本申请要求于2015年12月7日提交的美国临时专利申请第62/264,016号的优先权，其内容通过引用并入本文中。
本发明涉及用于基于眼睛的生物认证的技术。
背景技术：
从受试者的眼睛(例如，从受试者的虹膜或视网膜)提取的生物信息可以用于识别或认证受试者。一般而言，生物系统——特别是基于眼睛的系统——容易受到欺骗——其中，实体尝试通过向生物传感器呈现除活体之外的物体来绕过或蒙蔽生物系统。在基于眼睛的生物系统的情况下，欺骗尝试可以包括将已登记的受试者的眼睛的图片或图像呈现给生物系统——试图生成虚假匹配并且获得未经授权的访问。
需要这样一种技术，该技术使得基于眼睛的生物系统能够在真实(或活的)眼睛与可能为了认证目的而呈现给成像系统的欺骗(或伪造)的眼睛之间进行区分。
技术实现要素：
本发明提供了一种基于获取的生物信息的特征来选择系统响应的方法，包括以下步骤：(i)接收包括眼睛的至少一部分的图像的至少一个图像，(ii)确定眼睛的至少一部分是否具有双折射特征，(iii)选择系统响应，其中，所述选择取决于：(a)眼睛的至少一部分是否表现出与预定义的一组双折射特征不一致的双折射特征；或者(b)眼睛的至少一部分是否表现出缺乏真实眼睛特有的双折射特征。
本发明还包括一种用于基于获取的生物信息的特征来启动动作的方法。在实施方式中，本发明包括：(i)接收包括眼睛的至少一部分的图像的至少一个图像，(ii)确定眼睛的至少一部分是否具有双折射特征，以及(iii)响应于以下情形来启动预定义动作：(a)眼睛的至少一部分表现出与预定义的一组双折射特征不一致的双折射特征；或者(b)确定缺乏真实眼睛特有的双折射特征。预定义动作可以包括拒绝生物登记、拒绝(或驳回或使其失败)生物认证、拒绝(或驳回或使其失败)对资源的访问、拒绝(或驳回或使其失败)解锁资源的请求，或者发送或记录标识欺骗的信息。
在实施方式中，预定义动作包括拒绝对移动通信设备或汽车或对其任何硬件部件或软件模块的访问。
在具体实施方式中，由图像传感器基于从被配置成将偏振光指向到眼睛的至少一部分上的照明源发射的偏振光来获取至少一个眼睛图像。
在另一实施方式中，由包括对入射光的偏振特征表现出选择性的像素的图像传感器获取至少一个眼睛图像。
本发明另外地包括一种用于获得与受试者相关联的生物参考信息以用于生物比较操作或用于生物登记的方法。在实施方式中，该方法包括：(i)获取与眼睛的至少一部分对应的第一组图像信息(tn)，其中，第一组图像信息排除与由真实角膜中的双折射引起的伪影对应的图像信息；(ii)获取与眼睛的至少一部分对应的第二组图像信息(tp)，其中，第二组图像信息包括与由真实角膜中的双折射引起的伪影对应的图像信息；以及(iii)将所述第一组图像信息和所述第二组图像信息(tn、tp)与眼睛的至少一部分所对应的受试者进行关联。
在实施方式中，第一组图像信息(tn)和第二组图像信息(tp)是从同一图像导出的。在具体实施方式中，第一组图像信息(tn)和第二组图像信息(tp)是通过图像处理从同一图像导出的。
在实施方式中，第一组生物信息和第二组生物信息(tn、tp)中的一个或两个用于生物比较。
本发明还包括一种用于生物认证的方法。在实施方式中，该方法包括检索以下之一：(i)与眼睛的至少一部分对应的第一组图像信息(tn)，其中，第一组图像信息排除与由真实角膜中的双折射引起的伪影对应的图像信息；以及(ii)与眼睛的至少一部分对应的第二组图像信息(tp)，其中，第二组图像信息包括与由真实角膜中的双折射引起的伪影对应的图像信息；(iii)获取与眼睛的至少一部分对应的第三组图像信息(fn)，其中，第三组图像信息排除与由真实角膜中的双折射引起的伪影对应的图像信息；(iv)获取与眼睛的至少一部分对应的第四组图像信息(fp)，其中，第四组图像信息包括与由真实角膜中的双折射引起的伪影对应的图像信息；以及(v)基于图像信息组的以下对中的至少两个内的图像信息组之间的对内比较来生成身份决定或认证决定中的至少一个：(a)包括第一组图像信息(tn)和第三组图像信息(fn)的第一图像信息对(tn、fn)；(b)包括第一组图像信息(tn)和第四组图像信息(fp)的第二图像信息对(tn、fp)；(c)包括第二组图像信息(tp)和第三组图像信息(fn)的第三图像信息对(tp、fn)；(d)包括第二组图像信息(tp)和第四组图像信息(fp)的第四图像信息对(tp、fp)；(e)包括第一组图像信息(tn)和第二组图像信息(tp)的第五图像信息对(tn、tp)；以及(f)包括第三组图像信息(fn)和第四组图像信息(fp)的第六图像信息对(fn、fp)。
