявляемом способе на основе описанного устройства.Consider the sequence of actions performed in the present method based on the described device.
Палец 7 (или ладонь) человека помещают на воспринимающую поверхность АВ оптически прозрачного основания 2 и освещают его потоком излучения, которое формируют одновременно в двух диапазонах длин волн, один из которых инфракрасный. Для этого используют два источника излучения, один из которых (источник 1), излучающий в видимом диапазоне, расположен напротив входной поверхности ВС основания 2, а другой (источник 6) расположен под воспринимающей поверхностью АВ напротив пятна контакта пальца 7 с этой поверхностью и излучающий в инфракрасном диапазоне. В местах контакта папиллярных линий пальца 7 с воспринимающей поверхностью свет от источника 1 уходит в кожу и поглощается, а в местах расположения бороздок свет отражается под углом полного внутреннего отражения и выходит через поверхность AD основания 2. На приемнике 3 формируется в отраженных α-лучах светотеневая картина папиллярных линий.The finger 7 (or palm) of a person is placed on the receiving surface AB of an optically
Папиллярные линии на коже пальцев рук повторяют рельеф подкожных гребешков, сформированных двумя рядами сосочков, пронизанных кровеносными капиллярами. Гребешки отделяются друг от друга бороздками. Ближе всего к поверхности кожи располагаются гребешки. Излучение от источника 6, излучающего в инфракрасном диапазоне (предпочтителен ближний инфракрасный свет), рассеивается преимущественно гребешками, поскольку там впервые появляются частицы крови, если смотреть снаружи, и в меньшей степени самой кожей. Эффект сильного рассеивания и отражения инфракрасного света кровью используется милицией для обнаружения скрытых следов крови на месте преступления.Papillary lines on the skin of the fingers repeat the relief of the subcutaneous scallops formed by two rows of papillae penetrated by blood capillaries. Scallops are separated from each other by grooves. Scallops are closest to the skin surface. Radiation from a
Инфракрасное излучение от источника 6, рассеянное на гребешках, в точках контакта папиллярных линий и основания 2 возвращается в основание 2. Часть рассеянного инфракрасного излучения из основания 2 выходит через выходную поверхность AD и регистрируется с помощью приемника 3, расположенного напротив выходной поверхности AD основания 2. На приемнике 3 формируется в рассеянном инфракрасном свете светотеневая картина живых папиллярных линий, повторяющих рельеф подкожных гребешков. Таким образом от источника 1 регистрируют излучение в отраженных α-лучах, а от источника 6 в рассеянных β-лучах. В результате, для реального пальца получают два изображения папиллярного узора. Эти изображения различаются по яркости и контрасту, степени зашумленности (из-за влияния полупрозрачного для инфракрасного излучения поверхностного слоя кожи), но совпадают по структуре, то есть частные признаки (окончания и разветвления папиллярных линий) и общие признаки (петли, дельты и завитки) на этих двух изображениях распознаются подобно. Распознавание может быть произведено либо человеком, либо программным способом. В случае применения муляжа данные изображения по структуре отличаются, либо изображение в рассеянных лучах отсутствует. Последовательность действий способа завершена.The infrared radiation from the
Таким образом, предложенные заявителем способ и устройство для его реализации позволяют, по сравнению с аналогами и прототипом, отличить реальный палец (ладонь) пользователя от муляжа, что повышает степень защиты различных систем от доступа к ним третьих лиц.Thus, the method and device proposed by the applicant for its implementation allows, in comparison with analogues and prototype, to distinguish the user's real finger (palm) from the imitation, which increases the degree of protection of various systems from third parties access to them.
Учитывая новизну и наличие существенных отличительных признаков в заявляемом техническом решении, а также промышленную применимость технического решения, заявитель считает, что оно может быть защищено патентом на изобретение.Given the novelty and the presence of significant distinguishing features in the claimed technical solution, as well as the industrial applicability of the technical solution, the applicant believes that it can be protected by a patent for an invention.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007134461/14A RU2371089C2 (en) | 2007-09-14 | 2007-09-14 | Method for registration of papillary pattern and device for its realisation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007134461/14A RU2371089C2 (en) | 2007-09-14 | 2007-09-14 | Method for registration of papillary pattern and device for its realisation |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2007134461A RU2007134461A (en) | 2009-03-20 |
RU2371089C2 true RU2371089C2 (en) | 2009-10-27 |
Family
ID=40544914
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007134461/14A RU2371089C2 (en) | 2007-09-14 | 2007-09-14 | Method for registration of papillary pattern and device for its realisation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2371089C2 (en) |
-
2007
- 2007-09-14 RU RU2007134461/14A patent/RU2371089C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ЕР 061791Я A2, 05.10.1994. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2007134461A (en) | 2009-03-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8913800B2 (en) | Optical biometrics imaging with films | |
EP2397969B1 (en) | Multispectral imaging biometrics | |
US20080298649A1 (en) | Hygienic biometric sensors | |
US7394919B2 (en) | Multispectral biometric imaging | |
US7539330B2 (en) | Multispectral liveness determination | |
CN101632089B (en) | Biometric sensors | |
US20110163163A1 (en) | Multispectral barcode imaging | |
Nixon et al. | Multispectral fingerprint imaging for spoof detection | |
TWI782074B (en) | Biometric identification system, mobile device and method of differentiating biological tissue from non-biological material of object | |
JP2009511094A (en) | Biometric sensor | |
KR20060002923A (en) | Multispectral biometric sensor | |
TW201035882A (en) | Three dimensional biometric scanner | |
JP2010503079A (en) | System and apparatus for robust fingerprint acquisition | |
US9619690B2 (en) | Authentication apparatus, prism member for authentication and authentication method | |
US20150054932A1 (en) | Authentication apparatus, prism member for authentication and authentication method | |
KR20160117863A (en) | A Fingerprint Identifier and a Fingerprint Identifying Method | |
KR20160117861A (en) | A Fingerprint Identifier and a Fingerprint Identifying Method | |
RU2371089C2 (en) | Method for registration of papillary pattern and device for its realisation | |
KR20160117864A (en) | A Fingerprint Identifier and a Fingerprint Identifying Method | |
CN1957360A (en) | Methods and systems for estimation of personal characteristics from biometric measurements | |
KR20160117860A (en) | A Fingerprint Identifier and a Fingerprint Identifying Method | |
RU2413299C2 (en) | Method of recording finger papillary pattern | |
KR20160117862A (en) | A Fingerprint Identifier and a Fingerprint Identifying Method | |
RU67425U1 (en) | DEVICE FOR PAPILLARY PATTERN REGISTRATION |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100915 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20130427 |
|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20131023 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140915 |