CN114072858A - 指纹子图像捕获 - Google Patents

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Abstract

本公开内容涉及设置在智能卡(100)中的指纹感测***(110)的方法以及执行该方法的指纹感测***，指纹感测***被配置成利用指纹传感器(102)获取用户的指纹数据以用于生物特征认证。在一方面，提供了设置在智能卡(100)中的指纹感测***(110)的方法，指纹感测***(110)被配置成利用指纹传感器(102)获取用户的指纹数据以用于生物特征认证。该方法包括：检测(S501)接触指纹传感器(102)的感测区域的用户的手指；利用预定的传感器设置来初始化(S502)指纹传感器(102)；针对被检测到与指纹传感器(102)的感测区域接触的手指获取(S503)校准子图像，该校准子图像在大小上受限于感测区域的子区域；确定(S504)对于所获取的校准子图像是否满足质量标准；以及在满足质量标准的情况下，获取(S505)在大小上受限于感测区域的子区域的一个或更多个另外的子图像，以及将所获取的多个另外的子图像组合(S506)成用户的指纹的表示，其中，所述另外的子图像是在智能卡(100)未参与和读卡器(200)进行的等待时间延长WTX请求信令的时间段期间获取的，所述读卡器(200)与智能卡(100)执行非接触式通信。

Description

指纹子图像捕获
技术领域
本公开内容涉及设置在智能卡中的指纹感测***的方法以及执行该方法的指纹感测***，所述智能卡被配置成利用指纹传感器来获取用户的指纹数据以用于生物特征认证。
背景技术
在指纹感测***中，必须利用正确的设置来初始化***的指纹传感器，以便能够获取被配备有指纹传感器的装置用于对指纹所属的个体进行认证的高质量的指纹图像。指纹传感器的要初始化的参数包括例如传感器增益、传感器中的模拟数字转换器(ADC)的偏移、像素灵敏度等。
该初始化是在指纹传感器检测到手指触摸传感器的感测区域时进行的，在这种情况下，传感器从睡眠模式转变至活动模式。在向活动模式转变时，传感器捕获触摸感测区域的手指的子图像，然后对该子图像进行评估以确定其是否具有足够的质量。子图像是与传感器的感测区域的相对小的部分相关联的指纹图像。
如果子图像不具有足够的质量，则将传感器设置稍微改变并捕获新的子图像，并且如此进行直至捕获到被认为具有足够高质量的子图像。在捕获该图像时应用的传感器设置因此将作为用于捕获一个或更多个全指纹图像的设置，根据所述一个或更多个全整指纹图像可以对个人进行认证。
然而，该初始化过程耗时且处理繁重，特别是在时序限制严苛的装置例如智能卡中实现指纹传感器的情况下更是如此。
发明内容
一个目的是解决或至少缓解现有技术中的这个问题，并且因此提供利用智能卡中的指纹传感器来获取用户的指纹数据以用于生物特征认证的改进方法。
在第一方面，通过一种设置在智能卡中的指纹感测***的方法来实现该目的，指纹感测***被配置成利用指纹传感器来获取用户的指纹数据以用于生物特征认证。该方法包括：检测接触指纹传感器的感测区域的用户的手指；利用预定的传感器设置来初始化指纹传感器；针对被检测到与指纹传感器的感测区域接触的手指获取校准子图像，校准子图像在大小上受限于感测区域的子区域；确定对于所获取的校准子图像是否满足质量标准；以及在所获取的校准子图像满足质量标准的情况下，获取(S505)在大小上受限于感测区域的子区域的一个或更多个另外的子图像，以及将所获取的多个另外的子图像组合成用户的指纹的表示，其中，所述另外的子图像是在智能卡未参与和读卡器进行的等待时间延长(WTX)请求信令的时间段期间获取的，读卡器与智能卡执行非接触式通信。
在第二方面，通过一种设置在智能卡中的指纹感测***来实现该目的，指纹感测***包括指纹传感器和处理单元，指纹传感器被配置成获取用户的指纹数据以用于生物特征认证，处理单元被配置成使指纹***能够操作以：检测接触指纹传感器的感测区域的用户的手指；利用预定的传感器设置来初始化指纹传感器；针对被检测到与指纹传感器的感测区域接触的手指获取校准子图像，校准子图像在大小上受限于感测区域的子区域；确定对于所获取的校准子图像是否满足质量标准；以及在所获取的校准子图像满足质量标准的情况下，获取在大小上受限于感测区域的子区域的一个或更多个另外的子图像，以及将所获取的多个另外的子图像组合成用户的指纹的表示，其中，所述另外的子图像是在智能卡未参与和读卡器进行的WTX请求信令的时间段期间获取的，读卡器与智能卡执行非接触式通信。
