CN106066986A - 用于感测指纹的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于感测指纹的方法，包括：由电子设备接收从物体反射的声波信号；针对多个接收时段中的每个接收时段，检测与所述物体相关联的至少一个回波信号，其中基于声波信号来检测所述至少一个回波信号；以及基于所述至少一个回波信号检测指纹。

Description

用于感测指纹的方法和装置
技术领域
本公开总体上涉及电子设备，且更具体地涉及用于感测指纹的方法和装置。
背景技术
目前，广泛使用诸如智能电话或平板个人计算机(PC)的电子设备，最近几年越来越多地使用应用指纹传感器的智能电话。由于使用方便且安全性较高，相较于以前越来越频繁地使用在智能电话中使用的指纹传感器。
然而，随着指纹使用和普及越来越多，人们倾向于通过指纹认证来存储或确认个人信息，且如果不支持指纹，则其损坏可能是显著的。由于指纹具有相对较高的安全性，用户的依赖性增加，因此，对其进行入侵的努力也同样增加。因此，具有更高安全等级的指纹识别技术是必不可少的。
然而，指纹传感器必须在不破坏使用性的状态下提高安全性。在大多数情况下，指纹传感器通常在发射和接收光、电、声音等的过程中通过对在指纹脊部和谷部之间产生差异的部分进行归一化并对其进行成像来执行确认。
常规地，通过如下算法来实现用户认证：使用指纹传感器中的脊部和谷部的反射系数的差异或电信号强度的差异，来仅识别指纹的形状。
然而，在该方法中，当通过复制用户的指纹来用其他材料创建指纹，接着用具有与人体组织相似的介电常数的材料来进行涂覆时，无法区分假的指纹和真实用户的指纹，这样导致安全性受损。例如，人体皮肤的声波阻抗是1.63，而诸如橡胶的材料的声波阻抗是1.3，与人体皮肤组织的声波阻抗相似。
发明内容
一种用于感测指纹的方法，包括：由电子设备接收从物体反射的声波信号；针对多个接收时段中的每个接收时段，检测与所述物体相关联的至少一个回波信号，其中基于声波信号来检测所述至少一个回波信号；以及基于所述至少一个回波信号检测指纹。
根据本公开的方面，提供了一种用于感测指纹的装置，包括：指纹传感器；存储器，以及至少一个处理器，可操作地耦接到所述存储器，配置为：经由指纹传感器接收从物体反射的至少一个声波信号；针对多个接收时段中的每个接收时段，检测与所述物体相关联的至少一个回波信号，其中基于所述声波信号来检测所述至少一个回波信号；以及基于所述至少一个回波信号检测指纹。
附图说明
图1是根据各个实施例的网络环境的示例图；
图2是根据各个实施例的电子设备的示例框图；
图3是根据各个实施例的程序模块的示例框图；
图4A是根据各个实施例的电子设备的示例图；
图4B是根据各个实施例的电子设备的示例图；
图5是根据各个实施例的电子设备的示例框图；
图6是根据各个实施例的超声指纹传感器的示例图；
图7是根据各个实施例的指纹的示例图；
图8是根据各个实施例与指纹的第一点相关联的回波波形E1-E4的示例图；
图9是根据各个实施例的与指纹的第一点相关联的回波波形E1-E4的示例图；
图10是示出了根据各个实施例的由指纹传感器感测伪造指纹的示例的示图；
图11是根据各个实施例的与指纹的第一点相关联的回波波形E1-E4的示例图；
图12是根据各个实施例的与指纹的第一点相关联的回波波形E1-E4的示例图；
图13是示出了根据各个实施例的由指纹传感器感测手套的示例的示图；
图14是根据各个实施例的与指纹中的第一点相关联的回波波形E1-E4的示例图；
图15是根据各个实施例的与指纹中的第二点相关联的回波波形E1-E4的示例图；
图16是根据各个实施例的处理的示例的流程图；
图17是根据各个实施例的处理的示例的流程图；以及
图18是根据各个实施例的处理的示例的流程图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细地描述本公开的多个实施例。
本公开可以具有多个实施例，并且可以在其中进行多种修改和变型。因此，将参考附图中所示的特定实施例来详细描述本公开。然而，应当理解的是，本公开并不限于具体实施例，而是在本公开的精神和范围内包括所有修改、等同物和/或替换物。在对附图的描述中，相似的附图标记用于表示相似的元件。
在本公开各实施例中使用的词语“包括”、“可以包括”和其他词形表示存在相应公开的功能、操作和组成元件，而不限制一个或更多个附加的功能、操作或组成元件。此外，如本公开的各种实施例中使用的术语“包括”、“具有”和其词形变化旨在仅表示特定特性、数字、步骤、操作、元件、组件或者其组合，而不应解释为首先排除一个或更多个其他特性、数字、步骤、操作、元件、组件或者其组合的存在或可能的添加。
在本公开的各个实施例中，表述“或”或“A或/和B中的至少一个”包括所列词语的任意组合或全部组合。例如，表述“A或B”或“至少A或/和B”可以包括A，可以包括B，或可以包括A和B二者。
在本公开中，包括诸如“第一”或“第二”等序数的表述可修饰各个元件。然而，这种元件不被上述表述所限制。例如，上述表述并不限制元件的顺序和/或重要性。上述表述仅用于将一个元件与其他元件进行区分的目的。例如，第一用户设备和第二用户设备指示不同的用户设备，但它们都是用户设备。例如，在不脱离本公开的各种实施例的范围的情况下，第一元件可以被称作第二元件，并且类似地，第二元件也可以被称作第一元件。
当单元被称为“耦合”或“连接”到任意其他单元时，应当理解，该单元不仅可直接地耦合或连接到该任意其他单元，在它们之间还可插入第三单元。相反，在元件被称作“直接耦合到”或“直接连接到”任何其他元件的情况下，应当理解的是，它们之间未插入元件。
在本公开的各个实施例中使用的术语仅用于描述一些实施例，而不意图限制本公开。除非上下文另行明确指示，否则单数形式也意在包括复数形式。此外，本文所用的所有术语(包括技术术语和科学术语)与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的含义相同。通用字典中定义的此类术语应当被解释为具有与相关技术领域中的上下文含义相同的含义，并且除非本公开的各个实施例中明确定义，否则这些术语不应当被解释为具有理想或过度形式的意义。
根据本公开各种实施例的电子设备可以是包括通信功能的设备。例如，电子设备可以包括智能手机、平板电脑(PC)、移动电话、视频电话、电子书(e-book)阅读器、台式PC、膝上型PC、上网本计算机、个人数字助理(PDA)、便携式多媒体播放器(PMP)、MP3播放器、移动医疗设备、相机、可穿戴设备(例如，头戴设备(HMD)如电子眼镜、电子服饰、电子手环、电子项链、电子配饰、电子纹身、或智能手表)中的至少一个。