在实施方式中，生成的身份决定或认证决定是基于以下中的一个或更多个：(i)确定表示与第一图像信息对(tn、fn)对应的对内相似性的相似性得分(a)；(ii)确定表示与第三图像信息对(tp、fn)对应的对内相似性的相似性得分(b)；以及(iii)确定表示与第二图像信息对(tn、fp)对应的对内相似性的相似性得分(c)。
在另一实施方式中，本发明包括响应于以下中的任何一个或更多个来驳回认证请求的步骤：(i)相似性得分(c)超过预定阈值分数；以及(ii)未发生以下中的一个或更多个状况：(a)a>t；以及(b)(c+d)<e，其中，e对应于a和b中的最小值；并且其中，(c)t和d分别包括预定义的阈值。
在一个更具体的实施方式中，(i)d≥0，和/或(ii)t≥0。
本发明还包括一种用于生物认证的装置。该装置包括包含图像传感器的成像装置和处理器。
在实施方式中，处理器被配置用于(i)接收包括眼睛的至少一部分的图像的至少一个图像，(ii)确定眼睛的至少一部分是否具有双折射特征，以及(iii)响应于以下情形来启动预定义动作：(a)眼睛的至少一部分表现出与预定义的一组双折射特征不一致的双折射特征；或者(b)确定缺乏真实眼睛特有的双折射特征，其中，预定义动作包括以下中的任何一个或更多个：拒绝(或驳回或使其失败)生物登记、拒绝(或驳回或使其失败)生物认证、拒绝(或驳回或使其失败)对资源的访问、拒绝(或驳回或使其失败)解锁资源的请求，或者发送或记录标识欺骗的信息。
在实施方式中，照明源被配置成将偏振光指向到眼睛的至少一部分上。
在另一实施方式中，图像传感器包括对入射光的偏振特征具有选择性的像素。
该装置可以包括介于与成像装置对应的视场区域与景深区域的相交部分与(i)照明源或(ii)图像传感器之间的至少一个偏振滤光器。
本发明还包括一种用于获得与受试者相关联的生物参考信息以用于生物比较操作的装置。该装置包括包含图像传感器的成像装置和处理器。在实施方式中，处理器被配置用于：(i)获取与眼睛的至少一部分对应的第一组图像信息(tn)，其中，第一组图像信息排除与由真实角膜中的双折射引起的伪影对应的图像信息；(ii)获取与眼睛的至少一部分对应的第二组图像信息(tp)，其中，第二组图像信息包括与由真实角膜中的双折射引起的伪影对应的图像信息；以及(iii)将第一组图像信息和第二组图像信息(tn、tp)和与眼睛的至少一部分对应的受试者进行关联。
本发明还包括一种用于生物认证或生物识别的装置。该装置包括包含图像传感器的成像装置和处理器。在实施方式中，处理器被配置用于检索以下中的至少之一：(i)与眼睛的至少一部分对应的第一组图像信息(tn)，其中，第一组图像信息排除与由真实角膜中的双折射引起的伪影对应的图像信息；以及(ii)与至少部分的眼睛对应的第二组图像信息(tp)，其中，第二组图像信息包括与由真实角膜中的双折射引起的伪影对应的图像信息；(iii)获取与眼睛的至少一部分对应的第三组图像信息(fn)，其中，第三组图像信息排除与由真实角膜中的双折射引起的伪影对应的图像信息；(iv)获取与眼睛的至少一部分对应的第四组图像信息(fp)，其中，第四组图像信息包括与由真实角膜中的双折射引起的伪影对应的图像信息；以及(v)基于图像信息组的以下对中的至少两个内的图像信息组之间的对内比较来生成身份决定或认证决定中的至少一个：(a)包括第一组图像信息(tn)和第三组图像信息(fn)的第一图像信息对(tn、fn)；(b)包括第一组图像信息(tn)和第四组图像信息(fp)的第二图像信息对(tn、fp)；(c)包括第二组图像信息(tp)和第三组图像信息(fn)的第三图像信息对(tp、fn)；(d)包括第二组图像信息(tp)和第四组图像信息(fp)的第四图像信息对(tp、fp)；(e)包括第一组图像信息(tn)和第二组图像信息(tp)的第五图像信息对(tn、tp)；以及(f)包括第三组图像信息(fn)和第四组图像信息(fp)的第六图像信息对(fn、fp)。
本发明包括一种用于生物登记或生物认证的计算机程序产品，包括其中实现具有计算机可读程序代码的非暂态计算机可用介质，计算机可读程序代码包括用于以下操作的指令：(i)接收包括眼睛的至少一部分的图像的至少一个图像，(ii)确定眼睛的至少一部分是否具有双折射特征，(iii)选择处理流程，其中，所述选择取决于(a)眼睛的至少一部分是否表现出与预定义的一组双折射特征不一致的双折射特征，或者(b)至少眼睛的至少一部分是否表现出缺乏真实眼睛特有的双折射特征。
