活體指紋判斷方法及系統的制作方法

活體指紋判斷方法及系統的制作方法
【專利摘要】本發明揭示了一種活體指紋判斷方法及系統，所述系統包括：彩色指紋圖像獲取模塊、色彩變化計算模塊、活體指紋判斷模塊。彩色指紋圖像獲取模塊用以獲取彩色指紋圖像；色彩變化計算模塊用以計算指紋在棱鏡接觸的第一時間和第二時間的彩色指紋圖像的色彩變化信息；活體指紋判斷模塊用以判斷被識別的指紋是否為活體指紋；當計算結果滿足指紋色彩變化的設定基準條件時判定為活體指紋。本發明提出的活體指紋判斷方法及系統，可區分真假指紋，提高指紋識別的精確度及效率。通過此發明中的方法有效區分真假指紋，不僅是一般的紙質打印指紋，而且對膠片及硅膠等材質的仿造指紋也可以順利區分。
【專利說明】
活體指紋判斷方法及系統

【技術領域】
[0001]本發明屬于指紋識別【技術領域】，涉及一種指紋識別方法，尤其涉及一種活體指紋判斷方法；同時，本發明還涉及一種活體指紋判斷系統。

【背景技術】
[0002]指紋識別設備在門禁，電商交易，金融交易，個人電腦的保安及結算系統中的需要認證的廣泛被應用。雖然指紋識別設備在便利性和正確性上十分優秀，但仍存在假指紋的誤認證問題。因此為了杜絕假指紋需要各種相關算法的研究。
[0003]假指紋一般用印刷的紙張或膠片制作，也有用硅膠或橡皮制作的。一般的指紋設備對以上假指紋無任何防備照樣進行識別。
[0004]有鑒于此，如今迫切需要設計一種假指紋的識別方法，以便克服現有指紋機無法判別假指紋的缺陷。


【發明內容】

[0005]本發明所要解決的技術問題是:提供一種活體指紋判斷方法，可區分真假指紋，提高指紋識別的精確度及效率。
[0006]此外，本發明還提供一種活體指紋判斷系統，可提高指紋識別的精確度及效率。
[0007]為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案:
[0008]一種活體指紋判斷方法，所述方法包括:向棱鏡指紋提取面照射光獲取彩色指紋圖像，計算指紋在棱鏡接觸的第一時間和第二時間的彩色指紋圖像的色彩變化信息；當計算結果滿足指紋色彩變化的設定基準條件時判定為活體指紋；色彩信息包括紅色，綠色和藍色成分，一般提取指紋圖像的脊線；另外第一時間是指紋接觸棱鏡輸入窗口剛開始提取指紋彩色圖像的時間點；
[0009]上述基準條件為:AG) AR, AG) Λ B和R (I) _G (I) >R (2)—G (2)其中一個正確；
[0010]式中R(I)和G(I)是第一時點的彩色指紋的紅色成分和綠色成分，R(2)和G(2)是第二時點的彩色指紋的紅色成分和綠色成分，AR = R(2)_R(1)，AG = G(2)-G(l), ΛΒ是第二時點和第一時點的藍色成分差值；
[0011]判斷方法是，第一時間點和第二時間點間的任意時間點的色彩信息或第一時間點和第二時間點間2個以上時間點的色彩信息的平均值是否在基準范圍內來判斷是否為真假指紋；
[0012]活體指紋識別器從用戶的指紋提取圖像后判斷此指紋是否為真假指紋，以此進行用戶指紋登記和認證。棱鏡包含指紋接觸的窗口和射出口 ；光源使用包含紅色(Red)，綠色(Green)和藍色(Blue)的白色光；
[0013]彩色CMOS傳感器把照射進來的光轉換為數字指紋圖像信號輸出到控制單元；數字指紋圖像包含指紋的顏色，亮度及形態信息；
[0014]控制單元基于數字指紋圖像信息判斷輸入的指紋是否為真假指紋，因此控制單元包含指紋識別和活體識別；
[0015]指紋識別通過認證算法進行指紋認證，指紋識別只有從活體識別判定為活體指紋確認后才開始工作；
[0016]活體識別基于CMOS傳感器發送過來的數字指紋圖像判斷輸入窗接觸的指紋是否為活體指紋；活體識別利用了活體皮膚組織和仿造指紋反射光的不同點，另外指紋在接觸棱鏡過程中的顏色變化為基礎進行真假指紋判斷；
[0017]判斷公式I至公式4是否成立；若都成立則判斷為真指紋；
[0018]公式1:
[0019]R (I) + Δ R+G (I) + Δ G+B (I) + Δ B = R (2)+G (2)+B (2)
[0020]公式2:
[0021]AG) AR,
[0022]公式3:
[0023]AG) ΔΒ
[0024]公式4:
[0025]R(I)-G(I) > R(2)-G(2)
