专利名称：个人识别方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及个人识别方法和相应的设备。
背景技术：
对于低端应用，作为保障数据、事务处理或进入到诸如建筑物、计算机系统等等的物理目标最经常使用的解决方案依赖于密码或硬件密钥。对于中等保密应用，指纹传感器常常是优选的手指内侧的皮肤覆盖着许多峰与谷的图案，以及据信每个人具有独特的指纹，这使得指纹适用于验证它们的拥有者的身份。对于高端保密应用，有可能使用语音识别、虹膜扫描等等，或这些方法的组合。事实上，优选的解决方案取决于各种因素，诸如安全风险、可接受的费用、预期的用户的顺从、使用设备的速度、或预期的用户接受性。
本发明(在下一节中描述)优选地使用于一些中等保密应用，这里指纹传感器由于以下几个理由而很流行。首先，用于保密应用的指纹检测已有很长时间的历史以及被广泛地接受(指纹被成功地使用约20年)，而且指纹传感器可以以相对较低的成本制作。而且，与诸如语音识别或虹膜扫描那样的其它技术相比较，用户认为指纹不是高度侵害的(与虹膜扫描对于眼睛的损害相比，用户经受较低的由指纹传感器对于手指的损坏风险，以及与对着一个装置讲话或把手和眼睛放在一个装置的前面相比，放置手和手指是更加舒服的)。
然而，指纹传感器也有许多缺点。首先，大多数传感器为了正确地起作用需要良好的物理接触，所以不可能把它们放置在一个屏蔽物的后面以保护它们不受环境(天气)影响或不受到故意破坏(破坏行为)。而且，这些传感器对于(来自手指的)汗、油脂，灰尘和其它污染物是敏感的，这使得传感器不可靠。另外，由于人们在许多不同的位置处置许多不同的物体，指纹可以容易被发现和被复制(电子欺骗)，这是由指纹传感器提供的保密级别的严重限制(它会错误地识别复制的指纹)。
发明概要所以，本发明的目的是提出更可靠的成像方法。
为此，本发明涉及一种识别的方法，包括-发送步骤，其中使光束指向身体部分的一个目标区域；-第一成像步骤，其中第一类型的目标区域的图像基于从所述目标区域返回并与所述光束分开的返回光束而被显示；-第二成像步骤，其中第二类型的目标区域的图像基于也从所述目标区域返回并与所述光束和所述返回光束分开的附加光束而被显示；-识别步骤，其中由所述第一类型的图像给出的信息和由所述第二类型的图像给出的信息被组合，以便按照一个基于与参考物的比较的类似性准则来识别或不识别该身体部分。
在本发明的优选实施例中，光束是通过一个向所述目标区域发射所述光束的光发射子步骤而得到的，返回光束是通过一个把所述返回光束与所述发射的光束分离开和把所述返回光束指向第一成像装置的第一分离子步骤而得到的，以及附加光束是通过一个把所述附加光束与所述光束和所述返回光束分离开和把所述附加光束指向第二成像装置的第二分离子步骤而得到的。
本发明的另一个目的是提出用于实行所述方法的识别设备。
为此，本发明涉及一种识别设备，它包括-发送装置，其中光束被发射指向身体部分的一个目标区域；-第一成像装置，其中第一类型的所述目标区域的图像基于从所述目标区域返回并与所述光束分开的返回光束而被接收和显示；-第二成像装置，其中第二类型的所述目标区域的图像基于也从所述目标区域返回并与所述光束和所述返回光束分开的附加光束而被接收和被显示；-识别装置，其中由所述第一成像装置给出的信息和由所述第二成像装置给出的信息被接收和组合，以便按照一个基于与参考物的比较的类似性准则来识别或不识别身体部分。
在优选实施例中，所述设备被提供用来确定用户的身份并且包括a)光源，用于发射所述光束；b)光学级，用于把所述光束指向所述用户的身体的目标区域；
c)极化光束分离器，用于把所述返回光束与所述光束分离开；d)第一成像模块，用于接收所述返回光束和显示所述第一类型的图像；e)第二成像模块，用于接收所述附加光束和显示所述第二类型的图像；f)识别模块，用于组合由所述第一类型的图像给出的信息和由所述第二类型的图像给出的信息，以及按照所述类似性准则识别或不识别所述用户。
