指纹认证系统及方法
【专利摘要】本发明揭示了一种指纹认证系统及方法，所述指纹认证系统包括：从用户提取第一指纹数据的第一指纹传感器；获得与第一指纹不同的第二指纹数据的第二指纹传感器；把第一指纹数据和第二指纹数据与已登记的指纹数据进行类似性比较，并从获取的第一指纹数据和第二指纹数据的品质判断认证结果的认证处理单元。所述系统还包括登记指纹存储单元、指纹处理单元、数据处理单元；指纹处理单元包括第一指纹处理单元、第二指纹处理单元。本发明提出的指纹认证系统及方法，通过将多种指纹传感器输入的指纹数据进行组合后利用于认证识别，可降低拒识率和误识率，使得用户认证结果更加精确。
【专利说明】指纹认证系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于指纹识别【技术领域】，涉及一种指纹认证系统，尤其涉及一种降低误识 率的指纹认证系统；同时，本发明还涉及一种指纹认证方法。
【背景技术】
[0002] 现有的指纹识别方式，普遍情况是通过单一传感器进行录入并进行识别。单 一的指纹传感器使用时，算出所输入的指纹和已登记的指纹类似性，其类似性超过阈值 (threshold)时判断为识别成功。即通过指纹传感器提取指纹特征点与已登记的指纹数据 进行比较，假如其类似度为95%以上就判定为认证成功，此时阈值就是0. 95.因此阈值决 定着认证结果。
[0003] 举例，类似度为0. 96时，阈值设定为0. 95,则认证成功，但阈值设置为0. 98则认证 失败，这叫拒识率（False Rejection Rate, FRR)，但阈值太低非本人的指纹就误认为认证 成功，这叫误识率（False Acceptance Rate，FAR)。
[0004] 有鉴于此，如今迫切需要设计一种新的指纹识别方式，以便克服现有指纹识别方 式的上述缺陷。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题是：提供一种指纹认证系统，可降低拒识率和误识率， 使得用户认证结果更加精确。
[0006] 此外，本发明还提供一种指纹认证方法，可降低拒识率和误识率，使得用户认证结 果更加精确。
[0007] 为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
[0008] -种指纹认证系统，所述指纹认证系统包括：第一指纹传感器、第二指纹传感器、 第一指纹处理单元、第二指纹处理单元、数据处理单元、认证处理单元、登记指纹存储单元； 登记指纹存储单元用以存储登记的指纹；
[0009] 所述第一指纹传感器、第二指纹传感器为光学指纹传感器或半导体指纹传感器； 第一指纹传感器、第二指纹传感器为同一种类指纹传感器或不同种类的指纹传感器；
[0010] 第一指纹处理单元对输入的第一指纹和登记的指纹进行类似度计算即得到第一 分数S1，以及对应指纹数据品质Q1;第二指纹处理单元对输入的第二指纹和登记的指纹进 行类似度计算即得到第二分数S2,以及对应指纹数据品质Q2;品质是指特征点个数，单位 面积的特征点数量，指纹磨损，指纹清晰度；
[0011] 数据处理单元算出更加精确的复合分数即SF，复合分数SF为（Q1*S1+Q2*S2)或取 标准值（Q1*S1+Q2*S2V(Q1+Q2);
[0012] 若第一指纹传感器和第二指纹传感器为不同性质的传感器时按传感器的重要 性加入加权值获得复合SF;设定第一指纹传感器的加权值为W1，第二指纹传感器的加权 值为 W2;此时复合分数 SF 为（W1*Q1*S1+W2*Q2*S2)或取标准值（W1*Q1*S1+W2*Q2*S2)/ (W1*Q1+W2*Q2);