从而，指纹传感器检测到手指接触传感器的感测区域。此后，或者甚至在此之前，利用预定的传感器设置来初始化指纹传感器。该预定的传感器设置可以是在经验上已经证明可以产生高质量的捕获图像的默认设置。
然后，通过利用默认设置初始化的指纹传感器来获取校准子图像，该校准子图像用于确定传感器设置是否适当或者是否需要对传感器设置进行调整。为了能够将指纹图像用于用户的生物特征认证，图像的质量必须足够高。
如果图像的质量不够高，则将所捕获的指纹图像与指纹感测***中先前登记的指纹模板进行匹配是不可行的。因此，处理器确定所捕获的校准子图像的质量是否符合预定的质量标准。例如，感知到的图像质量必须足够高。
如果图像的质量足够高，则处理器继续控制指纹传感器以使用默认传感器设置捕获另外的子图像。
应当注意，校准子图像通常小于出于对用户的指纹进行认证的目的而随后捕获的另外的子图像，这些另外的子图像又小于全指纹图像。例如，如果传感器的感测区域的大小为160x160像素，则另外的子图像的大小可以为40x160像素，而校准子图像为例如32x24像素。
所捕获的另外的子图像在他们被捕获时被连续地写入存储器的相应位置。重复捕获另外的子图像直至捕获到足够数量的子图像，使得随后可以从存储器中读出完全完整或部分完整的指纹图像。例如，捕获2个至4个另外的子图像并将其写入存储器，但这可以取决于***配置而变化。
在捕获到足够数量的子图像之后，通过处理器将这些子图像读出并且从而将其组合成一个表示用户的指纹的单个图像。
这些另外的子图像是在WTX时段中智能卡未参与和读卡器进行的WTX请求信令的部分期间有利地捕获的，以避免在智能卡从以无线方式从读卡器接收的信号中收集能量的时段期间执行处理繁重的操作。
在实施方式中，在对于校准子图像不满足质量标准的情况下，处理器基于从所获取的不满足质量标准的校准子图像中得出的数据来修改传感器设置。此后，利用所修改的传感器设置重新初始化指纹传感器并且使用所修改的传感器设置获取新的校准子图像。在所获取的新的校准子图像不满足质量标准的情况下，修改传感器设置，直至捕获到满足质量标准的校准子图像。
在实施方式中，处理器检测手指在传感器的感测区域上是否稳定，以及在手指在传感器的感测区域上稳定的情况下，继续利用预定的传感器设置来初始化指纹传感器，并且在手指在传感器的感测区域上不稳定的情况下，重新开始检测接触指纹传感器的感测区域的用户的手指。
在实施方式中，处理器检测手指在感测区域上是否稳定，并且在手指在感测区域上不稳定的情况下，丢弃所获取的另外的子图像。
在实施方式中，将任何子图像——校准子图像以及另外的子图像——的获取安排成在WTX时段中智能卡未参与和读卡器进行的WTX请求信令的部分期间执行。
在实施方式中，在智能卡未参与和读卡器进行的WTX请求信令的时间段期间，执行对手指的检测、对手指在感测区域上是否稳定的检测以及对指纹传感器的初始化和重新初始化。
在第三方面，提供一种计算机程序，该计算机程序包括计算机可执行指令，该计算机可执行指令用于当在包括在指纹感测***中的处理单元上执行该计算机可执行指令时，使指纹感测***执行第一方面的方法。
在第四方面，提供一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括计算机可读介质，该计算机可读介质上包括有根据第三方面的计算机程序。
通常，除非本文中另有明确定义，否则在权利要求中使用的所有术语应根据其在技术领域中的普通含义来解释。除非另有明确说明，否则对“一/一个/该元件、设备、部件、装置、步骤等”的引用将被公开地解释为指元件、设备、部件、装置、步骤等的至少一个实例。除非明确说明，否则本文中公开的任何方法的步骤不必按照所公开的确切顺序执行。
附图说明
现在参照附图通过示例的方式描述各方面和实施方式，在附图中：
图1示意性地示出了智能卡，该智能卡包括可弯曲的主体和用于授权使用智能卡执行的交易的生物特征传感器例如指纹传感器；
图2示出了用户将她的手指放置在上面的指纹传感器的放大视图；
图3示出了作为指纹感测***的一部分的指纹传感器；
图4示出了为了随后使指纹传感器能够捕获指纹图像而执行的一般现有技术传感器初始化过程；
图5更详细地示出了在图4的手指稳定搜索中执行的步骤；
图6示出了在***与读卡器之间执行的非接触式交易；
图7示出了说明重复发生的WTX请求以及传感器捕获指纹图像所需的时间段的时序图；
图8示出了根据实施方式的说明重复发生的WTX请求以及正在捕获的指纹图像的时序图；
图9示出了在实施方式中利用指纹传感器获取用户的指纹数据的方法的流程图；