根据一些实施例，电子设备可以是具有通信功能的智能家用电器。例如，智能家用电器可以包括以下至少一项：电视、数字视频盘(DVD)播放器、音响、冰箱、空调、吸尘器、烤炉、微波炉、洗衣机、空气净化器、机顶盒、TV盒(例如Samsung HomeSyncTM、Apple TVTM或Google TVTM)、游戏机、电子词典、电子钥匙、摄放机和电子相框。
根据一些实施例，电子设备可以包括各种医疗设备(如磁共振造影MRA、磁共振成像MRI、计算机断层摄影CT、超声机)、导航设备、全球定位系统(GPS)接收器、事件数据记录器(EDR)、航班数据记录器(FDR)、车载信息娱乐设备、船用电子设备(如船舶导航设备和陀螺罗盘)、航空电子、安保设备、车头单元、工业或家用机器人、银行系统的自动柜员机(ATM)、商店销售点(POS)中的至少一个。
根据一些实施例，电子设备可以包括以下至少一项：家具或建筑物/结构的一部分、电子板、电子签名接收设备、投影仪、以及各种测量仪器(例如水表、电表、气表、和无线电波表)。
根据本公开的各种实施例的电子设备可以是上述各种设备之一或多个的组合。此外，根据本公开的各种实施例的电子设备可以是柔性设备。此外，本领域技术人员将显而易见的是，根据本公开的各种实施例的电子设备不限于上述设备。
在下文中，将参照附图来描述根据本公开各种实施例的电子设备。在本公开的各种实施例中使用的术语“用户”可以指使用电子设备的人或使用电子设备的设备(例如，人工智能电子设备)。
图1是根据各个实施例的网络环境的示例图。
参考图1，电子设备101可以包括以下至少一项：总线110、处理器120、存储器130、输入/输出接口150、显示器160和通信接口170。根据本公开的各种实施例，可以省略电子设备101的部件中的至少一个，和/或可以在电子设备101中另外包括其他部件。
总线110可以是将上述元件相互连接并在上述元件之间传递通信信号(例如，控制消息)的电路。
处理器120可包括任意合适类型的处理电路，诸如一个或更多个通用处理器(例如，基于ARM的处理器)、数字信号处理器(DSP)、可编程逻辑器件(PLD)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)等。操作中，处理器120可以执行与电子设备101的至少一个其他部件(例如，存储器130、输入/输出接口150、显示器160或通信接口170)的控制和/或通信相关的操作或数据处理。
存储器130可以包括任意合适类型的易失性存储器或非易失性存储器，例如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、网络可接入存储器(NAS)、云存储器、固态驱动器(SSD)等。操作中，存储器130可以存储与电子设备101的一个或更多个其他部件相关的命令或数据(例如，参考图案或参考触摸区)。根据一个实施例，存储器130可以存储软件和/或程序140。例如，程序140可以包括内核141、中间件143、API(应用编程接口)145、应用程序147等。内核141、中间件143和API 145中的至少一些可以被称作OS(操作系统)。
内核141可以控制或管理用于执行由其它程序(例如，中间件143、API 145或应用147)实施的操作或功能的系统资源(例如，总线110、处理器120或存储器130等)。此外，内核141可以提供接口，其中中间件143、API 145或应用147可以通过所述接口访问电子设备101的各个元件以便控制或管理系统资源。
中间件143例如可以用作中介，允许API 145或应用147与内核141通信以交换数据。此外，中间件143可以根据优先级处理从应用147接收到的一个或更多个任务请求。例如，中间件143可以向应用147中的至少一个指派使用电子设备101的系统资源(例如，总线110、处理器120、存储器130等)的优先级。例如，通过根据向其指派的优先级来处理一个或更多个任务请求，中间件143可以对所述一个或更多个任务请求执行调度或负载均衡。
API 145是允许应用147控制由内核141或中间件143提供的功能的接口，可以包括例如至少一个接口或功能(例如，指令)，以便进行文件控制、窗口控制、图像处理或文本控制。
输入/输出接口150可以通过例如总线110向处理器120、存储器130或通信接口170传输用户通过输入/输出设备(例如，各种传感器，诸如加速度传感器或陀螺传感器、和/或诸如键盘或触摸屏的设备)输入的指令或数据。例如，输入/输出接口150可以为处理器120提供用户经由触摸屏上的触摸输入的数据。此外，输入/输出接口150可以通过输出单元(例如，扬声器或显示器160)输出通过总线110从例如处理器120、存储器130、或通信接口170接收的指令或数据。
显示器160可以包括例如液晶显示器(LCD)、发光二极管(LED)显示器、有机LED(OLED)显示器、微机电系统(MEMS)显示器、电子纸显示器等。例如，显示器160可以向用户显示各种类型的内容(例如，文本、图像、视频、图标、符号等)。显示器160可以包括触摸屏，并接收例如通过使用电子笔或用户身体的一部分进行的触摸、手势、接近、悬停输入等。根据本公开的实施例，显示器160可以显示网页。
例如，通信接口170可以在电子设备101与外部设备(例如，第一外部电子设备102、第二外部电子设备104、或服务器106)之间设立通信。例如，通信接口170可以经由有线或无线通信与网络162相连，来与外部设备(例如，第二外部电子设备104或服务器106)进行通信。
无线通信例如可以使用以下至少一项作为蜂窝通信协议：长期演进(LET)、LTE-高级(LTE-A)、码分多址(CDMA)、宽带CDMA(WCDMA)、通用移动电信系统(UMTS)、无线宽带(WiBro)和全球移动通信系统(GSM)。此外，无线通信可以包括例如短距离通信164。短距离通信164可以包括以下至少一项：例如，Wi-Fi、低能量蓝牙(BLE)、近场通信(NFC)或Zigbee。无线通信还可以使用全球导航卫星系统(GNSS)。
GNSS可以包括例如以下至少一项：GPS、全球导航卫星系统(Glonass)、北斗导航卫星系统(在下文中称为“北斗”)和欧洲全球基于卫星的导航系统(伽利略)。下文中，在本公开的实施例中，“GPS”可以与“GNSS”互换使用。有线通信可以包括例如通用串行总线(USB)、高清多媒体接口(HDMI)、推荐标准232(RS-232)和普通老式电话服务(POTS)中的至少一个。网络162可以包括多种通信网络中的至少一项，诸如，计算机网络(例如，局域网(LAN)或广域网(WAN))、互联网和电话网。
