[go: up one dir, main page]

TWI609339B - 指紋辨識模組以及指紋辨識方法 - Google Patents

指紋辨識模組以及指紋辨識方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI609339B
TWI609339B TW106102048A TW106102048A TWI609339B TW I609339 B TWI609339 B TW I609339B TW 106102048 A TW106102048 A TW 106102048A TW 106102048 A TW106102048 A TW 106102048A TW I609339 B TWI609339 B TW I609339B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
image
color
fingerprint identification
color model
processing unit
Prior art date
Application number
TW106102048A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201810120A (zh
Inventor
洪浚郎
陳琮善
Original Assignee
金佶科技股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 金佶科技股份有限公司 filed Critical 金佶科技股份有限公司
Priority to CN201710116698.7A priority Critical patent/CN107622224A/zh
Priority to US15/455,097 priority patent/US20180018495A1/en
Application granted granted Critical
Publication of TWI609339B publication Critical patent/TWI609339B/zh
Publication of TW201810120A publication Critical patent/TW201810120A/zh

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06VIMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/10Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
    • G06V40/12Fingerprints or palmprints
    • G06V40/13Sensors therefor
    • G06V40/1318Sensors therefor using electro-optical elements or layers, e.g. electroluminescent sensing
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06VIMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/10Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
    • G06V40/12Fingerprints or palmprints
    • G06V40/13Sensors therefor
    • G06V40/1324Sensors therefor by using geometrical optics, e.g. using prisms
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06VIMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/10Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
    • G06V40/12Fingerprints or palmprints
    • G06V40/1347Preprocessing; Feature extraction
    • G06V40/1359Extracting features related to ridge properties; Determining the fingerprint type, e.g. whorl or loop
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06VIMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/10Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
    • G06V40/12Fingerprints or palmprints
    • G06V40/1365Matching; Classification
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06VIMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/40Spoof detection, e.g. liveness detection
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06VIMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/10Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
    • G06V40/14Vascular patterns

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Image Input (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
  • Studio Devices (AREA)

