專利名稱：假手指判定設(shè)備、假手指判定方法和假手指判定程序的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及假手指判定設(shè)備、假手指判定方法和假手指判定程序。
背景技術(shù)：
近年來，作為用于識別個人的認證方法之一的指紋認證已引起了關(guān)注。指紋因人而異并且具有即使過去多年也不變的特征。因此，指紋認證被認為比當(dāng)前盛行的口令認證等具有更高的可靠性。同時，在指紋認證中，需要防止如下不道德的行為某人利用使用另一人的指紋偽造的假手指來假冒另一人。作為用于防止這樣的不道德行為的技術(shù)，例如，專利文獻I和2公開了基于光照射下的手指的表面的顏色來檢測假手指的技術(shù)。專利文獻I :專利公開JP-A-2003-50993專利文獻2 :日本專利公開No. 2637253然而，在專利文獻I和2中，由于假手指是基于手指表面顏色被檢測的，因此難以辨別出如下這樣的假手指該假手指被制造為使得從另一人的指紋復(fù)制的透明或膚色薄膜被附加到手指表面。具體地，由于假手指的顏色與皮膚的顏色相似，因此附加有透明薄膜的假手指難以被辨別出。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明被做出以解決上述問題，并且本發(fā)明的一個目的是提供能夠提高判定薄膜被附加到手指表面這樣的假手指的準確度的假手指判定設(shè)備、假手指判定方法和假手指判
定程序。根據(jù)本發(fā)明的一種假手指判定設(shè)備包括成像單元，該成像單元對用作指紋認證對象的認證對象的反射光圖像和透射光圖像進行成像；分類單元，該分類單元基于所述反射光圖像和所述透射光圖像的每個中所包括的像素的色度值或亮度值，將每個圖像分類為具有皮膚圖像的特征的前景部分和不具有皮膚圖像的特征的背景部分；檢測單元，該檢測單元將屬于所述反射光圖像和所述透射光圖像中的一個圖像的前景部分并且屬于另一圖像的背景部分的部分檢測作為重疊部分；以及判定單元，該判定單元利用所述重疊部分來判斷手指周圍是否存在異物。此外，根據(jù)本發(fā)明的一種假手指判定設(shè)備包括成像單元，該成像單元對用作指紋認證對象的認證對象的反射光圖像和透射光圖像進行成像；分類單元，該分類單元將所述反射光圖像中具有與膚色相對應(yīng)的色度值的像素組和此像素組之外的像素組分別分類為前景部分和背景部分，并且將所述透射光圖像中具有與白色相對應(yīng)的色度值或者等于或大于預(yù)定閾值的亮度值的像素組和此像素組之外的像素組分別分類為前景部分和背景部分； 檢測單元，該檢測單元將所述反射光圖像的背景部分與透射光圖像的前景部分相比較以檢測重疊部分；以及判定單元，該判定單元利用所述重疊部分來判斷手指周圍是否存在異物。此外，根據(jù)本發(fā)明的一種假手指判定設(shè)備包括成像單元，該成像單元對用作指紋認證對象的認證對象的反射光圖像和透射光圖像進行成像；分類單元，該分類單元將所述反射光圖像和所述透射光圖像的每個圖像中具有與膚色相對應(yīng)的色度值的像素組和此像素組之外的像素組分別分類為前景部分和背景部分；檢測單元，該檢測單元將所述反射光圖像的前景部分與透射光圖像的背景部分相比較以檢測重疊部分；以及判定單元，該判定單元利用所述重疊部分來判斷手指周圍是否存在異物。根據(jù)本發(fā)明的一種判定假手指的方法包括以下步驟對用作指紋認證對象的認證對象的反射光圖像和透射光圖像進行成像；基于所述反射光圖像和所述透射光圖像的每個中所包括的像素的色度值或亮度值，將每個圖像分類為具有皮膚圖像的特征的前景部分和不具有皮膚圖像的特征的背景部分；將屬于所述反射光圖像和所述透射光圖像中的一個圖像的前景部分并且屬于另一圖像的背景部分的部分檢測作為重疊部分；以及利用所述重疊部分來判斷手指周圍是否存在異物。此外，根據(jù)本發(fā)明的一種判定假手指的方法包括以下步驟對用作指紋認證對象的認證對象的反射光圖像和透射光圖像進行成像；將所述反射光圖像中具有與膚色相對應(yīng)的色度值的像素組和此像素組之外的像素組分別分類為前景部分和背景部分，并且將所述透射光圖像中具有與白色相對應(yīng)的色度值或者等于或大于預(yù)定閾值的亮度值的像素組和此像素組之外的像素組分別分類為前景部分和背景部分；將所述反射光圖像的背景部分與透射光圖像的前景部分相比較以檢測重疊部分；以及利用所述重疊部分來判斷手指周圍是否存在異物。此外，根據(jù)本發(fā)明的一種判定假手指的方法包括以下步驟對用作指紋認證對象的認證對象的反射光圖像和透射光圖像進行成像；將所述反射光圖像和所述透射光圖像的每個圖像中具有與膚色相對應(yīng)的色度值的像素組和此像素組之外的像素組分別分類為前景部分和背景部分；檢測單元，該檢測單元將所述反射光圖像的前景部分與透射光圖像的背景部分相比較以檢測重疊部分；以及利用所述重疊部分來判斷手指周圍是否存在異物。根據(jù)本發(fā)明的假手指判定程序使得計算機執(zhí)行判定假手指的以上方法中所包括的步驟。根據(jù)本發(fā)明，能夠提高判定薄膜被附加到手指表面這樣的假手指的準確度。


