生物测定传感器的制作方法

专利名称：生物测定传感器的制作方法
生物测定传感器相关申请的交叉引用本申请要求以下申请的申请日权益2005年9月1日由Robert K. Rowe提交的、名称为"COMPARATIVE TEXTURE ANALYSIS OF TISSUE FOR BIOMETRIC SPOOF DETECTION"的美国专禾U申请No. n/216,006， 2006年7月19日由Robert K. Rowe提交的、名称为 "TEXTURE-BIOMETRICS SENSOR"的美国专利申请No. 11/458,619，以 及2006年7月19日由Robert K. Rowe等人提交的、名称为"WHITE LIGHT SPECTRAL BIOMETRIC SENSORS"的美国专利申请No. 11/458,607。技术领域本申请一般涉及生物测定(biometrics)。特别是，本申请涉及利用光 谱信息进行生物测定测量的方法和系统。
背景技术：
"生物测定" 一般涉及活体特性的统计学分析。生物测定的一个类 别包括"生物测定识别"，其通常以两种方式之一操作以提供对人的自动 识别或证明人所声称的身份。生物测定感测技术测量人的物理特征或行 为特征，并将这些特征与类似的预先记录的测量比较，确定是否相配。 常用于生物测定识别的物理特征包括面孔、虹膜、手掌轮廓、静脉结构 以及指纹图案，指纹图案是所有生物测定-识别所用的特征中最普遍的特 征。分析所收集的指纹的当前方法包括光学的、电容的、射频的、热的、 超声的、以及几种其他不常见的技术。大多数指纹收集方法依靠的是测量手指表面处或非常靠近位置的皮肤的特性。特别是，光学指纹读取器一般依靠的是传感器台板与放在它 上面的手指之间的折射指数存在或不存在差别。当充有空气的指纹的谷 处于台板的特定位置上时，在台板上会发生全内反射("TIR")，这是因 为空气-台板折射指数不同。替代地，如果有适当折射指数的皮肤与台板有光学接触，那么在这个位置上TIR就会被"破坏"，光就能从台板-皮肤 之间界面通过。在手指与台板接触的整个区域中TIR的差别的映射，形 成传统的光学指纹读取的基础。使用多个光学装置检测光学界面在亮场 和暗场光学两种布局中的这种变化。通常，单一的准单色光束被用于进 行这种以TIR为基础的测量。也存在非TIR光学指纹传感器。在大多数情况下，这些传感器依靠 准单色光的一些装置，用这种光去照射指尖前面、侧面或背面而使光通 过皮肤漫射。指纹图像的形成是由于光在皮肤-台板边界的传播情况对于 指纹的脊(ridge)和谷(valley)有差别。光学传播中的差别是由于谷中 存在或不存在任何中间空气隙所致的菲涅耳反射特性中的变化，如熟练 的技术人员所知道的。光学指纹读取器对由非理想条件而导致的图像品质问题特别敏感。 如果皮肤过分干燥，其与台板的指数匹配将被折衷，所得到的图像反差 弱。类似地，如果手指非常湿，谷可能充满水，导致整个手指区域发生 光学耦合而严重降低图像反差。如果手指对台板的压力过小或过大，皮 肤或传感器不千净，皮肤老化和/或磨损，或者存在过分精细的特征，例 如也许对于某些人种以及在很幼小的儿童中，类似的影响都可能发生。 这些影响降低了图像质量，因而降低了指纹传感器的总体性能。在某些 情况下，商品化的光学指纹读取器包含软材料如硅树脂的薄膜，帮助减 轻这些影响和恢复性能。作为软材料，膜受到损伤、磨损和污染，如果 不加保养就会限制传感器的使用。光学指纹读取器，如那些基于TIR的以及其他模态(modalities)如 电容、RF及其他的光学指纹读取器，典型地产生由于采集期间的非理想 成像条件而在一定程度上受到影响的图像。最终图像的纹理特征分析因而受取样条件的影响，可能限制或模糊了对人的皮肤纹理特征的观察能 力。其结果是在这类感测模态中纹理的利用受到限制。生物测定传感器特别是指纹生物测定传感器，通常易被各种形式的 欺骗样品击败。在指纹读取器的情况下，向读取器提交已授权使用者的 指纹图案的各种方法是技术上已知的，将已授权使用者的指纹图案嵌入 某种无生命的材料例如纸、凝胶、环氧树脂胶、乳胶以及诸如此类材料 中。因此，即使指纹读取器被认为能可靠地判定相配的指纹图案存在或 不存在，对于整个系统安全来说，确保匹配的图案采集自真实的活着的 手指也是关键的，许多常规的传感器确定这一点也许是困难的。另一种可能击败某些生物测定系统的途径是通过利用一种重放攻击(replay attack),在这种情形下，入侵者在已授权使用者使用该系统时记 录来自传感器的信号。此后，入侵者操作传感器系统使预先记录的已授 权信号注入系统，因而绕过传感器本身而侵入生物测定所保护的系统。使生物测定传感器更强健、更安全以及更不易出错的一种常用的方 法是组合生物测定信号源，使用有时在技术上称为利用"双重"、"组合 学(combinatoric)"、"分层"、"熔合"、"多重生物测定"、"多因素生物测 定"传感的方法。为了如此提供增强的安全性，生物测定技术以这样的 方式组合，即不同的技术同时测量身体的多个部分，从而阻止被使用不 同的样品或击败组合的不同传感器的技术所击败。当技术的组合在某种 意义上说它们是在观察身体的同一部分时，它们被看作是"紧密耦合" 的。生理分析物(physiological analytes)如葡萄糖、乙醇、血红蛋白、尿 素和胆固醇的非侵害性光学测量的精度，可能受皮肤组织变化的不利影 响。在某些情况下与生物测定测量结合测量一个或多个生理分析物是有 利的。这种双重测量在商业和法律执行市场都有潜在的意义和应用。因此，在技术上普遍需要改进的利用多谱成像系统和方法进行生物 测定感测和分析物估计的方法和系统。发明内容因此，本发明的实施例提供了评估为生物测定评估而提交的样品的 真实性的方法。样品在多个不同的光学条件下被照射。从样品散射的光 被接收。多个图像被形成，每一个这样的图像是由多个不同的光学条件的相应一种条件下的接收光形成的。多个纹理量度(texture measure)被产 生，每一个这样的纹理量度是从多个图像的相应一个图像产生的。确定 所产生的多个纹理量度是否与真实的未被隐瞒的生物组织样品一致。在 某些特定实施例中，纹理量度可包括图像反差量度。不同的光学条件下的样品的照射可通过下述方法实现，即采用具有 多个不同波长的光照射它，在多个不同的光学条件下采用光照射它，在 多个不同的照射角度采用光照射它，以及诸如此类。在某些实施例中纹理量度可通过对多个图像的每一图像进行空间移 动窗口 (moving-window)分析而产生。在某些情况下，多个纹理量度可 包括某些空间频率范围内的图像反差的测量。例如，当采用具有多种不 同的波长的光照射样品时，可以确认红光照射下的图像反差小于蓝光照 射下的图像反差。替代地，可以确认红光照射下的图像反差小于预定的 值。在某些情况下可进行空间移动窗口分析即对多个图像计算移动窗口 傅里叶变换。替代地，可计算多个图像的移动窗口中心性和移动窗口变 化性量度。例如，在一个实施例中，移动窗口中心性量度包括移动窗口 平均，移动窗口变化性量度包括移动窗口标准偏差。在另一实施例中， 移动窗口中心性量度包括移动窗口平均，移动窗口变化性量度包括移动 窗口范围。可以通过应用多维标定(multidimensional scaling)将多个纹理量度 映射至多维空间中的一点，进行样品真实性的确定。这允许确定这个点 是否在真实的不隐瞒的生物组织样品所对应的多维空间的预定区域中。 在一个实施例中，多维空间是一个二维空间。在另一组实施例中，提供一种执行生物测定功能的方法。采用照射 光照射个人的声称的皮肤部位。所声称的皮肤部位与一个表面接触。从声称的皮肤部位散射的光基本上在包含该表面的平面内被接收。由所接 收的光形成图像。由图像产生图像纹理量度。分析所产生的图像纹理量 度以执行生物测定功能。在某些实施例中，生物测定功能包括反欺骗功能；在这类实施例中， 分析图像纹理量度以确定声称的皮肤部位是否包含活组织。在其他一些 实施例中，生物测定功能包括识别功能；在这类实施例中，分析图像纹理量度以确定个人的身份。在另外一些实施例中，生物测定功能包括人口统计或人体测量学功能；在这类实施例中，分析图像纹理量度以估计 个人的人口统计或人体测量学特征。上述表面可以是成像检测器的表面，从声称的皮肤部位散射的光在 成像检测器被接收。替代地，光的图案可从平面转移至设置在平面外部 的成像检测器而没有图案的显著退化或衰减，转移的图案在成像检测器 被接收。在不同的实施例中，从声称的皮肤部位散射的光可在单色成像 检测器或彩色成像检测器被接收。在某些实施例中，照射光是白光。于是图像可包括多个与不同波长 对应的图像。因此可通过对多个图像的每一图像进行空间移动窗口分析 来产生图像纹理量度。例如可对多个图像计算移动窗口傅里叶变换。替 代地，可计算多个图像的移动窗口中心性量度和移动窗口变化性量度。在分析所产生的图像纹理量度以执行生物测定功能时，所产生的图 像纹理量度可与一个参考图像纹理量度相比较。在某些情况下，参考图 像纹理量度已从一个参考图像产生，这个参考图像由参考皮肤部位散射 的光形成，而声称的皮肤部位与参考皮肤部位实质上不同。在某些实施 例中，在执行生物测定功能时，将接收光的谱特征与参考谱特征相比较。在另外一组实施例中，提供有生物测定传感器。传感器包括表面、 照射子系统、检测子系统以及计算单元。表面适用于接触声称的皮肤部 位。配置有照射子系统用于当声称的皮肤部位接触表面时对声称的皮肤 部位进行照射。配置检测子系统用于接收从声称的皮肤部位散射的光， 光基本上在包括表面的平面内被接收。计算单元与检测子系统形成接口并具有由接收光形成图像的指令。它还具有从图像产生图像纹理量度的指令，以及分析所产生的图像纹理量度以执行生物测定功能的指令。可采用这种传感器执行多种不同的生物测定功能。在一个实施例中，生物测定功能包括反欺骗功能，计算单元具有确定声称的皮肤部位是否包含活组织的指令。在另一实施例中，生物测定功能包括识别功能，计 算单元具有根据所产生的图像纹理量度确定个人身份的指令。在又一实施例中，生物测定功能包括人口统计或人体测量学功能，计算单元具有 根据所产生的图像纹理量度估计个人的人口统计或人体测量学特征的指在某些情况下，生物测定传感器进一步包括成像检测器。在一个这 类实施例中，表面是成像检测器的表面，检测子系统包括成像检测器并 配置成在成像检测器接收从声称的皮肤部位散射的光。在另一这类实施 例中，成像检测器设置在平面的外部。光学布局配置成将光的图案从平 面转移至成像检测器而没有图案的显著退化或衰减。检测子系统包括成 像检测器并配置成在成像检测器接收被转移的图案。在不同的实施例中 成像检测器可包括单色成像检测器或彩色成像检测器。在某些情况下，照射子系统配置成以白光照射声称的皮肤部位。图 像于是可包括多个与不同波长对应的图像，产生图像纹理量度的指令包 括对多个图像的每一图像进行空间移动窗口分析的指令。例如，在一个 实施例中可具有对多个图像计算移动窗口傅里叶变换的指令，而另一实 施例具有计算多个图像的移动窗口中心性量度和移动窗口变化性量度的 指令。在一个实施例中，分析所产生的图像纹理量度以执行生物测定功能 的指令包括将所产生的图像纹理量度与一个参考图像纹理量度相比较的 指令。这一参考图像纹理量度已从一个参考图像产生，这一参考图像由 参考皮肤部位散射的光形成，而声称的皮肤部位与参考皮肤部位实质上 不同。在某一实施例中，在执行生物测定功能时计算单元还具有将接收 光的谱特征与参考谱特征相比较的指令。18在又一组实施例中，提供有生物测定传感器。设置有白光照射子系 统用于以白光照射个人的声称的皮肤部位。设置有检测子系统用于接收 从声称的皮肤部位散射的光，检测子系统包括接收光入射于其上的彩色 成像器。计算单元与检测子系统耦合。计算单元具有从彩色成像器的接 收光导出声称的皮肤部位的多个空间分布的图像的指令。多个空间分布 的图像与个人被照射组织的不同体积对应。计算单元还具有分析多个空 间分布的图像执行生物测定功能的指令。在这些实施例的一个实施例中，生物测定功能包括反欺骗功能，分 析多个空间分布的图像的指令包括确定声称的皮肤部位是否包含活组织 的指令。