一种指纹验证方法及电子设备与流程

1.本技术实施例涉及电子设备技术领域，尤其一种指纹验证方法及电子设备。


背景技术：

2.指纹验证(例如指纹解锁、指纹支付等)在电子设备上的应用越来越广泛，指纹验证是通过对比用户在电子设备上预先录入的指纹与采集的待验证指纹以确定是否通过验证，对于用户而言，指纹验证过程的安全性非常重要。
3.目前，在指纹录入过程中，使用支持三维识别技术的高精度摄像头，采集一个手指的5个特定角度的指纹图像，然后根据这5个指纹图像生成该手指的三维指纹模型，并存储该三维指纹模型(以下称为已录入指纹模型)。在指纹验证过程中，需进行指纹对比和指纹活体检测，具体的，指纹对比过程是：采集待验证手指的5个角度的指纹图像生成该待验证手指的三维指纹模型，然后比较该待验证手指的三维指纹模型与已录入指纹模型，若二者的差别在预设的误差范围内，则指纹对比成功，否则，指纹对比是失败；指纹活体检测过程是：通过提取上述采集到的待验证手指的一个或多个指纹图像中的汗孔信息，该汗孔信息包括汗孔数量、汗孔密度和汗孔位置中的至少一种，进而将待验证手指的汗孔信息与已录入手指的汗孔信息进行对比，若待验证手指的汗孔信息与已录入手指的汗孔信息一致，则活体检测成功，说明待验证指纹不是冒充指纹。在指纹对比成功且指纹活体检测成功的情况下，待验证手指通过指纹验证。
4.然而，上述方法中，在指纹比对的过程中，由于需要采集用户待验证手指的多个角度的指纹图像，并且还要根据多个角度的指纹图像进行三维建模以生成三维指纹模型，因此，指纹对比过程的步骤过于繁琐，导致指纹对比耗时较长，降低了用户体验。在指纹活体检测过程中，是基于汗孔信息判断待验证指纹是否为冒充指纹，而汗孔信息通常是一个常量，容易被仿造(如合同、手机屏幕上指纹被其他人采集，进而被仿造)，因此，指纹活体检测的准确率较低。


技术实现要素：

5.本技术实施例提供一种指纹验证方法及电子设备，能够提高指纹验证的效率且提升指纹验证的安全性。
6.为达到上述目的，本技术实施例采用如下技术方案：
7.第一方面，本技术实施例提供一种指纹验证方法，该方法应用于电子设备，该方法包括：电子设备响应于用户在该电子设备的指纹感应区域中的按压操作，获取待验证手指的二维指纹信息；然后电子设备将获取的待验证手指的二维指纹信息与电子设备上预存储的三维指纹信息进行对比，并且电子设备基于待验证手指的二维指纹信息，生成待验证手指的形变信息，待验证手指的形变信息用于指示用户在该电子设备的指纹感应区域进行按压操作时，待验证手指的形态变化状态；进而根据待验证手指的形变信息，对待验证手指进行活体检测；最后，当待验证手指的二维指纹信息与预存储的三维指纹信息对比成功，并且
电子设备对待验证手指进行活体检测成功的情况下，电子设备确定待验证手指通过指纹验证；否则，电子设备确定待验证手指未通过指纹验证。
8.上述待验证手指的二维指纹信息可以包括但不限于指纹的谷线信息、脊线信息以及细节点信息。
9.本技术实施例中，在电子设备中预存储的指纹信息(即已录入的指纹信息)为三维指纹信息的情况下，用户通过待验证手指按压电子设备的指纹感应区域进行指纹验证，无需通过摄像头采集待验证手指的多个角度的指纹图像进行指纹验证，如此，能够降低指纹验证过程的耗时，提高指纹验证的效率。并且，电子设备可以基于待验证手指的二维指纹信息生成待验证手指的形变信息，并基于该形变信息对待验证手指进行活体检测，由于手指的形变信息不易被仿造，因此在指纹验证过程中使用形变信息对待验证手指进行活体检测可以有效地避免伪造指纹的攻击，提升指纹验证的安全性。
10.一种可能的实现方式中，在上述电子设备将待验证手指的二维指纹信息与电子设备上预存储的三维指纹信息进行对比之前，本技术实施例提供的指纹验证方法还包括：电子设备将待验证手指的二维指纹信息与电子设备上预存储的三维指纹信息进行配准，确定电子设备上预存储的三维指纹信息中待验证手指的二维指纹信息对应的目标区域。
11.上述目标区域是指获取的待验证手指的二维指纹信息在电子设备预存储的三维指纹信息中所对应的区域。上述确定目标区域也就是确定获取的待验证手指的二维指纹信息是该待验证手指的哪个区域的指纹信息。
12.一种可能的实现方式中，上述电子设备将待验证手指的二维指纹信息与电子设备上预存储的三维指纹信息进行配准，确定电子设备上预存储的三维指纹信息中待验证手指的二维指纹信息对应的目标区域，包括：电子设备对待验证手指的二维指纹信息进行三维重建，得到待验证手指的三维指纹信息，并且提取待验证手指的三维指纹信息的第一特征，同时，提取电子设备上预存储的三维指纹信息的第一特征；其中，第一特征包括三维指纹信息的曲率信息、深度信息、角度信息以及边缘信息；然后，电子设备将待验证手指的三维指纹信息的第一特征与电子设备上预存储的三维指纹信息的第一特征进行配准，确定电子设备上预存储的三维指纹信息中与待验证手指的二维指纹信息对应的目标区域。
13.本技术实施例中，通过将待验证手指的二维指纹信息与电子设备上预存储的三维指纹信息进行配准，确定电子设备上预存储的三维指纹信息中待验证手指的二维指纹信息对应的目标区域，如此，在后续的指纹对比和活体检测过程中，将目标区域用于指纹对比和活体检测，无需对预存储的三维指纹信息的所有信息进行对比和活体检测，能够降低指纹验证的计算量和复杂度。
14.一种可能的实现方式中，上述电子设备将待验证手指的二维指纹信息与电子设备上预存储的三维指纹信息进行对比的方法具体包括：对待验证手指的二维指纹信息进行三维重建，得到待验证手指的三维指纹信息，然后，提取待验证手指的三维指纹信息的第二特征，同时，提取电子设备上预存储的三维指纹信息中目标区域的指纹信息的第二特征；其中，第二特征包括深度信息、角度信息、曲率信息、边缘信息、脊线信息以及细节点信息；最后电子设备计算待验证手指的三维指纹信息的第二特征与目标区域的指纹信息的第二特征之间的相似度，并根据该相似度确定待验证手指的二维指纹信息与电子设备上预存储的三维指纹信息对比是否成功；其中，若相似度大于或等于预设阈值，则待验证手指的二维指
纹信息与电子设备上预存储的三维指纹信息对比成功；否则，待验证手指的二维指纹信息与电子设备上预存储的三维指纹信息对比失败。
15.上述第二特征还可以包括谷线信息。
16.本技术实施例中，通过用户用待验证手指按压电子设备的指纹感应区域进行指纹验证，无需通过摄像头采集待验证手指的多个角度的指纹图像进行指纹验证，如此，能够降低指纹验证过程的耗时，提高指纹验证的效率。
17.一种可能的实现方式中，电子设备基于待验证手指的二维指纹信息，生成待验证手指的形变信息的方法具体包括：电子设备对待验证手指的二维指纹信息进行三维重建，生成待验证手指的三维指纹信息；然后，提取待验证手指的三维指纹信息的第三特征和电子设备上预存储的三维指纹信息中目标区域的指纹信息的第三特征；其中，第三特征包括深度信息、角度信息、曲率信息、边缘信息、脊线信息以及细节点信息；最后，电子设备基于待验证手指的三维指纹信息的第三特征和预存储的三维指纹信息中目标区域的指纹信息的第三特征，生成待验证手指的形变信息。
18.上述第三特征还可以包括谷线信息。
19.一种可能的实现方式中，上述电子设备根据待验证手指的形变信息，对待验证手指进行活体检测的方法包括：电子设备将待验证手指的形变信息输入至目标活体检测模型，根据目标活体检测模型输出的活体检测概率，确定对待验证手指进行活体检测是否成功。其中，在活体检测概率大于预设概率阈值的情况下，对待验证手指进行活体检测成功；否则，对待验证手指进行活体检测失败。
20.本技术实施例中，电子设备可以基于待验证手指的二维指纹信息生成待验证手指的形变信息，并基于该形变信息对待验证手指进行活体检测，由于手指的形变信息不易被仿造，因此在指纹验证过程中使用形变信息对待验证手指进行活体检测可以有效地避免伪造指纹的攻击，提升指纹验证的安全性。
21.一种可能的实现方式中，上述电子设备在响应于用户在电子设备的指纹感应区域中的按压操作，获取待验证手指的二维指纹信息之前，本技术实施例提供的指纹验证方法还包括：电子设备获取电子设备上预存储的三维指纹信息。