图10示出了说明通过图9的方法执行的各种动作的时序图；
图11示出了在另一实施方式中利用指纹传感器获取用户的指纹数据的方法的流程图；
图12示出了说明通过图11的方法执行的各种动作的时序图；
图13示出了在又一实施方式中利用指纹传感器获取用户的指纹数据的方法的流程图；以及
图14示出了与图13中的手指稳定性检测方法相比的替选手指稳定性检测方法。
具体实施方式
现在，在下文中将参照附图更全面地描述本公开内容的各方面，在附图中示出了本发明的某些实施方式。
然而，这些方面可以以许多不同的形式实施并且不应被理解为限制性的；而是，这些实施方式是通过示例的方式提供的，使得本公开内容将是透彻且完整的，并且将本发明的所有方面的范围充分传达给本领域技术人员。贯穿本说明书，相似的附图标记指代相似的要素。
图1至图3示出了可以实现各实施方式的指纹感测***。
图1示意性地示出了智能卡100，智能卡100包括可弯曲的主体101以及用于授权使用智能卡100执行的交易的生物特征传感器102例如指纹传感器。
应当理解，根据本发明的实施方式的指纹传感器102可以在其他类型的电子装置例如笔记本电脑、遥控器、平板电脑、智能卡、智能手表等中实现或者在利用指纹感测的任何其他类型的当前或未来类似配置的装置中实现。
图2示出了用户将她的手指201放置在上面的指纹传感器102的略微放大的视图。指纹传感器102被配置成包括多个感测元件。在图2中，单个感测元件(也被表示为像素)由附图标记202指示。
图3示出了指纹传感器102，指纹传感器102是在例如图1的智能卡100中实现的指纹感测***110的一部分。指纹感测***110包括：指纹传感器102；以及处理单元103，例如一个或更多个微处理器，用于控制指纹传感器102并对所捕获的指纹进行分析。指纹感测***110还包括存储器105。指纹感测***110通常又形成如图1所例示的智能卡100的一部分。传感器102和处理单元103两者均可以执行认证处理的任务。还可以设想：在利用具有足够处理能力的传感器的情况下，传感器102可以从处理单元103接管认证任务，并且甚至可以取代处理单元103。
指纹传感器102可以使用任何类型的当前或未来的指纹感测原理来实现，包括例如电容式、光学、超声波或热感测技术。
现在，在对象接触指纹传感器102时，传感器102将捕获该对象的图像，以便使处理单元103通过将所捕获的指纹与预先存储在存储器105中的一个或更多个授权的先前登记的指纹模板进行比较来确定该对象是否是授权用户的指纹。
在一般授权过程中，用户将手指201放置在指纹传感器102的感测区域上。处理单元103对所捕获的指纹进行评估并将其与存储在存储器105中的一个或更多个登记的经认证的指纹模板进行比较。如果所记录的指纹与预先存储的模板匹配，则用户被认证，并且处理单元103将相应地通知例如参与交易过程的销售点(POS)终端，使得所进行的交易被认证。
再次参照图3，由指纹感测***110执行的方法的步骤实际上是由以一个或更多个微处理器的形式呈现的处理单元103执行的，所述一个或更多个微处理器被设置成执行被下载到与微处理器相关联的存储介质105例如RAM、闪存或硬盘驱动器的计算机程序107。可替选地，计算机程序在制造期间包括在存储器中(作为例如NOR闪存)。处理单元103被设置成当包括计算机可执行指令的适当的计算机程序107被下载到存储介质105并由处理单元103执行时，使指纹感测***101执行根据实施方式的方法。存储介质105还可以是包括计算机程序107的计算机程序产品。可替选地，可以借助于适当的计算机程序产品例如数字多功能盘(DVD)或记忆棒将计算机程序107传送至存储介质105。作为又一替选方案，可以通过网络将计算机程序107下载到存储介质105。可以可替选地以数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程逻辑门阵列(FPGA)、复杂可编程逻辑器件(CPLD)等的形式实现处理单元103。还应当理解，由处理单元103提供的功能的全部或部分可以至少部分地与指纹传感器102集成。
图4示出了为了随后使指纹传感器102能够在步骤S304中捕获全指纹图像而执行的一般现有技术传感器初始化过程300。
在被指示为“睡眠模式”的第一步骤S301中，对执行基于软件和/或硬件的手指稳定检测的传感器102进行控制的处理器103处于低功耗模式，在低功耗模式下，监测位于传感器元件阵列中按组间隔开的位置处的传感器元件202的组。