在按照本发明的设备的另一个实施例中，它包括a)光源，用于发射所述光束；b)光学级，用于把所述光束指向所述用户的身体的目标区域；c)极化光束分离器，用于把所述返回光束与所述光束分离开；d)第一成像模块，用于接收所述返回光束和显示所述第一类型的图像；e)第二成像模块，其本身包括可切换的四分之一波长板、所述极化波束分离器和所述第一成像模块，该第二成像模块用于接收所述附加光束和显示第二类型的目标区域的图像；f)识别模块，用于组合由所述第一类型的图像给出的信息和由所述第二类型的图像给出的信息，以及按照所述类似性准则识别或不识别所述用户。
在所述实施例中，可切换的四分之一波长板优选地是液晶单元。
在按照本发明的设备的再一个实施例中，它包括a)光源，用于发射所述光束；b)光学级，用于把所述光束指向所述用户的身体的目标区域；c)极化光束分离器，用于把所述返回光束与所述光束分离开；d)第一成像模块，用于接收所述返回光束和显示所述第一类型的图像；e)第二成像模块，用于接收附加返回光束和显示所述第二类型的图像；f)识别模块，组合由所述第一类型的图像给出的信息和由所述第二类型的图像给出的信息，以及按照所述类似性准则识别或不识别所述用户；
所述第一和第二图像模块被正确地对准，以便构成一个用于在两个不同的角度下获取目标区域的相同区域的立体视角成像模块，以及在第一与第二类型的图像之间的差别导致产生目标区域的三维视图。
附图简述此后参照附图更详细地描述本发明，其中
图1显示在说明中被称为OPSI的技术的传统的实施例；图2显示按照本发明的设备的实施例；图3显示按照本发明的设备的另一个实施例；图4显示按照本发明的设备的再一个实施例。
发明详细说明所建议的成像方法的基础是被称为“正交极化频谱成像”(OPSI)的技术。按照所述技术，要检查的半透明的目标(例如手指)利用由诸如发光二极管或通常工作在近红外范围的激光器系统的激励系统发射的极化光来进行照射，成像系统只检测从所述目标返回的、具有与照射光成极化正交的极化的光。在这个OPSI技术中，目标表面反射的光将与照射所述目标的光具有相同的极化，所以，它不会被成像系统检测到。相反，在目标(在描述的例子中，皮肤和手指)中传输的光将散射多次，并且将失去它的原先的极化方向。这个去极化的光这时返回去照射目标(在本例中，血管)，以及一部分所述去极化的光将到达成像系统。如果在目标内有比起周围的媒介质吸收更多的光的物体(例如，血液比起周围组织吸收更多的光)，则成像系统将记录在较亮的介质中的暗的物体的图像(例如，在亮的皮肤组织中的暗的血管的图像)。
这种OPSI的基本原理显示于图1。所述图1所示的设备包括光源11(LS)，例如发光二极管，它发射成像光束111，该光束被准直和指向极化光束分离器12(PBS)。准直的成像光束111被传送通过极化光束分离器12，以及这样得到的极化的成像光束指向光学级13(OS)，然后由目标14(T)接收，在本例中由人的皮肤接收。穿透目标14(皮肤)和散射多次的光被去极化，并返回去照射目标和在目标内的物体(在本例中，在人的手指中的血管)。与原先的极化成正交的极化分量这时被光学级13收集，传送到极化光束分离器12，以及最后被成像模块15(IMI)记录。如果物体(在本例中，血管)比起周围的媒介质更强地吸收所使用的波长，则这些物体(血管)在由成像模块15显示的被获取的图像中呈现为暗的。这样的系统的主要特性例如是从美国专利5751835早已获知的。
这样，手指检测方法和以前描述的技术的组合允许消除与传统的指纹传感器有关的缺点以及执行更可靠的指纹检测操作。如图2所示，图上显示OPSI技术与指纹成像技术的组合，按照本发明的设备首先包括与以前参照图1描述的相同的模块(光源11、极化光束分离器12、光学级13、和成像模块15)，但在本实施例中，还包括第二成像模块25(IM2)。
