使用拼接和裁剪的指紋認(rèn)證的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及使用包括生物計(jì)量信息的身體部位來認(rèn)證用戶的方法、系統(tǒng)、裝置。方法包括：將包括用戶的身體部位的不同視圖的局部注冊圖像拼接成至少一個(gè)拼接圖，并且因此生成注冊圖像；獲取身體部位的認(rèn)證圖像，其中，認(rèn)證圖像的大小是注冊圖像的一部分；在注冊圖像中確定至少一個(gè)感興趣區(qū)域；以及將認(rèn)證圖像與在注冊圖像中所確定的感興趣區(qū)域的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配。
【專利說明】
使用拼接和裁剪的指紋認(rèn)證
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本公開內(nèi)容涉及用于使用小型指紋傳感器的指紋認(rèn)證的方法、系統(tǒng)、裝置。更特別地，本發(fā)明涉及使用包括生物計(jì)量信息的身體部位來認(rèn)證用戶的方法、系統(tǒng)、裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在生物計(jì)量感測領(lǐng)域中，指紋的使用已經(jīng)演變?yōu)槭褂米顝V泛的技術(shù)之一。存在許多在用戶被允許訪問裝置之前需要指紋認(rèn)證的電子裝置。這一事實(shí)可以通過考慮移動(dòng)通信技術(shù)領(lǐng)域(例如智能移動(dòng)裝置如智能手機(jī)的使用)而得到說明和例示。在該領(lǐng)域，對(duì)于提供用于訪問裝置自身的增加的安全性的需求以及此外對(duì)于提供對(duì)遠(yuǎn)程服務(wù)(諸如銀行服務(wù))的安全訪問的需求增加，其中，所述銀行服務(wù)經(jīng)由數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)可用。
[0003]為了使得經(jīng)由指紋感測實(shí)現(xiàn)這樣的安全訪問，用戶需要參與所謂的注冊過程，在注冊步驟中，直接與用戶的指紋關(guān)聯(lián)的信息被注冊以供稍后當(dāng)要確定實(shí)際訪問時(shí)在匹配過程中使用。在這樣的注冊過程期間，用戶通常數(shù)次被提示將手指放到指紋傳感器上，直到完整指紋或者至少指紋的大部分已經(jīng)被記錄為止。
[0004]美國專利申請(qǐng)公開2014/0003677和2014/0003679中描述了現(xiàn)有技術(shù)指紋注冊的示例。在這些公開所描述的系統(tǒng)中，在注冊過程期間，用戶被提供信息形式的反饋，所述反饋告知用戶指紋的哪些部分仍需要被記錄。
[0005]指紋傳感器例如是電容式觸摸傳感器:與使用光的光學(xué)掃描器相反，電容式觸摸傳感器在掃描手指時(shí)使用電流。電容式觸摸傳感器是無源或者有源的。無源傳感器在每個(gè)傳感器像素處測量傳感器與手指之間的電容。電容對(duì)于指紋的脊紋(ridge)和凹谷(valley)不同，這是因?yàn)榘脊扰c傳感器之間存在氣隙。有源傳感器使用充電循環(huán)，以在測量之前將電壓施加到皮膚。手指與傳感器之間的電場遵循脊紋的圖案。有源傳感器的優(yōu)點(diǎn)在于在掃描期間不論手指還是傳感器都不需要是潔凈的。
[0006]在利用電容式觸摸傳感器進(jìn)行指紋認(rèn)證期間，呈現(xiàn)給傳感器的皮膚的足夠大的區(qū)域一定與注冊時(shí)呈現(xiàn)給傳感器的皮膚的區(qū)域重疊，否則認(rèn)證變得不可能。保證足夠的重疊的標(biāo)準(zhǔn)方式是使注冊包括下述過程:在所述過程中，用戶將他的手指以不同角度多次放到傳感器上，以使得越來越多的皮膚區(qū)域被覆蓋于注冊圖像中。
[0007]在認(rèn)證時(shí)通常僅使用一次觸摸，并且然后將從該幀提取的信息與注冊信息進(jìn)行匹配。使用匹配算法來比較注冊圖像與認(rèn)證圖像。匹配算法可以是基于圖像的算法，其中，將認(rèn)證圖像與注冊圖像圖解地相比較。匹配算法還可以比較認(rèn)證圖像和注冊圖像的某些特征。然后，對(duì)圖像執(zhí)行特征識(shí)別，以提取指紋的細(xì)節(jié)(即主要特征)。細(xì)節(jié)例如是脊紋端點(diǎn)、脊紋分叉點(diǎn)、短脊紋、孤立點(diǎn)(island)、脊紋環(huán)點(diǎn)、毛刺、交叉點(diǎn)、三角點(diǎn)和核心點(diǎn)。
[0008]通常不會(huì)根據(jù)注冊信息的區(qū)域覆蓋與用于認(rèn)證的信息的區(qū)域覆蓋之間的大的差異來調(diào)整所使用的匹配。如果在匹配處理的特征比較步驟期間，在注冊的特征的數(shù)目與從認(rèn)證圖像中提取的特征的數(shù)目之間存在不平衡，則比較的結(jié)果將是這些特征集并非對(duì)比良好。這背后的原因是對(duì)于冒充者在大傳感器上的嘗試，部分地模糊的指紋應(yīng)當(dāng)較不容易匹配。為了保留匹配器的該特性并且確保將足夠的特征進(jìn)行匹配以預(yù)防冒充者利用部分指紋進(jìn)行的驗(yàn)證，對(duì)注冊圖像逐一地執(zhí)行提取，從而產(chǎn)生模板的全體或集合。然后，當(dāng)執(zhí)行匹配時(shí)將從認(rèn)證圖像中提取的數(shù)據(jù)與這些模板中的每一個(gè)進(jìn)行比較，并且根據(jù)這些個(gè)別匹配分?jǐn)?shù)利用某一方法(例如使用最大值或平均值)來計(jì)算最終匹配分?jǐn)?shù)。