Description

指紋辨識模組以及指紋辨識方法
本發明是有關於一種辨識技術,且特別是有關於一種可辨識手指是否為活體的指紋辨識模組以及指紋辨識方法。
生物辨識的種類包括臉部、聲音、虹膜、視網膜、靜脈和指紋辨識等。由於每個人的指紋都是獨一無二的,且指紋不易隨著年齡或身體健康狀況而變化,因此指紋辨識模組已成為目前最普及的一種生物辨識系統。依照感測方式的不同,指紋辨識模組還可分為光學式、電容式、超音波式及熱感應式等。
然而,由於傳統的指紋辨識模組無法有效辨識真偽手指(活體或非活體)的差異,因此導致通常有不肖人士會以矽膠材質偽造手指,並且在矽膠材質製作的偽造手指上擬真有指紋及汗孔。如此,以矽膠特性以及具有指紋、汗孔的偽造手指按壓在指紋辨識模組後,可使得偽造手指同樣有按壓後的手指變形量特性及指紋、汗孔特性來騙過指紋辨識模組,進而導致指紋辨識模組無法正確辨識是否是由活體的手指所按壓,因而造成辨識上的漏洞。有鑑於此,本發明將在以下提出幾個實施例的解決方案。
本發明提供一種指紋辨識模組以及指紋辨識方法,可透過兩階段辨識機制,以使有效地辨識按壓在指紋辨識模組上的物體是否為活體的手指,並且可進一步有效判斷取得的影像是否為真實指紋影像,以使對真實指紋影像進行指紋辨識。
本發明的指紋辨識模組包括成像單元、發光元件、光接收器以及處理單元。成像單元用以依據物體接觸成像單元是否形成迴路來產生第一影像光束。發光元件用以發射掃描光束至物體,以使物體反射第二影像光束。光接收器用以接收第一影像光束以及第二影像光束,並且依據第一影像光束以及第二影像光束分別產生第一物體影像以及第二物體影像。處理單元電性連接光接收器。處理單元用以接收第一物體影像以及第二物體影像。處理單元判斷第二物體影像是否具有色彩變化,以決定物體為活體。
本發明的指紋辨識方法適用於指紋辨識模組。指紋辨識模組包括成像單元、發光元件、光接收器以及處理單元。指紋辨識方法包括以下步驟。依據物體接觸成像單元是否形成迴路來產生第一影像光束。發射掃描光束至物體,以使物體反射第二影像光束。接收第一影像光束以及第二影像光束,並且依據第一影像光束以及第二影像光束分別產生第一物體影像以及第二物體影像。判斷第二物體影像是否具有色彩變化,以決定物體為活體。
基於上述,本發明實施例的指紋辨識模組以及指紋辨識方法,可具有兩個階段的辨識功能。首先,指紋辨識模組可藉由判斷物體觸碰在成像單元上是否可產生電場分布來判斷物體是否為活體。接著,指紋辨識模組可藉由判斷光接收器提供的物體影像是否具有色彩變化來判斷物體是否為活體。據此,本發明實施例的指紋辨識模組以及指紋辨識方法具有可有效辨識真假手指的功能。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂,下文特舉實施例,並配合所附圖式作詳細說明如下。
在本案說明書全文(包括申請專利範圍)中所使用的「電性連接」一詞可指任何直接或間接的連接手段。舉例而言,若文中描述第一裝置電性連接第二裝置,則應該被解釋成第一裝置可以直接電性連接至第二裝置,或者第一裝置可以透過其他裝置、導線或某種連接手段而間接地電性連接至第二裝置。另外,凡可能之處,在圖式及實施方式中使用相同標號的元件/構件/步驟代表相同或類似部分。不同實施例中使用相同標號或使用相同用語的元件/構件/步驟可以相互參照相關說明。
圖1繪示本發明一實施例的指紋辨識模組的示意圖。請參照圖1,指紋辨識模組100包括成像單元110、激發源120、發光元件130、光接收器140以及處理單元150。處理單元150電性連接光接收器140。在本實施例中,成像單元110依據與物體1之間的接觸位置是否對應形成迴路來對應產生第一影像光束L1,其中所述迴路可例如是電迴路(electrical loop)或磁迴路(magnetic field loops)等。並且,在本實施例中,發光元件130用以發射掃描光束至物體1,以使物體1對應反射第二影像光束L2至光接收器140。光接收器140用以接收第一影像光束L1以及第二影像光束L2,並且依據第二影像光束L2產生物體1的第二物體影像I2。在本實施例中,處理單元150用以接收第一物體影像I1以及第二物體影像I2,並且分析第二物體影像I2是否具有特定的色彩變化,來判斷物體1是否為活體(真實手指),進而決定第一物體影像I1以及第二物體影像I2的至少其中之一為真實指紋影像。處理單元150可對真實指紋影像進行指紋辨識。在本實施例中,真實指紋影像是指擷取自活體並且具有指紋特徵的手指影像。需注意的是,本發明的指紋辨識不限於手指,其所述物體1亦可為手掌。指紋辨識模組100可用於辨識物體1是否為真實手掌,進而決定第一物體影像I1以及第二物體影像I2的至少其中之一為擷取自活體並且具有掌紋特徵的手掌影像。然而,以下各範例實施例以手指為範例說明之。
在本實施例中,成像單元110可形成在一個透光基板上,其中透光基板可以是在遠離第一介電層116的表面上由多個微結構以連續或非連續配置所形成的微結構層,並且所述多個微結構可分別呈橢圓狀或者是三角形狀等,本發明並不加以限制。在一實施例中,成像單元110亦可形成在其他適當構件上,本發明並不加以限制。
在本實施例中,指紋辨識模組100具有兩階段判斷物體1是否為活體的防偽機制,進而決定第一物體影像I1以及第二物件影像I2的至少其中之一為真實指紋影像,以使處理單元150可依據第一物體影像I1以及第二物件影像I2的至少其中之一進行身分認證的相關指紋特徵識別操作。然而,有關身分認證的相關指紋特徵識別操作可依據所屬領域的通常知識可獲得足夠的教示、建議與實施說明,因此不再贅述。
以下針對第一物體影像I1以及第二物體影像I2的成像機制進一步說明之。圖2繪示本發明一實施例之指紋辨識模組100的部份的放大示意圖,請同時參照圖1及圖2。在本實施例中,成像單元110包括電極112、配置於電極112上的發光層114以及配置於發光層114上的第一介電層116。電極112為透光電極。在本實施例中,成像單元110可進一步包括第二介電層118。第二介電層118位於發光層114與電極112之間。電極112、第二介電層118、發光層114以及第一介電層116沿著指向物體1的方向d依序排列。發光層114受到對應的激發源120的作用會發光。發光層114的材料可為無機材料、有機材料或其組合。此外,在一實施例中,所述的第一介電層116遠離第二介電層118上可形成一保護層(圖未示),用以保護第一介電層116。在本實施例中,發光層114例如為電激發光(electroluminescence,EL)層,但本發明不以此為限。
