CN103238156A - 便携终端以及持握特征学习方法 - Google Patents

Abstract

包括：旧模板存储部，将在过去使用的便携终端中用于本人认证的本人认证模板作为旧模板存储；传感器位置存储部，存储当前正在使用的便携终端中的传感器的位置；传感器位置校正部，取得旧模板以及传感器位置，并根据传感器位置而插补旧模板从而生成插补模板；持握特征样本取得部，从传感器阵列取得持握特征样本；模板对照部，对照插补模板和取得的持握特征样本，从而计算向量之间的距离；模板存储部，在插补模板和取得的持握特征样本的向量之间的距离为预先规定的值以下时，将插补模板作为本人认证模板进行存储。

Description

便携终端以及持握特征学习方法

技术领域

本发明涉及便取得携终端被持握时的持握特征样本，从而进行本人认证的便携终端以及持握特征学习方法。

背景技术

近年来，随着便携终端的高功能化，电子货币等各种有关金钱的服务变为普及。此外，随着便携终端的高功能化，在便携终端中开始记录更多的例如通讯录、邮件、照片、网站访问历史等与个人隐私有关的信息。以往，在使用便携终端时，通过开始使用时的本人认证（以下称为“登录认证”）来确保对于在便携终端使用的信息的安全。然而，登录认证中在开始使用时进行本人认证后，不会持续监视使用者是否一直为本人。因此，如果便携终端在登录认证后因某种原因转移到其他人的手中，则取得便携终端的其他人无需再次进行登录认证，便可进行便携终端的操作。这样的登录认证的安全的脆弱性是一直以来的问题。对此，专利文献1公开了一种便携终端，通过多个压力传感器来取得进行本人认证时用户持握的便携终端的位置，在进行本人认证后用户持握的位置发生一定程度以上的变化时，使得用户输入的接受服务的提供所需的数据变为无效，并取消已经进行的本人认证的有效性。因此，即使在进行本人认证，输入接受服务的提供所需的数据的过程中该便携终端被盗等，在离开用户的手的时刻，本人认证以及用户输入的数据变为无效，这样在本人认证变为无效后，为了接受服务的提供还需要再次进行本人认证，因此可以有效防止第三方的不正当使用。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:特开2001-142849号公报

发明内容

发明要解决的课题

使用如专利文献1等的生物信息（持握信息）的本人认证方式，通过从获得的持握压力分布（持握压力值数列）的学习，事先提取并登记称为模板（Template）的本人的特征性持握压力值数列的信息，认证时通过比较在传感器获取的持握压力值数列的样本（以下称为“持握特征样本”或者简单地称为“样本”）与已登记的模板，从而进行认证。在该比较中，灵活运用了很多图案识别的技术。在图案识别中，使用向量之间的距离求得模板和样本的相似程度。作为在生物认证常用的距离的有马哈拉诺比斯广义距离、汉明距离等。当这些距离超过预先规定的阈值时，判定样本为其他人形成的，而不超过阈值时判定样本为本人形成的。在此，将便携终端变更为其他机型时，会改变传感器在便携终端中的相对位置、便携终端的外形、或者操作键的排列等，因此不能继续使用用于本人认证的模板（以下称为“本人认证模板”）。因此每当便携终端变更机型时都需要重新学习本人认证模板，这有损于用户的便利性。此外，在变更机型后的本人认证模板学习期间，需要进行密码设定等，通过其他方法来确保便携终端的安全，也存在有损于用户的便利性的课题。在此，本发明的目的在于，提供一种便携终端，在变更机型后的便携终端中也可以继续使用在变更机型前的便携终端中使用的本人认证模板。

解决课题的手段

本发明的便携终端，其特征在于，通过由多个传感器组成的传感器阵列取得持握时的持握特征样本，并使用旧本人认证模板进行本人认证，包括：旧模板存储部、传感器位置存储部、传感器位置校正部、持握特征样本取得部、模板对照部、模板存储部。旧模板存储部将在过去使用的便携终端中用于本人认证的本人认证模板作为旧模板来存储。传感器位置存储部存储当前正在使用的便携终端中的传感器的位置。传感器位置校正部取得旧模板以及传感器位置，并根据传感器位置插补旧模板，生成插补模板。持握特征样本取得部从传感阵列取得持握特征样本。模板对照部对照插补模板和取得的持握特征样本并计算向量之间的距离。模板存储部在插补模板与取得的持握特征样本的向量之间的距离为预先规定值以下时，将插补模板作为本人认证模板存储。

发明效果

根据本发明的便携终端，可以在机型变更后的便携终端继续使用在机型变更前的便携终端中使用的本人认证模板，因此无需在每当变更机型时都要重新学习本人认证模板，从而提高用户的便利性。

附图说明

图1是表示包括压力传感器阵列的便携终端800a的图。

图2是表示包括压力传感器阵列的便携终端800b的图。

图3是表示移动终端800a的持握状态的图。

图4是表示移动终端800b的持握状态的图。

图5是表示移动终端800b’的持握状态的图。

图6是表示包括压力传感器阵列的便携终端800c的图。

图7是表示包括压力传感器阵列的便携终端800d的图。

图8是表示移动终端800c的持握状态的图。

图9是表示移动终端800d的持握状态的图。

图10A是示例在机型变更前后传感器位置不同时的机型变更前的本人认证模板的图。

图10B是示例机型变更后的持握特征样本的图。

图11A是用于说明由传感器位置校正部进行的插补的图。

图11B是表示通过插补而生成的模板的图。

图12A是在机型变更前后持握状态不同时的机型变更前的本人认证模板的示例图。

图12B是示例机型变更后的持握特征样本的图。

图13A是用于说明由特征片段提取部进行的提取特征片段的图。

图13B是用于说明关于由特征片段提取部进行的变形校正的图。

图14是表示实施例一的便携终端的结构的方框图。

图15是表示实施例二的便携终端的结构的方框图。

图16是表示实施例一的便携终端的继续使用旧模板的动作的流程图。

图17是表示实施例一的便携终端的本人认证模板学习动作的流程图。

图18是表示实施例一的便携终端的认证动作的流程图。

图19是表示实施例二的便携终端的继续使用旧模板的动作的流程图。

具体实施方式

下面，详细说明本发明的实施方式。另外，对具有相同功能的结构部赋予相同编号，并省略重复说明。

<关于持握特征样本>

首先，说明在图14、15表示为本发明的全部实施例的功能模块的便携终端800、800’所取得的持握特征样本。人们不仅先天性地在（1）手指的长度、（2）握力的强度等有所不同，而且后天性地在（3）持握便携终端时的习惯等也不尽相同，因此持握特征作为用于本人认证的生物信息极佳。具体地，持握特征认证无论是在本人拒绝率和他人接受率均具有与一般的人脸识别同等的精确度。作为持握特征样本，可以想到例如持握压力分布、持握形状分布。持握温热分布等。作为这些持握特征样本的取得方法，例如可以通过在便携终端800、800’的表面平面型或者直线型地分布配置多个压力传感器，从而去得持握压力分布。

