CN104036267A - 指纹注册、指纹识别方法及具有指纹识别功能的终端设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种指纹注册、指纹识别方法及具有指纹识别功能的终端设备。该指纹识别方法包括：指纹采集，形成第二指纹图像；从所述第二指纹图像中提取第二指纹特征点，将所述第二指纹特征点与注册的第一指纹特征点进行比对，所述注册的第一指纹特征点包括：M个第一指纹特征点和N个第一极度性指纹特征点；以及，如果从所述第二指纹图像中提取了X个第二指纹特征点分别与所述M个第一指纹特征点的其中之一匹配，则根据本次指纹识别操作的安全级别要求，判断是否需要从所述第二指纹图像中提取第二极度性指纹特征点与所述N个第一极度性指纹特征点进行比对；其中M为大于1的正整数，N为大于或等于1的正整数。

Description

指纹注册、指纹识别方法及具有指纹识别功能的终端设备

技术领域

本发明涉及生物特征识别技术领域，尤其涉及一种指纹注册方法、指纹识别方法及具有指纹识别功能的终端设备。

背景技术

近年来，随着存储技术的发展，终端设备如智能手机、平板电脑等存储有大量个人信息等重要资料，其安全性变得更为重要。目前多使用口令、图形等形式来实现对其终端设备的密码保护。

然而，对于口令、图形等加密方式，用户需记住设定的口令和/或图形；此外，在公共场合，还存在密码泄露的危险。而为了提高安全性，往往需要增加口令和图形的复杂度，这无疑进一步增加了用户记忆的难度，造成安全与易用之间的冲突。

人体某些生物特征(如指纹、掌纹等)是人体独一无二的特征，并且它们的复杂程度可提供用于识别的足够特征。

指纹/掌纹识别技术是目前最成熟且价格最低廉的指纹识别技术。其中，指纹识别技术应用最为广泛，如门禁、笔记本电脑、手机、汽车、银行支付等电子设备上均可应用指纹识别技术。

目前在指纹识别技术中，将指纹纹形分为三大类，而每一类纹形又可再进行细分，因此共计分为三大类八种指纹纹型，分别为弧形纹(又称弓形纹)、帐形纹、正箕形纹、反箕形纹、斗形纹(又称为螺形纹)、囊形纹、双箕形纹及杂形纹。

而每种纹形又包括多种指纹特征点，指纹特征点包括如图3所示的终结点、分叉点、分歧点、孤立点、环点及短纹等。其中：

A.终结点(Ending)：一条纹路在此终结；

B.分叉点(Bifurcation)：一条纹路在此分开成为两条或更多的纹路；

C.分歧点(Ridge Divergence)：两条平行的纹路在此分开；

D.孤立点(Dot Island)：一条特别短的纹路，以至于成为一点；

E.环点(Enclosure)：一条纹路分开成为两条之后，立即又合并成为一条；这样形成的一个小环称为环点；以及

F.短纹(Short Ridge)：一条较短但不至于成为一点的纹路。

由于手指指面大小不同，每个手指的特征点数目会有差异。一般而言，每个手指大约有60-125个特征点，其中以拇指纹特征点线最多，这些特征点中以分叉点和终结点最为常见。

目前世界各国对于至少需要多少特征点完全相符合才认定属于同一人的指纹的看法并不一致，但多数国家是以十二个特征点为公认最少符合点数。也有的国家采用较少的点数例如8至11点，或采用较多的点数例如16点或更多。

发明内容

为了提升指纹识别的准确度，以满足对安全性要求高的应用程序或软件，本发明提供了一种指纹识别方法和具有指纹识别功能的终端设备。

本发明的额外方面和优点将部分地在下面的描述中阐述，并且部分地将从描述中变得显然，或者可以通过本发明的实践而习得。

本发明一方面公开了一种指纹注册方法，包括：指纹采集，形成指纹图像；从所述指纹图像中提取M个指纹特征点，及N个极度性指纹特征点；以及，存储所述M个指纹特征点及N个极度性指纹特征点；其中M为大于1的正整数，N为大于或等于1的正整数。