第一成像模块15与以前一样被用于OPSI，而第二成像模块用于对个人的指纹成像。从目标14(人的手指)返回的具有原始的极化的光主要对应于从目标的顶层(第一皮肤层)反射的光。极化光束分离器12反射这个光，而位于所述极化光束分离器12和光源11之间的光学路径上的光束分离器26可以把所述返回的光重新指向第二成像模块25，从而能够记录用户的指纹。因此，基于血管的信息(在第一成像模块15中可得到的)和基于指纹的信息(在第二成像模块25中可得到的)可以在识别模块27(ID2)中被组合，导致更可靠的个人的生物测量的识别。
本公开内容显然是说明性的，而无论如何不是限制本发明的范围。也可以提出对于公开的设备的修改方案。例如，在图3所示的另一个实施例中，该实施例相应于OPSI和指纹成像的组合，其中类似于图1和2的设备的相应的部件(光源11、极化光束分离器12、光学级13、和成像模块15)的设备的部件具有相同的标号，以及其中只使用一个成像模块35(IM3)同时供OPSI和指纹成像之用。为此，液晶单元37(LCCI)被用作为可切换的四分之一波长板-当四分之一波长板被关断时，实施例用作为OPSI设备；-当四分之一波长板被接通时，光的极化被旋转，从而使与照射光相同的极化现在被传送到成像模块35。这样，所述成像模块35将记录从第一皮肤层反射的大多数光，这就使得能把人的指纹成像。基于血管信息和指纹信息的同样可靠的人的生物测量识别现在是可能的，并在识别模块67(ID3)中完成。本实施例的优点是节省空间和成本。
在另一个实施例中，如图4所示，该实施例相应于立体视角OPSI生物测量系统，以及其中类似于以前的实施例的相应的部件(光源11、极化光束分离器12、光学级13)的设备的部件具有相同的标号，在该实施例中两个成像模块45a(IM4)和45b(IM5)被使用来记录血管。如果所述模块被恰当地对准，这导致一个立体视角成像系统两个成像模块获取相同的区域，然而是在不同的角度下。两个被记录的图像之间的差别导致与手指中的血管图案有关的3D信息，这在识别模块47中被使用于识别个人。
上述的本发明的优点为如下(1)由于本发明只使用光学方法来检测指纹和血管，所以在传感器与物体(手指)之间不必有机械接触结果，传感器可以放置在光学窗口的后面，所以是安全的，不受外界影响(天气，破坏)，以及将保持免受诸如汗、油脂或灰尘的污染(而且，有可能具有一个在其上放置手指的单个表面，这比起把手指插入到装置中，可增加用户友好性)。
(2)本发明使用血管来供识别，这使得更难进行电子欺骗，因为用户不会把血管图案留在他们接触或操控的任何物体上(而且，比起指纹，更难构建3D血管图案)，以及通过检查频谱对比，有可能鉴别活的和死的手指，因为光谱吸收由于血液的供氧而改变(如果由血液对光的吸收不同于根据识别模块中的参考数据库所预期的那样，则将被拒绝进入)。
必须看到，本发明不限于上述的实施例。可以提出变例和修改方案而不背离如在所附权利要求规定的本发明的精神和范围，并且作出以下结束语。
有许多藉助于硬件或软件项或同时用这二者实现各种功能的方法。在这方面，附图只是示意的，每个附图只代表本发明的一个可能的实施例。因此，虽然附图作为不同的块而显示不同的功能，但这决不排除单个硬件或软件项实现几个功能，或硬件或软件项或二者的组合实现一个功能。如上所述，参照附图给出的说明显示而不是限制本发明，以及属于所附权利要求的范围内的许多替换例是可能的。单词“包括”不排除除了在权利要求中列出的那些以外其它单元或步骤的存在。在单元或步骤前面的单字“一个”不排除多个这样的单元或步骤的存在。
权利要求
1.一种个人识别方法，包括-发送步骤，其中使光束指向身体部分的一个目标区域；-第一成像步骤，其中第一类型的目标区域的图像基于从所述目标区域返回并与所述光束分开的返回光束而被显示；-第二成像步骤，其中第二类型的目标区域的图像基于也从所述目标区域返回并与所述光束和所述返回光束分开的附加光束而被显示；-识别步骤，其中由所述第一类型的图像给出的信息和由所述第二类型的图像给出的信息被组合，以便按照一个基于与参考物的比较的类似性准则来识别或不识别该身体部分。