在这些实施例的另一实施例中，分析多个空间分布的图像以执 行生物测定功能的指令包括分析多个空间分布的图像以估计个人的人口 统计或人体测量学特征的指令。在这些实施例的又一实施例中，分析多 个空间分布的图像以执行生物测定功能的指令包括分析多个空间分布的 图像以确定个人的血液中分析物浓度的指令。在某些实施例中，生物测定传感器包括与声称的皮肤部位接触的台 板，白光照射子系统适用于通过台板照射声称的皮肤部位。在其他一些 实施例中，当皮肤部位不与生物测定传感器物理接触时，白光照射子系 统替代适用于照射声称的皮肤部位。在不同的实施例中，可以不同的方式提供白光。例如，在一个实施 例中，白光照射子系统包括白光的宽带光源。在另一实施例中，白光照 射子系统包括多个窄带光源，以及将多个窄带光源所提供的光组合起来 的光学装置。多个窄带光源可提供与一组基色的每一基色对应的波长的 光。在某些情况下，声称的皮肤部位与照射声称的皮肤部位的照射区作 相对运动。某些实施例利用偏振作用，在照射子系统中包括配置成使白光偏振的第一偏振器。然后，检测子系统包括配置成交会(encounter)接收光的 第二偏振器。第一和第二偏振器可彼此相对交叉。在其他一些实施例中， 第一和第二偏振器可相互平行。在某些实施例中，第一偏振器可省去而保留第二偏振器。在某些实施例中，这些偏振器中的两个或多个可选地 组合为单一器件。检测子系统有时也可包括红外滤光器，红外滤光器配 置成在接收光入射至彩色成像器以前，交会接收光。在某些情况下，声称的皮肤部位是手指或手的掌面，生物测定功能 包括生物测定识别。分析多个空间分布的图像的指令包括从多个空间分 布的图像导出声称的皮肤部位的表面指纹或掌纹图像的指令。然后将表 面指纹或掌纹图像与指纹或掌纹图像的数据库相比较以识别个人。在生 物测定功能包括生物测定识别的另一实施例中，分析多个空间分布的图 像的指令代之以包括将多个空间分布的图像与多谱图像的数据库相比较 以识别个人的指令。在另外一组实施例中，提供一种执行生物测定功能的方法。用白光 照射个人的声称的皮肤部位。用彩色成像器接收入射于其上的从声称的 皮肤部位散射的光。导出声称的皮肤部位的多个空间分布的图像，多个 空间分布的图像与个人被照射组织的不同体积对应。分析多个空间分布 的图像以执行生物测定功能。在这些实施例的某些实施例中，生物测定功能包括反欺骗功能，分 析多个空间分布的图像包括确定声称的皮肤部位是否包含活组织。在这 些实施例的另一实施例中，分析多个空间分布的图像以估计个人的人口 统计或人体测量学特征。在这些实施例的又一实施例中，分析多个空间 分布的图像以确定个人的血液中分析物的浓度。有时可用白光通过与声称的皮肤部位接触的台板直接照射声称的皮 肤部位。在某些情况下，可用白光的宽带光源照射声称的皮肤部位，而 在另一些情况下可产生并组合多个窄带光束，多个窄带光束或许与一组 基色对应。声称的皮肤部位可能与照射声称的皮肤部位的照射区作相对 运动。在一个实施例中，以第一偏振化作用使白光偏振，以第二偏振化作 用使所接收的从声称的皮肤部位散射的光偏振。第一和第二偏振化作用 可实质上彼此相对交叉，或者可相互平行。有时可在接收光入射至彩色掌纹图像与指纹或掌纹图像的数据库相比较。在一个替代的实施 例中，多个空间分布的图像可与多谱图像的数据库相比较以识别个人。


通过参考本说明书的后续部分及附图，可进一步理解本发明的特征 和优点，附图中类似的参考标号在这些图中始终用于指示类似的部件。 在某些例图中，参考标号包括数字部分及后随的拉丁字母下标；只提及 参考标号的数字部分是希望统称参考数字部分相同但拉丁字母下标不同 的所有参考标号。图1是本发明的一个实施例中的非接触式生物测定传感器的正视图； 图2A是可用在本发明的实施例中的Bayer滤色器阵列结构的示例图；图2B是类似于图2A中的例子的Bayer滤色器阵列的彩色响应曲线图；图3是本发明的另一实施例中的非接触式生物测定传感器的正视图； 图4是传感器结构的顶视图，其在皮肤部位与传感器的光学工作区 之间相对移动过程中采集数据；图5是可用于本发明的某些实施例中的多谱数据立方体；图6是本发明一个实施例中的接触式生物测定传感器的正视图；图7A是一个实施例中的接触式生物测定传感器的侧视图；图7B是另一实施例中的接触式生物测定传感器的侧视图；图8是又一个实施例中的接触式生物测定传感器的正视图；图9是另一实施例中的多谱生物测定传感器的视图；图10A说明本发明一个实施例中的接触式纹理生物测定传感器的结图10B是采用一种配置的接触式纹理生物测定传感器的侧视图； 图10C是采用另一种配置的接触式纹理生物测定传感器的侧视图； 图11是一个计算机系统的示意图，可用于根据本发明实施例的接触 式和非接触式生物测定传感器的管理功能； 图12是充氧血液的吸收比光谱图；图13是在不同照射条件下取得的真实手指和欺骗手指的图像；图14是本发明的某些方法的概括流程图；图15A是本发明的第一实施例中收集的结果图示；图15B是对比图15A的关于真实手指和欺骗手指的结果；图15C是从图15A数据的多维标定得到的可分辨性图示；图16A是本发明第二实施例中收集的真实手指和欺骗手指的结果比较；图16B是从图16A数据的多维标定得到的可分辨性图示；图17A是本发明第三实施例中收集的真实手指和欺骗手指的结果比较；图17B是从图17A数据的多维标定得到的可分辨性图示；图18是概括使用接触式和非接触式生物测定传感器的方法的流程图，并举例说明可实现的多种不同的生物测定功能；以及图19是概括根据本发明的接触式纹理生物测定传感器的操作方法的流程图。
具体实施方式
1.概述本发明的一些实施例提供允许收集和处理各种不同类型的生物测定 测量的方法和系统，包括某些实施例中的集成的、多因子的生物测定量 度。这些量度可提供高可信度的个人识别以及所取生物测定样品的真实 性识别。在某些实施例中，传感器使用白光，穿透人的皮肤表面，并在皮肤内和/或皮下组织中散射。这里所使用的"白光"指的是具有适合于 分离为成分波长带的光谱组合的光，在某些情况下可以包括基色。用来 确定白光的常规基色是红、绿和蓝，但是如熟练的技术人员所知道的， 在其他情况下也可以使用另外的组合。为了清楚起见，要强调的是这里 所使用的"白光"，对观察的人来说也许不呈现白色，而可能有与之相关 的不同色调或颜色，这是由于恰当的波长分布和成分波长带的强度的关 系。在其他的情况下，白光可包括紫外或红外光谱区中的一个或多个光 谱带。在某些情况下，当白光由红外和/或紫外光谱区中的波长带组成时， 它对观察者来说甚至是完全不可见的。 一部分被皮肤和/或皮下组织散射 的光存在于皮肤中，被用来形成皮肤表面和皮下组织结构的图像。因为 皮肤的波长相关性，由白光所包含的光的每一波长所形成的图像，可以 不同于以其他波长所形成的图像。因此，本发明的实施例以这样的方式收集图像即从所得的图像中提取特征光谱和空间信息。在一些应用中，可能需要估计人体的其他参数和特性，或单独或与 生物测定量度组合进行。例如，在一个特定的实施例中，提供一种测量 人的分析物水平的能力，同时测量指纹图案。在实施例中可以发现法律 执行方面的应用，其中测量的分析物包括人的血液乙醇含量水平；这类 实施例能够实现多种商业应用包括限制机动车辆进口。由此可见，分析 物测量和被测试人的身份可能会不可避免地关联在一起。皮肤的组成和结构是差别很大、很复杂的，并且人与人不同。通过 进行皮肤和皮下组织的空间谱特性的光学测量，可进行许多评估。例如， 生物测定识别功能可用来识别或证明被测试的是谁的皮肤，活性功能(livenessflmction)可用来确信被测样品是活着的、有生机的皮肤而不是 其他材料，可进行多种生物学参数估计例如年龄性别、种族以及其他人 口统计学和人体测量学特征，和/或可进行各种分析物的浓度和参数的测 量，所述参数包括乙醇、葡萄糖、血液灌注度以及氧、胆红素、胆固醇、 尿素等等。皮肤的复杂结构可用于不同的实施例中，针对特殊功能调整所述方法和系统的各方面。皮肤的最外层即表皮由下面的真皮和皮下组织支撑。 表皮本身可以有可辨认的五个子层，包括角质层、透明层、颗粒层、棘 层和生发层。因此，例如，在最顶层角质层下面的皮肤具有涉及表面形 貌的某些特征，以及随进入皮肤的深度而变化的某些特征。当血液供给 真皮层中的皮肤时，真皮具有称作"真皮乳头"的凸入表皮的凸出部， 其通过毛细管向紧靠表面的皮肤供血。在手指的手掌表面一边，这种毛细管结构与表面上的摩擦脊和谷(friction ridges and valleys)的图案一致。 在身体的某些其他部位，毛细管床的结构可能不那么有条理，但仍是特 定位置和个体所特有的。同样，皮肤不同层之间界面的形貌是十分复杂 的，也是皮肤位置和个体所特有的。虽然皮肤和皮下组织的皮下结构这 些资源对于生物测定确定或分析物测量的非成像光学测量来说表现为重 大的噪声源，但这些结构的差异经过本发明的实施例却突显出能进行良 好对比的空间谱特征。在某些情况下，墨水、染料和/或其他的色素沉着可作为局部覆盖层 或皮下纹身出现在部分皮肤中。人造皮肤颜色的这些形式可以或可以不 被人的肉眼所见。但是，如果本发明的装置所用的一个或多个波长对色 素敏感的话，那么这种传感器除了其他一些所期望的任务以外，能在在 某些实施例中用来证明这种色素的存在、数量和/或形状。总的来说，本发明的实施例提供收集空间谱信息的方法和系统，这 些信息可表示为独立的空间和光谱维数的多维数据结构。在某些情况下 所要求的信息恰好包括在整个多维数据结构的一部分中。例如，均匀分 布的、光谱活性化合物的估计或许正巧需要所测得的光谱特性，它们可 从整个多维数据结构中提取。在这种情况下，整个系统的设计可通过减 少图像像素的数目甚至限于单个像素而减少或消除所收集数据的空间分 量，从而得以简化。因此，虽然所披露的系统和方法是从空间谱成像的 角度概括地描述的，但将会承认本发明包含成像量大为减少的，甚至于 那里只有单个检测器元件的点的类似测量。2.非接触式生物测定传感器本发明的一个实施例用图1的示意图描述，所表示的是非接触式生 物测定传感器101的正视图。传感器101包括具有一个或多个光源103的照射子系统121和带成像器115的检测子系统123。图1描述一个实施 例，其中照射子系统121包括多个照射子系统121a和121b，但本发明不 受照射或检测子系统121或123的数目限制。例如，照射子系统121的 数目可方便地选择为获得某种照射水平，以满足封装的要求和对传感器 101的其他结构制约。照射光从光源103穿过实现所希望的照射形状例如 泛光、光线、光点等等形状的照射光学器件105。照射光学器件105为方 便起见表示为由一个透镜组成，但可更一般地包括一个或多个透镜、一 个或多个反射镜和/或其他光学元件的任何组合。照射光学器件105也可 包括扫描机构(未示出)，以特定的一维或两维方式对照射光进行扫描。 光源103在不同实施例中可包括点光源、线光源、面光源或者一系列这 样的光源。在一个实施例中，照射光作为偏振光而提供，例如通过配置 一个线偏振器107，在射到被研究的人的手指119或皮肤的其他部分之前 光线穿过线性编振器107。类似图1所示的实施例被称作"非接触式"传 感器，因为成像的皮肤部位可定位为与光相互作用而不接触任何实体表 面。在下面详述的"接触式"生物测定传感器中，成像的皮肤部位与某 些实体表面如台板或光检测器接触。在某些情况下，光源103包括白光源，其可在不同的实施例中提供 作为宽带电源或作为一群窄带发射器。宽带光源的例子包括白色发光二 极管("LED")、白炽灯泡或辉光棒等等。窄带发射器群可包括具有基色 波长的准单色光源，例如在一个实施例中它包括红色LED或激光二极管、 绿色LED或激光二极管和蓝色LED或激光二极管。一种减少直接反射光的替代机构利用光学偏振器。线和圆偏振器两 者有利地用来进行更敏感于一定皮肤深度的光学测量，如熟练的技术人 员所知道的那样。在图1所说明的实施例中，通过线偏振器107使照射 光偏振化。检测子系统123也可包括线偏振器111，安排成它的光轴基本上正交于照射偏振器107。这样，来自样品的光必须经历多个散射事件而 显著地改变其偏振状态。当光穿透皮肤表面时这样的事件产生，并且在 许多散射事件之后，光背散射至检测子系统123。