同样地，也可以通过CCD（CMOS）传感器的平面型或者直线型分布配置来取得持握形状分布。同样地，可以通过红外线传感器的平面型或者直线型分布配置来取得持握温热分布。此外，如果是在终端背面配置有操作键（触摸面板）的便携终端，也可以通过持握终端时的操作键（触摸面板）的按压情况（操作键、触摸面板是否正在被按压）来取得持握特征。在实施例中的说明中，作为具体例，使用持握压力分布作为持握特征样本，在便携终端800、800’的外围直线型地配置压力传感器阵列，并使用由该压力传感器阵列取得的各个位置的压力值的预先规定顺序的压力值序列作为持握特征样本。

<关于持握特征样本的取得定时>

持握特征样本例如可以与采样触发的发生同时取得。采样触发是指预先设定的持握特征样本的取得定时。例如，想取得在便携终端800、800’的正在启动浏览器软件时的持握特征样本时，可以将采样触发设定为“正在启动浏览器∩按下决定键”。该采样触发“正在启动浏览器∩按下决定键”是指，正在启动浏览器并且用户按下便携终端800、800’时，将该操作作为采样触发立即取得持握特征样本。想在如正在通话等较少按下决定键等操作键的情况下取得持握特征样本时，也可以例如将采样触发设为“三分钟一次”，每当通话状态持续三分钟时使得采样触发自动发生，从而取得持握特征样本。

如此使用采样触发来取得学习本人认证模板所需的持握特征样本有以下优点。如果使用采样触发，可以将用户在无意识中进行的自身的键操作作为取得定时而自动取得并且逐渐累积持握特征样本。由此，可以取得用户无意识并且最为自然的状态、放松的状态使用终端时的状态的持握特征样本，可以减少持握特征样本的观测值的方差。此外，如果通过便携终端的显示的使用准备向导中显示开始取得持握特征样本的消息，则接受到消息的用户摆姿势从而试图按照用户意识中的“正确的持握方法”来持握，而不是平常的持握方法。此外，用户也有可能因事先接受了消息从而想不起来自己平常的持握方法，因此而导致难以取得高精确度的持握特征样本。在这种情况下，如果能够像上述那样在用户无意识中取得持握特征样本，可以解决上述的问题，从而可以取得高精确度的持握特征样本。

<关于本人认证模板>

详细说明本发明的全部实施例中的便携终端800、800’在本人认证时使用的本人认证模板。本人认证模板是指代表用户的持握特征而表示的标本。本人认证模板通过从用户取得的上述持握特征样本的平均值等学习。学习的的本人认证模板与学习后新取得的持握特征样本进行对照。根据通过对照求得的值（向量之间的距离，例如马哈拉诺比斯广义距离）的大小来判定学习后的新取得的持握特征样本是否与本人认证模板相比为同一人的。

下面说明上述的成为本人认证的判定标准的距离的若干例子。例如，在用于学习而测量的第j次的测量中的第i个传感器所取得的压力作为X_i,j。其中，i=1、2、…、n，j=1、2、…、m，n为传感器的最大数量，m为用于学习的取得持握特征样本的最大次数，分别为2以上的整数。定义压力值的平均，方差及其向量如下：

[数1]

${\stackrel{\&OverBar;}{x}}_i=\frac{1}{m}\left(\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\&Sigma;}}}{x}_{i,j}\right)---\left(1\right)$

[数2]

$s_i^2=\frac{1}{m}\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\&Sigma;}}}{({\stackrel{\&OverBar;}{x}}_i-x_{i,j})}^2---\left(2\right)$

[数3]

$X=({\stackrel{\&OverBar;}{x}}_1,{\stackrel{\&OverBar;}{x}}_2,\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;,{\stackrel{\&OverBar;}{x}}_n);$ $S^2=(s_1^2,s_2^2,\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;,s_n^2)---\left(3\right)$

持握特征样本的平均向量作为本人认证模板使用。对本人认证模板赋予角标“le”。马哈拉诺比斯广义距离f1表示为下列式子：

[数4]

$f_1={\left[\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\left(\frac{x_i-{\mathrm{le}\stackrel{\&OverBar;}{x}}_i}{s_i}\right)}^2\right]}^{1/2}---\left(4\right)$

作为距离的其他例子，欧氏距离f₂定义为如下：

[数5]

$f_2={\left[\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{(x_i-\mathrm{le}{\stackrel{\&OverBar;}{x}}_i)}^2\right]}^{1/2}---\left(5\right)$

作为距离的另一个其他例子，曼哈顿距离f₃定义为如下：

[数6]

$f_3=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}|x_i-\mathrm{le}{\stackrel{\&OverBar;}{x}}_i|---\left(6\right)$

上述三个距离标准均可以由下列判定式子判定。对用于判定处理而取得的本人的数据赋予角标“self”，对其他人的数据赋予角标“oth”。如果将判定为其他人的阈值定义为xthre，则判定他人的式子可以如下表示：

X_thre<_othf   (7)

<关于便携终端800a、800b、800b’、800c、800d>

作为这些形状的具体例，在图1、2、5、6、7中分别表示了不同机型的便携终端800a、800b、800b’、800c、800d。下面，全部便携终端800a、800b、800b’、800c、800d都具有本发明的实施例的便携终端800或800’的其中之一的功能。