圖I是圖示出根據(jù)每個實施例的假手指判定設(shè)備的示意配置的框圖。圖2是用于描述當(dāng)人手指被捕獲為認證對象時的分類處理的內(nèi)容的示意圖。圖3是用于描述當(dāng)透明薄膜被附加到人手指表面這樣的假手指被捕獲作為認證對象時的分類處理的內(nèi)容的示意圖。圖4是用于描述當(dāng)膚色不透明薄膜被附加到人手指表面這樣的假手指被捕獲作為認證對象時的分類處理的內(nèi)容的示意圖。圖5是用于描述根據(jù)第一實施例的假手指判定處理的流程圖。圖6是用于描述當(dāng)具有容易被反射部分的人手指被捕獲為認證對象時的分類處理的內(nèi)容的示意圖。圖7是用于描述根據(jù)第二實施例的假手指判定處理的流程圖。圖8是用于描述根據(jù)第三實施例的假手指判定處理的流程圖。
具體實施例方式下面，參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明的假手指判定設(shè)備、假手指判定方法和假手指判定程序的示例性實施例。[第一實施例]首先，參考圖I描述根據(jù)第一實施例的假手指判定設(shè)備的示意配置。圖I是示意性地圖示出假手指判定設(shè)備的配置的示圖。假手指判定設(shè)備I是判斷作為指紋認證對象的認證對象是否是假手指的設(shè)備。例如，作為認證對象的手指被放置在設(shè)置在假手指判定設(shè)備I的上表面上的預(yù)定放置區(qū)域。例如，放置區(qū)域由透明板形成，并且允許從假手指判定設(shè)備I內(nèi)測對放置在放置區(qū)域上的認證對象進行捕獲。如圖I所示，假手指判定設(shè)備I包括成像單元10、光源單元20和控制單元30。原則上，包括在假手指判定設(shè)備I中的成像單元10、光源單元20和控制單元30的各組件與包括在傳統(tǒng)指紋認證設(shè)備中的成像單元、光源單元和控制單元的相同。然而，與傳統(tǒng)指紋認證設(shè)備的不同之處在于光源單元20具有不同布置，并且控制單元30具有用于判定認證對象的真?zhèn)蔚母鞣N功能。假手指判定設(shè)備I在物理上被配置為包括中央處理單元(CPU)、存儲器、成像單元和光源單元。例如，存儲器包括存儲由CPU處理的數(shù)據(jù)或者存儲程序的只讀存儲器(ROM) 以及用作主要用于控制處理的各工作區(qū)的隨機存取存儲器(RAM)。組件通過總線彼此相連。 CPU執(zhí)行存儲在ROM中的程序并且利用在RAM中維護的多種數(shù)據(jù)來處理通過成像單元捕獲的反射光圖像數(shù)據(jù)和透射光圖像數(shù)據(jù)，以使得假手指判定設(shè)備I的各個單元(后面將描述) 的功能可以被實現(xiàn)。例如，成像單元10是彩色相機并且捕獲放置在放置區(qū)域上的認證對象。本實施例是關(guān)于彩色相機被用作成像單元10的示例來進行描述的，然而，成像單元10不限于彩色相機。例如，黑白相機可被用作成像單元10。例如，光源單元20包括白光發(fā)光二極管(LED)并且在成像單元10捕獲認證對象時用光照射認證對象。光源單元20包括反射光源單元21和透射光源單元22。本實施例是關(guān)于白光LED被用作光源單元20的示例來進行描述的，但是光源單元20不限于白光LED。 包括多種波長的光源可被用作光源單元20。另外，可捕獲來自光源的多種波長的相機可被用作成像單元10。反射光源單元21被布置在使得光可被照射到認證對象并且來自認證對象的反射光入射到成像單元10的位置處。例如，反射光源單元21的發(fā)光表面被布置在使得光可以通過透明板入射到放置在放置區(qū)域上的認證對象的位置處。當(dāng)認證對象被捕獲時，反射光源單元21的光入射到認證對象，并且因此成像單元10可以捕獲認證對象的反射光圖像。透射光源單元22被布置在使得光入射到認證對象但來自認證對象的反射光不入射到成像單元10的位置處。例如，透射光源單元22的發(fā)光表面被布置在使得光可以入射到放置在放置區(qū)域上的認證對象而不涉及透明板的位置處。當(dāng)認證對象被捕獲時，透射光源單元22的光入射到認證對象并且因此成像單元10可以捕獲認證對象的透射光圖像?？刂茊卧?0 —般通過執(zhí)行多種控制處理來控制假手指判定設(shè)備I。例如，控制單元30包括分類單元31、檢測單元32和判定單元33。分類單元31基于每個圖像中包括的像素的色度(hue)值來將由成像單元10捕獲的反射光圖像和透射光圖像的每個分類為具有皮膚圖像的特征的前景部分和沒有皮膚圖像的特征的背景部分。分類單元31的功能將在下面具體描述。分類單元31將反射光圖像中具有與膚色相對應(yīng)的色度值的像素組和此像素組之外的像素組分別分類為前景部分和背景部分。例如，膚色所對應(yīng)的色度值與在色度、飽和度、值(HSV)顏色空間中當(dāng)紅色的色相值被設(shè)為O度時大約10度至50度的色度值(其是可以作為皮膚的顏色的膚色的色度值)相對應(yīng)。