22.一种可能的实现方式中，上述电子设备获取电子设备上预存储的三维指纹信息，包括：电子设备响应于用户对电子设备的第一界面上的指纹录入选项的选择操作，启动电子设备的摄像头；然后，在电子设备的预览界面中的预览图像满足预设条件的情况下，通过摄像头采集多个不同角度的待录入手指的图像；最后，电子设备根据多个不同角度的待录入手指的图像，生成预存储的三维指纹信息。
23.本技术实施例中，电子设备通过拍摄待录入手指不同角度的图像，根据不同角度的图像生成待录入手指的三维指纹信息的指纹录入过程操作步骤简单、指纹录入的耗时很短，用户体验高。
24.一种可能的实现方式中，上述预设条件包括电子设备的预览界面中包括待录入手指、电子设备的预览界面中的待录入手指与摄像头之间的距离在预设的距离区间之内或电子设备的预览界面中的待录入手指仅包括一个手指中至少一项。
25.一种可能的实现方式中，上述预设的距离区间为[2，15]厘米。将待录入手指置于上述预设的距离区间之内，对指纹的拍摄效果较好，如此，基于该拍摄的指纹图像生成的指
纹信息更加精确。
[0026]
一种可能的实现方式中，上述方法还包括确定电子设备预存储的指纹信息中是否包括待录入手指的三维指纹信息，若电子设备预存储的指纹信息中包括待录入手指的三维指纹信息，则显示提示信息，该提示信息用于提示用户更换待录入手指。
[0027]
一种可能的实现方式中，上述电子设备的拍摄模式为微距模式。在微距模式下，拍摄得到的指纹图像更加清晰，指纹信息更加丰富。
[0028]
第二方面，本技术实施例提供的电子设备，包括获取模块、对比模块、生成模块、活体检测模块以及确定模块。其中，获取模块用于响应于用户在电子设备的指纹感应区域中的按压操作，获取待验证手指的二维指纹信息；对比模块用于将待验证手指的二维指纹信息与电子设备上预存储的三维指纹信息进行对比；生成模块用于基于待验证手指的二维指纹信息，生成待验证手指的形变信息，该待验证手指的形变信息用于指示用户在电子设备的指纹感应区域进行按压操作时，待验证手指的形态变化状态；活体检测模块用于根据待验证手指的形变信息，对待验证手指进行活体检测；确定模块用于在待验证手指的二维指纹信息与电子设备上预存储的三维指纹信息对比成功，且对待验证手指进行活体检测成功的情况下，确定待验证手指通过指纹验证；否则，确定待验证手指未通过指纹验证。
[0029]
一种可能的实现方式中，本技术实施例提供的电子设备还包括配准模块。该配准模块用于将待验证手指的二维指纹信息与电子设备上预存储的三维指纹信息进行配准，确定电子设备上预存储的三维指纹信息中待验证手指的二维指纹信息对应的目标区域。
[0030]
一种可能的实现方式中，本技术实施例提供的电子设备还包括三维重建模块和特征提取模块。三维重建模块用于对待验证手指的二维指纹信息进行三维重建，得到待验证手指的三维指纹信息；特征提取模块用于提取待验证手指的三维指纹信息的第一特征，并且提取电子设备上预存储的三维指纹信息的第一特征；其中，第一特征包括三维指纹信息的曲率信息、深度信息、角度信息以及边缘信息；配准模块具体用于将待验证手指的三维指纹信息的第一特征与电子设备上预存储的三维指纹信息的第一特征进行配准，确定电子设备上预存储的三维指纹信息中待验证手指的二维指纹信息对应的目标区域。
[0031]
一种可能的实现方式中，本技术实施例提供的电子设备，还包括三维重建模块和特征提取模块。三维重建模块，用于对待验证手指的二维指纹信息进行三维重建，得到待验证手指的三维指纹信息；特征提取模块用于提取待验证手指的三维指纹信息的第二特征，并且提取电子设备上预存的三维指纹信息中目标区域的指纹信息的第二特征；其中，第二特征包括深度信息、角度信息、曲率信息、边缘信息、脊线信息以及细节点信息。对比模块具体用于计算待验证手指的三维指纹信息的第二特征与目标区域的指纹信息的第二特征之间的相似度，并且根据该相似度确定待验证手指的二维指纹信息与电子设备上预存储的三维指纹信息对比是否成功；其中，该相似度大于或等于预设阈值，待验证手指的二维指纹信息与电子设备上预存储的三维指纹信息对比成功；否则，待验证手指的二维指纹信息与电子设备上预存储的三维指纹信息对比失败。
[0032]
一种可能的实现方式中，本技术实施例提供的电子设备，还包括三维重建模块和特征提取模块。三维重建模块用于对待验证手指的二维指纹信息进行三维重建，得到待验证手指的三维指纹信息；特征提取模块用于提取待验证手指的三维指纹信息的第三特征，并且提取电子设备上预存的三维指纹信息中目标区域的指纹信息的第三特征；其中，第三
特征包括深度信息、角度信息、曲率信息、边缘信息、脊线信息以及细节点信息；生成模块还用于基于待验证手指的三维指纹信息的第三特征和电子设备上预存储的三维指纹信息中目标区域的指纹信息的第三特征，生成待验证手指的形变信息。
[0033]
一种可能的实现方式中，上述活体检测模块具体用于将待验证手指的形变信息输入至目标活体检测模型，并且根据目标活体检测模型输出的活体检测概率，确定对待验证手指进行活体检测是否成功；其中，在活体检测概率大于预设概率阈值的情况下，对待验证手指进行活体检测成功；否则，对待验证手指进行活体检测失败。
[0034]
一种可能的实现方式中，上述获取模块还用于获取电子设备上预存储的三维指纹信息。
[0035]
一种可能的实现方式中，上述获取模块具体用于响应于用户对电子设备的第一界面上的指纹录入选项的选择操作，启动电子设备的摄像头；并且在电子设备的预览界面中的预览图像满足预设条件的情况下，通过电子设备的摄像头采集多个不同角度的待录入手指的图像；以及根据多个不同角度的待录入手指的图像，生成电子设备上预存储的三维指纹信息。
[0036]
一种可能的实现方式中，上述预设条件包括电子设备的预览界面中包括待录入手指、电子设备的预览界面中的待录入手指与电子设备的摄像头之间的距离在预设的距离区间之内或电子设备的预览界面中的待录入手指仅包括一个手指中至少一项。
[0037]
一种可能的实现方式中，上述预设的距离区间为[2，15]厘米。
[0038]
一种可能的实现方式中，本技术实施例提供的电子设备，还包括显示模块。确定模块还用于确定电子设备预存储的指纹信息中是否包括待录入手指的三维指纹信息；显示模块用于在电子设备预存储的指纹信息中包括待录入手指的三维指纹信息的情况下，显示第一提示信息，第一提示信息用于提示用户更换待录入手指。
[0039]
一种可能的实现方式中，上述电子设备的拍摄模式为微距模式。
[0040]
第三方面，本技术实施例提供一种电子设备，包括存储器和处理器。存储器与处理器耦合；存储器用于存储计算机程序代码，其中，计算机程序代码包括计算机指令；当计算机指令被处理器执行时，使得电子设备执行第一方面及其可能的实现方式中任意之一所述的方法。
[0041]
第四方面，本技术实施例提供一种芯片系统，该芯片系统应用于电子设备；该芯片系统包括一个或多个接口电路和一个或多个处理器；接口电路和处理器通过线路互联；接口电路用于从电子设备的存储器接收信号，并向处理器发送信号，该信号包括存储器中存储的计算机指令；当处理器执行计算机指令时，该电子设备执行如第一方面及其可能的实现方式中任意之一所述的方法。
[0042]
第五方面，本技术实施例提供一种计算机存储介质，用于储存为上述电子设备所用的计算机软件指令，其包含用于执行上述第一方面及其可能的实现方式中任意之一所述的方法。
[0043]
第六方面，本技术实施例提供一种的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述第一方面及其可能的实现方式中任意之一所述的方法。
[0044]
应当理解的是，本技术实施例的第二方面至第六方面技术方案及对应的可能的实施方式所取得的有益效果可以参见上述对第一方面及其对应的可能的实施方式的技术效
果，此处不再赘述。
附图说明
[0045]
图1a为本技术实施例提供的一种指纹录入过程的效果示意图一；
[0046]
图1b为本技术实施例提供的一种指纹验证过程的流程图一；
[0047]
图1c为本技术实施例提供的一种指纹验证过程的流程图二；
[0048]