当多于阈值数目的传感器元件202指示手指201的接触时，手指201确实被检测到，并且在步骤S302中执行向被指示为“手指稳定搜索”的第二状态的转变，即，传感器102退出步骤S301的睡眠模式并进入活动模式。
当处于步骤S302的“手指稳定搜索”状态时，捕获子图像并对其进行处理以确定压靠在传感器102上的手指201是否稳定。
当捕获子图像时，选择传感器102的感测区域的子部分以捕获触摸该子部分的手指201的图像。该子部分是相对于总的感测区域在大小上受限的区域。手指201触摸该子部分的部分的捕获图像被称为子图像。作为示例，虽然总的感测区域可以达到例如160x160个或96x96个感测元件(又称为像素)，但是子部分可以分别包括40x160个像素和24x96个像素。
在步骤S302中对子图像的处理没有产生确定的稳定状态并且满足终止标准的情况下，触摸被认为是“不稳定的”并且执行返回步骤S301中的睡眠模式的转变。
终止标准可以是在例如从以下时间点开始达到超时：在获取到第一子图像时、或者在已经获取了阈值数目的子图像而没有识别到稳定状态时、或者在统计指标超过指示不收敛于稳定状态的预定义标准时。
相反，如果达到稳定状态，则在步骤S303中执行向被指示为“全指纹图像获取和检查”的状态的转变。在该状态下，获取全指纹图像。可选地，执行对全指纹图像的质量的检查。
在不执行质量检查的情况下，在步骤S304中无条件地提供全指纹图像。在执行质量检查的情况下，在质量检查的结果成功的条件下(指示为“成功”)提供全指纹图像。在又一替选方式中，在任何情况下都提供全指纹图像，但是该全指纹图像被分配有指示质量检查的结果的值。
如果在步骤S303中质量检查的结果是质量不足够高(指示为“失败”)，则执行返回步骤S301的睡眠模式的转变，可选地包括提示用户重复触摸的步骤。
图5更详细地示出了执行手指稳定搜索的步骤S302的操作。
现在，在步骤S401中已经检测到阈值数目的传感器元件202被手指201触摸之后，处理器103在步骤S402中利用所选择的设置来初始化指纹传感器102。在第一次运行该方法时，可以在步骤S402中使用默认设置来初始化传感器102。
然后，在步骤S403中，选择传感器102的感测区域的子部分以捕获接触该子部分的手指201的子图像。
根据从所捕获的子图像得出的数据，计算指示稳定性的属性，即触摸传感器102的感测区域的手指是否稳定。
例如，可以计算包括所捕获的子图像中的强度值的平均值、最小值和/或最大值、下分位数和/或上分位数或所谓的Kullback-Leibler散度度量的统计指标。可替选地，可以使用Jensen-Shannon散度代替Kullback-Leibler散度度量。
基于这些计算的指标，针对强度变化的变化计算被称为斜率的属性。通过在计算统计指标的值时对这些值随时间推移的斜率进行评估，可以推断出在所计算的斜率低于预定义的斜率阈值时，统计指标的值已经达到或即将达到稳定状态。
因此，在步骤S404中，处理器103基于对一个或更多个斜率如何发展的评估来确定是否达到稳定状态。
如果手指在传感器102的感测区域上稳定，则如先前描述的在步骤S303中捕获到全图像(实际上这可能在多次重复之后发生)，在步骤303中，可选地执行对全指纹图像的质量的检查以确定是否应将该全图像用于认证。
如果手指在传感器102的感测区域上不稳定，则该方法进行至步骤S405，在步骤405处，处理器103对先前计算的统计指标例如强度值的最小值和最大值进行评估，以便评估如何使用指纹传感器102的动态范围。在从指纹传感器102输出的值看起来呈现为在接近例如最小值或最大值的范围内的值的情况下，至少出于授权目的，实际上难以(如果不是不可能的话)得到关于指纹的可感知信息。
如果计算出的统计指标被评估为适当，则处理器103返回步骤S403以捕获另一子图像。应当注意，可以通过选择传感器102的与针对先前捕获的子图像的子区域相同的子区域来捕获该子图像，但是也可以设想选择另一子区域。再次，在步骤S404中将确定手指稳定性是否占优势。
相比之下，如果所计算的统计指标被评估为不适当，则必须修改传感器102的设置，并且方法进行至步骤S406，在步骤S406处，修改传感器设置以捕获具有比前一子图像的质量高的质量的新的子图像。
可以更改的指纹传感器设置包括例如以下中的一个或更多个：传感器增益、传感器的模拟数字转换器(ADC)的偏移或增益、像素灵敏度、曝露时间等。
现在，在例如可以实现指纹感测***110的智能卡中，可用于执行指纹传感器操作的时间受到严重限制。
