用于在用于身份管理的移动触摸屏上连续监测指纹签名的系统和方法_3

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而言有效时,它对于分辨指纹的 水平脊而言有效性少得多。作为结果,一个或者多个竖直滑动也可W被用于全分辨指尖的 指纹。备选地,也可W利用不是水平或者竖直的角度滑动,只要在两个维度中存在用于完全 归档指纹的几何形状的足够的扫描。
[0050] 图4是用于指令用户滑动他们的指尖的用户界面400的图。触敏显示器410示出 水平滑动线420和竖直滑动线425。预计用户将他的或者她的指尖放置在移动区域430上 并且在恒定速率在箭头方向435上继续。滑动的速率或者速度应当与区域430沿着水平或 者竖直线的速度匹配。应当根据压力指示符438增加或者减少滑动的压力。可W指令用户 W在水平或者竖直方向上滑动他的或者她的指纹若干次。该允许足够的采样W在统计上确 定用户的指尖的指纹。可W在栏440中示出滑动过程的完成百分比、由此向用户提供滑动 过程的继续成功的反馈。完成百分比可W基于分散的测量,诸如用于指纹采样的结果的置 信区间。
[0051] 可W利用=个不同坐标系。第一坐标系是设备分辨率绝对坐标系。也就是说,在 触摸屏中利用传感器阵列用于感测用户的触摸。如果触摸屏具有含450行传感器和800列 传感器的阵列,则将有在X-Y坐标系中的共计34000个传感器而左下传感器被设置为(0,0) 和右上传感器被设置为(450,800)。备选实施例可W利用右上传感器作为(〇,〇)传感器W 及其它配置。第二坐标系是设备分辨率本地坐标系。该一坐标系具有与设备绝对本地坐标 系相同的分辨率、但是W检测到的指纹的质屯、被设置为(〇,〇)。例如,如果质屯、位于设备绝 对坐标系的(200,300),则设备绝对坐标系的点(400,425)将是设备分辨率本地坐标系的 点(200,125)。为了易于引用,第一坐标系可W用点狂1,Y1)来指代,而第二坐标系可W用 点狂2,Y2)来指代。第=坐标系是插值的高分辨率坐标系。该是分辨率高得多的坐标系并 且用于标识用户的指纹的脊和谷。作为结果,该一坐标系需要在足W执行该标识的分辨率。 指纹的质屯、被设置成在第S坐标系中的(0,0)。为了易于引用,在第S坐标系中的点可W 称为狂3,Y3)。在第S与其它坐标系之间的绝对差值被表示为a。例如,如果a = 2的平 方根,则第S坐标系将具有第一和第二坐标系的分辨率的两倍(即在X方向上的分辨率增 加至2的平方根倍和在y方向上的分辨率增加至2的平方根倍)。如果a =2,则总分辨 率将增加至4倍,因为在每个方向上应用a值。第二和第=坐标系二者将具有与第二坐标 系的公共(〇,〇)中屯、点。采样数据可W在单个步骤中从第一坐标系被直接转换成第=坐标 系、由此加速转换过程。
[0052] 可W与该些坐标系一起利用的数学运算中的一些数学运算如下。令Ca表示对在 时间a在T X U矩阵中存储的非标称电容(例如非零)的面积进行界定的矩形区域。例如 图3C图示在时间T1的5 X 4矩阵和在时间T2的5 X 5矩阵。令cent。表示C。在设备绝 对坐标系中的质屯、位置。令Ca_i表示对在时间a-1存储的非标称(例如非零)电容的面积 进行界定的矩形区域而质屯、centg_i也在设备绝对坐标系中。令D。表示在cent。与cent 之间的矢量差值。
[00閲函数T从Ca转换成Cfa;
[0054]
[0057]并且
[0058]
[0059] 该提供在插值之前从设备分辨率绝对坐标系向高分辨率坐标系的直接转换。
[0060] 为了从转换和插值的采样一次生成均值一个采样,令Cfa是大小为a *T X a*u的 高分辨率矩阵,Cf。具有初始值:
[0065] 作为计算均值C (C bar)的每个步骤,下层几何形状获得附加分辨率,而在每个步 骤,新的采样的权值具有比累计的数据更低的影响从而使用具有低得多的成本的更低密度 网格来创建在更高密度的传感器网格上的电容的逼真模型。
[0066] 图5是根据第一实施例的用于确定用户的指纹的过程的流程图。在第一步骤500 中,指令用户跨越触摸屏滑动他的或者她的手指。可W使用W上图4中所示用户界面来提 供该一指令。在第二步骤505中,系统确定用户是否已经启动滑动。如果是,则处理继续步 骤510,否则,处理返回到步骤505。该可W通过轮询触摸屏传感器或者利用操作系统回调 W确定用户是否已经触摸屏幕并且开始在希望的方向上移动触摸点来检测。
[0067] 在步骤510中,用时间戳采集非标称传感器的值的采样。可化每秒约100次执行该 一采样,但是可W获得更少或者更多采样,只要它在显示器的性能特性内。在步骤515中, 然后在初始滤波或者滤除步骤中,去除或者W别的方式删除未与采样值的大多数邻接的任 何采样值,作为杂散信号。可W隔离和采集其余采样值作为包含所有邻接非标称值的定界 框或者矩阵。采样定界框的尺寸可W在某个预计的范围内从采样到采样变化。例如定界框 表示的像素集合不应比指纹的尺寸大得多。然而,可W排除在周界中的一些非标称像素,只 要它被平衡(不多于在一侧或者另一侧上)为防止影响W下待计算的质屯、。也可W执行校 验W验证采样在显示器上位置接近先前采样从而指示正确采样。定界框的形状也可W指示 用户是否在滑动期间不恰当地倾斜手指。