在本實施例中,激發源120例如為電源。所述電源可輸出直流電、交流電或其組合。激發源120用以輸出能量至成像單元110的電極112與物體1。當物體1的至少一部分1a接觸第一介電層116的一部份116a時,激發源120輸出的能量會針對與第一介電層116的一部份116a對應的發光層114的一部分114a作用,以使發光層114的一部分114a發出第一影像光束L1。在本實施例中,第一介電層116的一部份116a與發光層114的一部分114a在方向d上可重疊,但本發明不以此為限。更詳細的說,物體1的至少一部分1a例如為指紋的凸部。當物體1的至少一部分1a(例如:指紋的凸部)接觸第一介電層116的一部份116a時,第一介電層116的一部份116a與電極112之間會形成迴路,而使對應於第一介電層116的一部份116a的發光層114的一部分114a發出第一影像光束L1。物體1的至少一部分1a(例如:指紋的凸部)接觸第一介電層116時,物體1的另一部分1b(例如:指紋的凹部)不會接觸第一介電層116,與物體1的另一部分1b(例如:指紋的凹部)對應的第一介電層116的另一部份116b和電極112之間不會形成迴路,而發光層114的另一部分114b不會發光。藉此,發光層114發出的第一影像光束L1得以反應出物體1的至少一部分1a(例如:指紋的凸部)的影像,進而使光接收器140接收到對比度高的物體1的至少一部分1a的影像。
在本實施例中,導電元件160配置於成像單元110的第一介電層116上且具有暴露第一介電層116的開口160a。換言之,在本實施例中,導電元件160可呈框型,但本發明不限於此,在一實施例中,導電元件160也可呈其他適當形狀。在本實施例中,導電元件160可選擇性地配置於第一介電層116的上方。然而,本發明不限於此,在一實施例中,導電元件160也可整合在第一介電層116內。導電元件160及第一介電層116可與發光層114的同一表面接觸。這樣的設置可以降低取像裝置100的整體厚度(圖未繪示)。
在本實施例中,導電元件160與第一介電層116電性連接。激發源120與導電元件160及成像單元110的電極112電性連接。因此,當物體1的至少一部分1a接觸第一介電層116的一部份116a時,物體1的另一部分1c同時接觸導電元件160。此時,激發源120便可透過導電元件160將能量(例如:電能)傳遞至與第一介電層116接觸的物體1的至少一部分1a上,以使對應於物體1的至少一部分1a的發光層114的一部分114a發出第一影像光束L1,進而取得物體1的至少一部分1a的影像資訊。
在本實施例中,激發源120所輸出的能量種類以及傳遞能量至物體1的方式可有許多種,激發源120所輸出的能量種類不限於電能,例如是磁能,可以在所述的激發源120再連接於一能量轉換單元,用以先將磁能轉換成電能再透過所述的能量轉換單元將電能轉換成光能,或者是其他方式的能量(如動能)轉換成電能後再再透過此類的能量轉換單元將其轉換成光能。傳遞電能至物體1的方式也不限於透過導電元件160的方式。在一實施例中,激發源120所輸出的能量種類以及傳遞能量至物體1的方式可依實際需求做其他適當設計。
在本實施例中,發光元件130可例如是發光二極體(Light Emitting Diode,LED),以使物體1的表面可依據掃描光束反射第二影像光束L2至光接收器140。發光元件130可用以發射單一波長或是多重波長的掃描光束至物體1。在單一波長的掃描光束的情況下,光接收器140可藉由物體1反射的第二影像光束L2進而接收到灰階的物體影像。而在多重波長的掃描光束的情況下,光接收器140可接收到多色的物體影像。此外,發光元件130亦可為一個或多個光源,並且可封裝在光接收器140內,或者是獨立配置在光接收器140的周圍或上方,本發明並不加以限制。
在本實施例中,光接收器140可為具有二維感測陣列的光接收器,例如:電荷耦合元件(charge-coupled device;CCD)、互補金屬氧化物半導體元件(complementary metal oxide semiconductor;CMOS)等,但本發明不以此為限。
在本實施例中,光接收器140配置於第一影像光束L1以及第二影像光束L2的傳遞路徑上。第一影像光束L1以及第二影像光束L2可成像在光接收器140的光接收面140a上。當光接收器140的光接收面140a接收第一影像光束L1以及第二影像光束L2後,光接收器140能將第一影像光束L1以及第二影像光束L2轉換為對應物體1的至少一部分1a的第一物體影像I1以及第二物體影像I2的影像資訊,其中影像資訊為電訊號。在本實施例中,為了判斷物體1是否為活體,處理單元150可針對第二物體影像I2進行色彩分析,以判斷是否具有特定的色彩變化,進而決定第一物體影像I1以及第二物體影像I2的至少其中之一是否為真實指紋影像。
也就是說,在本實施例中,指紋辨識模組100的第一階段的防偽辨識機制是藉由成像單元110依據與物體1之間的接觸位置是否對應形成迴路來產生第一影像光束L1。指紋辨識模組100的第二階段的防偽辨識機制是藉由處理單元150分析第二影像光束L2是否具有特殊色彩變化來判斷物體1是否為活體。
另外,本實施例的處理單元150可包括由單核心或多核心組成的中央處理單元(Central Processing Unit,CPU),或是其他可程式化之一般用途或特殊用途的微處理器(Microprocessor)、數位訊號處理器(Digital Signal Processor,DSP)、可程式化控制器、特殊應用積體電路(Application Specific Integrated Circuits,ASIC)、可程式化邏輯裝置(Programmable Logic Device,PLD)或其他類似裝置或這些裝置的組合,以執行本發明各實施例的指紋辨識方法。並且,處理單元150可進一步外接或包括有記憶體元件。記憶體元件例如是隨機存取記憶體(Random Access Memory,RAM)、唯讀記憶體(Read-Only Memory,ROM)或快閃記憶體(Flash Memory)等,可至少用以儲存本發明各實施例中所述的各種影像資料。
圖3繪示本發明一實施例的指紋辨識方法的步驟流程圖。同時參照圖1、圖3,本實施例的方法可至少適用於圖1的指紋辨識模組100。本實施例的指紋辨識方法可包括至少以下步驟。在步驟S310中,成像單元110依據物體1接觸成像單元110是否形成迴路來產生第一影像光束L1。若否,在步驟S320中,由於成像單元110無法產生第一影像光束L1,處理單元150判斷物體1為非活體。若是,在步驟S330中,成像單元110產生第一影像光束L1,並且發光元件130發射掃描光束至物體1,以使物體1反射第二影像光束L2至光接收器140。接著,在步驟S340中,光接收器140接收第一影像光束L1以及第二影像光束L2,並且依據第一影像光束L1以及第二影像光束L2分別產生第一物體影像I1以及第二物體影像I2。再接著,在步驟S350中,處理單元150判斷第二物體影像I2是否具有色彩變化,以決定第一物體影像I1以及第二物體影像I2的至少其中之一是否為真實指紋影像。若否,在步驟S360中,處理單元150判斷物體1為非活體,並且判斷第一物體影像I1為非真實指紋影像。若是,在步驟370中,處理單元150判斷物體1為活體,並且判斷第一物體影像I1以及第二物體影像I2的至少其中之一為真實指紋影像。據此,處理單元150可依據第一物體影像I1以及第二物體影像I2的至少其中之一來進一步進行有關身分認證的指紋特徵辨識操作。
需說明的是,上述的色彩分析是指當處理單元150接收到第二物體影像I2後,處理單元150可執行以下的分析操作。圖4繪示本發明一實施例的真實指紋的第一色度座標軸的示意圖。圖5繪示本發明一實施例的偽造指紋的第一色度座標軸的示意圖。請同時參照圖4、圖5,處理單元150可對第二物體影像I2以第一色彩模型分析後得到第一色度座標軸。接著,處理單元150可依據第一色度座標軸取得第一顏色波長曲線、第二顏色波長曲線以 及第三顏色波長曲線。例如,第一色彩模型可以是紅藍綠色彩模型(RGB Color Model),因此第一顏色波長曲線、第二顏色波長曲線以及第三顏色波長曲線可分別為紅色波長曲線、綠色波長曲線以及藍色波長曲線,但不以此為限。