图6示出了在***100与呈销售点(POS)终端的形式的读卡器200之间执行的交易。***100配备有指纹感测***，该指纹感测***包括能够对***100的用户进行生物特征认证的指纹传感器(在图6中位于用户的拇指下方)。交易可以以非接触方式执行，即通过无线通信(如图6所示)或通过将***100***POS终端200而建立的直接物理接触来执行。
智能卡100根据所建立的标准例如ISO14443和EMVCo与POS终端200无线地通信。在智能卡100与POS终端200之间建立有无线连接并且POS终端200向智能卡100发送指令时，该标准规定POS终端200设置所谓的帧等待时间(FWT)，在该FWT期间预期智能卡100做出响应。
如果***100在规定的FWT时段期间没有响应，则可能发生超时并且连接可能中断。***100可以在FWT到期之前请求延长等待时间，这被称为等待时间延长(WTX)请求，POS终端200通过延长等待时间FWT来响应该WTX请求。
图7示出了重复发生的WTX请求以及传感器102捕获指纹图像所需的时间段的时序图。如所示出的，WTX请求的持续时间约为5ms并且WTX请求以约每30ms的时段发生，而捕获全指纹图像所需的时间超过该时段。
对于智能卡，可以在卡100与POS终端200之间执行近场通信(NFC)，其中，智能卡100从接收自POS终端200的无线信号中收集能量以用于进一步分发至其他智能卡部件例如指纹感测***和收发器(未示出)，经由所述其他智能卡部件进行与POS终端的通信。
由于通过卡100收集的能量的量不足，因此在WTX请求信令期间，向智能卡100与POS终端200之间的无线通信给予优先权。因此，在WTX请求信令的时间段内不应捕获指纹图像。实际上，如图7所示，这是有问题的，因为用于捕获图像的总时间超过了WTX请求信令时段。
在实施方式中，参照示出了时序图的图8，通过在WTX时段的未发送WTX请求的部分期间捕获多个子图像来解决该问题。也就是说，在30ms WTX时段的未发送WTX请求的25ms时隙期间的某些时机处捕获一个或更多个子图像。可以在多个WTX时段内捕获子图像。在该示例中，捕获了三个子图像，每个子图像都是在未发送WTX请求时被捕获的。
子图像在被捕获到时被加载到存储器(例如存储器105)中，并且在捕获到足够数量的子图像之后，从存储器中读出所捕获的子图像并从而将其组合成部分或完全完整的指纹图像(即用户的指纹的表示)以用于在***100与POS终端200之间的交易中对用户进行认证。
有利地，利用如图8所示的这种方法，在从***100向POS终端发送WTX请求时不捕获指纹图像。
而是，在不向POS终端200发送WTX请求的WTX时段期间，指纹感测***110的处理器103有利地调度对子图像的获取的执行。作为结果，在智能卡100从由POS终端200发送的通信信号中收集能量的时间段期间不捕获图像。
图9示出了在实施方式中利用指纹传感器获取用户的指纹数据的方法的流程图，该方法有利地遵从参照图8讨论的受限时序。
将另外参照图10，图10示出了说明通过图9的方法执行的各种动作的时序图。
在第一步骤S501中，指纹传感器102检测接触传感器的感测区域的手指201。如先前讨论的，这可以通过确定指示传感器102的被触摸的感测元件202的数量超过预定的触摸阈值来执行。在图9中，步骤S501被称为手指检测(FD)。
此后(或甚至在步骤S501之前)，在步骤S502中利用预定的传感器设置来初始化指纹传感器。这可以是可以在经验上已经证明产生高质量的捕获图像的默认设置。
在步骤S503中，获取校准子图像，即通过利用步骤S502的设置初始化的指纹传感器102捕获校准子图像。应当注意，校准子图像通常小于出于对用户的指纹进行认证的目的而随后在步骤S505中捕获的子图像；在步骤S503中捕获的较小校准子图像被用于确定传感器设置是否适当或者是否需要对传感器设置进行调整。校准子图像的大小不必取决于传感器的大小，而是无论传感器大小如何均可以具有相同的尺寸，例如32x24像素。
为了能够使用指纹图像对用户进行生物特征认证，图像的质量必须足够高。如果图像的质量不够高，则将所捕获的指纹图像与指纹感测***110中先前登记的指纹模板进行匹配是不可行的。
因此，在步骤S504中，处理器103确定所捕获的校准子图像的质量是否符合预定的质量标准。例如，感知的图像质量可以从0％到100％分级，其中100％将对应于几乎完美的图像。
如果质量被分配的值为80％或更高，则处理器103可以推断出针对所捕获的校准子图像满足质量标准，从而指示步骤S502中所使用的传感器设置是适当的。