<关于本说明书中的用于确定传感器位置的基准点>

参照图1、2、6、7来说明在本发明中确定传感器位置是使用的基准点。在本说明书中图1以及2的便携终端800a以及800b为互为不同的机型的智能手机。此外，图6以及7的便携终端800c、800d不是智能手机，而是旧型的折叠式便携终端和滑盖式便携终端。

图1的便携终端800a包括大致为长方形板状的机体101、在其上表面设有作为触摸面板发挥作用的长方形的显示平面102以及键103。再有，在机体101，在其右侧面配置压力传感器阵列Ra、上侧面配置压力传感器阵列Ua，左侧面配置压力传感器阵列La、下侧面配置压力传感器阵列Ba。在本说明中，压力传感器阵列Ra具有七个压力传感器105a-1～105a-7。压力传感器阵列Ua具有四个压力传感器105a-8～105a-11。压力传感器阵列La具有七个压力传感器105a-12～105a-18。压力传感器阵列Ba具有七个压力传感器105a-19～105a-22。在下面的说明中，传感器阵列如果不特定为这些传感器阵列Ra、Ua、La、Ba，则指全部传感器阵列。另外，本发明中的传感器的配置、个数等可以是任意的，不限于图1的结构。此外，图1中的传感器的配置仅仅是为了使得下面的说明更加容易理解而进行的示例。

当在图14以及15中表示为功能模块的本发明的便携终端800、800’为图1的便携终端800a那样的智能手机时，用于确定传感器位置的基准点OX例如可以是触摸面板（显示面102）的对角线交点（图1中用十字表示的位置）。各个传感器位置例如可以使用如图1那样将基准点OX作为角的顶角，通过基准点OX与机体101的右下角部位的直线与通过基准点OX和压力传感器的中心的直线之间形成的角度（逆时针）来表示。在本说明书中，将用于确定便携终端800a的第t个（t为任意的自然数）的压力传感器105a-t的位置的角度标记为角度θa_t。因此，如图1所示的压力传感器阵列Ra的第五个压力传感器105a-5的角度被标记为角度θa₅。

图2中的便携终端800b与图1中的便携终端800a一样，包括大致为长方形板状的机体101、在其上表面设有作为触摸面板发挥作用的长方形的显示平面102以及多个键104以及镜头106。此外，在机体101的右侧面具有由5个压力传感器105b-1～105b-5组成的压力传感器阵列Rb、上侧面具有由3个压力传感器105b-3～105b-8组成的压力传感器阵列Ub、左侧面具有由5个压力传感器105b-9～105b-13组成的压力传感器阵列Lb、下侧面具有由3个压力传感器105b-14～105b-16组成的压力传感器阵列Bb。

用于确定传感器位置的基准点OX例如可以是触摸面板（显示平面102）地对角线交点（图1中用十字表示的位置）。各个传感器位置例如可以使用如图2那样将基准点OX作为角的顶角，通过基准点OX与机体101的右下角部位的直线与通过基准点OX和压力传感器的中心的直线之间形成的角度（逆时针）来表示。例如，将用于确定便携终端800b的第t个（t为任意的自然数）的压力传感器105b-t的位置的角度标记为角度θb_t。因此，如图2所示的压力传感器阵列Rb的第六个压力传感器105b-6的角度被标记为角度θb₆。

当在图14以及15中表示为功能模块的本发明的便携终端800、800’为图6的便携终端800c那样的旧型折叠式便携终端时，便携终端800c包括大致为长方形板状的机体101A以及在其机体101A的一个短边可折叠地设置的长方形板状的机盖101B。在机盖101B的内侧面设有长方形的显示平面102，且在机体101A的上方的机盖101侧的中央设有决定键103A，在其下方设有十字键/功能键107。此外，在机体10A的右侧面具有由9个压力传感器105c-1～105c-9组成的压力传感器阵列Rc、左侧面具有由9个压力传感器105c-10～105c-18组成的压力传感器阵列Lc、下侧面具有由5个压力传感器105c-19～105c-23组成的压力传感器阵列Bc。

用于确定传感器位置的基准点OX例如可以是决定键103c的中心部位（图6中用十字表示的位置）。与图1一样，各个传感器位置例如可以使用如图6那样将基准点OX作为角的顶角，通过基准点OX与机体101A的右下角部位的直线与通过基准点OX和压力传感器的中心的直线之间形成的角度（逆时针）来表示。例如，将用于确定便携终端800c的第t个（t为任意的自然数）的压力传感器105c-t的位置的角度标记为角度θc_t。因此，如图6所示，例如第七个压力传感器105c-7的角度被标记为角度θc₇。

当在图14以及15中表示为功能模块的本发明的便携终端800、800’为图7的便携终端800d那样的旧型的滑盖式便携终端时，便携终端800d包括大致为长方形板状的机体101A以及在其机体101A上可滑动地设置的长方形板状的机盖101B。在机盖101B的外侧面设有长方形的显示平面102和决定键103d，在机体101A的上方设有十字键/功能键107。此外，在机体10A的右侧面具有由7个压力传感器105c-1～105c-7组成的压力传感器阵列Rd、左侧面具有由7个压力传感器105c-8～105c-14组成的压力传感器阵列Ld、下侧面具有由5个压力传感器105c-15～105c-19组成的压力传感器阵列Bd。

用于确定传感器位置的基准点OX例如可以是决定键103d的中心部位（图7中用十字表示的位置）。与图1一样，各个传感器位置例如可以使用如图7那样将基准点OX作为角的顶角，通过基准点OX与机体101A的右下角部位的直线与通过基准点OX和压力传感器的中心的直线之间形成的角度（逆时针）来表示。例如，将用于确定便携终端800d的第t个（t为任意的自然数）的压力传感器105d-t的位置的角度标记为角度θd_t。因此，如图7所示，例如第七个压力传感器105d-7的角度被标记为角度θd₇。

<关于机型变更>

本发明的便携终端800、800’的目的在于，在变更机型后的便携终端中继续使用在变更机型前的便携终端中使用的本人认证模板。这里的机型变更包括：与相同的通话公司之间保持签约的情况下，仅就便携终端的机型变更为不同机型的情况、随着转移签约到不同通话公司而将便携终端的机型变更为不同机型的情况、因出现故障等而将自己的便携终端存放在通话公司，在这一期间暂时变更为由通话公司暂时租借的替代便携终端的情况等。