图2为本技术实施例提供的一种电子设备的硬件示意图；
[0049]
图3为本技术实施例提供的一种指纹验证方法示意图一；
[0050]
图4为本技术实施例提供的一种二维指纹信息的示意图；
[0051]
图5为本技术实施例提供的一种目标区域的示意图；
[0052]
图6为本技术实施例提供的一种指纹验证方法示意图二；
[0053]
图7为本技术实施例提供的一种指纹验证方法示意图三；
[0054]
图8为本技术实施例提供的一种指纹验证方法示意图四；
[0055]
图9为本技术实施例提供的一种指纹验证方法示意图五；
[0056]
图10为本技术实施例提供的一种指纹录入过程的效果示意图二；
[0057]
图11为本技术实施例提供的一种指纹录入过程的效果示意图三；
[0058]
图12为本技术实施例提供的一种指纹录入过程的效果示意图四；
[0059]
图13为本技术实施例提供的一种指纹录入过程的效果示意图五；
[0060]
图14为本技术实施例提供的一种指纹录入过程的效果示意图六；
[0061]
图15为本技术实施例提供的一种指纹录入过程的效果示意图七；
[0062]
图16为本技术实施例提供的一种指纹录入过程的效果示意图八；
[0063]
图17为本技术实施例提供的一种指纹录入的流程示意图；
[0064]
图18为本技术实施例提供的一种电子设备的结构示意图一；
[0065]
图19为本技术实施例提供的一种电子设备的结构示意图二。
具体实施方式
[0066]
本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。
[0067]
本技术实施例的说明书和权利要求书中的术语“第一”和“第二”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述对象的特定顺序。例如，第一特征和第二特征等是用于区别不同的特征，而不是用于描述特征的特定顺序。
[0068]
在本技术实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本技术实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
[0069]
在本技术实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指两个或两个以上。例如，多个处理单元是指两个或两个以上的处理单元；多个系统是指两个或两个以上的系统。
[0070]
随着电子技术的发展，电子产品(例如智能手机)能够给人们的生活提供越来越多的便捷服务，其中，指纹验证在日常生活中被广泛使用，指纹验证可以应用于指纹解锁、指
纹支付等场景。例如，当对手机进行解锁时，用户无需再在手机的显示屏上输入六位密码进行解锁，用户可以将手指(该手指的指纹信息预存储在手机中)放到手机的指纹识感应区域进行按压即可实现手机解锁。
[0071]
应理解，在指纹验证之前，需进行指纹录入，目前指纹录入和验证的方法可以包括下述两种方式。
[0072]
方式一、二维指纹录入和指纹验证
[0073]
二维指纹是用户的手指在手机屏幕的指纹感应区域(也可以称为指纹采集区域)进行按压操作，手机采集到的指纹信息，如图1a所示，用户在手机上选择新建指纹选项之后，手机显示图1a中的(a)所示的指纹录入界面，从而用户按照图1a中的(a)显示的提示信息进行操作，开始录入指纹。具体的，将待录入手指放入指纹感应区域并进行按压，手机响应于该按压操作采集指纹信息，该指纹录入的方法中，需要用户多次调整手指按压姿态(例如调整手指与屏幕的角度或在指纹感应区域内微调手指的位置)，反复在手机的指纹感应区域进行按压，图1a中的(b)示例了其中1次按压操作后，指纹录入界面的显示效果。图1a中的(c)是通过多次按压操作，手机完成指纹信息录入之后的显示界面。相应地，当进行指纹验证时，用户在手机的指纹感应区域进行按压操作，手机采集待验证手指的指纹信息，从而通过比较待验证手指的指纹信息与手机中已录入的指纹信息，并对待验证手指的指纹信息进行活体检测，以确定待验证手指是否能够通过指纹验证。
[0074]
可知，采用方式一进行指纹录入时，用户需要多次按压手机的指纹感应区域，耗时比较长，用户使用体验较低。另外，参考图1b所示的指纹验证过程的流程图，在指纹验证阶段，通过按压采集的指纹信息为二维指纹信息，通常，二维指纹信息易被仿造，导致活体检测结果可能不准确，当仿造的二维指纹信息被验证通过时，会对用户的隐私以及财产安全等造成较大的威胁。
[0075]
方式二、三维指纹录入和指纹验证
[0076]
三维指纹是通过摄像头采集手指的多个指纹图像，生成手指的三维模型，并将指纹信息与三维模型融合的结果。
[0077]
在指纹录入过程中，使用支持三维识别技术的高精度摄像头，采集一个手指的多个特定角度(例如5个)的指纹图像，然后使用这多个指纹图像对待验证手指进行三维指纹建模，生成该手指的三维指纹信息，并存储该三维指纹信息(以下称为已录入指纹信息)。参考图1c所示的指纹验证过程的流程图，在指纹验证过程中，同理，采集待验证手指多个特定角度的指纹图像并进行三维指纹建模，生成待验证手指的三维指纹信息，然后比较待验证指纹的三维指纹信息与已录入的三维指纹信息，若二者之间的误差在预设的误差范围内，则待验证手指的指纹验证成功，否则，待验证手指的指纹验证失败。
[0078]
可知，上述三维指纹录入和指纹验证的方案中，在指纹验证过程中，需要采集用户多个特定角度的指纹图像并进行三维指纹建模，相比于通过按压方式采集待验证手指的二维指纹信息进行指纹验证的方法(即方式一)，该指纹验证的步骤(即方式二)更加繁琐，且指纹验证过程耗时更长，用户体验较低。另外，该三维指纹验证的方法中仅考虑待验证手指的三维指纹信息与已录入的三维指纹信息是否匹配，而未考虑伪造指纹的情况，即未对待验证手指进行活体检测，因此，指纹验证的安全性较低。
[0079]
基于现有技术中存在的指纹验证过程耗时长以及安全性低的问题，本技术实施例
提供一种指纹验证方法及电子设备，电子设备可以响应于用户在该电子设备的指纹感应区域中的按压操作，获取待验证手指的二维指纹信息；然后将待验证手指的二维指纹信息与该电子设备上预存储的三维指纹信息进行对比；并且基于待验证手指的二维指纹信息，生成待验证手指的形变信息；以及根据待验证手指的形变信息，对待验证手指进行活体检测；在二维指纹信息与预存储的三维指纹信息对比成功，且对待验证手指进行活体检测成功的情况下，确定待验证手指通过指纹验证；否则，待验证手指未通过指纹验证。通过本技术实施例提供的技术方法，能够提高指纹验证的效率且提升指纹验证的安全性。
[0080]
示例性的，本技术实施例中的电子设备可以是平板电脑、手机、桌面型、膝上型、手持计算机、笔记本电脑、超级移动个人计算机(ultra-mobile personal computer，umpc)、上网本，以及蜂窝电话、个人数字助理(personal digital assistant，pda)等设备，本技术实施例对该电子设备的具体形态不作特殊限制。
[0081]
本技术实施例提供的指纹验证方法的执行主体可以为支持指纹验证的装置，该执行装置可以为下图2所示的电子设备。同时，该执行装置还可以为该电子设备的中央处理器(central processing unit，cpu)。本技术实施例中以电子设备执行指纹验证方法为例，说明本技术实施例提供的指纹验证方法。
[0082]
请参考图2，本技术实施例以电子设备为图2所示的手机200为例，对本技术实施例提供的电子设备进行介绍。其中，图2所示的手机200仅仅是电子设备的一个范例，并且手机200可以具有比图中所示出的更多的或者更少的部件，可以组合两个或更多的部件，或者可以具有不同的部件配置。图2中所示出的各种部件可以在包括一个或多个信号处理和/或专用集成电路在内的硬件、软件、或硬件和软件的组合中实现。
[0083]