[0009]上述方法的一個(gè)缺點(diǎn)是當(dāng)認(rèn)證圖像的位置介于兩個(gè)或更多個(gè)注冊圖像之間時(shí)。所有需要的信息均被注冊，但是在單個(gè)模板中卻不足。
[0010]—些小型電容式觸摸傳感器還具有細(xì)長的形狀。當(dāng)對(duì)源自于由這樣的傳感器獲取的圖像的信息進(jìn)行匹配時(shí)，最大重疊對(duì)于手指的旋轉(zhuǎn)非常敏感。如果例如這樣的傳感器為4 X1mm，則來自具有相同取向的手指的圖像的最大重疊是完整的40_2,但是如果取向相差 90度，則最大重疊減小到僅4 X 4 = 16mm2。[〇〇11]當(dāng)認(rèn)證系統(tǒng)不具有用于手指的任何硬件指導(dǎo)時(shí)，保證注冊圖像與認(rèn)證圖像之間存在足夠的重疊的問題會(huì)特別突出。典型地，這是當(dāng)系統(tǒng)用于例如智能手機(jī)時(shí)的情況。
[0012]需要以下的系統(tǒng):其對(duì)指紋認(rèn)證系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，以在認(rèn)證圖像與注冊圖像對(duì)準(zhǔn)不良時(shí)執(zhí)行較好的匹配。
[0013]還需要以下的系統(tǒng):其對(duì)指紋認(rèn)證系統(tǒng)進(jìn)行簡化和優(yōu)化，以節(jié)省計(jì)算能力且加速處理。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]本公開內(nèi)容的目的是提供一種方法、系統(tǒng)以及裝置，其單獨(dú)地或以任何組合的方式尋求緩解、減輕或者消除以上所確定的現(xiàn)有技術(shù)的不足以及缺點(diǎn)中的一個(gè)或者更多個(gè)。
[0015]這些目的以及另外的目的通過用于使用包括生物計(jì)量信息的身體部位來認(rèn)證用戶的方法、系統(tǒng)以及裝置來實(shí)現(xiàn)。
[0016]本公開內(nèi)容由所附權(quán)利要求界定。通過所附權(quán)利要求以及通過下面的描述和附圖來闡述本公開內(nèi)容的各個(gè)有利實(shí)施方式。
[0017]根據(jù)一些方面，本公開內(nèi)容提供了一種在生物計(jì)量感測系統(tǒng)中使用包括生物計(jì)量信息的身體部位來認(rèn)證用戶的方法。
[0018]根據(jù)一些方面，方法包括:將包括用戶的身體部位的不同視圖的局部注冊圖像拼接成至少一個(gè)拼接圖并且因此生成注冊圖像;獲取身體部位的認(rèn)證圖像，其中，認(rèn)證圖像的大小是注冊圖像的一部分;在注冊圖像中確定至少一個(gè)感興趣區(qū)域；以及將認(rèn)證圖像與在注冊圖像中所確定的感興趣區(qū)域的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配，并且因此使得實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶的認(rèn)證。 通過生成局部注冊圖像的至少一個(gè)拼接圖并且因此生成注冊圖像，認(rèn)證圖像可以僅與一個(gè)圖像進(jìn)行匹配。由于認(rèn)證圖像比注冊圖像小，所以必須確定注冊圖像的局部區(qū)域以使得認(rèn)證可以與局部區(qū)域進(jìn)行匹配。局部區(qū)域是確定的認(rèn)證圖像可能匹配的感興趣區(qū)域。該方法的優(yōu)點(diǎn)在于:由于針對(duì)至少一個(gè)拼接圖(即注冊圖像)來執(zhí)行匹配，所以如果認(rèn)證圖像相比于局部注冊圖像被旋轉(zhuǎn)，這也沒有關(guān)系。又一優(yōu)點(diǎn)在于:如果認(rèn)證圖像位于兩個(gè)不同的局部注冊圖像的邊緣也將沒關(guān)系，這是由于它們在認(rèn)證圖像中將相同。再一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于:通過僅需要將認(rèn)證圖像與一個(gè)圖像而不是所有局部注冊圖像進(jìn)行匹配，節(jié)省了計(jì)算能力和時(shí)間。
[0019]根據(jù)一些方面，確定包括:通過比較認(rèn)證圖像中的特征與注冊圖像中的特征來在注冊圖像中估計(jì)認(rèn)證圖像的候選區(qū)域。通過比較認(rèn)證圖像中的特征與注冊圖像中的特征，可以在注冊圖像中定位感興趣區(qū)域。指紋圖像中的特征比較是比較圖像的有效方式。
[0020]根據(jù)一些方面，感興趣區(qū)域的大小與認(rèn)證圖像的區(qū)域的大小之間的差在匹配器的公差值之下。換言之，保證匹配器可以比較感興趣區(qū)域與認(rèn)證圖像。
[0021]根據(jù)一些方面，方法包括:注冊包括身體部位的不同視圖的若干局部注冊圖像。執(zhí)行注冊以獲取局部注冊圖像，以使得注冊圖像可獲得。
[0022]根據(jù)一些方面，注冊包括:使用二維生物計(jì)量傳感器按時(shí)間順序捕捉局部注冊圖像。換言之，傳感器用于順序地捕捉局部注冊圖像。以這種方式，僅需要一個(gè)傳感器以獲取局部注冊圖像并且因此還有注冊圖像。