[0013] 认证处理单元使用第一分数Sl，第二分数S2及复合分数SF判断认证成功与否； 具体按如下算法进行判断；其中，有4个阈值TL，TH，TM，TF，其关系为TH〉TM〉TL ;
[0014] 若第一分数S1或第二分数S2中任何一个小于阈值TL，则判断为识别失败，第一分 数S1或第二分数S2中任何一个大于阈值TH则当作认证成功；
[0015] 另外，第一分数S1和第二分数S2都比TH小，但其中任何一个比TM大，则复合分 数SF大于阈值TF就判断认证成功。
[0016] 一种指纹认证系统，所述指纹认证系统包括：
[0017] 从用户提取第一指纹数据的第一指纹传感器；
[0018] 获得与第一指纹不同的第二指纹数据的第二指纹传感器；
[0019] 把第一指纹数据和第二指纹数据与已登记的指纹数据进行类似性比较，并从获取 的第一指纹数据和第二指纹数据的品质判断认证结果的认证处理单元。
[0020] 作为本发明的一种优选方案，所述系统还包括登记指纹存储单元、指纹处理单元、 数据处理单元；指纹处理单元包括第一指纹处理单元、第二指纹处理单元；
[0021] 第一指纹处理单元对输入的第一指纹和登记的指纹进行类似度计算即得到第一 分数S1，以及对应指纹数据品质Q1 ;第二指纹处理单元对输入的第二指纹和登记的指纹进 行类似度计算即得到第二分数S2,以及对应指纹数据品质Q2 ;
[0022] 数据处理单元根据各个指纹处理单元得到的计算结果及设定规则，获取各个指纹 对应的复合分数；
[0023] 认证处理单元根据各个指纹处理单元计算出的结果及数据处理单元得到的复合 分数判断是否认证成功。
[0024] 作为本发明的一种优选方案，数据处理单元算出更加精确的复合分数即SF，复合 分数 SF 为（Q1*S1+Q2*S2)或取标准值（Q1*S1+Q2*S2V(Q1+Q2)。
[0025] 作为本发明的一种优选方案，若第一指纹传感器和第二指纹传感器为不同性质的 传感器时按传感器的重要性加入加权值获得复合SF ;设定第一指纹传感器的加权值为W1， 第二指纹传感器的加权值为W2;此时复合分数SF为（W1*Q1*S1+W2*Q2*S2)或取标准值 (W1*Q1*S1+W2*Q2*S2) AW1*Q1+W2*Q2)。
[0026] 作为本发明的一种优选方案，认证处理单元使用第一分数S1，第二分数S2及复合 分数SF判断认证成功与否；具体按如下算法进行判断；其中，有4个阈值，分别为第一阈值 TL，第二阈值TH，第三阈值TM，第四阈值TF，其关系为TH〉TM〉TL ;
[0027] 若第一分数S1或第二分数S2中任何一个小于阈值TL，则判断为识别失败，第一分 数S1或第二分数S2中任何一个大于阈值TH则当作认证成功；
[0028] 另外，第一分数S1和第二分数S2都比TH小，但其中任何一个比TM大，则复合分 数SF大于阈值TF就判断认证成功。
[0029] 作为本发明的一种优选方案，所述第一指纹传感器、第二指纹传感器为光学指纹 传感器或半导体指纹传感器；第一指纹传感器、第二指纹传感器为同一种类指纹传感器或 不同种类的指纹传感器；品质是指特征点个数，单位面积的特征点数量，指纹磨损，指纹清 晰度。
[0030] 一种上述指纹认证系统的指纹认证方法，所述方法包括如下步骤：
[0031] 第一指纹传感器、第二指纹传感器获取指纹数据；
[0032] 第一指纹处理单元对输入的第一指纹和登记的指纹进行类似度计算即得到第一 分数S1，以及对应指纹数据品质Q1;第二指纹处理单元对输入的第二指纹和登记的指纹进 行类似度计算即得到第二分数S2,以及对应指纹数据品质Q2;