2.如在权利要求1中要求的方法，其中所述光束是通过向所述目标区域发射所述光束的光发射子步骤而得到的。
3.如在权利要求2中要求的方法，其中所述返回光束是通过把所述返回光束与所述发射的光束分离开和把所述返回光束指向第一成像装置的第一分离子步骤而得到的，以及附加光束是通过把所述附加光束与所述光束和所述返回光束分离开和把所述附加光束指向第二成像装置的第二分离子步骤而得到的。
4.一种个人识别设备，它包括-发送装置，其中光束被发射指向身体部分的一个目标区域；-第一成像装置，其中第一类型的所述目标区域的图像基于从所述目标区域返回并与所述光束分开的返回光束被接收和被显示；-第二成像装置，其中第二类型的所述目标区域的图像基于也从所述目标区域返回并与所述光束和所述返回光束分开的附加光束而被接收和被显示；-识别装置，其中由所述第一成像装置给出的信息和由所述第二成像装置给出的信息被接收和组合，以便按照一个基于与参考物的比较的类似性准则来识别或没有识别身体部分。
5.如在权利要求4中要求的个人识别设备，所述设备被提供用来确定用户的身份，并且包括a)光源，用于发射所述光束；b)光学级，用于把所述光束指向所述用户的身体的目标区域；c)极化光束分离器，用于把所述返回光束与所述光束分离开；d)第一成像模块，用于接收所述返回光束和显示所述第一类型的图像；e)第二成像模块，其本身包括可切换的四分之一波长板、所述极化波束分离器和所述第一成像模块，该第二成像模块用于接收所述附加光束和显示所述第二类型的图像；f)识别模块，用于组合由所述第一类型的图像给出的信息和由所述第二类型的图像给出的信息，以及按照所述类似性准则识别或不识别所述用户。
6.如在权利要求4中要求的个人识别设备，所述设备被提供用来确定用户的身份和包括a)光源，用于发射所述光束；b)光学级，用于把所述光束指向所述用户的身体的目标区域；c)极化光束分离器，用于把所述返回光束与所述光束分离开；d)第一成像模块，用于接收所述返回光束和显示所述第一类型的图像；e)第二成像模块，其本身包括可切换的四分之一波长板、所述极化波束分离器和所述第一成像模块，用于接收所述附加光束和显示第二类型的目标区域的图像；f)识别模块，用于组合由所述第一类型的图像给出的信息和由所述第二类型的图像给出的信息，以及按照所述类似性准则识别或不识别所述用户。
7.如在权利要求6中要求的个人识别设备，其中所述可切换的四分之一波长板是液晶单元。
8.如在权利要求4中要求的个人识别设备，所述设备被提供用来确定用户的身份并且包括a)光源，用于发射所述光束；b)光学级，用于把所述光束指向所述用户的身体的目标区域；c)极化光束分离器，用于把所述返回光束与所述光束分离开；d)第一成像模块，用于接收所述返回光束和显示所述第一类型的图像；e)第二成像模块，用于接收所述附加光束和显示所述第二类型的图像；f)识别模块，用于组合由所述第一类型的图像给出的信息和由所述第二类型的图像给出的信息，以及按照所述类似性准则识别或不识别所述用户；所述第一和第二图像模块被正确地对准，以便构成一个用于在两个不同的角度下获取目标区域的相同区域的立体视角成像模块，以及在第一与第二类型的图像之间的差别导致产生目标区域的三维视图。
全文摘要
本发明涉及个人识别方法和相应的设备。它们的元件主要是光源，用于向目标发射光束；第一成像模块，用于接收从所述目标返回的返回光束和显示第一类型的目标的图像；以及第二成像模块，用于也接收所述返回光束和显示第二类型的目标的图像。一个识别模块允许组合由所述第一类型的图像给出的信息和由所述第二类型的图像给出的信息，以及按照类似性准则识别或不识别一个个人。
文档编号G06K9/00GK1954330SQ200580015172
公开日2007年4月25日 申请日期2005年4月28日 优先权日2004年5月12日
发明者W·伦森, R·亨德里克斯, M·范比克, A·阿克曼斯 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司