如图2所示，手机200可以包括：处理器210，外部存储器接口220，内部存储器221，通用串行总线(universal serial bus，usb)接口230，充电管理模块240，电源管理模块241，电池242，天线1，天线2，移动通信模块250，无线通信模块260，音频模块270，扬声器270a，受话器270b，麦克风270c，耳机接口270d，传感器模块280，按键290，马达291，指示器292，摄像头293，显示屏294，以及用户标识模块(subscriber identification module，sim)卡接口295等。
[0084]
其中，上述传感器模块280可以包括压力传感器，陀螺仪传感器，气压传感器，磁传感器，加速度传感器，距离传感器，接近光传感器，指纹传感器，温度传感器，触摸传感器，环境光传感器和骨传导传感器等传感器。
[0085]
可以理解的是，本实施例示意的结构并不构成对手机200的具体限定。在另一些实施例中，手机200可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者拆分某些部件，或者不同的部件布置。图示的部件可以以硬件，软件或软件和硬件的组合实现。
[0086]
处理器210可以包括一个或多个处理单元，例如：处理器210可以包括应用处理器(applicationprocessor，ap)，调制解调处理器，图形处理器(graphics processingunit，gpu)，图像信号处理器(image signal processor，isp)，控制器，存储器，视频编解码器，数字信号处理器(digital signal processor，dsp)，基带处理器，和/或神经网络处理器(neural-network processing unit，npu)等。其中，不同的处理单元可以是独立的器件，也可以集成在一个或多个处理器中。
[0087]
控制器可以是手机200的神经中枢和指挥中心。控制器可以根据指令操作码和时
communication，nfc)装置等，在此不再赘述。
[0108]
以下实施例中的方法均可以在具有上述硬件结构的电子设备中实现。以下实施例中以上述电子设备是图2所示的手机200为例，对本技术实施例的方法进行说明。
[0109]
本技术实施例提供一种指纹验证方法，如图3所示，该指纹验证方法可以包括s301-s306。
[0110]
s301、电子设备响应于用户在电子设备的指纹感应区域中的按压操作，获取待验证手指的二维指纹信息。
[0111]
本技术实施例中，用户将待验证手指按压在电子设备的指纹感应区域之后，电子设备采集到待验证手指的指纹图像，经过对该指纹图像进行图像增强、二值化，特征提取等处理操作，得到待验证手指的二维指纹信息。该待验证手指的二维指纹信息可以包括但不限于指纹的谷线信息、脊线信息以及细节点信息。参考图4，可以理解的是，指纹的脊线是指纹中凸起的线条，即指纹图像中具有一定宽度和走向的纹线；指纹的谷线是指纹中凹下的线条，即脊线之间的凹陷部分；细节点信息用于指示手指指纹的特征点，包括指纹的端点和分叉点等；其中，端点为手指的指纹纹线的两头末点；分叉点为手指指纹中两条纹线相交为一条纹线的交汇点。例如，图4所示的指纹图像中，较暗的线称为脊线，较亮的线称为谷线，指纹的端点和分叉点参见图4中的示意。
[0112]
上述用户在电子设备的指纹感应区域中的按压操作之后，通过电子设备中的指纹传感器采集手指的指纹信息。可选地，指纹传感器包括但不限于半导体电容传感器、光学传感器采集、半导体热敏传感器、半导体压感传感器、超声波传感器以及射频传感器等。
[0113]
s302、电子设备将待验证手指的二维指纹信息与预存储的三维指纹信息进行配准，确定三维指纹信息中二维指纹信息对应的目标区域。
[0114]
应理解，上述目标区域是指上述s301中获取的待验证手指的二维指纹信息在电子设备预存储的三维指纹信息中所对应的区域。上述确定目标区域也就是确定获取的待验证手指的二维指纹信息是该待验证手指的哪个区域的指纹信息，图5为目标区域的示意图。
[0115]
本技术实施例中，上述预存储的三维指纹信息是在指纹录入阶段录入的指纹信息，具体将在下述实施例中详细介绍指纹录入过程。
[0116]
可选地，如图6，上述s302具体可以通过s3021至s3024实现。
[0117]
s3021、电子设备对待验证手指的二维指纹信息进行三维重建，得到待验证手指的三维指纹信息。
[0118]
首先，电子设备根据上述s301中获取的待验证手指的二维指纹信息估计该二维指纹信息的按压角度与深度信息。
[0119]
其中，按压角度用于指示待验证手指在电子设备的指纹感应区域中执行按压操作时，待验证手指与电子设备的指纹感应区域之间的夹角。例如，若用待验证手指的侧面对电子设备的指纹感应区域进行按压，此时，待验证手指的指纹中心区所处的平面与电子设备的指纹感应区域所处的平面之间将产生一个夹角，该夹角在0
°
至90
°
之间；若用待验证手指的正面(将手指上有指纹的一面定义为正面)对电子设备的指纹感应区域进行按压，此时，待验证手指的指纹中心区所处的平面与电子设备的指纹感应区域所处的平面之间将共面，此时上述夹角为0
°
。
[0120]
上述深度信息是指待验证手指的指纹图像中各个像素点的三维坐标信息。
[0121]
可选地，本技术实施例中，电子设备可以通过预先训练的神经网络模型(该神经网络模型用于估计二维指纹信息的按压角度与深度信息)，将待验证手指的二维指纹信息输入至神经网络模型，从而通过神经网络模型输出该二维指纹信息的按压角度与深度信息。或者，电子设备也可以是通过本地知识库(该本地知识库包括多个二维指纹信息和该多个二维指纹信息分别对应的按压角度和深度信息)将待验证手指的二维指纹信息与本地知识库中的二维指纹信息进行匹配，进而将匹配到的二维指纹信息的按压角度与深度信息作为该待验证手指的二维指纹信息的按压角度和深度信息，具体可以根据实际情况选择，本技术实施例不作限定。
[0122]
其次，电子设备使用该二维指纹信息的按压角度与深度信息对该二维指纹信息进行三维重建，得到待验证手指的三维指纹信息。
[0123]
在一种可行的实施例中，电子设备可以基于单目视觉技术，根据该二维指纹信息的按压角度与深度信息，生成待验证手指的三维点云(手指的三维点云用于表示手指的三维模型)，然后将待验证手指的三维点云与待验证手指的指纹信息(包括上述待验证手指的脊线信息、谷线信息以及按压角度、深度信息)融合，以得到待验证手指的三维指纹信息。
[0124]
在另一种可行的实施例中，电子设备可以基于深度学习算法，将待验证的二维指纹信息以及上述该待验证手指的二维指纹信息对应的按压角度与深度信息输入到预先训练的神经网络模型(该神经网络模型用于生成待验证手指的三维指纹信息)中，以得到待验证手指的三维指纹信息。
[0125]
上述基于待验证手指的二维指纹信息获得待验证手指的三维指纹信息的方式可根据实际情况确定，本技术实施例不作限定。
[0126]
s3022、电子设备提取待验证手指的三维指纹信息的第一特征。
[0127]
s3023、电子设备提取电子设备预存储的三维指纹信息的第一特征。
[0128]
上述待验证手指的三维指纹信息中的第一特征和电子设备预存储的三维指纹信息中的第一特征均可以包括三维指纹信息的曲率信息、深度信息、角度信息以及边缘信息。
[0129]
上述曲率信息用于指示脊线方向改变的速度，深度信息为用于指示指纹图像中各像素点的三维坐标信息，角度信息为用于指示待验证手指的指纹与屏幕的角度，边缘信息为用于指示指纹图像中按压指纹的边缘。
[0130]
s3024、电子设备将待验证手指的三维指纹信息的第一特征与预存储的三维指纹信息的第一特征进行配准，确定预存储的三维指纹信息中与待验证手指的二维指纹信息对应的目标区域。
[0131]
具体的，将待验证手指的三维指纹信息中的第一特征分别与预存储的三维指纹信息的多个区域的第一特征一一配准，得到待验证手指的三维指纹信息分别与预存储的三维指纹信息的多个区域的配准结果，该配准结果包括多个区域对应的多个相似度，然后将该多个相似度中相似度的最大值所对应的区域确定为预存储的三维指纹信息中与待验证手指的二维指纹信息对应的区域，即目标区域。
[0132]
