TWI782074B - 生物特徵識別系統,行動裝置以及區分物件之生物組織與非生物材料之方法 - Google Patents
生物特徵識別系統,行動裝置以及區分物件之生物組織與非生物材料之方法 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI782074B TWI782074B TW107128935A TW107128935A TWI782074B TW I782074 B TWI782074 B TW I782074B TW 107128935 A TW107128935 A TW 107128935A TW 107128935 A TW107128935 A TW 107128935A TW I782074 B TWI782074 B TW I782074B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- identification system
- biometric identification
- camera
- diffuser
- speckle
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
- G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
- G06V40/40—Spoof detection, e.g. liveness detection
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
- G06V10/00—Arrangements for image or video recognition or understanding
- G06V10/10—Image acquisition
- G06V10/12—Details of acquisition arrangements; Constructional details thereof
- G06V10/14—Optical characteristics of the device performing the acquisition or on the illumination arrangements
- G06V10/145—Illumination specially adapted for pattern recognition, e.g. using gratings
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
- G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
- G06V40/10—Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
- G06V40/16—Human faces, e.g. facial parts, sketches or expressions
- G06V40/161—Detection; Localisation; Normalisation
- G06V40/166—Detection; Localisation; Normalisation using acquisition arrangements
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
- G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
- G06V40/10—Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
- G06V40/18—Eye characteristics, e.g. of the iris
- G06V40/19—Sensors therefor
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
- G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
- G06V40/40—Spoof detection, e.g. liveness detection
- G06V40/45—Detection of the body part being alive
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Artificial Intelligence (AREA)
- Ophthalmology & Optometry (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
- Collating Specific Patterns (AREA)
- Image Input (AREA)
- Electrotherapy Devices (AREA)
- Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)
Abstract
本發明係關於一種歸因於斑點特性之分析而具有提高安全性之生物特徵鑑別系統及用於生物特徵鑑別之方法。本發明進一步係關於一種包括本發明之該生物特徵鑑別系統之行動、固定或永久安裝的裝置。
Description
本發明係一種關於歸因於斑點特性(signature)之分析而具有提高安全性之生物特徵鑑別系統及用於生物特徵鑑別之方法。本發明進一步係關於一種包括本發明之該生物特徵鑑別系統之行動裝置。