参照图3、图4、图8、图9来具体说明作为本发明对象的机型变更。图3是表示图1中的便携终端800a的持握状态的图。图4是表示图2中的便携终端800b的持握状态的图。图8是表示图6中的便携终端800c的持握状态的图。图9是表示图7中的便携终端800d的持握状态的图。便携终端800a、便携终端800b为智能手机。便携终端800c、携便携终端800d为智能手机以外的旧型的便携终端。如图3、图4所示，智能手机之间的从便携终端800a到便携终端800b的机型变更，只要以触摸面板中心（用十字表示的点）为基准进行比较，持握特征没有很大变化。此外，智能手机从其操作性质上一般使用利手的相反的手来持握，并用利手操作触摸面板。因此在右手为利手的情况下，如图3、4所示一般用左手来持握。另一方面，对于智能手机以外的旧型的便携终端之间的从800c到800d的机型变更，只要以触摸面板中心（用十字表示的点）为基准进行比较，持握特征没有很大变化。此外，在旧型的便携终端中一般用利手持握，因此在右手为利手的情况下，如图8、9所示一般用右手来持握。

<关于机型变更前后的压力传感器的位置变化>

接下来继续参照图1，并加入图2来详细说明压力传感器位置在机型变更的前后变化时的情况。图2是表示具备压力传感器阵列的便携终端800b。在本说明中，用户本来使用便携终端800a，通过便携终端800a具备的学习功能学习了本人认证模板，后来用户从便携终端800a机型变更为便携终端800b。这里，如上述那样，便携终端800b与便携终端800a同样都是智能手机。

通过图1的便携终端800a与图2的便携终端800b比较后很显然，位于便携终端800a的右侧面的压力传感器Ra具有7个压力传感器105a-1～105a-7，而位于便携终端800b的右侧面的压力传感器Rb具有5个压力传感器105zb-1～105b-5，便携终端800b的压力传感器数量比便携终端800a的传感器数量更少。此外，位于便携终端800a的上侧面的压力传感器Ua具有4个压力传感器105a-8～105a-11，而位于便携终端800b的上侧面的压力传感器Ub具有3个压力传感器105b-6～105b-8，便携终端800b的压力传感器数量比便携终端800a的传感器数量更少。与该例子一样，即使便携终端具有可以取得持握特征的压力传感器，从结构设计上无法对所有机型同样地配置压力传感器的位置以及数量。此外，便携终端的大小也因设计的不同而变化，传感器位置以及数量等也随之变化。

在本说明中，传感器的个数在机型变更后减少，随之引起传感器的设置位置变化，但不限于此，也可能是例如传感器的总数在机型变更的前后没有变化，而它们的设置位置在机型变更前后不尽相同的情况。在这里，如上述那样，在智能手机之间从便携终端800a机型变更为便携终端800b。这里，图3.图4分别示例便携终端800a的用户持握机型变更前的便携终端800a、机型变更后的便携终端800b的状态。在本说明中，由于便携终端800a与便携终端800b的外形相似，因此用户持握的方法在机型变更的前后几乎没有变化，只有压力传感器的配置对取得持握压力分布的测定值有显著影响。

下面参照图10A、10B来说明因机型变更前后传感器位置不同而产生的持握压力分布的测定值的变化。图10A表示在机型变更前后传感器位置不同时的机型变更前的本人认证模板，图10B示例机型变更后的持握特征样本。图10A表示在机型变更前的在便携终端800a中学习的本人认证模板（以下称为旧模板）、图10B表示持握机型变更后的便携终端800B时的持握压力分布（持握特征样本）。图表以纵轴作为持握压力（kPa）、以横轴是以将所述基准点作为顶角而定义的角度（°）。此外，将相当于大拇指、食指、中指、无名指、小拇指的位置分别在图表中用标记为THM、IND、MID、ANN、LIT的箭头表示了其大概位置。用黑方块来表示各压力传感器中的旧模板，用白圈来表示持握便携终端800b时的持握压力的测定值。此外在图10A中有实线表示，在图10B中用虚线表示了将各测定点使用三角函数或者其他期望的函数进行平滑适应后的曲线。通过适应而得到的曲线对于包含作为传感器位置以及传感器之间的位置在内的一系列的离散角度位置（数字值）的持握压力数字值。

如图3、图4示例的那样，用户的持握特征在机型变更的前后几乎没有变化。虽然用户对便携终端持握的方法在机型变更前后没有大的变化却图10A、图10B的图表的外形不同，是由于传感器位置的变化，导致手指用强压力按压的便携终端的区域是否存在传感器发生变化而引起的。例如，食指的按压位置大概在90°的位置，而从图10A的图表中显然看出，便携终端800a在该位置存在压力传感器105a-6，因此可以测量到该峰值。相比而言，在机型变更后的便携终端800b中，从图10B的图表中显然看出，作为食指的按压位置的大概为90°的位置位于压力传感器105b-4与压力传感器105b-5之间，因此压力传感器105b-4与压力传感器105b-5均无法测量食指的按压力的峰值。这样，在机型变更的前后，根据机型而配置的压力传感器的位置不同时，虽然取得的持握压力分布不同，但实际上区别仅仅是由于在不同位置测定相同用户的相似的持握压力分布所导致。

在本说明中说明了同为智能手机的便携终端800a、800b中的传感器位置的区别，但传感器位置的区别不限于智能手机，也会发生在以往的便携终端中。对此使用图6、图7来说明。图6是表示具备压力传感器的便携终端800c的图。图7是表示具备压力传感器的便携终端800d的图。如前面所述，便携终端800c不是智能手机，而是旧型的折叠式便携终端。此外，便携终端800d不是智能手机，而是旧型的滑盖式便携终端。正如图6、图7所示，便携终端800c的第七个压力传感器的传感器位置为θc₇，便携终端800d的第七个压力传感器的传感器位置为θd₇，且θc₇为比θd₇更大的值。即使像这样是传感器位置不同的情况，如图8、图9表示的那样在从便携终端800c到便携终端800d的机型变更中以决定键中心（用十字表示的点）为基准进行比较后，外观上的持握特征没有大的变化。因此，在机型变更的前后根据机型而配置的压力传感器的位置不同时，虽然取得的持握压力分布不同，但实际上区别仅仅是由于在不同位置测定相同用户的相似的持握压力分布所导致。