在该特定例示性实施方式中，假设在步骤S502中用默认传感器设置初始化的传感器102满足质量标准。在图9中，步骤S502至S504表示被称为SEARCH的初始化过程。
如从图10可以推断出的，在WTX时段的未发送WTX请求的部分期间有利地执行FD和SEARCH过程，以避免在智能卡100在收集能量的时段期间执行这些过程。
由于符合质量标准，因此在步骤S505中，处理器103继续控制指纹传感器102以使用默认传感器设置来捕获另外的子图像。如先前提及的，这些子图像通常大于在步骤S503中的SEARCH处理期间捕获的校准子图像。在步骤S505中捕获的子图像在被捕获时被连续地写入存储器的相应位置。
重复步骤S505中的对子图像的捕获直至已经捕获到足够数量的子图像，使得随后可以从存储器中读出完全完整或部分完整的指纹图像。例如，捕获2个至4个子图像并将其写入存储器，但这可以取决于***配置而变化。
在步骤S505中捕获了足够数量的子图像之后，将这些子图像读出并且从而在步骤S506中通过处理器103将其组合成表示用户的指纹的单个图像。该单个图像在下文中将被称为全指纹图像，即使它可以包括仅表示指纹的一部分的图像，其在指纹特征内容中可能或可能不足以允许认证。
注意，当发送WTX请求时，通常不执行从存储器读出单个图像。
如从图10可以另外推断出的，在WTX时段的未发送WTX请求的部分期间有利地执行对子图像的捕获。
如所提及的，在SEARCH阶段期间在步骤S502中捕获的校准子图像的大小通常小于在步骤S505中捕获的另外的子图像，优点在于FD+SEARCH阶段不必比在步骤S505中捕获另外的子图像所需的时间长。
处理器103将在步骤S505中捕获的多个子图像例如2个至3个子图像进行组合以实现指纹的更详实的表示，并且随后将所得单个图像与一个或更多个登记的指纹模板进行比较以找到匹配并从而对用户进行认证。
有利地，在指纹感测***110不干扰从智能卡100向POS终端200传送WTX请求的情况下，用户已经被认证。
图11示出了在另一实施方式中利用指纹传感器获取用户的指纹数据的方法的流程图。
将另外参照图12，图12示出了说明通过图11的方法执行的各种动作的时序图。
在第一步骤S501中，指纹传感器102检测到手指201接触传感器的感测区域。如先前讨论的，这可以通过确定指示传感器102中被触摸的感测元件202的数量超过预定的触摸阈值来执行。在图11中，步骤S501被称为手指检测(FD)。
此后(或甚至在步骤S501之前)，在步骤S502中利用预定的传感器设置来初始化指纹传感器。这可以是在可以经验上已经证明产生高质量的捕获图像的默认设置。
在步骤S503中，获取校准子图像，即通过利用步骤S502的设置初始化的指纹传感器102捕获校准子图像。
为了能够使用指纹图像对用户进行生物特征认证，图像的质量必须足够高。如果图像的质量不够高，则将所捕获的指纹图像与指纹感测***110中先前登记的指纹模板进行匹配是不可行的。
因此，在步骤S504中，处理器103确定所捕获的校准子图像的质量是否符合预定的质量标准。如先前讨论的，感知的图像质量可以从0％到100％分级，其中100％将对应于几乎完美的图像。
如果质量被分配的值为80％或更高，则处理器103可以推断出针对所捕获的校准子图像满足质量标准。
在该特定例示性实施方式中，假设在步骤S502中用默认传感器设置初始化的传感器102不满足质量标准；例如质量被分配的值为70％。在图11中，步骤S502至S504被称为SEARCH。
因此，在步骤S504a中，处理器103基于从所获取的不满足质量标准的校准子图像得出的数据来修改传感器设置。如先前讨论的，从图像得出的数据可能与强度相关，根据该强度计算统计指标以用于修改传感器设置。
在步骤S502中，利用经修改的传感器设置来重新初始化指纹传感器102，随之进行新的SEARCH处理，在该新的SEARCH处理中，在步骤S503中捕获新的校准子图像，在步骤S504中对该新的校准子图像的质量进行评估。
如从图12可以推断出的，在WTX时段的未发送WTX请求的部分期间有利地执行FD、初始SEARCH和重复SEARCH过程。
现在由于在步骤S504中符合质量标准，因此在步骤S505中，处理器103继续使用步骤S504a中修改的传感器设置——即针对所捕获的质量符合质量标准的图像的最新传感器设置——来控制指纹传感器102以捕获另外的子图像。
在已经捕获了多个另外的子图像并将其写入存储器之后，如先前讨论的，在步骤S506中通过处理器103将这些子图像从存储器读出并且从而将其组合成表示用户的指纹的单个图像。
