使用触摸传感器数据的指纹认证的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种借助于电子装置以对候选指纹进行认证的方法，该电子装置包括触摸传感器和指纹传感器。该方法包括下述步骤：获取用于指示该触摸传感器的被该候选手指触摸的子区域的至少一个触摸传感器信号；获取该候选指纹的至少一个指纹图像；检索登记手指的登记指纹的存储登记表示；基于该指纹图像来确定该候选指纹的认证表示；并且基于该认证表示、该存储登记表示、以及所述至少一个触摸传感器信号来确定认证结果。
【专利说明】
使用触摸传感器数据的指纹认证
技术领域
[0001]本发明涉及用于将候选指纹相对于登记指纹进行认证的装置和方法。【背景技术】
[0002]各种类型的生物特征系统越来越广泛地使用，以提供增加的安全性和/或增强的使用者便利性。
[0003]特别是，由于其小型化尺寸、高性能和使用者可接受度，指纹感测系统已经被采用于例如消费电子装置中。
[0004]对于指纹感测系统的持续信任，重要的是提供在便利性以及安全性方面具有高性能的指纹感测系统。特别是，期望提供一种指纹感测系统，其能够对使用一个伪造手指以获得一个正面认证结果的尝试进行拒绝。
[0005]已经建议了运用所谓的抗欺诈措施的各种指纹感测系统。
[0006]举例来说:US 2009/0316963公开了一种包括手指感测区域和控制器的指纹传感器。该控制器将认证数据对齐登记数据，并且基于在对齐的登记数据和认证数据中的对应的指纹特征对及其空间位置来进行欺诈尝试检测。
[0007]然而，仍然期望提供具有改善性能的认证，特别是涉及到对欺诈尝试的拒绝。
【发明内容】
[0008]鉴于现有技术的上述和其它缺点，本发明的目的是提供改善的认证，特别是涉及到对欺诈尝试的拒绝。
[0009]根据本发明的第一方面，因此提供一种借助于电子装置以将候选手指的候选指纹相对登记手指的登记指纹进行认证的方法，该电子装置包括:触摸传感器，用于该电子装置的基于触摸的控制，该触摸传感器具有对应于该电子装置的第一表面部分的作用区域;指纹传感器，其具有对应于该电子装置的第二表面部分的作用区域;和处理电路，其被连接至该触摸传感器和该指纹传感器，其中该方法包括下述步骤:对候选手指放置在该指纹传感器上从该触摸传感器获取用于指示该触摸传感器的被该候选手指触摸的子区域的至少一个触摸传感器信号;对候选手指放置在该指纹传感器上从该指纹传感器获取该候选指纹的至少一个指纹图像;通过该处理电路检索登记手指的登记指纹的存储登记表示;通过该处理电路基于该指纹图像来确定该候选指纹的认证表示；以及通过该处理电路基于该认证表示、该存储登记表示、以及所述至少一个触摸传感器信号来确定认证结果。
[0010]应该要注意到:根据本发明实施例的方法步骤未必按权利要求中所记载的顺序。
[0011]该触摸传感器可以是能够提供触摸传感器信号的任何传感器，该触摸传感器信号指示该触摸传感器的被手指触摸的子区域。这样的触摸传感器本身为已知，并且例如可利用电容性、电感性、热敏或光敏等方法，以感测手指在该触摸传感器上的至少存在和位置。 举例来说:触摸传感器广泛地被运用在智能电话和平板的触摸显示器中，并且也被运用在膝上型计算机的触摸板中。应该要理解到:该触摸传感器的作用电路不需要直接被该手指触摸，而是该触摸传感器可感测到通过某一保护涂层如玻璃罩进行的手指触摸。手指触摸布置在该触摸传感器的顶部的保护外罩的子区域被认为是触摸该触摸传感器的子区域。
[0012]举例来说:该指纹传感器可以是电容性指纹传感器，其检测用于指示在感测元件阵列中的每一个感测元件和触摸该指纹传感器表面的手指表面之间的电容性耦合的度量。 相比于在对应于该指纹中的凹陷部的位置处的感测元件，在对应于该指纹中的隆起部的位置处的感测元件将展现一个更强的电容性耦合。
[0013]然而，本发明的各种实施例并未限于特定的指纹感测技术，但是可对等地应用于例如光敏、热敏或压电指纹传感器等。
[0014]本发明基于下述的实现:在也包括触摸传感器的电子装置中的指纹传感器可被布置为足够接近该触摸传感器，手指放置在该指纹传感器上实际上总是一并造成该手指触摸该指纹传感器，并且关于该手指触摸该指纹传感器上的信息能被用来改善该电子装置中所包括的指纹感测系统的认证性能。