<关于传感器位置的校正>

下面说明因上述的机型变更前后的压力传感器的位置变化而发生的持握特征的变化的校正。本发明的所有实施例的图14以及15的便携终端800、800’均具备传感器位置校正部815。传感器位置校正部815通过插补来进行因上述压力传感器的位置变化而发生的持握压力分布的变化的校正。参照图11A、11B详细说明该校正。图11A是将图10A、图10B重叠而表示的图。实线的图表是图10A的图表，即机型变更前在便携终端800a学习的旧模板、虚线的图表为图10B的图表，即机型变更后的便携终端800b的持握压力分布（持握特征样本）。此外，与图10同样，用白圈表示了在机型变更后的便携终端800b中的压力传感器的持握压力的测定点。如图11A所示，如果用户的持握特征本身在机型变更前后没有变化，则便携终端800b的压力传感器阵列的测定点（白圈）在理想状态下应位于机型变更前的旧模板的适应曲线上或者其近旁。因此，如图11B所示，将机型变更前已经得到的旧模板的适应曲线中的机型变更后的便携终端800b的传感器角度位置θb_t（图中的一点划线）的持握压力值作为插补值来提取，并作为新的传感器位置的本人认证模板的预测值（图11B的白圈），将预测的测定点（图11B的白圈）作为机型变更后的本人认证模板。为了进行这样的处理，本发明的便携终端800、800’需要将机型变更后的便携终端800b的传感器位置θb_t存储在传感器位置存储部810中。传感器位置不限于以上述说明那样的角度来标记，但优选至少以触摸面板（决定键）的中心作为基准点。如果以触摸面板（决定键）的中心作为基准点，只要便携终端大小没有很大变化，机型变更前后的用户的持握特征就会稳定。

如上面所述，通过在旧模板进行使用传感器位置的插补，可以变换为机型变更后的便携终端800b的本人认证模板，因此可以继续使用旧模板。另外，该方法可以在变更为与变更前的机型的压力传感器的数量相等或者更少的机型的情况采用，但在相反情况下由于估计误差变大因此并不理想。当不能很好地继续使用过去的本人认证模板时，可以与后面叙述的本人认证模板学习并用，从而可以取得高精确度的本人认证模板。

<关于机型变更前后的持握状态的变化>

除了上述的传感器位置的变化以外，作为机型变更前后的持握特征变化的例子，还有例如在机型变更的前后因机型的形状、操作键的位置变化等从而持握特征本身变化的例子。参照图3、图5具体说明随着机型变更前后的操作键的配置的变化而持握特征发生变化的情况。图5是表示便携终端800b’的持握状态的图。本说明中，从便携终端800a机型变更为便携终端800b’,而机型变更后的便携终端800b’与机型变更前的便携终端800a在传感器位置（从基准点的相对位置）完全相等，但在其右侧面具备便携终端800a不具备的操作键（例如相继启动按钮等）108。此时，用户在如图5所示在平时的持握状态中，为了避免错误地按下该操作键108而使得便携终端错误地动作，持握时稍微挪动手指的配置（图5的箭头位置），从而避免操作键108的位置与手指的位置重合。比较图3和图5可知，用户通过将中指的位置稍微向食指方向挪动，以避免按下便携终端800b’的右侧面的操作键108。这里，参照图12A、图12B来说明因机型变更前后的持握状态的变化而发生的持握压力分布的测定值的变化。图12A是示例在机型变更前后持握状态不同时的机型变更前的本人认证模板的图，图12B是示例机型变更后的持握特征样本的图。图12A表示旧模板、图12B表示用户持握便携终端800b’时的持握压力分布的测定值。图表将纵轴作为持握压力（kPa），将横轴作为以前面所述的基准点为顶角而定义的角度（°）。此外，将相当于大拇指、食指、中指、无名指、小拇指的位置分别在图表中用标记为THM、IND、MID、ANN、LIT的箭头表示了其大概位置。用黑方块来表示在图12A与各压力传感器对应的的旧模板的值，用白三角来表示由图12B中的各压力传感器测定的持握便携终端800b’时的持握压力的测定值。此外在图12A中用实线表示，在图12B中用虚线表示了将各测定点进行平滑适应后的曲线。如前面所述，便携终端800a与便携终端800b’的传感器的位置完全相同，因此用黑方块表示的点与白三角表示的点的横轴值（角度）完全相等。这里，如在图3、图5中示例的那样，在用户的持握特征中，中指的位置向食指的方向挪动，其他的手指的特征几乎不变。因此，在图12B中可以看到通过中指（MID）的按压而生成的持握压力的峰值位置从图12A的中指的位置向角度正方向移动。下面说明因这样的机型变更前后的持握状态的变化而发生的持握特征的变化的校正。

<关于特征片段的提取、片段位置的校正>

对于因机型变更前后的持握状态的变化而发生的持握特征的变化的校正，可以求出旧模板以及新取得的持握特征样本之间的距离，并根据该距离通过统计学方法来估计新的本人认证模板。说明实现新的本人认证模板的方法的一个具体例。

本发明的实施例二的在图15以功能模块表示的便携终端800’具有特征片段提取部830以及片段位置校正部835。特征片段提取部830进行对旧模板的特征片段的提取，片段位置校正部835通过后面叙述的变形校正来进行旧模板的校正。图13A是用于说明特征片段提取部830的特征片段提取的图；图13B是用于说明片段位置校正部835的变形校正的图。在图13A中，使用实线示意性地表示了将平滑化适应了对于各压力传感器的角度位置的旧模板的值的曲线；使用白三角示意性地表示了在机型变更后的便携终端800b’中取得的持握压力的测定点。

首先，在旧模板中进行特征片段的提取。对于特征片段的提取，可以使用广为人知的边缘检测等。例如，提取曲线的一次微分的具有正斜率的零点，将该点分割的各区域作为特征片段。如果将0°～360°的范围的K个离散角度位置的第k个角度位置表示为θ_k，曲线的一次微分（斜率）可以作为将在各角度位置θ_k的持握压力值x_k与在紧接前面的θ_k-1的持握压力值x_k-1之差进行除法运算的值（x_k-x_k-1）/（θ_k-θ_k-1）来计算。由此，例如在图13A中，在相当于无名指的按压位置的大概0°～30°的区域被分割为包含无名指的按压范围的起始点、峰值位置以及重点的以虚线表示的片段。中指、食指等也同样如此。