[0033] 数据处理单元根据各个指纹处理单元得到的计算结果及设定规则，获取各个指纹 对应的复合分数；
[0034] 认证处理单元根据各个指纹处理单元计算出的结果及数据处理单元得到的复合 分数判断是否认证成功。
[0035] 作为本发明的一种优选方案，数据处理单元算出更加精确的复合分数即SF，复合 分数 SF 为（Q1*S1+Q2*S2)或取标准值（Q1*S1+Q2*S2V(Q1+Q2)。
[0036] 作为本发明的一种优选方案，若第一指纹传感器和第二指纹传感器为不同性质的 传感器时按传感器的重要性加入加权值获得复合SF;设定第一指纹传感器的加权值为W1， 第二指纹传感器的加权值为W2;此时复合分数SF为（W1*Q1*S1+W2*Q2*S2)或取标准值 (W1*Q1*S1+W2*Q2*S2) AW1*Q1+W2*Q2)。
[0037] 作为本发明的一种优选方案，认证处理单元使用第一分数S1，第二分数S2及复合 分数SF判断认证成功与否；具体按如下算法进行判断；其中，有4个阈值，分别为第一阈值 TL，第二阈值TH，第三阈值TM，第四阈值TF，其关系为TH〉TM〉TL;
[0038] 若第一分数S1或第二分数S2中任何一个小于阈值TL，则判断为识别失败，第一分 数S1或第二分数S2中任何一个大于阈值TH则当作认证成功；
[0039] 另外，第一分数S1和第二分数S2都比TH小，但其中任何一个比TM大，则复合分 数SF大于阈值TF就判断认证成功。
[0040] 本发明的有益效果在于：本发明提出的指纹认证系统及方法，通过将多种指纹传 感器输入的指纹数据进行组合后利用于认证识别，可降低拒识率和误识率，使得用户认证 结果更加精确。
【专利附图】
【附图说明】
[0041] 图1为本发明的指纹认证示意图。
[0042] 图2为本发明系统中控制单元的详细说明示意图。
[0043] 图3为指纹认证方法的流程图。
【具体实施方式】
[0044] 下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。
[0045] 实施例一
[0046] 本发明利用多种传感器输入的指纹数据通过复合认证算法进行认证识别。
[0047] 用户通过第一传感器获得第一指纹数据，再通过与第一传感器不同的第二传感器 获得第二指纹数据，把第一指纹数据和第二指纹数据与已登记的指纹数据进行类似性比 较，并从获取的第一指纹数据和第二指纹数据的品质判断认证结果。然后，获取的第一指纹 数据和已登记的指纹数据计算出类似度的第一分数值乘上第一指纹品质值，获取的第二指 纹数据和已登记的指纹数据计算出类似度的第二分数值乘上第二指纹品质值。把以上算出 的俩值相加获得复合分数值进行认证判断。另外，第一传感器和第二传感器的重要性差异 赋予不同的加权值计算复合分数。
[0048] 图1是此发明的示意图。由第一传感器和第二传感器及控制单元组成。第一传感 器和第二传感器可以是光学传感器，半导体传感器或其他任何方式的指纹传感器。虽然图 示是两个传感器，但可以单独使用一种或多种。当两种传感器为不同性质的传感器时可按 使用环境进行适当选择，如使用环境容易受油脂等污染时，可适当选择对污染耐用的传感 器。
