基于弹性特征的指纹认证方法技术

本发明专利技术提供一种基于弹性特征的指纹认证方法，基于手指按压面积与指纹形态建立指纹弹性模型；根据指纹弹性模型中的按压面积，控制采集对应的指纹形态；如果所述手指按压面积和对应的指纹形态，与建立的指纹弹性模型一致，判断指纹弹性认证通过；当指纹模板认证和指纹弹性认证都通过，判断指纹认证通过。本发明专利技术不改变现有指纹传感器的结构，仅通过改良指纹传感器的检测和认证方法提高指纹验证的安全性。

Fingerprint authentication method based on elastic feature

The invention provides a fingerprint authentication method based on elastic features, which establishes the fingerprint elastic model based on the finger pressing area and the fingerprint shape; controls and collects the corresponding fingerprint shape according to the pressing area in the fingerprint elastic model; if the finger pressing area and the corresponding fingerprint shape are consistent with the established fingerprint elastic model, the fingerprint elastic authentication is judged to pass; when the fingerprint Template authentication and fingerprint elastic authentication are both passed, and fingerprint authentication is judged to be passed. The invention does not change the structure of the existing fingerprint sensor, and only improves the security of fingerprint verification by improving the detection and authentication method of the fingerprint sensor.

【技术实现步骤摘要】
基于弹性特征的指纹认证方法
本专利技术涉及一种指纹弹性认证方法。
技术介绍
在很多场景需要对用户进行身份识别，其中，指纹识别方便快捷，其应用广泛，但是，指纹在生活中随处可以留下，容易复制，存在安全隐患。专利申请号2017800024722“具有力传感器的指纹传感器”中，通过力值连同指纹一起实现认证上的改良。该方法需要在指纹传感器中加入力传感器，采集力参数，使指纹仪的结构和指纹认证算法变得复杂。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种基于弹性特征的指纹认证方法，不改变现有指纹传感器的结构，仅通过改良指纹传感器的检测和认证方法提高指纹验证的安全性。本专利技术提出的一种基于弹性特征的指纹认证方法，其特征包括以下步骤：基于手指按压面积与指纹形态建立指纹弹性模型；在采集用户指纹图像时，根据指纹弹性模型中的按压面积，控制采集对应的指纹形态；通过所述手指按压面积和对应的指纹形态，与建立的指纹弹性模型进行对比，如果两者一致，判断指纹弹性认证通过；通过所述指纹图像的指纹特征，与注册的指纹模板进行匹配，如果匹配度大于设定阈值，判断指纹模板认证通过；当指纹模板认证和指纹弹性认证都通过，判断指纹认证通过；当指纹模板认证和指纹弹性认证中任一个未通过，判断指纹认证未通过。指纹是手指表皮上凸起的摩擦嵴的印痕，通过指纹特征可以识别身份。指纹特征包含由嵴形成的各种形状，比如环形、螺旋形、弓形等嵴总体形态构成指纹第一级特征，嵴中的不规则或不连续性，比如嵴端点、分叉、斑点等构成指纹第二级特征，指纹第三级特征包含嵴微孔、瘢痕、褶皱等其它变形。指纹弹性反映的是指纹形态随手指按压指纹传感器力度变化而变化的特性，是一种个性生物信息，不同年龄、不同性别、不同职业的人，其指纹弹性存在差异。所述指纹形态包括嵴宽度、或嵴部劈开宽度、或嵴孔直径、或嵴斑点直径、或谷宽度一种或多种。比如对于嵴宽度，按压力度越大，嵴被压得越扁，造成嵴宽度越大，指纹形态变化也就越大，按压力度越小，嵴被压扁得程度越小，使嵴宽度越小，指纹形态变化也就越小。但是，嵴宽与谷宽是相反的，当嵴宽变大时，谷宽被挤压变窄，也就是谷宽随按压力度变大而变小。指纹形态是手指表皮上的凸起部分，指纹弹性是指纹形态在压力下的变形特征，个体之间存在差异性。手指按压面积是按压力大小的反映，通过按压面积与指纹形态关系可以识别指纹弹性，与指纹特征结合，可以用于身份认证。相对于手指指纹特征，指纹弹性展现在用户输入指纹信息的过程中，当指纹输入动作结束，指纹弹性随之消失，不会留下痕迹，因而不容易被复制。在本专利技术的一种实施方案中，通过特定按压面积与指纹形态的对应关系，进行指纹弹性认证，通过采集特定手指按压面积下的指纹形态，与建立的指纹弹性模型进行对比，如果两者一致，判断指纹弹性认证通过。在用户输入指纹信息后，在指纹传感器上可能残留一个最大按压面积下的指纹形态，但是指纹输入过程中的非最大按压面积下的指纹形态在用户手指离开指纹传感器时消失，不会残留在指纹传感器上。