使用觸摸傳感器數據的指紋認證的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種借助于電子裝置以對候選指紋進行認證的方法，該電子裝置包括觸摸傳感器和指紋傳感器。該方法包括下述步驟：獲取用于指示該觸摸傳感器的被該候選手指觸摸的子區域的至少一個觸摸傳感器信號；獲取該候選指紋的至少一個指紋圖像；檢索登記手指的登記指紋的存儲登記表示；基于該指紋圖像來確定該候選指紋的認證表示；并且基于該認證表示、該存儲登記表示、以及所述至少一個觸摸傳感器信號來確定認證結果。
【專利說明】
使用觸摸傳感器數據的指紋認證
技術領域
[0001]本發明涉及用于將候選指紋相對于登記指紋進行認證的裝置和方法。【背景技術】
[0002]各種類型的生物特征系統越來越廣泛地使用，以提供增加的安全性和/或增強的使用者便利性。
[0003]特別是，由于其小型化尺寸、高性能和使用者可接受度，指紋感測系統已經被采用于例如消費電子裝置中。
[0004]對于指紋感測系統的持續信任，重要的是提供在便利性以及安全性方面具有高性能的指紋感測系統。特別是，期望提供一種指紋感測系統，其能夠對使用一個偽造手指以獲得一個正面認證結果的嘗試進行拒絕。
[0005]已經建議了運用所謂的抗欺詐措施的各種指紋感測系統。
[0006]舉例來說:US 2009/0316963公開了一種包括手指感測區域和控制器的指紋傳感器。該控制器將認證數據對齊登記數據，并且基于在對齊的登記數據和認證數據中的對應的指紋特征對及其空間位置來進行欺詐嘗試檢測。
[0007]然而，仍然期望提供具有改善性能的認證，特別是涉及到對欺詐嘗試的拒絕。
【發明內容】
[0008]鑒于現有技術的上述和其它缺點，本發明的目的是提供改善的認證，特別是涉及到對欺詐嘗試的拒絕。
[0009]根據本發明的第一方面，因此提供一種借助于電子裝置以將候選手指的候選指紋相對登記手指的登記指紋進行認證的方法，該電子裝置包括:觸摸傳感器，用于該電子裝置的基于觸摸的控制，該觸摸傳感器具有對應于該電子裝置的第一表面部分的作用區域;指紋傳感器，其具有對應于該電子裝置的第二表面部分的作用區域;和處理電路，其被連接至該觸摸傳感器和該指紋傳感器，其中該方法包括下述步驟:對候選手指放置在該指紋傳感器上從該觸摸傳感器獲取用于指示該觸摸傳感器的被該候選手指觸摸的子區域的至少一個觸摸傳感器信號;對候選手指放置在該指紋傳感器上從該指紋傳感器獲取該候選指紋的至少一個指紋圖像;通過該處理電路檢索登記手指的登記指紋的存儲登記表示;通過該處理電路基于該指紋圖像來確定該候選指紋的認證表示；以及通過該處理電路基于該認證表示、該存儲登記表示、以及所述至少一個觸摸傳感器信號來確定認證結果。
[0010]應該要注意到:根據本發明實施例的方法步驟未必按權利要求中所記載的順序。
[0011]該觸摸傳感器可以是能夠提供觸摸傳感器信號的任何傳感器，該觸摸傳感器信號指示該觸摸傳感器的被手指觸摸的子區域。這樣的觸摸傳感器本身為已知，并且例如可利用電容性、電感性、熱敏或光敏等方法，以感測手指在該觸摸傳感器上的至少存在和位置。 舉例來說:觸摸傳感器廣泛地被運用在智能電話和平板的觸摸顯示器中，并且也被運用在膝上型計算機的觸摸板中。應該要理解到:該觸摸傳感器的作用電路不需要直接被該手指觸摸，而是該觸摸傳感器可感測到通過某一保護涂層如玻璃罩進行的手指觸摸。手指觸摸布置在該觸摸傳感器的頂部的保護外罩的子區域被認為是觸摸該觸摸傳感器的子區域。
[0012]舉例來說:該指紋傳感器可以是電容性指紋傳感器，其檢測用于指示在感測元件陣列中的每一個感測元件和觸摸該指紋傳感器表面的手指表面之間的電容性耦合的度量。 相比于在對應于該指紋中的凹陷部的位置處的感測元件，在對應于該指紋中的隆起部的位置處的感測元件將展現一個更強的電容性耦合。
[0013]然而，本發明的各種實施例并未限于特定的指紋感測技術，但是可對等地應用于例如光敏、熱敏或壓電指紋傳感器等。
[0014]本發明基于下述的實現:在也包括觸摸傳感器的電子裝置中的指紋傳感器可被布置為足夠接近該觸摸傳感器，手指放置在該指紋傳感器上實際上總是一并造成該手指觸摸該指紋傳感器，并且關于該手指觸摸該指紋傳感器上的信息能被用來改善該電子裝置中所包括的指紋感測系統的認證性能。
[0015]在手指放置在該指紋傳感器上期間，該手指在該指紋傳感器上處于靜止狀態。這應該被理解成意味著該手指并非側向移動而橫過該指紋傳感器，如同所謂滑動式傳感器類型的指紋傳感器的情況那樣。
[0016]在一些實施例中，從該觸摸傳感器所獲取的觸摸傳感器信號中推出來自該手指的信息能與關于登記手指的存儲對應信息進行比較。
[0017]在其它實施例中，關于認證嘗試所獲得的手指有關的上述信息能用來改善此認證的性能，即使在沒有存儲對應信息時。舉例來說:與該手指的形狀、彈性和/或定向等有關的信息能用作輔助認證因素。舉例來說:如果使用該觸摸傳感器所獲得的與該手指有關的信息指示該候選手指(其或許不是一個活體手指)具有一個非常獨特的形狀、或者是指示如果該候選手指進行手指放置上并未如預期的變形，則在該認證表示(基于該候選指紋)和該存儲登記表示之間的匹配的需求能被設定成更為嚴苛。
[0018]此外，在一些實施例中，與該手指觸摸該觸摸傳感器有關的信息以及該觸摸傳感器和該指紋傳感器之間的已知位置關系能用來至少大致上將所獲取的局部指紋圖像關聯該使用者的指紋的相對應部分。舉例來說:在所獲取的該局部指紋圖像中的部分指紋能被關聯于手指坐標系統。
[0019]根據本發明的各種實施例，包括拒絕欺詐嘗試的能力的認證性能能得到改善。此夕卜，這能夠實現而沒有對所獲取指紋圖像進行大量的額外圖像處理和分析，但是使用來自該觸摸傳感器的有限數據量，其通常具有遠低于該指紋傳感器的分辨率的分辨率。
[0020]此外，通過本發明的各種實施例，認證時間能被降低，例如通過僅嘗試針對鑒于與自該觸摸傳感器所獲取的手指有關的信息在幾何上實際的旋轉和/或平移，而將該認證表示匹配存儲登記表示。
[0021]在各種實施例中，確定該認證結果的步驟可有利地包括下述步驟:通過該處理電路基于至少一個觸摸傳感器信號來確定認證準則;通過該處理電路比較該認證表示和存儲登記表示；以及通過該處理電路基于該比較和該認證準則來確定該認證結果。
[0022]對指紋認證領域中的技術人士顯然的是:該認證準則可以是對在該認證表示和存儲登記表示之間的匹配需求有所影響以導致成功認證的任何準則。舉例來說:該認證準則可以是用來修改匹配分數的因素、或者是該認證準則可以是用來修改閾值分數的因素，該匹配分數可與該閾值分數進行比較以確定該認證嘗試的成功與否。替代地、或組合地，該認證準則以及在該認證表示和存儲登記表示之間的上述比較可能需要滿足分別的預定需求， 用以使該認證嘗試被認為是成功的。
[0023]在一些實施例中，用來指示該候選手指的至少一個特性的候選手指數據可基于該至少一個觸摸傳感器信號來確定，并且該認證準則可基于該候選手指數據來確定。
[0024]可基于觸摸傳感器信號來確定該候選手指的特性的示例包括:維度;維度之間的關系;變形特性;電氣特性；以及排汗特性。
[0025]舉例來說:該手指在該觸摸傳感器上被成像的形狀能夠被使用。該認證準則接著能基于任何合適的維度特性或維度特性的組合，其從諸如最大手指寬度的簡單特性到諸如指尖曲率的更復雜特性。盡管相較于測量簡單維度來說更為復雜，然而匹配曲率是充分研究的領域并且以二維方式比較低解析度曲線是低復雜度的問題。
[0026]如同上文所解釋地，該認證準則可基于僅與該候選手指有關的信息、或者是基于與該候選手指有關的信息和與登記手指有關的存儲信息。在后一情況下，登記手指數據(特征)可在登記期間被提取，并且連同該登記指紋的上述登記表示一起被存儲在登記手指模板中。在進行認證時，相似提取可被實行以獲得候選手指數據(特征)。接著能進行比較，并且可基于在該登記手指數據和該候選手指數據之間的相似度來確定分數。
[0027]這些特征(該登記手指數據和該候選手指數據)本身并不是足夠獨特以提供指紋驗證所需的鑒別能力，但是通過將該些特征融入使用該指紋傳感器的生物特征方法，能得到顯著好處在于以非常不相似的手指尺寸進行的嘗試能被輕易地拒絕，即使小尺度特征恰巧相同亦如此。
[0028]在多個實施例中，該存儲登記手指數據可包括該登記指紋和該登記手指之間的登記位置關系的指示;并且確定該候選手指數據的步驟可進一步包括確定該候選指紋和該候選手指之間的候選位置關系。
[0029]當從該指紋傳感器所獲取的指紋圖像中提取詳細的指紋信息時，該觸摸傳感器信號能提供在該候選指紋和該候選手指之間的位置關系，也就是，對來自該指紋傳感器的詳細信息是位于該手指上的位置進行的估計，并且將其錨定至該手指的坐標系。
[0030]在進行匹配驗證時，典型的指紋識別算法將提供該手指需要如何旋轉和平移的信息，以給出實現分數。對于與觸摸傳感器一起使用的指紋傳感器來說，基于指紋傳感器的結果接著能被相關于其基于觸摸傳感器的估計，并且該指紋匹配分數接著能基于上述相關來進行調整。舉例來說:如果冒名頂替者嘗試在旋轉上恰巧匹配，這意味著整個手部或多或少將必須覆蓋該觸摸傳感器，然而該觸摸傳感器僅僅對指尖進行檢測，所以這會是使該匹配分數減少的強烈指示。[〇〇31]此外，在各種實施例中，對于該候選手指放置在該指紋傳感器上獲取至少一個觸摸傳感器信號的步驟可包括:獲取觸摸傳感器信號序列，每一個觸摸傳感器信號指示該觸摸傳感器的被該候選手指觸摸的瞬時子區域；以及該認證準則可基于觸摸傳感器信號序列。
[0032]該方法可有利地進一步包括下述步驟:基于每個觸摸傳感器信號來確定該候選手指的至少一個瞬時維度的指示，導致用于指示該候選手指的維度的候選序列的候選手指數據，并且該認證準則可基于該候選手指數據。
[0033]通過使用針對候選手指獲取的觸摸傳感器信號序列，該候選手指的變形特性能得到評估，并且欺詐嘗試可被拒絕。使用觸摸傳感器信號序列所獲得的變形特性可與用于活體手指的預定范圍進行比較、或者是可與用于該登記模板中包括的登記手指的對應變形信息進行比較。
[0034]此外，根據本發明的實施例，獲取至少一個指紋圖像的步驟可有利地包括:獲取指紋圖像序列；以及該認證結果可進一步基于指紋圖像序列。
[0035]舉例來說:指紋圖像序列可被用來確定該候選手指的排汗特性的指示，并且該認證結果可進一步基于該排汗特性。舉例來說:該排汗特性可被用來確定上述的認證準則。
[0036]根據本發明的第二方面，提供一種借助于電子裝置登記使用者的手指的指紋的方法，該電子裝置包括:觸摸傳感器，用于該電子裝置的基于觸摸的控制，該觸摸傳感器具有對應于該電子裝置的第一表面部分的作用區域；以及指紋傳感器，其具有對應于該電子裝置的第二表面部分的作用區域，該方法包括下述步驟:對在該指紋傳感器上的一系列的手指放置中的每一個手指放置從該指紋傳感器獲取該指紋的一部分的局部指紋圖像;從該觸摸傳感器獲取用于指示該觸摸傳感器的被該手指觸摸的子區域的觸摸傳感器信號;基于所獲取的局部指紋圖像來確定該指紋的登記指紋表示;基于該觸摸傳感器信號確定用于指示該手指的維度特性的登記手指數據;形成包括該登記指紋表示和該登記手指數據的指紋模板;以及保存該指紋模板以及該指紋的標識符，從而登記該指紋。
[0037]根據本發明的第二方面的方法可進一步包括下述步驟:基于該觸摸傳感器信號所指示的子區域以及該電子裝置的第一表面部分和第二表面部分之間的位置關系，對在該指紋傳感器上的該系列的手指放置中的至少一個手指放置確定在該指紋的該部分和該手指之間的位置關系。
[0038]本發明第二方面的進一步實施例和通過此第二方面所獲得的效果極為類似于上文所述的本發明第一方面。
[0039]根據本發明的第三方面，提供了一種電子裝置，其包括:觸摸傳感器，用于該電子裝置的基于觸摸的控制，該觸摸傳感器具有對應于該電子裝置的第一表面部分的作用區域;指紋傳感器，其具有對應于該電子裝置的第二表面部分的作用區域;存儲器；以及處理電路，其被連接至該觸摸傳感器、該指紋傳感器、以及該存儲器，以用于:對候選手指放置在該指紋傳感器上從該觸摸傳感器獲取用于指示該觸摸傳感器的被該候選手指觸摸的子區域的至少一個觸摸傳感器信號;對候選手指放置在該指紋傳感器上從該指紋傳感器獲取該候選指紋的至少一個指紋圖像;通過該處理電路檢索登記手指的登記指紋的存儲登記表示;通過該處理電路基于該指紋圖像來確定該候選指紋的認證表示；以及通過該處理電路基于該認證表示、該存儲登記表示、以及所述至少一個觸摸傳感器信號來確定認證結果。
[0040]該處理電路可以一個或若干處理器的形式來設置，其同樣可控制該電子裝置的其它功能。
[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來安排，如此使得手指在該指紋傳感器上的放置幾乎無可避免地造成該手指的至少一部分也覆蓋該觸摸傳感器。 為此目的，該指紋傳感器可被布置為實質上直接地相鄰該觸摸傳感器、或者是至少部分地被該觸摸傳感器圍繞。在多個實施例中，該觸摸傳感器的一部分可被配置來用作指紋傳感器，例如通過具有與該觸摸傳感器的其它部分相比顯著更高的分辨率。
[0042]此外，上述的第一表面部分和第二表面部分可有利地處于該電子裝置的同一面上 (如果該電子裝置具有大體平坦的面)，以促進手指在該觸摸傳感器和該指紋傳感器上的同時放置。[〇〇43]本發明第三方面的進一步實施例和通過該第三方面所獲得的效果極為類似于上文所述的本發明第一方面和第二方面。
[0044]綜述，本發明涉及一種借助于電子裝置認證候選指紋的方法，該電子裝置包括觸摸傳感器；以及指紋傳感器。該方法包括下述步驟:獲取用于指示該觸摸傳感器的被該候選手指觸摸的子區域的至少一個觸摸傳感器信號；獲取該候選指紋的至少一個指紋圖像;檢索登記手指的登記指紋的存儲登記表示;基于該指紋圖像確定該候選指紋的認證表示；以及基于該認證表示、該存儲登記表示、以及所述至少一個觸摸傳感器信號確定認證結果。【附圖說明】
[0045]參照顯示本發明的示例實施例的附圖，本發明的這些方面和其它方面如今將更詳細地進行描述，其中:
[0046]圖1示意性示出關于認證嘗試示例性候選手指放置在該指紋傳感器上；
[0047]圖2例示在該候選指紋的候選表示和登記指紋的存儲登記表示之間進行包括旋轉的匹配；
[0048]圖3示意性例示根據本發明實施例的在電子裝置中的觸摸傳感器和指紋傳感器之間的位置關系；[〇〇49]圖4是圖3中的電子裝置的方塊圖；
[0050]圖5示意性示出該觸摸傳感器的被圖1中的手指所覆蓋的子區域、以及在如圖3中所示的電子裝置的坐標系中同時獲取的局部指紋圖像；[0051 ]圖6是用于示意性例示根據本發明實施例的登記方法的流程圖；
[0052]圖7示意性例示使用根據圖6中的流程圖的方法所形成的登記指紋模板；[〇〇53]圖8a到8b局部地示意性例示使用根據圖6中的流程圖的方法所形成的另一個登記指紋模板；[〇〇54]圖9是用于示意性例示根據本發明實施例的認證方法的流程圖；
[0055]圖10示意性例示使用根據圖9中的流程圖的方法進行的第一認證嘗試；[〇〇56]圖11示意性例示使用根據圖9中的流程圖的方法進行的第二認證嘗試；[〇〇57]圖12a到12b示意性例示使用根據圖9中的流程圖的方法進行的第三認證嘗試； [〇〇58]圖13a到13b示意性例示根據本發明的電子裝置的兩個實施例；以及
[0059]圖14示意性例示根據本發明的電子裝置的另一個實施例。【具體實施方式】
[0060]在此詳細描述中，根據本發明的方法和電子裝置的各種實施例主要參照大致方型的指紋傳感器來進行描述，該指紋傳感器布置為臨近移動電話的觸摸顯示器。[0061 ]應該要注意到:如此并沒有對本發明的范圍有所限制，其同樣對等地包括例如其它電子裝置，諸如平板、計算機或手表。此外，該指紋傳感器可具有任意其它形狀。舉例來說:該指紋傳感器可被設置成一個細長矩形。
[0062]圖1示意性示出與認證嘗試有關的示例性候選手指放置。參考圖1，在此處以移動電話1形式的電子裝置包括觸摸顯示器2和指紋傳感器3。該觸摸顯示器2包括用于對該移動電話1進行觸摸式控制的觸摸傳感器和充當使用者接口的顯示器。
[0063]在圖1中，該移動電話1的使用者通過將其手指5放置在該指紋傳感器3上來進行認證嘗試。
[0064]作為本發明實施例的描述的引言，圖2例示對于認證的常規手段，提取自該候選指紋的指紋圖像25的認證表示(其在本文中以獨有特征和M4的形式來指示)與登記指紋的存儲登記表示9進行比較。[〇〇65] 如在圖2中示意性例示，認證表示施到114在旋轉后可能匹配于該存儲登記表示。
[0066]特別是小型指紋傳感器3(諸如圖1的電子裝置1中所包括的小型指紋傳感器)，除了該指紋中觸摸該小型指紋傳感器3的部分的指紋信息之外，典型地無法獲得關于該候選手指5的進一步信息。
[0067]本發明的用于提供改善認證性能的各種實施例將在下文中進行描述。
[0068]圖3示意性例示根據本發明實施例的電子裝置中的觸摸傳感器和指紋傳感器之間的位置關系。[〇〇69] 參考圖3,該電子裝置1包括觸摸顯示器2和指紋傳感器3,該觸摸顯示器2包括觸摸傳感器，該觸摸傳感器具有對應于該電子裝置1的第一表面部分^的作用區域，并且該指紋傳感器3具有對應于該電子裝置1的第二表面部分如的作用區域。該觸摸傳感器2的作用區域是其中可以檢測到手指存在于觸摸傳感器表面的上方的區域，并且該指紋傳感器3的作用區域是該指紋傳感器3中能用于對該指紋的部分進行成像的區域。
[0070]在圖3的例示示例中，該第一表面部分M通過兩個坐標來定義:左下角(X1、yi)和右上角(X2、y2)，并且該第二表面部分A2通過兩個坐標來定義:左下角(X3、y3)和右上角(X4、Y4) 〇
[0071]通過在該第一表面部分^和該第二表面部分A2之間的已知定位關系，在該第一表面部分Ai中的位置可相關于在該第二表面部分A2中的位置，反之亦然。
[0072]參考圖4中的方塊圖，除了該指紋傳感器3,圖3中的電子裝置1還包括觸摸傳感器 11、顯示器12、在此處具有微處理器13的形式的處理電路、存儲器14、以及用于向該電子裝置1中的各種部件提供電能的電池15。盡管未顯示于圖4中，該電子裝置可根據應用而包括其它部件。舉例來說:該電子裝置1可包括用于無線通信的電路、用于語音通信的電路、鍵盤等。[〇〇73]此外，盡管該處理電路在圖3中示意性指示為單個微處理器，但是應該要注意到: 這是個簡化圖示，并且該處理電路可包括若干處理器。舉例來說:該處理電路可包括專用于進行指紋圖像的獲取和處理、進行樣本產生和/或認證的指紋處理器。此外，該處理電路可包括專用于控制該觸摸傳感器的觸摸傳感器處理器等。
[0074]根據本發明的實施例，指示該觸摸傳感器11中正被該候選手指5觸摸的子區域的觸摸傳感器信號用于以各種方式改善該認證的性能。[〇〇75]圖5示意性指示在該觸摸傳感器11的子區域20和通過該指紋傳感器3所獲得的候選指紋25之間的位置關系。在圖5中，該觸摸傳感器11中正被該手指5觸摸的子區域20和以該候選指紋圖像成像的指紋25顯示在該電子裝置1的坐標系中，如上文參考圖3所述。
[0076]根據本發明的登記方法的示例性實施例如今將參考圖6的流程圖并搭配圖3、圖4、 圖5、圖7和圖8a到8b中的例示一起描述。
[0077]在該登記方法的第一步驟100中，與手指放置在該指紋傳感器3上和該觸摸傳感器 11上有關地，通過該處理電路13從該觸摸傳感器11獲取至少一個觸摸傳感器信號。與同一手指放置有關地，在步驟101中通過該處理電路13從該指紋傳感器3獲取局部指紋圖像。
[0078] 步驟101或步驟100和101可被重復進行以獲取新的局部指紋圖像，直到在步驟102 中基于該些局部指紋圖像得以形成該登記指紋的登記表示9為止。
[0079]接下來，在步驟103中，確定用于指示該登記手指的至少一個特性的登記手指數據。
[0080]參考圖7,該登記手指數據可指示該手指的形狀、和/或在該登記指紋和該手指5的特征之間的位置關系。
[0081]在圖7中，該登記指紋表示9(在此處為例示以示例性指紋圖案進行顯示)和該手指 5的輪廓40布置在用于該手指5的坐標系中。如上文所述，該登記指紋表示9通過一系列的局部指紋圖像來形成。該手指5的輪廓40(或其它幾何表示)可基于單個觸摸傳感器信號或多個觸摸傳感器信號來形成。舉例來說:一個觸摸傳感器信號可關于每一次手指放置在該指紋傳感器3上而獲取。
[0082]圖7同樣示意性示出在步驟103中所確定的登記手指數據的一些例示性示例。舉例來說:登記手指數據可包括該手指的寬度V’、該手指指尖的曲率“r”、以及登記特征M1、M2、 M3和M4在手指5的坐標系中的相應位置(x’1、y’i)、(x’2、y’2)、(x’3、y’3)和(x’4、y’4)。[〇〇83]參考圖8a到8b，登記手指數據可替代地或組合地用于指示該登記手指的變形。 [〇〇84]圖8a示意性示出手指放置在該電子裝置1的表面上的指紋傳感器3上，從圖8a中左側的首次接觸到圖8a中右側的完全接觸。
[0085]如在圖8a中也示意性指示的那樣，觸摸傳感器信號序列得以獲取，其中序列中的每一個觸摸傳感器信號指示正被該侯選手指觸摸的子區域20。
[0086]圖8b是如該觸摸傳感器所觀知的手指寬度的發展的示意性指示，隨時間從首次接觸到完全接觸而增加。在此處通過該曲線42所呈現的發展可構成在步驟103處所確定的登記手指數據、或被包括在步驟103處所確定的登記手指數據中。
[0087]最終，在步驟104中，用于該登記指紋的指紋模板通過將在步驟102中所確定的登記表示結合在步驟103中所確定的登記手指數據來形成。
[0088]根據本發明的認證方法的示例性實施例如今將參考圖9中的流程圖并搭配圖3、圖 4、圖10、圖11和圖12a到12b中的例示一起描述。[〇〇89]在該認證方法的第一步驟200中，與手指放置在該指紋傳感器3上和該觸摸傳感器 11上有關地，通過該處理電路13從該觸摸傳感器11獲取至少一個觸摸傳感器信號。與同一手指的放置有關地，在步驟201中通過該處理電路13從該指紋傳感器3獲取局部指紋圖像 25〇
[0090]在后續的步驟202中，確定認證表示，其由圖10和圖11中的獨有特征％、M2、M3和M4 予以呈現。
[0091]在下述步驟203中，從存儲器中檢索包括該登記指紋的登記表示的存儲指紋模板。 在一些實施例中，除了該指紋，該存儲指紋模板還可進一步包括用于指示該登記手指的另一個特性的登記手指數據。在上文中描述了在有或沒有登記手指數據的情況下如何確定這樣的指紋模板的示例方法。
[0092]已在步驟203中檢索到該指紋模板之后，該認證方法繼續在步驟204中確定認證準貝1J。應該要注意到:該認證方法的步驟未必需要按圖9的流程圖中所指示的順序發生。反之， 舉例來說:該認證準則可在檢索到該存儲指紋模板之前和/或在確定該認證表示之前確定。
[0093]該認證準則可被用于允許除了該候選指紋圖案以外關于該候選手指的信息也能夠影響該認證結果。如在上文中已進一步解釋，此認證的確定可基于關于認證嘗試所獲得的信息、或者是基于關于認證嘗試所獲得的信息結合關于該登記手指的登記所獲得的存儲 fg息。[〇〇94] 在接下來的步驟205中，該認證表示和該登記表示可根據該認證準則而進行比較， 并且此比較的結果在步驟206中進行評估以造成成功或失敗的認證嘗試。[〇〇95] 圖10示意性示出第一認證嘗試，其中由提取的特征和M4(在此處顯示于獲取指紋圖像25中以用于例示)所指示的認證表示和該候選手指5的輪廓40布置在用于該手指5的坐標系中。
[0096]該候選手指5的輪廓40(或其它幾何表示)可基于單個觸摸傳感器信號、或多個觸摸傳感器信號來形成。
[0097]圖10也示意性示出候選手指數據的例示性示例。舉例來說:候選手指數據可包括該手指的寬度w、該手指指尖的曲率r、以及自獲取指紋圖像25提取的特征M1、M2、M3和M4在手指 5的坐標系中的相應位置(x’1、y’i)、(x’2、y’2)、(x’3、y’3WPI(x’4、y’4)。
[0098]在圖10所例示的示例性認證嘗試中，該指尖的曲率(在本文中簡化為由曲率的半徑“r”指示)可基于用于真實手指的預定范圍而指示該候選手指不可能是真實手指。該認證準則因此可確定以便增加該認證嘗試的需求，從而降低成功認證的可能性。
[0099]在其它實施例中，存儲手指模板可包括登記手指信息，以指示例如:該手指的寬度 w、該手指指尖的曲率r、以及登記特征％、M2、M3和M4在手指5的坐標系中的相應位置(x ’ 1、y’l)、(X’2、y’2)、(X’3、y’3)#PI(X’4、y’4)。
[0100]接著，該認證準則的確定可基于在該存儲登記手指信息和關于認證嘗試確定的對應候選手指信息之間的比較。在圖10例示的認證嘗試的情況下，與圖7中的手指模板的例示的比較給出:該候選手指特征和登記特征看起來被布置在該手指的坐標系中的大致上相同位置，但是該指尖的曲率確實是相當不同的。該認證準則應該因此被確定，以強力地降低成功認證的可能性。
[0101]另一個示例性認證嘗試被示意性例示在圖11中。比較圖11和圖7,可看出:獨有特征看起來相當匹配，并且由寬度“W”和該指尖的曲率半徑“r”所代表的手指維度是相似的， 然而該些獨有特征在手指5的坐標系中的位置是相當不同的。再次，該認證準則應該因此被確定，以強力地降低成功認證的可能性。
[0102]如關于本發明登記方法的實施例的描述所進行的上述解釋，登記手指數據可指示該登記手指的變形。如此示意性例示在圖8a到8b中，其中圖8a示意性示出手指放置在該電子裝置1的表面上的指紋傳感器3上，其從圖8a中左側的首次接觸到圖8a中右側的完全接觸，并且圖8b是如該觸摸傳感器所觀知的手指寬度的發展的示意性指示，其隨時間從首次觸摸到完全觸摸而增加且由該曲線42所代表。
[0103] 另一個認證嘗試通過圖12a到12b所例示，其對應于上述的圖8a到8b。圖12a到12b 的認證嘗試是嘗試使用例如由明膠所制作的細的假手指45以對該電子裝置1的指紋認證系統進行欺詐。該假手指45首先被放置在該指紋傳感器3上，并且接著使用真實手指5以將壓力施加至該假手指45。如該觸摸傳感器所觀知的手指寬度的生成發展隨時間從首次觸摸到完全觸摸而增長由該候選手指變形曲線47所代表。[〇1〇4]如在圖12b中所看見，關于使用該假手指45進行認證嘗試所獲得的變形表現相當不同于由存儲變形曲線42所指示的變形表現。該認證準則應該因此被確定，以強力地降低成功認證的可能性。[〇1〇5]到目前為止，根據本發明實施例的電子裝置1的實施例已經描述，其中該指紋傳感器3布置為極為接近包括觸摸傳感器11的觸摸顯示器2。[〇1〇6]如此配置的示例被顯示在圖9a中的經簡化且示意性橫截面視圖中，其中該電子裝置顯示為包括罩玻璃32、透明的觸摸傳感器11、顯示器12、以及指紋傳感器部件3。如在圖9a 中所看見，該觸摸傳感器被夾置在該顯示器12(其例如可為LCD)和該罩玻璃32之間，并且該指紋傳感器部件布置在該罩玻璃32的開口中，而該指紋傳感器3的頂表面33布置為與該罩玻璃32的頂表面大致齊平。[〇1〇7]在以圖9b的類似橫截面視圖來顯示的另一個實施例中，該指紋傳感器3替代地設置為該觸摸傳感器11的一部分。舉例來說:該觸摸傳感器11的指紋傳感器部分可具有遠高于該觸摸傳感器11的其余部分的分辨率的分辨率。
[0108]如先前已經提及，該電子裝置不必是移動電話或平板，并且該觸摸傳感器不必包括在觸摸顯示器中。舉例來說:如圖10中所示意性例示，該電子裝置可以替代地設置為膝上型計算機的形式，并且該觸摸傳感器可以設置為該計算機的觸摸板35的形式。
[0109]本領域技術人員理解:本發明并未被限制為如上所述的優選實施例。反之，在所附權利要求的范圍內許多修改和變型是可能的。[011 〇]在權利要求中，詞語“包括”并未排除其它元件或步驟，并且不定冠詞“一”并未排除多個。單一處理器或其它單元可履行權利要求中所列舉的若干項目的功能。單純的事實是:在相互不同的從屬權利要求中所記載的某些措施并未指示不能使用這些措施的組合以取得益處。計算機程序可被存儲/分發在適當介質上，諸如與其它硬件一起供應或作為其它硬件的一部分的光學存儲介質或固態介質，但是同樣可以其它形式來分發，諸如經由因特網、或者是其它有線或無線的電信系統。在權利要求中的任何附圖標記不應該被解釋為范圍的限制。
【主權項】
1.一種借助于電子裝置來將候選手指的候選指紋相對登記手指的登記指紋進行認證 的方法，所述電子裝置包括:觸摸傳感器，其用于所述電子裝置的基于觸摸的控制，所述觸摸傳感器具有對應于所 述電子裝置的第一表面部分的作用區域；指紋傳感器，其具有對應于所述電子裝置的第二表面部分的作用區域；以及 處理電路，其被連接至所述觸摸傳感器且被連接至所述指紋傳感器，其中所述方法包 括下述步驟:在所述候選手指靜止在所述指紋傳感器上時的候選手指放置期間，從所述觸摸傳感器 獲取至少一個觸摸傳感器信號，所述至少一個觸摸傳感器信號指示所述觸摸傳感器的被所 述候選手指觸摸的子區域；在所述候選手指靜止在所述指紋傳感器上時的所述候選手指放置期間，從所述指紋傳 感器獲取所述候選指紋的至少一個指紋圖像；通過所述處理電路檢索所述登記手指的登記指紋的存儲登記表示；通過所述處理電路基于所述指紋圖像來確定所述候選指紋的認證表示；以及 通過所述處理電路基于所述認證表示、所述存儲登記表示、以及所述至少一個觸摸傳 感器信號來確定認證結果。2.如權利要求1所述的方法，其中確定認證結果的步驟包括下述步驟:通過所述處理電路基于所述至少一個觸摸傳感器信號來確定認證準則；通過所述處理電路比較所述認證表示和所述存儲登記表示；以及通過所述處理電路基于所述比較和所述認證準則來確定所述認證結果。3.如權利要求2所述的方法，還包括下述步驟:基于所述至少一個觸摸傳感器信號來確定用于指示所述候選手指的至少一個特性的 候選手指數據，其中所述認證準則基于所述候選手指數據來確定。4.如權利要求3所述的方法，其中所述至少一個特性包括選自特性集合的至少一個特 性，所述特性集合包括:維度；維度之間的關系；變形特性；電氣特性；以及 排汗特性。5.如權利要求3或4所述的方法，還包括下述步驟:通過所述處理電路檢索用于指示所述登記手指的所述至少一個特性的存儲登記手指 數據，以及所述認證準則基于所述候選手指數據和所述存儲登記手指數據的比較來確定。6.如權利要求5所述的方法，其中:所述存儲登記手指數據包括所述登記指紋和所述登記手指之間的登記位置關系的指 示；以及確定候選手指數據的步驟進一步包括確定所述候選指紋和所述候選手指之間的候選位置關系。7.如權利要求2-6中任一項所述的方法，其中:對于所述候選手指放置在所述指紋傳感器上獲取至少一個觸摸傳感器信號的步驟包 括獲取觸摸傳感器信號序列，每一個觸摸傳感器信號指示所述觸摸傳感器的被所述候選手 指觸摸的瞬時子區域;以及所述認證準則基于所述觸摸傳感器信號序列。8.如權利要求7所述的方法，還包括下述步驟:基于每個所述觸摸傳感器信號來確定所述候選手指的至少一個瞬時維度的指示，導致 用于指示所述候選手指的維度的候選序列的候選手指數據，其中所述認證準則基于所述候選手指數據。9.如權利要求8所述的方法，其中所述認證準則基于在指示的候選維度序列內所述至 少一個瞬時維度隨時間的發展。10.如權利要求8或9所述的方法，還包括下述步驟:通過所述處理電路檢索用于指示所述登記手指的維度的登記序列的存儲登記手指數 據，其中所述認證準則基于所述候選手指數據和所述登記手指數據的比較。11.如前述任一權利要求所述的方法，其中:對于所述候選手指放置在所述指紋傳感器上獲取至少一個指紋圖像的步驟包括獲取 指紋圖像序列；以及所述認證結果進一步基于所述指紋圖像序列。12.如權利要求11所述的方法，還包括下述步驟:基于所述指紋圖像序列來確定所述候選手指的排汗特性的指示，其中所述認證結果進一步基于所述排汗特性。13.—種借助于電子裝置登記使用者的手指的指紋的方法，所述電子裝置包括:觸摸傳感器，其用于所述電子裝置的基于觸摸的控制，所述觸摸傳感器具有對應于所 述電子裝置的第一表面部分的作用區域;以及指紋傳感器，其具有對應于所述電子裝置的第二表面部分的作用區域，所述方法包括 下述步驟:對于在所述指紋傳感器上的一系列的手指放置中的每一個手指放置，從所述指紋傳感 器獲取所述指紋的一部分的局部指紋圖像；從所述觸摸傳感器獲取用于指示所述觸摸傳感器的被所述手指觸摸的子區域的觸摸 傳感器信號；基于所獲取的局部指紋圖像來確定所述指紋的登記指紋表示；基于所述觸摸傳感器信號確定用于指示所述手指的維度特性的登記手指數據；形成包括所述登記指紋表示和所述登記手指數據的指紋模板；以及 保存所述指紋模板連同所述指紋的標識符，從而登記所述指紋。14.如權利要求13所述的方法，還包括下述步驟:對于在所述指紋傳感器上的所述一系列的手指放置中的至少一個手指放置，基于所述 觸摸傳感器信號所指示的所述子區域以及所述電子裝置的所述第一表面部分和所述第二表面部分之間的位置關系來確定所述指紋的所述一部分和所述手指之間的位置關系。15.—種電子裝置，其包括:觸摸傳感器，其用于所述電子裝置的基于觸摸的控制，所述觸摸傳感器具有對應于所 述電子裝置的第一表面部分的作用區域；指紋傳感器，其具有對應于所述電子裝置的第二表面部分的作用區域；存儲器；以及處理電路，其被連接至所述觸摸傳感器、所述指紋傳感器、以及所述存儲器，以用于:在所述候選手指靜止在所述指紋傳感器上時的候選手指放置期間，從所述觸摸傳感器 獲取至少一個觸摸傳感器信號，所述至少一個觸摸傳感器信號指示所述觸摸傳感器的被所 述候選手指觸摸的子區域；在所述候選手指靜止在所述指紋傳感器上時的候選手指放置期間，從所述指紋傳感器 獲取所述候選指紋的至少一個指紋圖像；通過所述處理電路檢索所述登記手指的登記指紋的存儲登記表示；通過所述處理電路基于所述指紋圖像來確定所述候選指紋的認證表示；以及 通過所述處理電路基于所述認證表示、所述存儲登記表示、以及所述至少一個觸摸傳 感器信號來確定認證結果。16.如權利要求15所述的電子裝置，其中所述觸摸傳感器被包括在觸摸顯示器中。17.如權利要求15或16所述的電子裝置，其中所述第二表面部分相鄰所述第一表面部 分。
【文檔編號】G06F3/0488GK105981045SQ201580007468
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2015年12月10日
【發明人】埃里克·塞特貝里, 哈米德·薩弗, 漢斯·特恩布盧姆, 肯尼斯·瓊森
【申請人】指紋卡有限公司