[0026]公式中的各變量是相對應顏色的亮度，R(I)是弱壓力下的紅色成分亮度，G(I)是弱壓力下的綠色成分的亮度，B(I)是弱壓力下的藍色成分的亮度；R(2)是高壓力下的紅色成分亮度，G(2)是高壓力下的綠色成分亮度，B(2)是高壓力下的藍色成分亮度；AR =R(2)-R(l), AG = G⑵-G(I), ΔΒ = B⑵-B(I)中 Λ R，AG, ΛΒ 不為零；
[0027]R (I)，G (I)，B (I)，R (2)，G (2)，B (2)是指紋中脊線的顏色為基準；
[0028]R(I),G(I),B(I)是第一時點的紅色，綠色，藍色成分的亮度，R (2)，G (2)，B (2)是第二時間點的紅色，綠色，藍色成分的亮度。
[0029]一種活體指紋判斷方法，所述方法包括:
[0030]獲取彩色指紋圖像；
[0031]計算指紋在棱鏡接觸的第一時間和第二時間的彩色指紋圖像的色彩變化信息；當計算結果滿足指紋色彩變化的設定基準條件時判定為活體指紋。
[0032]作為本發明的一種優選方案，色彩信息包括紅色，綠色和藍色成分，一般提取指紋圖像的脊線；另外第一時間是指紋接觸棱鏡輸入窗口剛開始提取指紋彩色圖像的時間點。
[0033]作為本發明的一種優選方案，上述基準條件為:AG〉AR，AG) ΔΒ和R(I)-G (I) >R(2)-G (2)其中一個正確；
[0034]式中R(I)和G(I)是第一時點的彩色指紋的紅色成分和綠色成分，R(2)和G(2)是第二時點的彩色指紋的紅色成分和綠色成分，AR = R(2)_R(1)，AG = G(2)-G(l), ΛΒ是第二時點和第一時點的藍色成分差值；
[0035]判斷方法是，第一時間點和第二時間點間的任意時間點的色彩信息或第一時間點和第二時間點間2個以上時間點的色彩信息的平均值是否在基準范圍內來判斷是否為真假指紋。
[0036]作為本發明的一種優選方案，活體指紋識別器從用戶的指紋提取圖像后判斷此指紋是否為真假指紋，以此進行用戶指紋登記和認證；棱鏡包含指紋接觸的窗口和射出口 ；光源使用包含紅色(Red),綠色(Green)和藍色(Blue)的白色光；
[0037]彩色CMOS傳感器把照射進來的光轉換為數字指紋圖像信號輸出到控制單元；
[0038]數字指紋圖像包含指紋的顏色，亮度及形態信息；
[0039]控制單元基于數字指紋圖像信息判斷輸入的指紋是否為真假指紋，因此控制單元包含指紋識別和活體識別；
[0040]指紋識別通過認證算法進行指紋認證，指紋識別只有從活體識別判定為活體指紋確認后才開始工作；
[0041]活體識別基于CMOS傳感器發送過來的數字指紋圖像判斷輸入窗接觸的指紋是否為活體指紋；活體識別利用了活體皮膚組織和仿造指紋反射光的不同點，另外指紋在接觸棱鏡過程中的顏色變化為基礎進行真假指紋判斷。
[0042]作為本發明的一種優選方案，判斷公式I至公式4是否成立；若都成立則判斷為真指紋;
[0043]公式1:
[0044]R (I) + Δ R+G (I) + Δ G+B (I) + Δ B = R (2)+G (2)+B (2)
[0045]公式2:
[0046]AG) AR,
[0047]公式3:
[0048]AG) ΔΒ
[0049]公式4:
[0050]R(I)-G(I) > R(2)-G (2)
[0051]公式中的各變量是相對應顏色的亮度，R(I)是弱壓力下的紅色成分亮度，G(I)是弱壓力下的綠色成分的亮度，B(I)是弱壓力下的藍色成分的亮度；R(2)是高壓力下的紅色成分亮度，G(2)是高壓力下的綠色成分亮度，B(2)是高壓力下的藍色成分亮度；AR =R(2)-R(l), AG = G⑵-G(I), ΔΒ = B⑵-B(I)中 Λ R，AG, ΛΒ 不為零；
[0052]R (I)，G (I)，B (I)，R (2)，G (2)，B (2)是指紋中脊線的顏色為基準；
[0053]R(I),G(I),B(I)是第一時點的紅色，綠色，藍色成分的亮度，R (2)，G (2)，B (2)是第二時間點的紅色，綠色，藍色成分的亮度。
[0054]一種活體指紋判斷系統，所述系統包括:
[0055]彩色指紋圖像獲取模塊，用以獲取彩色指紋圖像；
[0056]色彩變化計算模塊，用以計算指紋在棱鏡接觸的第一時間和第二時間的彩色指紋圖像的色彩變化信息；
[0057]活體指紋判斷模塊，用以判斷被識別的指紋是否為活體指紋；當計算結果滿足指紋色彩變化的設定基準條件時判定為活體指紋。
[0058]作為本發明的一種優選方案，所述系統具體包括:棱鏡、彩色CMOS傳感器、控制單元;