本发明还包括一种用于生物登记或生物认证的计算机程序产品，包括其中实现具有计算机可读程序代码的非暂态计算机可用介质，计算机可读程序代码包括用于以下操作的指令：(i)接收包括眼睛的至少一部分的图像的至少一个图像；(ii)确定眼睛的至少一部分是否具有双折射特征；以及(iii)响应于以下情形来启动预定义动作：(a)眼睛的至少一部分表现出与预定义的一组双折射特征不一致的双折射特征；或者(b)确定缺乏真实眼睛特有的双折射特征，其中，预定义动作包括执行用于以下任何一个或更多个的指令：拒绝生物登记、拒绝生物认证、拒绝对资源的访问、拒绝解锁资源的请求，或者发送或记录标识伪造的信息。
附图说明
图1a和图1b示出了常规的基于眼睛的生物认证设备的实施方式。
图2至图7示出了根据本发明的装置和方法的实施方式。
图8和图9a至图9c示出了根据本发明的方法实施方式。
图10示出了用于实现根据本发明的各种实施方式的系统。
具体实施方式
本发明使得基于眼睛的生物系统能够确定用于生物认证而呈现的眼睛是真实的还是伪造的。
双折射是具有取决于入射光的偏振和/或传播方向的折射率的材料的光学性质。这样的材料是双折射的(birefingent或birefractive)。已发现人类眼睛(特别是角膜)内的组织是双折射的。
图1a示出了常规的基于眼睛的生物系统100，其包括用于获取受试者的眼睛的图像的成像装置102，该成像装置102与图像处理装置104耦接以从获取的图像中提取生物信息并且可选地为了生物认证目的而分析这样的信息。
图1b示出了在图1a中更一般地示出的类型的常规成像装置，其包括照明器il和成像相机ic，照明器il和成像相机ic被分别配置成使得来自照明器il的照明辐射从受试者的眼睛e散射到用于图像获取的成像相机ic上。在某些实施方式中，照明器il发射波长在700nm与1000nm之间的范围内的近红外光。
本发明包括获取一个或更多个眼睛图像，并且分析一个或更多个图像内的信息以检测由已成像的对象表现出的双折射的发生或证据。在检测到双折射和/或检测到的双折射是真实眼睛表现出的双折射的特征的情况下，系统可以得出结论：为了生物认证的目的而呈现了真实眼睛。在未检测到双折射和/或检测到的双折射不是真实眼睛所表现出的双折射的特征的情况下，系统可以得出结论：为了生物认证而呈现了伪造的眼睛。在实施方式中，系统可以生成反映双折射量值的得分，并且可以应用一个或更多个预定义的标准以确定为了生物认证而呈现的眼睛是真实的还是伪造的。
在本发明的实施方式中，图1a的图像处理装置可以被配置成分析在成像相机ic处获得的眼睛图像以确定所获取的眼睛图像是否表现出双折射(并且特别是角膜中的双折射)的证据和/或是否检测到的双折射是由真实眼睛表现出的双折射的特征。基于这样的确定，本发明得出关于呈现的用于成像的眼睛是真实的还是伪造的结论。
在本发明的实施方式中，(i)如果图1b中的照明器il被偏振(或者可以被选择性地激活以发射偏振的波长)并且相机ic具有显示响应的像素，该响应根据入射光的偏振特征而变化(或者可以在像素响应根据入射光的偏振特征而变化的模式下被激活)，以及(ii)如果在响应于激活偏振光源il并且同时激活成像相机ic而获取的眼睛或虹膜的图像中观察到特定(或预定义)类型的虹膜图案或虹膜纹理——则本发明使得能够得到成像的眼睛是真实眼睛的结论。另一方面，如果在上述条件下未观察到期望类型的虹膜图案或虹膜纹理，则本发明使得能够得出成像眼睛是伪造的结论。
图2示出了配置成检测欺骗的成像装置的第一实施方式——在特定实施方式中，该成像装置可以基于双折射的检测或证据。在示出的实施方式中，成像装置包括第一照明器il1.2和第二照明器il2.2。在实施方式中，成像装置可以具有介于第二照明器il2.2与预期图像捕获区域(例如，与成像相机ic对应的视场和景深的相交部分)之间的光学路径中的第一偏振滤光器pf1.2，成像装置可以另外地具有介于成像相机ic与预期图像捕获区域之间的光学路径中的第二偏振滤光器pf2.2。第一偏振滤光器pf1.2和第二偏振滤光器pf2.2可以被定位成使得从第二照明器il2.2发射并且从受试者的眼睛e散射到成像相机ic上的光穿过第一偏振滤光器pf1.2和第二偏振滤光器pf2.2两者。
第一偏振滤光器pf1.2和第二偏振滤光器pf2.2可以包括线性偏振器，并且第一偏振滤光器的偏振角和第二偏振滤光器的偏振角可以相同。在另一实施方式中，第一偏振滤光器和第二偏振滤光器可以包括线性偏振器，并且第一偏振滤光器的偏振角和第二偏振滤光器的偏振角可以彼此垂直。
将理解，第二照明器il2.2和第一偏振滤光器pf1.2可以组合成被配置成发射偏振光的单个光源(例如，利用激光光源、激光二极管或者任何其他偏振光源)。类似地，将理解，例如为了提高照明效率和/或相机灵敏度，可以选择性地插入(或激活)或去除(或停用)第二偏振滤光器pf2.2。偏振滤光器pf1.2和/或pf2.2可以被配置成机械、电子或磁性插入/移除或激活/停用。