分類單元31將透射光圖像中具有與膚色和白色相對應(yīng)的色度值的像素組和此像素組之外的像素組分別分類為前景部分和背景部分。 將參考圖2至圖4具體描述每個認證對象的分類處理的內(nèi)容。圖2是示意性地圖示出人手指被捕獲作為認證對象的狀態(tài)的示圖。在此情況中， 在反射光圖像和透射光圖像兩者中，分類單元31將與膚色相對應(yīng)的人手指區(qū)域A的像素組分類為前景部分，并且將人手指區(qū)域A之外的背景部分B的像素組分類為背景部分。當(dāng)圖2所示的認證對象如上所述被分類時，反射光圖像的分類結(jié)果與透射光圖像的分類結(jié)果相匹配。圖3是示意性地圖示出如下狀態(tài)的示圖，在該狀態(tài)中，透明薄膜被附加到人手指表面的這樣的假手指被捕獲作為認證對象。在此情況中，分類單元31將透明薄膜區(qū)域C中與人手指區(qū)域A重疊的部分Ca(以下稱為“人手指部分薄膜區(qū)域Ca”)以及反射光圖像中的人手指區(qū)域A的像素組分類為前景部分。此外，分類單元31將透明薄膜區(qū)域C中從人手指區(qū)域A的附近突出來的部分Cb (以下稱為“突出部分薄膜區(qū)域Cb”)以及反射光圖像中的背景部分B的像素組分類為背景部分。將人手指部分膜區(qū)域Ca分類為前景部分的原因在于人手指是通過透明薄膜被捕獲的。結(jié)果，人手指部分膜區(qū)域Ca變?yōu)槟w色并且具有皮膚圖像的特征。突出部分膜區(qū)域Cb被分類為背景部分的原因在于背景是通過透明薄膜被捕獲的。結(jié)果，突出部分膜區(qū)域Cb變成與背景圖像相同的顏色并且因此不具有皮膚圖像的特征。在透射光圖像中，分類單元31將人手指區(qū)域A和透明薄膜區(qū)域C的像素組分類為前景部分，并且將此像素組之外的背景部分B的像素組分類為背景部分。透明薄膜區(qū)域C 被分類為前景部分的原因在于當(dāng)入射到透明薄膜的光在薄膜內(nèi)部彎曲并且然后入射到成像單元10時，透明薄膜區(qū)域C的亮度增加，因此透明薄膜區(qū)域C變成膚色或白色。S卩，在透明薄膜區(qū)域C中，人手指部分膜區(qū)域Ca變成膚色或白色并且因此具有皮膚圖像的特征，并且突出部分膜區(qū)域Cb變成白色并且因此具有皮膚圖像的特征。如上所述，當(dāng)圖3所示的認證對象被分類時，突出部分膜區(qū)域Cb在反射光圖像中被分類為背景部分，但在透射光圖像中被分類為前景部分。即，對突出部分膜區(qū)域Cb的分類結(jié)果在反射光圖像與透射光圖像之間不同。圖4是用于描述當(dāng)膚色不透明薄膜被附加到人手指表面這樣的假手指被捕獲作為認證對象時的分類處理的內(nèi)容的示意圖。在此情況中，在反射光圖像中，分類單元31將人手指區(qū)域A和膚色不透明薄膜區(qū)域D的像素組分類為前景部分，并且將此像素組之外的背景部分B的像素組分類為背景部分。膚色不透明薄膜區(qū)域D被分類為前景部分的原因在于由膚色不透明薄膜的表面所反射的光具有與膚色相對應(yīng)的色度值并且因此具有皮膚圖像的特征。在透射光圖像中，分類單元31將人手指區(qū)域A的像素組分類為前景部分，并且將此像素組之外的背景部分B以及膚色不透明薄膜區(qū)域D的像素組分類為背景部分。膚色不透明薄膜區(qū)域D被分類為背景部分的原因在于膚色不透明薄膜阻擋光并變暗，因此膚色不透明薄膜區(qū)域D不變?yōu)槟w色或白色，從而不具有皮膚圖像的特征。如上所述，當(dāng)圖4所示的認證對象被分類時，膚色不透明薄膜區(qū)域D在反射光圖像中被分類為前景部分，而在透射光圖像中被分類為背景部分。即，對膚色不透明薄膜區(qū)域D 的分類結(jié)果在反射光圖像與透射光圖像之間不同。此外，分類單元31使用與膚色相對應(yīng)的色度值作為用于分類反射光圖像的條件， 并且使用與膚色和白色相對應(yīng)的色度值作為用于分類透射光圖像的條件。然而，分類條件不限于此。例如，皮膚圖像可以具有的色度值可被用作分類條件。皮膚圖像可以具有的色度值可通過試驗等來確定。此外，當(dāng)黑白相機被用作成像單元10時，亮度值可被用作分類條件。具體地，例如，在反射光圖像和透射光圖像的每個中，分類單元31可以將具有皮膚圖像可具有的亮度值的像素組分類為前景部分，并且可以將此像素組之外的像素組分類為背景部分。皮膚圖像可具有的亮度值可以在試驗等中來確定。檢測單元32將反射光圖像和透射光圖像中的一個圖像的前景部分與另一圖像的背景部分相比較，并且檢測重疊部分。結(jié)果，在反射光圖像和透射光圖像之間具有不同分類結(jié)果的部分可以被檢測到。下面將具體描述檢測單元32的功能。檢測單元32將反射光圖像的背景部分與透射光圖像的前景部分相比較，并且檢測重疊部分。通過該比較檢測到的重疊部分與圖3所示的突出部分膜區(qū)域Cb相對應(yīng)。SP， 當(dāng)該重疊部分通過比較被檢測到時，透明薄膜被附加到人手指表面的可能性高。檢測單元32將反射光圖像的前景部分與透射光圖像的背景部分相比較，并且檢測重疊部分。通過該比較檢測到的重疊部分與圖4所示的膚色不透明薄膜區(qū)域D相對應(yīng)。 