[0059]棱鏡包含指紋接觸的窗口和射出口 ；光源使用包含紅色(Red)，綠色(Green)和藍色(Blue)的白色光；
[0060]彩色CMOS傳感器把照射進來的光轉換為數字指紋圖像信號輸出到控制單元；數字指紋圖像包含指紋的顏色，亮度及形態信息；
[0061]控制單元基于數字指紋圖像信息判斷輸入的指紋是否為真假指紋，控制單元包含指紋識別單元和活體識別單元；
[0062]指紋識別單元通過認證算法進行指紋認證，指紋識別單元只有從活體識別單元判定為活體指紋確認后才開始工作；
[0063]活體識別單元基于彩色CMOS傳感器發送過來的數字指紋圖像判斷輸入窗接觸的指紋是否為活體指紋；活體識別單元利用了活體皮膚組織和仿造指紋反射光的不同點，指紋在接觸棱鏡過程中的顏色變化為基礎進行真假指紋判斷。
[0064]作為本發明的一種優選方案，所述活體指紋判斷模塊判斷公式I至公式4是否成立；若都成立則判斷為真指紋；
[0065]公式1:
[0066]R (I) + Δ R+G (I) + Δ G+B (I) + Δ B = R (2)+G (2)+B (2)
[0067]公式2:
[0068]AG) AR,
[0069]公式3:
[0070]AG) ΔΒ
[0071]公式4:
[0072]R(I)-G(I) > R(2)-G(2)
[0073]公式中的各變量是相對應顏色的亮度，R(I)是弱壓力下的紅色成分亮度，G(I)是弱壓力下的綠色成分的亮度，B(I)是弱壓力下的藍色成分的亮度；R(2)是高壓力下的紅色成分亮度，G(2)是高壓力下的綠色成分亮度，B(2)是高壓力下的藍色成分亮度；AR =R(2)-R(l), AG = G⑵-G(I), ΔΒ = B⑵-B(I)中 Λ R，AG, ΛΒ 不為零；
[0074]R (I)，G (I)，B (I)，R (2)，G (2)，B (2)是指紋中脊線的顏色為基準；
[0075]R(I),G(I),B(I)是第一時點的紅色，綠色，藍色成分的亮度，R (2)，G (2)，B (2)是第二時間點的紅色，綠色，藍色成分的亮度。
[0076]本發明的有益效果在于:本發明提出的活體指紋判斷方法及系統，可區分真假指紋，提高指紋識別的精確度及效率。通過此發明中的方法有效區分真假指紋，不僅是一般的紙質打印指紋，而且對膠片及硅膠等材質的仿造指紋也可以順利區分。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0077]圖1為本發明的解析圖，
[0078]圖2為活體指紋及仿造指紋中獲取的指紋圖像示意圖
[0079]圖3為活體指紋及仿造指紋中獲取的指紋圖像顏色結構坐標圖
[0080]圖4為活體指紋在受壓下顏色變化示意圖
[0081]圖5為此發明的活體指紋判斷流程圖
[0082]附圖標注說明
[0083]110:棱鏡IlOa:指紋輸入窗口
[0084]IlOb:射出面IlOc:入射面
[0085]131:光源133:光學棱鏡
[0086]135:彩色CMOS傳感器150:控制單元
[0087]151:指紋識別單元153:活體識別單元

【具體實施方式】
[0088]下面結合附圖詳細說明本發明的優選實施例。
[0089]實施例一
[0090]請參閱圖1，本發明揭示了一種活體指紋判斷方法，所述方法包括:向棱鏡指紋提取面照射光獲取彩色指紋圖像，計算指紋在棱鏡接觸的第一時間和第二時間的彩色指紋圖像的色彩變化信息；當計算結果滿足指紋色彩變化的設定基準條件時判定為活體指紋；色彩信息包括紅色，綠色和藍色成分，一般提取指紋圖像的脊線；另外第一時間是指紋接觸棱鏡輸入窗口剛開始提取指紋彩色圖像的時間點。
[0091]上述基準條件為:AG〉AR, AG) Λ B和R (I) _G (I) >R (2)—G (2)其中一個正確；式中R(I)和G(I)是第一時點的彩色指紋的紅色成分和綠色成分，R(2)和G(2)是第二時點的彩色指紋的紅色成分和綠色成分，AR = R(2)-R(1)，AG = G(2)-G(l), ΛΒ是第二時點和第一時點的藍色成分差值。
[0092]判斷方法是，第一時間點和第二時間點間的任意時間點的色彩信息或第一時間點和第二時間點間2個以上時間點的色彩信息的平均值是否在基準范圍內來判斷是否為真假指紋。
[0093]活體指紋識別器從用戶的指紋提取圖像后判斷此指紋是否為真假指紋，以此進行用戶指紋登記和認證。棱鏡包含指紋接觸的窗口和射出口 ；光源使用包含紅色(Red)，綠色(Green)和藍色(Blue)的白色光。