相反地，也可使用两个偏振器107和111以便通过将偏振器111设置 成基本上平行于偏振器107来提高直接反射光的影响。在某些系统中， 它有助于在单一器件中组合两个或多个偏振配置，使得能够收集在两种 不同偏振条件下(即在交叉偏振和平行偏振条件下)的多谱数据。在其 他实施例中，或者偏振器107或111，或者两者可以省略，允许收集基本 上随机偏振的光。检测子系统123可包含检测光学器件，包括透镜、反射镜、相移片 和波前编码器件，和/或在检测器115上形成图像的其他光学元件。检测 光学器件113也可包括扫描机构(未示出)将整个图像的各部分转送至 检测器115。在所有情况下，检测子系统123配置成对在退出皮肤之前已 经穿透皮肤表面并经历皮肤和/或皮下组织内的光学散射的光敏感。在使用白光的实施例中，检测器115可以包括Bayer滤色器阵列，其 中与一组基色对应的滤色器元件排列为Bayer图案。这种图案的一个例子 表示在图2A中，其中使用红色204、绿色212和蓝色208滤色器元件的 一种排列。在某些情况下，检测子系统123可附加地包括红外滤光器114， 设置成减少检测到的红外光量。如从图2B所示的典型Bayer滤光器阵列 的彩色响应曲线看到的，通常在滤光器元件的红224、绿232和蓝228发 射特性的光谱范围有一些重叠。从绿232和蓝228的发射特性曲线中能 特别明显地看出，滤光器阵列可允许发射红外光。在包含将红外滤光器 114作为检测子系统的部件时，避免了这一点。在其他的实施例中，红外 滤光器114可省略，并且可以包含发射红外光的一个或多个光源。由此， 所有滤色器元件204、 208和212可允许光线充分地通过，结果在整个检 测器115上形成红外图像。非接触式生物测定传感器的另一实施例以图3的正视图示意性示出。 在这个实施例中，生物测定传感器301包括照射子系统323和检测子系些实施例中可具有多个照射子系统323，图3是具有两个照射子系统323的特定实施例。照射子系统 323所包含的白光源303可以是上述包括宽带或窄带光源组合的任何白光 源。来自白光源303的光在进入皮肤部位119之前，穿过照射光学器件 305和线偏振器307。光的一部分从皮肤部位119漫反射到检测子系统 325，其包括成像光学器件315和319、线偏振器311和色散光学器件313。 色散元件313可包括透射的或反射的一维或二维光栅、棱镜，或任何其 他在技术上已知的使光的路径作为光的波长的函数而偏离的光学元件。 在图示的实施例中，第一成像光学器件319的作用是校准从皮肤部位119 反射的光使其透过线偏振器311和色散元件313。光的谱分量被色散元件 313按照角度分离，并且被第二成像光学器件315分别聚焦在检测器上。 如结合图1的有关讨论，当偏振器307和311的光轴定向为基本上相互 正交时，照射和检测子系统323和325所分别包含的偏振器307和311 的作用是在检测器317处减少对直接反射光的检测。偏振器307、 311也 可定向为使它们的光轴基本上平行，这将增强在检测器317处对直接反 射光的检测。在某些实施例中，可以省去或者偏振器307或者311，或者 两者都省去。由检测器所接收的光产生的图像是以计算机断层成像光谱仪 ("CTIS")方式被"编码"的图像。光谱和空间信息同时在所得到的图 像中表现出来。单独的光谱图案可以通过编码图像的数学逆转换或"重 构"而获得。在描述图1中的非接触式传感器时曾提到可配备扫描机构对照射光 进行扫描。这是一个更一般类型的实施例，其中照射区与皮肤部位有相 对运动。在这类实施例中，图像可以通过将相对运动期间所收集的分开 的图像部分组合起来而构成。这种相对运动也可在按照杆形(swipe)结 构配置传感器的实施例中实现，其中使用者被指示移动皮肤部位。在图4 中示意地表示杆形传感器的顶视图的一个例子。在这个图中，传感器401 的照射区和检测区405基本上共线。在杆形传感器401的某些实施例中，可以有多于一个的照射区。例如，有多个安排在检测区405任何一边的照射区。在某些实施例中，照射区403可部分地或完全地重叠于检测区。图像数据在手指或人体其他部位经过光激活区移动时被传感器收集，如图4箭头所示。杆形传感器可用上述任何非接触式传感器结构来实现。虽然在某些实现中它可以使用接触式结构，它的例子将在下面详细描述。 从皮肤部位的不连续部分顺序地接收到的光用来构造随后用于生物测定 应用的图像。上述实施例中产生一批空间谱数据，其可用于如下所述的生物测定 应用场合。本发明不限于任何存储和分析这批空间谱数据的具体方法。为了举例说明，在图5中以数据立方体的形式表示。数据立方体501被 表示为沿光谱维分解为多个平面503、 505、 507、 509、 511，每一平面对 应于光谱的不同部分，并且每一平面也包含空间信息。在某些情况下， 这批空间谱数据除包括空间和光谱信息以外还可包括附加的其他信息。 例如，由不同的照射结构、不同偏振等等所确定的不同的照射条件，可 提供附加信息维度。更概括地说，在多种光学条件下收集的数据，不论 它们是同时收集的还是顺序收集的，这里都称作"多谱"数据。在Robert K. Rowe在2006年4月24日提交的、名称为"MULTISPECTRAL BIOMETRIC SENSORS"的美国专利申请No.l 1/379,945中有较全面地描 述了多谱数据的各个方面，通过引用将其全部公开内容全面地结合在本 申请中。因此，空间谱数据可考虑为多谱数据的某种类型的子集，其中 不同的光学条件包括不同的照射波长。在白光照射的实施例中，例如，图像503、 505、 507、 509和511可 能对应于使用450nm、 500nm、 550nm、 600nm和650nm波长的光所产生 的图像。在另外的例子中，可能是三个图像，它们对应于每一像素位置 的红、绿和蓝光谱带的光量。每一像素体现特定波长的光与皮肤相互作 用的光学效应。由于随波长变化的皮肤和皮肤成分的光学性质，每一谱 图像503、 505、 507、 509和511通常将是彼此不同的。因此，数据立方 体可以表示为i Oi、 &、《、K、 /U，并描述当在光源点J^、 ^被照射时，每一图像点X/、 y,所看到的波长;i的漫反射光量。不同的照射配置(泛光、线光等等)能通过对适当的光源点位置上的点响应求和而相加。一种常规的非TiR指纹图像F 0}、 r一能粗略地描述为给定波长x。的多谱 数据立方体，并在所有的光源位置求和.-相反，光谱生物测定数据集s a卩将给定波长人的被测光强与照射和检测位置之间的差5联系起来因此数据立方体/ 涉及常规指纹图像和光谱生物测定数据集两者。 数据立方体i 是其他两个数据集的任何一个的超集，并且包含相关信息 以及这两个独立模态的任何一个可能损失的其他信息。透入皮肤和/或皮下组织的光，通常受在不同波长下的皮肤和/或皮下 组织的不同光学性质的影响。皮肤和皮下组织在不同波长所起的不同作 用的两个光学效应是散射和吸收。皮肤组织中的光学散射通常是平滑的 并且相对缓慢变化的波长函数。相反地，皮肤中的吸收通常是波长的强 函数，这是由于皮肤中存在着某些成分的特殊吸收特性。例如血液、黑色素、水、胡萝卜素、胆红素、乙醇和葡萄糖在400nm至2.5pm的光谱 区(有时候白光源可能包含它)都具有显著的吸收性。光学吸收和散射的组合作用引起不同的照射波长穿透皮肤至不同的 深度。这有效地使不同的谱图像具有与受照组织不同体积对应的不同和 互补的信息。特别是，紧靠皮肤表面的毛细管层具有不同的空间特性， 其能在血液强吸收的波长上成像。因为皮肤和皮下组织的复杂波长依赖 性，所以与给定的图像位置对应的光谱值的集具有明确而截然不同的谱 特征。这些谱特征可用于对以逐个像素为基础收集的图像进行分类。这种评估可通过从一组合格的图像中产生典型的组织谱品质(spectral quality)来进行。例如，如图5所示的空间谱数据可排列为Nx5的矩阵， 这里的N是包含来自活组织而不是来自周围空气区的数据的图像像素的 数目。对该组矩阵进行的本征分析或其他因数分析产生这些组织像素的 有代表性的谱特征。在稍后的数据集里的像素光谱可利用一些度量如马 哈朗诺比斯距离(Mahalanobis distance)和谱残量(spectral residual)，与 先前己建立的谱特征进行比较。如果超过小数目的图像像素有与活组织 不一致的谱品质，则样品被认为是非真实的而被拒绝，因此可基于样品 活性的确定，在传感器中提供一种反欺骗方法的机制。替代地，皮肤的纹理特征单独或与谱特征结合可用来确定样品的真 实性。例如，每一谱图像可按照描述多种空间特性幅度的方法来分析。 这样做的方法包括小波变换、傅里叶变换、余弦变换、灰度级共出现率 (gray-level co-occurrence)等。从任何一种这样的变换而得的结果系数， 描述了曾从其推导出这些系数的图像的纹理一方面。因此，由一组谱图 像推导出的这个系数集，产生对多谱数据的彩色纹理特征的描述。然后， 这些特征可与已知样品的类似特征进行比较，进行生物测定确定，例如 欺骗或活性的确定。进行这种确定的方法通常类似于上述关于谱特征的 方法。这种确定的可适用分类技术包括线性和二次型判别分析(quadratic discriminant analysis)、分类树、中性网(neural networks)和熟练的技术 人员所知道的其他方法。类似地，在样品为手或手指的掌面的一个实施例中，图像像素基于 它们的谱品质或它们彩色纹理性质可以分类为"脊"、"谷"或"其他"。 进行这种分类能利用判别分析方法例如线性判别分析、二次型判别分析、 主成分分析、中性网和熟练的技术人员所知道的其他方法。因为脊和谷 像素在典型的手掌表面是连续的，所以在某些情况下，来自感兴趣的图 像像素周围的局部相邻位置的数据被用来对图像像素进行分类。这样， 常规的指纹图像可被提取做进一步处理并做生物测定评估。"其他"类型 可表示具有不同于真实样品中预料的谱品质的图像像素。可设置被分类为"其他"的图像中的像素总数的阈值。如果超过阈值的话，可确定样 品是非真实的而做出适当的指示并采取行动。以类似的方法，可分析从例如手指的掌面区收集的多谱数据，直接 估计"细节点"的位置，其被定义为脊末梢、分叉或其他这类形态发生 变化的位置。例如，多谱数据集的彩色纹理性质可用上述方式确定。然 后可用这些性质，以上述方式将每一图像位置分类为"脊末梢"、"脊分 叉"或"其他"。由此，细节特征就可直接从多谱数据中提取，而不必进 行麻烦的计算例如图像归一化、图像二进制化、图像细化和细节过滤， 以及熟练的技术人员所知道的技术。 '身份的生物测定确定可利用整个空间谱数据集或利用它的特定部分 来做。例如，适当的空间滤光器可用来分离出较低的空间频率信息，这 是组织中较深的光谱活性结构的典型代表。指纹数据可用类似的空间频 率分离法和/或上面披露的像素分类法提取。光谱信息能用上面所讨论的 方法从图像的有用部分分离出来。然后，可对空间谱数据集的这三个部 分用熟练的技术人员所知道的方法进行处理并与对应的登记数据进行比 较，以确定适配的程度。基于这些特征的适配程度，能做出关于样品与 登记数据的适配判定。有关可进行的空间谱分析的某些类型的附加细节提供在Robert k. Rowe等人2004年4月5日提交的、名称为 "MULTISPECTRAL BIOMETRIC SENSOR" 的美国专利申请 No.10/818，698中，通过引用将其全部公开内容全面地结合在本申请中。如前所述，某些可在皮肤和皮下组织中存在的物质具有截然不同的 吸收特征。例如，乙醇在大约2.26pm、 2.30(im和2.35|am有特征性吸收 波峰，在2,23拜、2.28pm和2.38pm有谱谷(spectral trough)。在某些实 施例中，在2.1-2.5pm范围内特别是在2.2-2.4(im范围内的波长能进行非 侵害性光学测量。在包括至少一个波峰波长和一个波谷波长的实施例中， 利用多变量技术例如部分最小平方、主分量回归和熟练的技术人员所知 道的其他技术分析所得到的光谱数据，以提供组织中乙醇浓度的估计以 及被测试人的生物测定标记。尽管可采用这些波长的一个子集所确定的值获得血液乙醇水平的相关关系，但最好测试至少三个谱峰值，如果测 量七个谱峰值和谷值将会得到更精确的结果。