具體來說,由於當手指按壓在成像單元110上,活體的手指將會產生膚色變化,亦即手指的一部分的血液會留在手指按壓區域處,其餘的血液則會從按壓區域往四周流動到按壓區域之外,使得手指在按壓時會形成明顯的膚色變化。因此,如圖4、圖5所示,處理單元150可判斷第一顏色波長曲線是否與第二顏色波長曲線以及第三顏色波長曲線重疊,以決定第二物體影像I2是否為活體的手指並且為真實指紋影像。
然而,由於物體1可能是以矽膠材質製成的偽造手指,並且特意的偽造出假微血管。因此,處理單元150也可進一步分析第二物體影像I2的第一色度座標軸當中的紅色波長曲線是否符合預設的第一膚色閥值,以獲知紅色波長曲線是否明顯高於綠色波長曲線以及藍色波長曲線。據此,處理單元150可有效判斷物體1是否為活體的手指。
舉例來說,處理單元150可透過下述公式(1)、(2)來判斷物體1是否為活體的手指。
R-min(B,G)>Z............公式(1)
10<Z<100............公式(2)
其中,R代表紅色波長數值,G代表綠色波長數值,B代表藍色波長數值,Z代表預設的第一膚色閥值。當滿足10 < Z < 100時,則可進入步驟230。若無法滿足10 < Z < 100時,則判定物體1為偽造手指的物體。需注意的是,上述公式(1)、(2)僅為一範例實施例說明,本發明並不限於此,其公式內容或是數值大小可依實際需求而設定。
然而,由於物體1可能是以矽膠材質製成的偽造手指,並且特意使得紅色波長曲線高於綠色波長曲線及藍色波長曲線。因此,本發明的處理單元150還可執行進一步的驗證操作。圖6繪示本發明一實施例的真實指紋的第二色度座標軸的示意圖。圖7繪示本發明一實施例的偽造指紋的第二色度座標軸的示意圖。請同時參照圖6、圖7,處理單元150可依據第二色彩模型將第一色度座標軸轉換成第二色度座標軸,其中第二色度座標軸可例如是印刷色彩模型(CMYK Color Model)。由於偽造手指可能依據第一色彩模型(紅藍綠色彩模型)來設計假微血管,並且可偽造出紅色波長曲線明顯高於綠色波長曲線和藍色波長曲線的情境,但本發明仍可藉由處理單元150分析第二物體影像I2的第二色度座標軸是否符合預設的第二膚色閥值,進一步驗證物體1是否為活體的手指。
舉例來說,處理單元150可透過下述公式(3)、(4)來判斷物體1是否為活體的手指。 Y < Z'…………公式(3) 10 < Z' < 100…………公式(4)
其中,Y代表黃色的色階值,Z'代表預設的第二膚色閥值。當滿足上述公式(3)、(4)時,則處理單元150判斷物體1為活體的手指,若無法滿足公式(3)、(4)時,則判斷假手指。需注意的是,上述公式(3)、(4)僅為一範例實施例說明,本發明並不限於此,其公式內容或是數值大小可依實際需求而設定。例如,處理單元150也可使用統計學的分析方法,分析活體的手指在各種色度座標軸(如CMYK色度座標軸、YUV色度座標軸、CIE XYZ色度座標軸或HSV色度座標軸等)的膚色變化分佈,以此設定各第二色度座標軸所對應的第二膚色閥值。
據此,若偽造手指依據第一色彩模型(紅藍綠色彩模型)來設計假微血管,雖然可偽造出紅色波長曲線明顯高於綠色波長曲線和藍色波長曲線的情境,但本實施例的處理單元150仍可藉由第二色度座標軸的預設的第二膚色閥值,進一步驗證物體1是否為活體的手指。若轉換後的第二色度座標軸符合預設的第二膚色閥值,則判斷物體1為活體的手指。若第二色度座標軸不符合預設的第二膚色閥值,則判定物體1為偽造手指。
另外,上述各實施例的處理單元150可將整體的第一物體影像I1或第二物體影像I2分割為多個子影像,以分別進行色彩分析,或是針對整體的第一物體影像I1或第二物體影像I2直接進行色彩分析,本發明並不加以限制。並且,上述的第一色彩模型並不限為紅藍綠色彩模型。上述的第一色彩模型可例如是YUV色彩模型、YCbCr色彩模型、RAW Bayer色彩模型、CCIR色彩模型、ITU色彩模型或RAW RGB色彩模型。上述的第二色彩模型並不限為印刷色彩模型。上述的第二色彩模型可例如是CMYK色彩模型、YUV色彩模型、CIE XYZ色彩模型或HSV色彩模型。第一色彩模型以及第二色彩模型可分別依實際需求而選擇對應的色彩模型。也就是說,上述的第一色度座標軸轉換成第二色度座標軸,並不限於RGB色度座標軸轉換成CMYK色度座標軸。可依據實際需求,將RGB色度座標軸轉換成YUV色度座標軸,或將RGB色度座標軸轉換成CIE XYZ色度座標軸,或將RGB色度座標軸轉換成HSV色度座標軸等交互座標軸轉換,以得到不同色度座標的膚色變化情形。
綜上所述,本發明範例實施例的指紋辨識模組以及指紋辨識方法,可提供指紋辨識模組在識別指紋特徵之前,透過依據物體接觸成像單元是否形成迴路來產生第一影像光束,來判斷物體是否為活體的手指。接著,指紋辨識模組可進一步分析由物體反射的第二影像光束所形成的第二物體影像,以判斷第二物體影像是否具有色彩變化的方式,來再次判斷觸碰在成像單元上的物體是否為活體的手指,進而決定成像單元所取得的第一物體影像以及第二物體影像的至少其中之一是否為真實指紋影像。據此,本發明範例實施例的指紋辨識模組以及指紋辨識方法可透過兩階段辨識操作,來有效地辨別真偽手指。
雖然本發明已以實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明,任何所屬技術領域中具有通常知識者,在不脫離本發明的精神和範圍內,當可作些許的更動與潤飾,故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
1‧‧‧物體
1a、1b、1c‧‧‧物體的一部份
100‧‧‧指紋辨識模組
110‧‧‧成像單元
112‧‧‧電極
114‧‧‧發光層
114a、114b‧‧‧發光層的一部分
116‧‧‧第一介電層
118‧‧‧第二介電層
120‧‧‧激發源
130‧‧‧發光元件
140‧‧‧光接收器
140a‧‧‧光接收面
150‧‧‧處理單元
160‧‧‧導電元件
160a‧‧‧開口
d‧‧‧方向
I1‧‧‧第一物體影像
I2‧‧‧第二物體影像
L1‧‧‧第一影像光束
L2‧‧‧第二影像光束
116a、116b‧‧‧第一介電層的一部份
S310、S320、S330、S340、S350、S360、S370‧‧‧步驟
圖1繪示本發明一實施例的指紋辨識模組的示意圖。 圖2繪示本發明一實施例之指紋辨識模組的部份的放大示意圖。 圖3繪示本發明一實施例的指紋辨識方法的步驟流程圖。 圖4繪示本發明一實施例的真實指紋的第一色度座標軸的示意圖。 圖5繪示本發明一實施例的偽造指紋的第一色度座標軸的示意圖。 圖6繪示本發明一實施例的真實指紋的第二色度座標軸的示意圖。 圖7繪示本發明一實施例的偽造指紋的第二色度座標軸的示意圖。
S310、S320、S330、S340、S350、S360、S370‧‧‧步驟