生物特徵鑑別隨著該技術已存在於個人電腦(配件)及行動電話中而變得非常普遍。一共同生物特徵鑑別方法係對臉部之特徵進行成像且自其導出獨特性質以用於鑑別目的。具有區分一人臉與其之一表示(諸如一經印刷紙張或一面具)之能力係至關重要的。WO 2008/11304描述一種解決方案,其藉由用電磁輻射輻照生物組織並分析該經發射之輻射而對該等組織內之新陳代謝及/或化學中間體進行比例式量測。然而,此係亦需要組織與裝置直接接觸(例如,指尖在玻璃板上)之一複雜生物分析方法。
因此,需要其中可靠辨別生物組織與虛假或仿造物件之一較不複雜之生物特徵鑑別方法。
本發明之一目的係提供一種具有提高安全性同時容易使用之生物特徵鑑別裝置及方法。
本發明係藉由獨立技術方案所定義。附屬技術方案定義有利實施例。
根據一第一態樣,提供一種用於鑑別個體之一部分上之一生物特徵之生物特徵識別系統。
該生物特徵識別系統包括:至少一光源單元,其包括用以引起一照明射束之至少一VCSEL或VCSEL陣列;一照明路徑,其經配置以引導該照明射束朝向該個體之該部分以便產生至少一對應影像回應,藉此該照明路徑包括用於加寬該照明射束之一光學元件;一影像感測單元,其經配置以接收該至少一對應影像回應,其中該影像感測單元能夠擷取藉由該影像感測單元產生之該影像中之斑點圖案且藉此形成一電腦可讀影像及/或表示斑點對比度之資料;及視需要一運算裝置,其用以分析如藉由該影像感測單元產生之該電腦可讀影像資料及/或該斑點對比度資料以驗證該個體之該部分為生物組織。
如發明者發現,在雷射成像中通常為一非所要效應之斑點對比度可以一積極方式用於辨別生物組織與仿造物件(諸如面具、仿製品或照片)。
為使用斑點對比度作為安全性量測,必須用一雷射射束照明待分析之目標。雷射光歸因於其相當大的相干長度而展示為歸因於生物組織中之斑點對比度之顯著降低而在生物組織對比非生物物件中表現出差異性。
在人類組織中,雷射光將穿透組織,導致多個散射事件且可能使皮膚朝向影像感測單元。藉此穿透皮膚之雷射射束將具有穿過皮膚之眾多橫穿路徑長度。此眾多路徑長度足夠大,使得光波不再干涉,此係
因為路徑長度大於雷射光之相干長度。因此,斑點對比度顯著降低。
對於仿造物件(諸如紙或塑膠),光反射發生在紙/塑膠中之一非常淺深度中或紙/塑膠表面處。光學路徑長度因此非常類似。因此將觀察到一顯著斑點對比度。
斑點對比度之此差異可用作經分析之目標種類之特性。一高斑點對比度之偵測係一非生物物件之一指示。此應接著導致識別失敗。
當照明不均勻時,人類皮膚之漫射性質亦對影像品質具有影響。雷射光通常穿過一光學元件以加寬光射束。此一光學元件(如一漫射體)可引起雷射光之繞射。來自該漫射體之所得光不再均勻但由於經繞射之光射束之干涉而展示具有峰值及谷值之一繞射圖案。吾人可將此一繞射圖案稱為「照明斑點」,此係因為其僅與照明器有關。此與「成像斑點」形成對比,「成像斑點」係在對來自一無序或粗糙表面之相干光進行成像時在一相機系統中發生之干涉效應。當具有「照明斑點」之一源照射於皮膚上時,皮膚之漫射性質將使光擴散於組織中。當光離開表面朝向一相機時,其將歸因於與皮膚之相互作用而顯得均勻得多。本發明方法亦對在對人類皮膚進行成像時之「照明斑點」之此明顯減少敏感。
本發明方法具有進一步優點,即,其可與在生物特徵成像中非常常見之紅外雷射光一起使用。
藉由使用不同雷射及光感測單元,本發明之方法及裝置可容易地用於廣泛範圍之生物特徵組織。
因為每個生物組織將展示斑點對比度之有利降低,所以本發明之方法及裝置可運用目標個體之不同部分(諸如指尖、手掌、皮膚、視網膜或虹膜)執行。
藉由使用常見雷射光及常見相機技術,如藉由本發明之方法及裝置產生之安全性特徵未經認可為安全性特徵,且因此目標個體不覺得有必要採取反作用。
因為本發明之方法可運用既定及具成本效益之組件執行,所以其可以一具成本效益之方式容易地產生。
本發明係基於斑點現象。雷射之小尺寸及窄光譜頻寬可引起在觀看經照明物件時見到斑點(如雷射照明中常見般)。斑點係由雷射能量與雷射能量在其自雷射孔徑至目標且返回至眼睛或光子收集表面(即,分別為視網膜或相機焦平面陣列)之路徑上遇到之光學表面之相互作用而引起。光子之間的光學干涉引起經雷射照明之場景中之亮點及暗點之出現被相機或眼睛感知。
一般而言,本生物特徵發明提供裝置及方法,該等裝置及方法提供真實、活體目標與欺騙或虛假目標組織之間的基於斑點圖案之辨別。在一些實施例中,裝置及方法以一自動化及高度安全及防欺騙方式提供真實組織與虛假組織之間的基於斑點圖案之辨別。在一些實施例中,本發明使用僅藉由生物組織產生且易於在組織或表面之非活體模型中產生之斑點對比度抑制,以便進行真實、活體組織之一安全及可靠生物特徵識別,作為一單個全域或局域化量測,或甚至在多個位點處作為一影像。
根據本發明,光源包括至少一雷射,使得一個、兩個、三個、四個或甚至更多雷射可用於照明待分析之個體之部分。在一較佳實施例中,生物特徵識別系統僅由用於產生雷射射束之一個雷射組成。
在本發明之一較佳實施例中,生物特徵鑑別系統之至少一雷射能夠產生具有至少1mm、較佳至少1cm且更佳至少10cm之一相干
長度之一雷射射束。
如本文中所使用之至少一雷射可在一可見光譜內、在一紫外光譜或一紅外光譜或適於產生一可偵測斑點圖案之任何其他光譜內操作。
在一較佳實施例中,至少一雷射在紅外光譜中操作。
替代性地,至少一雷射可經組態以使光依特定頻率及/或圖案(即,頻率標記)脈動。與影像擷取一致地調變雷射可容許在用雷射光及不用雷射光循序地獲取一影像時自紅外影像減去環境光。減去兩個影像將僅產生經雷射光照明之物件之一影像。
