專利名稱：數(shù)據(jù)驗(yàn)證方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的來說涉及驗(yàn)證數(shù)據(jù)的方法和設(shè)備，特別涉及全息數(shù)據(jù)載體和建立這種數(shù)據(jù)載體的設(shè)備，以及驗(yàn)證存儲在全息數(shù)據(jù)載體上數(shù)據(jù)的方法和利用全息數(shù)據(jù)驗(yàn)證其它數(shù)據(jù)系統(tǒng)的方法。
背景技術(shù)：
全息被公認(rèn)為安全裝置，并且生物技術(shù)可用來驗(yàn)證個(gè)人身份。生物在此包括可用來標(biāo)識個(gè)人的人特征，比如指紋、面貌、虹膜或視網(wǎng)膜圖像、聲波紋，以及更抽象的特征、指長圖(pattern offinger length)。請注意，聲波紋和抽象特征如指圖(finger pattern)二者可以被表示為圖像。
身份欺騙(欺騙性身份的使用)出現(xiàn)在以下環(huán)境中販毒、洗錢、恐怖、欺詐索賠、非法移民、以及更個(gè)人級別的信用卡犯罪。這種欺詐的成本非常高，并且正在開發(fā)用于機(jī)器可讀文件的標(biāo)準(zhǔn)，包括面部圖像和利用公用密鑰基礎(chǔ)設(shè)施技術(shù)加密的非接觸集成電路芯片。該芯片可以存儲面貌(在最佳壓縮時(shí)，接近12k字節(jié))、指紋(10k字節(jié))或虹膜(30k字節(jié))的圖像。然而，存在一種提高安全性的連續(xù)需要，以至少停止造假者前進(jìn)步法。
背景技術(shù)：
可以從以下文件中發(fā)現(xiàn)US2003/134105描述粘貼在照片上的體全息圖多層結(jié)構(gòu)，它提供個(gè)人信息，盡管全息圖本身不包含個(gè)人信息；US5396559，描述了記錄在照片或全息圖上的光點(diǎn)圖形(精密的莫爾干涉條紋的形式)的使用，而非記錄在生物圖像；US4563024，描述了照片的使用，所述照片標(biāo)識裝置所有者或用戶，但是未描述存儲標(biāo)識裝置用戶的個(gè)人生物圖像的全息圖；EP0869408A，類似于US2003/0134105，其中該裝置中的個(gè)人化圖像是照片，并且全息圖僅僅用來保護(hù)該圖像；US5986746，描述了一種使用全息圖(但是全息圖不用來記錄指紋)的指紋掃描儀；GB2313944A；EP0010611A；US5862247；US5815598；US5095194；US3704949；US4532508；JP63201795；JP7096693A；DE19713218A。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明第一方面是，提供一種數(shù)據(jù)載體，包括存儲數(shù)據(jù)的全息圖，用于重現(xiàn)個(gè)人的一部分人體特征的圖像；第二數(shù)據(jù)承載裝置；其中，由所述第二數(shù)據(jù)承載裝置存儲的數(shù)據(jù)可使用存儲在所述全息圖中的數(shù)據(jù)驗(yàn)證。
這樣，數(shù)據(jù)載體的實(shí)施例把存儲在全息圖中的生物圖像鏈接存儲在卡上的其它數(shù)據(jù)，所以該其它數(shù)據(jù)可使用全息圖驗(yàn)證?？梢允褂萌⒋鎯D像本身執(zhí)行驗(yàn)證，或者利用與全息圖像一起存儲的附加信息(例如不同的觀看面)執(zhí)行驗(yàn)證。這樣，第二數(shù)據(jù)承載裝置存儲的數(shù)據(jù)可以包括第一數(shù)據(jù)和第二數(shù)據(jù)，第一數(shù)據(jù)與圖像一起驗(yàn)證，即使用第一數(shù)據(jù)和重現(xiàn)圖像的任何一個(gè)驗(yàn)證其它，而第二數(shù)據(jù)通過驗(yàn)證處理來驗(yàn)證。
作為附加或者選擇，全息圖可以存儲附加數(shù)據(jù)如代碼，例如字母數(shù)字碼或條形碼。第二數(shù)據(jù)承載裝置存儲的數(shù)據(jù)包括用該附加數(shù)據(jù)(驗(yàn)證其它的任何一個(gè))驗(yàn)證的第三數(shù)據(jù)，和通過該驗(yàn)證處理驗(yàn)證的第四數(shù)據(jù)。上述的第二和第四數(shù)據(jù)可以包括相同數(shù)據(jù)，它有效提供雙重或交叉校驗(yàn)，例如全息圖像可以用來驗(yàn)證由第二數(shù)據(jù)承載裝置存儲的數(shù)據(jù)，并且該裝置內(nèi)存儲的數(shù)據(jù)又可以用來驗(yàn)證全息圖內(nèi)存儲的代碼。
全息圖可以在第一視圖上存儲圖像，在第二視圖上存儲附加數(shù)據(jù)，例如這些視圖包括重現(xiàn)的全息圖像的不同平面，優(yōu)選地這樣圖像和附加數(shù)據(jù)可通過觀看系統(tǒng)分離。隨意地，第三視圖或者圖像平面可以把其它附加數(shù)據(jù)(比如用來記錄或者制造全息圖的機(jī)器的標(biāo)識符)存儲在全息圖中。
隨意地，附加數(shù)據(jù)和/或其它附加數(shù)據(jù)(即不同于重現(xiàn)圖像視圖的視圖)可以以分離的觀看或重建角度或波長(例如紫外線或紅外線)記錄，使得不能以人眼可視的波長重建。
全息圖最好包括反射全息圖或體全息圖。圖像最好包括真實(shí)二維圖像，以便于驗(yàn)證，并且在使用時(shí)，存儲附加數(shù)據(jù)。第二數(shù)據(jù)承載裝置包括集成電路存儲裝置如智能卡芯片，并且最好是抗干擾的。但是在其它安排中，第二數(shù)據(jù)承載裝置可以包括承載圖形(最好是機(jī)器可讀圖形)的基片，在這樣的安排中，全息圖最好以不毀壞全息圖就不能移除的方式附在基片上(禁止把全息圖附在具有偽造數(shù)據(jù)的基片上)。