在其他的实施例中，非侵害性光学测量在1.5-1.9pm特别是在 1.6-1.8inm波长范围内进行。在特定的实施例中，光学测量以大约1.67|iim、 1.69pm、 1.71|Lim、 1.73|^m、 1.74|Lim、 1.76|iim和1.78pm的一个或多个波 长进行。乙醇的存在由这些波长中的1.69pm、 1.73ium和1.76pm处的谱 峰值和1.67pm、 1.71(im、 1.74(am和1.78pm处的谱谷值来表征。类似于 2.1pm-2.5i^m波长范围，乙醇的浓度由一个或多个谱峰值和谱谷值的相对 强度来表征。同样，尽管可采用1.5pm-1.9nm范围内的这些波长的子集 所确定的值来获得血液乙醇水平的相关关系，但最好测试至少三个谱峰 值，如果测量到七个谱峰值和谱谷值，将会得到更精确的结果。在某些实施例中，可将一种小型光谱乙醇监测装置埋置在某些实施 例中的各种系统和应用装置内。光谱乙醇监测装置能配置为专用系统例 如可提供用于对个人的执法，或者可整合为电子装置的一部分，如个人 使用的电子链饰物(electronic fob)、腕表、峰窝式电话、PDA或任何其 他电子装置。这样的装置可包含用于向个人指示他的血液乙醇水平是在 规定极限内的机构。例如，装置可包括红色和绿色LED,如果个人的血 液乙醇水平在规定的极限以内，装置就以电子点亮绿色LED,如果不是 则点亮红色LED。在一个实施例中，乙醇监视装置可包含在机动车辆中， 典型的位置使个人可方便地将组织例如手指尖放在装置上。虽然在某些 情况下装置可以只用于指示合格驾驶的信息指导，但在另一些例子中， 机动车辆的点火系统可取决于已确定个人的血液乙醇水平低于规定的水 平而执行。3.接触式生物测定传感器生物测定传感器可配置为类似于图1和3所示形式，但也可配置为 使皮肤部位与一个台板接触。这样的设计会具有由于光与台板相互作用 而导致的某些附加特征，有时允许附加信息合并作为空间谱数据集合的测定传感器601的正视 图。类似于图1所示的传感器，接触式传感器601具有一个或多个照射子系统621和检测子系统623。每一照射子系统621包括一个或多个白光 源603和将光源603提供的光成形为所期望的形式的照射光学器件。关 于非接触式配置，照射光学器件通常可包括光学元件的任何组合，有时 候可包括扫描机构。在某些实施例中，通过配置照射光从其中穿过的偏 振器607，使照射光成为偏振光。白光源603的例子包括上述宽带和窄带 光源，在不同的实施例中光源603可配置成提供具有不同形状的光源。照射光学器件621将照射光导向成穿过台板617照射到皮肤部位 119。传感器布局601和元件可有利地选择使照射光学器件621的直接反 射最少。在一个实施例中，通过相对地调整照射子系统621和检测子系 统623的取向以使检测到的直接反射光量最小化，减少这种直接反射。 例如，将照射子系统621和检测子系统623的光轴放置在使得台板617 上的反射镜不会将可观的照射光量导向检测子系统623的角度上。此外， 将照射和检测子系统621和623放置在相对于台板617的角度上，使得 这两个子系统的接收角小于系统601的临界角；这种配置能避免由于台 板617和皮肤部位119之间全内反射的可观影响。台板617的存在不会不利地干扰使用偏振器减小直接反射光的性能。 检测子系统623可包括偏振器611 ，它的光轴与照射子系统621所包含的 偏振器607基本上正交或平行。在偏振器611和607基本上相互正交的 情况下，台板617与皮肤部位119之间界面的表面反射会减少，因为来 自样品的光在能被检测器615感测到之前必须经历足够多的散射事件从 而改变它的偏振状态。检测子系统623可附加地包含检测光学器件，将 台板表面617附近区域的图像形成在检测器615。在一个实施例中，检测 光学器件613包括扫描机构(未示出)，将台板区的各部分顺序地转送至 检测器615。可设有红外滤光器614以减少被检测的红外光量，特别是在 检测器615对红外光敏感的实施例中，例如当使用Bayer滤光器阵列时。相反，如上所述，红外滤光器614可在某些实施例中被省略，而以红外 发射的附加光源603可包含在某些实施例中。如上述的一些其他安排，检测子系统623通常配置为对穿透皮肤表 面并在皮肤和/或皮下组织中经历光学散射的光敏感。偏振器有时候可用 于创建或加重表面特征。例如，如果照射光在与台板617平行("P")的 方向偏振，并且检测子系统623包含在垂直方向("S")上的偏振器611 的话，那么反射光会按这一对偏振器的消光比而阻断。但是，在脊点穿 入皮肤部位的光被光学散射，有效地使偏振随机化(虽然皮肤也有它本 身一些特征性的偏振性质，如熟练的技术人员所知道的)。这许可被吸收 的和重发射的光的一部分约50°/。量级被S-偏振的成像系统观察到。本发明的实施例之一的侧视图示意地表示于图7A。为了清晰起见， 这个视图没有表示检测子系统，但非常明显地表示了照射子系统621。这 个实施例中的照射子系统621具有多个空间分布的白光源703。如附图中 所示，照射子系统621被配置用来提供血液照射，但在一些替代的实施 例中，可通过包含圆柱形光学器件、聚焦用光学器件或者如熟练的技术 人员所知道的其他光学元件，安排提供线、点或其他形态的照射。图7A中的白光源703阵列实际上不必是附图所示的平面。例如，在 其他的实施例中，光纤、纤维束或光纤面板(faceplate)或锥体(taper) 能将来自某些方便位置的光源的光传播至照射面，在照射面处光被再映 射至皮肤部位119。这些光源可以通过按LED的方式接通和断开驱动电 流而加以控制。替代地，如果使用白炽光源，那么光的切换可利用空间 光调制器例如液晶调制器的某种形式来完成，或利用微电子机械系统 ("MEMS")技术控制孔径、反射镜或其他这样的光学元件。这种配置可 使传感器的结构得到简化。图7B中举例说明一个实施例，其表示使用光 纤以及照射光源例如LED电子扫描。各个纤维716a将位于照射阵列710 的每一 LED连接至成像表面，其他的光纤716b将反射光转送回至成像器 件712，成像器件可包括光电二极管阵列、CMOS阵列或CCD阵列。光 纤716a和716b的集合因而限定了用于转送光的光纤束714。接触式生物测定传感器的另一实施例采用图8的正视图示意性示出。 在这个实施例中，生物测定传感器801包括一个或多个白光照射子系统
823和检测子系统825。照射子系统823包括白光源803，其提供的光穿 过照射用光学器件805和偏振器807，以便被引导至其上安排有皮肤部位 119的台板817。光的一部分从皮肤部位119漫反射到检测子系统825， 其包括成像光学器件815和819、交叉偏振器811以及色散光学元件813。 第一成像光学器件819校准从皮肤部位119来的光，使其经过交叉偏振 器811和色散元件813传播。分开的谱分量被第二成像光学器件815分 别聚焦到检测器817上。
如图6-8所说明的那些接触式生物测定传感器也适合于照射区与皮 肤部位有相对运动的配置。如前所述，这种相对运动可以采用照射光扫 描和/或通过移动皮肤部位来实现。在接触式传感器实施例中，台板的存 在通过将皮肤部位的表面约束在规定的平面而便于皮肤部位的运动；在 允许三维自由度运动的实施例中，额外的困难来自在成像深度之外的皮 肤部位运动。因此，杆式传感器可以釆用如上结合图4所述的形式以接 触式生物测定传感器实现，而不采用防碍皮肤部位沿一个方向运动的台 板。虽然在某些实施例中杆式传感器可以是静态系统，但接触式结构允 许实现滚筒系统，其中皮肤部位在对白光透明的滚筒结构上滚动。编码 器可以记录位置信息和帮助由所获得的一系列图像片缝合完整的两维图 像，如熟练的技术人员所知道的。从皮肤部位的离散位置接收到的光被 用来建造图像。
虽然上述非接触式和接触式生物测定传感器的描述集中在使用白光 的实施例，但是其他实施例在类似结构布置中可利用其他光谱组合的光。 此外，其他的实施例可包括附加的光学条件变化以提供多谱条件。在共 同受让的下列专利文件中提供了对这类多谱应用的一些描述Robert K. Rowe等人2004年4月5日提交的、名称为"MULTISPECTRAL BIOMETRIC SENSOR，，的美国专利申请No. 10/818,698; Robert K. Rowe 在2005年7月8日提交的、名称为"LIVENESS SENSOR"的美国专利11/177,817; RobertK.Rowe和StephenRCorcoran在2004年6月1曰提 交的、名称为"MULTISPECTRAL FINGER RECOGNITION"的美国临时 专利No. 60/576,364; Robert K. Rowe有2004年8月11日提交的、名称 为"MULTISPECTRAL IMAGING BIOMETRIC"的美国临时专利申请No. 60/600,867; Robert K. Rowe在2005年4月25日提交的、名称为 "MULTISPECTRAL IMAGING BIOMETRICS"的美国专利 No. 11/115,100;在2005年4月25日提交的、名称为"MULTISPECTRAL BIOMETRIC IMAGING"的美国专利申请No. 11/115,101;在2005年4月 25日提交的、名称为"MULTISPECTRALLIVENESS DETERMINATION" 的美国专利No. 11/115,075; Robert K. Rowe等人在2005年3月4日提交 的、名称为"MULTISPECTRAL IMAGING OF THE FINGER FOR BIOMETRICS"的美国临时专利申请No. 60/659,024; Robert K. Rowe在 2005年4月27日提交的、名称为"MULTISPECTRAL BIOMETRIC SENSORS"的美国临时专利申请No. 60/675,776;以及Robert K. Rowe在 2006年4月24日提交的、名称为"MULTISPECTRAL BIOMETRIC SENSORS"的美国专利申请No. 11/379,945。
通过引用将前述申请中的每一件申请的全部公开内容全面地结合在 本申请中。
上述的非接触式和接触式生物测定传感器在某些实施例中使用白光 成像。白光的使用允许图像被同时以多种颜色收集，数据收集的总速度 比分别地收集离散状态的实施例中更快。这减少了数据收集的时间，致 使在数据收集期间随皮肤部位移动而发生的运动假象减少。如果与使用 不同颜色的离散照射光源相比，通过使用较少数量的光源，总的传感器 尺寸可以减少，并能保持低的成本。用来支持光源坐标操作的电子部件 的相应减少也是可能的。此外，彩色成像器目前能以一般低于单色成像 器的价格买到。
当传感器设计成使用全部像素以得到所希望的分辨率时，采用白光 成像也使有可能减少数据量。例如，典型的设计标准可在1英寸区域中提供每一英寸500点的分辨率。这能采用具有500x500像素的单色摄像 机实现。当分别提取每一彩色平面时，也可以采用具有1000x1000彩色 摄像机实现。同样的分辨率能通过500x500彩色成像器实现并转换为^、 G、 B)三元组，然后提取图像的单色部分。这是一个更常规的过程的一个 特定例子，其中利用彩色成像器转换为基色三元组，随后再提取图像的 单色部分。这样的过程通常能比其他提取技术更有效地得到所希望的分 辨率。
4.集成多谱/TIR传感器
在某些实施例中，通过上述传感器实现的多谱成像可以与常规的TIR 成像系统集成在一起。图IO提供对这种集成的一个示例说明，其中示出 了集成有多谱分析能力的一个亮场指纹传感器。传感器包括光源953、台 板961和成像系统955。成像系统955可包括透镜、反射镜、滤光器、数 字成像阵列和其他这类光学元件(未示出)。成像系统955的光轴的角度 大于相对于表面961a的临界角度。来自光源953的光穿入台板961并撞 击漫反射覆盖层963，广泛地照射台板表面961a。在无手指969时，光在 表面961a经历TIR并且一部分被成像系统955形成均匀明亮的TIR图像。 当适当折射指数的皮肤与台板表面961a光学接触时，接触点将在所得到 的图像上形成相对暗的区域。利用光源953和/或成像系统955的不同位 置，这一配置的各种变体可得到暗场TIR图像。例如，如果采用光源957 照射台板961并通过成像系统955成像，就会产生暗场图像，其中接触 点相对明亮。在某些暗场实施例中，覆盖层963可包括光学吸收体(optical absorber)。