[0015]在手指放置在该指纹传感器上期间，该手指在该指纹传感器上处于静止状态。这应该被理解成意味着该手指并非侧向移动而横过该指纹传感器，如同所谓滑动式传感器类型的指纹传感器的情况那样。
[0016]在一些实施例中，从该触摸传感器所获取的触摸传感器信号中推出来自该手指的信息能与关于登记手指的存储对应信息进行比较。
[0017]在其它实施例中，关于认证尝试所获得的手指有关的上述信息能用来改善此认证的性能，即使在没有存储对应信息时。举例来说:与该手指的形状、弹性和/或定向等有关的信息能用作辅助认证因素。举例来说:如果使用该触摸传感器所获得的与该手指有关的信息指示该候选手指(其或许不是一个活体手指)具有一个非常独特的形状、或者是指示如果该候选手指进行手指放置上并未如预期的变形，则在该认证表示(基于该候选指纹)和该存储登记表示之间的匹配的需求能被设定成更为严苛。
[0018]此外，在一些实施例中，与该手指触摸该触摸传感器有关的信息以及该触摸传感器和该指纹传感器之间的已知位置关系能用来至少大致上将所获取的局部指纹图像关联该使用者的指纹的相对应部分。举例来说:在所获取的该局部指纹图像中的部分指纹能被关联于手指坐标系统。
[0019]根据本发明的各种实施例，包括拒绝欺诈尝试的能力的认证性能能得到改善。此夕卜，这能够实现而没有对所获取指纹图像进行大量的额外图像处理和分析，但是使用来自该触摸传感器的有限数据量，其通常具有远低于该指纹传感器的分辨率的分辨率。
[0020]此外，通过本发明的各种实施例，认证时间能被降低，例如通过仅尝试针对鉴于与自该触摸传感器所获取的手指有关的信息在几何上实际的旋转和/或平移，而将该认证表示匹配存储登记表示。
[0021]在各种实施例中，确定该认证结果的步骤可有利地包括下述步骤:通过该处理电路基于至少一个触摸传感器信号来确定认证准则;通过该处理电路比较该认证表示和存储登记表示；以及通过该处理电路基于该比较和该认证准则来确定该认证结果。
[0022]对指纹认证领域中的技术人士显然的是:该认证准则可以是对在该认证表示和存储登记表示之间的匹配需求有所影响以导致成功认证的任何准则。举例来说:该认证准则可以是用来修改匹配分数的因素、或者是该认证准则可以是用来修改阈值分数的因素，该匹配分数可与该阈值分数进行比较以确定该认证尝试的成功与否。替代地、或组合地，该认证准则以及在该认证表示和存储登记表示之间的上述比较可能需要满足分别的预定需求， 用以使该认证尝试被认为是成功的。
[0023]在一些实施例中，用来指示该候选手指的至少一个特性的候选手指数据可基于该至少一个触摸传感器信号来确定，并且该认证准则可基于该候选手指数据来确定。
[0024]可基于触摸传感器信号来确定该候选手指的特性的示例包括:维度;维度之间的关系;变形特性;电气特性；以及排汗特性。
[0025]举例来说:该手指在该触摸传感器上被成像的形状能够被使用。该认证准则接着能基于任何合适的维度特性或维度特性的组合，其从诸如最大手指宽度的简单特性到诸如指尖曲率的更复杂特性。尽管相较于测量简单维度来说更为复杂，然而匹配曲率是充分研究的领域并且以二维方式比较低解析度曲线是低复杂度的问题。
[0026]如同上文所解释地，该认证准则可基于仅与该候选手指有关的信息、或者是基于与该候选手指有关的信息和与登记手指有关的存储信息。在后一情况下，登记手指数据(特征)可在登记期间被提取，并且连同该登记指纹的上述登记表示一起被存储在登记手指模板中。在进行认证时，相似提取可被实行以获得候选手指数据(特征)。接着能进行比较，并且可基于在该登记手指数据和该候选手指数据之间的相似度来确定分数。
[0027]这些特征(该登记手指数据和该候选手指数据)本身并不是足够独特以提供指纹验证所需的鉴别能力，但是通过将该些特征融入使用该指纹传感器的生物特征方法，能得到显著好处在于以非常不相似的手指尺寸进行的尝试能被轻易地拒绝，即使小尺度特征恰巧相同亦如此。
[0028]在多个实施例中，该存储登记手指数据可包括该登记指纹和该登记手指之间的登记位置关系的指示;并且确定该候选手指数据的步骤可进一步包括确定该候选指纹和该候选手指之间的候选位置关系。
[0029]当从该指纹传感器所获取的指纹图像中提取详细的指纹信息时，该触摸传感器信号能提供在该候选指纹和该候选手指之间的位置关系，也就是，对来自该指纹传感器的详细信息是位于该手指上的位置进行的估计，并且将其锚定至该手指的坐标系。