第一外部电子设备102和第二外部电子设备104中的每个可以是与电子设备101相同或不同的设备。根据本公开实施例，服务器106可以包括一个或更多个服务器的组。根据本公开各种实施例，在电子设备101中执行的所有操作或部分操作可以在另一电子设备或多个电子设备(例如，第一外部电子设备102和第二外部电子设备104或服务器106)来执行。根据本公开的实施例，当电子设备101应自动地或根据请求来执行一些功能或服务时，电子设备101可向另一设备(例如，第一外部电子设备102或第二电子设备104或服务器106)请求执行与所述功能或服务相关的至少一些功能，而不是自身执行该功能或服务或附加地执行该功能或服务。另一电子设备(例如，第一外部电子设备102或第二外部电子设备104、或服务器106)可以执行电子设备101所请求的功能或附加功能，并可以向电子设备101发送其执行结果。电子设备101可以通过按原样或附加地处理接收的结果来向另一电子设备提供请求的功能或服务。为此，可使用例如云计算、分布式计算或客户端-服务器计算技术。
图2是根据各个实施例的电子设备201的示例框图。电子设备201可以包括图1的电子设备101的所有部件或一部分部件。电子设备201可以包括一个或更多个处理器(例如，应用处理器(AP))210、通信模块220、订户标识模块(SIM)模块224、存储器230、传感器模块240、输入单元250、显示器260、接口270、音频模块280、相机模块291、电源管理模块295、电池296、指示器297和电机298。
处理器210可以通过驱动OS或应用程序来控制与处理器210连接的多个硬件或软件组件，并处理各种数据和执行计算。例如，处理器210可以用片上系统(SoC)来实现。根据本公开的实施例，处理器210还可以包括图形处理单元(GPU)和/或图像信号处理器(ISP)。处理器210可以包括图2所示的元件中的至少一些(例如，蜂窝模块221)。处理器210可以将从至少一个其他元件(例如，非易失性存储器)接收到的指令或数据加载在易失性存储器中，并可以处理所加载的指令或数据，且将各种数据存储在非易失性存储器中。
通信模块220可以具有与图1的通信接口170相同或相似的配置。通信模块220可以包括蜂窝模块221、Wi-Fi模块222、蓝牙模块223、GNSS模块224(例如，GPS模块、格洛纳斯(Glonass)模块、北斗模块或伽利略(Galileo)模块)、NFC模块225、MST模块226和射频(RF)模块227。
蜂窝模块221可以通过例如通信网络提供语音呼叫、图像呼叫、文本消息服务或互联网服务。根据本公开的实施例，蜂窝模块221可以使用订户标识模块(例如，SIM卡229)来对通信网络中的电子设备201进行区分和认证。根据本公开实施例，蜂窝模块221可以执行处理器210可以提供的至少一部分功能。根据本公开的实施例，蜂窝模块221可以包括CP。
Wi-Fi模块222、BT模块223、GNSS模块224、NFC模块225和MST模块226中的每一个可以包括例如用于处理通过相关模块发送和接收的数据的处理器。根据本公开的各种实施例，蜂窝模块221、Wi-Fi模块222、BT模块223、GNSS模块224、NFC模块225和MST模块226中的至少一些(例如，两个或更多个)可以被包括在一个集成芯片(IC)或IC封装中。
RF模块227可以例如发送/接收通信信号(例如，RF信号)。RF模块227可以包括例如收发机、功率放大模块(PAM)、频率滤波器、低噪声放大器(LNA)和/或天线。根据本公开的另一实施例，蜂窝模块221、Wi-Fi模块222、蓝牙模块223、GNSS模块224、NFC模块225或MST模块226中的至少一个可以通过单独的RF模块来发送和接收RF信号。
订户标识模块229可以包括例如含有订户身份模块和/或嵌入式SIM的卡，且可以包含唯一识别信息(例如，集成电路卡标识符(ICCID))或订户信息(例如，国际移动订户身份(IMSI))。
例如，存储器230(例如，存储器130)可包括内部存储器232或者外部存储器234。内部存储器232可以包括例如以下至少一项：易失性存储器(例如，动态随机访问存储器(DRAM)、静态RAM(SRAM)、同步DRAM(SDRAM)等)和非易失性存储器(例如，一次性可编程只读存储器(OTPROM)、可编程ROM(PROM)、可擦除可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、闪存(例如，NAND闪存或NOR闪存)、硬盘驱动器、或固态驱动(SSD))。
外部存储器234还可以包括闪驱，例如紧凑型闪存(CF)、安全数字(SD)、微型SD、迷你型SD、极限数字(xD)、多媒体卡(MMC)、存储棒等。外部存储器234可通过各种接口与电子设备201功能连接和/或物理连接。
传感器模块240可以测量物理量或检测电子设备201的操作状态，并且可以将测量的或检测的信息转换为电信号。传感器模块240可以包括例如以下至少一项：手势传感器240A、陀螺传感器240B、气压传感器240C、磁传感器240D、加速度传感器240E、握力传感器240F、接近传感器240G、颜色传感器240H(例如，红、绿、蓝(RGB)传感器)、生物识别传感器240I、温度/湿度传感器240J、光传感器240K和紫外(UV)传感器240M。附加地或者替代地，传感器模块240还可以包括电子鼻传感器、肌电图(EMG)传感器、脑电图(EEG)传感器、心电图(ECG)传感器、红外(IR)传感器、虹膜传感器和/或指纹传感器。传感器模块240还可以包括用于控制包括在其中的一个或更多个传感器的控制电路。在本公开各种实施例中，电子设备201还可以包括配置为控制传感器模块240的处理器，作为处理器210的一部分或独立于处理器210，并可以在处理器210处于睡眠模式期间控制传感器模块240。
输入设备250可包括例如触摸面板252、(数字)笔传感器254、按键256或超声输入设备258。触摸面板252可以使用例如电容方案、电阻方案、红外方案和超声方案中的至少一种。此外，触摸面板252还可以包括控制电路。触摸面板252还可以包括触觉层，并可以向用户提供触觉反馈。
(数字)笔传感器254可以包括例如作为触摸面板的一部分的识别片或独立于触摸面板的识别片。按键256可以包括例如物理按钮、光学按键、键区等。超声输入设备258可以通过麦克风(例如，麦克风288)来检测由输入工具产生的超声波，并识别与所检测到的超声波相对应的数据。