第二成像系统959通过小面961b检査手指969。成像系统959的光 轴具有小于相对于小面961a的临界角。在某些实施例中，成像系统959b 取向成近似垂直于小面961a的方向。这个成像系统可包括透镜、反射镜、 滤光器和数字成像阵列(未示出)。在这种方法中，当光源953照射时， TIR图像可被摄像机955捕获，而直接图像被摄像机959捕获。即使在TIR图像受到水、灰尘、接触不足、皮肤干燥等等的不利影响的情况下， 由摄像机959捕获的图像也相对地不受影响，通常包含可用的生物测定 特征，包括指纹图案。
成像系统959可进一步包含光学偏振器(未示出)，其可以是线偏振 器或椭圆(例如圆形)偏振器。同样，其他光源957也可加入系统。光 源957可以是非白炽光源例如石英-鸨-卤素灯(quartz-tungsten-halogen) 或技术上已所知的其他光源。光源957可以是其他的宽带光源例如白光 LED或技术上已知的其他光源。光源可以是准单色光源，如固态LED、 有机LED、激光二极管或其他种类的激光器或技术上已知的准单色光源。 光源957可进一步包括透镜、反射镜、光学漫射器、滤光器和其他这类 的光学元件。
光源957可基本上相同，或者可以为不同照射波长、角度和/或偏振 条件提供。在后者的情况下，光源957a中的一个可具有一个可选的光学 偏振器(未示出)，该光学偏振器的取向基本上与在成像系统959中包含 的偏振器正交。这样的光学几何形状是想强调表面以下的皮肤特征。光 源957b中的一个可以包含偏振器，其基本上与成像系统959中使用的偏 振器平行。替代地，光源957b中的一个可省略偏振器，产生随机的偏振。 这种随机的偏振可描述为与成像系统959中的偏振器平行和垂直的偏振 的组合，产生将两种偏振条件的特征组合起来的图像。光源957可以是 相同的波长或不同的波长(有或没有偏振器)。光源957的数目和安排对 于不同的实施例可以不同，以适应形状因子约束、照射水平约束和其他 的产品要求。
在一个实施例中，光源957取向的角度小于相对于小面961a的临界 角。在优选的实施例中，光源可取向在这样的角度和位置，即从成像系 统959或955看来没有光源的直接反射。这种直接反射也能通过使用交 叉偏振配置大大减轻，但如果光源在视场之内的话，则通常将出现某些 伪图像。此外，平行偏振和非偏振配置对这种背反射很敏感。
企图欺骗这一系统的方法通常可表征为三个不同的类别(1)使用透明薄膜覆盖手指或其他组织；(2)使用散射薄膜覆盖手指或其他组织; 和(3)使用厚的样品覆盖手指或其他组织。本发明的实施例在第二和第 三种情况中有较强的实用性，也就是说，当欺骗品带有厚膜或散射薄膜 时，本发明的实用性较强。在欺骗品包括透明薄膜的情况下，即在基本
上是非吸收和非散射的情况下，可通过对比常规的图案和TIR图案而检 测到包含不同的指纹图案的形貌(t叩ology)的企图；在美国专利申请 No.ll/015，732中提供了如何进行这种对比的较详细的描述，通过引用将 其结合在本文中。
使用散射薄膜(即基本上是具有显著光学散射量的非吸收薄膜)的
欺骗，也可能在企图欺骗常规传感器时包含不同的指纹图案的形貌。这
里描述的光谱成像容许皮下组织的特性被成像，即使真指纹的图像被弄
模糊。相反，厚的样品提供的是散射和吸收特性组合的样品，确保检测
光不会显著地穿透到邻近的组织，即使有也极少。包含不同的指纹图案
的形貌以欺骗常规传感器的企图，可按照本发明的一些实施例，通过估 计厚样品的光谱和其他光学特征并将其与真实组织的光学特征比较而检测到。
5.纹理生物测定传感器
本发明的实施例所提供的接触式生物测定传感器的另一种形式是纹 理生物测定传感器。"图像纹理"通常指描述图像色调特性空间分布的某 些方面的许多性质中的任何一个，其中有一些己在上面描述过。例如， 某些纹理如那些通常在指纹图案或木纹中发现的纹理类似于流线，可用 例如取向性(orientation)和一致性(coherence)这样的性质很好地描述。 对于具有空间规律(至少局部)的纹理，傅里叶变换和有关的功率光谱 的某些特征是重要的，如能量密集性、主频率和取向性等等。某些统计 矩(statistical moment)如平均、方差、偏差和幅度可用来描述纹理。可 利用矩不变性，它是在标度、旋度和其他扰动改变时保持不变的各种矩 的组合。可产生和分析灰度-色调空间相关矩阵用以描述图像纹理。可计算图像区域内的熵作为图像纹理的量度。可用各种类型小波变换描述图
像纹理的形态。可用可操纵金字塔(Steerable pyramids)、 Gabor滤波和使 用空间有界基函数的其他机制描述图像纹理。熟练的技术人员所知道的 这些和其他纹理量度在本发明的实施例中都可单独或组合使用。
图像纹理可通过整个图像的像素强度的变化来表征，在本发明的实 施例中可利用它来实现生物测定功能。在某些实施例中，当这类纹理分 析是对从多谱数据集提取的不同谱图像进行的分析时，可提取附加信息 以产生关于皮肤部位的彩色纹理描述。这些实施例有助于能通过捕获皮 肤部位的一部分图像来实现生物测定功能。皮肤部位的纹理特征被预期 近似符合整个皮肤部位，容许以在皮肤部位的不同部分的测量来执行生 物测定功能。在许多情况下，甚至不要求在不同的测量中使用的皮肤部 位的各个部分相互重叠。
这些使用皮肤部位的不同部分的能力，为所要采用的结构的设计提 供了相当大的灵活性。这部分地是因为下述事实的缘故，即生物测定匹 配可用统计的方法进行，而不要求与确定的空间模式匹配。传感器可用 紧凑的方式配置，因为不需要在整个特定的空间区域采集图像。提供小 型传感器也可以使传感器的制作比需要收集完整的空间信息来执行生物 测定功能的传感器经济。在不同的实施例中，生物测定功能可用纯光谱 信息进行，而在其他的实施例中，使用空间-光谱信息。
图10A示意地表示纹理生物测定传感器结构的一个例子。传感器 1000包括多个光源1004和成像器1008。在某些实施例中，光源1004包 括白光源，虽然在其他实施例中，光源包括准单色光源。类似地，成像 器1008可包括单色和彩色成像器，其中一个例子是成像器具有Bayer图 案。传感器1000在这里称作"接触式"传感器，因为图像主要是在被测 皮肤部位119的平面上收集的。但是，对传感器的操作可能有不同的配 置，有些是成像器1008在与皮肤部位119实质接触，有些是成像器1008 从皮肤部位119的平面移开。
在图IOB和IOC中示出两个实施例。在图10B的实施例中，成像器1008在与皮肤部位119实质接触。来自光源1004的光在皮肤部位119的 组织下面传播，使光能够从皮肤部位119和在皮下组织中散射，以便通 过成像器1008检测。图IOC示意性示出替代的实施例，其中成像器1008 从皮肤部位119移开。在这个附图中，传感器1000'包括光学装置1012， 其将皮肤部位119的平面上的图像转送至成像器；光学装置可包括多条 光纤，其通过沿光纤的全内反射转送图像的各个像素而基本上没有强度 损失。由此可见，被成像器1008检测的光图案基本上与皮肤部位119平 面上形成的光图相同。因此传感器1000，可用基本上与图IOB所示传感器 1000相同的方式工作。这就是说，从光源1004来的光传播到皮肤部位， 在穿透皮肤部位119以后被皮下组织反射和散射。因为信息仅是转送而 基本上没有损失，所以在这个实施例中由成像器1008形成的图像，基本 上与图10A那样的配置应该形成的图像相同。
在单纯使用光谱信息执行生物测定功能的实施例中，将所接收的数 据的光谱特性与光谱登记数据库进行识别和比较。所生成的特定个人的 组织光谱包括多种独有的谱特征和谱特征的多种组合， 一旦装置已指向 提取相关的谱特征，就能用它们来识别各个个人。相关的谱特征的提取 可用若干不同的技术包括差别分析技术来进行。虽然在光谱输出的直观 分析中不容易明显看出，但这种分析技术能重复地提取可区分的多种独 有的特征，执行生物测定功能。在下列共同受让的美国专利中公开了具 体技术的例子名称为"APPARATUS AND METHOD OF BIOMETRIC IDENTIFICATION AND VERIFICATION OF INDIVIDUALS USING OPTICAL SPECTROSCOPY "的美国专利No. 6,560,352;名称为 "METHODS AND SYSTEMS FOR BIOMETRIC IDENTIFICATION OF INDIVIDUALS USING LINEAR OPTICAL SPECTROSCORY"的美国专 利No, 6,816,605;名称为"APPARATUS AND METHOD FOR IDENTIFICATION OF INDIVIDUALS BY NEAR-INFRARED SPECTROSCOPY"的美国专利No. 6,628,809; Robert K. Rowe等人在 2003年9月12日提交的、名称为"APPARATUS AND METHOD FORIDENTIFICATION OF INDIVIDUAL BY NEAR-INFRARED SPECTROSCOPY"的美国专利申请No. 10/660,884;以及Robert K. Rowe 等人在2001年6月5日提交的、名称为"APPARATUS AND METHOD OF BIOMETRIC DETERMINATION USING SPECIALIZED OPTICAL SPECTROSCOPY SYSTEM"的美国专利申请No. 09/874,740.通过引用将 前述申请中的每一件申请的全部公开内容结合在本申请中。
采用图像的纹理信息执行生物测定功能，包括生物测定识别在内， 可利用这一事实，即来自活体的信号的有特殊意义的部分是由毛细管血 液引起的。例如，当皮肤部位119包括手指时，已知的生理特征是手指 的毛细管与外部指纹脊结构的图案一致。因此，与照射波长有关的指纹 特征的反差涉及血液的谱特征。特别是，采用大于约580nm的波长取得 的图像反差，比采用小于约580nm的波长取得的图像反差显著地减小。 由非血液的颜料和其他的光学效应例如菲涅耳反射生成的指纹图案有不 同的光谱反差。
从皮肤部位119散射的光在不同实施例中被用于各种不同类型的可 对比的纹理分析。某些实施例利用对由所收集的光导出的图像数据进行 移动窗口分析的形式产生品质因数，由此估计纹理品质因数的量度。在 某些实施例中，移动窗口操作可代之以逐块(block-by-block)或贴砖(tiled) 分析。在某些实施例中，图像的单一区域或整个图像可同时分析。
在一个实施例中，在图像数据的一个或多个区域中迸行快速傅里叶 变换。在这类实施例中产生带内反差品质因数C作为平均或DC功率与 带内功率的比。特别是，对于与白光所包含的多个波长之一对应的指数i， 反差品质因数为<formula>formula see original document page 42</formula>在这个表示式中，《g,; )是图像/ 在指数i所对应的波长的
傅里叶变换，这里x和y是图像的空间坐标。由^W和^砂所确定的范 围表示对指纹特征有意义的空间频率的边界。例如，在一个实施例中i ,，
可近似为1.5条纹/mm， A砂可为3.0条纹/mm。在一个替代的公式中， 反差品质因数可定义为两个不同的空间频带中的积分功率的比。上面表 示的等式是一个特定的情况，那里的频带之一仅包含DC空间频率。
在另一个实施例中，为所收集的数据集计算移动窗口平均值和移动 窗口标准偏差并用来产生品质因数。在这些实施例中，对于指数i所对应 的每一波长，从所收集的图像/ ", 计算移动窗口平均值^和移动窗 口标准偏差oy。每次计算的移动窗口可以是相同的尺寸，并且可适宜地选 择为2-3指纹脊量级的跨度。优选地，窗口尺寸最好足够大以便去除指纹 特征，但足够小以便背景变化持续。在这个实施例中，品质因数C,作为 移动窗口标准偏差与移动窗口平均值的比来计算