鏈接全息圖中和芯片中數(shù)據(jù)的一種方式僅僅是存儲芯片上的全息圖的電拷貝或軟拷貝。這是通過記錄實(shí)際上是平面的電重現(xiàn)生物圖像的全息圖制成的。這便于在芯片上存儲二維圖像而不是三維圖像，這可以占用很少存儲空間，并且還可以加速全息圖像與電存儲圖像的比較。在這種安排中，存儲的圖像最好與用來建立全息圖的原始圖像實(shí)質(zhì)相同，這還便于兩個(gè)圖像的比較。
在另一個(gè)安排中，把密鑰嵌入全息圖中以作為附加數(shù)據(jù)(除圖像外)，并且芯片上存儲的數(shù)據(jù)用該密鑰加密。該密鑰可以包括例如公共密鑰基礎(chǔ)設(shè)施(PKI)技術(shù)的密鑰。因此這把全息圖像(因?yàn)樗巧飯D像，因此可用于標(biāo)識目的)鏈接到芯片上存儲的數(shù)據(jù)(因?yàn)槔纾?dāng)如此加密或者簽名時(shí)，它難于重寫芯片上存儲的數(shù)據(jù)部分)。
在一個(gè)有關(guān)方面，本發(fā)明提供了驗(yàn)證數(shù)據(jù)載體上存儲的數(shù)據(jù)的方法，所述數(shù)據(jù)載體包括存儲數(shù)據(jù)以重現(xiàn)個(gè)體的一部分人體特征的圖像的全息圖；以及第二數(shù)據(jù)承載裝置；其中所述第二數(shù)據(jù)承載裝置存儲的數(shù)據(jù)可使用所述全息圖中存儲的數(shù)據(jù)來驗(yàn)證，所述方法包括重現(xiàn)所述特征圖像；將所述重現(xiàn)的圖像與個(gè)體的圖像相比較，以驗(yàn)證所述全息圖中存儲的數(shù)據(jù)；并且響應(yīng)比較結(jié)果，利用全息圖中存儲的數(shù)據(jù)驗(yàn)證由所述第二數(shù)據(jù)承載裝置所存儲的數(shù)據(jù)。
驗(yàn)證最好通過機(jī)器自動執(zhí)行，并且包括比較和/或解密，以及可以使用與圖像數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的存儲在全息圖中的已存儲數(shù)據(jù)或附加數(shù)據(jù)。該方法提供改進(jìn)的數(shù)據(jù)驗(yàn)證，因?yàn)槠湓蚴?，全息圖難于復(fù)制或重現(xiàn)。這特別適用于體全息圖，特別是當(dāng)作為一種考慮，這些全息圖取反射全息圖的形式，其中包含以特定顏色(特別以多種特定顏色)重建的圖像。當(dāng)重建空間集成的多色全息圖時(shí)，這樣的多種特定顏色可以產(chǎn)生逼近真實(shí)對象(比如人臉)的真實(shí)顏色。作出這些特定顏色分量的選擇可以基于平衡重建圖像的感知真實(shí)感的級別的愿望，以及基于向偽造者呈現(xiàn)技術(shù)難點(diǎn)的愿望，這樣的偽造者也許試圖用作為標(biāo)簽復(fù)制工具的激光接觸拷貝全息圖。因而，這里所述的記錄設(shè)備和驗(yàn)證設(shè)備可以分別包括用于記錄和/或用于驗(yàn)證多顏色全息圖的裝置。
全息圖中顏色的使用也許不必把實(shí)際顏色用來重建圖像，而是可以選擇分量顏色，以產(chǎn)生圖像中的不真實(shí)或抽象顏色，以便于機(jī)器或人眼標(biāo)識。一個(gè)實(shí)例是指紋重建，用色調(diào)對比替代色對比，所以例如，在原始圖像圖形結(jié)構(gòu)中，高色調(diào)(例如高亮度或?qū)Ρ榷?替代紅色，低色調(diào)(例如，低亮度或?qū)Ρ榷?替代藍(lán)色。除了對視覺觀看者異常的、驚人的、和容易標(biāo)識的對象外，這種圖像可以是人眼捕獲的和在安全方面是有利的，它向機(jī)器讀取系統(tǒng)呈現(xiàn)了復(fù)雜的雙驗(yàn)證目標(biāo)。術(shù)語多顏色的使用和參考在此包括人眼不可見或部分可見的波長，使圖像具有機(jī)器讀取設(shè)備辨別物體可視外觀與其主觀視覺外觀之間不同的外觀。
全息圖的重現(xiàn)圖像與個(gè)體的視圖的比較可以用視覺來執(zhí)行，但是還可以通過機(jī)器來執(zhí)行，例如自動捕獲視圖的圖像數(shù)據(jù)并將其與從全息圖讀出的重現(xiàn)圖像的電捕獲圖像比較。此外，通過在輸入端口上與承載生物的新實(shí)況掃描比較，還可以引入附加驗(yàn)證。
在一個(gè)較簡單安排中，來自全息圖的圖像(即指紋)和個(gè)體的指紋的電捕獲圖像可以通過眼睛比較，盡管在該實(shí)例中，較好地利用了指紋比較的傳統(tǒng)方法，比如重合序列方法(幾十年來警方使用的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù))。全息圖的第二視圖最好通過觀看系統(tǒng)與第一圖像分離，包含從指紋圖像導(dǎo)出的代碼，并且該代碼可隨意地從相關(guān)個(gè)體的個(gè)人細(xì)節(jié)導(dǎo)出。該代碼還可以作為圖形存儲在卡和/或磁條和/或芯片上。
在另一方面，本發(fā)明提供了用于捕獲和記錄生物圖像以作為數(shù)據(jù)載體的全息圖的設(shè)備，該設(shè)備包括生物圖像捕獲裝置；電重現(xiàn)所述捕獲圖像以作為重現(xiàn)圖像的裝置；和把所述重現(xiàn)圖像記錄在用于顯影成全息圖的全息記錄材料中的裝置。