[0030]在进行匹配验证时，典型的指纹识别算法将提供该手指需要如何旋转和平移的信息，以给出实现分数。对于与触摸传感器一起使用的指纹传感器来说，基于指纹传感器的结果接着能被相关于其基于触摸传感器的估计，并且该指纹匹配分数接着能基于上述相关来进行调整。举例来说:如果冒名顶替者尝试在旋转上恰巧匹配，这意味着整个手部或多或少将必须覆盖该触摸传感器，然而该触摸传感器仅仅对指尖进行检测，所以这会是使该匹配分数减少的强烈指示。[〇〇31]此外，在各种实施例中，对于该候选手指放置在该指纹传感器上获取至少一个触摸传感器信号的步骤可包括:获取触摸传感器信号序列，每一个触摸传感器信号指示该触摸传感器的被该候选手指触摸的瞬时子区域；以及该认证准则可基于触摸传感器信号序列。
[0032]该方法可有利地进一步包括下述步骤:基于每个触摸传感器信号来确定该候选手指的至少一个瞬时维度的指示，导致用于指示该候选手指的维度的候选序列的候选手指数据，并且该认证准则可基于该候选手指数据。
[0033]通过使用针对候选手指获取的触摸传感器信号序列，该候选手指的变形特性能得到评估，并且欺诈尝试可被拒绝。使用触摸传感器信号序列所获得的变形特性可与用于活体手指的预定范围进行比较、或者是可与用于该登记模板中包括的登记手指的对应变形信息进行比较。
[0034]此外，根据本发明的实施例，获取至少一个指纹图像的步骤可有利地包括:获取指纹图像序列；以及该认证结果可进一步基于指纹图像序列。
[0035]举例来说:指纹图像序列可被用来确定该候选手指的排汗特性的指示，并且该认证结果可进一步基于该排汗特性。举例来说:该排汗特性可被用来确定上述的认证准则。
[0036]根据本发明的第二方面，提供一种借助于电子装置登记使用者的手指的指纹的方法，该电子装置包括:触摸传感器，用于该电子装置的基于触摸的控制，该触摸传感器具有对应于该电子装置的第一表面部分的作用区域；以及指纹传感器，其具有对应于该电子装置的第二表面部分的作用区域，该方法包括下述步骤:对在该指纹传感器上的一系列的手指放置中的每一个手指放置从该指纹传感器获取该指纹的一部分的局部指纹图像;从该触摸传感器获取用于指示该触摸传感器的被该手指触摸的子区域的触摸传感器信号;基于所获取的局部指纹图像来确定该指纹的登记指纹表示;基于该触摸传感器信号确定用于指示该手指的维度特性的登记手指数据;形成包括该登记指纹表示和该登记手指数据的指纹模板;以及保存该指纹模板以及该指纹的标识符，从而登记该指纹。
[0037]根据本发明的第二方面的方法可进一步包括下述步骤:基于该触摸传感器信号所指示的子区域以及该电子装置的第一表面部分和第二表面部分之间的位置关系，对在该指纹传感器上的该系列的手指放置中的至少一个手指放置确定在该指纹的该部分和该手指之间的位置关系。
[0038]本发明第二方面的进一步实施例和通过此第二方面所获得的效果极为类似于上文所述的本发明第一方面。
[0039]根据本发明的第三方面，提供了一种电子装置，其包括:触摸传感器，用于该电子装置的基于触摸的控制，该触摸传感器具有对应于该电子装置的第一表面部分的作用区域;指纹传感器，其具有对应于该电子装置的第二表面部分的作用区域;存储器；以及处理电路，其被连接至该触摸传感器、该指纹传感器、以及该存储器，以用于:对候选手指放置在该指纹传感器上从该触摸传感器获取用于指示该触摸传感器的被该候选手指触摸的子区域的至少一个触摸传感器信号;对候选手指放置在该指纹传感器上从该指纹传感器获取该候选指纹的至少一个指纹图像;通过该处理电路检索登记手指的登记指纹的存储登记表示;通过该处理电路基于该指纹图像来确定该候选指纹的认证表示；以及通过该处理电路基于该认证表示、该存储登记表示、以及所述至少一个触摸传感器信号来确定认证结果。
[0040]该处理电路可以一个或若干处理器的形式来设置，其同样可控制该电子装置的其它功能。
[0041]上述的第一表面部分和第二表面部分可有利地以下述方式来安排，如此使得手指在该指纹传感器上的放置几乎无可避免地造成该手指的至少一部分也覆盖该触摸传感器。 为此目的，该指纹传感器可被布置为实质上直接地相邻该触摸传感器、或者是至少部分地被该触摸传感器围绕。在多个实施例中，该触摸传感器的一部分可被配置来用作指纹传感器，例如通过具有与该触摸传感器的其它部分相比显著更高的分辨率。