于一实施例中，所述极度性指纹特征点包括：兮离纹、眼形纹及交义纹。

于另一实施例中，所述极度性指纹特征点不包括：终结点、分叉点、分歧点、孤立点、环点及短纹。

本发明另一方面公开了一种指纹识别方法，包括：指纹采集，形成第二指纹图像；从所述第二指纹图像中提取第二指纹特征点，将所述第二指纹特征点与注册的第一指纹特征点进行比对，所述注册的第一指纹特征点包括：M个第一指纹特征点和N个第一极度性指纹特征点；以及，如果从所述第二指纹图像中提取了X个第二指纹特征点分别与所述M个第一指纹特征点的其中之一匹配，则根据本次指纹识别操作的安全级别要求，判断是否需要从所述第二指纹图像中提取第二极度性指纹特征点与所述N个第一极度性指纹特征点进行比对；其中M为大于1的正整数，N为大于或等于1的正整数。

于一实施例中，该方法还包括：如果需要，则从所述第二指纹图像中提取第二极度性指纹特征点；将所述第二极度性指纹特征点与所述N个第一极度性指纹特征点进行比对；如果从所述第二指纹图像中提取了Y个第二极度性指纹特征点分别与所述N第一极度性指纹特征点的其中之一匹配，则所述指纹识别操作成功；其中N大于或等于Y。

于另一实施例中，所述第一极度性指纹特征点和所述第二极度性指纹特征点包括：兮离纹、眼形纹及交义纹。

于再一实施例中，所述第一极度性指纹特征点和所述第二极度性指纹特征点不包括：终结点、分叉点、分歧点、孤立点、环点及短纹。

于再一实施例中，所述本次指纹操作的安全级别要求由用户设置的启动所述本次指纹操作的应用的安全级别确定。

本发明再一方面公开了一种具有指纹识别功能的终端设备，包括：指纹输入模块，其用于对输入的指纹进行采集，在指纹注册阶段，形成第一指纹图像，并在指纹识别阶段，形成第二指纹图像；图像处理模块，其用于接收所述指纹输入模块发送的所述第一指纹图像和所述第二指纹图像，从所述第一指纹图像中提取M个第一指纹特征点及N个第一极度性指纹特征点，以及从所述第二指纹图像中提取第二指纹特征点；存储模块，其用于接收并存储所述图像处理模块发送的所述M个第一指纹特征点及N个第一极度性指纹特征点；比对模块，其用于接收并比对所述第二指纹特征点与所述M个第一指纹特征点；以及，鉴权模块，其用于根据本次指纹识别操作的安全级别要求，判断是否需要从所述第二指纹图像中提取第二极度性指纹特征点与所述N个第一极度性指纹特征点进行比对；其中M为大于1的正整数，N为大于或等于1的正整数。

于一实施例中，所述比对模块还用于判断是否从所述第二指纹图像中提取了X个第二指纹特征点分别与所述M个第一指纹特征点的其中之一匹配；其中M大于X。

于另一实施例中，所述图像处理模块还用于从所述第二图像中提取第二极度性指纹特征点；所述比对模块还用于将所述第二极度性指纹特征点与所述N个第一极度性指纹特征点进行比对，及判断是否从所述第二指纹图像中提取了Y个第二极度性指纹特征点分别与所述N第一极度性指纹特征点的其中之一匹配；其中N大于或等于Y。

于再一实施例中，所述第一极度性指纹特征点和所述第二极度性指纹特征点包括：兮离纹、眼形纹及交义纹。

于再一实施例中，所述第一极度性指纹特征点和所述第二极度性指纹特征点不包括：终结点、分叉点、分歧点、孤立点、环点及短纹。

本发明实施例提供的指纹识别方法及具有指纹识别功能的终端设备，通过进一步对极度性指纹特征点进行注册及比对，增强了安全性，能够满足安全性的特殊要求。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施方式，本发明的上述和其它特征及优点将变得更加明显。