電重現(xiàn)捕獲圖像提供了圖像控制并且促進(jìn)了上述的后續(xù)驗(yàn)證操作。在優(yōu)選實(shí)施例中，電重現(xiàn)圖像基本上是平面的。該設(shè)備還可以包括把諸如代碼的附加數(shù)據(jù)寫入全息圖的裝置；該附加數(shù)據(jù)例如在用戶輸入終端捕獲，或者經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)從數(shù)據(jù)庫下載。在某些優(yōu)選安排中，該設(shè)備還包括存儲裝置，它把捕獲的圖像存儲在數(shù)據(jù)存儲器中用于與記錄圖像比較。數(shù)據(jù)存儲器可以包括遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)存儲器，例如當(dāng)數(shù)據(jù)寫入芯片以創(chuàng)建數(shù)據(jù)載體時(shí)，或者數(shù)據(jù)可以直接寫入卡或者其它基片上的芯片時(shí)，訪問該遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)存儲器。該芯片最好與相關(guān)聯(lián)的全息圖安全保存，直至全息圖被化學(xué)或物理處理或者顯影，使其基本上永久再現(xiàn)。
在另一方面，本發(fā)明提供了捕獲和記錄生物圖像的設(shè)備，包括生物圖像捕獲裝置；重現(xiàn)捕獲圖像的真實(shí)二維形態(tài)的空間光調(diào)制器；以及把重現(xiàn)圖像寫入全息圖中的全息圖寫入器。圖像最好被寫作反射全息圖。作為選擇，圖像可以被記錄為體透射全息圖(盡管透射全息圖在重建時(shí)不能選擇顏色)，并且具有略低的固有的安全值?？臻g光調(diào)制器最好接近或鄰近全息圖記錄介質(zhì)。漫射板最好可以在物體(或參考)光束中用來創(chuàng)建具有漫射或者光斑外觀的全息圖，而不是創(chuàng)建具有鏡面外觀的全息圖。
在另一方面，本發(fā)明提供了創(chuàng)建組成全息圖和第二數(shù)據(jù)承載裝置的數(shù)據(jù)載體的方法，該方法包括捕獲生物信息并使用該信息創(chuàng)建最好實(shí)際的平面圖像(是從薄膜表面轉(zhuǎn)移的)；把圖像記錄在全息圖中；以及把利用全息圖中存儲的數(shù)據(jù)導(dǎo)出或者驗(yàn)證的數(shù)據(jù)記錄在半導(dǎo)體存儲器裝置上。因此，存儲器裝置最好存儲圖像的一種版本，例如圖像的壓縮版本，并且存儲器裝置最好還存儲加密數(shù)據(jù)，該加密數(shù)據(jù)還被寫入全息圖中。數(shù)據(jù)最好被存儲為反射全息圖，并且存儲器裝置和全息圖被粘結(jié)到公共基片上，或者用另外的方法被密封在身份文件或者標(biāo)識卡中。曝光的全息圖最好在安全位置被化學(xué)分離處理。半導(dǎo)體存儲器中存儲的數(shù)據(jù)最好還被存儲在數(shù)據(jù)庫中用于以后使用(例如用于驗(yàn)證目的)。最好還保存全息圖被錄制的記錄，或者作為列表或者作為一組圖像(或者兩者)。
本發(fā)明還提供了處理器控制代碼，特別是數(shù)據(jù)載體如存儲器、光盤或光或電信號載體上的處理器控制代碼，以實(shí)施上述方法。
下面描述捕獲和記錄作為供諸如身份卡的文件使用的全息圖的生物圖像(特別是指紋)的系統(tǒng)和數(shù)據(jù)載體的實(shí)施例的另一方面。
生物(特別是指紋)圖像最好通過讀取器捕獲，并且在記錄為全息圖的實(shí)際平面空間光調(diào)制器(LCD顯示器)上重現(xiàn)。這解決了現(xiàn)有技術(shù)安排中的問題，特別是提供了實(shí)際平面全息圖像，從而簡化了圖像比較和識別。這還提供了諸如增強(qiáng)視角的優(yōu)點(diǎn)，并且便于使用如下所述的其它記錄技術(shù)(例如，與薄膜機(jī)械接觸)。此外，這允許指紋的圖像被定位在一個(gè)平面中，使得只有正確焦距在該平面的照相機(jī)將從全息圖看到正確聚焦的圖像。此外，通過在分離的平面中記錄圖像，可以得到使用附加的例如基本平行的平面記錄附加信息(比如書目提要和其它細(xì)節(jié))的選項(xiàng)。
全息圖像被記錄為體反射全息圖，其中大體說，條紋處于在至少一個(gè)平面與全息圖表面基本平行的平面上，而不是與該表面垂直。體全息圖具有空間安全的優(yōu)點(diǎn)，特別是它們難于復(fù)制。全息領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員能夠安排顏色和結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，以給偽造者試圖模仿原始全息圖外觀造成顯著的難度。
任何傳統(tǒng)的全息記錄材料都可以被利用，但是最好在鹵化銀薄膜(而不是感光性樹脂薄膜)中記錄全息圖，這便于全息圖的快速記錄，因而使用包括低功率激光的bench-top設(shè)備以實(shí)際可行的大規(guī)?？焖俳⑸锶D。這(設(shè)備)可以例如被安裝在安全位置(比如較大的郵局)上。此外，具有小銀粒子的鹵化銀薄膜的使用能夠使全息圖被制造，以便實(shí)際上是透明的，因而使全息圖覆蓋文件上其它信息(例如文本)。把透明層全息圖覆蓋在印刷基片上增加了接觸拷貝用于違法復(fù)制品的全息圖的困難。
記錄設(shè)備最好利用空間光調(diào)制器(LCD顯示器)，它最好與全息薄膜機(jī)械接觸(例如，利用實(shí)際折射率匹配墊片的玻璃或石英相隔短距離)。這使記錄圖像的機(jī)械安排穩(wěn)定，此外還便于bench-top操作。從人對象直接記錄生物全息圖的傳統(tǒng)裝置的一個(gè)問題是需要記錄固定對象，以便在全息圖中創(chuàng)建可記錄的駐波。在本發(fā)明實(shí)施例中，通過使用下面更詳細(xì)說明的空間光調(diào)制器和軟件的組合，可以避免利用脈沖激光或傳統(tǒng)全息裝置來穩(wěn)定記錄對象。