[0094]彩色CMOS傳感器把照射進來的光轉換為數字指紋圖像信號輸出到控制單元；數字指紋圖像包含指紋的顏色，亮度及形態信息。
[0095]控制單元基于數字指紋圖像信息判斷輸入的指紋是否為真假指紋，因此控制單元包含指紋識別和活體識別。
[0096]指紋識別通過認證算法進行指紋認證，指紋識別只有從活體識別判定為活體指紋確認后才開始工作。
[0097]活體識別基于CMOS傳感器發送過來的數字指紋圖像判斷輸入窗接觸的指紋是否為活體指紋；活體識別利用了活體皮膚組織和仿造指紋反射光的不同點，另外指紋在接觸棱鏡過程中的顏色變化為基礎進行真假指紋判斷。
[0098]具體判斷方法為:判斷公式I至公式4是否成立；若都成立則判斷為真指紋；
[0099]公式1:
[0100]R (I) + Δ R+G (I) + Δ G+B (I) + Δ B = R (2)+G (2)+B (2)
[0101]公式2:
[0102]AG) AR,
[0103]公式3:
[0104]AG) ΔΒ
[0105]公式4:
[0106]R(I)-G(I) > R(2)-G (2)
[0107]公式中的各變量是相對應顏色的亮度，R(I)是弱壓力下的紅色成分亮度，G(I)是弱壓力下的綠色成分的亮度，B(I)是弱壓力下的藍色成分的亮度；R(2)是高壓力下的紅色成分亮度，G(2)是高壓力下的綠色成分亮度，B(2)是高壓力下的藍色成分亮度；AR =R(2)-R(I), AG = G (2)-G (I), ΔΒ = B (2)-B (I)中 AR, AG, Λ B 不為零；
[0108]R⑴，G⑴，B⑴，R⑵，G⑵，B⑵是指紋中脊線的顏色為基準；
[0109]R(I),G(I),B(I)是第一時點的紅色，綠色，藍色成分的亮度，R(2)，G(2)，B(2)是第二時間點的紅色，綠色，藍色成分的亮度。
[0110]實施例二
[0111]本發明揭示一種活體指紋判斷系統，所述系統包括:彩色指紋圖像獲取模塊、色彩變化計算模塊、活體指紋判斷模塊。
[0112]彩色指紋圖像獲取模塊用以獲取彩色指紋圖像。
[0113]色彩變化計算模塊用以計算指紋在棱鏡接觸的第一時間和第二時間的彩色指紋圖像的色彩變化信息。
[0114]活體指紋判斷模塊用以判斷被識別的指紋是否為活體指紋；當計算結果滿足指紋色彩變化的設定基準條件時判定為活體指紋。
[0115]所述系統具體包括棱鏡、彩色CMOS傳感器、控制單元。
[0116]棱鏡包含指紋接觸的窗口和射出口 ；光源使用包含紅色(Red)，綠色(Green)和藍色(BI ue)的白色光。
[0117]彩色CMOS傳感器把照射進來的光轉換為數字指紋圖像信號輸出到控制單元；數字指紋圖像包含指紋的顏色，亮度及形態信息。
[0118]控制單元基于數字指紋圖像信息判斷輸入的指紋是否為真假指紋，控制單元包含指紋識別單元和活體識別單元。
[0119]指紋識別單元通過認證算法進行指紋認證，指紋識別單元只有從活體識別單元判定為活體指紋確認后才開始工作。
[0120]活體識別單元基于彩色CMOS傳感器發送過來的數字指紋圖像判斷輸入窗接觸的指紋是否為活體指紋；活體識別單元利用了活體皮膚組織和仿造指紋反射光的不同點，指紋在接觸棱鏡過程中的顏色變化為基礎進行真假指紋判斷。
[0121]本實施例中，所述活體指紋判斷模塊判斷公式I至公式4是否成立；若都成立則判斷為真指紋；
[0122]公式1:
[0123]R (I) + Δ R+G (I) + Δ G+B (I) + Δ B = E (2)+G (2)+B (2)
[0124]公式2:
[0125]AG) AR,
[0126]公式3:
[0127]AG) ΔΒ
[0128]公式4:
[0129]R(I)-G(I) > R(2)-G (2)
[0130]公式中的各變量是相對應顏色的亮度，R(I)是弱壓力下的紅色成分亮度，G(I)是弱壓力下的綠色成分的亮度，B(I)是弱壓力下的藍色成分的亮度；R(2)是高壓力下的紅色成分亮度，G(2)是高壓力下的綠色成分亮度，B(2)是高壓力下的藍色成分亮度；AR =R(2)-R(l), AG = G⑵-G(I), ΔΒ = B⑵-B(I)中 Λ R，AG, ΛΒ 不為零。
[0131]R(1)，G(1)，B(1)，R(2)，G(2)，B(2)是指紋中脊線的顏色為基準。R⑴，G⑴，B(I)是第一時點的紅色，綠色，藍色成分的亮度，R(2)，G(2)，B (2)是第二時間點的紅色，綠色，藍色成分的亮度。