接下来，按照每一个如上述那样提取的特征片段，测量旧模板与在机型变更后的便携终端800b’中取得的持握压力的测定点之间的距离。该距离例如可以是旧模板的属于各特征片段各传感器角度位置的持握压力值与在机型变更后的便携终端800b’中取得的属于相同特征片段的持握压力的各个测定点之间的例如与前面所述的式子（4）、（5）或者（6）同样地表示的向量之间的距离等。这里，成为各特征片段的上侧临界的角度位置属于该特征片段，但如果在片段的两端的中间角度位置模板的值与测定持握压力值之差的绝对值为规定值以上，则该片段的两端的角度位置也包含于该片段中。根据这样求出的每一个特征片段的距离是否超过预先规定的阈值，可以判定是否发生了持握特征的变化。例如在图13A中，在相当于机型变更前的便携终端800a中的中指按压位置的大概30°～60°的区域中，由于在机型变更前后中指的位置发生了变化，因此在实现的图表（旧模板）上不存在白三角的点（在机型变更后的便携终端800b中取得的持握压力的测定点）。因此，相当于该中指的按压位置的特征片段的距离与其他特征片段的距离相比更大。在图13A中，对于所述距离超过预先规定的阈值的特征片段使用×来表示，对于所述距离部超过预先规定的阈值的特征片段使用○来表示。对于被赋予×的特征片段中的旧模板，进行以下的变形校正。

变形校正通过将例如在图13A的大概30°～60°的特征片段那样距离超过阈值的特征片段的旧模板向横轴方向移动来进行。具体地，将距离超过阈值的特征片段的模板每按照一个传感器角度的间隔向角度位置增加的方向或者减少的方向挪动，计算挪动后的片段位置的模板与测定样本持握压力值之间的向量之间的距离，将该片段的模板移动至距离成为最小的角度位置。这里，如上面所述，为了将模板分割为片段使用了对旧模板的值进行平滑化适应而得到的曲线，但也可以取代该适应曲线，而使用仅仅将旧模板的值之间用直线连接的折线来进行片段的分割这样，通过以特征片段为单位求出机型变更前后的持握特征的偏差，当偏差超过阈值时进行变形校正即以特征片段为单位移动旧模板，从而即使持握特征的部分变形也可以将其有效地校正，从而可以继续使用旧模板。

至此，作为变形校正的一个具体例说明了特征片段提取部830以及片段位置校正部835的动作，但只要所述的特征片段提取部830求出旧模板以及新取得的持握特征样本的数据之间的距离，且所述片段位置校正部基于特征片段提取部求出的距离对旧模板进行变形校正从而取得新的本人认证模板即可，本发明不限于上面说明的变形校正的一个具体例。

<在机型变更前后发生压力传感器的位之间以及持握状态的变化的双方的情况>

在机型变更的前后同时发生压力传感器的位置变动以及持握状态的变动时也可以校正旧模板。此时，首先基于传感器位置存储部中存储的传感器位置，进行对旧模板的插补。比较对照插补后的旧模板与机型变更后取得的持握特征样本，求出向量之间的距离。当向量之间的距离超过预先规定的阈值时，对插补后的就模板进行特征片段的提取以及变形校正（片段位置的校正）。这样，即使在机型变更的前后同时发生压力传感器的位置变动以及持握状态的变动，也可以校正并在机型变更后的便携终端继续使用旧模板。

实施例一

以上述条件为前提，详细说明实施例1的便携终端800。首先，参照图14、图16来说明本实施例的便携终端800在学习状态中的旧模板的继续使用动作。图14是表示本实施例的便携终端800的结构的方框图。图16是表示本实施例的便携终端800的旧模板的继续使用动作的流程图（F1）。本实施例的便携终端800具有：压力传感器阵列105、持握特征样本取得部120、切换部125、样本暂时存储部130、旧模板存储部805、传感器位置存储部810、传感器位置校正部815、模板对照部820、模板存储部155、模板学习部135、本人认证部160以及锁定部180。通过便携终端800具有的切换部125来将便携终端800切换为学习状态或者认证状态的其中一种状态。这里，切换部125被设置为学习状态（连接到样本暂时存储部130侧）。

旧模板存储部805将过去使用的便携终端中用于本人认证的本人认证模板作为旧模板存储。传感器位置存储部810存储当前正在使用的便携终端的传感器的位置。传感器位置校正部815从旧模板存储部805取得旧模板、从传感器位置存储部810取得传感器位置，并根据传感器位置插补旧模板而生成插补模板（S815）（细节请参照<关于传感器位置的校正>一栏）。持握特征样本取得部120从压力传感器阵列105取得持握特征样本（S120）。样本暂时存储部130暂时存储持握特征样本取得部120取得的持握特征样本。模板对照部820对照在步骤S815插补模板以及取得的持握特征样本，计算向量之间的距离（S820）。模板存储部155在插补模板与取得的持握特征样本的向量之间的距离为预先规定的值以下时（S825的“是”），将插补模板作为本人认证模板存储（S155）。作为这里使用的向量之间的距离，可以使用以上面所述的式子（4）、（5）或者（6）表示的距离。另一方面，在插补模板与取得的持握特征样本的向量之间的距离不为预先规定的值以下时（S825的“否”），判断不能继续使用旧模板，移至作为平时的本人认证模板学习方法的流程图F2（F2（进入开始））。这样，本实施例的便携终端800，由于使用传感器位置来插补旧模板，因此即使在机型变更前后传感器位置发生变化，也可以继续使用旧模板，并且不需要每当便携终端的机型变化时都重新学习本人认证模板，从而提高了用户的便利性。