SLM(空間光調(diào)制器)圖像實(shí)際上與薄膜(提供大視角，可能到達(dá)180°)接觸。或者圖像可以離開記錄薄膜的表面的距離為0至1cm(并且小于記錄激光的相干波長)。這使全息圖像與記錄全息薄膜表面相距一個(gè)相應(yīng)距離，從而得到上述有關(guān)圖像平面的優(yōu)點(diǎn)。通過利用小的可控(或受控)距離，仍然可保持較大視角。利用兩步生成原版盤制作機(jī)制的傳統(tǒng)全息系統(tǒng)經(jīng)常被限制為比較窄的視角。借助有限深度的全息圖像，只有短相干長度的二極管激光器被利用，從而節(jié)省了成本。
SLM下面可以設(shè)置漫射體(所以照射激光經(jīng)由漫射體照射SLM，該漫射體最好鄰近SLM)，因?yàn)檫@創(chuàng)建了全息圖的最佳形式。這種全息圖具有無光澤或者透明的圖像，而不是在激光照射下，具有真實(shí)全息圖的斑紋圖特征的發(fā)光圖像。
Bench-top記錄設(shè)備最好包括存儲器和/或網(wǎng)絡(luò)通信裝置，用于記錄捕獲生物圖像(指紋)的“金”圖像，該圖像精確對應(yīng)于由SLM顯示的圖像，并且明顯簡化用于標(biāo)識目的的記錄指紋全息圖(或其它全息圖像)的快速比較。該圖像最好被存儲在上述數(shù)據(jù)載體上；它可以被簽名或者加密，例如可以用嵌入全息圖中的密鑰驗(yàn)證的和/或可讀取的。由于全息圖記錄的不是全息圖像本身，而是記錄生物圖像的捕獲和再顯示的電子圖像，因此金圖像實(shí)際上可以是記錄全息圖的精確拷貝，從而方便全息記錄圖像與存儲圖像的逐象素比較，而不是必須依賴用于生物圖像(例如手指或臉)識別的更慢、成本更高和計(jì)算復(fù)雜的圖像處理技術(shù)，一般來說，這種技術(shù)沒有被很好開發(fā)。
下面將參考附圖，通過舉例進(jìn)一步說明本發(fā)明的這些和其它方面。


圖1a和圖1b分別顯示了組成本發(fā)明實(shí)施例的生物全息圖的數(shù)據(jù)載體，以及制作圖1a的數(shù)據(jù)載體的流程圖；圖2a和圖2b分別顯示了生物全息圖寫入器和數(shù)據(jù)載體制作處理；圖3顯示了圖2a的設(shè)備的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)；圖4a至圖4c顯示了全息寫入器和第一及第二可選的全息薄膜支撐的細(xì)節(jié)；圖5顯示了用于圖2b的設(shè)備的光安排的示意圖；圖6顯示了全息數(shù)據(jù)載體的機(jī)器詢問裝置。
具體實(shí)施例方式
參見圖1a，數(shù)據(jù)載體10包括集成電路存儲芯片12，它與閱讀器或者接觸通信(如圖所示)，或者非接觸通信。數(shù)據(jù)載體10還包括存儲全息和其它數(shù)據(jù)以及文本16(比如，姓名、地址、國家安全編號和類似物)的全息圖14。數(shù)據(jù)載體10可以以所謂的智能卡為基礎(chǔ)，并且可以包括身份卡或文件、駕駛執(zhí)照、護(hù)照、信用卡或者任何其它形式的標(biāo)識。
參見圖1b，數(shù)據(jù)卡10是通過捕獲生物信息如指紋(步驟20)并由此建立高清晰度的二維圖像(步驟22)創(chuàng)建的。需要時(shí)，提取有關(guān)的生物數(shù)據(jù)(步驟24)，用于存儲到芯片12上。在指紋情況中，例如，所存儲的數(shù)據(jù)可以包括五個(gè)區(qū)域重合序列、八個(gè)或者九個(gè)重合通常視為足以匹配。可以隨意地創(chuàng)建或者輸入與全息圖一同存儲的其它數(shù)據(jù)。在步驟26，建立例如密鑰的密碼數(shù)據(jù)，該密碼數(shù)據(jù)與生物圖像相結(jié)合，并且被表現(xiàn)為反射全息圖的存儲(步驟28)；生物數(shù)據(jù)或圖像連同任何附加數(shù)據(jù)被存儲在集成電路存儲裝置12(步驟30)中，它們最好用一對中的密鑰或者歸屬于該密鑰的另一密鑰來加密。隨后把芯片和全息圖密封在身份文件中(步驟32)。
圖2a顯示了全息記錄系統(tǒng)。用全息圖記錄的數(shù)據(jù)可以被輸入到終端(該終端還建立或下載密鑰的隨機(jī)數(shù))，并且本地和經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)在遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫上建立一次寫多次讀(WORM)記錄。該本地和/或遠(yuǎn)程記錄還可以包括對應(yīng)于捕獲圖像的“金色”圖像，該捕獲圖像由用于全息圖記錄的電子重現(xiàn)系統(tǒng)重現(xiàn)。
薄膜被安全地保存在全息圖寫入器內(nèi)(例如，該寫入器可通過機(jī)械鑰匙訪問)，并且可以從寫入器中去掉安全薄膜盒，以及安全地發(fā)送該薄膜用于化學(xué)處理。圖2b概述了把已顯影全息薄膜及其它數(shù)據(jù)(即半導(dǎo)體芯片)并入文件中的典型處理。
下面參見圖3，圖3顯示了圖2a的設(shè)備的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的方框圖。諸如指紋圖像的生物數(shù)據(jù)通過商業(yè)化設(shè)備(比如，可從英國的Basildon的Bannerbridge上市公司得到的ABC安全觸摸USB2000)捕獲，并且被提供給圖像預(yù)處理器302，在控制處理器304的控制下，圖像預(yù)處理器302把圖像提供給顯示器驅(qū)動器306，在近似30mm2尺寸的LCD顯示器308上例如以SVGA分辨率進(jìn)行顯示。顯示器的尺寸和分辨率可以根據(jù)處理功率和成本確定。LCD顯示器充當(dāng)下面參考圖4a所述的空間光調(diào)制器，因而最好允許通過該裝置照明。通常，這種顯示器包括微米厚的偏振材料薄片，其后是電可配置液晶材料。LCD顯示器可以是永久接通或者斷開象素的類型而不是刷新象素的類型，例如鐵電體液晶裝置，所以在圖像記錄期間(通常約為2秒鐘)象素處于通或者斷(黑色或白色)狀態(tài)。作為選擇，可以利用傳統(tǒng)的光柵掃描顯示器，從而方便灰度級的記錄，這可用來例如表現(xiàn)面貌。應(yīng)當(dāng)理解的是，記錄的生物圖像是單色圖像，并且在需要時(shí)，由預(yù)處理器302把捕獲的輸入圖像轉(zhuǎn)換成單色圖像。合適的LCD顯示器可從英國倫敦中央研究實(shí)驗(yàn)室有限公司得到，例如型號SVGA2單色透射LCD。沒有內(nèi)置偏振鏡的LCD顯示器可以與平面偏振激光照明一起利用，這實(shí)際上提供了近似50％以上的光。