Claims (15)

  1. 一種指紋辨識模組,包括:一成像單元,用以依據一物體接觸該成像單元是否形成一迴路來產生一第一影像光束;一發光元件,用以發射一掃描光束至該物體,以使該物體反射一第二影像光束;一光接收器,用以當該物體接觸該成像單元以形成該迴路而使該發光層發射對應於該物體的該第一影像光束時,接收該第一影像光束以及該第二影像光束,並且依據該第一影像光束以及該第二影像光束分別產生一第一物體影像以及一第二物體影像;以及一處理單元,電性連接該光接收器,用以依序接收該第一物體影像以及該第二物體影像,其中該處理單元判斷該第二物體影像是否具有一色彩變化,並且若該處理單元判斷該第二物體影像具有該色彩變化,則該處理單元決定該物體為一活體,其中該成像單元包括:一電極;一發光層,配置於該電極上;一第一介電層,配置於該發光層上;一第二介電層,配置於該發光層與該電極之間,其中該物體的至少一部分接觸該第一介電層的一部份,以使該發光層發出對應於該第一介電層的該部份的該第一影像光束,並且該光接 收器配置於該第一影像光束以及該第二影像光束的傳遞路徑上;一激發源,電性連接該成像單元的該電極以及該物體,用以輸出一能量至該成像單元的該電極及該物體,其中該能量能使該發光層發光;以及一導電元件,配置至於該第一介電層上或整合於該第一介電層中,並且電性連接該激發源,以使該物體透過該導電元件與該激發源電性連接。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的指紋辨識模組,其中該激發源為一電源且與該成像單元的該電極以及該物體電性連接。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的指紋辨識模組,其中該發光元件發射的該掃描光束為一單一波長光束或一多重波長光束。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的指紋辨識模組,其中該處理單元依據一第一色彩模型分析該第二物體影像,以取得一第一色度座標軸,並且該處理單元依據該第一色度座標軸取得一第一顏色波長曲線、一第二顏色波長曲線以及一第三顏色波長曲線,其中該處理單元判斷該第一顏色波長曲線是否與該第二顏色波長曲線或該第三顏色波長曲線重疊,以決定該第二物體影像是否具有該色彩變化。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的指紋辨識模組,其中該第一色彩模型為YUV色彩模型、YCbCr色彩模型、RAW Bayer色彩模型、CCIR色彩模型、ITU色彩模型或RAW RGB色彩模型。
  6. 如申請專利範圍第4項所述的指紋辨識模組,其中該處理單元更判斷該第一色度座標軸是否符合預設的一第一膚色閥值,以決定該第二物體影像是否具有該色彩變化。
  7. 如申請專利範圍第4項所述的指紋辨識模組,其中該處理單元更依據一第二色彩模型轉換該第一色度座標軸為一第二色度座標軸,並且該處理單元判斷該第二色度座標軸是否符合預設的一第二膚色閥值,以決定該第二物體影像是否具有該色彩變化。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的指紋辨識模組,其中該第二色彩模型為一CMYK色彩模型、一YUV色彩模型、一CIE XYZ色彩模型或一HSV色彩模型。
  9. 一種指紋辨識方法,適用於一指紋辨識模組,並且該指紋辨識模組包括一成像單元、一發光元件、一光接收器以及一處理單元,其中該指紋辨識方法包括以下步驟:依據一物體接觸該成像單元是否形成一迴路來產生一第一影像光束;發射一掃描光束至該物體,以使該物體反射一第二影像光束;當該物體接觸該成像單元以形成該迴路而使該發光層發射對應於該物體的該第一影像光束時,依序接收該第一影像光束以及該第二影像光束,並且依據該第一影像光束以及該第二影像光束分別產生一第一物體影像以及一第二物體影像;以及判斷該第二物體影像是否具有一色彩變化,並且若該第二物 體影像具有該色彩變化,則決定該物體為一活體,其中該成像單元包括:一電極;一發光層,配置於該電極上;一第一介電層,配置於該發光層上;一第二介電層,配置於該發光層與該電極之間,其中該物體的至少一部分接觸該第一介電層的一部份,以使該發光層發出對應於該第一介電層的該部份的該第一影像光束,並且該光接收器配置於該第一影像光束以及該第二影像光束的傳遞路徑上;一激發源,電性連接該成像單元的該電極以及該物體,用以輸出一能量至該成像單元的該電極及該物體,其中該能量能使該發光層發光;以及一導電元件,配置至於該第一介電層上或整合於該第一介電層中,並且電性連接該激發源,以使該物體透過該導電元件與該激發源電性連接。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的指紋辨識方法,其中該發光元件發射的該掃描光束為一單一波長光束或一多重波長光束。
  11. 如申請專利範圍第9項所述的指紋辨識方法,其中判斷該第二物體影像是否具有該色彩變化,以決定該物體為該活體的步驟包括:依據一第一色彩模型分析該物體影像,以取得一第一色度座 標軸,並且依據該第一色度座標軸取得一第一顏色波長曲線、一第二顏色波長曲線以及一第三顏色波長曲線;以及判斷該第一顏色波長曲線是否與該第二顏色波長曲線或該第三顏色波長曲線重疊,其中若該第一顏色波長曲線不與該第二顏色波長曲線或該第三顏色波長曲線重疊,則判斷該第二物體影像具有該色彩變化,並且判斷該物體為該活體;以及當判斷該物體為該活體時,決定該第一物體影像以及該第二物體影像的至少其中之一為一真實指紋影像,以對該真實指紋影像進行指紋辨識。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的指紋辨識方法,其中該第一色彩模型為YUV色彩模型、YCbCr色彩模型、RAW Bayer色彩模型、CCIR色彩模型、ITU色彩模型或RAW RGB色彩模型。
  13. 如申請專利範圍第11項所述的指紋辨識方法,其中判斷該第二物體影像是否具有該色彩變化,以決定該物體為該活體的步驟更包括:判斷該第一色度座標軸是否符合預設的一第一膚色閥值。
  14. 如申請專利範圍第11項所述的指紋辨識方法,其中判斷該第二物體影像是否具有該色彩變化,以決定該物體為該活體的步驟更包括:依據一第二色彩模型轉換該第一色度座標軸為一第二色度座標軸;以及判斷該第二色度座標軸是否符合預設的一第二膚色閥值。
  15. 如申請專利範圍第14項所述的指紋辨識方法,其中該第二色彩模型為一CMYK色彩模型、一YUV色彩模型、一CIE XYZ色彩模型或一HSV色彩模型。
TW106102048A 2016-07-17 2017-01-20 指紋辨識模組以及指紋辨識方法 TWI609339B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710116698.7A CN107622224A (zh) 2016-07-17 2017-03-01 指纹识别模块以及指纹识别方法
US15/455,097 US20180018495A1 (en) 2016-07-17 2017-03-09 Fingerprint identification module and fingerprint identification method