[0049] 图2详细说明了算法认证过程，即图1的控制单元的详细说明。控制单元包含第 一指纹处理部分，第二指纹处理部分，数据处理部分，认证处理部分及等级指纹储存部分。 类似度定义为分数（score)。第一指纹处理部分对输入的第一指纹和登记的指纹进行类似 度计算即第一分数（S1)，同样道理第二指纹处理部分算出第二分数（S2)。另外第一指纹 处理部分和第二指纹处理部分还计算指纹数据的品质。品质是指特征点个数，单位面积的 特征点数量，指纹磨损，指纹清晰度等。第一指纹数据的品质为Q1，第二指纹数据的品质 为Q2.数据处理部分算出更加精确的复合分数即SF，SF就是（Q1*S1+Q2*S2)或取标准值 (Q1*S1+Q2*S2V(Q1+Q2)。
[0050] 认证处理部分使用第一分数S1，第二分数S2及复合分数SF判断认证成功与否。 具体按如下算法进行判断。其中有4个阈值TL，TH，TM，TF，其关系为TH〉TM〉TL。
【权利要求】
1. 一种指纹认证系统，其特征在于，所述指纹认证系统包括：第一指纹传感器、第二指 纹传感器、第一指纹处理单元、第二指纹处理单元、数据处理单元、认证处理单元、登记指纹 存储单元；登记指纹存储单元用以存储登记的指纹； 所述第一指纹传感器、第二指纹传感器为光学指纹传感器或半导体指纹传感器；第一 指纹传感器、第二指纹传感器为同一种类指纹传感器或不同种类的指纹传感器； 第一指纹处理单元对输入的第一指纹和登记的指纹进行类似度计算即得到第一分数 S1，以及对应指纹数据品质Q1 ;第二指纹处理单元对输入的第二指纹和登记的指纹进行类 似度计算即得到第二分数S2,以及对应指纹数据品质Q2 ;品质是指特征点个数，单位面积 的特征点数量，指纹磨损，指纹清晰度； 数据处理单元算出更加精确的复合分数即SF，复合分数SF为（Q1*S1+Q2*S2)或取标准 值（Q1*S1+Q2*S2V(Q1+Q2); 若第一指纹传感器和第二指纹传感器为不同性质的传感器时按传感器的重要性加 入加权值获得复合SF ;设定第一指纹传感器的加权值为W1，第二指纹传感器的加权值 为 W2;此时复合分数 SF 为（W1*Q1*S1+W2*Q2*S2)或取标准值（W1*Q1*S1+W2*Q2*S2)/ (W1*Q1+W2*Q2); 认证处理单元使用第一分数SI，第二分数S2及复合分数SF判断认证成功与否；具体 按如下算法进行判断；其中，有4个阈值TL，TH，TM，TF，其关系为TH〉TM〉TL ; 若第一分数S1或第二分数S2中任何一个小于阈值TL，则判断为识别失败，第一分数 S1或第二分数S2中任何一个大于阈值TH则当作认证成功； 另外，第一分数S1和第二分数S2都比TH小，但其中任何一个比TM大，则复合分数SF 大于阈值TF就判断认证成功。
2. -种指纹认证系统，其特征在于，所述指纹认证系统包括： 从用户提取第一指纹数据的第一指纹传感器； 获得与第一指纹不同的第二指纹数据的第二指纹传感器； 把第一指纹数据和第二指纹数据与已登记的指纹数据进行类似性比较，并从获取的第 一指纹数据和第二指纹数据的品质判断认证结果的认证处理单元。
3. 根据权利要求2所述的指纹认证系统，其特征在于： 所述系统还包括登记指纹存储单元、指纹处理单元、数据处理单元；指纹处理单元包括 第一指纹处理单元、第二指纹处理单元； 第一指纹处理单元对输入的第一指纹和登记的指纹进行类似度计算即得到第一分数 S1，以及对应指纹数据品质Q1 ;第二指纹处理单元对输入的第二指纹和登记的指纹进行类 似度计算即得到第二分数S2,以及对应指纹数据品质Q2 ; 数据处理单元根据各个指纹处理单元得到的计算结果及设定规则，获取各个指纹对应 的复合分数； 认证处理单元根据各个指纹处理单元计算出的结果及数据处理单元得到的复合分数 判断是否认证成功。
4. 根据权利要求3所述的指纹认证系统，其特征在于： 数据处理单元算出更加精确的复合分数即SF，复合分数SF为（Q1*S1+Q2*S2)或取标准 值（Q1*S1+Q2*S2V(Q1+Q2)。