可选地，上述目标区域的数量可以多个，假设目标区域的数量为n(n为大于或等于2的正整数)，该n个目标区域对应的相似度大于上述(多个区域对应的)多个相似度中的其他相似度。
[0133]
本技术实施例中，通过将待验证手指的二维指纹信息与电子设备上预存储的三维
指纹信息进行配准，确定电子设备上预存储的三维指纹信息中待验证手指的二维指纹信息对应的目标区域，如此，在后续的指纹对比和活体检测过程中，将目标区域用于指纹对比和活体检测，无需对预存储的三维指纹信息的所有信息进行对比和活体检测，能够降低指纹验证的计算量和复杂度。
[0134]
s303、电子设备将待验证手指的二维指纹信息与电子设备上预存储的三维指纹信息进行对比。
[0135]
本技术实施例中，电子设备可以将待验证手指的二维指纹信息转换为三维指纹信息，进而将该待验证手指的三维指纹信息与预存储的三维指纹信息进行对比。具体的，如图7所示，s303可以通过s3031-s3034实现。
[0136]
s3031、电子设备对待验证手指的二维指纹信息进行三维重建，得到待验证手指的三维指纹信息。
[0137]
对于步骤s3031的描述可以参考上述对于步骤s3021的详细描述，此处不再赘述。
[0138]
可选地，电子设备执行上述步骤3021得到待验证手指的三维指纹信息之后，电子设备可以保存将该待验证手指的三维指纹信息，如此，当电子设备将该待验证手指的三维指纹信息与预存储的三维指纹信息进行对比时，电子设备读取已保存的待验证手指的三维指纹信息。
[0139]
s3032、电子设备提取待验证手指的三维指纹信息的第二特征。
[0140]
s3033、电子设备提取预存储的三维指纹信息中目标区域的指纹信息的第二特征。
[0141]
本技术实施例中，待验证手指的三维指纹信息的第二特征和预存储的三维指纹信息中目标区域的指纹信息的第二特征均可以包括深度信息、角度信息、曲率信息、边缘信息、脊线信息以及细节点信息。
[0142]
可选地，上述第二特征还可以包括谷线信息。
[0143]
s3034、电子设备计算待验证手指的三维指纹信息的第二特征与目标区域的指纹信息的第二特征之间的相似度，并根据该相似度确定待验证手指的三维指纹信息与电子设备上预存储的三维指纹信息对比是否成功。
[0144]
其中，待验证手指的三维指纹信息的第二特征与目标区域的指纹信息的第二特征之间的相似度大于或等于预设阈值，待验证手指的二维指纹信息与预存储的三维指纹信息对比成功；否则，待验证手指的二维指纹信息与预存储的三维指纹信息对比失败。
[0145]
可选地，上述将待验证手指的三维指纹信息的第二特征与预存储的三维指纹信息中目标区域的指纹信息的第二特征进行对比方法可以包括：将待验证手指的三维指纹信息的第二特征以及预存储的指纹信息的目标区域中的第二特征输入预设的孪生网络中，得到待验证手指的三维指纹信息的第二特征与目标区域的指纹信息的第二特征之间的相似度。其中，孪生网络由两个相同的神经网络组成，两者共享权重，通过孪生网络可以将待验证手指的三维指纹信息第二特征和预存储的三维指纹信息的第二特征分别映射为低维特征，然后计算两组低维特征之间的相似度，从而得到待验证手指的三维指纹信息与预存储的三维指纹信息之间的相似度，以完成指纹对比。
[0146]
本技术实施例中，当上述目标区域包括多个时，电子设备按照s3031-s3034分别计算待验证手指的三维指纹信息的第二特征与多个目标区域的指纹信息的第二特征之间的相似度，得到多个相似度，若该多个相似度中的至少一个相似度大于或等于预设阈值，则待
验证手指的二维指纹信息与预存储的三维指纹信息对比成功，否则，待验证手指的二维指纹信息与预存储的三维指纹信息对比失败。
[0147]
在一种实现方式中，电子设备也可以是将预存储的三维指纹信息转换为二维指纹信息，并将该二维指纹信息与待验证手指的二维指纹信息进行对比，以实现指纹对比。
[0148]
本技术实施例中，通过用户用待验证手指按压电子设备的指纹感应区域进行指纹验证，无需通过摄像头采集待验证手指的多个角度的指纹图像进行指纹验证，如此，能够降低指纹验证过程的耗时，提高指纹验证的效率。
[0149]
s304、基于待验证手指的二维指纹信息，生成待验证手指的形变信息。
[0150]
上述形变信息用于指示用户在电子设备的指纹感应区域进行按压操作时，待验证手指的形态变化状态。用户在电子设备的指纹感应区域进行按压操作时，手指会发生形变，例如，用户以不同的按压姿态(不同的按压角度或不同的按压力度)进行按压时，手指的形态变化情况可能不同。
[0151]
可选地，如图8所示，上述s304可以通过s3041-s3044实现。
[0152]
s3041、电子设备对待验证手指的二维指纹信息进行三维重建，得到待验证手指的三维指纹信息。
[0153]
对于步骤s3041的描述可以参考上述对于步骤s3021的详细描述，此处不再赘述。
[0154]
可选地，电子设备执行上述步骤3021得到待验证手指的三维指纹信息之后，电子设备可以保存将该待验证手指的三维指纹信息，如此，当电子设备将该待验证手指的三维指纹信息与预存储的三维指纹信息进行对比时，电子设备读取已保存的待验证手指的三维指纹信息。
[0155]
s3042、电子设备提取待验证手指的三维指纹信息的第三特征。
[0156]
s3043、电子设备提取预存储的三维指纹信息中目标区域的指纹信息的第三特征。
[0157]
本技术实施例中，待验证手指的三维指纹信息的第三特征和预存储的三维指纹信息中目标区域的指纹信息的第三特征征均可以包括深度信息、角度信息、曲率信息、边缘信息、脊线信息以及细节点信息。
[0158]
可选地，上述第三特征还可以包括谷线信息。
[0159]
需要说明的是，在本技术实施例中，上述指纹信息的第二特征可以与指纹信息的第三特征相同或者不同，本技术实施例不作限定。
[0160]
s3044、电子设备基于待验证手指的三维指纹信息的第三特征和预存储的三维指纹信息中目标区域的指纹信息的第三特征，生成待验证手指的形变信息。
[0161]
s305、电子设备根据待验证手指的形变信息，对待验证手指进行活体检测。
[0162]
本技术实施例中，活体检测是为了检测待验证手指的指纹信息是否是通过采集仿造手指而获取的仿造指纹信息。
[0163]
具体的，电子设备将待验证手指的形变信息输入至目标活体检测模型(即指纹活体检测分类器)，根据目标活体检测模型输出的活体检测概率，确定对待验证手指进行活体检测是否成功。其中，在活体检测概率大于预设概率阈值的情况下，对待验证手指进行活体检测成功；否则，对待验证手指进行活体检测失败。
[0164]
同理，当目标区域包括多个时，对于每一个目标区域，电子设备按照s3041-s3044可以生成待验证手指的形变信息，进而通过s305计算得到活体检测概率，从而得到待验证
手指的多个活体检测概率，若该多个活体检测概率中的至少一个活体检测概率大于或等于预设概率阈值，则对待验证手指进行活体检测成功；否则，对待验证手指进行活体检测失败。
[0165]
本技术实施例中，上述目标活体检测模型可以是神经网络模型，该神经网络模型包括依次连接的多个卷积层、激活层、池化层以及全连接层，该神经网络模型的输出值(例如活体检测概率)用于判断待验证指纹是否为活体指纹，该神经网络模型可以基于深度学习算法训练得到。
[0166]
可选地，本技术实施例中的用于活体检测的神经网络模型可以是预先训练好的，该预先训练好的神经网络模型存储在电子设备中或者其他设备(例如云端)，在电子设备执行上述指纹验证方法时加载该神经网络模型以计算待验证手指的活体检测概率。或者，由电子设备执行深度学习算法训练得到该神经网络模型。
[0167]
本技术实施例中，训练上述神经网络模型时，首先，预配置该神经网络模型的结构参数，例如上述卷积层、激活层、池化层以及全连接层的结构参数。示例性的，以卷积层为例，需预配置卷积层的输入通道数量、输出通道数量、卷积层的卷积核的尺寸、卷积操作的步长、激活函数等。
[0168]