接下来继续参照图14，并加入图17来说明本实施例的便携终端800在学习状态中的本人认证模板学习动作。图17是本实施例的便携终端800的本人认证模板学习动作的流程图（F2）。如前面所述，在插补模板与取得的持握特征样本的向量之间的距离不为预先规定的值以下时（S825的“否”），移至F2，进行平时的本人认证模板学习动作。这里上述一样，切换部125设定为学习状态（连接到样本暂时存储部130侧）。首先，持握特征样本取得部120从压力传感器真理105取得持握特征样本（S120）。这里，将已取得的持握特征样本的个数作为Sm，将学习开始样本数量作为SFm。学习开始样本数SFm是指，作为本人认证模板的学习所需的样本数量而预先规定的数量。在持握特征样本的取得数量少的状态下即使进行本人认证模板的学习，也很可能无法生成精确度足够高的本人认证模板，因此将根据经验了解的为了得到高精确度的本人认证模板而所需的样本数量设定为学习开始样本数量SFm。因此，在样本暂时存储部130存储的持握特征样本的个数Sm达到学习开始样本数量SFm（Sm≥SFm）时进入步骤S135，模板学习部135使用持握特征样本来学习本人认证模板（S130的“是”，S135），将已学习的本人认证模板存储到模板存储部155（S155）。在样本暂时存储部130存储的持握特征样本的个数Sm没有达到学习开始样本数量SFm（Sm＜SFm）时（S130的“否”），返回到开始，继续重复取得持握特征样本的动作（S120）。本人认证模板从通过计算上面所述的式子（1）、（2）、（3），从持握特征样本（实施例中为持握压力分布）的平均值等求出。这样，本实施例的便携终端800即使在通过旧模板的继续使用而没有得到具有足够精确度的本人认证模板，通过平时的本人认证模板学习方法，学习反映机型变更后的便携终端的持握特征的本人认证模板。

接下来继续参照图14，并加入图18来说明本实施例的便携终端800在认证状态中的认证动作。图18是表示本实施例的便携终端800的认证动作的流程图（F3）。这里，切换部125设定为认证状态（连接到本人认证部160侧）。另外，在认证状态动作时，上述的模板学习已经完成。持握特征样本取得部120从压力传感器阵列105取得持握特征样本（S120）。接下来，本人认证部160比较学习（继续使用）的本人认证模板与持握特征样本而进行本人认证（S160）。该本人认证失败时（S165的“否”），锁定部180锁定便携终端800的功能的部分或者全部（S180）。本人认证成功时（S165的“是”），不进行锁定动作（结束）。本人认证模板与持握特征样本之间的比较方法，例如可以通过如下实现：本人认证部160求出本人认证模板与在认证状态中取得的持握特征样本之间的向量之间的距离，即例如以前面所述的式子（4）、（5）或者（6）表示的距离。本人认证部160如前面所述的不等式（7）表示那样，当该距离为某个一定的值以下时得出取得的持握特征样本属于本人的结论。另一方面，当本人认证模板与持握特征样本的距离不为某个一定的值以下时，得出取得的持握特征样本不属于本人的结论。

实施例2

接下来，详细说明更加强化实施例1的便携终端的旧模板继续使用功能的实施例2的便携终端800’。参照图15、图19说明本实施例的便携终端800’在学习状态中的旧模板继续使用动作。图15是表示本实施例的便携终端800’的结构的方框图。图19是本实施例的便携终端800’的旧模板继续使用动作的流程图（F4）。本实施例的便携终端800’是图14的便携终端800的结构加上特征片段提取部830以及片段位置校正部835而获得的结构。因此，除特征片段提取部830以及片段位置校正部835以外的个结构部的动作与实施例1中使用同一编号的各结构部完全相同，因此省略其说明。与实施例1相同，通过便携终端800’具有的切换部125可以将便携终端800’切换为学习状态、认证状态中的其中一种状态。这里，切换部125设定为学习状态（连接到样本暂时存储部130侧）。流程图F4中的步骤S815、S120、S820、S825、S155与前面所述的流程图F1中的步骤S815、S120、S820、S825、S155相同的动作，因此省略其说明。

与实施例1不同的是步骤S825的“否”以后的动作。当插补的旧模板与取得的持握特征样本的向量之间的距离不为预先规定的值以下时（S825的“否”），特征片段提取部830从插补的旧模板提取特征片段，按照每一个特征片段对照插补的旧模板以及所述持握特征样本，从而计算距离（S830）（细节参照<关于特征片段的提取、片段位置的校正>一栏）。片段位置校正部835在特征片段提取部830计算的距离不为预先规定的值以下的特征片段中对插补模板进行变形校正，从而生成校正模板（S835）（细节参照<关于特征片段的提取、片段位置的校正>一栏）。模板对照部820对照校正模板以及持握特征样本，计算向量之间的距离，当校正模板以及持握特征样本的向量之间的距离为预先规定的值以下时（S825的“是”），模板存储部155将校正模板作为本人认证模板存储（S155）。另一方面，当校正模板以及持握特征样本的向量之间的距离不为预先规定的值以下时（S825的“否”）判断为无法继续使用旧模板，移至作为平时的本人认证模板学习方法的流程图F2（F2（进入开始））。本实施例的便携终端800’在学习状态中的本人认证模板学习动作（流程图F2）以及本实施例的便携终端800’在认证状态中的认证动作（流程图F3）与实施例1相同，因此省略其说明。

另外，也可以事先在服务器等保存本实施例的便携终端800’的变形校正数据（需要变形校正的特征片段的位置、特征片段的变位方向、变位量等），在另一个用户通过机型变更而持握特征变化时，也可以通过另一个用户所有的机型变更后的便携终端800’访问服务器，取得符合的变形校正数据，并基于取得的变形校正数据来进行旧模板的变形校正。

这样，本实施例的便携终端800’按照每一个片段对旧模板进行变形校正，因此即使在机型变更前后持握特征发生变化，也可以继续使用旧模板，而不需要每当便携终端的机型变更时都重新学习本人认证模板，从而提高了用户的便利性。

此外，上述的各种处理不仅可以根据记载的时间序列来执行，也可以根据执行处理的装置的处理能力或者需要来并行地或者个别地执行。此外，不言而喻，也可以在不脱离本发明的宗旨的范围内进行适当变更。