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201662363329P 2016-07-17 2016-07-17
US62/363,329 2016-07-17

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TWI609339B true TWI609339B (zh) 2017-12-21
TW201810120A TW201810120A (zh) 2018-03-16

Family

ID=59367671

Family Applications (4)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW105124359A TWI584201B (zh) 2016-07-17 2016-08-01 辨識裝置及辨識方法
TW105124391A TWI594194B (zh) 2016-07-17 2016-08-02 指紋辨識裝置及其製造方法
TW105219167U TWM545307U (zh) 2016-07-17 2016-12-16 取像裝置
TW106102048A TWI609339B (zh) 2016-07-17 2017-01-20 指紋辨識模組以及指紋辨識方法

Family Applications Before (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW105124359A TWI584201B (zh) 2016-07-17 2016-08-01 辨識裝置及辨識方法
TW105124391A TWI594194B (zh) 2016-07-17 2016-08-02 指紋辨識裝置及其製造方法
TW105219167U TWM545307U (zh) 2016-07-17 2016-12-16 取像裝置

Country Status (3)

Country Link
US (3) US10019615B2 (zh)
CN (2) CN107622221B (zh)
TW (4) TWI584201B (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11227141B2 (en) 2019-07-01 2022-01-18 Novatek Microelectronics Corp. Fingerprint identification device and fingerprint identification method
TWI764396B (zh) * 2019-11-29 2022-05-11 法商艾迪米亞身份安全法國公司 具阻抗偵測的指紋感測器
TWI772826B (zh) * 2019-07-01 2022-08-01 聯詠科技股份有限公司 指紋識別裝置和指紋識別方法
TWI794696B (zh) * 2020-12-14 2023-03-01 晶元光電股份有限公司 光學感測裝置
TWI831059B (zh) * 2021-10-12 2024-02-01 大陸商北京集創北方科技股份有限公司 指紋識別方法、指紋識別裝置和資訊處理裝置