其次，初始化神经网络模型的运算参数的初始值，例如，每个卷积层所使用的卷积核均具有初始值。本技术实施例对各运算参数的初始值均不进行限定，例如可以是随机生成的。可以理解的是，训练该神经网络模型的过程可以认为是获得该神经网络的运算参数的实际值(如卷积核中每个元素的取值等)的过程。
[0169]
然后，对于一组训练数据集(包括多个手指的指纹的形变信息以及该手指的活体检测概率)分别对神经网络模型进行训练。具体的，将训练集中的手指的形变信息输入至神经网络模型，该神经网络模型输出手指的活体检测概率，然后计算该神经网络模型的损失值，再基于该损失值更新神经网络模型的参数，从而完成一次迭代。按照上述训练过程，进行多次迭代，直到该神经网络模型在训练数据上收敛，最终得到收敛的神经网络模型。
[0170]
本技术实施例中，电子设备可以基于待验证手指的二维指纹信息生成待验证手指的形变信息，并基于该形变信息对待验证手指进行活体检测，由于手指的形变信息不易被仿造，因此在指纹验证过程中使用形变信息对待验证手指进行活体检测可以有效地避免伪造指纹的攻击，提升指纹验证的安全性。
[0171]
需要说明的是，本技术实施例不限制上述步骤s303与步骤s304-s305的执行顺序，例如，可以先执行步骤s303，后执行步骤s304-s305，或者，先执行步骤s304-s305，后执行步骤s303，或者，同时执行步骤s303和步骤s304-s305。
[0172]
s306、在待验证手指的二维指纹信息与电子设备预存储的三维指纹信息对比成功，且待验证手指进行活体检测成功的情况下，电子设备确定待验证手指通过指纹验证；否则，待验证手指未通过指纹验证。
[0173]
综上所述，本技术实施例提供一种指纹验证方法，待验证手指按压电子设备的指纹感应区域之后，电子设备可以获取到待验证手指的二维指纹信息；然后，电子设备将其获取的待验证手指的二维指纹信息与电子设备上预存储的三维指纹信息进行对比；并且，电子设备基于待验证的二维指纹信息，生成待验证手指的形变信息，并根据待验证手指的形变信息对待验证手指进行活体检测，得到待验证手指的活体检测结果，在待验证手指的二
维指纹信息与预存储的三维指纹信息对比成功，且待验证手指进行活体检测也成功的情况下，确定待验证手指通过指纹验证；否则，待验证手指未通过指纹验证。本技术实施例提供的指纹验证方法中，在电子设备中预存储的指纹信息(即已录入的指纹信息)为三维指纹信息的情况下，用户通过待验证手指按压电子设备的指纹感应区域进行指纹验证，无需通过摄像头采集待验证手指的多个角度的指纹图像进行指纹验证，如此，能够降低指纹验证过程的耗时，提高指纹验证的效率。并且，电子设备可以基于待验证手指的二维指纹信息生成待验证手指的形变信息，并基于该形变信息对待验证手指进行活体检测，由于手指的形变信息不易被仿造，因此在指纹验证过程中使用形变信息对待验证手指进行活体检测可以有效地避免伪造指纹的攻击，提升指纹验证的安全性。
[0174]
可选地，在电子设备响应于用户在电子设备的指纹感应区域中的按压操作，获取待验证手指的二维指纹信息之前，本技术实施例提供的指纹验证方法还包括：电子设备获取预存储手指的三维指纹信息。具体的，通过用户和电子设备交互，录入用户的指纹信息，并将用户的指纹信息存储在电子设备中。
[0175]
示例性的，以一个手指为例，如图9，上述电子设备获取预存储手指的三维指纹信息包括s901-s903。
[0176]
s901、电子设备响应于用户对该电子设备的第一界面上的指纹录入选项的选择操作，启动电子设备的摄像头。
[0177]
参考图10，以上述手机200为例，当用户在手机200中进行指纹录入时，用户进行相关操作之后手机200显示图10中的(a)所示的第一界面1001(也可以称为指纹录入界面)，该第一界面1001中的指纹录入选项为图10中(a)的“新建三维指纹”选项1002，上述对第一界面上的指纹录入选项的选择操作可以是点击第一界面1001上的“新建三维指纹”选项1002的操作，手机200响应于该点击操作，启动手机200的摄像头，参考图10中的(b)，待用户录入指纹。
[0178]
可选地，用户还可以是通过语音控制启动指纹录入，使得电子设备启动电子设备的摄像头。例如，用户对手机200发出“启动指纹录入”的语音控制命令，手机200响应于用户的语音控制命令，启动该手机200的摄像头，待用户录入指纹。
[0179]
可选地，在启动电子设备的摄像头之前，本技术实施例提供的指纹验证方法还包括：电子设备响应于用户对该电子设备的第一界面上的指纹录入选项的选择操作，显示第二界面，该第二界面包括第一选项和第二选项，其中，第一选项用于启动前置摄像头，第二选项用于启动后置摄像头。参考图11中的(a)，用户点击手机200显示的第一界面1001上的“新建三维指纹”选项1002，手机200响应于该点击操作，手机200显示图11中的(b)所示的第二界面1003，该第二界面1003中包括“开启前置摄像头”的选项1004(即上述第一选项)和“开启后置摄像头”的选项1005(即上述第二选项)；进一步地，用户在手机200显示的第二界面1003中选择“开启后置摄像头”的选项1005，手机200启动该手机200的后置摄像头，参考图11中的(c)，待用户录入指纹。
[0180]
可选地，用户也可以在电子设备的摄像头启动之后，在拍摄界面内手动切换，使用前置摄像头或后置摄像头进行指纹录入。
[0181]
可选地，本技术实施例中，电子设备的拍摄模式可以为微距模式。在微距模式下，拍摄得到的指纹图像更加清晰，指纹信息更加丰富。
[0182]
在一种实现方式中，用户可以在电子设备的摄像头启动之后，设置该电子设备的拍摄模式，将该电子设备的拍摄模式设置为微距模式。
[0183]
在另一种实现方式中，在电子设备的摄像头启动之后电子设备根据摄像头与待录入手指之间的距离，自动将该电子设备的拍摄模式调整为微距模式，例如，电子设备检测到摄像头与待录入手指之间的距离在预设的距离区间(例如[2，15]厘米)之内，电子设备自动将拍摄模式调整为微距模式。
[0184]
s902、在电子设备的预览界面中的预览图像满足预设条件的情况下，通过电子设备的摄像头采集多个不同角度的待录入手指的图像。
[0185]
可选地，上述预设条件包括下述条件1至条件3中的至少一项：
[0186]
条件1、电子设备的预览界面中包括待录入手指。
[0187]
条件2、电子设备的预览界面中的待录入手指与电子设备的摄像头之间的距离在预设的距离区间之内。
[0188]
可选地，上述预设的距离区间可以为[2，15]厘米，当然，该预设的距离区间也可以为其他区间，本技术实施例不作限定。
[0189]
本技术实施例中，使用摄像头采集待录入手指的(指纹)图像，将待录入手指置于上述预设的距离区间之内，对指纹的拍摄效果较好，如此，基于该拍摄的指纹图像生成的指纹信息更加精确。
[0190]
条件3、电子设备的预览界面中的待录入手指仅包括一个手指。
[0191]
可选地，在电子设备的预览界面中的预览图像不满足上述预设条件的情况下，电子设备可以通过上述文字提示和/或语音提示的方式提示用户调整手指或者调整电子设备，以使得电子设备的预览界面中的预览图像满足上述预设条件。
[0192]
示例性的，当预设条件为上述条件1时，若电子设备检测到预览界面中存在待录入手指，则电子设备采集多个不同角度的待录入手指的图像；若电子设备检测到预览界面中不存在待录入手指，则该电子设备可以显示第一提示信息，该第一提示信息用于提示用户将待录入手指移入拍摄区域，使得该待录入手指显示在预览界面中。例如，参考图12，以手机200为例，当手机200的预览界面1201中不存在待录入手指时，该手机200显示第一提示信息，该第一提示信息的内容可以为“未检测到手指，请将手指放入拍摄区域内”。
[0193]