显示器260(例如，显示器160)可以包括面板262、全息设备264或投影仪266。面板262可以包括与图1所示的显示器160相同或相似的配置。面板262可以实现为例如是柔性的、透明的或可穿戴的。面板262和触摸面板252可以用一个模块来配置。全息设备264可以通过使用光的干涉在空中示出三维图像。投影仪266可以通过在屏幕上投影光来显示图像。该屏幕可以位于例如电子设备201的内部或外部。根据本公开的实施例，显示器260还可以包括用于控制面板262、全息设备264或投影仪266的控制电路。
接口270可以包括例如HDMI 272、USB 274、光学接口276或D-超小型(D-sub)278。接口270可以包含在例如图1所示的通信接口170中。附加地或备选地，接口270可以包括例如移动高清链路(MHL)接口、SD卡/MMC接口、或红外线数据协会(IrDA)标准接口。
音频模块280可以例如对声音信号和电信号进行双向转换。音频模块280的至少一些元件可以包含在例如图1所示的输入/输出接口145中。音频模块280可以处理通过例如扬声器282、接收机284、耳机286、麦克风288等输入或输出的声音信息。
相机模块291是可以拍摄静态图像和动态图像的设备。根据本公开的实施例，相机模块291可以包括一个或更多个图像传感器(例如，前置传感器或后置传感器)、镜头、ISP或闪光灯(例如，LED或氙灯)。
电源管理模块295可以管理例如电子设备201的电力。根据本公开的实施例，电源管理模块295可以包括电源管理集成电路(PMIC)、充电集成电路(IC)、或电池或燃料表。PMIC可以使用有线或无线充电方法。无线充电方法的示例可以包括例如磁共振方法、磁感应方法、电磁方法等，且还可以包括用于无线充电的附加电路(例如，线圈回路、共振电路、整流器等)。电池表可以测量例如电池296的剩余量以及充电过程中的电压、电流或温度。电池296可以包括例如可再充电电池或太阳能电池。
指示器297可以指示电子设备201的或电子设备2201的一部分(例如，处理器210)的特定状态，例如，引导状态、消息状态、充电状态等。电机298可以将电信号转换成机械振动，并且可以生成振动、触觉效果等。尽管未示出，然而电子设备201可以包括用于支持移动TV的处理单元(例如，GPU)。用于支持移动TV的处理单元可以例如根据诸如数字多媒体广播(DMB)、数字视频广播(DVB)或mediaFloTM的一些标准来处理媒体数据。
根据本公开的电子设备的每个组件可以实现为一个或更多个组件，且相应组件的名称可以根据电子设备的类型而改变。根据本公开各种实施例的电子设备可以包括上述元件中的至少一个。可以省略一些元件，或者还可以将其他附加元件包括在电子设备中。此外，根据各种实施例的一些硬件组件可以组合为一个实体，该实体可执行与相关元件在组合之前的功能相同的功能。
图3是根据各个实施例的程序模块的示例框图。
参考图3，根据本公开的实施例，程序模块310(例如，程序140)可以包括用于控制与电子装置(例如，电子设备101)相关的资源的OS和/或在操作系统中运行的各种应用(例如，应用程序147)。OS可以是例如Android、iOS、Windows、Symbian、Tizen、Bada等。
程序模块310包括内核320、中间件330、API 360和/或应用370。程序模块310中的至少一部分可被预加载在电子设备(例如，电子设备101)上或从服务器下载。
内核320(例如，内核141)可以包括例如系统资源管理器321或设备驱动器323。系统资源管理器321可以控制、分配或收集系统资源。根据本公开的实施例，系统资源管理器321可以包括进程管理单元、存储器管理单元、文件系统管理单元等。设备驱动器323可以包括例如显示驱动器、相机驱动器、BT驱动器、共享存储器驱动器、USB驱动器、键盘驱动器、Wi-Fi驱动器、音频驱动器、进程间通信(IPC)驱动器等。根据本公开的实施例，内核320的Wi-Fi驱动器可以控制以下至少一项：向通信接口170发送并从通信接口170接收信号所用的天线模式或网络控制消息的传输时段。
中间件330可以通过API 360提供例如应用370共同需要的功能或者向应用370提供各种功能，使得应用370可高效地使用电子设备内的有限系统资源。根据本公开的实施例，中间件330(例如，中间件143)可以包括例如以下至少一项：运行库335、应用管理器341、窗口管理器342、多媒体管理器343、资源管理器344、功率管理器345、数据库管理器346、包管理器347、连接管理器348、通知管理器349、位置管理器350、图形管理器351和安全管理器352。
运行库335可包括例如在执行应用370时由编译器用来通过编程语言添加新功能的库模块。运行库335可以执行输入/输出管理、存储器管理、或算术函数的功能。
应用管理器341可以管理例如至少一个应用370的生命周期。窗口管理器342可管理屏幕使用的图形用户界面(GUI)资源。多媒体管理器343可掌握再现各种媒体文件所需要的格式，并可通过使用适合于对应格式的编解码器对媒体文件执行编码或解码。资源管理器344可以管理至少一个应用370的诸如源代码、存储器和存储空间之类的资源。
功率管理器345可以连同基本输入/输出系统(BIOS)一同操作，以便管理电池或功率，并可以提供用于操作电子设备所需的功率信息。数据库管理器346可产生、搜索或改变将被至少一个应用370使用的数据库。包管理器347可管理以包文件的形式分发的应用的安装或更新。
连接管理器348可以管理例如Wi-Fi或BT的无线连接。通知管理器349可以用不打扰用户的方式来显示或通知诸如到来消息、约定、接近通知之类的事件。位置管理器350可以管理电子设备的位置信息。图形管理器351可管理将向用户提供的图形效果以及与图形效果相关的用户界面。安全管理器352可提供系统安全或用户认证所需要的所有安全功能。
中间件330可包括用于形成上述组件的各个功能的组合的中间件模块。中间件330可提供根据操作系统的类型来特殊化的模块，以便提供差异化的功能。另外，中间件330可以动态地去除一些已有组件和/或添加新的组件。
API 360(例如，API 145)是例如API编程功能的集合，并且可以根据操作系统来提供其不同配置。例如，相对每个平台，可以在Android或iOS的情况下，提供一个API集合，可以在Tizen的情况下提供两个或更多个API集合。
应用370(例如，应用程序147)可以包括例如能够提供多种功能的一个或更多个应用，这些功能例如主页功能371、拨号盘372、SMS/MMS373、即时消息(IM)374、浏览器375、相机376、闹钟377、联系人378、语音拨号盘379、电子邮件380、日历381、媒体播放器382、相册383、时钟384、保健功能(例如，测量燃烧卡路里或血糖)、或环境信息(例如，气压、湿度或温度信息等)。