图1为本发明实施例的具有指纹识别功能的终端设备的结构图。

图2为本发明实施例的指纹识别方法的流程图。

图3为多种指纹特征点示意图。

图4为极度性指纹特征点示意图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构。

所描述的特征或结构可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本发明的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员应意识到，没有所述特定细节中的一个或更多，或者采用其它的方法、组元等，也可以实践本发明的技术方案。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构或者操作以避免模糊本发明。

附图中所示的方框图仅仅是功能实体，这些功能实体不一定必须与物理上独立的实体相对应。即，上述功能实体可以由软件形式来实现，也可以由一个或多个集成电路实现，还可以由不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置实现。

本发明提供的具有指纹识别功能的终端设备，用于对用户的指纹进行注册，以及基于用户注册的指纹来识别用户，以对该终端设备、或对该终端设备中的文件、应用程序或软件等的使用、接入进行认证。

在进行指纹识别时，包括“指纹注册”及“指纹识别”两个阶段。

在“指纹注册”阶段，在具有指纹识别功能的终端设备中对用户的指纹进行注册、存储；在“指纹识别”阶段，将采集到的指纹图像与注册的指纹图像进行比对而进行识别。

图1为本发明实施例的具有指纹识别功能的终端设备的结构图。具有指纹识别功能的终端设备1包括：指纹输入模块11，图像处理模块12，存储模块13、比对模块14及鉴权模块15。

指纹输入模块11，用于对用户的指纹进行采集，并形成指纹图像。

指纹输入模块11例如为指纹识别传感器。指纹识别传感器可以为光学式指纹识别传感器，也可以为电容式或电感式半导体指纹识别传感器，本发明不以此为限。关于指纹识别传感器的结构、原理等，为本领域技术人员所公知，为了避免模糊本发明，在此不再赘述。

“指纹注册”阶段

指纹输入模块11对用户的指纹进行采集、形成指纹图像A，并将形成的指纹图像A传递到图像处理模块12。

指纹输入模块11与图像处理模块12可以被配置在同一个框体中，也可以作为不同的框体而构成。此外，两者的之间的连接方式也并无特别的限制。

图像处理模块12对从指纹识别传感器11接收到的指纹图像A中提取m个指纹特征点F，及n个极度性指纹特征点E，其中m为大于1的正整数，n为大于或等于1的正整数。

图像处理模块12的图像处理功能例如通过由CPU(中央处理单元)等处理装置执行图像处理程序而实现。

通常，一个人的手指指纹大约有60-125个特征点。如背景技术部分内容中所述的六种指纹特征点出现概率并不相同，其中以终结点及分歧点出现的概率最高。在进行指纹识别时，只要比对出十二个左右的指纹特征点彼此相同，即可以认定为相同之人的指纹。所比对的指纹特征点越多，则比对的准确性越高。在指纹注册时，则会注册尽可能多的指纹特征点，以用于后续的指纹特征点比对，本发明不以此为限。

而为了获得更为准确的比对结果，本发明还进一步对极度性指纹特征点进行提取，所述极度性指纹特征点例如包括：如图4(a)所示的兮离纹、如图4(b)所示的眼形纹和如图4(c)所示的交义纹；极度性指纹特征点不包括：如图3中所示的终结点、分叉点、分歧点、孤立点、环点及短纹。

图像处理模块12将提取的m个指纹特征点F，及n个极度性指纹特征点E转发到存储模块13中进行存储。

在一些实施例中，图像处理模块12还将指纹图像A也转发到存储模块13中进行存储。

存储模块13例如可以为只读内存(read-only memory,ROM)、闪存(flash memory)、电子可擦除只读存储器((Electrically ErasableProgrammable Read-Only Memory，EEPROM)或数字安全存储卡((SecureDigital Memory Card)，本发明不以此为限。