将理解，第一照明器il1.2和第二照明器il2.2还可以被定位成使得来自第一照明器和第二照明器中的每一个具有(i)在成像相机的图像捕获区域内的对象上的相同入射角或者(ii)在图像捕获区域内的对象上的不同入射角。
在操作图2中所示的装置时，本发明可以获取在来自第一照明器il1.2的照明下的受试者的眼睛的第一图像，并且此后可以获取在来自第二照明器il2.2的照明下的受试者的眼睛的第二图像。此后可以针对分析第一图像和第二图像。
图3示出了当分别向图2的装置呈现真实眼睛和伪造的眼睛时观察到的示例性结果。如所示出的，当呈现真实眼睛时，相比于在来自第一照明器il1.2的照明下获得的同一眼睛的第一图像中的同一部位或区域，在来自第二照明器il2.2的照明下获得的眼睛的第二图像表现出具有不同图像特征或纹理的部位或区域。相比之下，当呈现伪造的眼睛时，在来自第二照明器il2.2的照明下获取的眼睛的第二图像与在来自第一照明器il1.2的照明下已获取的同一眼睛的第一图像的图像特征基本相同。
因此，在本发明的实施方式中，(i)可以使用在来自非偏振光源的照明下获取的第一图像与在来自偏振光源的照明下获取的第二图像之间的图像特征差异的证据来得出结论：为了生物认证而呈现的眼睛是真实的，以及(ii)可以使用在来自非偏振光源的照明下获取的第一图像与在来自偏振光源的照明下获取的第二图像之间的图像特征没有明显差异的证据得出结论：为了生物认证而呈现的眼睛是伪造的。
在本发明的实施方式中，为了识别所述第一眼睛图像与所述第二眼睛图像中的每一个内的眼睛图像之间的差异而对第一图像和第二图像进行的比较可以通过下述方法实现：基于大致居中于成像的眼睛内的虹膜处的极坐标来映射图像数据，并且通过搜索沿着角度轴θ每360度具有4个周期的周期性成分或周期性发生(即，沿着角度轴θ以90度的空间周期周期性地发生)的虹膜图案或纹理来分析图像信号。在不同偏振下获取的眼睛的图像之间的该周期性成分的量值和/或相位的差异可以用于区分真实眼睛和伪造的眼睛。
图4示出了被配置成用于基于双折射的检测或证据来检测欺骗的成像装置的第二实施方式。在示出的实施方式中，成像装置包括第一照明器il1.4和第二照明器il2.4。在实施方式中，成像装置可以具有：(i)介于第一照明器il1.4与预期图像捕获区域之间的光学路径中的第一偏振滤光器pf1.4，(ii)介于第二照明器il2.4与预期图像捕获区域之间的光学路径中的第二偏振滤光器pf2.4，(iii)介于成像相机ic与预期图像捕获区域之间的光学路径中的第三偏振滤光器pf3.4。在实施方式中，第一偏振滤光器pf1.4和第二偏振滤光器pf2.4可以包括线性偏振器，并且第一偏振滤光器pf1.4的偏振角和第二偏振滤光器pf2.4的偏振角可以通过彼此相对90度的差异分开。在实施方式中，第二偏振滤光器pf2.4和第三偏振滤光器pf3.4可以包括线性偏振器，每个线性偏振器具有相同的偏振角。
在图4中示出的实施方式中，为了捕获真实眼睛的虹膜图像而没有由偏振引起的伪影，两个光源il1.4和il2.4可以同时打开，并且每个可以被配置成照亮在以与另一个光源基本相同的照明强度的照明下的图像捕获区域或者对象。替选地，在分别来自照明器il1.4和照明器il2.4的照明下获得的两个图像可以在处理中(在硬件或软件中)中进行组合，以将虹膜图案与伪影或者由于偏振而在虹膜图案中引起的改变分开。
将理解，(i)第一照明器il1.4和第一偏振滤光器pf1.4可以被组合成被配置成发射偏振光的单个光源，或者(ii)第二照明器il2.4和第二偏振滤光器pf2.4可以被组合成被配置成发射偏振光的单个光源。类似地，将理解，例如为了提高照明效率和/或相机灵敏度，在某些实施方式中可以完全省略第三偏振滤光器pf3.4，或者可以选择性地插入(或激活)或移除(或停用)第三偏振滤光器pf3.4。偏振滤光器pf1.4、pf2.4和/或pf3.4可以被配置用于机械、磁性或电子插入/移除或激活/停用。
将理解，第一照明器il1.4和第二照明器il2.4还可以被定位成使得来自第一照明器和第二照明器中的每一个的照明具有(i)在成像相机的图像捕获区域内的对象上的相同入射角或者(ii)在图像捕获区域内的对象上的不同入射角。
在操作图4中所示的装置时，本发明可以获取在来自第一照明器il1.4的照明下的受试者的眼睛的第一图像，并且此后可以获取在来自第二照明器il2.4的照明下的受试者的眼睛的第二图像。此后可以针对双折射的证据分析第一图像和第二图像。如图3的结果中所示的，当呈现真实眼睛时，相比于在来自第一照明器il1.4的照明下获得的第一图像的同一部位和区域，在来自第二照明器il2.4的照明下获得的第二图像表现出具有不同图像特征或纹理的部位或区域。相比之下，当呈现伪造的眼睛时，在来自第二照明器il2.4的照明下获取的第二图像与在来自第一照明器il1.4的照明下已获取的第一图像在图像特征上基本相同。