[0042]此外，上述的第一表面部分和第二表面部分可有利地处于该电子装置的同一面上 (如果该电子装置具有大体平坦的面)，以促进手指在该触摸传感器和该指纹传感器上的同时放置。[〇〇43]本发明第三方面的进一步实施例和通过该第三方面所获得的效果极为类似于上文所述的本发明第一方面和第二方面。
[0044]综述，本发明涉及一种借助于电子装置认证候选指纹的方法，该电子装置包括触摸传感器；以及指纹传感器。该方法包括下述步骤:获取用于指示该触摸传感器的被该候选手指触摸的子区域的至少一个触摸传感器信号；获取该候选指纹的至少一个指纹图像;检索登记手指的登记指纹的存储登记表示;基于该指纹图像确定该候选指纹的认证表示；以及基于该认证表示、该存储登记表示、以及所述至少一个触摸传感器信号确定认证结果。【附图说明】
[0045]参照显示本发明的示例实施例的附图，本发明的这些方面和其它方面如今将更详细地进行描述，其中:
[0046]图1示意性示出关于认证尝试示例性候选手指放置在该指纹传感器上；
[0047]图2例示在该候选指纹的候选表示和登记指纹的存储登记表示之间进行包括旋转的匹配；
[0048]图3示意性例示根据本发明实施例的在电子装置中的触摸传感器和指纹传感器之间的位置关系；[〇〇49]图4是图3中的电子装置的方块图；
[0050]图5示意性示出该触摸传感器的被图1中的手指所覆盖的子区域、以及在如图3中所示的电子装置的坐标系中同时获取的局部指纹图像；[0051 ]图6是用于示意性例示根据本发明实施例的登记方法的流程图；
[0052]图7示意性例示使用根据图6中的流程图的方法所形成的登记指纹模板；[〇〇53]图8a到8b局部地示意性例示使用根据图6中的流程图的方法所形成的另一个登记指纹模板；[〇〇54]图9是用于示意性例示根据本发明实施例的认证方法的流程图；
[0055]图10示意性例示使用根据图9中的流程图的方法进行的第一认证尝试；[〇〇56]图11示意性例示使用根据图9中的流程图的方法进行的第二认证尝试；[〇〇57]图12a到12b示意性例示使用根据图9中的流程图的方法进行的第三认证尝试； [〇〇58]图13a到13b示意性例示根据本发明的电子装置的两个实施例；以及
[0059]图14示意性例示根据本发明的电子装置的另一个实施例。【具体实施方式】
[0060]在此详细描述中，根据本发明的方法和电子装置的各种实施例主要参照大致方型的指纹传感器来进行描述，该指纹传感器布置为临近移动电话的触摸显示器。[0061 ]应该要注意到:如此并没有对本发明的范围有所限制，其同样对等地包括例如其它电子装置，诸如平板、计算机或手表。此外，该指纹传感器可具有任意其它形状。举例来说:该指纹传感器可被设置成一个细长矩形。
[0062]图1示意性示出与认证尝试有关的示例性候选手指放置。参考图1，在此处以移动电话1形式的电子装置包括触摸显示器2和指纹传感器3。该触摸显示器2包括用于对该移动电话1进行触摸式控制的触摸传感器和充当使用者接口的显示器。
[0063]在图1中，该移动电话1的使用者通过将其手指5放置在该指纹传感器3上来进行认证尝试。
[0064]作为本发明实施例的描述的引言，图2例示对于认证的常规手段，提取自该候选指纹的指纹图像25的认证表示(其在本文中以独有特征和M4的形式来指示)与登记指纹的存储登记表示9进行比较。[〇〇65] 如在图2中示意性例示，认证表示施到114在旋转后可能匹配于该存储登记表示。
[0066]特别是小型指纹传感器3(诸如图1的电子装置1中所包括的小型指纹传感器)，除了该指纹中触摸该小型指纹传感器3的部分的指纹信息之外，典型地无法获得关于该候选手指5的进一步信息。
[0067]本发明的用于提供改善认证性能的各种实施例将在下文中进行描述。
[0068]图3示意性例示根据本发明实施例的电子装置中的触摸传感器和指纹传感器之间的位置关系。[〇〇69] 参考图3,该电子装置1包括触摸显示器2和指纹传感器3,该触摸显示器2包括触摸传感器，该触摸传感器具有对应于该电子装置1的第一表面部分^的作用区域，并且该指纹传感器3具有对应于该电子装置1的第二表面部分如的作用区域。该触摸传感器2的作用区域是其中可以检测到手指存在于触摸传感器表面的上方的区域，并且该指纹传感器3的作用区域是该指纹传感器3中能用于对该指纹的部分进行成像的区域。