即，當(dāng)該重疊部分通過比較被檢測到時，膚色不透明薄膜被附加到人手指表面的可能性高。檢測單元32將反射光圖像和透射光圖像中的一個圖像的前景部分與另一圖像的背景部分相比較，并且檢測重疊部分。但是，檢測該重疊部分的方法不限于此。例如，可以通過比較如下部分來檢測該重疊部分在反射光圖像的前景部分與透射光圖像的前景部分之間不同的部分和在反射光圖像的背景部分與透射光圖像的背景部分之間不同的部分。在此情況中，在反射光圖像的前景部分與透射光圖像的前景部分之間不同的部分等于在反射光圖像的背景部分與透射光圖像的背景部分之間不同的部分。因此，在反射光圖像的前景部分與透射光圖像的前景部分之間不同的部分或者在反射光圖像的背景部分與透射光圖像的背景部分之間不同的部分原則上可被檢測作為重疊部分。即，屬于反射光圖像和透射光圖像中的一個圖像的前景部分并且屬于另一圖像的背景部分的部分優(yōu)選地被檢測作為重疊部分。判定單元33基于檢測單元32所檢測到的重疊部分的大小來判斷手指周圍是否存在異物。結(jié)果，能夠防止由于錯誤檢測的重疊部分而錯誤地確定假手指。下面將具體描述判定單元33的功能。當(dāng)包括在重疊部分中的像素數(shù)為預(yù)定像素數(shù)上限或更大時，判定單元33判定手指周圍存在異物。即，認證對象被確定為假手指。例如，使得當(dāng)人手指被捕獲為認證對象時判定出異物存在的錯誤檢測的這樣的像素數(shù)上限可以被設(shè)置為該像素數(shù)上限。取決于情形，多個值可被設(shè)為預(yù)定像素數(shù)上限。例如，當(dāng)圖3所示的突出部分膜區(qū)域Cb被檢測為重疊部分時，用于判定異物存在的大小與當(dāng)圖4所示的膚色不透明薄膜區(qū)域D被檢測為重疊部分時的大小不同。因此，像素數(shù)上限可以取決于各種情形來設(shè)置。此外，由于膜圖像的比率可能根據(jù)手指大小而異，因此像素數(shù)的上限可以依據(jù)人手指區(qū)域A的大小來設(shè)置。因此，當(dāng)在反射光圖像的背景部分與透射光圖像的前景部分之間檢測到的重疊部分的像素數(shù)為預(yù)定像素數(shù)上限或更大時，可以判定透明薄膜保持被附加在人手指表面。另一方面，當(dāng)在反射光圖像的前景部分與透射光圖像的背景部分之間檢測到的重疊部分的像素數(shù)為預(yù)定像素數(shù)上限或更大時，可以判定膚色不透明薄膜保持被附加在人手指表面。接下來，將參考圖5描述由根據(jù)第一實施例的假手指判定設(shè)備執(zhí)行的假手指判定處理。圖5是圖示出用于判定透明薄膜被附加到手指表面這樣的假手指的處理過程的流程圖。首先，當(dāng)認證對象被放在假手指判定設(shè)備I的放置區(qū)域上時，反射光源單元21用光照射該認證對象，并且成像單元10捕獲該認證對象(步驟S101)。接下來，透射光源單元22用光照射該認證對象，并且成像單元10捕獲該認證對象 (步驟 S102)。接下來，分類單元31將在步驟SlOl中捕獲的反射光圖像分類成包括具有與膚色相對應(yīng)的色度值的像素組的前景部分和包括此像素組之外的像素組的背景部分(步驟 S103)。接下來，分類單元31將在步驟S102中捕獲的透射光圖像分類成包括具有與膚色和白色相對應(yīng)的色度值的像素組的前景部分和包括此像素組之外的像素組的背景部分 (步驟 S104)。接下來，檢測單元32通過比較反射光圖像的前景部分與透射光圖像的背景部分來檢測重疊部分，并且通過比較反射光圖像的背景部分與透射光圖像的前景部分來檢測重疊部分(步驟S105)。接下來，判定單元33判斷在步驟S105中檢測到的重疊部分中所包括的像素數(shù)是否為預(yù)定像素數(shù)上限或更大(步驟S106)。當(dāng)判定結(jié)果為否(步驟S106中的否)時，判定單元33判定手指周圍不存在異物(步驟S107)。換言之，該認證對象被判定為人手指，并且然后該假手指判定處理結(jié)束。然而，當(dāng)在步驟S106中判定重疊部分所包括的像素數(shù)為預(yù)定像素數(shù)上限或更大 (步驟S106中的是)，則判定單元33判定手指周圍存在異物(步驟S108)。換言之，該認證對象被判定為假手指，并且然后該假手指判定處理結(jié)束。如上所述，根據(jù)第一實施例的假手指判定設(shè)備1，由成像單元10捕獲的反射光圖像和透射光圖像的每個被分類成前景部分或背景部分，并且可以通過比較反射光圖像和透射光圖像中的一個圖像的前景部分與另一圖像的背景部分來檢測重疊部分。因此，即使當(dāng)透明薄膜被附加到手指表面這樣的假手指或者膚色不透明薄膜被附加到手指表面這樣的假手指被用作認證對象時，也可以通過檢測手指周圍存在的薄膜部分來判定假手指。此外，當(dāng)重疊部分的像素數(shù)為預(yù)定像素數(shù)上限或更大時，可以判定手指周圍存在異物。因此，能夠防止因錯誤檢測的重疊部分而錯誤地判定假手指。相應(yīng)地，能夠提高判定薄膜被附加到手指表面這樣的假手指的準確性。[第二實施例]