当预设条件为上述条件2时，若电子设备检测到待录入手指与电子设备的摄像头之间的距离在预设的距离区间之内，则电子设备采集多个不同角度的待录入手指的图像；若电子设备检测到待录入手指与电子设备的摄像头之间的距离在预设的距离区间之外，则该电子设备可以显示第二提示信息，该第二提示信息用于提示用户移动待录入手指或移动电子设备，使得该待录入手指与摄像头之间距离在预设的距离区间之内。例如，参考图13，以手机200为例，当手机200检测到待录入手指与手机200的摄像头之间的距离在预设的距离区间之外时，若待录入手指与手机200的摄像头之间的距离过近(例如小于2厘米)，手机200显示第二提示信息，该第二提示信息的内容可以为“请将手机移远一点，保持距手指2-15厘米”；若待录入手指与手机200的摄像头之间的距离过远(例如大于15厘米)，手机200显示第二提示信息，该第二提示信息的内容可以为“请将手机移近一点，保持距手指2-15厘米”。
[0194]
当预设条件为上述条件3时，若电子设备检测到该电子设备的拍摄区域内仅存在
一根手指，则电子设备采集多个不同角度的待录入手指的图像；若电子设备检测到该电子设备的拍摄区域内存在多根手指，则该电子设备可以显示第三提示信息，该第三提示信息用于提示用户使用单根手指进行指纹录入。例如，参考图14，仍以手机200为例，当手机200检测到拍摄区域内存在多根手指时，手机200显示第三提示信息，该第三提示信息的内容可以为“检测到多根手指，请使用单根手指录入”。
[0195]
本技术实施例中，在电子设备确定该电子设备的预览界面中的预览图像满足上述预设条件(即条件1、条件2或条件3中的至少一项)的情况下，该电子设备通过电子设备的摄像头采集多个不同角度的待录入手指的图像。具体的，用户与电子设备交互采集待录入手指的多视角(即多个不同角度)的指纹图像，电子设备采集一幅指纹图像之后，电子设备可以提示用户调整手指的角度或者调整电子设备的拍摄角度，完成多个不同角度的指纹图像的采集。
[0196]
需要说明的是，本技术实施例对采集待录入手指的图像的数量和角度不作限定，具体可以根据实际需求确定，例如，可以采集5个角度分别对应的5幅图像。
[0197]
示例性的，以手机200为例，参考图15，在采集待录入手指的图像的过程中，图15中的(a)中的待录入手指1501的姿态为姿态1(即手指1501的左侧面)，此时，手机200采集待录入手指1501的姿态1的图像，采集完成之后提示用户改变手指的角度，例如手机200显示提示信息“请缓慢向右旋转手指”；用户根据该提示信息将手指缓慢向右旋转，当用户将手指向右旋转至该待录入手指的姿态为图15中的(b)所示的姿态2(即手指1501的正面)，此时，手机200采集待录入手指1501的姿态2的图像，并继续提示用户改变手指的角度，例如手机200显示提示信息“请再缓慢向右旋转手指”；然后用户根据该提示信息继续将手指画满向右旋转，当用户将手指向右旋转至该待录入手指的姿态为图15中的(c)所示的姿态3(即手指1501的右侧面)，手机200采集该带录入手指的姿态3的图像，至此，手机200完成待录入手指的不同角度的图像的采集，获取到上述姿态1、姿态2以及姿态3分别对应的图像。
[0198]
可选地，在上述采集待录入手指的图像的过程中，用户也可以通过调整手机200的拍摄角度，例如提示用户“请将手机200缓慢向左旋转”，以采集到上述待录入手指的姿态1、姿态2以及姿态3分别对应的图像。
[0199]
需要说明的是，上述采集待录入手指的姿态1、姿态2以及姿态3对应的图像仅是一种示例，手机200采集待录入手指1501的姿态3的图像之后，手机200还可以继续提示用户调整手指，从而继续采集待录入手指的其他姿态对应的图像，获得待录入手指的多个不同角度的图像。
[0200]
可选地，在电子设备的预览界面中的预览图像满足预设条件的情况下，电子设备通过该电子设备的摄像头采集多个不同角度的待录入手指的图像之前，本技术实施例提供的指纹验证方法还可以包括：电子设备确定该电子设备预存储的指纹信息中是否包括待录入手指的三维指纹信息，若电子设备预存储的指纹信息中包括待录入手指的三维指纹信息，则显示第四提示信息，该第四提示信息用于提示用户更换待录入手指。
[0201]
本技术实施例中，在电子设备的预览界面中的预览图像满足预设条件的情况下，电子设备采集一幅待录入手指的图像，并根据该图像对待录入手指进行三维重建，得到该待录入手指的三维指纹信息，然后，将待录入手指的三维指纹信息与电子设备中预存储的三维指纹信息(即已录入手指的三维指纹信息)进行对比，确定该待录入手指的指纹信息是
否已录入。
[0202]
上述将待录入手指的三维指纹信息与电子设备中预存储的三维指纹信息(即已录入手指的三维指纹信息)进行对比的方法与上述实施例中将待验证手指的三维指纹信息与已存储的三维指纹信息进行对比的方法类似，具体参考上述实施例的描述，此处不再赘述。
[0203]
示例性的，参考图16，仍以手机200为例，当手机200中预存储的指纹信息中包括上述待录入手指的三维指纹信息时，该手机200显示第四提示信息，该第四提示信息的内容可以为“此手指的指纹已存在，请使用其他手指录入”。
[0204]
s903、电子设备根据多个不同角度的待录入手指的图像，生成待录入手指的三维指纹信息。
[0205]
本技术实施例中，利用电子设备前置摄像头/后置摄像头采集到待录入手指的多个不同角度的图像之后，基于多视角立体重建算法对待录入手指的多个不同角度的图像进行处理，获得待录入手指表面的三维点云，完成待录入手指的多视角立体重建，然后将待录入手指的三维点云与待录入手指的指纹信息融合到立体重建模型(即待录入手指的三维模型)，得到待录入手指的三维指纹信息，并将该待录入手指的三维指纹信息存储在电子设备中。其中，待录入手指的指纹信息包括但不限于指纹的谷线信息、脊线信息以及细节点信息，应理解，待录入手指的指纹信息是根据不同角度的待录入手指的图像得到的。
[0206]
结合上述实施例的内容，下面参考图17，以上述预设条件包括条件1、条件2以及条件3为例，简要说明三维指纹录入的整体流程。
[0207]
步骤1、响应于用户的指纹录入操作，启动摄像头。
[0208]
步骤2、调整摄像头的拍摄模式为微距模式。
[0209]
步骤3、检测预览界面中是否存在手指。
[0210]
若预览界面中存在手指，执行下述步骤4；若预览界面中不存在手指，提示用户进行调整手指，使得手指位于拍摄区域内。
[0211]
步骤4、检测摄像头与手指之间的距离。
[0212]
若检测到摄像头与手指之间的距离在2-15厘米之内，执行下述步骤5；若检测到摄像头与手指之间的距离在2-15厘米之外，提示用户进行调整手指或电子设备，使得摄像头与手指之间的距离在2-15厘米之内。
[0213]
步骤5、检测预览界面中手指的数量。
[0214]
若检测到预览界面内仅存在一根手指，执行下述步骤6；若检测到预览界面内存在多根手指，提示用户进行调整，使得预览界面中仅包括一根手指。
[0215]
步骤6、检测待录入手指的指纹信息是否已录入。
[0216]
若检测到待录入手指的指纹信息未录入，执行下述步骤7；若检测到待录入手指的指纹信息已录入，提示用户更换手指。
[0217]
步骤7、采集待录入手指的多个不同角度的图像，并生成三维指纹信息。
[0218]
相比于现有的用户通过多次按压手机的指纹感应区域，采集待录入手指的指纹信息的指纹录入过程，本技术实施例中，电子设备通过拍摄待录入手指不同角度的图像，根据不同角度的图像生成待录入手指的三维指纹信息的指纹录入过程操作步骤简单、指纹录入的耗时很短，用户体验高。
[0219]
相应地，本技术实施例提供一种电子设备，该电子设备用于执行上述指纹验证方
法中各个的步骤，本技术实施例可以根据上述方法示例对该电子设备进行功能模块的划分，例如，可以对应各个功能划分各个功能模块，也可以将两个或两个以上的功能集成在一个处理模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本技术实施例中对模块的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。
[0220]
在采用对应各个功能划分各个功能模块的情况下，图18示出上述实施例中所涉及的电子设备的一种可能的结构示意图。如图18所示，该电子设备包括获取模块1801、对比模块1802、生成模块1803、活体检测模块1804和确定模块1805。
[0221]