图5示出了被配置成基于双折射的检测或证据来检测欺骗的成像装置的第三实施方式。在示出的实施方式中，成像装置包括照明器il1.5。该装置还包括第一成像相机ic1.5和第二成像相机ic2.5。成像装置可以具有：(i)介于照明器il1.5与预期的图像捕获区域之间的光学路径中的第一偏振滤光器pf1.5，以及(ii)介于第二成像相机ic2.5与预期的图像捕获区域之间的光学路径中的第二偏振滤光器pf2.5。在实施方式中，第一偏振滤光器pf1.5和第二偏振滤光器pf2.5可以包括线性偏振器，并且第一偏振滤光器pf1.5的偏振角和第二偏振滤光器pf2.5的偏振角可以相同。在图5的实施方式中，在第一成像相机ic1.5与预期图像捕获区域之间不存在偏振滤光器。
在操作图5中所示的装置时，第一成像相机ic1.5可以在来自照明器il1.5的照明下获取受试者的眼睛的第一图像，并且第二成像相机ic2.5可以在来自照明器il1.5的照明下获取受试者的眼睛的第二图像。此后可以针对双折射的证据分析第一图像和第二图像。当呈现真实眼睛时，相比于由第一成像相机ic1.5已获取的相同的眼睛的第一图像中的同一部位和区域，在第二成像相机ic2.5处获取的眼睛的第二图像表现出具有不同图像特征或纹理的部位或区域。相比之下，当呈现伪造的眼睛时，在第二成像相机ic2.5处获取的眼睛的第二图像与由第一成像相机ic1.5已获取的相同眼睛的第一图像的图像特征基本相同。
如图6中所示，图5的功能还可以通过用单个图像相机ic1.6代替两个独立的图像相机ic1.5和图像相机ic2.5来实现。图6示出了具有介于照明器il1.6与图像捕获区域之间的第一偏振滤光器pf1.6的照明器il1.6。图像相机ic1.6包括具有第一区域r1和第二区域r2的图像传感器is。图像传感器is的第一区域r1具有介于其自身与图像捕获区域之间的光学组件oa1.6。图像传感器is的第二区域r2具有介于其与图像捕获区域之间的光学组件oa2.6和偏振滤光器pf2.6。通过选择性地解析来自图像传感器is的第一区域r1或第二区域r2的信息，图6的装置能够生成能够以与如图5中所示的第一成像相机ic1.5和第二成像相机ic2.5相同的方式检测双折射的第一图像和第二图像。
将理解，图2、图4、图5和图6的布置(其基于多个照明器或多个成像装置/光学组件)可以用图7的布置来代替，图7的布置包括单个照明器il1.7和单个成像相机ic1.7，其中，偏振器spf1.7和偏振器spf2.7中的至少一个是选择性地可激活的(或可插入的)。当选择性地可激活或可插入的偏振滤光器中的至少一个在光学路径中被激活/插入时，可以获取受试者的眼睛的第一图像，当选择性地可激活的偏振滤光器中的至少一个从光学路径中被停用或移除时，可以获取受试者的眼睛的第二图像。在代替激活或停用的另一实施方式中，偏振滤光器中的一个可以被重新配置成例如通过引入或激活旋转偏振平面的元件(例如使用液晶)来改变偏振方向。此后可以针对双折射的证据分析第一图像和第二图像。当呈现真实眼睛时，与这样的眼睛的第一图像中的同一部位或区域相比，眼睛的第二图像表现出具有不同图像特征或纹理的部位或区域。相比之下，当呈现伪造的眼睛时，眼睛的第二图像在图像特征上与这样的眼睛的第一图像基本相同。偏振滤光器spf1.7和/或偏振滤光器spf2.7可以被配置用于机械、电子或磁性插入/去除/激活/停用/改变偏振角。
将理解，在上面讨论的每个实施方式中，在成像相机具有图像传感器的情况下，介于图像捕获区域与成像相机之间的偏振滤光器可以被完全移除，该图像传感器具有：(i)具有取决于光偏振的选择性的至少一组像素，(ii)以及其中与第一组像素相比选择性与光偏振无关或者对光偏振具有不同的选择性的至少一组像素。通过基于解析或读取偏振敏感像素来生成图像，图像传感器用作具有介于其自身与图像捕获区域之间的偏振滤光器的成像装置。通过基于解析或读取偏振不敏感像素来生成图像，图像传感器用作不具有介于其自身与图像捕获区域之间的偏振滤光器的成像装置。
在本发明的实施方式中，可以将作为(a)用偏振光源照明或者(b)通过选择性地激活成像相机内的偏振敏感像素(或者(a)和(b)两者)的结果而在与在眼睛图像或虹膜图像中引起和检测到的伪影对应的图像信息添加到与受试者的生物模板对应的模板信息中，——并且该图像信息可以在受试者的身份的未来的生物测试中被用作生物认证决定的基础。