在第一實施例中，假手指判定設(shè)備I利用與膚色相對應(yīng)的色度值來將反射光圖像分類成前景部分和背景部分。因此，例如，如圖6所示，當(dāng)人手指區(qū)域A的部分區(qū)域Al中的反射光變得強烈時，部分區(qū)域Al可能變成白色并被分類成背景部分。在此情況中，在透射光圖像中，人手指區(qū)域A的部分區(qū)域Al變成膚色并且因此被分類為前景部分。結(jié)果，人手指區(qū)域A的部分區(qū)域Al被檢測為異物，因此，人手指錯誤地被判定為假手指。根據(jù)第二實施例的假手指判定設(shè)備通過專門化用于判定附加了透明薄膜的假手指的處理中的假手指判定處理來防止錯誤判定。結(jié)果，在根據(jù)第二實施例的假手指判定設(shè)備中，無法判定附加了膚色不透明薄膜的假手指，但是，能夠判定反射光在其部分區(qū)域中變得強烈的人手指或附加了透明薄膜的假手指。根據(jù)第二實施例的假手指判定設(shè)備與根據(jù)第一實施例的假手指判定設(shè)備的不同在于控制單元30中的分類單元31和檢測單元32的功能。其它組件與根據(jù)第一實施例的假手指判定設(shè)備的各組件相同。因此，相同組件用相同標(biāo)號表示，并且將不對其進行描述。 下面，就與第一實施例的不同作出描述。分類單元31將透射光圖像中具有與白色相對應(yīng)的色度值或者具有預(yù)定閾值或更高的亮度值的像素組分類為前景部分，這與第一實施例中將透射光圖像中具有與膚色和白色相對應(yīng)的色度值的像素組分類為前景部分的分類單元31不同。因此，透射光圖像的前景部分不包括具有與膚色相對應(yīng)的色度值的像素組。例如，假設(shè)將在透射光圖像中的透明薄膜圖像中獲得的亮度值的下限值可以被用作該預(yù)定閾值。預(yù)定閾值可以通過試驗等來確定。反射光圖像按照與第一實施例的分類單元31相同的方式被分類為前景部分和背景部分。檢測單元32將用于檢測重疊部分的比較限制為反射光圖像的背景部分與透射光圖像的前景部分之間的比較，這與第一實施例中將反射光圖像的背景部分與透射光圖像的前景部分相比較并且將反射光圖像的前景部分與透射光圖像的背景部分相比較的檢測單元32不同。下面將參考附圖具體描述每個認證對象的假手指判定處理的內(nèi)容。當(dāng)圖6所示的認證對象被分類時，在反射光圖像中，類似于第一實施例，分類單元 31將人手指區(qū)域A(排除部分區(qū)域Al)的像素組分類為前景部分，并且將人手指區(qū)域A的部分區(qū)域Al以及背景部分B的像素組分類為背景部分。然而，在透射光圖像中，分類單元31 將包括人手指區(qū)域A和背景部分B的所有像素組分類為背景部分。即，透射光圖像的前景部分原則上未被形成。如上所述，當(dāng)圖6所示的認證對象被分類時，反射光圖像的背景部分與透射光圖像的前景部分的重疊部分原則上不存在。因此，檢測單元32難以檢測到重疊部分，并且判定單元33判定出圖6所示的認證對象是人手指。即，根據(jù)第二實施例的假手指判定設(shè)備可以將反射光在其部分區(qū)域中變得強烈的人手指判定為正當(dāng)手指。當(dāng)圖3所示的認證對象被分類時，在反射光圖像中，類似于第一實施例，分類單元 31將人手指部分膜區(qū)域Ca和人手指區(qū)域A的像素組分類為前景部分，并且將突出部分膜區(qū)域Cb和背景部分B的像素組分類為背景部分。然而，在透射光圖像中，分類單元31將突出部分膜區(qū)域Cb的像素組分類為前景部分，并且將此像素組之外的人手指區(qū)域A、人手指部分膜區(qū)域Ca和背景部分B的像素組分類為背景部分。
如上所述，當(dāng)圖3所示的認證對象被分類時，突出部分膜區(qū)域Cb在反射光圖像中被分類為背景部分而在透射光圖像中被分類為前景部分。因此，檢測單元32將突出部分膜區(qū)域Cb檢測為反射光圖像的背景部分與透射光圖像的前景部分的重疊部分。當(dāng)突出部分膜區(qū)域Cb的像素數(shù)為預(yù)定像素數(shù)上限或更大時，判定單元33判定圖3所示的認證對象為假手指。即，根據(jù)第二實施例的假手指判定設(shè)備可以將透明薄膜被附加到手指表面這樣的假手指判定為不正當(dāng)手指。接下來，將參考圖7描述由根據(jù)第二實施例的假手指判定設(shè)備執(zhí)行的假手指判定處理。圖7是圖示出用于判定透明薄膜被附加到手指表面這樣的假手指的處理過程的流程圖。首先，當(dāng)認證對象被放在假手指判定設(shè)備I的放置區(qū)域上時，反射光源單元21用光照射該認證對象，并且成像單元10捕獲該認證對象(步驟S201)。接下來，透射光源單元22用光照射該認證對象，并且成像單元10捕獲該認證對象 (步驟 S202)。接下來，分類單元31將在步驟S201中捕獲的反射光圖像分類成包括具有與膚色相對應(yīng)的色度值的像素組的前景部分和包括此像素組之外的像素組的背景部分(步驟 S203)。接下來，分類單元31將在步驟S202中捕獲的透射光圖像分類成包括具有與白色相對應(yīng)的色度值或者具有預(yù)定值或更大的亮度值的像素組的前景部分和包括此像素組之外的像素組的背景部分(步驟S204)。