获取模块1801用于响应于用户在电子设备的指纹感应区域中的按压操作，获取待验证手指的二维指纹信息，例如执行上述方法实施例中的步骤s301。
[0222]
对比模块1802用于将待验证手指的二维指纹信息与电子设备上预存储的三维指纹信息进行对比，例如执行上述方法实施例中的步骤s303。
[0223]
生成模块1803基于待验证手指的二维指纹信息，生成待验证手指的形变信息，例如执行上述方法实施例中的步骤s304。
[0224]
活体检测模块1804用于根据待验证手指的形变信息，对待验证手指进行活体检测，例如执行上述方法实施例中的步骤s305。
[0225]
确定模块1805用于在待验证手指的二维指纹信息与电子设备预存储的三维指纹信息对比成功，且待验证手指进行活体检测成功的情况下，确定待验证手指通过指纹验证；否则，待验证手指未通过指纹验证，例如执行上述方法实施例中的步骤s306。
[0226]
可选地，本技术实施例提供的电子设备还包括配准模块1806，配准模块1806用于将待验证手指的二维指纹信息与预存储的三维指纹信息进行配准，确定三维指纹信息中二维指纹信息对应的目标区域，例如执行上述方法实施例中的步骤s302。
[0227]
可选地，本技术实施例提供的电子设备还包括三维重建模块1807和特征提取模块1808。三维重建模块1807用于对待验证手指的二维指纹信息进行三维重建，得到待验证手指的三维指纹信息，例如执行上述方法实施例中的步骤s3021。
[0228]
特征提取模块1808用于提取待验证手指的三维指纹信息的第一特征以及提取电子设备预存储的三维指纹信息的第一特征，例如执行上述方法实施例中的步骤s3022～s3023。
[0229]
上述配准模块1806，具体用于将待验证手指的三维指纹信息的第一特征与预存储的三维指纹信息的第一特征进行配准，确定预存储的三维指纹信息中与待验证手指的二维指纹信息对应的目标区域，例如执行上述方法实施例中的步骤s3024。
[0230]
可选地，上述特征提取模块1808，还用于提取待验证手指的三维指纹信息的第二特征和预存储的三维指纹信息中目标区域的指纹信息的第二特征，例如执行上述方法实施例中的步骤s3032～s3033。
[0231]
上述对比模块1802，具体用于计算待验证手指的三维指纹信息的第二特征与目标区域的指纹信息的第二特征之间的相似度，并根据该相似度确定待验证手指的三维指纹信息与电子设备上预存储的三维指纹信息对比是否成功，例如执行上述方法实施例中的步骤s3034。
[0232]
可选地，上述特征提取模块1808，还用于提取待验证手指的三维指纹信息的第三
特征和预存储的三维指纹信息中目标区域的指纹信息的第三特征，例如执行上述方法实施例中的步骤s3042～s3043。
[0233]
上述生成模块1803还用于基于待验证手指的三维指纹信息的第三特征和预存储的三维指纹信息中目标区域的指纹信息的第三特征，生成待验证手指的形变信息，例如执行上述方法实施例中的步骤s3044。
[0234]
可选地，上述获取模块1801还用于获取电子设备上预存储的三维指纹信息。
[0235]
可选地，上述获取模块1801，具体用于响应于用户对电子设备的第一界面上的指纹录入选项的选择操作，启动电子设备的摄像头；并且在电子设备的预览界面中的预览图像满足预设条件的情况下，通过摄像头采集多个不同角度的待录入手指的图像；以及根据多个不同角度的待录入手指的图像，生成预存储的三维指纹信息，例如执行上述方法实施例中的步骤s901～s903。
[0236]
可选地，本技术实施例提供的电子设备还包括显示模块1809；上述确定模块1805还用于确定电子设备预存储的指纹信息中是否包括待录入手指的三维指纹信息。
[0237]
显示模块1809用于在电子设备预存储的指纹信息中包括待录入手指的三维指纹信息的情况下，显示第一提示信息，该第一提示信息用于提示用户更换待录入手指。
[0238]
上述电子设备的各个模块还可以用于执行上述方法实施例中的其他动作，上述方法实施例涉及的各步骤的所有相关内容均可以援引到对应功能模块的功能描述，在此不再赘述。
[0239]
在采用集成的单元的情况下，本技术实施例提供的电子设备的结构示意图如图19所示。在图19中，电子设备包括：处理模块1901和通信模块1902。处理模块1901用于对电子设备的动作进行控制管理，例如，执行上述获取模块1801、对比模块1802、生成模块1803、活体检测模块1804、确定模块1805、配准模块1806、三维重建模块1807、特征提取模块1808以及显示模块1809执行的步骤，和/或用于执行本文所描述的技术的其它过程。通信模块1902用于支持电子设备与其他设备之间的交互等。如图19所示，电子设备还可以包括存储模块1903，存储模块1903用于存储电子设备的程序代码和录入的三维指纹信息和待验证手指的二维指纹信息等。
[0240]
其中，处理模块1901可以是处理器或控制器，例如图2中的处理器210。通信模块1902可以是收发器、rf电路或通信接口等，例如图2中的移动通信模块250和/或无线通信模块260。存储模块1903可以是存储器，例如图2中的内部存储器221。
[0241]
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件程序实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。该计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行该计算机指令时，全部或部分地产生按照本技术实施例中的流程或功能。该计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络或者其他可编程装置。该计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，该计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(digital subscriber line，dsl))方式或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心传输。该计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包括一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。
该可用介质可以是磁性介质(例如，软盘、磁盘、磁带)、光介质(例如，数字视频光盘(digital video disc，dvd))、或者半导体介质(例如固态硬盘(solid state drives，ssd))等。
[0242]
通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
[0243]
在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
[0244]
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
[0245]
另外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
[0246]
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器执行本技术各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：快闪存储器、移动硬盘、只读存储器、随机存取存储器、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0247]
以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何在本技术揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。