[0023]根據(jù)一些方面，獲取包括:使用二維生物計(jì)量傳感器捕捉認(rèn)證圖像。使用二維生物計(jì)量傳感器是獲取認(rèn)證圖像的便宜且良好的方式。
[0024]根據(jù)一些方面，方法包括:復(fù)制感興趣區(qū)域的圖像數(shù)據(jù)并且將復(fù)制的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在生物計(jì)量感測系統(tǒng)中。通過存儲(chǔ)感興趣區(qū)域的副本，可以選擇所存儲(chǔ)的復(fù)制圖像的大小以與認(rèn)證圖像的大小相匹配。然后，對(duì)相似大小的兩個(gè)圖像最佳地執(zhí)行匹配。
[0025]根據(jù)一些方面，圖像的匹配包括:通過對(duì)感興趣區(qū)域的圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行特征提取來形成至少一個(gè)注冊模板;通過對(duì)認(rèn)證圖像執(zhí)行特征提取來形成候選模板；以及將候選模板與注冊模板進(jìn)行匹配。通過利用所提取的特征來將候選模板與特征模板進(jìn)行匹配，執(zhí)行匹配的有效且精確的方式。
[0026]根據(jù)一些方面，生物計(jì)量數(shù)據(jù)是指紋。因此，系統(tǒng)可以用作為指紋認(rèn)證系統(tǒng)。
[0027]根據(jù)一些方面，本公開內(nèi)容提供了一種被配置成使用包括生物計(jì)量信息的身體部位來認(rèn)證用戶的生物計(jì)量感測系統(tǒng)。
[0028]根據(jù)一些方面，生物計(jì)量感測系統(tǒng)包括二維生物計(jì)量傳感器以及處理電路，該二維生物計(jì)量傳感器被配置成生成身體部位的圖像。處理電路被配置成:將包括用戶的身體部位的不同視圖的局部注冊圖像拼接成至少一個(gè)拼接圖，并且因此生成注冊圖像;使用二維生物計(jì)量傳感器來獲取身體部位的認(rèn)證圖像，其中，認(rèn)證圖像的大小是注冊圖像的一部分;在注冊圖像中確定至少一個(gè)感興趣區(qū)域；以及將認(rèn)證圖像與在注冊圖像中所確定的感興趣區(qū)域的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配。先前已經(jīng)描述了步驟的優(yōu)點(diǎn)。
[0029]根據(jù)一些方面，二維生物計(jì)量傳感器是電容式觸摸傳感器。電容式觸摸傳感器小且便宜，并且在掃描手指時(shí)提供良好的指紋圖像。
[0030]根據(jù)一些方面，本公開內(nèi)容提供了一種便攜式電子裝置，其包括根據(jù)以上所述的生物計(jì)量感測系統(tǒng)。
[0031]根據(jù)一些方面，本公開內(nèi)容提供了一種計(jì)算機(jī)可讀程序，其在便攜式電子裝置上執(zhí)行時(shí)使便攜式電子裝置執(zhí)行上述方法。
【附圖說明】
[0032]以上所述內(nèi)容根據(jù)下面對(duì)附圖所示的示例實(shí)施方式的更加具體的描述將變得明顯，其中，在附圖中，遍及不同視圖相同的附圖標(biāo)記指的是相同的部分。附圖不一定按照比例，反而重點(diǎn)放在說明示例實(shí)施方式上。
[0033]圖1示出了指紋、該指紋的局部注冊圖像以及該指紋的認(rèn)證圖像。
[0034]圖2是說明所提出的方法的流程圖。
[0035]圖3是具有二維傳感器的移動(dòng)電話的示例實(shí)施方式。
[0036]圖4示出了具有局部注冊圖像的指紋以及局部注冊圖像的拼接圖。[〇〇37]圖5a示出了指紋以及該指紋的局部注冊圖像和指紋的認(rèn)證圖像。[〇〇38]圖5b示出了局部注冊圖像的拼接圖以及拼接圖中的感興趣區(qū)域?！揪唧w實(shí)施方式】
[0039]在下文中將參考附圖來更加充分地描述本公開內(nèi)容的方面。然而，本文中所公開的方法、系統(tǒng)以及裝置可以以許多不同形式來實(shí)現(xiàn)，并且不應(yīng)當(dāng)被解釋為限于本文所闡述的方面。自始至終附圖中相同的附圖標(biāo)記指代同樣的元素。
[0040]除非另有限定，否則本文使用的所有術(shù)語(包括技術(shù)術(shù)語和科學(xué)術(shù)語)具有與本公開內(nèi)容所屬的領(lǐng)域的普通技術(shù)人員之一所通常理解的含義相同的含義。將進(jìn)一步理解的是，本文使用的術(shù)語應(yīng)當(dāng)被解釋為具有與它們在本說明書的上下文以及相關(guān)技術(shù)中的含義一致的含義，并且除非在本文中清楚地限定否則將不會(huì)按照理想化的意義或者過于形式化的意義來解釋本文使用的術(shù)語。
[0041]將使用便攜式通信裝置(諸如移動(dòng)電話)來例示本發(fā)明的實(shí)施方式。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明本身同樣適用于具有生物計(jì)量感測能力的任何電子裝置。這樣的裝置的示例可以例如是任何類型的移動(dòng)電話、智能手機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)(諸如標(biāo)準(zhǔn)超便攜式上網(wǎng)本以及微型膝上型計(jì)算機(jī))、手持式計(jì)算機(jī)、便攜式數(shù)字助理、平板計(jì)算機(jī)、觸摸板、游戲裝置、移動(dòng)電話的附件(例如耳機(jī)/耳麥、護(hù)目鏡/防護(hù)眼鏡、手環(huán)、腕帶、項(xiàng)鏈等形式的可穿戴式設(shè)備)。