[0068] 然后在步骤520中,使用加权平均来计算其余采集的采样值的质屯、。也就是说,如 果在中值中屯、点右侧的值具有比在中值中屯、点左侧的值更重的权值,则用户的指尖在中值 中屯、点的更右侧并且质屯、应当反映该一点。同时也计算平均指纹压力。该一平均压力可W 通过各种技术来确定,该些技术包括指纹采样相对于其它指纹采样而言的尺寸。备选地,对 于电容触摸屏,可W比较在采集的采样面积(即定界框)内的总电容与预计的范围W确定 是否太多或者太少的压力被施加。
[0069] 随后在步骤522中,确定最新指纹滑动采样是否太重、太轻、被倾斜、太慢、太快或 者W别的方式不恰当从而产生不可接受的采样。例如定界框尺寸可W指示压力太重或者太 软,定界框形状可w指示手指在滑动期间被不恰当地倾斜,在采样之间的距离可w指示手 指滑动的速率太快或者太慢,等等。压力、倾斜或者速率可W通过各种技术来确定,该些技 术包括指纹采样的尺寸、形状或者相对于其它指纹采样而言的位置。备选地,对于电容触摸 屏,可W比较在采集的采样面积(即定界框)内的总电容与预计的范围W确定是否太多或 者太少压力被施加。如果是,则处理继续步骤530 W继续取得滑动采样(用诸如W上参照 图4描述的更多或者更少压力的指示符或者其它指令),否则,处理继续至步骤525。
[0070] 然后在步骤525中,向存储器保存其余非标称值、时间戳和试探质屯、,W用于如W 下描述的处理。每个有时间戳的采样是从1到n的具有质屯、cent。的矩阵C在时间a), 其中n是在滑动期间取得的采样的数目。通过存储未处理的数据,一般而言,可W更快地取 得更多采样而未运行到处理限制中。然而,备选实施例可W在取得当前手指滑动的下一采 样之前如W下描述的那样处理每个数据采样。随后在步骤530中,确定用户是否已经停止 手指滑动。如果是,则处理继续至步骤540,否则,处理返回到步骤510用于触摸屏传感器的 另一采样。该可W通过确定触摸屏传感器中的任何触摸屏传感器是否检测到触摸或者W往 两个或者更多采样是否具有实质上相同值一一该指示用户已经停止跨越屏幕移动他的或 者她的指尖一一来检测。采样数目应当对应于用户的手指跨越屏幕的速度和第S坐标系在 手指滑动的方向上的分辨率(例如a的平方根)。
[0071] 在步骤540中,然后根据W上描述和如W下在图6中进一步描述的公式处理有时 间戳的采样W生成分辨的指纹。在步骤545中,确定是否已经采集足够的数据来分辨用户 的指纹。例如可W在确定可W有足够的数据用于做出分辨的指纹与指纹(一个或者多个) 的集合的比较,W确定分辨的指纹是否为授权的指纹之前有最小数目的滑动。备选地,分散 测量、诸如具有希望的范围或者希望的标准偏差的置信度区间可W用来确定是否已经收集 足够的数目的采样。如果无足够的数据,则处理返回到步骤500,否则,处理继续步骤550。
[0072] 在步骤550中,然后如期望的那样、诸如出于安全目的而利用分辨的数字指纹。例 如并且如参照该一幅图描述的那样,可W比较分辨的数字指纹与存储的指纹集合(本地存 储或者跨越网络远程地存储)W确定指纹是否相同或者不同。该可W产生在步骤555中的 若干动作之一。如果分辨的指纹与存储的指纹之一足够相似(成功),则可W在步骤560 中提供授权信号。该一信号可W是可W被操作系统或者应用用来通知用户和授权用户的期 望的活动的软件指令或者电子信号。如果分辨的指纹与存储的指纹集合的任何指纹足够地 不相似(失败),则可W在步骤565中提供拒绝信号。该一信号可W是软件指令或者电子 信号,该软件指令或者电子信号可W被操作系统或者应用用来通知用户和阻碍用户的期望 的活动。如果尚未实现成功,则也可W在某个数目的滑动之后发送失败信号。备选地,如果 分辨的指纹与存储的指纹集合的一个或者多个指纹相似、但是对于成功而言未足够地相似 (可能),则将请求进一步滑动W做出成功或者失败的可靠确定而处理返回到步骤500。
[0073]图6是用于转换、插值和聚合指纹采样数据的过程的流程图。每个有时间戳的采 样是从1到n的具有质屯、cent。的矩阵C其中n是在滑动期间取得的采样的数目。在第 一步骤600中,将a设置成0。在步骤605中,然后将a递增1。在步骤610中,确定a是否 大于n。如果是,则已经转换、插值和聚合采样的滑动,因此处理中止(即返回到图5或者7 用于可能待处理的另一指纹滑动)。如果不是,则处理继续步骤615。
[0074] 在步骤615中,然后利用W上描述的公式将采样Ca从设备分辨率绝对坐标系转换 成高分辨率本地坐标系作为采样Cf。。该可w包括计算在cent。与cent之间的矢量差值。 采样值不变,并且每个值可W被分配到高分辨率矩阵的多个条目。例如在a等于2时,四 个条目可W具有与下层设备分辨率条目相同的值。在该一实施例中,在转换之后执行插值, 但是可W在转换过程之后执行它们。可W在该一步骤执行另一
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