此外，使用计算机实现上述结构时，各装置需要包括的功能的处理内容通过程序来描述。然后，通过在计算机执行该程序，从而在计算机上实现上述处理功能。

描述该处理内容的程序可以记录在计算机可以读取的记录介质当中。作为计算机可以读取的记录介质，例如可以是磁保存装置、光盘、光磁记录介质、半导体存储器等任何介质。

此外，该程序例如可以通过销售、转让、租赁等保存该程序的DVD、CD-ROM等可移动记录介质来进行流通。再有，也可以通过将该程序保存在服务器计算机的存储装置，经由网络将该程序从服务器计算机转发到其他计算机从而使得该程序流通。

执行这种程序的计算机例如将在可移动记录介质中记录的程序或者从服务器计算机转发来的程序暂且保存在自己的存储装置。然后，在执行处理时该计算机读取保存于自己的记录介质中的程序，并执行按照读取的程序的处理。此外，作为该程序的另一个执行方式，也可以是计算机直接从可移动记录介质读取程序，并执行按照该程序的处理，再有，也可以是每当从服务器计算机向该计算机转发程序时依次执行按照接收的程序的处理。此外，也可以是不从服务器计算机向该计算机转发程序的，而通过仅根据该执行指示和结果取得来实现处理功能的所谓ASP（Application Service Provider，应用服务供应商）来执行上述的处理。另外，在本方式的程序中包含用于电子计算机的处理的，相当于程序（虽然不是对计算机的直接的指令，但具有规定计算机的处理的性质的数据等。）的信息。

此外，本方式通过在计算机上执行规定的程序来构成本装置，但也可以将这些处理内容的至少一部分通过硬件来实现。

Claims (9)

1.一种便携终端，从由多个传感器组成的传感器阵列取得持握特征样本，并使用本人认证模板进行本人认证，包括：

旧模板存储部，将在过去使用的便携终端中用于本人认证的本人认证模板作为旧模板来存储；

传感器位置存储部，存储当前正在使用的便携终端中的传感器的位置；

传感器位置校正部，取得所述旧模板以及所述传感器位置，根据所述传感器位置来插补所述旧模板而生成插补模板；

持握特征样本取得部，从所述传感器阵列取得持握特征样本；

模板对照部，对照所述插补模板以及所述取得的持握特征样本，并计算向量之间的距离；以及

存储部，当所述插补模板与所述取得的持握特征样本的向量之间的距离为预先规定的值以下时，将所述插补模板作为所述本人认证模板来存储。

2.如权利要求1所述的便携终端，还包括：

样本暂时存储部，当所述插补模板与所述取得的持握特征样本的向量之间的距离不为预先规定的值以下时，存储一定数量的所述持握特征样本；

模板学习部，当所述样本暂时存储部储存了一定数量的所述持握特征样本时，使用该持握特征样本来学习所述本人认证模板，并存储到所述模板存储部。

3.如权利要求1所述的便携终端，还包括：

特征片段提取部，当所述插补模板与所述取得的持握特征样本的向量之间的距离不为预先规定的值以下时，从所述插补模板提取特征片段，按照每一个该特征片段对照所述插补模板与所述持握特征样本，并计算距离；

片段位置校正部，在所述特征片段提取部计算的距离不为预先规定的值以下的特征片段中，对所述插补模板进行变形校正，从而生成校正模板，

所述模板对照部对照所述校正模板与所述持握特征样本，并计算向量之间的距离，

所述模板存储部在所述校正模板与所述持握特征样本的向量之间的距离为预先规定的值以下时，将所述校正模板作为所述本人认证模板来存储。

4.如权利要求3所述的便携终端，还包括：

样本暂时存储部，当所述校正模板与所述持握特征样本的向量之间的距离不为预先规定的值以下时，存储一定数量的所述持握特征样本；

模板学习部，当所述样本暂时存储部储存了一定数量的所述持握特征样本时，使用该持握特征样本来学习所述本人认证模板，并存储到所述模板存储部。

5.一种持握特征学习方法，从由多个传感器组成的传感器阵列取得持握特征样本，进行用于本人认证的本人认证模板的学习，包括：

旧模板存储步骤，将在过去使用的便携终端中用于本人认证的本人认证模板作为旧模板来存储；

传感器位置存储步骤，存储当前正在使用的便携终端中的传感器的位置；

传感器位置校正步骤，取得所述旧模板以及所述传感器位置，根据所述传感器位置来插补所述旧模板而生成插补模板；

持握特征样本取得步骤，从所述传感器阵列取得持握特征样本；

模板对照步骤，对照所述插补模板以及所述取得的持握特征样本，并计算向量之间的距离；以及

存储步骤，当所述插补模板与所述取得的持握特征样本的向量之间的距离为预先规定的值以下时，将所述插补模板作为所述本人认证模板来存储。

6.如权利要求5所述的持握特征学习方法，还包括：

样本暂时存储步骤，当所述插补模板与所述取得的持握特征样本的向量之间的距离不为预先规定的值以下时，存储一定数量的所述持握特征样本；

模板学习步骤，当在所述样本暂时存储步骤储存了一定数量的所述持握特征样本时，使用该持握特征样本来学习并存储所述本人认证模板。

7.如权利要求5所述的持握特征学习方法，还包括：

特征片段提取步骤，当所述插补模板与所述取得的持握特征样本的向量之间的距离不为预先规定的值以下时，从所述插补模板提取特征片段，按照每一个该特征片段对照所述插补模板与所述持握特征样本，并计算距离；

片段位置校正步骤，在所述特征片段提取步骤计算的距离不为预先规定的值以下的特征片段中，对所述插补模板进行变形校正，从而生成校正模板，

所述模板对照步骤对照所述校正模板与所述持握特征样本，并计算向量之间的距离，

在所述校正模板与所述持握特征样本的向量之间的距离为预先规定的值以下时，所述模板存储步骤将所述校正模板作为所述本人认证模板来存储。

8.如权利要求7所述的持握特征学习方法，还包括：

样本暂时存储步骤，当所述校正模板与所述持握特征样本的向量之间的距离不为预先规定的值以下时，存储一定数量的所述持握特征样本；

模板学习步骤，当在所述样本暂时存储步骤储存了一定数量的所述持握特征样本时，使用该持握特征样本来学习并存储本人认证模板。

9.一种记录介质，存储了在计算机中执行权利要求5至8中的任何一项所述的持握特征学习方法的程序。

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