类似地，成像相机内的图像传感器可以具有对呈第一偏振角度的光敏感的第一组像素和对呈第二偏振角度的光敏感的第二组像素。通过基于解析或读取第一组像素来生成图像，图像传感器用作具有介于其自身与图像捕获区域之间的第一类型的偏振滤光器的成像装置。通过基于解析或读取第二组像素来生成图像，图像传感器用作具有介于其自身与图像捕获区域之间的第二类型偏振滤光器的成像装置。
图8示出了根据本发明的方法实施方式。步骤802包括：获取眼睛的至少一个眼睛图像(该图像可以包括眼睛的全部或部分)。在实施方式中，当获取眼睛的至少一个图像时，为了图像获取的目的，成像的眼睛被偏振光照明。将理解，在本发明的实施方式中，可以通过以上描述的装置中的任何一个或更多个来获取至少一个图像。
步骤804包括：基于对所述眼睛的至少一个图像的图像分析来确定成像的眼睛(或所述成像的眼睛的部分)是否表现出双折射(即，具有双折射性质)——该确定在实施方式中进行。在本发明的实施方式中，步骤804的基于图像分析的关于双折射的确定可以基于由照明器生成的照明射线的不同照明偏振和/或不同入射角引起的所述眼睛的图像的图像特征之间的差异来实现。在实施方式中，步骤804的基于图像分析的关于双折射的确定可以涉及上面结合图2、图4、图5、图6或图7描述的方法、步骤或装置中的任何一个或更多个。
步骤806包括：响应步骤804处的双折射确定。在本发明的实施方式中，响应于确定成像的眼睛表现出真实眼睛的双折射特征(这使得能够得到结论：成像的眼睛是真实眼睛而不是欺骗或伪造的)，本发明可以被配置成选择或触发适合于确定成像眼睛是真实的任何响应。例如，本发明可以通过将成像的眼睛视为受试者的身份的证明(并且因此允许认证请求)或者替代地将成像的眼睛视为呈现真实用户/受试者的证据来进行响应，并且此后使用与这样的用户/受试者对应的生物信息来登记与所述用户对应的生物模板，或者为了基于呈现成像的眼睛作为身份的证明来决定是否允许认证请求或认证尝试的目的，使用与这样的用户/受试者对应的生物信息来与先前登记的生物模板进行比较。
在图8中示出的实施方式中，步骤806包括：通过选择或启动预定义动作来响应于确定成像眼睛是非双折射的(或者成像的眼睛表现出(a)不显著或不令人满意的双折射性质或者(b)不是真实眼睛特有的双折射性质或者(c)不是被识别或认证的特定个体的眼睛特有的双折射性质)。在实施方式中，预定义动作可以包括以下中的任何一个或更多个：(i)确定成像的眼睛是非活的或者欺骗或伪造的，(ii)拒绝或驳回基于成像眼睛的生物认证请求或认证尝试，(iii)拒绝生物登记，(iv)拒绝对资源(包括但不限于移动通信设备、汽车等)的访问，(v)拒绝资源(例如，移动通信设备、汽车或任何硬件部件或软件模块)解锁请求，或者(vi)发送或记录标识欺骗的信息。在一个特定实施方式中，预定义动作包括：拒绝对移动通信设备或汽车或者任何硬件部件或软件模块的访问。
在另一实施方式中，步骤806包括：选择系统响应，其中，所述选择取决于(i)眼睛的至少一部分是否表现出与预定义的一组双折射特征不一致的双折射特征，或者(ii)眼睛的至少一部分是否表现出缺乏真实眼睛特有的双折射特征。
在本发明的实施方式中，可以将作为(a)用偏振光源照明或者(b)选择性地激活成像相机内的偏振敏感像素(或者(a)(b)和两者)的结果而与在眼睛图像或虹膜图像中引起和检测到的伪影对应的图像信息添加到与受试者的生物模板对应的模板信息中，——并且该图像信息可以在受试者的未来的身份的生物测试中被用作生物认证决定的基础。图9a至图9c示出了根据本发明的方法，该方法使得能够将与作为眼睛组织的双折射性质的结果的眼睛图像或虹膜图像中引起和检测到的伪影对应的图像信息添加到受试者的生物模板，并且该信息可以用作后续生物认证的基础。
步骤902包括：在图像传感器处获取第一眼睛的第一图像。在实施方式中，所述图像获取经过以下中的至少一个：(i)为了图像获取的目的用非偏振光照明所述第一眼睛，或者(ii)通过对入射光的偏振特征具有第一选择性的图像传感器像素实现对所述第一图像的获取。在实施方式中，所述图像传感器像素可以对入射光的偏振不敏感或者不显著敏感。
步骤904包括：获取第一眼睛的第二图像。在实施方式中，所述图像获取经过以下两者：(i)为了图像获取的目的用偏振光照明第一眼睛，以及(ii)通过对入射光具有偏振特征的第二选择性——第二选择性高于第一选择性——的图像传感器像素来实现对所述第二图像的获取。在实施方式中，所述图像传感器像素可以对入射光的偏振特征足够敏感，以使得能够捕获包括由入射光的偏振引起的伪影的眼睛图像。