根据本公开的实施例，应用370可以包括用来支持电子设备(例如电子设备101)和外部电子设备之间交换信息的应用(为了便于描述，在下文中被称为″信息交换应用″)。例如，与交换信息相关联的应用程序可以包括用于向外部电子设备通知特定信息的通知中继应用或者用于管理外部电子设备的设备管理应用。
例如，通知中继应用可以包括将电子设备的其他应用(例如，SMS/MMS应用、电子邮件应用、保健应用、环境信息应用等)产生的通知信息传递到外部电子设备的功能。此外，通知中继应用可以从例如外部电子设备接收通知信息，并将接收到的通知信息提供给用户。例如，设备管理应用可以管理(例如，安装、移除或更新)与该电子设备通信的外部电子设备的至少一个功能(例如，开启/关闭外部电子设备本身(或其一些组件)、或调整显示器的亮度(或分辨率))、运行在外部电子设备中的应用、或由外部电子设备提供的服务(例如，电话呼叫服务或消息服务)。
根据本公开实施例，应用370可以包括根据外部电子设备的属性(例如，作为电子设备的属性，电子设备的类型是移动医疗设备)指定的应用(例如，健康管理应用)。根据本公开的实施例，应用370可以包括从外部电子设备(例如，服务器、电子设备等)接收到的应用。根据本公开的实施例，应用370可以包括预加载的应用或可以从服务器下载的第三方应用。根据图3示出的实施例的程序模块310的元件的名称可根据操作系统的类型而变化。
根据本公开的各种实施例，程序模块310的一部分可以实现为软件、固件、硬件或其中的两个或更多个的组合。例如，程序模块310的至少一部分可以由处理器(例如，通过应用程序)来实现(例如，执行)。程序模块310的至少一部分可以包括用于执行一个或更多个功能的例如模块、程序、例程、指令集或进程。
根据本公开的实施例，应用370可以包括支持在电子设备(例如，电子设备101)和外部电子设备(例如，第一外部电子设备102或第二外部电子设备104)之间信息交换的应用(为了便于描述，下文中称作″信息交换应用″)。信息交换应用可包括例如用于将特定信息向外部电子设备传输的通知中继应用或用于管理外部电子设备的设备管理应用。
例如，通知中继应用可以包括向外部电子设备(例如，第一外部电子设备102或第二外部电子设备104)传送从电子设备101的其它应用(例如，SMS/MMS应用、电子邮件应用、健康管理应用或环境信息应用)产生的通知信息的功能。此外，通知中继应用可以从例如外部电子设备接收通知信息，并将接收到的通知信息提供给用户。
例如，设备管理应用可以管理(例如，安装、删除或更新)与该电子设备通信的外部电子设备(例如，第二外部电子设备104)的至少一个功能(例如，开启/关闭外部电子设备自身(或其一些组件)的功能、或调整显示器的亮度(或分辨率)的功能)、在外部电子设备中工作的应用、或由外部电子设备提供的服务(例如，呼叫服务和消息服务)。
图4A是根据本公开各种实施例的电子设备的正视图。图4B是根据本公开各种实施例的电子设备的后视图。
参考图4A和图4B，触摸屏490被布置在电子设备400的前表面400a的中心。例如，触摸屏490可以形成为大尺寸以便占据电子设备400的前表面400a的大部分。图2示出了将主主页屏幕显示在触摸屏490上的示例。主主页屏幕是当开启电子设备400时在触摸屏490上显示的第一屏幕。此外，当电子设备400具有若干页的不同主页屏幕时，主主页屏幕可以是这若干页的主页屏幕中的第一主页屏幕。可以在主页屏幕中显示用于执行频繁使用的应用的快捷图标491-1、491-2、及491-3，主菜单切换键491-4、时间、天气等。主菜单切换键491-4在触摸屏490上显示菜单屏幕。此外，触摸屏490的上端可以形成有用于显示设备400的状态(诸如，电池充电状态、接收信号强度和当前时间)的状态条492。可以将主按钮461a、菜单按钮461b和返回按钮461c形成在触摸屏490的下部。
主页按钮461a用于在触摸屏490上显示主主页屏幕。例如，如果在触摸屏490中显示除了主主页屏幕或者菜单屏幕之外的任意主页屏幕的状态下触摸了主页按钮461a，则可以在触摸屏490上显示主主页屏幕。此外，如果在触摸屏490上执行应用期间触摸了主页按钮461时，可以在触摸屏490上显示图4的主主页屏幕。此外，可以将主页按钮461a用于在触摸屏490上显示最近使用的应用或显示任务管理器。
菜单按钮161b提供可以在触摸屏490上使用的链接菜单。链接菜单可以包括小窗口部件添加菜单、背景屏幕改变菜单、搜索菜单、编辑菜单、环境配置菜单等。返回按钮461c可以显示紧接在当前执行的屏幕之前执行的屏幕或可以终止最近使用的应用。
第一摄像机451、照度传感器470a以及接近传感器470b可以置于设备400的正面400a的边缘。第二摄像机452、闪光灯453及扬声器463可以置于电子设备400的后表面400c。
例如，电源/复位按钮460d、音量按钮460e、用于接收广播的地面数字多媒体广播(DMB)天线441a、一个或更多个麦克风462等可以置于电子设备400的侧面400b。DMB天线441a可以固定在电子设备400上，或可以可拆卸的方式形成。
此外，连接器465形成在电子设备400的底部侧面。多个电极形成在连接器465中，且可以以有线方式与外部设备连接。耳机连接插孔467可以置于电子设备400的上部侧面。可以将耳机插入该耳机连接插孔467。耳机连接插孔467还可以置于电子设备400的底部侧面。
尽管图4A和图4B未示出，然而指纹传感器可以以各种方式置于电子设备400的前表面100a、侧表面400b或后表面400c。例如，如果将指纹传感器置于前表面400a，则指纹传感器可以置于触摸屏490的一部分区域上。备选地，指纹传感器可以实现为位于前表面中的按钮(例如，主页按钮461a、菜单按钮461b或返回按钮461c)。例如，如果将指纹传感器置于后表面400c，则指纹传感器可以置于后表面400c的一些区域上。例如，如果将指纹传感器置于侧表面400c，则指纹传感器可以置于侧表面400b的一些区域上。可选地，指纹传感器可以实现为布置在侧表面中的按钮(例如，电源/复位按钮460a)。
图6是根据各实施例的超声指纹传感器的示例示图。图7示出了典型指纹的示例。在图7中，P1表示指纹的脊部，P2表示指纹的谷部。
参考图6和图7，超声可以通过使用发射机(Tx)来发出声波，且可以根据被反射的声波的幅度来确定指纹的形状。在这种情况下，手指的脊部R与传感器表面相接触，手指的谷部与传感器表面不接触，从而形成空气隙。声音在媒介和空气之间具有声波阻抗差，因此，出现反射系数差。通过使用该原理，根据在Rx中反射和接收的声音的幅度来确定脊部/谷部。通常，指纹传感器可以包括指纹输入单元和指纹处理单元。指纹输入单元是用于指纹输入的部件，且可以构造为具有用于发射信号的发射机和用于接收信号的接收机(RX)。此外，指纹处理单元可以控制发射机(Tx)和接收机(Rx)确定是否执行指纹认证(通过使用控制器)。