“指纹识别”阶段

指纹输入模块11对用户输入的指纹进行采集、形成指纹图像A’，并将形成的指纹图像A’传递到图像处理模块12。

图像处理模块12从指纹图像A’中提取指纹特征点F’，每提取一个指纹特征点F’，便将该指纹特征点F’发送到比对模块14中进行指纹特征点的比对。

比对模块14从存储模块13中取出注册的m个指纹特征点F，将该指纹特征点F’与m个指纹特征点F进行比对。

比对模块14的比对功能例如通过由CPU(中央处理单元)等处理装置执行图像处理程序而实现。

当x个指纹特征点F’与m个指纹特征点F的其中之一匹配时，则可以认为指纹比对成功，即该用户输入的指纹与注册的指纹相同。其中，x小于m，x例如为12。

但具有指纹识别功能的终端设备1中的一些安全性要求高的应用程序或软件，例如支付客户端、银行交易客户端等，为了提升指纹识别的准确度，在与指纹特征点F比对成功后，比对模块14还需要继续进行极度性指纹特征点E的比对，才能确认本次指纹比对是否成功。

鉴权模块15用于确定每次指纹识别操作的安全性要求，并将确定的结果直接或间接地指示给图像处理模块12和比对模块14。

鉴权模块15实现的功能例如通过由CPU(中央处理单元)等处理装置执行图像处理程序而实现。

在一些实施例中，应用程序或软件的安全性可由用户在对应用程序或软件中进行设置，例如将其设置为高安全性要求或低安全性要求等。鉴权模块15如果读取一个应用程序或软件的安全性配置为高时，确定由该应用程序或软件启动的每次指纹识别操作的安全性要求均为高。

此外，用户还可以在应用程序或软件中设置判断安全性要求为高的条件，例如支付客户端，当支付额度超过所设置的限额时，才设置为安全性要求高，即仅当执行支付额度超过该限额时启动的指纹识别操作才需启动极度性指纹特征点识别操作。

鉴权模块15还可以自行对应用程序或软件启动的每次指纹识别操作的安全性要求进行判断。例如，将支付客户端、银行客户端等判断为安全性要求高的应用程序或软件启动的每次指纹识别操作设置为安全性要求高。

此外，对于同一个应用程序或软件，还可以将由其启动的不同指纹识别操作做出不同的安全性要求判断，例如对于同一支付客户端，当其为大额支付(例如大于5000元人民币等)时才判断其安全性要求高，否则判断其安全性要求为低。

当鉴权模块15判断本次指纹识别操作安全性要求为高时，图像处理模块12从指纹图像A’中提取极度性指纹特征点E’，每提取一个指纹特征点E’，便将该指纹特征点E’发送到比对模块14中进行极度性指纹特征点的比对。

比对模块14从存储模块13中取出注册的n个极度性指纹特征点E，将该极度性指纹特征点E’与n个极度性指纹特征点E进行比对。

当y个极度性指纹特征点E’与n个极度性指纹特征点E的其中之一匹配时，则可以认为本次指纹比对成功，即该用户输入的指纹与注册的指纹相同。其中，y小于或等于n，y例如为1。

需要说明的是，“指纹注册”阶段及“指纹识别”阶段例如由具有指纹识别功能的终端设备1中的应用程序或软件对其进行指示。例如，在该终端设备中的设置软件中，启动指纹注册程序，则指示具有指纹识别功能的终端设备1，本次指纹采集应用于“指纹注册”阶段，需对提取的指纹特征点进行存储。而当开机、锁屏或者启动使用指纹识别进行接入认证的应用程序或软件时，则相应程序或软件会指示具有指纹识别功能的终端设备1，本次指纹采集应用于“指纹识别”阶段，需对提取的指纹特征点进行比对。