在又一实施例中，进行类似的处理，但使用移动窗口范围(即最大 (图像值)-最小(图像值))代替移动窗口标准偏差。因此，类似于前面 的实施例，对于指数i所对应的每一波长，从所收集的图像力6c, yJ计 算移动窗口平均值^和移动窗口范围&。用于计算移动窗口平均值的窗 口尺寸最好也是足够大以便可提取指纹特征但足够小以便维持背景变 化。在某些情况下，用于计算移动窗口平均值的窗口尺寸与用于计算移 动窗口范围的窗口尺寸相同，每一个实施例中的合适值是在2-3指纹脊量 级的跨度。在这个实施例中，品质因数作为移动窗口范围与移动窗口平 均值的比来计算这个实施例和前一个实施例可考虑为更一般的实施例中的特定情 况，其中，在收集的数据上计算移动窗口，是计算移动窗口的中心性量 度和移动窗口的变化性量度。特定实施例的例子举例说明其中中心性量 度包括非加权平均值的情形，但也可更一般地包括任何其他类型的统计
中心性量度；例如在某些实施例中的加权平均值或中值。类似地，特定 实施例的例子举例说明其中变化性量度包括标准偏差或范围的情形，但 也可更一般地包括任何其他类型的统计变化性量度，例如在某些实施例 中的中间值绝对偏差或平均值标准偏差。
在另一不使用显式移动窗口分析的实施例中，可对每一谱图像进行 小波分析。在某些实施例中，进行小波分析的方式是结果系数为近似空 间不变量。这可通过进行非抽样小波分解，应用二元树复小波方法或类 似的其他方法来完成。Gabor滤波、可操纵金字塔和这类其他分解方法也 可用来产生类似的系数。无论选择什么分解方法，结果是系数的集合， 这些系数正比例于与图像特定位置上的特定基函数对应的变量幅度。为 了检测是否为欺骗，小波系数或某种从中导出的总和可与真实样品所预 期的系数进行比较。如果比较表示结果足够逼近，则认为样品是真实的。 相反，样品则被确定为欺骗。按照类似的方式，系数也可用于生物测定 的验证，其方法是将当前测得的系数集与先前从信誉好的同一人记录的 系数集相比较。
6.应用示例
在不同的实施例中，生物测定传感器无论是非接触式、接触式或上 述任何类型的纹理传感器，都可以通过计算系统操作实现生物测定功能。 图11概括地举例说明各个系统元素如何以单独的或多个集成的方式实 现。所示计算装置1100包括硬件元素，它们通过总线1126电气耦连，总线也与生物测定传感器1156耦连。硬件元素包括处理器1102、输入装置
1104、输出装置1106、存储装置1108、计算机可读存储介质读取器1110a、 通信系统1114、处理加速单元1U6例如DSP或专用处理器，以及存储器 1118。计算机可读存储介质读取器1110a进一步与计算机可读存储介质 1110b相连，该组合广泛地表示远程、局部、固定和/或可移存储装置， 以及暂时和/或更持久地保存计算机可读信息的存储介质。通信系统1114 可包括有线、无线、调制解调器和/或其他连接口，使数据能与外部装置 进行交换。
计算装置IIOO也包括软件元素，现在表示的是位于工作存储器1120 中，包括操作系统1124和其他代码1122，例如为实现本发明方法所设计 的程序。对于熟悉技术人员来说很明显，根据特定的要求可以作实际的 变化。例如，也许使用定制的硬件，和/或可能按硬件、软件(包括可携 式软件例如小应用程序)或两者实现特定的元素。进一步，可以与其他 计算装置例如网络输入/输出装置连接。
作为本发明一个实施例的例子，多谱条件可包括多个不同波长的照 射光。纹理量度可以是由图像的某些空间频率所产生的图像反差的量度。 这里的"图像反差"指的是相对于图像某一区域的平均色调变化的量度。 在活体的情况下，通过类似本文所述的方法采用可见光波长成像的无覆 盖的人的手指，其指纹信号的有特殊意义的部分是由毛细管血液引起的。 这部分地是因为巳知的生理学特征即手指的毛细管与外部指纹脊结构的 图案一致。因此，与照射波长有关的指纹特征的反差可预期与血液的谱 特征相关。特别是，采用大于约580nm的波长取得的图像反差，比釆用 小于约580nm的波长取得的图像反差显著地减小。由非血液的颜料和其 他光学效应例如菲涅尔反射生成的指纹图案有不同的光谱反差。
充氧血液在从大约425nm至700nm波长范围内的吸收光谱表示在图 12中。在一个示例性的实施例中，五个不同的波长445nm、500nm、 574nm、 610nm和660nm用来确定多谱条件，虽然本发明不限制使用任何波长或 多谱条件的数目。这些波长中的每一波长在图12中可分辨。如在图中看到的，血液的吸收值对于示例波长445nm和574nm为最大，对于500nm 为较小，而对于610nm和660nm就非常小了。因此对于真正的手指，在 445nm和574nm照射波长下取得的图像可预期提供相对高的反差，在 610nm和660nm波长取得的图像提供相对低的反差，在500nm波长取得 的图像有中等反差。可以预料其他吸收体例如黑色素的作用，每一波长 散射的变化以及不同色彩的色差，也影响反差量度和/或其他纹理量度， 但是这些影响相对于其他可能的欺骗材料和方法，或者是较小，或者本 来也是活人手指的特征。
不同的实施例已对数据集进行了测试，使用的是从十三个人收集到 的二十张正常手指的图像，并且使用了从以硅薄膜欺骗中收集到的十张 欺骗的图像。可收集的图像示例表示在图13中。附图中的(a)至(d) 部分表示真实手指的结果，(e)至(h)部分表示欺骗的结果。为每一图 像所做的标志"平面"对应于不同的波长，即平面1是在445nm、平面2 在500nm、平面3在574nm、平面4在610nm和平面5在660nm。平面 6的来源可参考图1B理解。平面6对应于用TIR照射153但用成像系统 159成像而收集的图像。在这个实验中所用的TIR照射波长大约为640nm。 因此，图像的比较可在一对真实手指和欺骗手指之间即(a)和(e)部分 之间进行，这两者都表示平面[3 2 l]的结果，记号[3 2 1]意指平面3已被 映射到彩色图中的红色值，平面2已被映射到绿色值而平面1已被映射 到蓝色值。类似地，比较可在下列各两个部分之间进行，即在(b)和(f) 部分之间，这两者都表示平面[5 4 5]的结果；在(c)禾卩(g)部分之间， 这两者都表示平面[5 3 l]的结果；以及在(d)和(h)部分之间，这两者 表示TIR照射结果。(a)和(e)部分的[3 2 l]图像是用蓝光和绿光照射 取得的，表示对于真实组织和欺骗组织两者指纹脊都有相对高的反差。 这一结果对于(b)和(f)部分的[5 4 5]图像来说是相反的，(b)和(f) 部分是在红光照射下取得的，对真实手指的指纹脊表示出相对低的反差， 但对欺骗手指的指纹脊表示出相对高的反差。
用本发明的方法可充分利用这类差异，这些方法概括为图14的流程
46图。对于每一种光学条件，可以形成纹理的一种或多种量度。纹理量度 的结果集可与真实的样品期望值进行比较。在方框1404中，声称有生物 测定功能的组织样品的样品在不同的光学条件下被照射。不同的光学条
件的示例可包括这些因素如方框1424所示的不同波长，如方框1428 所示的不同偏振条件，如方框1432所示的不同光互作用角等。在方框1408 处，收集从样品散射的光，并用于可对比的纹理分析。不同实施例在方 框1424利用从收集的光导出的多谱图像栈的不同形式移动窗口分析，产 生品质因数，从而估计纹理的量度或品质因数。在某些实施例中，移动 窗口操作1412可代之以逐块或贴砖分析。在某些实施例中，可以一次分 析图像的单个区域或整个图像。附图表示三个反差品质因数的示例，其 可用在不同实施例中，但这种特定的识别不意味着受限制，因为其他品 质因数以及其他的纹理量度可用在替代的实施例中，这一点对于熟悉技 术的人员来说，在读取本公开内容之后是显然的。
在一个实施例中，对多谱图像栈进行快速傅里叶变换，如方框1436 所示。带内反差品质因数C在这类实施例中作为平均或者DC功率与带 内功率的比产生。特别是，对于光学条件i，反差品质因数为
U麵
l柳o)l
在这个表示式中，《《，7)是照射条件i下所取得图像/ ", >^的傅 里叶变换，这里x和y是图像的空间坐标。由A。w和&砂所确定的范围 表示对指纹特征有意义的空间频率的边界。例如，^w在一个实施例中可 近似为1.5条纹/mm， i^妙可为3.0条纹/mm。在完全由不同的照射波长 确定多谱条件的实施例中，每一状态i表示那些照射波长X之一。在一个 替代的公式中，反差品质因数可定义为两个不同的空间频带中的积分功 率的比。上面表示的等式是一种特定的情况，其中频带之一仅包含DC空
47间频率。
在另一实施例中，对于多谱图像栈计算移动窗口平均值和移动窗口 标准偏差，用来产生品质因数，如方框1404所示。在这个实施例中，对 于每一光条件i，从所收集的图像,6:, 计算移动窗口平均值A和移 动窗口标准偏差o>。每次计算的移动窗口可以是相同的尺寸，并且适宜 地选择为2-3指纹脊量级的跨度。窗口尺寸最好是足够大以便去除指纹特 征，但足够小以便维持背景变化。在该实施例中，品质因数G作为移动 窗口标准偏差与移动窗口平均值的比来计算
在又一实施例中，进行类似的处理，但使用移动窗口范围(即最大
(图像值)-最小(图像值))代替移动窗口标准偏差。这在方框1444处 一般地指出。因此，类似于前面的实施例，对于每一光学条件i，从所收 集的图像力6c,少J计算移动窗口平均值///和移动窗口范围&。用于计算 移动窗口平均值的窗口尺寸最好也是足够大以便去除指纹特征，但足够 小以便维持背景变化。在某些情况下，用于计算移动窗口平均值的窗口 尺寸与用于计算移动窗口范围的窗口尺寸相同，在一个实施例中的合适 值是2-3指纹脊量级的跨度。在这个实施例中品质因数作为移动窗口范围 与移动窗口平均值的比来计算-
这个和前一个实施例可考虑为更一般的实施例中的特定情况，其中， 在数据栈上执行移动窗口计算，以计算移动窗口中心性量度和移动窗口 变化性量度。特定的一些实施例举例说明其中中心性量度包括非加权平均值的情形，但是可更一般地包括任何其他类型的统计中心性量度，如 加权平均值或在某些实施例中的中值。类似地，特定的一些实施例举例 说明其中变化性量度包括标准偏差或范围的情形，但是可更一般地包括 任何其他类型的统计变化性量度，如中间绝对偏差或在某些实施例中的 平均标准误差。
移动窗口分析的结果在方框1416进行估计，以确定它们是否与真实 的组织样品一致。如果一致，则生物测定功能可在方框1418执行，通常 包括进一步分析，以识别组织所属的个人或证明其身份。如果结果与真
实的组织样品不一致，则在方框1420评估其为欺骗。分类方法例如线性 判别分析、二次型判别分析、K最近邻值、支持向量机、决策树和如熟 练的技术人员所知道的其他这样的方法可利用来进行这种识别。
上述每一方法的示例性结果提供在图15A至17B中。图15A至15C 提供从移动窗口快速傅里叶变换计算出来的度量结果图；图16A和16B 提供从移动窗口平均值和移动窗口标准偏差计算出来的度量结果图；图 17A和17B提供从移动窗口平均值和移动窗口范围计算出来的度量结果 图。
图15A所示结果是从真实手指收集的，表示对多个样品的每一样品 进行快速傅里叶变换导出带内反差品质因数的结果。每一样品的结果是 沿以上述照射平面为标志的横坐标轴绘制的；因此横坐标可认为示出了 波长依赖性，虽然照射平面的数目对应于波长某种程度的非线性。各种 样品的数据用灰色线连接，所有样品的平均值使用较粗的黑色线表示。 来自真实手指的样品的多数结果表示出一种特征，光谱的蓝-绿色区域(平 面1-3)中预期的"V"形，在平面4-5的红色波长上反差显著减小，如 预料的是由于图12所示的血液吸收性的缘故。平面6的反差值与其他平 面不一致，这是由于收集这些图像时使用的不同的光学几何学，但是来 自这个平面的数值确实提供了附加的判别能力。
真实手指和欺骗手指两者的结果表示在图15B中。这里，真实手指 的结果用实线连接的菱形符号表示，而欺骗的结果用虚线连接的圆圈表示。欺骗是用薄膜覆盖真实手指。对照射平面4、 5和6的考査结果，很 明显看出欺骗的样品在红色照射下反差高于对于真实的样品所预料的反 差。在某些情况下，反差品质因数的相对比较比绝对的确定更为强健， 例如估计红色反差值是否比蓝-绿值小某个因子OC。不同实施例可用不同