在某些實(shí)施例中，在多個(gè)激光源并入曝光裝置的情況中，為了把彩色成像并入全息圖中，可以使用彩色LCD板。由Sharp Industries生產(chǎn)的彩色TFT(薄膜晶體管)板是合適的，因?yàn)門FT型系統(tǒng)具有預(yù)期的高對比度能力。
在全息圖重構(gòu)中創(chuàng)建顏色的其它手段是可行的，但不是首選的。例如在曝光前化學(xué)或物理膨脹薄膜層是“偽彩色”效應(yīng)可以被并入全息圖像的一種手段。然而，在薄膜的化學(xué)處理期間調(diào)整全息圖層的最終厚度是控制重建全息圖的顏色的最佳手段，并且可以設(shè)計(jì)/選擇用于鹵化銀材料的顯影劑和漂白液，以在最終圖像中產(chǎn)生預(yù)期顏色。所選的記錄薄膜的層特性還影響最終圖像的顏色重建。
參見顯示空間光調(diào)制器和薄膜的光配置的圖4a?？臻g光調(diào)制器可以基本鄰近薄膜或者可以通過玻璃或石英墊片與薄膜相分離?？梢岳?、4或6mm的墊片，這可以在計(jì)算機(jī)控制器304控制下隨意地機(jī)械選擇，以便在全息圖內(nèi)的不同平面記錄圖像?？臻g光調(diào)制器與薄膜之間的空間的最大調(diào)整由激光的相干長度決定，并且對于二極管激光器通常為幾毫米至幾厘米(1mm至30mm，可能高達(dá)100mm)(因?yàn)椋鐖D5所示的激光，用于對象和參考光束的激光光路徑長度最好基本匹配)。
該安排最好包括位于空間光調(diào)制器之前的漫射體，包括例如毛玻璃或者實(shí)質(zhì)上非雙折射塑料材料，比如聚碳酸酯或聚酯薄膜。這種漫射體可從UK的Lee Filter得到。漫射體不破壞全息圖，因?yàn)閺脑醋月潴w的點(diǎn)的漫射光線到薄膜的光路徑長度的差異是非常小的，但是漫射體具有用散斑圖提供全息圖(而不是所謂的出現(xiàn)類似鏡子的光亮的X射線照片)的效果。
可以利用許多機(jī)械方案使薄膜保持接近空間光調(diào)制器或者墊片，這取決于例如利用單張給膜還是利用滾動給膜。圖4b和4c顯示了兩個(gè)薄膜傳送機(jī)構(gòu)；對于單張膜，可以利用送紙器；還可以隨意地利用真空吸附，確保全息記錄材料靠在空間光調(diào)制器或墊片上。在少數(shù)優(yōu)選設(shè)備中，安裝框架按照相對于薄膜的固定或可控空間關(guān)系保持SLM和/或墊片。在上述任何一種安排中，如果必要，可以利用折射匹配或界面耦合臨時(shí)黏合劑。
圖5顯示了圖2a的設(shè)備的光配置的一個(gè)實(shí)例。特別是，該光配置顯示了如何使參考光束在兩個(gè)可選位置之間斜置，以便記錄全息薄膜內(nèi)的兩組數(shù)據(jù)，例如可以以所生成的全息圖像的不同波長或不同平面或者相同平面(參考記錄材料的平面)觀看。
為了增強(qiáng)用于驗(yàn)證或者比較其它數(shù)據(jù)的圖像分析的效率，檢查數(shù)據(jù)的最佳方法是通過機(jī)器詢問裝置。該裝置在圖6中示出，包括照明源，在檢查中，該照明源的光線以特定角度傳遞到全息圖裝置的表面。標(biāo)簽垂直放入讀取器中，使其表面中央以及由此其全息圖像平面與照相機(jī)正確地相距在圖像平面中聚焦的淺景深。能夠通過電子或機(jī)械裝置調(diào)整焦平面。照明源最好是窄帶LED或有過濾的白燈泡，以便精確地調(diào)整它們的入射角，使其與全息圖曝光裝置兼容，并且可以使它們的顏色與打算檢驗(yàn)的真實(shí)全息圖的重建顏色相一致。因此，產(chǎn)生全息圖以滿足這些苛刻條件的未授權(quán)嘗試不可能成功。
上文描述的數(shù)據(jù)載體包括存儲數(shù)據(jù)的全息圖，以便重現(xiàn)個(gè)體的一部分人體特征的圖像；并且包括第二數(shù)據(jù)承載裝置，例如集成電路存儲器如智能卡芯片。所述第二數(shù)據(jù)承載裝置存儲的數(shù)據(jù)可以使用全息圖中存儲的數(shù)據(jù)驗(yàn)證，因此以這種方式數(shù)據(jù)載體使全息圖中存儲的生物圖像鏈接到卡中存儲的其它數(shù)據(jù)，所以該其它數(shù)據(jù)可利用全息圖驗(yàn)證。
在該系統(tǒng)的一個(gè)變型中，具有生物信息的全息圖可用承載某些其它圖形、圖像或標(biāo)志(比如產(chǎn)品的圖形)的全息圖替代。第二數(shù)據(jù)承載裝置因此可以包括唯一元素如條形碼和/或縮微文本；載體本身可以包括塑料(例如聚酯型)卡。這樣，每個(gè)數(shù)據(jù)載體都制成單獨(dú)的和唯一的，不同于其它的。全息圖像最好不在數(shù)據(jù)載體的表面，而是與該表面相分離。對于該實(shí)施例，可以利用體全息圖或表面輪廓型全息圖，例如該全息圖由光熱塑料或光聚合物制成。
可以使用所存圖像本身，或者利用例如在不同觀看面存有全息圖的附加信息執(zhí)行驗(yàn)證。集成電路存儲器存儲的數(shù)據(jù)因此最好包括第一數(shù)據(jù)和第二數(shù)據(jù)，第一數(shù)據(jù)用來利用圖像驗(yàn)證(使用第一數(shù)據(jù)和重現(xiàn)圖像之一驗(yàn)證其它)，第二數(shù)據(jù)通過該驗(yàn)證處理來驗(yàn)證。