[0070]在图3的例示示例中，该第一表面部分M通过两个坐标来定义:左下角(X1、yi)和右上角(X2、y2)，并且该第二表面部分A2通过两个坐标来定义:左下角(X3、y3)和右上角(X4、Y4) 〇
[0071]通过在该第一表面部分^和该第二表面部分A2之间的已知定位关系，在该第一表面部分Ai中的位置可相关于在该第二表面部分A2中的位置，反之亦然。
[0072]参考图4中的方块图，除了该指纹传感器3,图3中的电子装置1还包括触摸传感器 11、显示器12、在此处具有微处理器13的形式的处理电路、存储器14、以及用于向该电子装置1中的各种部件提供电能的电池15。尽管未显示于图4中，该电子装置可根据应用而包括其它部件。举例来说:该电子装置1可包括用于无线通信的电路、用于语音通信的电路、键盘等。[〇〇73]此外，尽管该处理电路在图3中示意性指示为单个微处理器，但是应该要注意到: 这是个简化图示，并且该处理电路可包括若干处理器。举例来说:该处理电路可包括专用于进行指纹图像的获取和处理、进行样本产生和/或认证的指纹处理器。此外，该处理电路可包括专用于控制该触摸传感器的触摸传感器处理器等。
[0074]根据本发明的实施例，指示该触摸传感器11中正被该候选手指5触摸的子区域的触摸传感器信号用于以各种方式改善该认证的性能。[〇〇75]图5示意性指示在该触摸传感器11的子区域20和通过该指纹传感器3所获得的候选指纹25之间的位置关系。在图5中，该触摸传感器11中正被该手指5触摸的子区域20和以该候选指纹图像成像的指纹25显示在该电子装置1的坐标系中，如上文参考图3所述。
[0076]根据本发明的登记方法的示例性实施例如今将参考图6的流程图并搭配图3、图4、 图5、图7和图8a到8b中的例示一起描述。
[0077]在该登记方法的第一步骤100中，与手指放置在该指纹传感器3上和该触摸传感器 11上有关地，通过该处理电路13从该触摸传感器11获取至少一个触摸传感器信号。与同一手指放置有关地，在步骤101中通过该处理电路13从该指纹传感器3获取局部指纹图像。
[0078] 步骤101或步骤100和101可被重复进行以获取新的局部指纹图像，直到在步骤102 中基于该些局部指纹图像得以形成该登记指纹的登记表示9为止。
[0079]接下来，在步骤103中，确定用于指示该登记手指的至少一个特性的登记手指数据。
[0080]参考图7,该登记手指数据可指示该手指的形状、和/或在该登记指纹和该手指5的特征之间的位置关系。
[0081]在图7中，该登记指纹表示9(在此处为例示以示例性指纹图案进行显示)和该手指 5的轮廓40布置在用于该手指5的坐标系中。如上文所述，该登记指纹表示9通过一系列的局部指纹图像来形成。该手指5的轮廓40(或其它几何表示)可基于单个触摸传感器信号或多个触摸传感器信号来形成。举例来说:一个触摸传感器信号可关于每一次手指放置在该指纹传感器3上而获取。
[0082]图7同样示意性示出在步骤103中所确定的登记手指数据的一些例示性示例。举例来说:登记手指数据可包括该手指的宽度V’、该手指指尖的曲率“r”、以及登记特征M1、M2、 M3和M4在手指5的坐标系中的相应位置(x’1、y’i)、(x’2、y’2)、(x’3、y’3)和(x’4、y’4)。[〇〇83]参考图8a到8b，登记手指数据可替代地或组合地用于指示该登记手指的变形。 [〇〇84]图8a示意性示出手指放置在该电子装置1的表面上的指纹传感器3上，从图8a中左侧的首次接触到图8a中右侧的完全接触。
[0085]如在图8a中也示意性指示的那样，触摸传感器信号序列得以获取，其中序列中的每一个触摸传感器信号指示正被该侯选手指触摸的子区域20。
[0086]图8b是如该触摸传感器所观知的手指宽度的发展的示意性指示，随时间从首次接触到完全接触而增加。在此处通过该曲线42所呈现的发展可构成在步骤103处所确定的登记手指数据、或被包括在步骤103处所确定的登记手指数据中。
[0087]最终，在步骤104中，用于该登记指纹的指纹模板通过将在步骤102中所确定的登记表示结合在步骤103中所确定的登记手指数据来形成。
[0088]根据本发明的认证方法的示例性实施例如今将参考图9中的流程图并搭配图3、图 4、图10、图11和图12a到12b中的例示一起描述。[〇〇89]在该认证方法的第一步骤200中，与手指放置在该指纹传感器3上和该触摸传感器 11上有关地，通过该处理电路13从该触摸传感器11获取至少一个触摸传感器信号。与同一手指的放置有关地，在步骤201中通过该处理电路13从该指纹传感器3获取局部指纹图像 25〇
[0090]在后续的步骤202中，确定认证表示，其由图10和图11中的独有特征％、M2、M3和M4 予以呈现。
[0091]在下述步骤203中，从存储器中检索包括该登记指纹的登记表示的存储指纹模板。 在一些实施例中，除了该指纹，该存储指纹模板还可进一步包括用于指示该登记手指的另一个特性的登记手指数据。在上文中描述了在有或没有登记手指数据的情况下如何确定这样的指纹模板的示例方法。
[0092]已在步骤203中检索到该指纹模板之后，该认证方法继续在步骤204中确定认证准贝1J。应该要注意到:该认证方法的步骤未必需要按图9的流程图中所指示的顺序发生。反之， 举例来说:该认证准则可在检索到该存储指纹模板之前和/或在确定该认证表示之前确定。
[0093]该认证准则可被用于允许除了该候选指纹图案以外关于该候选手指的信息也能够影响该认证结果。如在上文中已进一步解释，此认证的确定可基于关于认证尝试所获得的信息、或者是基于关于认证尝试所获得的信息结合关于该登记手指的登记所获得的存储 fg息。[〇〇94] 在接下来的步骤205中，该认证表示和该登记表示可根据该认证准则而进行比较， 并且此比较的结果在步骤206中进行评估以造成成功或失败的认证尝试。[〇〇95] 图10示意性示出第一认证尝试，其中由提取的特征和M4(在此处显示于获取指纹图像25中以用于例示)所指示的认证表示和该候选手指5的轮廓40布置在用于该手指5的坐标系中。
[0096]该候选手指5的轮廓40(或其它几何表示)可基于单个触摸传感器信号、或多个触摸传感器信号来形成。
[0097]图10也示意性示出候选手指数据的例示性示例。举例来说:候选手指数据可包括该手指的宽度w、该手指指尖的曲率r、以及自获取指纹图像25提取的特征M1、M2、M3和M4在手指 5的坐标系中的相应位置(x’1、y’i)、(x’2、y’2)、(x’3、y’3WPI(x’4、y’4)。
[0098]在图10所例示的示例性认证尝试中，该指尖的曲率(在本文中简化为由曲率的半径“r”指示)可基于用于真实手指的预定范围而指示该候选手指不可能是真实手指。该认证准则因此可确定以便增加该认证尝试的需求，从而降低成功认证的可能性。
[0099]在其它实施例中，存储手指模板可包括登记手指信息，以指示例如:该手指的宽度 w、该手指指尖的曲率r、以及登记特征％、M2、M3和M4在手指5的坐标系中的相应位置(x ’ 1、y’l)、(X’2、y’2)、(X’3、y’3)#PI(X’4、y’4)。
[0100]接着，该认证准则的确定可基于在该存储登记手指信息和关于认证尝试确定的对应候选手指信息之间的比较。在图10例示的认证尝试的情况下，与图7中的手指模板的例示的比较给出:该候选手指特征和登记特征看起来被布置在该手指的坐标系中的大致上相同位置，但是该指尖的曲率确实是相当不同的。该认证准则应该因此被确定，以强力地降低成功认证的可能性。
[0101]另一个示例性认证尝试被示意性例示在图11中。比较图11和图7,可看出:独有特征看起来相当匹配，并且由宽度“W”和该指尖的曲率半径“r”所代表的手指维度是相似的， 然而该些独有特征在手指5的坐标系中的位置是相当不同的。再次，该认证准则应该因此被确定，以强力地降低成功认证的可能性。
[0102]如关于本发明登记方法的实施例的描述所进行的上述解释，登记手指数据可指示该登记手指的变形。如此示意性例示在图8a到8b中，其中图8a示意性示出手指放置在该电子装置1的表面上的指纹传感器3上，其从图8a中左侧的首次接触到图8a中右侧的完全接触，并且图8b是如该触摸传感器所观知的手指宽度的发展的示意性指示，其随时间从首次触摸到完全触摸而增加且由该曲线42所代表。
[0103] 另一个认证尝试通过图12a到12b所例示，其对应于上述的图8a到8b。图12a到12b 的认证尝试是尝试使用例如由明胶所制作的细的假手指45以对该电子装置1的指纹认证系统进行欺诈。该假手指45首先被放置在该指纹传感器3上，并且接着使用真实手指5以将压力施加至该假手指45。如该触摸传感器所观知的手指宽度的生成发展随时间从首次触摸到完全触摸而增长由该候选手指变形曲线47所代表。[〇1〇4]如在图12b中所看见，关于使用该假手指45进行认证尝试所获得的变形表现相当不同于由存储变形曲线42所指示的变形表现。该认证准则应该因此被确定，以强力地降低成功认证的可能性。[〇1〇5]到目前为止，根据本发明实施例的电子装置1的实施例已经描述，其中该指纹传感器3布置为极为接近包括触摸传感器11的触摸显示器2。[〇1〇6]如此配置的示例被显示在图9a中的经简化且示意性横截面视图中，其中该电子装置显示为包括罩玻璃32、透明的触摸传感器11、显示器12、以及指纹传感器部件3。如在图9a 中所看见，该触摸传感器被夹置在该显示器12(其例如可为LCD)和该罩玻璃32之间，并且该指纹传感器部件布置在该罩玻璃32的开口中，而该指纹传感器3的顶表面33布置为与该罩玻璃32的顶表面大致齐平。[〇1〇7]在以图9b的类似横截面视图来显示的另一个实施例中，该指纹传感器3替代地设置为该触摸传感器11的一部分。举例来说:该触摸传感器11的指纹传感器部分可具有远高于该触摸传感器11的其余部分的分辨率的分辨率。
[0108]如先前已经提及，该电子装置不必是移动电话或平板，并且该触摸传感器不必包括在触摸显示器中。举例来说:如图10中所示意性例示，该电子装置可以替代地设置为膝上型计算机的形式，并且该触摸传感器可以设置为该计算机的触摸板35的形式。
[0109]本领域技术人员理解:本发明并未被限制为如上所述的优选实施例。反之，在所附权利要求的范围内许多修改和变型是可能的。[011 〇]在权利要求中，词语“包括”并未排除其它元件或步骤，并且不定冠词“一”并未排除多个。单一处理器或其它单元可履行权利要求中所列举的若干项目的功能。单纯的事实是:在相互不同的从属权利要求中所记载的某些措施并未指示不能使用这些措施的组合以取得益处。计算机程序可被存储/分发在适当介质上，诸如与其它硬件一起供应或作为其它硬件的一部分的光学存储介质或固态介质，但是同样可以其它形式来分发，诸如经由因特网、或者是其它有线或无线的电信系统。在权利要求中的任何附图标记不应该被解释为范围的限制。
【主权项】
1.一种借助于电子装置来将候选手指的候选指纹相对登记手指的登记指纹进行认证 的方法，所述电子装置包括:触摸传感器，其用于所述电子装置的基于触摸的控制，所述触摸传感器具有对应于所 述电子装置的第一表面部分的作用区域；指纹传感器，其具有对应于所述电子装置的第二表面部分的作用区域；以及 处理电路，其被连接至所述触摸传感器且被连接至所述指纹传感器，其中所述方法包 括下述步骤:在所述候选手指静止在所述指纹传感器上时的候选手指放置期间，从所述触摸传感器 获取至少一个触摸传感器信号，所述至少一个触摸传感器信号指示所述触摸传感器的被所 述候选手指触摸的子区域；在所述候选手指静止在所述指纹传感器上时的所述候选手指放置期间，从所述指纹传 感器获取所述候选指纹的至少一个指纹图像；通过所述处理电路检索所述登记手指的登记指纹的存储登记表示；通过所述处理电路基于所述指纹图像来确定所述候选指纹的认证表示；以及 通过所述处理电路基于所述认证表示、所述存储登记表示、以及所述至少一个触摸传 感器信号来确定认证结果。2.如权利要求1所述的方法，其中确定认证结果的步骤包括下述步骤:通过所述处理电路基于所述至少一个触摸传感器信号来确定认证准则；通过所述处理电路比较所述认证表示和所述存储登记表示；以及通过所述处理电路基于所述比较和所述认证准则来确定所述认证结果。3.如权利要求2所述的方法，还包括下述步骤:基于所述至少一个触摸传感器信号来确定用于指示所述候选手指的至少一个特性的 候选手指数据，其中所述认证准则基于所述候选手指数据来确定。4.如权利要求3所述的方法，其中所述至少一个特性包括选自特性集合的至少一个特 性，所述特性集合包括:维度；维度之间的关系；变形特性；电气特性；以及 排汗特性。5.如权利要求3或4所述的方法，还包括下述步骤:通过所述处理电路检索用于指示所述登记手指的所述至少一个特性的存储登记手指 数据，以及所述认证准则基于所述候选手指数据和所述存储登记手指数据的比较来确定。6.如权利要求5所述的方法，其中:所述存储登记手指数据包括所述登记指纹和所述登记手指之间的登记位置关系的指 示；以及确定候选手指数据的步骤进一步包括确定所述候选指纹和所述候选手指之间的候选位置关系。7.如权利要求2-6中任一项所述的方法，其中:对于所述候选手指放置在所述指纹传感器上获取至少一个触摸传感器信号的步骤包 括获取触摸传感器信号序列，每一个触摸传感器信号指示所述触摸传感器的被所述候选手 指触摸的瞬时子区域;以及所述认证准则基于所述触摸传感器信号序列。8.如权利要求7所述的方法，还包括下述步骤:基于每个所述触摸传感器信号来确定所述候选手指的至少一个瞬时维度的指示，导致 用于指示所述候选手指的维度的候选序列的候选手指数据，其中所述认证准则基于所述候选手指数据。9.如权利要求8所述的方法，其中所述认证准则基于在指示的候选维度序列内所述至 少一个瞬时维度随时间的发展。10.如权利要求8或9所述的方法，还包括下述步骤:通过所述处理电路检索用于指示所述登记手指的维度的登记序列的存储登记手指数 据，其中所述认证准则基于所述候选手指数据和所述登记手指数据的比较。11.如前述任一权利要求所述的方法，其中:对于所述候选手指放置在所述指纹传感器上获取至少一个指纹图像的步骤包括获取 指纹图像序列；以及所述认证结果进一步基于所述指纹图像序列。12.如权利要求11所述的方法，还包括下述步骤:基于所述指纹图像序列来确定所述候选手指的排汗特性的指示，其中所述认证结果进一步基于所述排汗特性。13.—种借助于电子装置登记使用者的手指的指纹的方法，所述电子装置包括:触摸传感器，其用于所述电子装置的基于触摸的控制，所述触摸传感器具有对应于所 述电子装置的第一表面部分的作用区域;以及指纹传感器，其具有对应于所述电子装置的第二表面部分的作用区域，所述方法包括 下述步骤:对于在所述指纹传感器上的一系列的手指放置中的每一个手指放置，从所述指纹传感 器获取所述指纹的一部分的局部指纹图像；从所述触摸传感器获取用于指示所述触摸传感器的被所述手指触摸的子区域的触摸 传感器信号；基于所获取的局部指纹图像来确定所述指纹的登记指纹表示；基于所述触摸传感器信号确定用于指示所述手指的维度特性的登记手指数据；形成包括所述登记指纹表示和所述登记手指数据的指纹模板；以及 保存所述指纹模板连同所述指纹的标识符，从而登记所述指纹。14.如权利要求13所述的方法，还包括下述步骤:对于在所述指纹传感器上的所述一系列的手指放置中的至少一个手指放置，基于所述 触摸传感器信号所指示的所述子区域以及所述电子装置的所述第一表面部分和所述第二表面部分之间的位置关系来确定所述指纹的所述一部分和所述手指之间的位置关系。15.—种电子装置，其包括:触摸传感器，其用于所述电子装置的基于触摸的控制，所述触摸传感器具有对应于所 述电子装置的第一表面部分的作用区域；指纹传感器，其具有对应于所述电子装置的第二表面部分的作用区域；存储器；以及处理电路，其被连接至所述触摸传感器、所述指纹传感器、以及所述存储器，以用于:在所述候选手指静止在所述指纹传感器上时的候选手指放置期间，从所述触摸传感器 获取至少一个触摸传感器信号，所述至少一个触摸传感器信号指示所述触摸传感器的被所 述候选手指触摸的子区域；在所述候选手指静止在所述指纹传感器上时的候选手指放置期间，从所述指纹传感器 获取所述候选指纹的至少一个指纹图像；通过所述处理电路检索所述登记手指的登记指纹的存储登记表示；通过所述处理电路基于所述指纹图像来确定所述候选指纹的认证表示；以及 通过所述处理电路基于所述认证表示、所述存储登记表示、以及所述至少一个触摸传 感器信号来确定认证结果。16.如权利要求15所述的电子装置，其中所述触摸传感器被包括在触摸显示器中。17.如权利要求15或16所述的电子装置，其中所述第二表面部分相邻所述第一表面部 分。
【文档编号】G06F3/0488GK105981045SQ201580007468
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2015年12月10日
【发明人】埃里克·塞特贝里, 哈米德·萨弗, 汉斯·特恩布卢姆, 肯尼斯·琼森
【申请人】指纹卡有限公司