步骤906包括：获取或生成与眼睛的至少一部分对应的第一组图像信息(tn)，其中，第一组图像信息排除与由真实角膜中的双折射引起的伪影对应的图像信息。在实施方式中，第一组图像信息是基于从第一图像提取的信息生成的。步骤908包括：获取或生成与眼睛的至少一部分对应的第二组图像信息(tp)，其中，第二组图像信息包括与由真实角膜中的双折射引起的伪影对应的图像信息。在实施方式中，第二组图像信息是基于从第二图像提取的信息生成的。此后的步骤910包括：将第一组生物信息和第二组生物信息/第一生物模板和第二生物模板(tn、tp)存储在生物模板库中和/或将第一组图像信息和第二组图像信息与第一眼睛对应的受试者进行关联。
在本发明的实施方式中，第一组图像信息(tn)和第二组图像信息(tp)可以从同一图像被导出。在特定实施方式中，第一组图像信息(tn)和第二组图像信息(tp)通过图像处理从同一图像被导出。
步骤912包括：获取与为了生物认证而呈现的眼睛(或眼睛的一部分)(即“候选眼睛”)对应的第三图像。在实施方式中，经过以下至少之一来获取或生成第三图像：(i)为了图像获取的目的用非偏振光对候选眼睛照明，以及(ii)通过对入射光的偏振特征具有第三选择性的图像传感器像素来实现对所述第三图像的获取。在实施方式中，所述图像传感器像素可以对入射光的偏振特征不敏感或者不显著敏感。
步骤914包括：获取与候选眼睛对应的第四图像。在实施方式中，经过以下两者来获取或生成所述第四图像：(i)为了图像获取的目的用偏振光对候选眼睛照明，以及(ii)通过对入射光的偏振具有第四选择性——该第四选择性高于第三选择性——的图像传感器像素来实现对所述第四图像的获取。在实施方式中，所述图像传感器像素可以对入射光的偏振特征足够敏感，以使得能够捕获包括由入射光的偏振引起的伪影的眼睛图像。
步骤916包括：获取或生成与眼睛的至少一部分对应的第三组图像信息(fn)，其中，第三组图像信息排除与由真实角膜中的双折射引起的伪影对应的图像信息。在实施方式中，第三组图像信息是从第三图像提取的。步骤918包括：生成或获取与眼睛的至少一部分对应的第四组图像信息(fp)，其中，第四组图像信息包括与由真实角膜中的双折射引起的伪影对应的图像信息。在实施方式中，第四组图像信息可以从第四图像被提取。
步骤920包括：对与以下对中的至少两个对应的对内相似性进行比较或评分：(i)包括第一组图像信息(tn)和第三组图像信息(fn)的第一对(tn、fn)；(ii)包括第一组图像信息(tn)和第四组图像信息(fp)的第二对(tn、fp)；(iii)包括第二组图像信息(tp)和第三组图像信息(fn)的第三对(tp、fn)；(iv)包括第二组图像信息(tp)和第四组图像信息(fp)的第四对(tp、fp)；(v)包括第一组图像信息(tn)和第二组图像信息(tp)的第五对(tn、tp)；以及(vi)包括第三组图像信息(fn)和第四组图像信息(fp)的第六图像信息对(fn、fp)。
步骤922包括：使用在步骤920处生成的比较或相似性得分，以：(i)确定候选眼睛是活的还是非活的，或者(ii)生成候选眼睛与生物模板tn和/或tp之间的肯定的身份匹配决定(即，匹配决定)，或者(iii)生成候选眼睛与生物模板tn和/或tp之间的否定身份匹配决定(即，不匹配决定)，或者(iv)拒绝或驳回基于候选眼睛的认证请求或者认证尝试。
在该方法的优选实施方式中，步骤920包括：
●确定表示与第一对(tn、fn)对应的对内相似性的相似性得分(a)；
●确定表示与第三对(tp、fn)对应的对内相似性的相似性得分(b)；
●确定表示与第二对(tn、fp)对应的对内相似性的相似性得分(c)；
在该方法的优选实施方式中，步骤922另外地包括以下中的一个或更多个：
●如果相似性得分(c)超过预定的阈值得分，则确定候选眼睛是非活的(即，欺骗或伪造的)
●如果以下中的至少一个(并且优选地两者)被满足时，则生成候选眼睛与生物模板之间的肯定的身份匹配决定：(i)a大于t(即a>t)和(ii)c与d的和小于a与b中的较小者(即(c+d)<(a，b)的最小值)——其中t和d分别是预定义的阈值，并且优选地是非负值(即(i)d≥0，和/或(ii)t≥0)；
●如果以下中的至少一个(并且优选地两者)不被满足时，则生成候选眼睛与生物模板之间的否定身份匹配决定，或者拒绝或驳回基于候选眼睛的认证请求或认证尝试：(i)a大于t(即a>t)和(ii)c与d的和小于a与b中的较小者(即(c+d)<(a，b)的最小值)——其中t和d分别是预定义的阈值，并且优选地是非负值(即(i)d≥0，和/或(ii)t≥0)；
在本发明的各种实施方式中，非偏振光(例如，用于获取第一图像和第三图像的非偏振光)应当意指具有小于20％的偏振度的光。