在本专利技术的另一种实施方案中，通过手指非最大按压面积下的指纹形态，识别指纹弹性，如果采集的某一按压面积下的指纹形态与保存的相同按压面积下的指纹形态一致，判断指纹弹性识别通过，否则就不通过。在本专利技术的第三种实施方案中，通过对比用户输入指纹过程中的指纹形态变化，即对比不同按压面积下同一区域的指纹形态，识别指纹弹性，如果指纹形态变化超过设定阈值，判断指纹弹性识别通过，否则就不通过。在本专利技术的第四种实施方案中，通过对比用户输入指纹过程中的按压面积变化与指纹形态变化关系，识别指纹弹性，如果两者变化关系与指纹弹性模型一致，判断指纹弹性识别通过，否则就不通过。本专利技术基于指纹传感器可以同时检测指纹特征和按压面积的特点，通过按压面积与指纹形态的关系建立指纹弹性模型，提高指纹的安全性，简单易行。通过不断自我更新指纹弹性模型，可以适应逐渐变化的指纹弹性。下面结合实施例，详细描述本专利技术的技术方案。附图说明图1所示的是电容式指纹传感器结构示意图。图2是指纹弹性识别方法流程示意图。具体实施方式指纹传感器采集指纹图像，通过提取图像中的指纹特征进行指纹识别。所述指纹传感器包括光学感应器、超声波感应器、电容感应器、热感测器等。本专利技术中所述的指纹图像应广义理解为通过指纹传感器采集的一组指纹检测数据，反映指纹特征信息。指纹形状是三维立体的，手指按压传感器的同时压迫指纹，造成指纹平面形态发生变化。指纹传感器可以检测采集指纹的二维平面信息，包括手指按压传感器的接触面积大小、指纹特征和指纹形状。指纹传感器不能检测手指的按压力，但是可以检测手指的按压面积，根据手指在指纹传感器上的按压面积可以反映手指的按压力度，按压力度越大，指纹传感器检测的手指接触面积越大。检测手指按压面积与检测手指按压力相比，具有以下优点：1、手指压力具有方向性，对同一按压力，如果按压方向不同，可能引起手指与传感器接触的面积产生差异，造成的指纹形态也不同，也就是说，同一手指按压力可能对应不同的手指按压面积或指纹形态。由于手指按压面积和指纹形态是手指按压在传感器上的直接结果，反映了按压力的大小和按压方向，手指按压面积和指纹形态的对应具有唯一性。手指按压面积只有大小没有方向，更加便于检测，基于按压面积与指纹形态关系建立的指纹弹性模型更加精准。2、手指按压力需要通过指纹传感器之外的力传感器进行检测，使指纹传感器结构变得复杂，增加能耗；而手指按压面积可以直接通过指纹传感器检测，不需要额外装置，也不增加额外能耗。通过指纹传感器检测手指按压面积（像素）的方法与指纹传感器采集指纹图像的技术有关，比如，光学指纹传感器拍摄手指在面积传感器上的按压区域照片，通过图像识别方法计算手指按压面积，超声波指纹传感器通过采集手指的反射波检测手指按压面积，电容指纹传感器通过检测感应器与手指之间的电容值采集手指按压面积、热感指纹传感器通过检测与手指接触的温度（体温）感应手指按压面积。以图1所示的电容感应器为例，面积传感器1包括顶面11和感应器12，顶面11为阵列分布的电容，其下分布感应芯片2，通过感应器12与手指表面之间的电容耦合检测采集手指按压面积。通过指纹传感器可以连续检测用户手指的按压面积，在用户输入指纹按压过程中，指纹传感器检测的手指按压面积从0连续增大到某一范围，在用户抬起手指过程中，按压面又从某一范围连续减小到0。连接指纹传感器的处理器可以自动通过按压面积控制采集指纹形态。比如以最大按压面积为标准进行采集，首先可以通过历史采集数据统计出用户最大按压面积，然后，根据统计结果，自动采集一个最大按压面积下的指纹形态，在用户手指抬起的过程中，按压面积开始由大变小，当面积缩小到最大面积的比如80%时，自动采集第二个按压面积下的指纹形态，当面积缩小到第二面积的比如80%时，再采集第三按压面积下的指纹形态，依次等等。此外，也可以在按压面积由大变小的过程中，任意采集，每采集一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于弹性特征的指纹认证方法，其特征包括以下步骤：/n基于手指按压面积与指纹形态建立指纹弹性模型；/n在采集用户指纹图像时，根据指纹弹性模型中的按压面积，控制采集对应的指纹形态；/n通过所述手指按压面积和对应的指纹形态，与建立的指纹弹性模型进行对比，如果两者一致，判断指纹弹性认证通过；/n通过所述指纹图像的指纹特征，与注册的指纹模板进行匹配，如果匹配度大于设定阈值，判断指纹模板认证通过；/n当指纹模板认证和指纹弹性认证都通过，判断指纹认证通过；或/n当指纹模板认证和指纹弹性认证中任一个未通过，判断指纹认证未通过。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于弹性特征的指纹认证方法，其特征包括以下步骤：
基于手指按压面积与指纹形态建立指纹弹性模型；
在采集用户指纹图像时，根据指纹弹性模型中的按压面积，控制采集对应的指纹形态；
通过所述手指按压面积和对应的指纹形态，与建立的指纹弹性模型进行对比，如果两者一致，判断指纹弹性认证通过；
通过所述指纹图像的指纹特征，与注册的指纹模板进行匹配，如果匹配度大于设定阈值，判断指纹模板认证通过；
当指纹模板认证和指纹弹性认证都通过，判断指纹认证通过；或
当指纹模板认证和指纹弹性认证中任一个未通过，判断指纹认证未通过。


2.根据权利要求1所述方法，其特征是：所述指纹弹性模型包括按压面积与指纹形态的对应关系。


3.根据权利要求2所述方法，其特征是：所述按压面积包括特定的按压面积、或除最大按压面积以外的任意大小的按压面积。


4.根据权利要求1所述方法，其特征是：所述指纹弹性模型包括不同按压面积之间的指纹形态变化程度。


5.根据权利要求1所述方法，其特征是：所述指纹弹性模型...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡渐佳，
申请(专利权)人：胡渐佳，
类型：发明
国别省市：湖北;42