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI630502B (zh) * 2016-08-05 2018-07-21 金佶科技股份有限公司 取像裝置
US10628656B2 (en) * 2015-07-09 2020-04-21 Gingy Technology Inc. Image capture apparatus
US9934418B2 (en) 2015-12-03 2018-04-03 Synaptics Incorporated Display integrated optical fingerprint sensor with angle limiting reflector
US10176355B2 (en) 2015-12-03 2019-01-08 Synaptics Incorporated Optical sensor for integration in a display
US10169630B2 (en) * 2015-12-03 2019-01-01 Synaptics Incorporated Optical sensor for integration over a display backplane
JP2017196319A (ja) * 2016-04-28 2017-11-02 ソニー株式会社 撮像装置、認証処理装置、撮像方法、認証処理方法およびプログラム
CN108780496A (zh) * 2017-02-13 2018-11-09 深圳市汇顶科技股份有限公司 传感装置以及终端设备
CN108279810B (zh) * 2018-01-31 2021-04-02 北京小米移动软件有限公司 显示组件及其制备方法、显示装置
CN108491801B (zh) * 2018-03-26 2021-06-01 武汉天马微电子有限公司 显示面板和显示装置
CN109313706B (zh) 2018-09-25 2020-11-24 深圳市汇顶科技股份有限公司 指纹识别装置、方法和终端设备
CN109564627B (zh) * 2018-10-30 2023-09-05 深圳市汇顶科技股份有限公司 具光学指纹防伪感测功能的屏下光学指纹装置及手持装置
KR102558008B1 (ko) * 2020-06-05 2023-07-20 주식회사 케이티앤지 에어로졸 생성 장치 및 그 동작 방법
TWI766569B (zh) * 2020-09-15 2022-06-01 大陸商廣州印芯半導體技術有限公司 一種影像感測方法
CN113762167B (zh) * 2021-09-09 2024-02-27 业泓科技(成都)有限公司 屏下指纹辨识装置及电子设备
US11676416B1 (en) 2022-09-05 2023-06-13 Pixart Imaging Inc. Optical identification device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI228239B (en) * 2002-03-29 2005-02-21 Testech Inc Slim type fingerprint recognition device using contact light emitting device and thin film transistor fingerprint input device
TW201017555A (en) * 2008-10-17 2010-05-01 Acer Inc Fingerprint detection device and method and associated touch control device with fingerprint detection
TWM498326U (zh) * 2014-10-03 2015-04-01 Superc Touch Corp 兼具指紋辨識與觸控偵測的顯示裝置
TWI501163B (zh) * 2013-08-15 2015-09-21 Gingy Technology Inc 真偽指紋的辨識方法及辨識裝置