如从图12可以另外推断出的，在WTX时段的未发送WTX请求的部分期间有利地执行子图像的捕获。
图13示出了在又一实施方式中利用指纹传感器获取用户的指纹数据的方法的流程图。
将仅详细讨论相对于图11的流程图添加的步骤S501a，因为已经参照图11讨论过其他步骤。
在步骤S501中检测到手指之后，在步骤S501a中，处理器103例如通过评估子图像的强度参数来确定手指是否稳定。如果手指稳定，则如先前所描述的该方法进行至步骤S502。
然而，如果在步骤S501a中确定手指在传感器102的感测区域上不稳定，则处理器103重新开始该处理以在步骤S501中再次确定手指触摸传感器。
有利地，在具有步骤S501a的方法中结合了对手指稳定性的检查。
图14示出了与图13中的手指稳定性检测方法相比的替选手指稳定性检测方法。在该实施方式中，在步骤S505中捕获了子图像之后，处理器103检查在步骤S501中检测到的手指是否仍然保持在传感器102的感测区域上。
如果在步骤S501中检测到的手指仍然保持在传感器102的感测区域上，则处理器103在步骤S506中继续从存储器读出所捕获的子图像以形成单个图像并且处理进行至指纹认证。如果在步骤S501中检测到的手指没有保持在传感器102的感测区域上，则在步骤S505b中丢弃所捕获的图像并且该处理重新开始。
应当注意，在步骤S506中读出子图像以形成单个图像的步骤可以在步骤S505a中确定手指是否稳定的步骤之前执行。此外，可以将图13中执行初始手指稳定检测的步骤S501a添加至图14的实施方式。
以上参照一些实施方式及其示例主要描述了本公开内容的各方面。然而，如本领域技术人员容易理解的，除了以上公开的实施方式之外的其他实施方式同样可能在所附专利权利要求所限定的本发明的范围内。
因此，虽然在本文中已经公开了各个方面和实施方式，但是对于本领域技术人员而言其他方面和实施方式将是明显的。本文中所公开的各个方面和实施方式是出于说明的目的而不旨在进行限制，真正的范围和精神由所附权利要求指示。

Claims (16)

1.一种设置在智能卡(100)中的指纹感测***(110)的方法，所述指纹感测***(110)被配置成利用指纹传感器(102)来获取用户的指纹数据以用于生物特征认证，所述方法包括：
检测(S501)接触所述指纹传感器(102)的感测区域的所述用户的手指；
利用预定的传感器设置来初始化(S502)所述指纹传感器(102)；
针对被检测到与所述指纹传感器(102)的所述感测区域接触的手指获取(S503)校准子图像，所述校准子图像在大小上受限于所述感测区域的子区域；
确定(S504)对于所获取的校准子图像是否满足质量标准，以及在满足所述质量标准的情况下，
获取(S505)在大小上受限于所述感测区域的子区域的一个或更多个另外的子图像；以及
将所获取的多个另外的子图像组合(S506)成所述用户的指纹的表示，其中，所述另外的子图像是在所述智能卡(100)未参与和读卡器(200)进行的等待时间延长WTX请求信令的时间段期间获取的，所述读卡器(200)与所述智能卡(100)执行非接触式通信。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：在不满足所述质量标准的情况下，
基于从所获取的不满足所述质量标准的校准子图像得出的数据来修改(S504a)传感器设置；其中，初始化传感器设置的步骤包括：
使用所修改的传感器设置重新初始化(S502)所述指纹传感器(102)；其中，获取校准子图像的步骤包括：
使用所修改的传感器设置获取(S503)新的校准子图像，其中，在所获取的新的校准子图像不满足所述质量标准的情况下，修改所述传感器设置直至捕获到满足所述质量标准的校准子图像。
3.根据权利要求2所述的方法，还包括：
检测(S501a)所述手指在所述感测区域上是否稳定，以及在所述手指在所述感测区域上稳定的情况下，继续利用预定的传感器设置来初始化(S502)所述指纹传感器(102)，并且在所述手指在所述感测区域上不稳定的情况下，重新开始检测(S501)接触所述指纹传感器(102)的感测区域的所述用户的手指。
4.根据权利要求2所述的方法，还包括：
检测(S505a)所述手指在所述感测区域上是否稳定；以及在所述手指在所述感测区域上不稳定的情况下，