為了清楚和簡單起見，本說明書所概述的實(shí)施方式利用智能手機(jī)例進(jìn)行例示，并且涉及智能手機(jī)。[〇〇42]如在【背景技術(shù)】中所討論的，需要注冊圖像以具有與認(rèn)證圖像相比較的事物。在注冊期間獲取多個(gè)圖像。除了若干異常值之外，可以將這些圖像拼接成一個(gè)或者更多個(gè)較大的拼接圖。通過使用常規(guī)的拼接算法對(duì)圖像進(jìn)行拼接來生成拼接圖。對(duì)圖像的拼接是當(dāng)若干個(gè)圖像被組合成一個(gè)圖像時(shí)?？梢詫⒕哂兄丿B視野的圖像拼接成一個(gè)組合圖像。拼接圖像的一種方式是識(shí)別要被拼接的圖像的幾何特征，并且然后將它們拼在一起以使得幾何特征重疊。[〇〇43]US6075905A公開了用于拼接圖圖像構(gòu)建的方法和裝置。方法包括:將要被拼接的圖像初始對(duì)準(zhǔn);建立用于圖像拼接的坐標(biāo)系;將圖像與坐標(biāo)系對(duì)準(zhǔn)；以及然后合并對(duì)準(zhǔn)的圖像以形成拼接圖。通常通過下述圖像處理技術(shù)來實(shí)現(xiàn)對(duì)準(zhǔn):所述圖像處理技術(shù)自動(dòng)查找使重疊圖像中的圖案實(shí)現(xiàn)精確對(duì)準(zhǔn)的圖像變換(例如平移、旋轉(zhuǎn)、縮放)。[〇〇44]US6668072B公開了用于生成用于圖案識(shí)別任務(wù)的參考圖像的方法。在該文獻(xiàn)中，產(chǎn)生用于圖案的每個(gè)圖像的符號(hào)中間表示，并且將符號(hào)中間表示進(jìn)行比較以確定相對(duì)于彼此的相對(duì)移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)。如果匹配的質(zhì)量適當(dāng)，則合成中間表示。[〇〇45]圖1說明了將認(rèn)證圖像101與捕捉的局部注冊圖像102進(jìn)行匹配的問題。認(rèn)證圖像位于若干捕捉的局部注冊圖像之間，并且因此用戶可能從匹配接收到錯(cuò)誤否定(false negative)〇
[0046]所提出的技術(shù)通過根據(jù)捕捉的局部注冊圖像102生成至少一個(gè)拼接圖并且然后從拼接圖中裁剪表示認(rèn)證圖像的可能位置的圖像來解決該問題。然后，通過將認(rèn)證圖像與“裁剪的圖像”進(jìn)行比較或匹配來執(zhí)行認(rèn)證?，F(xiàn)在將參照?qǐng)D2至圖5來更詳細(xì)地說明該技術(shù)。
[0047]圖2是描述可以由生物計(jì)量感測系統(tǒng)100執(zhí)行的示例操作的流程圖，其中，生物計(jì)量感測系統(tǒng)100被配置成使用包括生物計(jì)量信息的身體部位來認(rèn)證用戶。圖3中示出了包括生物計(jì)量感測系統(tǒng)的便攜式電子裝置I。生物計(jì)量感測系統(tǒng)100包括二維生物計(jì)量傳感器11以及處理電路12，其中，二維生物計(jì)量傳感器11被配置成生成身體部位的圖像。例如，便攜式電子裝置上的生物計(jì)量感測系統(tǒng)可以用于對(duì)供特定用戶使用的裝置進(jìn)行解鎖。另一實(shí)現(xiàn)是在便攜式電子裝置正在處理敏感信息(諸如正在處理銀行信息或者其它敏感個(gè)人信息)時(shí)認(rèn)證用戶。
[0048]應(yīng)當(dāng)理解的是，圖2包括利用實(shí)邊框示出的一些操作以及利用虛邊框示出的一些操作。包括在實(shí)邊框中的操作是包括在最廣泛的示例實(shí)施方式中的操作。包括在虛線中的操作是以下的示例實(shí)施方式:其可以包括在除了較廣泛的示例實(shí)施方式的操作之外可以采取的另外的操作中，或者可以包括在該另外的操作的一部分中，或者可以是該另外的操作。應(yīng)當(dāng)理解的是，不需要按次序執(zhí)行操作。此外，應(yīng)當(dāng)理解的是，并非需要執(zhí)行所有操作。
[0049]圖2中示出的方法包括:將包括用戶的身體部位的不同視圖的局部注冊圖像102、402、502拼接S2成一個(gè)或者更多個(gè)拼接圖；以及因此生成注冊圖像303。處理電路被配置成將包括用戶的身體部位的不同視圖的局部注冊圖像102、402、502拼接S2成拼接圖。根據(jù)一些方面，處理電路包括用于拼接的拼接器121。換言之，注冊圖像包括一個(gè)或者更多個(gè)拼接圖。局部注冊圖像是在注冊期間已經(jīng)被傳感器掃描的身體部位的表示。注冊圖像直接由局部注冊圖像拼接在一起，或者局部注冊圖像的提取特征被拼接在一起以形成包括提取特征的注冊圖像。當(dāng)注冊圖像包括拼接的特征時(shí)，提取特征被拼接在一起以在特征空間中形成拼接圖。在該情況下，特征在拼接之前的特征提取操作期間在局部注冊圖像上被提取。從圖像中提取特征對(duì)于圖像處理的技術(shù)人員而言是已知的。提取特征的類型的示例是形狀和紋理的局部描述(local descript1n) ο當(dāng)執(zhí)行拼接時(shí)，優(yōu)選的是具有特征的良好分布，以使得圖像在每處被正確拼接。根據(jù)一些方面，注冊圖像包括特征的一個(gè)拼接圖以及圖像的一個(gè)拼接圖。