記錄電重現(xiàn)基本為平面的生物圖像的全息圖有利于在芯片上存儲二維圖像而不是三維圖像，這可以占用很少存儲空間，并且還可以加速全息圖像與電存儲圖像的比較。在這種安排中，存儲的圖像最好與用來建立全息圖的原始圖像相同，這還便于兩個(gè)圖像的快速比較。
在一個(gè)可選安排中，除圖像外，還可以考慮把密鑰嵌入全息圖中，芯片上存儲的數(shù)據(jù)用該密鑰加密。該密鑰可以包括例如公共密鑰基礎(chǔ)設(shè)施(PKI)技術(shù)的密鑰。這把全息圖像(因?yàn)樗巧飯D像，因此可用于標(biāo)識目的)鏈接到芯片上存儲的數(shù)據(jù)(因?yàn)槔?，?dāng)如此加密或者簽名時(shí)，它難于重寫芯片上存儲的數(shù)據(jù)部分)。
上文描述了驗(yàn)證數(shù)據(jù)載體上存儲的數(shù)據(jù)的方法，所述數(shù)據(jù)載體包括存儲數(shù)據(jù)的全息圖，以重現(xiàn)個(gè)體的一部分人體特征的圖像；以及第二數(shù)據(jù)承載裝置，例如“芯片”。芯片存儲的數(shù)據(jù)可使用全息圖中存儲的數(shù)據(jù)驗(yàn)證。所述方法包括重現(xiàn)特征圖像，將重現(xiàn)的圖像與個(gè)體的圖像相比較，以驗(yàn)證所述全息圖中存儲的數(shù)據(jù)，并且響應(yīng)比較結(jié)果，利用全息圖中存儲的數(shù)據(jù)驗(yàn)證芯片所存儲的數(shù)據(jù)。
比較驗(yàn)證最好自動執(zhí)行，例如通過自動捕獲個(gè)體的圖像數(shù)據(jù)，并將其與從全息圖讀出的重現(xiàn)圖像的電捕獲圖像進(jìn)行比較。該方法提供了改進(jìn)的數(shù)據(jù)驗(yàn)證，因?yàn)槠渲械钠渌蚴?，全息圖難于復(fù)制或重現(xiàn)，這特別適合于體全息圖。對于指紋圖像，與第一圖像分離的全息圖的第二視圖(例如因?yàn)槲挥诓煌矫?可以包含從指紋圖像導(dǎo)出的代碼，該代碼可隨意地從相關(guān)個(gè)體的個(gè)人細(xì)節(jié)導(dǎo)出。該代碼還可以作為圖像存儲到卡上和/或磁條上和/或芯片中。
上述的驗(yàn)證方法可適用于驗(yàn)證裝載產(chǎn)品圖形和唯一元素如條形碼和/或微文本的數(shù)據(jù)載體，這是通過標(biāo)識重現(xiàn)圖像(例如通過與一組可能的圖像比較)，然后驗(yàn)證唯一數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)的(作為選擇，該方法可以“反過來”執(zhí)行，即首先驗(yàn)證唯一數(shù)據(jù)，然后校驗(yàn)全息重現(xiàn)圖像)。
上文描述了捕獲和記錄生物圖像以作為數(shù)據(jù)載體的全息圖的設(shè)備，該設(shè)備包括生物圖像捕獲裝置；電重現(xiàn)所述捕獲圖像以作為重現(xiàn)圖像的裝置；和把所述重現(xiàn)圖像記錄在用于顯影成全息圖的全息記錄材料中的裝置。
在某些優(yōu)選安排中，該設(shè)備還包括把捕獲的圖像存儲在用于與記錄圖像比較的數(shù)據(jù)存儲器中。數(shù)據(jù)存儲器可以包括遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)存儲器，例如當(dāng)數(shù)據(jù)被寫入創(chuàng)建數(shù)據(jù)載體的芯片時(shí)，或者數(shù)據(jù)可以被直接寫入卡或其它基片的芯片時(shí)，可以訪問該數(shù)據(jù)存儲器。該芯片最好與全息圖相關(guān)聯(lián)地保持，直至該全息圖被化學(xué)處理或者曝光，使其基本上永久再現(xiàn)。
上文描述了捕獲和記錄生物圖像的設(shè)備，包括生物圖像捕獲裝置；重現(xiàn)捕獲圖像的真實(shí)二維版本的空間光調(diào)制器；以及把重現(xiàn)圖像寫入全息圖中的全息圖寫入器?？臻g光調(diào)制器(SLM)可以包括液晶裝置，數(shù)字多鏡裝置(DMD，可從Texas Instruments有限公司得到)或者某些其它類型的SLM。
圖像最好被寫作反射全息圖，并且空間光調(diào)制器接近或鄰近全息圖記錄介質(zhì)。漫射板可以在物體(或參考)光束中用來創(chuàng)建具有漫射或者光斑外觀的全息圖，而不是創(chuàng)建具有鏡面外觀的全息圖。
上文還描述了創(chuàng)建組成全息圖和第二數(shù)據(jù)承載裝置的數(shù)據(jù)載體的方法，該方法包括捕獲生物信息并使用該信息創(chuàng)建(最好是真實(shí)的二維)圖像；把圖像記錄在全息圖中；以及把利用全息圖中存儲的數(shù)據(jù)導(dǎo)出或者驗(yàn)證的數(shù)據(jù)記錄在半導(dǎo)體存儲裝置上。因此，存儲器裝置最好存儲圖像的一種版本，例如圖像的壓縮版本，并且存儲器裝置最好還存儲加密數(shù)據(jù)，該加密數(shù)據(jù)還被寫入全息圖中。數(shù)據(jù)最好被存儲為反射全息圖，并且存儲器裝置和全息圖被粘結(jié)到公共基片上，或者被密封在身份文件或者標(biāo)識卡中。