的oc值，预期适合的值大约是00=0.5， (1=0.75等等。
多维标定可用来处理数据，以提供真实的组织和欺骗的组织之间的
清晰定量判别。这一点在图15C中举例示出用两个坐标绘制的多维标定 结果。这个例子中的坐标对应于由反差数据的主分量分析("PCA")导出 的本征向量的得分；具体地，这个图中的"因子1"和"因子2"是通过 MatLab㊣程序(可从Mathworks，总部在美国麻省Natick的公司买到)从 数据产生的前两个本征向量的得分。真实手指的推导结果用星号表示， 而圆圈用来表示欺骗手指的推导结果。两者之间的分界是显然的，这使 图15C的结果能用作可分性图示，在图中绘制的线是潜在的分界线。一 个按同样方式分析的未知样品产生这条线的左上方的结果，可在图14的 方框1416中评估其为真实样品，而在这条线的右下方的结果可评估其为 欺骗。虽然这里的结果表示的是与样品不同特性对应的不同区域的两维 空间，但是更一般地任何维数空间的不同区域也可用于识别样品，例如 通过超平面划界出分离区。更一般地，如本公开内容另外所述，多种不 同的分类方法可利用来将样品分类为真正的手指或者不是。
图16A的结果类似于图15B的结果，但它是在一个使用上述移动窗 口平均值和移动窗口标准偏差的实施例中推导出来的。来自真实手指的 结果再次用实线连接的菱形表示，而来自欺骗手指的结果用虚线连接的 圆圈表示。与图15B的结果同样，欺骗手指表现出红光照射下的反差高 于真实的样品。在图16B中示出与图15C的类似的可分性图示，该可分 性图示是使用图16A的结果推导出来的。在这个例子中，真实手指的结 果再次用星号表示，而圆圈用来表示欺骗手指的结果，这些结果是再次 从PCA导出的本征向量得分，特别是使用了由MatLab⑧程序提供的前两 个本征向量。示出的划界线允许通过观察多维标定结果落入两维空间的哪一部分，而将欺骗的组织从真实的组织中识别出来。图16B所表示的 一般行为与图15C所表示的类似。
在图7A和17B中显示的结果也相当于图15B和15C或图16A和16B 的结果。在这个例子中，结果是在一个使用上述移动窗口平均值和移动 窗口范围的实施例中推导出来的。欺骗的结果用虚线连接的圆圈表示， 再次表现出在红光照射下的反差高于图17A中用实线连接的菱形表示的 真实的样品的结果。图17B的可分性图示再次表示能确定一条分界线， 将本征向量得分的空间分离出一个区域，在该区域中真实组织的结果(星 号)清晰地从欺骗的结果(圆圈)中分开。如前所述，这种可划界性使 得能够在图14的方框1416中，根据导出的结果落在多维空间的哪一部 分而对未知结果进行分类。
各种替代的方法也可用于在不同的实施例中，以估计如图15A、 16A 和17A附图中所示的反差数据。例如，线性判别分析("LDA")用在一 个这类的替代的实施例中作为反差的判别器。仅仅通过示例，这种分析 便可使用于两类训练第一类反差曲线是由人的组织产生的，第二类反 差曲线是由欺骗样品产生的。
虽然上面的给出的多种示例集中在使用手指提供组织，以及使用不 同的照射光波长以提供多谱条件，但不意味着限制于此。在其他实施例 中，不同的偏振条件替代地或附加地用来确定多谱条件。例如，可以在 两种或多种偏振条件之间进行比较，这些条件可包括交叉偏振化成像、 平行偏振化成像、随机偏振化成像及诸如此类。此外，入射光可在不同 的偏振状态，如通过使用线偏振的光、圆偏振的光、椭圆偏振的光等。 在其他的例子中，不同的照射角度可用于提供多谱条件。光的穿透深度 可随照射角度的变化而变化，结果引起图像反差的变化，对此可在真实 组织与欺骗组织之间的判别中进行如上所述的分析。
还有，本发明不限于上述特定的品质因数，不同的或附加的基于纹 理的品质因数，替代地或附加地用于各种不同的实施例。例如在推导如 上所述识别样品的品质因数时可使用统计矩，如矩不变性、灰度等级空
51间依赖性及诸如此类。
光谱反差是一个相对量度。这一事实的有利结果是，上述各种方法 可预料对于各种不同类型的光谱传感器以及在不同的环境条件下是强健 的。
采用图18的流程图总结对于可用计算装置实现的附加功能的概述。
在某些实施例中，如方框1804所示，声称的皮肤部位由白光照射。这使 生物测定传感器能在方框1808接收从声称的皮肤部位来的光。如上所述， 接收光可用若干不同的方式分析以实现某一生物测定功能。流程图表示 某些分析的组合怎样可用来实现生物测定功能，虽然不是所有步骤都必 需进行。在另一些例子中，可执行所述步骤的子集合，或许也可执行一 些附加的步骤，和/或可以按照与所示的步骤不同的顺序进行。
在方框1816，可利用接收光进行活性检查，以确认声称的皮肤部位 不是某种欺骗，通常是证明它有活组织的特征。如果测出欺骗，就在方 框1864发出警报。所发出的警报的特定类型取决于使用生物测定传感器 的环境，有时发出的可听或可视警报靠近传感器本身；在另一些例子中， 无声警报可传送至安全或法律执行人员。
所接收的从声称的皮肤部位散射的光可在方框1820用来导出声称的 皮肤部位的表面图像。在声称的皮肤部位是手指掌面的情况下，这种表 面图像将包括手指上的脊和谷的图案表示，可在方框1824将它与常规的 指纹数据库相比较。作为附加或者替代，可在方框1828使用接收光导出 空间谱图像。这个图像可在方框1832与空间谱数据库进行比较，数据库 具有与个人相关的图像。在每种情况下，作为比较结果，可在方框1836 进行个人识别。通常期望通过使用全空间谱信息以提供与空间谱图像之 间的比较，可进行更高可靠性的识别。但是在某些应用中，传统的指纹 数据库可能更容易获得，因为某些个人的指纹存储在大的法律执行指纹 数据库中，而不在空间谱数据库中。在这种情况下，本发明的实施例就 有利地能提取常规的指纹图像进行识别。
空间谱数据还包括可提供更高的识别可信度的附加信息，无论识别
52是通过与传统的指纹数据库相比较，还是经过与空间谱信息相比较。例 如，如方框1840所示，可以从接收光估计人口统计和/或人体测量学特征。
当在方框1836处与图像相配的数据库记录包括人口统计和/或人体测量 学信息时，可在方框1844进行一致性检测。例如，根据估计的人口统计 和/或人体测量学特征，可以将到场的某个人识别为年龄20-35岁的白种 男人。如果与图像相配的数据库记录将这个人识别为68岁的黑人妇女， 这就有明显的不一致性，就会在方框1864触发出警报。
从接收光也可确定其他信息，例如在方框1856的分析物浓度。有时 可根据所测量的分析物水平采取不同的动作。例如，如果血液乙醇水平 超过某一阈值，可能应禁止汽车点火，如果内科病人的血液葡萄糖水平 超过某一阈值，也许要发出警告。可在其他应用中估计其他生理参数例 如皮肤干燥情况等等，有时还根据情况釆取其他的行动。
图19提供一个类似的流程图说明纹理生物测定传感器的应用。在方 框1904使用传感器，将个人的皮肤部位与检测器接触。如前面所述，检 测器可能相对较小，所以只有一部分手指表面与检测器接触，由于纹理 生物测定的性质，在不同的测量中，在接触中所放置的表面的各个不同 特定部位是不确定的。在方框1908通过照射皮肤部位收集数据，在方框 1912用检测器接收从皮肤部位散射的光。
流程图指示可进行不同类型的分析。不需要在所有情况下都进行每 一种分析，的确，通常期望在大多数应用中只使用一种类型的分析。如 方框1916 —般地指示的一类分析单纯利用信息的光谱对比。如方框1920 和1928 —般地指示的另一类分析，通过在方框1920从接收光中的空间 谱信息确定图像纹理，和在方框1928将图像纹理与纹理生物测定信息数 据库相比较，利用图像纹理信息。采用两种类型分析方法之一或者两种， 执行生物测定功能，如在方框1932的个人识别。
至此，己描述了若干实施例，熟练的技术人员将认识到，在不偏离 本发明的权利要求的精神的情况下，可以使用各种不同的变形、替代的 结构以及等同物。因此，上面的描述不应用来限制本发明的范围，本发 明的范围由后随权利要求所限定。
权利要求
1.一种评估所提交的用于生物测定评估的样品真实性的方法，所述方法包括在多种不同的光学条件下照射样品；接收在多种不同的光学条件中的每一种条件下从样品散射的光；形成多个图像，每一所述图像是由在多种不同的光学条件中相应的一种条件下的接收光形成的；产生多个纹理量度，每一所述纹理量度是由多个图像中相应的一个图像产生的；以及确定所产生的多个纹理量度是否与真正的未被隐瞒的生物组织样品一致。
2. 权利要求l中所述的方法，其中纹理量度包括图像反差量度。
3. 权利要求l中所述的方法，其中在多种不同的光学条件下照射 样品包括采用具有多个不同波长的光照射样品。
4. 权利要求l中所述的方法，其中在多种不同的光学条件下照射 样品包括采用多种不同的偏振条件下的光照射样品。
5. 权利要求l中所述的方法，其中在多种不同的光学条件下照射 样品包括按照多个不同的照射角度采用光照射样品。
6. 权利要求l中所述的方法，其中产生多个纹理量度包括对多个 图像的每一 图像进行空间移动窗口分析。
7. 权利要求6中所述的方法，其中多个纹理量度中的每一个量度 包括在某些空间频率内的图像反差量度。
8. 权利要求6中所述的方法，其中在多种不同的光学条件下照射样品包括采用具有多个不同的波长的 光照射样品；以及确定所产生的多个纹理量度是否与未被隐瞒的生物组织样品一致包括确认在红光照射下的图像反差小于蓝光照射下的图像反差。
9. 权利要求6中所述的方法，其中-在多种不同的光学条件下照射样品包括采用具有多个不同的波长的光照射样品；以及确定所产生的多个纹理量度是否与未被隐瞒的生物组织样品一致包 括确认红光照射下的图像反差小于预定的值。
10. 权利要求6中所述的方法，其中进行空间移动窗口分析包括对多个图像计算移动窗口傅里叶变换。
11. 权利要求6中所述的方法，其中进行空间移动窗口分析包括 计算多个图像的移动窗口中心性量度和移动窗口变化性量度。
12. 权利要求ll中所述的方法，其中移动窗口中心性量度包括移 动窗口平均值，以及移动窗口变化性量度包括移动窗口标准偏差。
13. 权利要求ll中所述的方法，其中移动窗口中心性量度包括移 动窗口平均值，以及移动窗口变化性量度包括移动窗口范围。
14. 权利要求6中所述的方法，其中产生多个纹理量度进一步包括使用多维标定将多个纹理量度映射至 多维空间中的一点；以及确定所产生的多个纹理量度是否与真正的未被隐瞒的生物组织样品 一致包括确定所述点是否在多维空间的预定区域内。
15. 权利要求14中所述的方法，其中多维空间是二维空间。
16. —种评估所提交的用于生物测定评估的样品真实性的方法，其中所述方法包括采用具有多个不同波长的光照射样品； 接收在不同波长中的每一个波长下从样品散射的光； 形成多个图像，每一所述图像是由在不同波长中相应的一个波长条件下的接收光形成的；产生多个图像反差量度，每个所述图像反差量度是通过对多个图像生的；以及从多个图像反差量度中确定该样品红光照射下的图像反差是否小于 蓝光照射下的图像反差。
17. 权利要求16中所述的方法，其中进行空间移动窗口分析包括 计算多个图像中的所述一个图像的移动窗口傅里叶变换。
18. 权利要求16中所述的方法，其中进行空间移动窗口分析包括 计算多个图像中的所述一个图像的移动窗口中心性量度和移动窗口变化 性量度。
19. 权利要求16中所述的方法，其中从多个图像反差量度中确定样品红光照射下的图像反差是否小于蓝 光照射下的图像反差包括使用多维标定将多个图像反差量度映射至多维 空间中的一点；以及确定所述点是否在多维空间的预定区域内。
20. —种评估所提交的用于生物测定评估的样品真实性的设备，所 述设备包括 用于在多种不同的光学条件下照射样品的装置； 用于接收在多种不同的光学条件中的每一种条件下从样品散射的光 的装置；用于形成多个图像的装置，每一所述图像是由在多种不同的光学条 件中相应的一种条件下的接收光形成的；用于产生多个纹理量度的装置，每一所述纹理量度是由多个图像中 相应的一个图像产生的；以及用于确定所产生的多个纹理量度是否与真正的未被隐瞒的生物组织 一致的装置。