[0050]如果傳感器例如是電容式傳感器，則通過處理在傳感器處隨著時(shí)間在不同位置處的電容差來形成圖像。通常，電容差被示出為灰度圖像，其中，像素的亮度表示皮膚與傳感器的該部分的距離。因此，在圖像中，脊紋將是暗色的而脊紋之間的凹谷較白，從而表示電容差。先前已經(jīng)描述了拼接的示例。圖4說明了當(dāng)捕捉的圖像402(也被稱為局部注冊圖像402)被拼接成拼接圖403時(shí)。
[0051 ]圖2中的下面的步驟包括:獲取S3身體部位的認(rèn)證圖像201、501，其中，認(rèn)證圖像的大小是注冊圖像的一部分。處理電路被配置成獲取S3認(rèn)證圖像。根據(jù)一些方面，處理電路包括用于獲取認(rèn)證圖像的獲取器122。因此，捕捉認(rèn)證圖像用于匹配。
[0052]此外，方法包括:在注冊圖像中確定S4至少一個(gè)感興趣區(qū)域504并將認(rèn)證圖像與在注冊圖像中所確定的感興趣區(qū)域的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配S5，并且因此使得實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶的認(rèn)證。處理電路被配置成確定S4至少一個(gè)感興趣區(qū)域并將認(rèn)證圖像與所確定的感興趣區(qū)域的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配S5。根據(jù)一些方面，處理電路包括用于確定的確定器123以及用于匹配的匹配器124。匹配通常生成分?jǐn)?shù)，該分?jǐn)?shù)例如被與閾值相比較以確定用戶是否是聲明的用戶。因此，方法進(jìn)一步包括基于匹配或者更確切地說基于匹配的輸出來認(rèn)證用戶(未示出)。
[0053]通過生成局部注冊圖像的一個(gè)或者更多個(gè)拼接圖并且因此生成注冊圖像，可以將認(rèn)證圖像與僅一個(gè)圖像進(jìn)行匹配。由于認(rèn)證圖像比注冊圖像小，因此可以確定注冊圖像的局部區(qū)域，以使得認(rèn)證與局部區(qū)域進(jìn)行匹配。選擇感興趣區(qū)域504以提供在注冊圖像中的用于與認(rèn)證圖像進(jìn)行匹配的區(qū)域。感興趣區(qū)域的另一術(shù)語是感興趣區(qū)。根據(jù)一些方面，通過對(duì)注冊圖像和認(rèn)證圖像執(zhí)行特征提取來確定感興趣區(qū)域。在注冊圖像包括特征的一個(gè)拼接圖以及圖像的一個(gè)拼接圖的情況下，由于已經(jīng)存在具有提取特征的注冊圖像，所以不需要特征提取。然后，對(duì)特征進(jìn)行比較，并且將注冊圖像中的與認(rèn)證圖像具有許多共同的特征的區(qū)域選為感興趣區(qū)域。這里，“共同的特征”意指特征在相似性以及幾何配置方面相符。根據(jù)一些方面，從注冊圖像中裁剪感興趣區(qū)域，并且將所裁剪的感興趣區(qū)域用在匹配中。注意，在定位感興趣區(qū)域以及在匹配時(shí)所使用的特征的類型可以不同。當(dāng)定位感興趣區(qū)域時(shí)，使用一種類型的特征可能是最高效的，而在匹配時(shí)其他類型的特征時(shí)可能更好。特征例如是形狀和紋理的局部描述。[〇〇54]圖5示出了所提出的方法。在圖5a中，示出了認(rèn)證圖像501以及若干個(gè)局部注冊圖像502。然而，可以看出，認(rèn)證圖像501與任何單個(gè)局部注冊圖像502之間的重疊較小。因此， 即使圖像示出同一指紋，仍存在將檢測不到匹配的風(fēng)險(xiǎn)。如圖5b所示，這通過替代地使用 “裁剪的圖像(即感興趣區(qū)域)”以與認(rèn)證圖像相比較來克服。
[0055]該方法的優(yōu)點(diǎn)在于:由于針對(duì)拼接圖(即注冊圖像)來執(zhí)行匹配，所以如果認(rèn)證圖像相比于局部注冊圖像被旋轉(zhuǎn)，這也沒有關(guān)系。又一優(yōu)點(diǎn)在于:如果認(rèn)證圖像位于兩個(gè)不同的局部注冊圖像的邊緣也將沒有關(guān)系，這是由于它們在注冊圖像中將相同。再一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于:通過僅需要將認(rèn)證圖像與一個(gè)圖像而不是所有局部注冊圖像進(jìn)行匹配，節(jié)省了計(jì)算能力和時(shí)間。[〇〇56]當(dāng)捕捉到用戶的身體部位的認(rèn)證圖像101時(shí)，將認(rèn)證圖像101與注冊圖像進(jìn)行比較或者匹配。如果在比較期間使用局部注冊圖像，則存在比較將導(dǎo)致錯(cuò)誤否定的風(fēng)險(xiǎn)，這例如由于認(rèn)證圖像相比于局部注冊圖像的旋轉(zhuǎn)。所以方法構(gòu)建表示所有局部注冊圖像的一個(gè)或者更多個(gè)拼接圖。因此，當(dāng)認(rèn)證圖像與原始集合的局部注冊圖像對(duì)準(zhǔn)不良時(shí)進(jìn)行匹配的可能性增加。以這種方式，克服了例如平移量化效應(yīng)的問題。如果在捕捉表示身體部位的不同視圖的圖像期間系統(tǒng)捕捉到兩個(gè)圖像(其中，所述兩個(gè)圖像中一個(gè)覆蓋身體部位的右側(cè)，而另一個(gè)圖像覆蓋左側(cè))，則注冊圖像將包括右側(cè)和左側(cè)二者，并且因此實(shí)現(xiàn)和簡化了與認(rèn)證圖像的匹配一一即使認(rèn)證圖像是身體部位的中間的視圖。