[0132]本發明系統的工作原理為:從照射的棱鏡的指紋錄入窗中提取彩色指紋圖像；指紋接觸過程中的第一時間點和第二時間點的指紋圖像的色彩信息的變化進行計算；第一時間點和第二時間點間的任意時間點的色彩信息或第一時間點和第二時間點間2個以上時間點的色彩信息的平均值是否在基準范圍內來判斷是否為真假指紋。
[0133]上述過程中未判斷為假指紋，且按壓時的色彩變化滿足活體指紋色彩變化的基準條件時最終判斷為活體指紋，若不滿足則判斷為假指紋。
[0134]對判斷為活體指紋時，從上述彩色指紋圖像中提取特征點進行認證。
[0135]公式表示如下
[0136]AG) AR, AG) ΔΒ ；
[0137]R (I)-G (I) >R (2)-G (2)；
[0138]式中R(I)和G(I)是第一時點的彩色指紋的紅色成分和綠色成分，R(2)和G(2)是第二時點的彩色指紋的紅色成分和綠色成分，AR = R(2)_R(1)，AG = G(2)-G(l), ΛΒ是第二時點和第一時點的藍色成分差值。
[0139]本實施例中，通過光學傳感器獲得的指紋圖像是否為真假指紋進行判斷。
[0140]圖1是此發明的解析圖，活體指紋識別器(及本發明活體指紋判斷系統)100從用戶的指紋提取圖像后判斷此指紋是否為真假指紋，以此進行用戶指紋登記和認證。棱鏡110包含指紋接觸的窗口 IlOa和射出口 110b。光源131使用包含紅色Red，綠色Green和藍色BI ue的白色光。彩色CMOS傳感器135把照射進來的光轉換為數字指紋圖像信號輸出到控制單元150。數字指紋圖像包含指紋的顏色，亮度及形態信息。控制單元150基于數字指紋圖像信息判斷輸入的指紋是否為真假指紋，因此控制單元包含指紋識別單元151和活體識別單元153。指紋識別單元151通過認證算法進行指紋認證，指紋識別單元151只有從活體識別153判定為活體指紋確認后才開始工作。活體識別單元153基于CMOS傳感器135發送過來的數字指紋圖像判斷輸入窗IlOa接觸的指紋是否為活體指紋。活體識別單元153利用了活體皮膚組織和仿造指紋反射光的不同點，另外指紋在接觸棱鏡過程中的顏色變化為基礎進行真假指紋判斷。
[0141]圖2是活體指紋和仿造指紋所示圖，圖3是活體指紋和仿造指紋中提取的指紋圖像的色彩結構坐標圖。圖2的指紋圖像脊線比谷線更加鮮明突出。圖2(a)和圖2(b)是活體指紋中獲取的，圖2(a)是弱壓力下的圖像，圖2(b)是強壓力下所得圖像。弱壓力和強壓力是指棱鏡接觸窗(IlOa)的相對按壓強度，圖中看出壓力的不同圖像的顏色會隨著變化。圖2(c)，圖2(d)，圖2(e)，圖2(f)和圖2 (g)分別是橡皮，黑白紙張，彩色紙張，硅膠及膠片所制的仿造指紋。參考圖2可知活體指紋圖像不同于仿造指紋。圖3的坐標顯示活體(弱壓力)，膠片，紙張，橡皮，硅膠的指紋色彩信息。縱坐標顯示亮度相對大小。
[0142]活體指紋中紅色占比高，綠色次之，隨后是藍色。仿造指紋看出與活體指紋不同，最接近活體的硅膠中紅色，綠色，藍色的占比及強度是不一樣的。此發明基于這些特征進行真假指紋判斷。有些仿造指紋的色彩信息是接近活體指紋的，為了防止誤識別，考慮了壓力引起的顏色變化。皮膚組織受到壓力的情況下，毛細血管變窄，受壓位置發生血液移動，皮膚色由紅色變化為黃色，手指的毛細血管豐富，所以受壓下顏色變化較敏感。此種顏色變化在仿造指紋如紙張，膠片，硅膠，橡皮中是不被觀察到的。圖4是活體指紋的壓力變化引起的顏色變化坐標圖，從弱壓力的紅色在受壓下紅色和綠色占比接近并且藍色占比逐漸降低顯示出黃色。即強壓力下的紅色和綠色落差小，弱壓力下紅色和綠色落差大，以此為依據獲得如下公式I及公式4。
[0143]公式I
[0144]R (I) + Δ R+G (I) + Δ G+B (I) + Δ B = R (2)+G (2)+B (2)
[0145]公式2
[0146]AG) AR,
[0147]公式3
[0148]AG) ΔΒ
[0149]公式4
[0150]R(I)-G(I) > R(2)-G (2)
[0151]公式中的各變量是相對應顏色的亮度，R(I)是弱壓力下的紅色成分亮度，G
[0152](I)是弱壓力下的綠色成分的亮度，B(I)是弱壓力下的藍色成分的亮度。R(2)是高壓力下的紅色成分亮度，G (2)是高壓力下的綠色成分亮度，B (2)是高壓力下的藍色成分亮度.AR = R(2)-R(l), AG = G(2)-G(I), ΔΒ = B⑵-B(I)中 AR, AG, ΛΒ 不為零。