本发明实施例提供的具有指纹识别功能的终端设备，通过进一步对极度性指纹特征点进行注册及比对，增强了安全性，能够满足安全性的特殊要求。

图2为本发明实施例的指纹识别方法的流程图。如图2所示，该方法包括：

“指纹注册”阶段

步骤S101，指纹采集，以形成指纹图像A。

步骤S102，从指纹图像A中提取m个指纹特征点F，及n个极度性指纹特征点E，其中m为大于1的正整数，n为大于或等于1的正整数。

步骤S103，存储提取的m个指纹特征点F，及n个极度性指纹特征点E。

在一些实施例中，还包括存储指纹图像A。

“指纹识别”阶段

步骤S104，指纹采集，以形成指纹图像A’。

步骤S105，从指纹图像A’中提取指纹特征点F’，每提取一个指纹特征点F’，便将该指纹特征点F’与m个指纹特征点F进行比对。

步骤S106，判断是否满足x个指纹特征点F’分别与m个指纹特征点F的其中之一匹配，如果满足，则执行步骤S108；否则，执行步骤S107。

其中，x小于m，x例如为12。

步骤S107，判断是否已经将所有指纹特征点F’全部提取完，如果是，则本次指纹比对失败，结束本次指纹比对；否则，返回步骤S105。

步骤S108，确定本次指纹识别操作的安全性要求是否为高，如果是，则执行步骤S109；否则，指纹比对成功，结束本次指纹比对。

安全性要求可由用户在对应用程序或软件中进行设置，例如将其设置为高安全性要求或低安全性要求等。如果读取一个应用程序或软件的安全性配置为高时，确定由该应用程序或软件启动的每次指纹识别操作的安全性要求均为高。

此外，用户还可以在应用程序或软件中设置判断安全性要求为高的条件，例如支付客户端，当支付额度超过所设置的限额时，才设置为安全性要求高，即仅当执行支付额度超过该限额时启动的指纹识别操作才需启动极度性指纹特征点识别操作。

还可以自行对应用程序或软件启动的每次指纹识别操作的安全性要求进行判断。例如，将支付客户端、银行客户端等判断为安全性要求高的应用程序或软件启动的每次指纹识别操作设置为安全性要求高。

此外，对于同一个应用程序或软件，还可以将由其启动的不同指纹识别操作做出不同的安全性要求判断，例如对于同一支付客户端，当其为大额支付(例如大于5000元人民币)时才判断其安全性要求高，否则判断其安全性要求为低。

步骤S109，从指纹图像A’中提取极度性指纹特征点E’，每提取一个极度性指纹特征点E’，便将该极度性指纹特征点E’与n个极度性指纹特征点E进行比对。

步骤S110，判断是否满足y个极度性指纹特征点E’分别与n个极度性指纹特征点E的其中之一匹配，如果满足，则指纹比对成功，结束本次指纹比对；否则，执行步骤S111。

其中，y小于或等于n，y例如为1。

步骤S111，判断是否已经将所有极度性指纹特征点E’全部提取完，如果是，则本次指纹比对失败，结束本次指纹比对；否则，返回步骤S109。

本发明实施例提供的指纹识别方法，通过进一步对极度性指纹特征点进行注册及比对，增强了安全性，能够满足安全性的特殊要求。

通过以上实施方式的描述，本领域技术人员应易于理解，本发明实施例可以通过硬件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，本发明实施例的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中，包括若干指令用以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、移动终端、或者网络设备等)执行根据本发明实施方式的方法。

本领域技术人员应可以理解，附图只是示例实施方式的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的，因此不能用于限制本发明的保护范围。

本领域技术人员应可以理解，上述各模块可以按照实施例的描述分布于装置中，也可以进行相应变化地位于不同于该实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

以上具体地示出和描述了本发明的示例性实施方式。应该理解，本发明不限于所公开的实施方式，相反，本发明意图涵盖包含在所附权利要求范围内的各种修改和等效置换。

Claims (13)

1.一种指纹注册方法，其特征在于，包括：

指纹采集，形成指纹图像；

从所述指纹图像中提取M个指纹特征点，及N个极度性指纹特征点；以及，

存储所述M个指纹特征点及N个极度性指纹特征点；

其中M为大于1的正整数，N为大于或等于1的正整数。

2.根据权利要求1所述的指纹注册方法，其特征在于，所述极度性指纹特征点包括：兮离纹、眼形纹及交义纹。

3.根据权利要求1所述的指纹注册方法，其特征在于，所述极度性指纹特征点不包括：终结点、分叉点、分歧点、孤立点、环点及短纹。

4.一种指纹识别方法，其特征在于，包括：

指纹采集，形成第二指纹图像；

从所述第二指纹图像中提取第二指纹特征点，将所述第二指纹特征点与注册的第一指纹特征点进行比对，所述注册的第一指纹特征点包括：M个第一指纹特征点和N个第一极度性指纹特征点；以及，