本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員將會明白，無疑將會出現(xiàn)許多有效選擇，并且本發(fā)明不限于所述實(shí)施例，而是包括所附權(quán)利要求精神和范圍之內(nèi)的各種修改。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)據(jù)載體，包括存儲數(shù)據(jù)的全息圖，以重現(xiàn)個(gè)體的一部分人體特征的圖像；以及第二數(shù)據(jù)承載裝置；其中，所述第二數(shù)據(jù)承載裝置存儲的數(shù)據(jù)可使用在所述全息圖中存儲的數(shù)據(jù)來驗(yàn)證。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)載體，其中，所述第二數(shù)據(jù)承載裝置所存儲的所述數(shù)據(jù)包括第一數(shù)據(jù)和第二數(shù)據(jù)，所述第一數(shù)據(jù)用于用其它的驗(yàn)證所述第一數(shù)據(jù)和所述圖像之一，第二數(shù)據(jù)通過所述驗(yàn)證來驗(yàn)證。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的數(shù)據(jù)載體，其中所述全息圖存儲附加數(shù)據(jù)，并且其中所述第二數(shù)據(jù)承載裝置存儲的所述數(shù)據(jù)包括第三和第四數(shù)據(jù)，所述第三數(shù)據(jù)用于用其它的驗(yàn)證所述附加數(shù)據(jù)和所述第三數(shù)據(jù)之一，所述第四數(shù)據(jù)通過所述驗(yàn)證來驗(yàn)證。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的數(shù)據(jù)載體，其中所述圖像包括真實(shí)二維圖像。
5.根據(jù)上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的數(shù)據(jù)載體，其中所述全息圖包括體反射全息圖。
6.根據(jù)上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的數(shù)據(jù)載體，其中所述第二數(shù)據(jù)承載裝置包括集成電路存儲裝置。
7.一種驗(yàn)證數(shù)據(jù)載體上存儲的數(shù)據(jù)的方法，所述數(shù)據(jù)載體包括存儲數(shù)據(jù)的全息圖，以重現(xiàn)個(gè)體的一部分人體特征的圖像；以及第二數(shù)據(jù)承載裝置；以及其中所述第二數(shù)據(jù)承載裝置存儲的數(shù)據(jù)可使用在所述全息圖中存儲的數(shù)據(jù)來驗(yàn)證，所述方法包括重現(xiàn)所述特征圖像；將所述重現(xiàn)的圖像與個(gè)人的視圖相比較，以驗(yàn)證在所述全息圖中存儲的數(shù)據(jù)；響應(yīng)所述比較結(jié)果，利用在所述全息圖中存儲的數(shù)據(jù)來驗(yàn)證所述第二數(shù)據(jù)承載裝置所存儲的數(shù)據(jù)。
8.用于捕獲和記錄諸如生物圖像的圖像以作為數(shù)據(jù)載體的全息圖的設(shè)備，該設(shè)備包括生物圖像捕獲裝置；電重現(xiàn)所述捕獲圖像以作為重現(xiàn)圖像的裝置；和把所述重現(xiàn)圖像記錄在用于顯影成全息圖的全息記錄材料中的裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其中所述重現(xiàn)圖像基本上是平面的。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，包括記錄用于所述全息圖的第一視圖和第二視圖的裝置，所述第一視圖包括所述重現(xiàn)圖像，所述第二視圖包括附加數(shù)據(jù)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的設(shè)備，其中所述全息圖包括體反射全息圖或者體透射全息圖。
12.根據(jù)權(quán)利要求8至11的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，還包括把所述捕獲圖像存儲在數(shù)據(jù)存儲器中用于與所述記錄圖像比較的裝置。
13.一種數(shù)據(jù)載體，包括存儲數(shù)據(jù)以重現(xiàn)與產(chǎn)品有關(guān)的圖形的圖像的全息圖；以及第二數(shù)據(jù)承載裝置，用于存儲只有數(shù)據(jù)載體才有的數(shù)據(jù)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的數(shù)據(jù)載體，其中所述數(shù)據(jù)載體基本是平面的，并且其中所述圖形圖像遠(yuǎn)離所述數(shù)據(jù)載體的平面。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的數(shù)據(jù)載體，其中所述第二數(shù)據(jù)承載裝置包括唯一的機(jī)器可讀代碼。
16.根據(jù)權(quán)利要求13、14或15所述的數(shù)據(jù)載體，其中，所述數(shù)據(jù)載體基本上是平面的，其中所述第二數(shù)據(jù)承載裝置確定遠(yuǎn)離所述數(shù)據(jù)載體的平面的圖像，并且包括所述唯一的數(shù)據(jù)。
17.一種記錄設(shè)備，用于記錄用于數(shù)據(jù)載體，特別是用于權(quán)利要求1或13的數(shù)據(jù)載體的全息圖，所述設(shè)備包括與全息記錄介質(zhì)機(jī)械接觸的空間光調(diào)制器(SLM)。
18.一種記錄設(shè)備，用于記錄用于數(shù)據(jù)載體，特別是用于權(quán)利要求1或13的數(shù)據(jù)載體的全息圖，所述設(shè)備包括空間光調(diào)制器(SLM)、全息記錄介質(zhì)和全息記錄介質(zhì)與SLM之間的透光墊片。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的記錄設(shè)備，其中，所述墊片具有小于3cm，最好小于1cm的厚度。