根據本發明,至少一雷射係一垂直腔面發射雷射(VCSEL),或由多個VCSEL發射器組成之一VCSEL陣列。在一較佳實施例中,該VCSEL陣列由20個至200個VCSEL發射器組成。
在本發明之一較佳實施例中,至少一雷射係一VCSEL。儘管可使用任何類型之雷射,然VCSEL在尺寸上相對較小,從而減輕封裝考量,製造相對較便宜,從而減輕成本考量。
在一較佳實施例中,如藉由雷射產生之雷射光係在750nm與1000nm之間的一波長範圍中。此範圍具有可使用常見基於Si之感測器之優點。
在本發明之一更佳實施例中,至少一雷射係一紅外VCSEL陣列。
在本發明之進一步實施例中,VCSEL陣列係一單片晶片,此係因為其提供良好斑點對比度,且因而斑點圖案中之一高對比度。然而,亦可使用其他VCSEL晶片架構,只要其等引起一可量測斑點對比
度。
在本發明之一較佳實施例中,本發明之光源未運用高頻率調變操作。高頻率調變引起光之光譜加寬,且因而減少斑點形成。替代性地,分別在需要或不需要斑點形成之任何時候,可開啟或關閉高頻率調變。
根據本發明,生物特徵鑑別裝置包括一照明路徑,該照明路徑經配置以引導照明射束朝向個體之部分,以便產生至少一對應影像回應。在一揭示內容中,此照明路徑係由光源單元直接建立。根據本發明,裝置進一步包括一光學模組,如由雷射發射之雷射光穿過該光學模組且經修改以產生該照明路徑。
根據本發明,照明路徑包括用於加寬照明射束之一光學元件,該光學元件宜為一漫射體。此具有以下優點:雷射光射束之角度較寬,且因而產生用於後續相機偵測之一較大視野。
在一項實施例中,漫射體係一表面漫射體,其中該漫射體材料自身係透明的,但漫射體包括導致光之繞射之一紋理。該紋理可為規則的(諸如一微透鏡陣列),或其可完全隨機的(諸如一噴砂玻璃表面),或其等之一組合(例如,微透鏡之一規則格柵,具有不同尺寸或形狀之微透鏡)。由於不同紋理,可自一規則繞射圖案(例如,如藉由一較佳規則微透鏡陣列產生)至一完全不規則/隨機之繞射圖案(如藉由一噴砂玻璃產生)產生一廣泛範圍之繞射圖案。在本發明中,該兩種圖案皆被稱為「照明斑點」。
在進一步實施例中,漫射體係一體積漫射體,從而一透明介質中之散射實體(其等宜為顆粒)將重新引導傳入光。
在一第三實施例中,漫射體可為一表面及一體積漫射體之一組合,諸如具有嵌入散射顆粒及一粗糙繞射紋理之一透明介質。
根據本發明,可為漫射體介質及/或漫射體紋理之漫射體之(若干)漫射元件在其產生一靜止繞射圖案之情況下必須為靜止的。該靜止繞射圖案導致一致斑點對比度,使得甚至可以一穩健及可重現方式區分歸因於照明生物表面對比非生物表面所引起之斑點對比度之微小差異。
因此,較佳的是,裝置包括用以實現裝置之主要元件(即,光源、漫射體、相機及目標物件)之較不動態或甚至靜態配置之構件。物件之一連續移動或漫射體在光源前方之一移動將導致一動態斑點,該動態斑點將歸因於必要的平均演算法而減少或甚至防止斑點對比度差異之辨別。
在本發明之進一步實施例中,生物特徵識別系統可提供兩種配置,使得使用者可在不需要斑點信號之情況下之一動態斑點(且因此對其求平均值)與根據本發明導致斑點對比度之一靜止系統之間選擇。
根據本發明,生物特徵識別系統可歸因於至少1%之斑點對比度之一差異而區分一生物組織與一非生物物件。
根據本發明,系統之生物特徵識別系統可用於鑑別基本上由生物組織組成之個體之各部分。生物組織可藉由皮膚或身體之其他部分(諸如虹膜)所表示。
因此,個體之藉由本發明之生物特徵識別系統及方法分析之部分可為(例如)手指或指尖、手掌、視網膜或臉部。
在一較佳實施例中,個體之經分析之部分係個體之頭部或臉部。
在本發明之一實施例中,生物特徵識別進一步包括定位於經分析之個體與影像感測單元之間的光路徑中之一濾光片以阻斷環境光之至少一部分以便支援斑點對比度之分析。
在另一實施例中,與影像擷取一致地調變光源,從而容許在用雷射光及不用雷射光循序地獲取一影像時自紅外影像減去環境光。減去兩個影像將僅產生經雷射光照明之物件之一影像。
在本發明之另一實施例中,生物特徵識別系統進一步包括用以將待分析之部分帶入相對於光源單元及/或影像感測單元之一預定位置中且濾除可見光以便支援斑點對比度之分析之一位置結構。藉此該定位系統以一所定義方式實現影像之擷取,此增強個體之安全鑑別。
較佳的是,在本發明之生物特徵識別系統內,光源單元係以僅從一個角度照明個體之部分之一方式配置。此配置增強一斑點圖案之形成且藉此支援生物組織與非生物組織之間的辨別。
生物特徵識別系統之光源單元產生具有一窄光譜頻寬及/或線性偏光狀態之一照明射束係合適的。一窄頻寬及同時一線性偏光狀態增強一斑點圖案之形成,藉此導致一最佳斑點對比度。
在本發明之一實施例中,本發明之生物特徵識別裝置之影像感測單元係選自由以下各者組成之群組:CCD(電荷耦合裝置)相機、IR相機、RGB相機、RGB+IR相機、光電偵測器、CMOS技術及其他偵測器陣列。
當使用一RGB相機時,較佳的是影像感測器在像素陣列上展示彩色濾光片之一拜耳(Bayer)配置。在拜耳濾光片馬賽克中,濾光片圖案係50%綠色、25%紅色及25%藍色。然而,亦可使用替代技術,諸如
彩色共位點取樣、Foveon X3感測器、二向色鏡或透明繞射濾光片陣列。
在一較佳實施例中,相機係其中進一步偵測紅外光之一RGB+IR相機。通常,如上文所描述之拜耳馬賽克圖案在此經修改,使得綠色濾光片之一半轉換為IR濾光片,使得所得濾光片圖案係25%綠色、25%紅色、25%藍色及25%紅外。然而,熟習技術者知道用以構造他將根據特定偵測要求選取之一RGB+IR相機之進一步策略。
較佳的是,如裝置及方法中所使用之相機具有一小孔徑,較佳在1mm與3mm之間且更佳在1.5mm與2.5mm之間。較大孔徑導致較不顯著斑點圖案。