如果从所述第二指纹图像中提取了X个第二指纹特征点分别与所述M个第一指纹特征点的其中之一匹配，则根据本次指纹识别操作的安全级别要求，判断是否需要从所述第二指纹图像中提取第二极度性指纹特征点与所述N个第一极度性指纹特征点进行比对；

其中M为大于1的正整数，N为大于或等于1的正整数。

5.根据权利要求4所述的指纹识别方法，其特征在于，还包括：

如果需要，则从所述第二指纹图像中提取第二极度性指纹特征点；

将所述第二极度性指纹特征点与所述N个第一极度性指纹特征点进行比对；

如果从所述第二指纹图像中提取了Y个第二极度性指纹特征点分别与所述N第一极度性指纹特征点的其中之一匹配，则所述指纹识别操作成功；其中N大于或等于Y。

6.根据权利要求4所述的指纹识别方法，其特征在于，所述第一极度性指纹特征点和所述第二极度性指纹特征点包括：兮离纹、眼形纹及交义纹。

7.根据权利要求4所述的指纹识别方法，其特征在于，所述第一极度性指纹特征点和所述第二极度性指纹特征点不包括：终结点、分叉点、分歧点、孤立点、环点及短纹。

8.根据权利要求4所述的指纹识别方法，其特征在于，所述本次指纹操作的安全级别要求由用户设置的启动所述本次指纹操作的应用的安全级别确定。

9.一种具有指纹识别功能的终端设备，其特征在于，包括：

指纹输入模块，其用于对输入的指纹进行采集，在指纹注册阶段，形成第一指纹图像，并在指纹识别阶段，形成第二指纹图像；

图像处理模块，其用于接收所述指纹输入模块发送的所述第一指纹图像和所述第二指纹图像，从所述第一指纹图像中提取M个第一指纹特征点及N个第一极度性指纹特征点，以及从所述第二指纹图像中提取第二指纹特征点；

存储模块，其用于接收并存储所述图像处理模块发送的所述M个第一指纹特征点及N个第一极度性指纹特征点；

比对模块，其用于接收并比对所述第二指纹特征点与所述M个第一指纹特征点；以及，

鉴权模块，其用于根据本次指纹识别操作的安全级别要求，判断是否需要从所述第二指纹图像中提取第二极度性指纹特征点与所述N个第一极度性指纹特征点进行比对；

其中M为大于1的正整数，N为大于或等于1的正整数。

10.根据权利要求9所述的具有指纹识别功能的终端设备，其特征在于，所述比对模块还用于判断是否从所述第二指纹图像中提取了X个第二指纹特征点分别与所述M个第一指纹特征点的其中之一匹配；其中M大于X。

11.根据权利要求9所述的具有指纹识别功能的终端设备，其特征在于，所述图像处理模块还用于从所述第二图像中提取第二极度性指纹特征点；所述比对模块还用于将所述第二极度性指纹特征点与所述N个第一极度性指纹特征点进行比对，及判断是否从所述第二指纹图像中提取了Y个第二极度性指纹特征点分别与所述N第一极度性指纹特征点的其中之一匹配；其中N大于或等于Y。

12.根据权利要求9所述的具有指纹识别功能的终端设备，其特征在于，所述第一极度性指纹特征点和所述第二极度性指纹特征点包括：兮离纹、眼形纹及交义纹。

13.根据权利要求9所述的具有指纹识别功能的终端设备，其特征在于，所述第一极度性指纹特征点和所述第二极度性指纹特征点不包括：终结点、分叉点、分歧点、孤立点、环点及短纹。