[0057]使用注冊圖像來進(jìn)行認(rèn)證是使存儲(chǔ)空間最小化的有效方式，這是由于每個(gè)注冊模板圖像占據(jù)存儲(chǔ)空間并且以該方式僅需要存儲(chǔ)注冊圖像。它還使錯(cuò)誤肯定(false positive)最小化;匹配中使用的每個(gè)局部注冊模板增加錯(cuò)誤肯定的可能性，這是因?yàn)槊俺湔弑唤o予更多成功的可能性。它還使匹配的可能性最大化，這是由于認(rèn)證圖像被與先前已經(jīng)掃描過的身體部位的所有區(qū)域進(jìn)行匹配。[〇〇58]根據(jù)一些方面，如果認(rèn)證圖像與注冊圖像進(jìn)行匹配，并且確定認(rèn)證圖像與注冊圖像匹配，則認(rèn)證圖像和/或從認(rèn)證圖像提取的特征被添加到注冊圖像。因此，注冊圖像的區(qū)域可以隨著系統(tǒng)的使用的時(shí)間而增加。[〇〇59] 為了查找感興趣區(qū)域，根據(jù)一些方面，確定S4包括:通過比較認(rèn)證圖像中的特征與注冊圖像中的特征來在注冊圖像中估計(jì)認(rèn)證圖像的候選區(qū)域。通過比較認(rèn)證圖像和注冊圖像中的特征，可以定位注冊圖像中的感興趣區(qū)域。指紋圖像的特征比較是比較圖像的有效方式。換言之，注冊圖像的感興趣區(qū)域是注冊圖像與認(rèn)證圖像二者中大多數(shù)特征相同的區(qū)域。換言之，感興趣區(qū)域是特征在相似性以及幾何配置方面相符的區(qū)域。
[0060]可以將注冊圖像的整個(gè)區(qū)域用作為感興趣區(qū)域還是需要提取注冊圖像的一部分以用于匹配，這取決于所使用的匹配技術(shù)。根據(jù)一些方面，感興趣區(qū)域的大小與認(rèn)證圖像的區(qū)域的大小之間的差在匹配器的公差值之下。換言之，保證匹配器可以將感興趣區(qū)域與認(rèn)證圖像進(jìn)行比較。這取決于所使用的匹配器的類型。傳統(tǒng)的匹配器通常采用分?jǐn)?shù)功能，分?jǐn)?shù)功能包括關(guān)于成功地重新局部化(relocalised)的特征的百分比的信息。這些匹配器經(jīng)常對(duì)不平衡的特征集敏感，即當(dāng)將具有低特征數(shù)的特征集與具有高特征數(shù)的另外的特征集進(jìn)行匹配時(shí)。存在被設(shè)計(jì)成對(duì)特征數(shù)不變的匹配器，并且這些匹配器對(duì)于具有特征數(shù)的差的情況較不易受影響。
[0061]如在【背景技術(shù)】中所討論的，在系統(tǒng)可以用于認(rèn)證之前，需要將用戶的身體部位的圖像注冊到系統(tǒng)中。根據(jù)一些方面，方法包括:注冊SI包括身體部位的不同視圖的若干局部注冊圖像。執(zhí)行注冊以獲取局部注冊圖像，以使得注冊圖像可獲得。
[0062]存在若干不同種類的傳感器，其生成用于用戶的認(rèn)證的身體部位的圖像。根據(jù)一些方面，注冊SI包括:使用二維生物計(jì)量傳感器11來按時(shí)間順序捕捉Sla局部注冊圖像。換言之，二維傳感器用于順序地捕捉局部注冊圖像。以這種方式，僅需要一個(gè)傳感器以獲取局部注冊圖像并且因此還有注冊圖像。根據(jù)一些方面，獲取S3包括:使用二維生物計(jì)量傳感器11來捕捉S3a認(rèn)證圖像。使用二維生物計(jì)量傳感器是獲取認(rèn)證圖像的便宜且良好的方式。用于認(rèn)證和獲取的二維生物計(jì)量傳感器可以是和可以不是相同的傳感器。根據(jù)一些方面，系統(tǒng)的用戶已經(jīng)將他的局部注冊圖像/她的局部注冊圖像注冊到另外的裝置，而不是他/她使用的用于認(rèn)證的裝置。
[0063]根據(jù)一些方面，方法包括:復(fù)制S45a感興趣區(qū)域的圖像數(shù)據(jù)并且將復(fù)制的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)S45b在生物計(jì)量感測系統(tǒng)中。通過存儲(chǔ)感興趣區(qū)域的副本，可以選擇所存儲(chǔ)的復(fù)制圖像的大小以與認(rèn)證圖像的大小相匹配。然后，對(duì)具有與匹配器相適合的大小的兩個(gè)圖像最佳地執(zhí)行匹配?？商孢x地，圖像數(shù)據(jù)是表示感興趣區(qū)域的提取特征的數(shù)據(jù)。在【背景技術(shù)】中已經(jīng)描述了特征提取，并且特征提取為本領(lǐng)域技術(shù)人員所知，并且將不再進(jìn)一步說明特征提取。
[0064]根據(jù)一些方面，圖像的匹配S5包括:通過對(duì)感興趣區(qū)域的圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行特征提取來形成S5a至少一個(gè)注冊模板;通過對(duì)認(rèn)證圖像執(zhí)行特征提取來形成S5b候選模板；以及將候選模板與注冊模板進(jìn)行匹配S5c。通過利用提取的特征來將候選模板與注冊模板進(jìn)行匹配，執(zhí)行匹配的有效且精確的方式。根據(jù)一些方面，如果相似度測量在閾值之上，則確定查找到匹配。換言之，如果候選模板與注冊模板之間的相似度測量在閾值之上，則系統(tǒng)確定認(rèn)證圖像匹配并且用戶通過認(rèn)證；即認(rèn)證圖像的注冊生物計(jì)量數(shù)據(jù)與捕捉圖像的注冊生物計(jì)量數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)。
[0065]注意，在匹配S5中使用的特征不必與在拼接S2或者感興趣區(qū)域的確定S4中使用的特征是相同類型的特征。然而，可以使用相同類型的特征或者部分相同類型的特征。