在本發明之一較佳實施例中,光源及相機係在裝置上間隔開10mm與50mm之間。此相當短距離實現小尺寸裝置(諸如智慧型電話及膝上型電腦)之使用。
在一更佳實施例中,光源與相機之間的距離小於40mm,較佳小於30mm且更佳小於20mm,且甚至更佳小於15mm。此一縮短距離具有以下優點,均勻地照明目標(例如,一人類之臉部)而不產生任何干擾陰影。
影像感測單元可將電腦可讀影像及/或表示斑點對比度之資料傳送至一運算裝置以供分析。如本文中所使用,一運算裝置可包括一或多個處理器、一或多個運算平台、一場可程式化閘陣列、一放大特定積體電路,或任何其他電子運算裝置。在各項實施例中,運算裝置可在生物特徵鑑別系統本端定位或可遠端地定位(諸如至少在一遠端伺服器處分析斑點對比度)。在任何情況下,運算裝置可基於斑點對比度識別與使用者識
別相關聯之一或多個特性。
在一較佳實施例中,影像感測單元並不參考斑點對比度而是參考個體特性來分析影像以便識別個體。此可藉由識別臉部特性、指紋或血管影像及與各自預儲存資料之比較來完成。
在一第二態樣中,本發明提供一種包括本發明之生物特徵識別系統之行動裝置。
在本發明之一較佳實施例中,該行動裝置較佳為一智慧型電話、一平板PC、一筆記本電腦、一膝上型電腦、一網路攝影機、一獨立網路攝影機、一監控攝影機、一CCTV攝影機、一個人數位助理或一數位攝影機。
在一更佳實施例中,行動裝置係一行動電話或一膝上型電腦。
在一第三態樣中,本發明提供一種包括本發明之生物特徵識別系統之不可移動或永久安裝之裝置。
在本發明之一較佳實施例中,該不可移動或永久安裝之行動裝置較佳為一桌上型PC、一網路攝影機、一監控攝影機或一CCTV攝影機。
在一第四態樣中,本發明提供一種區分生物組織與一非生物物件之方法,該方法包括以下步驟:-用如藉由至少一雷射產生之一雷射射束照明一目標區域;-偵測自該目標區域傳出之斑點對比度;-基於該斑點對比度分別判定該生物組織或該非生物物件之存在。
根據本發明,本發明之方法中之該雷射射束係藉由至少一
雷射產生,使得一個、兩個、三個、四個或甚至更多雷射可用於照明目標區域。在一較佳實施例中,方法僅使用一個雷射用於產生雷射射束。
顯著地,自目標區域傳出之斑點對比度可為成像斑點、照明斑點或兩者之一組合。
在該方法之一較佳實施例中,目標區域係用一經繞射之雷射射束,較佳藉由使用一表面漫射體或體積漫射體照明。如上文所描述,方法亦可與一經繞射之雷射射束一起使用。關於如上文所描述之用於本發明之生物特徵識別系統之漫射體之實施例亦應用於區分生物組織與非生物物件之所主張方法。
在一第四態樣中,本發明提供一種用於透過斑點對比度分析鑑別個體之運算系統。
根據本發明,「生物特徵」係定義為用於基於人之身體特性提供一識別或辨識功能的量測。身體特徵包含(但不限於):臉部特徵、視網膜血管圖案、指紋。此等特徵係生物之跡象且通常並不存在於無生命或欺騙組織中。例如,生物特徵量測係用於安全性目的,諸如建築物入口限制、文件檢閱限制、導彈發射限制、個人活動追蹤,且甚至機場處之可能恐怖分子的篩查。
如本文中所使用之術語「欺騙」描述形成一偽造(虛假)或欺騙性誘餌之動作,該偽造(虛假)或欺騙性誘餌使一生物特徵鑑別系統混淆認為該虛假誘餌係真實組織,藉此繞過生物特徵識別系統之安全性,且破壞生物特徵識別意欲提供之固有辨識及/或篩查功能。術語「虛假組織」、「非生物物件」及「仿造」係欺騙組織之等效物,且可在欺騙之背景
內容中使用。
根據本發明,術語「斑點」涵蓋「成像斑點」及「照明斑點」。成像斑點係如由於用相干雷射光照明一粗糙表面而觀察到之經典斑點。照明斑點表示在用一經繞射光射束照明一非生物物件時觀察到之斑點狀圖案。在未判定潛在機制之情況下,假設具有其繞射圖案之繞射光係由目標反射,從而導致相機感測器之一非均勻照明,且因此導致一斑點狀圖案。歸因於照明斑點之經偵測斑點對比度取決於經照明物件的性質。
顯著地,兩種形式,「成像斑點」及「照明斑點」可同時發生,但根據本發明並不需要辨別,此係因為整體斑點對比度降低係足以用於生物特徵分析。作為一假設,據信照明斑點係藉由生物表面歸因於其等作為體積散射體之動作而減少。光將在該等組織中行進且在不同於其進入之處之一位置中離開組織。若照明斑點在皮膚上具有一小特徵尺寸(例如,峰間1mm),則皮膚將在其如一體積散射體般表現時「模糊」照射光。因此,離開皮膚之光的空間範圍將比來自照射光的空間範圍均勻得多。
如本發明中所使用之術語「漫射體」表示使如藉由宜為一雷射之光射束產生之光繞射之一繞射元件。此涵蓋表面漫射體,其等表示具有一特定繞射紋理之透明物件。此紋理可為規則的、隨機的,或其等之一組合。術語「漫射體」進一步涵蓋所謂之體積漫射體,藉此一透明介質中之散射實體(較佳顆粒)將引導傳入光。另外漫射體可為一組合之表面及體積漫射體。根據本發明,可為漫射體介質或漫射體紋理的漫射元件在其產生一靜止繞射圖案的情況下必須為靜止的。
10:生物特徵鑑別裝置
11:外殼
12:電源單元
15:電連接件
20:(個體之)部分
21:個體
22:影像回應
30:光源單元
31:雷射
32:雷射射束
33:經加寬及繞射之雷射射束
40:照明路徑
50:影像感測單元
55:資料線
60:漫射體
70:運算裝置
將自下文所描述之實施例明白及參考下文所描述之實施例闡述本發明之此等及其他態樣。
現將藉由實例基於參考附圖之實施例描述本發明。
在圖式中:圖1以一橫截面展示根據本發明之生物特徵鑑別系統之一實施例之主要組件之一原理示意圖。
圖2展示根據根據本發明之生物特徵鑑別方法產生之一活人(左)與一假人(右)之一影像。
圖3包括圖3A及圖3B,展示根據本發明之生物特徵鑑別系統之兩個不同實施例之一原理示意圖。
在圖中,相同元件符號通篇係指相同物件。圖中之物件並不一定按比例繪製。
現將藉由圖描述本發明之各項實施例。
圖1以一橫截面展示本發明未涵蓋之一生物特徵鑑別系統10之主要組件的一原理示意圖。在此,一外殼11圍封該系統之主要組件(諸如經由電連接件15連接至不同負載之電源單元12)。一光源單元30內所包含之一雷射31產生朝向個體21之部分20投射以便產生至少一對應影像回應22之一雷射射束32。影像回應22係藉由一影像感測單元50擷取藉由該影像感測單元產生之影像中之斑點圖案而偵測且藉此形成一電腦可讀影像及/或表示斑點對比度之資料(兩者在本文皆未展示),該電腦可讀影像及/或表示斑點對比度之該資料係經由一資料線55傳送至運算裝置70以用於該電腦可讀影像資料及/或該斑點對比度資料之後續分析。此配置對應於
典型生物特徵鑑別系統。
在本文未展示之其他態樣中,生物特徵鑑別系統10進一步包括一照明路徑40,該照明路徑40經配置以引導照明射束朝向個體21之部分20以便產生至少一對應影像回應22。
圖2展示根據根據本發明之生物特徵鑑別方法產生之一活人(左)與一假人(右)之一影像。即使在無複雜資料分析之情況下,仍可清楚地看到,雷射光產生左側真人之一平滑圖像,而右側之假人展示歸因於雷射干涉之典型斑點圖案。
圖3展示根據本發明之生物特徵鑑別系統10之兩個實施例之選定組件的一原理示意圖。根據圖3A,該鑑別系統包括作為一光源以產生用於照明目標(即,個體21)之一相干雷射射束32之一雷射31。照明路徑40係藉由自雷射31至個體21之光路徑所表示。圖3B展示一系統,藉此如藉由雷射31產生之該相干雷射射束係藉由插入於該照明路徑中以產生一經加寬及繞射之雷射射束33之一漫射體60加寬,使得光射束經加寬且擁有具有峰值及谷值之一繞射圖案。照明路徑40係藉由自雷射31經由繞射體60至個體21之光路徑所表示。光射束之光係藉由個體21反射以到達一相機(本文未展示)以供影像分析。
雖然在圖式及前文描述中詳細繪示及描述本發明,但此圖解說明及描述應被視為闡釋性或例示性而非限制性。
熟習技術者自閱讀本發明將明白其他修改。此等修改可涉及此項技術中已知且可代替本文中已描述之特徵使用或除了本文中已描述之特徵之外可使用之其他特徵。
熟習技術者可自圖式、揭示內容及隨附發明申請專利範圍
之研究理解及實現所揭示實施例之變動。在發明申請專利範圍中,字詞「包括」並不排除其他元件或步驟,且不定冠詞「一」或「一個」並不排除複數個元件或步驟。某些措施敘述在相互不同之附屬發明申請專利範圍中,但僅就此事實並不表示此等措施之組合不能利用以更具優越性。
發明申請專利範圍中之任何參考符號不應被理解為限制發明申請專利範圍之範疇。
10:生物特徵鑑別裝置
11:外殼
12:電源單元
15:電連接件
20:(個體之)部分
21:個體
22:影像回應
30:光源單元
31:雷射
32:雷射射束
50:影像感測單元
55:資料線
70:運算裝置
Claims (20)
- 一種用於鑑別一物件之一部分上之一生物特徵之生物特徵識別系統,該系統包括:至少一光源,其包括一垂直表面發射雷射(VCSEL)或一VCSEL陣列之至少一者,當該生物特徵識別系統開啟時,該至少一光源提供一照明射束;一漫射體,其經組態以加寬該照明射束及直接引導該經加寬之照明射束至該物件之該部分以便產生至少一對應影像回應;及一影像感測器,其經組態以接收該至少一對應影像回應,擷取該影像回應中之一斑點圖案,且提供表示在該斑點圖案中一斑點對比度之資料。
- 如請求項1之生物特徵識別系統,其中該漫射體包括至少一漫射體材料及一漫射體圖案。
- 如請求項1之生物特徵識別系統,其中該照明射束係具有至少1mm之一相干長度之一雷射射束。
- 如請求項1之生物特徵識別系統,其中該VCSEL及該VCSEL陣列之該至少一者係包括介於20個至200個VCSEL發射器之一VCSEL陣列。
- 如請求項1之生物特徵識別系統,其中該物件之該部分係一人類之一 手指、一指尖、一手掌、一虹膜、一視網膜,或一臉部之一者。
- 如請求項1之生物特徵識別系統,進一步包括一濾光片,其經定位於該物件與該影像感測器之間且經組態以濾除環境光。
- 如請求項1之生物特徵識別系統,進一步包括一位置結構,其經組態以將該部分帶入相對於該光源或該影像感測器之至少一者之一預定位置中且濾除可見光。
- 如請求項1之生物特徵識別系統,其中該光源經組態以僅從一個角度照明該物件之該部分。
- 如請求項1之生物特徵識別系統,其中該照明射束具有一窄光譜頻寬或線性偏光狀態之至少一者。
- 如請求項1之生物特徵識別系統,其中該影像感測器係選自由以下各者組成之群組:一電荷耦合裝置(CCD)相機、一IR相機、一RGB相機、一RGB+IR相機、一光電偵測器、及CMOS技術。
- 如請求項1之生物特徵識別系統,其中該生物特徵識別系統係一不可移動或永久安裝之裝置之一者,其選自由以下各者組成之群組:一桌上型PC、一網路攝影機、一獨立網路攝影機、一監控攝影機、一CCTV攝影機或一數位攝影機。
- 如請求項1之生物特徵識別系統,進一步包括一運算裝置,其經組態以分析由該影像感測器產生之表示該斑點對比度之該資料,以驗證該物件之該部分為生物組織。
- 如請求項2之生物特徵識別系統,其中該漫射體係一表面漫射體,或一體積漫射體之至少一者,該表面漫射體具有一規則紋理、一隨機紋理或該規則紋理與該隨機紋理之一組合之一者之漫射體紋理。
- 如請求項1之生物特徵識別系統,其中該照明射束係具有至少1cm之一相干長度之一雷射射束。
- 如請求項1之生物特徵識別系統,其中該照明射束係具有至少10cm之一相干長度之一雷射射束。
- 如請求項1之生物特徵識別系統,其中該物件係在相對於該影像感測器、該漫射體或該光源之至少一者之一固定位置處。
- 一種包括如請求項1之該生物特徵識別系統之行動裝置。