表1
可以通过测量从接触面反射的信号的声波压力差，来识别指纹形状。参考表1，与人手指相接触的部分是匹配层，品质因数(FOM)值根据该层的阻抗而不同。例如，当匹配层由Epotek构成时，由于FOM差异化较大，可以更清楚地区分指纹形状。在超声传感器中，发出声波，并可以通过与该声波相关联的飞行时间(TOF)来识别指纹。
通过传感器表面来发射声波的脉冲，根据与传感器表面相接触的媒介反射该声波。在这种情况下，可以通过空气隙或诸如传感器表面的玻璃的媒介，来反射该声波。也就是说，声波可以被发送给手指，且可以对通过声波阻抗差所返回的信号的TOF值进行图案化，以便提取该指纹。指纹处理单元通过处理由指纹输入单元测量的信号值，来识别该指纹。在正常状态下，利用超声传感器的原始功能来确定脊部/谷部，且可以图案化所述脊部/谷部，以对指纹形状进行成像。
以下参考图8和图9来描述根据各种实施例的指纹传感器的操作。
如果识别指纹，则在将超声传送到指纹时被空气反射的信号在脊部具有小的幅度，且被空气反射的信号在谷部具有大的幅度。如果布置信号，则数字化每个信号的幅度并将其按等级划分以便产生图像。
当声波信号遇到具有多种声音波阻抗的媒介时，发生信号衰减。在这种情况下，当增大声波信号时，可以在TOF时间上接收到若干回波信号。
图8和图9分别示出了根据各种实施例的指纹传感器的接收机(Rx)接收到的若干回波信号E1到E4。根据各种实施例的，图8示出了指纹的第一点处的波形，图9示出了第二点处的波形。回波信号可以根据电子设备的表面配置而发生变化。当在指纹传感器的表面上存在诸如玻璃、板等的各种层时，产生根据媒介差异而反射的回波信号。
本文中，第一点和第二点可以是被包括在指纹传感器的感测区域内的像素中的任何像素。第一点可以是多个像素中的一个像素，第二点可以是在多个像素中位于与第一点不同位置的像素。
E1和E2是由固定层引起的反射波，可以同时在第一点(图8)和第二点(图9)中分别观察到。固定层可以包括窗口层和/或空气隙。
如果E3是由真实手指引起的反射波，则第一点(图8)和第二点(图9)处的E3可以是同时产生的。此外，E3的波形可以在第一点(图8)和第二点(图9)处是不同的。
如果E4是由真实手指的内侧部分引起的反射波，则第一点(图8)和第二点(图9)处的E3可以是在不同时间产生的。
下文中，将参考图10到图15来描述通过使用额外的回波信号来区分虚假手指或区分佩戴手套(例如，塑料或皮质手套)的手指的方法。
图10是示出了根据各个实施例的由指纹传感器感测伪造指纹的示例的示图。图11和图12分别示出了指纹传感器的接收机(Rx)接收到的若干回波信号E1到E4。更具体地，图11示出了与指纹中的第一点(例如，P1)相关联的波形，图12示出了与指纹中的第二点(例如，P2)相关联的波形。回波信号可以根据电子设备的表面配置而发生变化。当在指纹传感器的表面上存在诸如玻璃、板等的各种层时，产生根据媒介差异反射的回波信号。
本文中，E1和E2是由于固定层引起的反射波，可以同时在P1(图11)和P2(图12)中分别观察到。例如，固定层可以包括窗口层和/或空气隙。此外，E3是由物体引起的反射波，且可以在P1(图11)和P2(图12)同时观察到E3。本文中，物体可以是真实手指、虚假手指、佩戴手套的真实手指等。根据本公开各种实施例的电子设备可以通过将检测到P1的E4的时间以及P2的E4的时间进行比较，来确定物体的类型。例如，如果P1的E4和P2的E4分布在图11和图12所示的相同时间线上，则电子设备可以检测到在该物体内包括特定层，并确定该物体是虚假手指。
例如，如果在不同时间检测到P1的E4和P2的E4，则电子设备可以检测到在该物体内包括不同媒介，并确定该物体是真实手指。这是由于以下原因：因为手指中与指纹的两个点相对应的不同位置处存在不同类型的组织，因此与指纹的两个点相对应的E4的时间不同，其中组织诸如有骨头、血管等。
尽管本公开的各种实施例描述了电子设备通过使用与指纹的两个点相对应的回波信号之间的相互关系来区分物体的类型，然而本公开不限于此。例如，电子设备可以通过使用与多个点相对应的回波信号之间的相互关系，来区分物体的类型。
图13是示出了根据各个实施例的由指纹传感器感测手套的示例的示图。图14和图15分别示出了指纹传感器的接收机(Rx)接收到的若干回波信号E1到E4。图14示出了在指纹第一点(例如，P1)处的波形，图15示出了在指纹第二点(例如，P2)处的波形。回波信号可以根据电子设备的表面配置而不同。当在指纹传感器的表面上存在诸如玻璃、板等的各种层时，产生根据媒介差异而反射的回波信号。
例如，E1和E2可以是从固定层反射的波，且可以同时在P1(图11)和P2(图12)中分别观察到。例如，固定层可以是窗口层和空气隙。此外，E3是由物体引起的反射波，且可以在P1(图11)和P2(图12)同时观察到E3。根据各种实施例的指纹传感器可以被定义为到E1、E2和E3为止能够根据电子设备的这种结构而固定的窗口、空气隙、组织等，并且E3之后的回波信号可以根据物体的类型而具有各种波形。例如，物体可以是真实手指、虚假手指、佩戴手套的真实手指等。
根据本公开各种实施例的电子设备可以通过检测在若干通道上E3是否具有相同等级，来确定物体的类型。例如，如果如图13和图14所示，P1的E3和P2的E3之间的波形是相同的或相似的，则电子设备可以检测到物体的表面具有均匀形状的媒介，并确定该物体是佩戴手套的真实手指。
因此，如果每个E3具有相同等级，则电子设备可以通过增加指纹传感器的发送信号的强度，来接收E3之后的回波信号(例如，E4)。此外，电子设备可以将接收到的E4识别为指纹信息，且可以通过使用E4来执行指纹识别功能。当收集到能够根据E4估计指纹的等级信息时，电子设备可以识别在手指佩戴手套的状态下输入了指纹。
在本公开各种实施例中，可以通过在指纹传感器中同时确定生物信号，来改善安全性。例如，如果超声指纹传感器的输出信号较高，则电子设备可以测量手指内的血流。
例如，可以在E3中检测手指的脊部/谷部，且可以在E4或更高阶段中识别手指的血流流动。如果超声指纹传感器是心率(HR)传感器，则电子设备可以通过手指血管的反射来测量血流是如何频繁流动的，因此测量心率。类似地，当通过图像处理来根据特定回波信号感测血流的流动时，可以将其识别为真实生物指纹感测信息。然而，如果心率较低，低于或等于特定阈值，或如果没有感测到血流的流动，则电子设备可以将此识别为虚假手指，因此，可以不执行认证。下文中，根据上述原理，将描述能够识别虚假手指或佩戴(塑料或皮质的)手套的真实手指的电子设备的结构。