[0066]根據(jù)一些方面，生物計(jì)量數(shù)據(jù)是指紋。因此，系統(tǒng)可以用作指紋認(rèn)證系統(tǒng)。
[0067]根據(jù)一些方面，二維生物計(jì)量傳感器11是電容式觸摸傳感器。電容式觸摸傳感器小且便宜，并且在掃描手指時(shí)提供良好的指紋圖像。在【背景技術(shù)】中已經(jīng)討論了并且本領(lǐng)域技術(shù)人員知道電容式觸摸傳感器。
[0068]在一些實(shí)現(xiàn)方式中并且根據(jù)本公開內(nèi)容的一些方面，塊中記錄的功能或步驟可以不按操作說明中記錄的次序發(fā)生。例如，連續(xù)示出的兩個(gè)塊事實(shí)上可以基本上并行地執(zhí)行或者有時(shí)塊可以按相反次序執(zhí)行，這取決于所涉及的功能/動(dòng)作。此外，可以根據(jù)本公開內(nèi)容的一些方面循環(huán)地連續(xù)執(zhí)行塊中記錄的功能或步驟。
[0069]已經(jīng)出于說明的目的介紹了本文所提供的示例實(shí)施方式的描述。描述并非意在窮舉或者將示例實(shí)施方式限制為公開的精確形式，并且根據(jù)上面的教導(dǎo)修改和變化是可能的，或者可以從所提供的實(shí)施方式的各種替選方案的實(shí)踐中獲得修改和變化。為了說明各個(gè)示例實(shí)施方式的原理和性質(zhì)以及它的實(shí)際應(yīng)用，選擇和描述了本文所討論的示例，以使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠以各種方式并且以適合于所構(gòu)想的特定用途的各種修改來利用示例實(shí)施方式?？梢栽诜椒āx器、模塊、系統(tǒng)以及計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的所有可能組合中組合本文所描述的實(shí)施方式的特征。應(yīng)當(dāng)理解的是，本文所介紹的示例實(shí)施方式可以按照彼此的任何組合進(jìn)行實(shí)踐。
[0070]應(yīng)當(dāng)注意的是，詞“包括”未必排除除了所列出那些元素或步驟以外的其他元素或步驟的存在，以及元素之前的詞“一 (a)”或“一個(gè)(an)”并不排除多個(gè)這樣的元素的存在。應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步注意的是，任何附圖標(biāo)記不限制權(quán)利要求的范圍，可以至少部分地借助于硬件和軟件二者來實(shí)現(xiàn)示例實(shí)施方式，以及可以由硬件的相同項(xiàng)目來表示若干“設(shè)備”、“單元”或 “裝置”。
[0071]在方法步驟或處理的一般上下文中描述了本文所描述的各種示例實(shí)施方式，可以根據(jù)一些方面通過包括計(jì)算機(jī)可讀代碼的計(jì)算機(jī)程序來實(shí)現(xiàn)方法步驟或處理，可以在電子裝置上運(yùn)行計(jì)算機(jī)可讀代碼，以使電子裝置執(zhí)行根據(jù)上述的方法。包含在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中的計(jì)算機(jī)程序包括在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中由計(jì)算機(jī)執(zhí)行的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令(諸如程序代碼)。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以包括可移除和不可移除存儲(chǔ)裝置13,包括但不限于只讀存儲(chǔ)器R0M、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器RAM、光盤CD、數(shù)字多功能光盤DVD等。通常，程序模塊可以包括執(zhí)行特定任務(wù)或?qū)崿F(xiàn)特定抽象數(shù)據(jù)類型的例程、程序、對(duì)象、組件、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等。計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令、關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及程序模塊表示用于執(zhí)行本文所公開的方法的步驟的程序代碼的示例。這樣的可執(zhí)行指令或者關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的特定順序表示用于實(shí)現(xiàn)在這樣的步驟或處理中所描述的功能的相應(yīng)動(dòng)作的示例。[〇〇72]在附圖和說明書中，已經(jīng)公開了示例實(shí)施方式。然而，可以對(duì)這些實(shí)施方式的作出許多變化和修改。