5. 根据权利要求3所述的指纹认证系统，其特征在于： 若第一指纹传感器和第二指纹传感器为不同性质的传感器时按传感器的重要性加 入加权值获得复合SF ;设定第一指纹传感器的加权值为W1，第二指纹传感器的加权值 为 W2;此时复合分数 SF 为（W1*Q1*S1+W2*Q2*S2)或取标准值（W1*Q1*S1+W2*Q2*S2)/ (W1*Q1+W2*Q2)。
6. 根据权利要求2至5之一所述的指纹认证系统，其特征在于： 认证处理单元使用第一分数S1，第二分数S2及复合分数SF判断认证成功与否；具体 按如下算法进行判断；其中，有4个阈值，分别为第一阈值TL，第二阈值TH，第三阈值TM，第 四阈值TF，其关系为TH〉TM〉TL ; 若第一分数S1或第二分数S2中任何一个小于阈值TL，则判断为识别失败，第一分数 S1或第二分数S2中任何一个大于阈值TH则当作认证成功； 另外，第一分数S1和第二分数S2都比TH小，但其中任何一个比TM大，则复合分数SF 大于阈值TF就判断认证成功。
7. 根据权利要求3所述的指纹认证系统，其特征在于： 所述第一指纹传感器、第二指纹传感器为光学指纹传感器或半导体指纹传感器；第一 指纹传感器、第二指纹传感器为同一种类指纹传感器或不同种类的指纹传感器； 品质是指特征点个数，单位面积的特征点数量，指纹磨损，指纹清晰度。
8. -种权利要求2至7之一所述指纹认证系统的指纹认证方法，其特征在于，所述方法 包括如下步骤： 第一指纹传感器、第二指纹传感器获取指纹数据； 第一指纹处理单元对输入的第一指纹和登记的指纹进行类似度计算即得到第一分数 S1，以及对应指纹数据品质Q1 ;第二指纹处理单元对输入的第二指纹和登记的指纹进行类 似度计算即得到第二分数S2,以及对应指纹数据品质Q2 ; 数据处理单元根据各个指纹处理单元得到的计算结果及设定规则，获取各个指纹对应 的复合分数； 认证处理单元根据各个指纹处理单元计算出的结果及数据处理单元得到的复合分数 判断是否认证成功。
9. 根据权利要求8所述的指纹认证方法，其特征在于： 数据处理单元算出更加精确的复合分数即SF，复合分数SF为（Q1*S1+Q2*S2)或取标准 值（Q1*S1+Q2*S2V(Q1+Q2); 若第一指纹传感器和第二指纹传感器为不同性质的传感器时按传感器的重要性加 入加权值获得复合SF ;设定第一指纹传感器的加权值为W1，第二指纹传感器的加权值 为 W2;此时复合分数 SF 为（W1*Q1*S1+W2*Q2*S2)或取标准值（W1*Q1*S1+W2*Q2*S2)/ (W1*Q1+W2*Q2)。
10. 根据权利要求8所述的指纹认证方法，其特征在于： 认证处理单元使用第一分数S1，第二分数S2及复合分数SF判断认证成功与否；具体 按如下算法进行判断；其中，有4个阈值，分别为第一阈值TL，第二阈值TH，第三阈值TM，第 四阈值TF，其关系为TH〉TM〉TL ; 若第一分数S1或第二分数S2中任何一个小于阈值TL，则判断为识别失败，第一分数 S1或第二分数S2中任何一个大于阈值TH则当作认证成功； 另外，第一分数S1和第二分数S2都比TH小，但其中任何一个比TM大，则复合分数SF 大于阈值TF就判断认证成功。
【文档编号】G06K9/00GK104392226SQ201410776425
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年12月15日 优先权日:2014年12月15日
【发明者】金虎林 申请人:金虎林