- 如請求項17之行動裝置,其中該行動裝置係一智慧型電話、一平板PC、一筆記本電腦、一膝上型電腦、一網路攝影機、一獨立網路攝影機、一監控攝影機、一CCTV攝影機、一個人數位助理,或一數位攝影機 之一者。
- 一種區分一物件之生物組織與一非生物材料之方法,該方法包括:用藉由一VCSEL或一VCSEL陣列之一者所產生之一經加寬雷射射束來直接照明一目標區域;偵測自該目標區域傳出之一斑點對比度;及基於該斑點對比度來分別判定是否該目標區域包括該生物組織或該非生物組織。
- 如請求項19之方法,進一步包含使用一表面漫射體或體積漫射體而繞射一雷射射束以產生該經繞射之雷射射束。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP17187247 | 2017-08-22 | ||
EP17187247.6 | 2017-08-22 | ||
??17187247.6 | 2017-08-22 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TW201921290A TW201921290A (zh) | 2019-06-01 |
TWI782074B true TWI782074B (zh) | 2022-11-01 |
Family
ID=59745192
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW107128935A TWI782074B (zh) | 2017-08-22 | 2018-08-20 | 生物特徵識別系統,行動裝置以及區分物件之生物組織與非生物材料之方法 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11354941B2 (zh) |
EP (1) | EP3673406B1 (zh) |
JP (1) | JP7241063B2 (zh) |
KR (1) | KR20200043388A (zh) |
CN (1) | CN110945521B (zh) |
TW (1) | TWI782074B (zh) |
WO (1) | WO2019038128A1 (zh) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI826394B (zh) * | 2017-10-23 | 2023-12-21 | 荷蘭商露明控股公司 | 基於垂直腔面發射雷射的生物識別認證裝置及使用此一裝置進行生物識別認證之方法 |
US20210334505A1 (en) * | 2020-01-09 | 2021-10-28 | AuthenX Inc. | Image capturing system and method for capturing image |
US11468712B2 (en) * | 2020-01-09 | 2022-10-11 | AuthenX Inc. | Liveness detection apparatus, system and method |
KR20220144801A (ko) | 2020-01-14 | 2022-10-27 | 피엑스이 컴퓨테이셔널 이미징 엘티디 | 물체의 측정 및 광학 이미징을 위한 시스템 및 방법 |
CN113511255A (zh) | 2020-04-09 | 2021-10-19 | 株式会社万都 | 折叠式方向盘组件及包括折叠式方向盘组件的转向装置 |
WO2022150874A1 (en) * | 2021-01-13 | 2022-07-21 | Seeing Machines Limited | System and method for skin detection in images |
CN113484281B (zh) * | 2021-05-28 | 2023-03-14 | 太原理工大学 | 一种基于生物组织独特光散射特性的光学加密装置及方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5189482A (en) * | 1990-05-30 | 1993-02-23 | Goldstar Co., Ltd. | Optical apparatus for fingerprint recognition system |
TW201413596A (zh) * | 2012-09-27 | 2014-04-01 | Truelight Corp | 生物辨識裝置及方法 |
US20160252976A1 (en) * | 2015-02-26 | 2016-09-01 | Konica Minolta Laboratory U.S.A., Inc. | Method and apparatus for interactive user interface with wearable device |
TW201636901A (zh) * | 2015-04-10 | 2016-10-16 | 西克帕控股有限公司 | 用於驗證安全物品之行動攜帶型設備及操作攜帶型驗證設備之方法 |
US20170070347A1 (en) * | 2015-09-09 | 2017-03-09 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Personal identification via acoustically stimulated biospeckles |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7890158B2 (en) | 2001-06-05 | 2011-02-15 | Lumidigm, Inc. | Apparatus and method of biometric determination using specialized optical spectroscopy systems |