21. 权利要求20中所述的设备，其中产生多个纹理量度的装置包 括对多个图像中的每一个图像进行空间移动窗口分析的装置。
22. 权利要求21中所述的设备，其中产生光学反差量度的装置进一步包括用于产生多维标定以将品质因数映射至多维空间中的一点的装置；以及确定所产生的多个纹理量度是否与真正的未被隐瞒的生物组织一致 的装置包括确定所述点是否在多维空间中的预定区域内的装置。
23. —种执行生物测定功能的方法，所述方法包括-采用照射光照射个人的声称的皮肤部位，其中声称的皮肤部位与一个表面接触；接收从声称的皮肤部位散射的光，其中实质上在包含所述表面的平 面内接收光；由接收光形成图像； 由图像产生图像纹理量度；以及 分析所产生的图像纹理量度，以执行生物测定功能。
24. 权利要求23中所述的方法，其中生物测定功能包括反欺骗功 能，以及分析所产生的图像纹理量度包括从所产生的图像纹理量度确定 声称的皮肤部位是否包含活组织。
25. 权利要求23中所述的方法，其中生物测定功能包括识别功能， 以及分析所产生的图像纹理量度包括从所产生的图像纹理量度确定个人 的身份。
26. 权利要求23中所述的方法，其中生物测定功能包括人口统计 或人体测量学功能，以及分析所产生的图像纹理量度包括从所产生的图 像纹理量度估计个人的人口统计或人体测量学特征。
27. 权利要求23中所述的方法，其中 所述表面是成像检测器的表面；以及接收从声称的皮肤部位散射的光包括在成像检测器上接收从声称的 皮肤部位散射的光。
28. 权利要求23中所述的方法，其中接收从声称的皮肤部位散射的光包括将光的图案从平面转移至配置在平面外部的成像检测器而图案没有显著的退化和衰减；以及在成像检测器上接收被转移的图案。
29. 权利要求23中所述的方法，其中照射光是白光。
30. 权利要求29中所述的方法，其中图像包括与不同波长对应的多个图像；以及产生图像纹理量度包括对多个图像中的每一个图像进行空间移动窗 口分析。
31. 权利要求30中所述的方法，其中进行空间移动窗口分析包括对多个图像计算移动窗口傅里叶变换。
32. 权利要求30中所述的方法，其中进行空间移动窗口分析包括 计算多个图像的移动窗口中心性量度和移动窗口变化性量度。
33. 权利要求23中所述的方法，其中接收从声称的皮肤部位散射 的光包括在单色成像检测器上接收从声称的皮肤部位散射的光。
34. 权利要求23中所述的方法，其中接收从声称的皮肤部位散射 的光包括在彩色成像检测器上接收从声称的皮肤部位散射的光。
35. 权利要求23中所述的方法，其中分析所产生的图像纹理量度以执行生物测定功能包括将所产生的图 像纹理量度与参考图像纹理量度相比较；参考图像纹理量度是由从参考皮肤部位散射的光所形成的参考图像 产生的；以及声称的皮肤部位实质上不同于参考皮肤部位。
36. 权利要求23中所述的方法，进一步包括 在执行生物测定功能时，将接收光的谱特征与参考谱特征相比较。
37. —种生物测定传感器，包括表面，适用于接触个人的声称的皮肤部位；照射子系统，配置成当声称的皮肤部位接触所述表面时对声称的皮 肤部位进行照射；检测子系统，配置成接收从声称的皮肤部位散射的光，其中实质上 在包含所述表面的平面内接收光；以及计算单元，与所述检测子系统形成接口并具有 用于由接收光形成图像的指令； 用于由图像产生图像纹理量度的指令；和用于分析所产生的图像纹理量度以执行生物测定功能的指令。
38. 权利要求37中所述的生物测定传感器，其中 生物测定传感器包括反欺骗功能；以及用于分析所产生的图像纹理量度的指令包括用于从所产生的图像纹理量度确定声称的皮肤部位是否包含活组织的指令。
39. 权利要求37中所述的生物测定传感器，其中 生物测定功能包括识别功能;以及用于分析所产生的图像纹理量度的指令包括用于从所产生的图像纹理量度确定个人身份的指令。
40. 权利要求37中所述的生物测定传感器，其中 生物测定功能包括人口统计或人体测量学功能；以及 用于分析所产生的图像纹理量度的指令包括用于从所产生的图像纹理量度估计个人的人口统计或人体测量学特征的指令。
41. 权利要求37中所述的生物测定传感器，进一步包括成像检测器，其中所述表面是成像检测器的表面；以及检测子系统包括成像检测器，并配置成在成像检测器上接收从声称 的皮肤部位散射的光。
42. 权利要求37中所述的生物测定传感器.，进一步包括 配置在平面外部的成像检测器；以及光学装置，所述光学装置配置成将光的图案从平面转移至成像检测 器而没有图案的显著退化和衰减，其中检测子系统包括成像检测器，并配置成在成像检测器上接收被转移的图案。
43. 权利要求37中所述的生物测定传感器，其中照射子系统配置成采用白光照射声称的皮肤部位。
44. 权利要求43中所述的生物测定传感器，其中-图像包括多个与不同波长对应的图像；以及用于产生图像纹理量度的指令包括用于对多个图像中的每一个图像进行空间移动窗口分析的指令。
45. 权利要求44中所述的生物测定传感器，其中用于进行空间移动窗口分析的指令包括用于对多个图像计算移动窗口傅里叶变换的指
46. 权利要求44中所述的生物测定传感器，其中用于进行空间移动窗口分析的指令包括用于计算多个图像的移动窗口中心性量度和移动窗口变化性量度的指令。
47. 权利要求37中所述的生物测定传感器，其中检测子系统包括单色成像检测器，并配置成在单色成像检测器上接收从声称的皮肤部位 散射的光。
48. 权利要求37中所述的生物测定传感器，其中检测子系统包括彩色成像检测器，并配置成在彩色成像检测器上接收从声称的皮肤部位 散射的光。
49. 权利要求37中所述的生物测定传感器，其中用于分析所产生的图像纹理量度以执行生物测定功能的指令包括 用于将所产生的图像纹理量度与参考图像纹理量度相比较的指令；参考图像纹理量度是由从参考皮肤部位散射的光所形成的参考图像产生的；以及声称的皮肤部位实质上不同于参考皮肤部位。
50. 权利要求37中所述的生物测定传感器，其中计算单元还具有 用于在执行生物测定功能时将接收光的谱特征与参考谱特征相比较的指 令。
51. —种生物测定传感器，包括白光照射子系统，配置成采用白光照射个人的声称的皮肤部位；检测子系统，配置成接收从声称的皮肤部位散射的光，并包括接收 光入射于其上的彩色成像器；以及计算单元，与检测子系统形成接口，并具有用于从彩色成像器的接收光导出声称的皮肤部位的多个空间分 布的图像的指令，所述多个空间分布的图像与个人被照射组织的不同 体积对应；以及用于分析多个空间分布的图像以执行生物测定功能的指令。
52. 权利要求51中所述的生物测定传感器，其中生物测定功能包括反欺骗功能，以及用于分析多个空间分布的图像的指令包括用于确 定声称的皮肤部位是否包含活组织的指令。
53. 权利要求51中所述的生物测定传感器，其中用于分析多个空 间分布的图像以执行生物测定功能的指令包括用于分析多个空间分布 的图像以估计个人的人口统计或人体测量学特征的指令。
54. 权利要求51中所述的生物测定传感器，其中用于分析多个空 间分布的图像以执行生物测定功能的指令包括用于分析多个空间分布 的图像以确定个人的血液中分析物浓度的指令。
55. 权利要求51中所述的生物测定传感器，进一步包括与声称的皮 肤部位接触的台板，其中白光照射子系统适合于通过台板照射声称的 皮肤部位。
56. 权利要求51中所述的生物测定传感器，其中白光照射子系统适合于在声称的皮肤部位不与生物测定传感器物理接触时照射声称的皮 肤部位。
57. 权利要求51中所述的生物测定传感器，其中白光照射子系统包括白光的宽带光源。
58. 权利要求51中所述的生物测定传感器，其中白光照射子系统包括多个窄带光源，以及光学装置，用于组合由多个窄带光源提供的光。
59. 权利要求58中所述的生物测定传感器，其中多个窄带光源提供波长与一组基色中的每一种基色对应的光。
60. 权利要求51中所述的生物测定传感器，其中 照射子系统包括第一偏振器，配置成使白光偏振化； 检测子系统包括第二偏振器，配置成交会接收光；以及第一和第二偏振器彼此相对交叉。
61. 权利要求51中所述的生物测定传感器，其中检测子系统包括红外滤光器，配置成在接收光入射到彩色成像器之前交会接收光。
62. 权利要求51中所述的生物测定传感器，其中 声称的皮肤部位是手指或手的掌面； 生物测定功能包括生物测定识别；以及 用于分析多个空间分布的图像的指令包括用于从多个空间分布的图像导出声称的皮肤部位的表面指纹或掌纹图像的指令；以及用于将表面指纹或掌纹图像与表面指纹或掌纹图像数据库相比 较以识别个人的指令。
63. 权利要求51中所述的生物测定传感器，其中 生物测定功能包括生物测定识别；以及用于分析多个空间分布的图像的指令包括用于将多个空间分布的图像与多谱图像数据库相比较以识别个人的指令。
64. 权利要求51中所述的生物测定传感器，其中 照射子系统适合于照射位于照射区内的声称的皮肤部位；以及 声称的皮肤部位和照射区作相对运动。
65. —种执行生物测定功能的方法，所述方法包括-采用白光照射个人的声称的皮肤部位；采用接收光入射于其上的彩色成像器，接收从声称的皮肤部位散射 的光；从彩色成像器的接收光导出声称的皮肤部位的多个空间分布的图 像，多个空间分布的图像与个人被照射组织的不同体积对应；以及 分析多个空间分布的图像以执行生物测定功能。
66. 权利要求65中所述的方法，其中生物测定功能包括反欺骗功 能，以及分析多个空间分布的图像包括确定声称的皮肤部位是否包含活 组织。
67. 权利要求65中所述的方法，其中分析多个空间分布的图像包括分析多个空间分布的图像以估计个人的人口统计或人体测量学特征。
68. 权利要求65中所述的方法，其中分析多个空间分布的图像以执行生物测定功能包括分析多个空间分布的图像以确定个人的血液中分析物的浓度。
69. 权利要求65中所述的方法，其中照射声称的皮肤部位包括引导白光通过与声称的皮肤部位接触的台板。
70. 权利要求65中所述的方法，其中采用白光照射个人的声称的 皮肤部位包括采用白光的宽带光源照射个人的声称的皮肤部位。
71. 权利要求65中所述的方法，其中采用白光照射个人的声称的皮肤部位包括采用多个窄带光源产生多个窄带光束；以及 组合多个窄带光束。
72. 权利要求71中所述的方法，其中多个窄带光束具有与一组基 色对应的波长。
73. 权利要求65中所述的方法，其中 照射声称的皮肤部位包括以第一偏振作用使白光偏振化；和 接收从声称的皮肤部位散射的光包括以第二偏振作用使接收光偏振化，其中第一和第二偏振作用实质上彼此相对交叉。
74. 权利要求65中所述的方法，其中接收从声称的皮肤部位散射 的光包括在接收光入射至彩色成像器上之前，在红外波长对接收光进行 过滤。
75. 权利要求65中所述的方法，其中 声称的皮肤部位是手指或手的掌面；生物测定功能包括生物测定识别；以及 分析多个空间分布的图像包括从多个空间分布的图像导出声称的皮肤部位的表面指纹或掌纹 图像；以及将表面指纹或掌纹图像与指纹或掌纹图像数据库相比较以识别 个人。
76. 权利要求65中所述的方法，其中 生物测定功能包括生物测定识别；和分析多个空间分布的图像包括将多个空间分布的图像与多谱图像数 据库相比较以识别个人。
77. 权利要求65中所述的方法，其中 采用白光照射个人的声称的皮肤部位在照射区中进行；以及 声称的皮肤部位和照射区作相对运动。
全文摘要
描述了评估所提交的用于生物测定评估的样品真实性的方法(图14)。在不同的光学条件下照射样品(1404)。接收从样品散射的光(1408)。形成多个图像，每一图像由在多种光学条件之一下接收的光形成。产生一组纹理量度，每一纹理量度由多个图像之一产生。确定所产生的纹理量度是否与真实的未被隐瞒的生物测定组织一致(1420)。
文档编号H01L27/146GK101632089SQ200680038579
公开日2010年1月20日 申请日期2006年8月28日 优先权日2004年9月3日
发明者克里斯汀·A·尼克森, 托德·杜塞, 斯蒂芬·P·科科伦, 瑞安·马丁, 罗伯特·K·罗 申请人:光谱辨识公司