20.根據(jù)權(quán)利要求18或19所述的記錄設(shè)備，還包括記錄所述全息圖的激光。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的記錄設(shè)備，其中所述墊片具有小于所述激光的相干長度的厚度。
22.根據(jù)權(quán)利要求20或21所述的記錄設(shè)備，還包括漫射板，并且其中所述激光被配置成經(jīng)由所述漫射板照射所述SLM。
23.一種捕獲和記錄圖像的設(shè)備，包括圖像捕獲裝置；重現(xiàn)捕獲圖像的真實(shí)二維版本的空間光調(diào)制器；以及把重現(xiàn)圖像寫入全息圖中的全息圖寫入器。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的設(shè)備，其中，所述圖像被寫作反射全息圖。
25.根據(jù)權(quán)利要求22或23所述的設(shè)備，其中所述空間光調(diào)制器接近或者鄰近所述全息圖記錄介質(zhì)。
26.根據(jù)權(quán)利要求22、23或24所述的設(shè)備，還包括所述全息圖寫入器的物體或參考光束中的漫射板，用于創(chuàng)建具有漫射或者光斑外觀的全息圖。
27.一種創(chuàng)建組成全息圖和第二數(shù)據(jù)承載裝置的數(shù)據(jù)載體的方法，該方法包括捕獲生物信息并使用該信息創(chuàng)建圖像；把圖像記錄在全息圖中；以及把利用從全息圖中存儲的數(shù)據(jù)導(dǎo)出或者驗(yàn)證的數(shù)據(jù)記錄在所述第二數(shù)據(jù)承載裝置中。
28.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中，所述圖像是真實(shí)二維的。
28.根據(jù)權(quán)利要求26或27所述的方法，其中，所述第二數(shù)據(jù)承載裝置包括半導(dǎo)體存儲器裝置。
30.根據(jù)權(quán)利要求26、27或28所述的方法，其中所述存儲器裝置存儲圖像的版本和加密數(shù)據(jù)，該加密數(shù)據(jù)還被寫入全息圖中。
31.根據(jù)權(quán)利要求26、27、28或29所述的方法，其中所述數(shù)據(jù)被存儲作為反射全息圖。
32.根據(jù)權(quán)利要求28、29或30所述的方法，其中，所述存儲器裝置和所述全息圖被粘結(jié)到公共基片上，或者被密封在單個(gè)文件或卡中。
33.一種數(shù)據(jù)載體，攜帶處理器控制碼用來實(shí)施權(quán)利要求26至31的任一項(xiàng)的方法。
34.一種驗(yàn)證數(shù)據(jù)載體上存儲的數(shù)據(jù)的設(shè)備，所述數(shù)據(jù)載體包括存儲數(shù)據(jù)以重現(xiàn)個(gè)體的一部分人體特征的圖像的全息圖；和第二數(shù)據(jù)承載裝置；其中所述第二數(shù)據(jù)承載裝置存儲的數(shù)據(jù)可使用在所述全息圖中存儲的數(shù)據(jù)來驗(yàn)證，該設(shè)備包括重現(xiàn)所述特征圖像的裝置；將所述重現(xiàn)的圖像與個(gè)體的視圖相比較，以驗(yàn)證在所述全息圖中存儲的數(shù)據(jù)的裝置；響應(yīng)所述比較結(jié)果，利用在全息圖中存儲的數(shù)據(jù)驗(yàn)證所述第二數(shù)據(jù)承載裝置所存儲的數(shù)據(jù)的裝置。
35.一種讀取攜帶全息圖的數(shù)據(jù)載體的設(shè)備，該設(shè)備包括用來照射全息圖的至少一個(gè)光源，所述至少一個(gè)光源被配置成以特定角度把光傳遞到所述全息圖的表面，以在遠(yuǎn)離所述數(shù)據(jù)載體的平面的圖像平面中重建全息圖像；和在所述全息圖像的平面中聚焦的成像裝置，所述成像裝置具有足夠小的景深，以便大體可視地將所述全息圖像的所述平面與所述數(shù)據(jù)載體的所述平面相分離。
36.如上述所述權(quán)利要求所述的數(shù)據(jù)載體、方法或設(shè)備，其中所述全息圖被配置成按照多個(gè)分量顏色重建。
37.根據(jù)權(quán)利要求35所述的數(shù)據(jù)載體、方法或設(shè)備，其中所述多個(gè)分量顏色包括用來協(xié)助標(biāo)識的假顏色。
38.根據(jù)權(quán)利要求35或36所述的數(shù)據(jù)載體、方法或設(shè)備，其中至少一個(gè)所述分量顏色是人眼實(shí)際上不可視的。
全文摘要
本發(fā)明通常涉及驗(yàn)證數(shù)據(jù)的方法和設(shè)備，特別涉及全息數(shù)據(jù)載體和用來創(chuàng)建這種數(shù)據(jù)載體的設(shè)備，以及涉及驗(yàn)證全息數(shù)據(jù)載體上存儲的數(shù)據(jù)的方法。數(shù)據(jù)載體包括存儲數(shù)據(jù)的全息圖，以重現(xiàn)個(gè)體的一部分人體特征的圖像；以及第二數(shù)據(jù)承載裝置；其中，所述第二數(shù)據(jù)承載裝置存儲的數(shù)據(jù)可使用在所述全息圖中存儲的數(shù)據(jù)來驗(yàn)證。
文檔編號G07C9/00GK1922614SQ200480035729
公開日2007年2月28日 申請日期2004年10月1日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月1日
發(fā)明者大衛(wèi)·溫特博特姆, 約翰·D·威爾特, 本·鮑梅克 申請人:沃泰克安全系統(tǒng)有限公司