KR100607579B1 (ko) * | 2004-11-05 | 2006-08-02 | (주)니트 젠 | 레이저를 이용한 모조지문 판별방법 및 장치 |
CN101288105B (zh) * | 2005-10-11 | 2016-05-25 | 苹果公司 | 用于物体重现的方法和系统 |
US20080014981A1 (en) | 2006-07-17 | 2008-01-17 | Muthaiah Venkatachalam | Methods and apparatus for providing idle mode operations for a platform with a plurality of wireless communication devices |
EP2143045A1 (en) | 2007-03-14 | 2010-01-13 | Spectros Corporation | Metabolism-or biochemical-based anti-spoofing biometrics devices, systems, and methods |
US10244181B2 (en) * | 2009-02-17 | 2019-03-26 | Trilumina Corp. | Compact multi-zone infrared laser illuminator |
US9808154B2 (en) | 2012-07-13 | 2017-11-07 | Retina Biometrix, Llc | Biometric identification via retina scanning with liveness detection |
FR3007170B1 (fr) * | 2013-06-12 | 2016-09-02 | Morpho | Dispositif de decision prevu pour decider si un visage est vrai ou faux |
US10116868B2 (en) | 2014-04-28 | 2018-10-30 | Qualcomm Incorporated | Display-integrated user-classification, security and fingerprint system |
CN107438927A (zh) * | 2015-03-25 | 2017-12-05 | 东卡罗莱娜大学 | 供基于激光的成像系统及相关器件中使用的激光安全适配器 |
US10749312B2 (en) * | 2015-05-28 | 2020-08-18 | Vixar, Inc. | VCSELs and VCSEL arrays designed for improved performance as illumination sources and sensors |
US10739339B2 (en) * | 2015-10-02 | 2020-08-11 | Grace Bio-Labs, Inc. | Portable microarray assembly |
KR102560710B1 (ko) * | 2016-08-24 | 2023-07-27 | 삼성전자주식회사 | 광학적 스펙클을 이용하는 장치 및 방법 |
-
2018
- 2018-08-14 US US16/640,638 patent/US11354941B2/en active Active
- 2018-08-14 KR KR1020207004822A patent/KR20200043388A/ko not_active Application Discontinuation
- 2018-08-14 EP EP18753417.7A patent/EP3673406B1/en active Active
- 2018-08-14 CN CN201880054478.9A patent/CN110945521B/zh active Active
- 2018-08-14 JP JP2020510600A patent/JP7241063B2/ja active Active
- 2018-08-14 WO PCT/EP2018/071978 patent/WO2019038128A1/en unknown
- 2018-08-20 TW TW107128935A patent/TWI782074B/zh active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5189482A (en) * | 1990-05-30 | 1993-02-23 | Goldstar Co., Ltd. | Optical apparatus for fingerprint recognition system |
TW201413596A (zh) * | 2012-09-27 | 2014-04-01 | Truelight Corp | 生物辨識裝置及方法 |