图5是根据本发明各种实施例的电子设备的示例的方框图。
参考图5，电子设备500可以包括传感器模块510、处理器520和存储单元530。在一些示例实施例中，电子设备500可以省略组件中的至少一个或者可以附加地包括其他组件。
下面将详细描述每个组件。传感器模块510包括指纹传感器511，且指纹传感器511可以向物体发出声波(例如，超声波)信号，并可以接收从该物体反射的声波信号。例如，该物体可以是用户的手指、佩戴手套的用户手指和虚假手指中的任一个。例如，虚假手指可以是为了模仿真实手指以便欺骗电子设备将伪造指纹(可以是压印在虚假手指上的)识别为真实指纹的任何适合类型的物体。虚假手指可以由除了人体组织之外的材料(诸如，塑料)制成。在这种情况下，指纹传感器511可以接收不同时刻中的每一时刻从多个媒介反射的多个声波信号。备选地，指纹传感器511可以接收从物体的多个点反射的声波信号。例如，如果物体是用户的手指，则处理器520可以接收从手指的多个点反射的声波信号。例如，多个点可以包括被认为针对指纹识别最优的(或优选的)的特定点。
存储单元530包括参考回波信号存储单元531。参考回波信号存储单元531可以存储从自参考物体反射的声音波信号中检测出的至少一个回波信号。例如，存储单元530可以存储针对每个接收时间时段的至少一个回波信号。例如，存储单元530可以存储与参考物体的多个点相对应的多个声波信号。例如，参考物体可以是虚假手指或没有佩戴手套的用户的真实手指。
处理器520可以从指纹传感器511接收声波信号，可以从接收到的声波信号中检测对于每个接收时段有所不同的、与物体的媒介相关的至少一个回波信号，并可以根据针对每个接收时段检测到的至少一个回波信号，检测指纹。例如，处理器520可以包括回波信号检测单元521、指纹感测单元522和回波信号存储控制单元523。
下面将详细描述每个组件。回波信号检测单元521可以从指纹传感器511接收声波信号，且可以从接收到的声波信号中检测对于每个接收时段有所不同的、与物体的媒介相关的至少一个回波信号。例如，回波信号可以包括幅度大于或等于特定幅度的信号，作为用于将从各种媒介反射的超声信号转变为电信号的信号。例如，回波信号可以包括信号E1、E2、E3和E4。
例如，回波信号检测单元521可以从接收到的声波信号中检测针对每个接收时段的至少一个回波信号。又例如，回波信号检测单元521可以从与物体的多个点相对应的多个声波信号中分别检测多个回波信号。
作为另一示例，当从多个声波信号分别检测多个回波信号时，回波信号检测单元521可以针对每个相同接收时段，从多个声波信号分别选择并检测多个回波信号。例如，回波信号检测单元521可以将分别针对多个点的多个回波信号进行比较，以选择与相同接收时段相对应的一个回波信号。
如果物体是参考物体，则回波信号检测单元521可以检测与参考物体的媒介相关的至少一个回波信号，然后可以向回波信号存储控制单元523发送检测到的信号。
回波信号存储控制单元523可以配置为从回波信号检测单元521接收与参考物体的媒介相关的至少一个回波信号，并针对每个接收时段有区别地将接收到的至少一个回波信号存储在参考回波信号存储单元531中，作为参考回波信号。
指纹感测单元522可以针对每个相同接收时段，将检测到的至少一个回拨信号与存储在参考回波信号存储单元531中的参考回波信号进行比较。
如果比较结果示出检测到的回波信号不包括额外的回波信号，则指纹感测单元522可以检测到达到正常状态。例如，正常状态可以是有可能进行指纹感测的状态(例如，当在没有佩戴手套或使用虚假手指的情况下用户试图对他或她的指纹进行认证时)。此外，指纹感测单元522可以根据检测到的至少一个回波信号执行指纹感测。例如，如果至少一个回波信号是E1、E2和E3，则指纹感测单元522可以对信号E3进行成像以便图案化指纹形状。
如果比较结果示出检测到的回波信号在特定接收时段包括额外的回波信号，则指纹感测单元522可以检测到达到异常状态。例如，额外的回波信号可以是在检测到的至少一个回波信号之中未包括在参考回波信号中的回波信号。此外，异常状态可以是由于物体的缺陷而无法进行指纹感测的状态。
此外，根据一个示例实施例，指纹感测单元522可以根据额外回波信号执行指纹感测。例如，如果额外回波信号是信号E4，则指纹感测单元522可以对信号E4进行成像以便图案化指纹形状。
此外，根据另一示例实施例，指纹感测单元522可以将与额外回波信号相对应的多个点的值彼此进行比较，可以根据比较结果识别异常状态的类型，并可以根据所识别的异常状态的类型来执行指纹感测。例如，多个点的值可以是与所述多个点相对应的声波信号的产生时间。
更具体地，指纹感测单元522可以将与额外回波信号相对应的多个点的值进行比较。
例如，信号E3和信号E4可以是从构成物体的不同媒介反射的回波信号。如果物体是没有佩戴手套的真实手指，则信号E3可以是关于手指表面的信息，例如，指纹，信号E4可以是关于手指内部的组织的信息，例如，血液、血管等。在这种情况下，与信号E4相对应的多个点的值可以是彼此不同的。
如果物体是虚假手指，则信号E3可以是关于手指表面的信息，且信号E4可以是关于手指内部的材料的信息，例如，塑料等。在这种情况下，与信号E4相对应的多个点的值可以是彼此相同的。
与此不同，如果物体是佩戴手套的真实手指，则信号E3可以是关于手套的信息，信号E4可以是关于手指表面的信息，且信号E5可以是关于手指组织的信息。在这种情况下，与信号E5相对应的多个点的值可以是彼此不同的。
例如，如果指纹传感器511具有100X100的像素结构，则各像素的坐标可以被指定为(1，1)、(1，2)、…、(1，100)、(2，1)、(2，2)、…、(100，100)。在这种情况下，指纹感测单元522可以针对两个像素(50，50)和(50，60)，单独地处理回波信息。在这种情况下，像素(50，50)可以针对不同接收时段中的每个接收时段具有信号E3和信号E4，像素(50，60)也可以针对不同接收时段中的每个接收时段具有信号E3和信号E4。
如果物体是没有佩戴手套的手指或虚假手指，则由于信号E3是关于手指表面的信息，可以在相同的值(例如，50ns)处产生针对两个像素的声波的波形。如果物体是佩戴手套的手指，则由于信号E3或信号E4是关于手套或手指表面的信息，两个像素可以位于相同的值处。
与此同时，如果物体是没有佩戴手套的手指，则由于信号E4是关于手指组织的信息，可以通过自手指的毛细血管反射，针对像素(50，50)的声波的波形产生在60ns处，且可以通过自手指的骨头反射，针对像素(50，60)的声波的波形产生在80ns处。