接下來，檢測單元32將反射光圖像的背景部分與透射光圖像的前景部分相比較， 并且檢測重疊部分(步驟S205)。接下來，判定單元33判斷在步驟S205中檢測到的重疊部分中所包括的像素數(shù)是否為預(yù)定像素數(shù)上限或更大(步驟S206)。當(dāng)判定結(jié)果為否(步驟S206中的否)時，則判定單元33判定手指周圍不存在異物(步驟S207)。換言之，該認證對象被判定為人手指，并且然后該假手指判定處理結(jié)束。然而，當(dāng)在步驟S206中判定重疊部分所包括的像素數(shù)為預(yù)定像素數(shù)上限或更大 (步驟S206中的是)，則判定單元33判定手指周圍存在異物(步驟S208)。換言之，該認證對象被判定為假手指，并且然后該假手指判定處理結(jié)束。如上所述，根據(jù)第二實施例的假手指判定設(shè)備1，由成像單元10捕獲的反射光圖像和透射光圖像的每個被分類成前景部分或背景部分，并且可以通過比較反射光圖像的背景部分與透射光圖像的前景部分來檢測重疊部分。因此，即使當(dāng)透明薄膜被附加到手指表面這樣的假手指被用作認證對象時，也可以通過檢測手指周圍存在的薄膜部分來判定該假手指。此外，當(dāng)反射光在人手指的一部分中變得強烈時，人手指不會錯誤地被判定為假手指，并且人手指可以準確地被判定。此外，當(dāng)重疊部分的像素數(shù)為預(yù)定像素數(shù)上限或更大時，可以判定手指周圍存在異物。因此，能夠防止因錯誤檢測的重疊部分而錯誤地判定假手指。相應(yīng)地，能夠提高判定薄膜被附加到手指表面這樣的假手指的準確性。[第三實施例]如在第二實施例的開始部分所述的，根據(jù)第一實施例的假手指判定設(shè)備I可能檢測到圖6所示的人手指區(qū)域A中的部分區(qū)域Al并且錯誤地判定該人手指為假手指。就此而言，根據(jù)第三實施例的假手指判定設(shè)備通過專門化用于判定附加了膚色不透明薄膜的假手指的處理中的假手指判定處理來防止錯誤判定。結(jié)果，在根據(jù)第三實施例的假手指判定設(shè)備中，無法判定附加了透明薄膜的假手指，但是，能夠判定反射光在其部分區(qū)域中變得強烈的人手指或附加了膚色不透明薄膜的假手指。根據(jù)第三實施例的假手指判定設(shè)備與根據(jù)第一實施例的假手指判定設(shè)備的不同在于控制單元30中的分類單元31和檢測單元32的功能。其它組件與根據(jù)第一實施例的假手指判定設(shè)備的各組件相同。因此，相同組件用相同標(biāo)號表示，并且將不對其進行描述。 下面，就與第一實施例的不同作出描述。分類單元31將透射光圖像中具有與膚色相對應(yīng)的色度值的像素組分類為前景部分，這與第一實施例中將透射光圖像中具有與膚色和白色相對應(yīng)的色度值的像素組分類為前景部分的分類單元31不同。因此，透射光圖像的前景部分不包括具有與白色相對應(yīng)的色度值的像素組。反射光圖像按照與第一實施例的分類單元31相同的方式被分類為前景部分和背景部分。檢測單元32將用于檢測重疊部分的比較限制為反射光圖像的前景部分與透射光圖像的背景部分之間的比較，這與第一實施例中將反射光圖像的背景部分與透射光圖像的前景部分相比較并且將反射光圖像的前景部分與透射光圖像的背景部分相比較的檢測單元32不同。下面將參考附圖具體描述每個認證對象的假手指判定處理的內(nèi)容。當(dāng)圖6所示的認證對象被分類時，在反射光圖像中，類似于第一實施例，分類單元 31將人手指區(qū)域A(排除部分區(qū)域Al)的像素組分類為前景部分，并且將人手指區(qū)域A的部分區(qū)域Al以及背景部分B的像素組分類為背景部分。然而，在透射光圖像中，分類單元31 將人手指區(qū)域A (排除部分區(qū)域Al)的像素組分類為前景部分，并且將背景部分B的像素組分類為背景部分。如上所述，當(dāng)圖6所示的認證對象被分類時，反射光圖像的前景部分與透射光圖像的背景部分的重疊部分原則上不存在。因此，檢測單元32難以檢測到重疊部分，并且判定單元33判定出圖6所示的認證對象是人手指。即，根據(jù)第三實施例的假手指判定設(shè)備可以將反射光在其部分區(qū)域中變得強烈的人手指判定為合法手指。當(dāng)圖4所示的認證對象被分類時，在反射光圖像中，類似于第一實施例，分類單元 31將人手指區(qū)域A和膚色不透明薄膜區(qū)域D的像素組分類為前景部分，并且將背景部分B 的像素組分類為背景部分。然而，在透射光圖像中，分類單元31將人手指區(qū)域A(排除膚色不透明薄膜區(qū)域D部分)的像素組分類為前景部分，并且將膚色不透明薄膜區(qū)域D和背景部分B的像素組分類為背景部分。如上所述，當(dāng)圖4所示的認證對象被分類時，膚色不透明薄膜區(qū)域D在反射光圖像中被分類為前景部分，而在透射光圖像中被分類為背景部分。因此，檢測單元32將膚色不透明薄膜區(qū)域D檢測為反射光圖像的前景部分與透射光圖像的背景部分之間的重疊部分。 當(dāng)膚色不透明薄膜區(qū)域D的像素數(shù)為預(yù)定像素數(shù)上限或更大時，判定單元33判定圖4所示的認證對象是假手指。即，根據(jù)第三實施例的假手指判定設(shè)備可以判定膚色不透明薄膜被附加到手指表面這樣的假手指為不正當(dāng)手指。