丢弃(S505b)所获取的另外的子图像。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，将任何子图像的获取安排成在WTX时段中所述智能卡(100)未参与和所述读卡器(200)进行的WTX请求信令的部分期间执行。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，将所捕获的另外的子图像写入存储器中的指定位置，其中，将所获取的多个另外的子图像组合(S506)成所述用户的指纹的表示包括：
读出所捕获的被写入所述存储器的另外的子图像，所述子图像形成所述用户的指纹的表示。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在所述智能卡(100)未参与和读卡器(200)进行的WTX请求信令的时间段期间执行对手指的检测(S501)、对所述手指在所述感测区域上是否稳定的检测(S501a、S505a)以及对所述指纹传感器(102)的初始化(S502)和重新初始化。
8.一种设置在智能卡(100)中的指纹感测***(110)，所述指纹感测***(110)包括：指纹传感器(102)和处理单元(103)，所述指纹传感器(102)被配置成获取用户的指纹数据以用于生物特征认证；所述处理单元(103)被配置成使所述指纹***(110)能够操作以：
检测接触所述指纹传感器(102)的感测区域的所述用户的手指；
利用预定的传感器设置来初始化所述指纹传感器(102)；
针对被检测到与所述指纹传感器(102)的所述感测区域接触的手指获取校准子图像，所述校准子图像在大小上受限于所述感测区域的子区域；
确定对于所获取的校准子图像是否满足质量标准，以及在满足所述质量标准的情况下，
获取在大小上受限于所述感测区域的子区域的一个或更多个另外的子图像；
将所获取的多个另外的子图像组合成所述用户的指纹的表示，其中，所述另外的子图像是在所述智能卡(100)未参与和读卡器(200)进行的等待时间延长WTX请求信令的时间段期间获取的，所述读卡器(200)与所述智能卡(100)执行非接触式通信。
9.根据权利要求8所述的指纹感测***(110)，还能够操作以：在不满足所述质量标准的情况下，
基于从所获取的不满足所述质量标准的校准子图像得出的数据来修改传感器设置；其中，初始化传感器设置的步骤包括：
使用所修改的传感器设置重新初始化所述指纹传感器(102)；其中，获取校准子图像的步骤包括：
使用所修改的传感器设置获取新的校准子图像，其中，在所获取的新的校准子图像不满足所述质量标准的情况下，修改所述传感器设置直至捕获到满足所述质量标准的校准子图像。
10.根据权利要求9所述的指纹感测***(110)，还能够操作以：
检测所述手指在所述感测区域上是否稳定，以及在所述手指在所述感测区域上稳定的情况下，继续利用预定的传感器设置来初始化所述指纹传感器(102)，并且在所述手指在所述感测区域上不稳定的情况下，重新开始检测接触所述指纹传感器(102)的感测区域的所述用户的手指。
11.根据权利要求9所述的指纹感测***(110)，还被配置成：
检测所述手指在所述感测区域上是否稳定；以及在所述手指在所述感测区域上不稳定的情况下，
丢弃所获取的另外的子图像。
12.根据权利要求8至11中任一项所述的指纹感测***(110)，其中，将任何子图像的获取安排成在WTX时段中所述智能卡(100)未参与和所述读卡器(200)进行的WTX请求信令的部分期间执行。
13.根据权利要求8至12中任一项所述的指纹感测***(110)，还能够操作以将所捕获的另外的子图像写入存储器中的指定位置，其中，将所获取的多个另外的子图像组合成所述用户的指纹的表示包括：
读出所捕获的被写入所述存储器的另外的子图像，所述子图像形成所述用户的指纹的表示。
14.根据权利要求8至13中任一项所述的指纹感测***(110)，还能够操作以在所述智能卡(100)未参与和读卡器(200)进行的WTX请求信令的时间段期间执行对手指的检测、对所述手指在所述感测区域上是否稳定的检测以及对所述指纹传感器(102)的初始化和重新初始化。
15.一种计算机程序(107)，包括计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于当在包括在所述指纹感测***(110)中的处理单元(103)上执行所述计算机可执行指令时，使所述指纹感测***(110)执行根据权利要求1至7中任一项所述的步骤。
16.一种计算机程序产品，包括计算机可读介质(105)，所述计算机可读介质上包括有根据权利要求15所述的计算机程序(107)。
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