因此，雖然采用了具體術(shù)語，但是僅在通常意義和描述意義上并且并非出于限制的目的來使用具體術(shù)語，實(shí)施方式的范圍通過所附權(quán)利要求來界定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種在生物計(jì)量感測系統(tǒng)(100)中使用包括生物計(jì)量信息的身體部位來認(rèn)證用戶的方法，所述方法包括: 將包括所述用戶的身體部位的不同視圖的局部注冊圖像(102，402，502)拼接(S2)成一個(gè)或者更多個(gè)拼接圖，并且因此生成注冊圖像(303)， 獲取(S3)所述身體部位的認(rèn)證圖像(101，501)，其中，所述認(rèn)證圖像的大小是所述注冊圖像的一部分， 在所述注冊圖像中確定(S4)至少一個(gè)感興趣區(qū)域(504)，以及 將所述認(rèn)證圖像與在所述注冊圖像中所確定的感興趣區(qū)域的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配(S5)，并且因此使得實(shí)現(xiàn)對(duì)所述用戶的認(rèn)證。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述確定(S4)包括:通過比較所述認(rèn)證圖像中的特征與所述注冊圖像中的特征來在所述注冊圖像中估計(jì)所述認(rèn)證圖像的候選區(qū)域。3.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述感興趣區(qū)域的大小與所述認(rèn)證圖像的區(qū)域的大小之間的差在匹配器的公差值之下。4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，包括: 注冊(SI)包括所述身體部位的不同視圖的若干局部注冊圖像。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述注冊(SI)包括:使用二維生物計(jì)量傳感器按時(shí)間順序來捕捉(Sla)局部注冊圖像。6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述獲取(S3)包括:使用所述二維生物計(jì)量傳感器來捕捉(S3a)認(rèn)證圖像。7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，包括: 復(fù)制(S45a)所述感興趣區(qū)域的圖像數(shù)據(jù)，并且將所復(fù)制的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)(S45b)在所述生物計(jì)量感測系統(tǒng)中。8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，對(duì)圖像進(jìn)行匹配(S5)包括: 通過對(duì)所述感興趣區(qū)域的圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行特征提取來形成(S5a)至少一個(gè)注冊模板； 通過對(duì)所述認(rèn)證圖像執(zhí)行特征提取來形成(S5b)候選模板；以及 將所述候選模板與所述注冊模板進(jìn)行匹配(S5c)。9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述生物計(jì)量數(shù)據(jù)是指紋。10.—種生物計(jì)量感測系統(tǒng)(100)，其被配置成使用包括生物計(jì)量信息的身體部位來認(rèn)證用戶，所述生物計(jì)量感測系統(tǒng)(100)包括: 二維生物計(jì)量傳感器(11)，其被配置成生成所述身體部位的圖像， 處理電路，其被配置成: 將包括所述用戶的身體部位的不同視圖的局部注冊圖像(102，402，502)拼接(S2)成至少一個(gè)拼接圖，并且因此生成注冊圖像， 使用所述二維生物計(jì)量傳感器來獲取(S3)所述身體部位的認(rèn)證圖像，其中，所述認(rèn)證圖像的大小是所述注冊圖像的一部分， 在所述注冊圖像中確定(S4)至少一個(gè)感興趣區(qū)域(504)，以及 將所述認(rèn)證圖像與在所述注冊圖像中所確定的感興趣區(qū)域的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配(S5)。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的生物計(jì)量系統(tǒng)，其中，所述感興趣區(qū)域的大小與所述認(rèn)證圖像的認(rèn)證區(qū)域的大小之間的差在匹配器的公差值之下。12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的生物計(jì)量感測系統(tǒng)(100)，其中，所述二維生物計(jì)量傳 感器(11)是電容式觸摸傳感器。13.—種便攜式電子裝置(1)，包括根據(jù)權(quán)利要求10所述的生物計(jì)量感測系統(tǒng)(100)。14.一種計(jì)算機(jī)可讀程序，其在便攜式電子裝置上執(zhí)行時(shí)使所述便攜式電子裝置執(zhí)行 根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的方法。
【文檔編號(hào)】G06K9/00GK105981046SQ201580007485
【公開日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2015年11月4日
【發(fā)明人】埃里克·塞特貝里, 哈米德·薩弗, 肯尼斯·瓊森
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