接下來，將參考圖8描述由根據(jù)第三實施例的假手指判定設(shè)備執(zhí)行的假手指判定處理。圖8是圖示出用于判定膚色不透明薄膜被附加到手指表面這樣的假手指的處理過程的流程圖。首先，當(dāng)認證對象被放在假手指判定設(shè)備I的放置區(qū)域上時，反射光源單元21用光照射該認證對象，并且成像單元10捕獲該認證對象(步驟S301)。接下來，透射光源單元22用光照射該認證對象，并且成像單元10捕獲該認證對象 (步驟 S302)。接下來，分類單元31將在步驟S301中捕獲的反射光圖像分類成包括具有與膚色相對應(yīng)的色度值的像素組的前景部分和包括此像素組之外的像素組的背景部分(步驟
5303)。接下來，分類單元31將在步驟S302中捕獲的透射光圖像分類成包括具有與膚色相對應(yīng)的色度值的像素組的前景部分和包括此像素組之外的像素組的背景部分(步驟
5304)。接下來，檢測單元32將反射光圖像的前景部分與透射光圖像的背景部分相比較， 并且檢測重疊部分(步驟S305)。接下來，判定單元33判斷在步驟S305中檢測到的重疊部分中所包括的像素數(shù)是否為預(yù)定像素數(shù)上限或更大(步驟S306)。當(dāng)判定結(jié)果為否(步驟S306中的否)時，則判定單元33判定手指周圍不存在異物(步驟S307)。換言之，該認證對象被判定為人手指，并且然后該假手指判定處理結(jié)束。然而，當(dāng)在步驟S306中判定重疊部分所包括的像素數(shù)為預(yù)定像素數(shù)上限或更大 (步驟S306中的是)，則判定單元33判定手指周圍存在異物(步驟S308)。換言之，該認證對象被判定為假手指，并且然后該假手指判定處理結(jié)束。如上所述，根據(jù)第三實施例的假手指判定設(shè)備1，由成像單元10捕獲的反射光圖像和透射光圖像的每個被分類成前景部分或背景部分，并且可以通過比較反射光圖像的背景部分與透射光圖像的前景部分來檢測重疊部分。因此，即使當(dāng)膚色不透明薄膜被附加到手指表面這樣的假手指被用作認證對象時，也可以通過檢測手指周圍存在的薄膜部分來挑出這樣的假手指。此外，當(dāng)反射光在人手指的一部分中變得強烈時，人手指不會錯誤地被判定為假手指，并且人手指可以準確地被判定。此外，當(dāng)重疊部分的像素數(shù)為預(yù)定像素數(shù)上限或更大時，可以判定手指周圍存在異物。因此，能夠防止因錯誤檢測的重疊部分而錯誤地判定假手指。相應(yīng)地，能夠提高判定薄膜被附加到手指表面這樣的假手指的準確性。以上實施例是示例性實施例并且不旨在排除未在實施例中明確描述的各種修改應(yīng)用或技術(shù)。即，可以在不脫離本發(fā)明的要旨的范圍中以各種形式來修改和實施本發(fā)明。例如，以上實施例的假手指判定處理可以適當(dāng)?shù)乇唤M合。本申請包含與2009年11月10日向日本專利局提交的日本專利申請 No. 2009-256977中公開的主題有關(guān)的主題，該申請的全部內(nèi)容通過引用被結(jié)合于此。到此為止，已參考示例性實施例描述了本發(fā)明，但是本發(fā)明不限于以上實施例。在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以以本領(lǐng)域技術(shù)人員可理解的各種方式來修改本發(fā)明的配置或細節(jié)。產(chǎn)業(yè)上的可應(yīng)用性
根據(jù)本發(fā)明的假手指判定設(shè)備、假手指判定方法和假手指判定程序適于提高判定薄膜被附加到手指表面這樣的假手指的準確性。標(biāo)號說明
I假手指判定設(shè)備
10成像單元
20光源單元
21反射光源單元
22透射光源單元
30控制單元
31分類單元
32檢測單元
33判定單元
權(quán)利要求
1.一種假手指判定設(shè)備，包括成像單元，該成像單元對用作指紋認證對象的認證對象的反射光圖像和透射光圖像進行成像；分類單元，該分類單元基于所述反射光圖像和所述透射光圖像的每個中所包括的像素的色度值或亮度值，將每個圖像分類為具有皮膚圖像的特征的前景部分和不具有皮膚圖像的特征的背景部分；檢測單元，該檢測單元將屬于所述反射光圖像和所述透射光圖像中的一個圖像的前景部分并且屬于另一圖像的背景部分的部分檢測作為重疊部分；以及判定單元，該判定單元利用所述重疊部分來判斷手指周圍是否存在異物。