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6061463A (en) * 1995-02-21 2000-05-09 Imedge Technology, Inc. Holographic fingerprint device
JPH10289304A (ja) * 1997-02-12 1998-10-27 Nec Corp 指紋画像入力装置
EP0957445B1 (en) * 1998-05-15 2005-02-02 Testech Inc. A contact light emitting device, a method of manufacturing thereof and a contact input apparatus using thereof
US6259108B1 (en) * 1998-10-09 2001-07-10 Kinetic Sciences Inc. Fingerprint image optical input apparatus
US6440814B1 (en) * 1998-12-30 2002-08-27 Stmicroelectronics, Inc. Electrostatic discharge protection for sensors
US6448790B1 (en) * 1999-10-26 2002-09-10 Citizen Watch Co., Ltd. Electrostatic capacitance detecting device
JP3751872B2 (ja) * 2001-10-30 2006-03-01 日本電気株式会社 指紋入力装置
JP2003233805A (ja) * 2001-12-04 2003-08-22 Canon Inc 画像入力装置
JP2005018594A (ja) * 2003-06-27 2005-01-20 Canon Inc 指紋入力装置、その製造方法、及び個人認証システム
TWI251886B (en) * 2004-11-03 2006-03-21 Advanced Semiconductor Eng Sensor chip for defining molding exposed region and method for manufacturing the same
JP2006221514A (ja) * 2005-02-14 2006-08-24 Canon Inc 生体認証装置及び画像取得方法
US20060250605A1 (en) * 2005-05-04 2006-11-09 Chuan Liang Industrial Co., Ltd. Compact-thin contact image sensor
US7531448B2 (en) * 2005-06-22 2009-05-12 United Microelectronics Corp. Manufacturing method of dual damascene structure
US20090304237A1 (en) * 2005-06-29 2009-12-10 Kyocera Corporation Biometric Authentication Apparatus
JP4182988B2 (ja) * 2006-04-28 2008-11-19 日本電気株式会社 画像読取装置および画像読取方法
JP5034713B2 (ja) * 2007-06-28 2012-09-26 株式会社日立製作所 指静脈認証装置および情報処理装置
JP5057921B2 (ja) * 2007-10-03 2012-10-24 株式会社日立メディアエレクトロニクス 指静脈画像入力装置
US8582837B2 (en) * 2007-12-31 2013-11-12 Authentec, Inc. Pseudo-translucent integrated circuit package
CN101789074B (zh) * 2009-01-23 2014-10-01 金佶科技股份有限公司 光学指纹辨识系统的导光模组
JP4902714B2 (ja) * 2009-09-30 2012-03-21 シャープ株式会社 光ポインティング装置およびそれを備える電子機器、並びに、導光体および導光方法。
WO2011111102A1 (ja) * 2010-03-10 2011-09-15 富士通株式会社 生体認証装置及び生体認証方法
US8368003B2 (en) * 2010-04-19 2013-02-05 Azurewave Technologies, Inc. Image-capturing module for simplifying optical component and reducing assembly time
CN202632318U (zh) * 2012-03-19 2012-12-26 金佶科技股份有限公司 指纹获取装置
US9030440B2 (en) * 2012-05-18 2015-05-12 Apple Inc. Capacitive sensor packaging
CN103258199A (zh) * 2013-06-07 2013-08-21 浙江大学 一种获取完整的手掌静脉图像的系统及其方法
WO2015157423A1 (en) * 2014-04-10 2015-10-15 Ib Korea Ltd. Biometric sensor for touch-enabled device
TWI536273B (zh) * 2014-08-26 2016-06-01 Gingy Technology Inc Photoelectric fingerprint identification device
TW201626516A (zh) * 2015-01-06 2016-07-16 曦威科技股份有限公司 指紋辨識封裝結構與指紋辨識封裝方法
CN104615976B (zh) * 2015-01-16 2018-09-28 深圳市维亿魄科技有限公司 移动终端系统及其移动终端、静脉识别装置
CN105184248B (zh) * 2015-08-28 2019-03-12 京东方科技集团股份有限公司 一种指纹识别装置及指纹识别系统
KR102591364B1 (ko) * 2015-09-23 2023-10-19 삼성디스플레이 주식회사 광 센서 및 이를 포함하는 표시 장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI228239B (en) * 2002-03-29 2005-02-21 Testech Inc Slim type fingerprint recognition device using contact light emitting device and thin film transistor fingerprint input device
TW201017555A (en) * 2008-10-17 2010-05-01 Acer Inc Fingerprint detection device and method and associated touch control device with fingerprint detection
TWI501163B (zh) * 2013-08-15 2015-09-21 Gingy Technology Inc 真偽指紋的辨識方法及辨識裝置
TWM498326U (zh) * 2014-10-03 2015-04-01 Superc Touch Corp 兼具指紋辨識與觸控偵測的顯示裝置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11227141B2 (en) 2019-07-01 2022-01-18 Novatek Microelectronics Corp. Fingerprint identification device and fingerprint identification method
TWI772826B (zh) * 2019-07-01 2022-08-01 聯詠科技股份有限公司 指紋識別裝置和指紋識別方法
TWI764396B (zh) * 2019-11-29 2022-05-11 法商艾迪米亞身份安全法國公司 具阻抗偵測的指紋感測器
TWI794696B (zh) * 2020-12-14 2023-03-01 晶元光電股份有限公司 光學感測裝置
TWI831059B (zh) * 2021-10-12 2024-02-01 大陸商北京集創北方科技股份有限公司 指紋識別方法、指紋識別裝置和資訊處理裝置

Also Published As

Publication number Publication date
TWI584201B (zh) 2017-05-21
US20180018494A1 (en) 2018-01-18
TW201804359A (zh) 2018-02-01
US20180018496A1 (en) 2018-01-18
TWI594194B (zh) 2017-08-01
TW201804361A (zh) 2018-02-01
TW201810120A (zh) 2018-03-16
CN107622221B (zh) 2021-11-02
US10019615B2 (en) 2018-07-10
CN107622223A (zh) 2018-01-23
TWM545307U (zh) 2017-07-11
US10460146B2 (en) 2019-10-29
CN107622221A (zh) 2018-01-23
US20180018500A1 (en) 2018-01-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI609339B (zh) 指紋辨識模組以及指紋辨識方法
CN107622224A (zh) 指纹识别模块以及指纹识别方法
TWI549065B (zh) Fingerprint identification method and device thereof
TWI501163B (zh) 真偽指紋的辨識方法及辨識裝置
US9218522B2 (en) Method for determining fingerprint authenticity and device for the same
TWI592880B (zh) 光學裝置及辨識物件方法
US9977947B2 (en) Fingerprint identification method and device thereof
US10216978B2 (en) Fingerprint identification device and fingerprint identification method
WO2021017014A1 (zh) 指纹识别和防伪的方法、装置和电子设备
US11176347B2 (en) Fingerprint-on-display recognition
TWI642001B (zh) 指紋辨識裝置以及指紋辨識方法
JP2009009403A (ja) 生体認証装置及び生体検知方法
US20130051638A1 (en) Fingerprint authentication system, fingerprint authentication method, and fingerprint authentication program
CN113170046A (zh) 固态成像装置、固态成像方法和电子设备
CN102612705B (zh) 假手指判定设备、假手指判定方法和假手指判定程序
JP2011182386A (ja) 画像処理装置、画像処理方法、プログラム、及び電子機器
US20210334505A1 (en) Image capturing system and method for capturing image
JP2019139433A (ja) 顔認証装置、顔認証方法および顔認証プログラム
EP3312767B1 (en) Image capturing apparatus and biometric authentication apparatus
CN222050929U (zh) 图像采集装置及生物识别设备
CN206348813U (zh) 取像装置
TW202103044A (zh) 指紋識別裝置和指紋識別方法
JP2013196152A (ja) 個人認証方法及び個人認証装置
CN112307819B (zh) 电子设备及图像处理方法
CN110836644A (zh) 三维感测装置及三维感测方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees