[发明专利]具有力传感器的指纹传感器

说明书

技术领域

本发明一般性涉及一种用于认证包括指纹传感器和力传感器的电子装置的用户的方法。本发明还一般性涉及一种对应的指纹传感器及电子装置。

背景技术

各种生物识别系统被越来越多地使用以提供访问电子装置的提高的安全性且同时以可接受的等级保持用户便利。特别地，指纹传感器例如由于其小的形状因子、高的性能及用户接受度已经成功集成在这样的装置中。在各种可用的指纹感测原理(诸如电容式、光学式、热式等)之中，电容式感测最常使用，特别是在尺寸和功耗重要的应用中。

所有的电容式指纹传感器提供在若干感测元件与放置在指纹传感器表面上的手指之间的电容的指示度量。指纹图像的获取典型地使用包括以二维方式布置的多个感测元件的指纹传感器来执行，并且可以将基于区块的技术应用到指纹传感器以获取指纹图像，其中感测元件的区块被顺序地采样。

与指纹传感器关联的问题之一涉及所谓的欺骗手指(spoof finger)，其试图模仿活体指纹，由此欺骗指纹传感器。若欺骗手指的欺骗成功，对系统的未经授权的访问可能不期望地批准或者未经授权的交易可能准许，这可能导致灾难性的后果。另外，欺骗手指相对容易制造，这可能最终导致提高数量的欺骗企图，尤其是在指纹传感器越来越常见地作为用于认证的装置的情况下。

因此，需要针对关于指纹传感器的验证的安全等级的改良。

发明内容

鉴于现有技术的上述及其他缺点，本发明的一个目的是提供一种具有改良的认证安全性的指纹传感器。另一目的是提供一种在指纹传感器系统中实现的相应方法。

因此，根据本发明的一个方面，提供一种用于认证包括指纹传感器和力传感器的电子装置的用户的方法，该种方法包括如下步骤：检索所存储的用户手指的多个指纹登记模板，每个指纹登记模板包括用户手指的至少部分的登记代表以及指示在登记代表被获取时由用户手指施加的力的相应登记力参数；使用指纹传感器获取对象的第一验证图像；根据第一验证图像确定第一验证代表；使用力传感器确定指示当第一验证代表被获取时由对象在该指纹传感器上施加的力的第一验证力参数，其中第一验证代表和第一验证力参数系形成第一验证模板；基于第一验证模板和所述多个指纹登记模板执行指纹认证过程，其中，当在第一验证模板中包括的第一验证代表和第一验证力参数中的每个匹配在相同的指纹登记模板中的包括登记代表和登记力参数中的每个，提供指示用户的成功认证的信号。

本发明基于如下认识：活体手指的指纹根据施加在指纹传感器上的力而变形。因而，认识到的是，可以利用关于变形的信息来改良指纹传感器中的认证安全。在不同的力参数(例如，在不同的力下)，活体指纹的验证代表将不同，而对于欺骗指纹，验证代表通常改变不多。例如，三维欺骗指纹(例如，由橡胶、环氧树脂或其他材料制成)在暴露到力(例如，未破坏该欺骗而在用于成像的边界内)时未显著变形。此外，诸如影印的相片的二维欺骗在力被施加在欺骗上时一点都不变形(使欺骗指纹变形)。因此，通过将力值连同指纹登记代表一起存储在登记模板中来实现认证上的改良。换言之，登记模板各自包括登记力参数和登记代表。对于有效的认证，从验证图像得到的验证代表以及验证力两者必须匹配在相同登记模板中的登记代表和登记力参数。

在本申请的上下文中，指纹图像的“登记代表”和/或“验证代表”可以是从指纹图像提取的用于评估在不同时间所获取的指纹图像之间的相似性的任何信息。例如，指纹图像的登记/验证代表可以包括指纹特征(诸如所谓的细节特征点)的描述以及关于指纹特征之间的位置关系的信息。可替代地，指纹图像的代表可以是图像本身、或图像的压缩版本。例如，图像可以被二值化和/或骨架化。从指纹图像提取这样的验证代表或登记代表的各种方式对于相关技术普通技术人员而言是公知的。

在本发明的一个实施方式中，还提供了，当在第一验证代表与第一登记代表之间找到匹配时，比较第一验证力参数与储存在包括匹配的第一登记代表的指纹登记模板中的第一登记力参数，其中，当第一验证力参数被确定为不匹配第一登记力参数时，提供指示用户的不成功认证的信号。此外，可以确定对象是欺骗手指。例如，当确定第一验证力参数大于第一登记力参数时，可以确定对象是欺骗手指。由此，有利地可以将对象分类为欺骗手指。