此外，为了解释对入射光的偏振特征的术语“选择性”，将理解的是，在线性偏振器的情况下，选择性可以被定义为由缓慢旋转具有恒定强度的100％的偏振度的线性偏振光束的偏振面导致的调制深度。对于圆形和椭圆偏振器，这个定义也可以适当地推广或扩展。
在本发明的实施方式中，入射光的偏振特征的第一选择性和第三选择性中的一个或两个(参见图9的步骤902和912)可以小于20％。
除了以上描述的装置和方法之外，本发明另外还提供了被配置成实现本发明的方法的计算机程序产品。根据本发明的计算机程序产品可以包括存储在暂态或非暂态计算机可读介质上的计算机可读指令，并且可以包括用于实现根据本发明的教导的一个或更多个方法的指令。
图10示出了用于实现本发明的示例性计算系统。
计算系统1002包括一个或更多个处理器1004以及至少一个存储器1006。处理器1004被配置成执行程序指令——并且处理器1004可以是真实的处理器或虚拟的处理器。将理解的是，计算机系统1002对于所描述的实施方式的使用范围或功能不提出任何限制。计算机系统1002可以包括但不限于能够实现构成本发明的方法的步骤的通用计算机、编程微处理器、微控制器、集成电路以及其他设备或设备的配置中的一个或更多个。根据本发明的系统1002的示例性实施方式可以包括一个或更多个服务器、台式机、膝上型电脑、平板电脑、智能电话、移动电话、移动通信设备、平板电脑、平板手机和个人数字助理。在本发明的实施方式中，存储器1006可以存储用于实现本发明的各种实施方式的软件。计算机系统1002可以具有附加部件。例如，计算机系统1002可以包括一个或更多个通信信道1008、一个或更多个输入设备1010、一个或更多个输出设备1012以及存储设备1014。诸如总线、控制器或网络的互连机构(未示出)将计算机系统1002的部件进行互连。在本发明的各种实施方式中，操作系统软件(未示出)使用处理器1004为在计算机系统1002中执行的各种软件提供操作环境，并且管理计算机系统1002的部件的不同功能。
通信信道1008使得能够通过通信介质与各种其他计算实体通信。通信介质提供通信介质中的诸如程序指令或其他数据的信息。通信介质包括但不限于用电、光、rf、红外线、声学、微波、蓝牙或其他传输介质实现的有线或无线方法。
输入设备1010可以包括但不限于能够向计算机系统1002提供输入的触摸屏、键盘、鼠标、笔、操纵杆、轨迹球、语音设备、扫描设备或者任何其他设备。在本发明的实施方式中，输入设备1010可以是接受模拟或数字形式的音频输入的声卡或类似设备。输出设备1012可以包括但不限于crt、lcd、led显示器上的用户界面，或者从计算机系统1002提供输出的服务器、台式机、膝上型电脑、平板电脑、智能电话、移动电话、移动通信设备、平板电脑、平板手机和个人数字助理、打印机、扬声器、cd/dvd刻录机或任何其他设备中的任一个相关联的或任何其他显示器。
存储设备1014可以包括但不限于可以用于存储信息并且可以被计算机系统1002访问的磁盘、磁带、cd-rom、cd-rw、dvd、任何类型的计算机存储器、磁条、智能卡、打印的条形码或任何其他暂态或非暂态介质。在本发明的各种实施方式中，存储设备1014可以包含用于实现所描述的实施方式中的任何实施方式的程序指令。
在本发明的实施方式中，计算机系统1002是分布式网络的一部分或者一组可用云资源的一部分。
本发明可以以包括作为系统、方法或诸如计算机可读存储介质或其中编程指令从远程位置通信的计算机网络的计算机程序产品的多种方式实现。
本发明可以适当地实施为与计算机系统1002一起使用的计算机程序产品。本文中描述的方法通常被实现为计算机程序产品，该计算机程序产品包括由计算机系统1002或任何其他类似设备执行的一组程序指令。该组程序指令可以是一系列计算机可读代码，该代码存储在诸如计算机可读存储介质的有形介质(存储设备1014)例如软盘、cd-rom、rom、闪存驱动器或硬盘上，或者经由调制解调器或其他接口设备通过包括但不限于光学或模拟通信信道1008的任一有形介质可发送至计算机系统1002。作为计算机程序产品的本发明的实现可以是使用包括但不限于微波、红外线、蓝牙或其他传输技术的无线技术的无形形式。这些指令可以被预先加载到系统中或者记录在诸如cd-rom的存储介质上，或者通过诸如因特网或移动电话网络的网络下载而可用。该系列计算机可读指令可以体现本文中先前描述的全部或部分功能。
将理解的是，本发明的系统、方法和计算机程序可以以任意数量的方式来实现。下面讨论的方法、装置和计算机程序仅仅是示例性的，而并不旨在被理解为是限制性的。