[0153]R⑴，G⑴，B⑴，R⑵，G⑵，B⑵是指紋中脊線的顏色為基準。
[0154]R(I),G(I),B(I)是第一時點的紅色，綠色，藍色成分的亮度，R (2)，G (2)，B (2)是第二時間點的紅色，綠色，藍色成分的亮度。圖5是此發明的活體指紋判斷流程圖。
[0155]實施例三
[0156]本發明揭示一種活體指紋判斷方法，所述方法包括:獲取彩色指紋圖像；計算指紋在棱鏡接觸的第一時間和第二時間的彩色指紋圖像的色彩變化信息；當計算結果滿足指紋色彩變化的設定基準條件時判定為活體指紋。
[0157]作為本發明的一種實施方案，色彩信息包括紅色，綠色和藍色成分，一般提取指紋圖像的脊線；另外第一時間是指紋接觸棱鏡輸入窗口剛開始提取指紋彩色圖像的時間點。
[0158]在本發明的一種實施方案中，上述基準條件為:AG〉AR, AG) ΛΒ和R(I)-G(I) >R(2)-G⑵其中一個正確。式中R(I)和G(I)是第一時點的彩色指紋的紅色成分和綠色成分，R(2)和G(2)是第二時點的彩色指紋的紅色成分和綠色成分，AR =R (2)-R (I)，AG = G(2)-G(l), Λ B是第二時點和第一時點的藍色成分差值。判斷方法是，第一時間點和第二時間點間的任意時間點的色彩信息或第一時間點和第二時間點間2個以上時間點的色彩信息的平均值是否在基準范圍內來判斷是否為真假指紋。
[0159]作為本發明的一種實施方案，活體指紋識別器從用戶的指紋提取圖像后判斷此指紋是否為真假指紋，以此進行用戶指紋登記和認證；棱鏡包含指紋接觸的窗口和射出口 ；光源使用包含紅色(Red),綠色(Green)和藍色(Blue)的白色光。
[0160]彩色CMOS傳感器把照射進來的光轉換為數字指紋圖像信號輸出到控制單元；數字指紋圖像包含指紋的顏色，亮度及形態信息；控制單元基于數字指紋圖像信息判斷輸入的指紋是否為真假指紋，因此控制單元包含指紋識別和活體識別；指紋識別通過認證算法進行指紋認證，指紋識別只有從活體識別判定為活體指紋確認后才開始工作；活體識別基于CMOS傳感器發送過來的數字指紋圖像判斷輸入窗接觸的指紋是否為活體指紋；活體識別利用了活體皮膚組織和仿造指紋反射光的不同點，另外指紋在接觸棱鏡過程中的顏色變化為基礎進行真假指紋判斷。
[0161]在本發明的一種實施方案中，判斷公式I至公式4是否成立，若都成立則判斷為真指紋;
[0162]公式1:
[0163]R (I) + Δ R+G (I) + Δ G+B (I) + Δ B = R (2)+G (2)+B (2)
[0164]公式2:
[0165]AG) AR,
[0166]公式3:
[0167]AG) ΔΒ
[0168]公式4:
[0169]R(I)-G(I) > R(2)-G (2)
[0170]公式中的各變量是相對應顏色的亮度，R(I)是弱壓力下的紅色成分亮度，G(I)是弱壓力下的綠色成分的亮度，B(I)是弱壓力下的藍色成分的亮度；R(2)是高壓力下的紅色成分亮度，G(2)是高壓力下的綠色成分亮度，B(2)是高壓力下的藍色成分亮度；AR =R(2)-R(I), AG = G (2)-G (I), ΔΒ = B (2)-B (I)中 AR, AG, Λ B 不為零；
[0171]R (I)，G (I)，B (I)，R (2)，G (2)，B⑵是指紋中脊線的顏色為基準；
[0172]R(I),G(I),B(I)是第一時點的紅色，綠色，藍色成分的亮度，R (2)，G (2)，B (2)是第二時間點的紅色，綠色，藍色成分的亮度。
[0173]綜上所述，本發明提出的活體指紋判斷方法及系統，可區分真假指紋，提高指紋識別的精確度及效率。通過此發明中的方法有效區分真假指紋，不僅是一般的紙質打印指紋，而且對膠片及硅膠等材質的仿造指紋也可以順利區分。
[0174]這里本發明的描述和應用是說明性的，并非想將本發明的范圍限制在上述實施例中。這里所披露的實施例的變形和改變是可能的，對于那些本領域的普通技術人員來說實施例的替換和等效的各種部件是公知的。本領域技術人員應該清楚的是，在不脫離本發明的精神或本質特征的情況下，本發明可以以其它形式、結構、布置、比例，以及用其它組件、材料和部件來實現。在不脫離本發明范圍和精神的情況下，可以對這里所披露的實施例進行其它變形和改變。
【權利要求】