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的假手指判定設(shè)備，其中，在所述反射光圖像和所述透射光圖像的每個中，所述分類單元將具有皮膚圖像可以具有的色度值或亮度值的像素組分類為所述前景部分，并且將此像素組之外的像素組分類為所述背景部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的假手指判定設(shè)備，其中，所述分類單元將所述反射光圖像中具有與膚色相對應(yīng)的色度值的像素組分類為所述前景部分，并且將所述透射光圖像中具有與膚色和白色相對應(yīng)的色度值的像素組分類為所述前景部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項所述的假手指判定設(shè)備，其中，所述檢測單元將在所述反射光圖像和所述透射光圖像的前景部分之間不同的部分或者在所述反射光圖像和所述透射光圖像的背景部分之間不同的部分檢測作為所述重疊部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項所述的假手指判定設(shè)備，其中，所述檢測單元將所述反射光圖像的背景部分與所述透射光圖像的前景部分相比較以檢測所述重疊部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項所述的假手指判定設(shè)備，其中，所述檢測單元將所述反射光圖像的前景部分與所述透射光圖像的背景部分相比較以檢測所述重疊部分。
7.一種假手指判定設(shè)備，包括成像單元，該成像單元對用作指紋認證對象的認證對象的反射光圖像和透射光圖像進行成像；分類單元，該分類單元將所述反射光圖像中具有與膚色相對應(yīng)的色度值的像素組和此像素組之外的像素組分別分類為前景部分和背景部分，并且將所述透射光圖像中具有與白色相對應(yīng)的色度值或者等于或大于預(yù)定閾值的亮度值的像素組和此像素組之外的像素組分別分類為前景部分和背景部分；檢測單元，該檢測單元將所述反射光圖像的背景部分與透射光圖像的前景部分相比較以檢測重疊部分；以及判定單元，該判定單元利用所述重疊部分來判斷手指周圍是否存在異物。
8.一種假手指判定設(shè)備，包括成像單元，該成像單元對用作指紋認證對象的認證對象的反射光圖像和透射光圖像進行成像；分類單元，該分類單元將所述反射光圖像和所述透射光圖像的每個圖像中具有與膚色相對應(yīng)的色度值的像素組和此像素組之外的像素組分別分類為前景部分和背景部分；檢測單元，該檢測單元將所述反射光圖像的前景部分與透射光圖像的背景部分相比較以檢測重疊部分；以及判定單元，該判定單元利用所述重疊部分來判斷手指周圍是否存在異物。
9.根據(jù)權(quán)利要求I至8中任一項所述的假手指判定設(shè)備，其中，所述判定單元基于所述重疊部分的大小來判斷手指周圍是否存在異物。
10.一種判定假手指的方法，包括如下步驟對用作指紋認證對象的認證對象的反射光圖像和透射光圖像進行成像；基于所述反射光圖像和所述透射光圖像的每個中所包括的像素的色度值或亮度值，將每個圖像分類為具有皮膚圖像的特征的前景部分和不具有皮膚圖像的特征的背景部分； 將屬于所述反射光圖像和所述透射光圖像中的一個圖像的前景部分并且屬于另一圖像的背景部分的部分檢測作為重疊部分；以及利用所述重疊部分來判斷手指周圍是否存在異物。
11.一種判定假手指的方法，包括如下步驟對用作指紋認證對象的認證對象的反射光圖像和透射光圖像進行成像；將所述反射光圖像中具有與膚色相對應(yīng)的色度值的像素組和此像素組之外的像素組分別分類為前景部分和背景部分，并且將所述透射光圖像中具有與白色相對應(yīng)的度相值或者等于或大于預(yù)定閾值的亮度值的像素組和此像素組之外的像素組分別分類為前景部分和背景部分；將所述反射光圖像的背景部分與透射光圖像的前景部分相比較以檢測重疊部分；以及利用所述重疊部分來判斷手指周圍是否存在異物。
12.一種判定假手指的方法，包括如下步驟對用作指紋認證對象的認證對象的反射光圖像和透射光圖像進行成像；將所述反射光圖像和所述透射光圖像的每個圖像中具有與膚色相對應(yīng)的色度值的像素組和此像素組之外的像素組分別分類為前景部分和背景部分；檢測單元，該檢測單元將所述反射光圖像的前景部分與透射光圖像的背景部分相比較以檢測重疊部分；以及利用所述重疊部分來判斷手指周圍是否存在異物。
13.一種假手指判定程序，使得計算機執(zhí)行權(quán)利要求10至12中任一項所記載的步驟。
全文摘要
本發(fā)明提高了判定薄膜被附加到手指表面這樣的假手指的準確度。一種假手指判定設(shè)備包括成像單元(10)，其對用作指紋認證對象的認證對象的反射光圖像和透射光圖像進行成像；分類單元(31)，其基于反射光圖像和透射光圖像的每個中所包括的像素的色度值，將每個圖像分類為具有皮膚圖像的特征的前景部分和不具有皮膚圖像的特征的背景部分；檢測單元(32)，其將反射光圖像和透射光圖像中的一個圖像的前景部分與另一圖像的背景部分相比較以檢測重疊部分；以及判定單元(33)，其利用重疊部分來判斷手指周圍是否存在異物。
文檔編號G06T7/00GK102612705SQ20108005108
公開日2012年7月25日 申請日期2010年10月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月10日
發(fā)明者門田啟 申請人:日本電氣株式會社