US20160252976A1 (en) * | 2015-02-26 | 2016-09-01 | Konica Minolta Laboratory U.S.A., Inc. | Method and apparatus for interactive user interface with wearable device |
TW201636901A (zh) * | 2015-04-10 | 2016-10-16 | 西克帕控股有限公司 | 用於驗證安全物品之行動攜帶型設備及操作攜帶型驗證設備之方法 |
US20170070347A1 (en) * | 2015-09-09 | 2017-03-09 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Personal identification via acoustically stimulated biospeckles |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN110945521B (zh) | 2024-05-24 |
US20210042547A1 (en) | 2021-02-11 |
JP7241063B2 (ja) | 2023-03-16 |
KR20200043388A (ko) | 2020-04-27 |
EP3673406A1 (en) | 2020-07-01 |
US11354941B2 (en) | 2022-06-07 |
WO2019038128A1 (en) | 2019-02-28 |
TW201921290A (zh) | 2019-06-01 |
CN110945521A (zh) | 2020-03-31 |
JP2020532788A (ja) | 2020-11-12 |
EP3673406B1 (en) | 2023-10-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI782074B (zh) | 生物特徵識別系統,行動裝置以及區分物件之生物組織與非生物材料之方法 | |
US10657401B2 (en) | Biometric object spoof detection based on image intensity variations | |
US10282582B2 (en) | Finger biometric sensor for generating three dimensional fingerprint ridge data and related methods | |
US10885299B2 (en) | Electronic device including pin hole array mask above optical image sensor and laterally adjacent light source and related methods | |
US11601423B2 (en) | Biometric methods for online user authentication | |
US7925056B2 (en) | Optical speckle pattern investigation | |
US7587071B2 (en) | Method and device for recognition of natural skin during contact-free biometric identification of a person | |
US10445556B2 (en) | Optical system for biometric identification of a user | |
JP2008501196A (ja) | マルチスペクトル画像化バイオメトリクス | |
BR112016007929B1 (pt) | sistema de acesso biométrico | |
TWI537838B (zh) | The authentication device, an authentication method and an authentication prism | |
US10380408B2 (en) | Method of detecting fraud | |
JP2014094301A (ja) | 生体認証装置及び個人認証システム | |
Abd Aziz et al. | Face anti-spoofing countermeasure: Efficient 2D materials classification using polarization imaging | |
Chatterjee et al. | A low-cost optical sensor for secured antispoof touchless palm print biometry | |
JP4694352B2 (ja) | 指紋照合装置 | |
Abd Aziz et al. | Polarization imaging for face spoofing detection: identification of black ethnical group | |
WO2023156452A1 (en) | System for identifying a subject | |
RU2371089C2 (ru) | Способ регистрации папиллярного узора и устройство для его осуществления |