1.一種活體指紋判斷方法，其特征在于，所述方法包括:向棱鏡指紋提取面照射光獲取彩色指紋圖像，計算指紋在棱鏡接觸的第一時間和第二時間的彩色指紋圖像的色彩變化信息；當計算結果滿足指紋色彩變化的設定基準條件時判定為活體指紋；色彩信息包括紅色，綠色和藍色成分，一般提取指紋圖像的脊線；另外第一時間是指紋接觸棱鏡輸入窗口剛開始提取指紋彩色圖像的時間點； 上述基準條件為:AG〉AR, AG) ΛΒ和R(I)-G⑴〉R⑵-G⑵其中一個正確； 式中R(I)和G(I)是第一時點的彩色指紋的紅色成分和綠色成分，R(2)和G(2)是第二時點的彩色指紋的紅色成分和綠色成分，AR = R(2)_R(1)，AG = G(2)-G(l), ΛΒ是第二時點和第一時點的藍色成分差值； 判斷方法是，第一時間點和第二時間點間的任意時間點的色彩信息或第一時間點和第二時間點間2個以上時間點的色彩信息的平均值是否在基準范圍內來判斷是否為真假指紋； 活體指紋識別器(100)從用戶的指紋提取圖像后判斷此指紋是否為真假指紋，以此進行用戶指紋登記和認證。棱鏡(110)包含指紋接觸的窗口(IlOa)和射出口(IlOb);光源(131)使用包含紅色，綠色和藍色的白色光； 彩色CMOS傳感器(135)把照射進來的光轉換為數字指紋圖像信號輸出到控制單元(150);數字指紋圖像包含指紋的顏色，亮度及形態信息； 控制單元(150)基于數字指紋圖像信息判斷輸入的指紋是否為真假指紋，因此控制單元包含指紋識別(151)和活體識別(153)； 指紋識別(151)通過認證算法進行指紋認證，指紋識別(151)只有從活體識別(153)判定為活體指紋確認后才開始工作； 活體識別(153)基于CMOS傳感器(135)發送過來的數字指紋圖像判斷輸入窗(IlOa)接觸的指紋是否為活體指紋；活體識別(153)利用了活體皮膚組織和仿造指紋反射光的不同點，另外指紋在接觸棱鏡過程中的顏色變化為基礎進行真假指紋判斷； 判斷公式I至公式4是否成立；若都成立則判斷為真指紋； 公式1:
R (I) + Δ R+G (I) + Δ G+B (I) + Δ B = R (2)+G (2)+B (2) 公式2: AG) AR, 公式3: AG) ΔΒ 公式4:
R(I)-G(I) > R(2)-G(2) 公式中的各變量是相對應顏色的亮度，R(I)是弱壓力下的紅色成分亮度，G(I)是弱壓力下的綠色成分的亮度，B(I)是弱壓力下的藍色成分的亮度；R(2)是高壓力下的紅色成分亮度，G(2)是高壓力下的綠色成分亮度，B(2)是高壓力下的藍色成分亮度；AR =R(2)-R(l), AG = G⑵-G(I), ΔΒ = B⑵-B(I)中 Λ R，AG, ΛΒ 不為零；R(1)，G(1)，B(1)，R(2)，G(2)，B(2)是指紋中脊線的顏色為基準； R(I), G(I), B(I)是第一時點的紅色，綠色，藍色成分的亮度，R(2)，G(2)，B(2)是第二時間點的紅色，綠色，藍色成分的亮度。
2.一種活體指紋判斷方法，其特征在于，所述方法包括: 獲取彩色指紋圖像； 計算指紋在棱鏡接觸的第一時間和第二時間的彩色指紋圖像的色彩變化信息；當計算結果滿足指紋色彩變化的設定基準條件時判定為活體指紋。
3.根據權利要求2所述的活體指紋判斷方法，其特征在于: 色彩信息包括紅色，綠色和藍色成分，一般提取指紋圖像的脊線；另外第一時間是指紋接觸棱鏡輸入窗口剛開始提取指紋彩色圖像的時間點。
4.根據權利要求2所述的活體指紋判斷方法，其特征在于: 上述基準條件為:AG〉AR, AG) ΛΒ和R(I)-G⑴〉R⑵-G⑵其中一個正確； 式中R(I)和G(I)是第一時點的彩色指紋的紅色成分和綠色成分，R(2)和G(2)是第二時點的彩色指紋的紅色成分和綠色成分，AR = R(2)-R(I)，AG = G(2)-G(l), Λ B是第二時點和第一時點的藍色成分差值； 判斷方法是，第一時間點和第二時間點間的任意時間點的色彩信息或第一時間點和第二時間點間2個以上時間點的色彩信息的平均值是否在基準范圍內來判斷是否為真假指紋。
5.根據權利要求2所述的活體指紋判斷方法，其特征在于: 活體指紋識別器(100)從用戶的指紋提取圖像后判斷此指紋是否為真假指紋，以此進行用戶指紋登記和認證；棱鏡(110)包含指紋接觸的窗口(IlOa)和射出口(IlOb);光源(131)使用包含紅色，綠色和藍色的白色光； 彩色CMOS傳感器(135)把照射進來的光轉換為數字指紋圖像信號輸出到控制單元(150)； 數字指紋圖像包含指紋的顏色，亮度及形態信息； 控制單元(150)基于數字指紋圖像信息判斷輸入的指紋是否為真假指紋，因此控制單元包含指紋識別(151)和活體識別(153)； 指紋識別(151)通過認證算法進行指紋認證，指紋識別(151)只有從活體識別(153)判定為活體指紋確認后才開始工作； 活體識別(153)基于CMOS傳感器(135)發送過來的數字指紋圖像判斷輸入窗(IlOa)接觸的指紋是否為活體指紋；活體識別(153)利用了活體皮膚組織和仿造指紋反射光的不同點，另外指紋在接觸棱鏡過程中的顏色變化為基礎進行真假指紋判斷。
6.根據權利要求2所述的活體指紋判斷方法，其特征在于: 判斷公式I至公式4是否成立；若都成立則判斷為真指紋； 公式1:
R (I) + Δ R+G (I) + Δ G+B (I) + Δ B = R (2)+G (2)+B (2) 公式2: AG) AR, 公式3: AG) ΔΒ 公式4:
R(I)-G(I) > R(2)-G(2) 公式中的各變量是相對應顏色的亮度，R(I)是弱壓力下的紅色成分亮度，G(I)是弱壓力下的綠色成分的亮度，B(I)是弱壓力下的藍色成分的亮度；R(2)是高壓力下的紅色成分亮度，G(2)是高壓力下的綠色成分亮度，B(2)是高壓力下的藍色成分亮度；AR =R(2)-R(l), AG = G⑵-G(I), ΔΒ = B⑵-B(I)中 Λ R，AG, ΛΒ 不為零；R(1)，G(1)，B(1)，R(2)，G(2)，B(2)是指紋中脊線的顏色為基準； R(I), G(I), B(I)是第一時點的紅色，綠色，藍色成分的亮度，R(2)，G(2)，B(2)是第二時間點的紅色，綠色，藍色成分的亮度。
7.一種活體指紋判斷系統，其特征在于，所述系統包括: 彩色指紋圖像獲取模塊，用以獲取彩色指紋圖像； 色彩變化計算模塊，用以計算指紋在棱鏡接觸的第一時間和第二時間的彩色指紋圖像的色彩變化信息； 活體指紋判斷模塊，用以判斷被識別的指紋是否為活體指紋；當計算結果滿足指紋色彩變化的設定基準條件時判定為活體指紋。
8.根據權利要求7所述的活體指紋判斷系統，其特征在于: 所述系統具體包括:棱鏡(110)、彩色CMOS傳感器(135)、控制單元(150)； 棱鏡(110)包含指紋接觸的窗口 (IlOa)和射出口 (IlOb);光源(131)使用包含紅色，綠色和藍色的白色光； 彩色CMOS傳感器(135)把照射進來的光轉換為數字指紋圖像信號輸出到控制單元(150);數字指紋圖像包含指紋的顏色，亮度及形態信息； 控制單元(150)基于數字指紋圖像信息判斷輸入的指紋是否為真假指紋，控制單元包含指紋識別單元(151)和活體識別單元(153)； 指紋識別單元(151)通過認證算法進行指紋認證，指紋識別單元(151)只有從活體識別單元(153)判定為活體指紋確認后才開始工作； 活體識別單元(153)基于彩色CMOS傳感器(135)發送過來的數字指紋圖像判斷輸入窗(IlOa)接觸的指紋是否為活體指紋；活體識別單元(153)利用了活體皮膚組織和仿造指紋反射光的不同點，指紋在接觸棱鏡過程中的顏色變化為基礎進行真假指紋判斷。
9.根據權利要求7所述的活體指紋判斷系統，其特征在于: 所述活體指紋判斷模塊判斷公式I至公式4是否成立；若都成立則判斷為真指紋； 公式1:
R (I) + Δ R+G (I) + Δ G+B (I) + Δ B = R (2)+G (2)+B (2) 公式2: AG) AR, 公式3: AG) ΔΒ 公式4:
R(I)-G(I) > R(2)-G(2) 公式中的各變量是相對應顏色的亮度，R(I)是弱壓力下的紅色成分亮度，G(I)是弱壓力下的綠色成分的亮度，B(I)是弱壓力下的藍色成分的亮度；R(2)是高壓力下的紅色成分亮度，G(2)是高壓力下的綠色成分亮度，B(2)是高壓力下的藍色成分亮度；AR =R(2)-R(l), AG = G⑵-G(I), ΔΒ = B⑵-B(I)中 Λ R，AG, ΛΒ 不為零；R(1)，G(1)，B(1)，R(2)，G(2)，B(2)是指紋中脊線的顏色為基準； R(I), G(I), B(I)是第一時點的紅色，綠色，藍色成分的亮度，R(2)，G(2)，B(2)是第二時間點的紅色，綠色，藍色成分的亮度。
【文檔編號】G06K9/20GK104392227SQ201410778519
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年12月15日 優先權日:2014年12月15日
【發明者】金虎林 申請人:金虎林