如果物体是虚假手指或佩戴手套的手指，则由于信号E4是关于虚假手指内部的材料的信息或关于佩戴手套的手指的表面的信息，针对像素(50，50)的声波的波形可以产生在75ns处，且针对像素(50，60)的声波的波形产生在75ns处.在这种情况下，如果在相同时刻产生两个像素的针对信号E4的波形，则可以表示在所述两个像素之间的距离范围内，相同的层形成在物体中。如果在相同时刻(即，75ns)产生了针对方形区域的所有像素的声波波形，其中所述方形区域由像素(50，50)和(60，60)形成，则指纹感测单元522可以检测到所述物体在其内部具有相同材料构成的层。
与此同时，如果物体是佩戴手套的手指，则由于信号E5是关于手指组织的信息，可以通过自手指的毛细血管反射，针对像素(50，50)的声波的波形产生在90ns处，且可以通过自手指的骨头反射，针对像素(50，60)的声波的波形产生在120ns处。
通过使用这种特征，指纹感测单元522可以将针对额外回波信号的多个点的值进行比较，以便估计异常状态的类型。如果额外回波信号是多个，则可以对针对每个回波信号的多个点的值进行比较。例如，在信号E4和E5的情况下，指纹感测单元522可以将针对信号E4的多个点的值进行比较，且可以将针对信号E5的多个点的值进行比较。
此外，指纹感测单元522可以根据比较结果，来检测针对额外回波信号的多个点的值是否彼此相同。例如，如果多个点的值是90ns和120ns，则指纹感测单元522可以确定多个点的值不是彼此相同的。
如果检测到多个点的值是相同的，则指纹感测单元522可以确定所述物体是虚假手指，然后可以结束指纹识别功能。与此不同，如果多个点的值不相同，则指纹感测单元522可以检测到所述物体是佩戴手套的真实手指，且可以根据额外回波信号来执行指纹感测。
下文中，将根据上述原理来描述指纹传感器可识别虚假指、(塑料或皮质)手套等的指纹识别方法。
图16是根据本公开各个实施例的处理的示例的流程图。
参考图16，在操作1601，处理器520可以执行指纹识别功能以激活指纹传感器511，可以通过指纹传感器522来接收从物体反射的声波信号，且此后可以进行到操作1603。例如，当指纹传感器511接触物体时，处理器520可以执行指纹识别功能。在本示例中，该物体可以是用户的手指、佩戴手套的用户手指和虚假手指中的任一物体。虚假手指表示由除了细胞之外的材料(例如，塑料)形成的手指形状。
例如，指纹传感器511可以是超声传感器。例如，声波信号可以是当从指纹传感器511发出的超声信号通过与构成物体的至少一个媒介发生碰撞而被反射时获得的至少一个超声波信号。通过声波信号与具有各种声波阻抗的多个媒介发生碰撞，来反射声波信号。指纹传感器511可以针对不同时段中的每一时段，接收从多个媒介反射的多个声波信号。
此外，处理器520可以接收从该物体的多个点反射的声波信号。例如，如果物体是用户的手指，则处理器520可以接收从手指的多个点反射的声波信号。例如，多个点可以包括被认为针对指纹识别是最优的(或优选的)的特定点。
在操作1603，处理器520可以从接收到的声波信号检测与物体的媒介相关的至少一个回波信号，此后可以进行到操作1605。例如，回波信号可以是幅度大于或等于特定幅度的信号，作为用于将从各种媒介反射的超声信号转变为电信号的信号。例如，回波信号可以是信号E1、E2、E3和E4。
例如，处理器520可以从接收到的声波信号检测针对每个接收时段的至少一个回波信号。例如，处理器520可以从接收到的声波信号中，按照E1、E2、E3和E4的顺序接收回波信号。
作为另一示例，处理器520可以从与物体的多个点相对应的多个声波信号分别检测多个回波信号。作为另一示例，当从多个声波信号分别检测到多个回波信号时，处理器520可以针对每个相同接收时段，从多个声波信号分别选择并检测多个回波信号。例如，处理器520可以将分别针对多个点的多个回波信号进行比较，以便选择与相同接收时段相对应的一个回波信号。
在操作1605，处理器520可以根据检测到的至少一个回波信号执行指纹感测。
例如，如果检测到的至少一个回波信号是信号E1、E2、E3和E4，则处理器520可以对信号E3进行成像以便图案化指纹形状。现在，将参考图17和图18来详细描述操作1605。例如，处理器520可以根据在预设时段期间接收到的至少一个回波信号，来执行指纹感测。例如，可以通过考虑信号E3或信号E5的接收时段，来确定预设时段。
图17是根据本公开各个实施例的处理的示例的流程图。
参考图17，在操作1701，处理器520可以存储从自参考物体反射的声波信号中检测到的至少一个回波信号，作为参考回波信号，此后可以进行到操作1703。在这种情况下，处理器520可以存储针对每个接收时段的至少一个回波信号。备选地，处理器520可以存储与参考物体的多个点相对应的多个声波信号。例如，参考物体可以是虚假手指或没有佩戴手套的用户的真实手指。如果参考回波信号存储在存储器中，则处理器520可以省略该操作并进行到下一操作。
在操作1703，处理器520可以将参考回波信号与检测到的至少一个回波信号进行比较，此后可以进行到操作1705。例如，处理器520可以针对相同接收时段中的每个时段，将参考回波信号与至少一个回波信号进行比较。
在操作1705，处理器520可以检测根据比较结果检测出的至少一个回波信号是否包括额外的回波信号。例如，额外回波信号可以是在检测到的至少一个回波信号之中未包括在参考回波信号中的回波信号。例如，如果参考回波信号包括E1信号、E2信号和信号E3，且如果检测到的至少一个回波信号包括E1信号、E2信号、信号E3和信号E4，则处理器520可以确定检测出的至少一个回波信号包括额外回波信号，这是由于相比于参考回波信号，检测到的至少一个回波信号还包括信号E4。在这种情况下，信号E4可以是额外回波信号。
如果检测到检测出的至少一个回波信号包括额外回波信号，则处理器520进行到操作1707，否则可以进行到操作1711。
在进行到操作1707的情况下，处理器520可以检测到达到异常状态，此后可以进行到操作1709。例如，异常状态可以是由于正被采集指纹的物体的缺陷无法进行指纹感测的状态。在一些情况中，所述缺陷可以发生在当用户尝试采集虚假手指的指纹时或当用户在采集其指纹的期间佩戴手套时。
在操作1709，处理器520可以根据额外回波信号执行指纹感测。例如，如果额外回波信号是信号E4，则处理器520可以对信号E4进行成像以便图案化指纹形状。
在进行到操作1711的情况下，处理器520可以检测到达到正常状态，此后可以进行到操作1713。例如，正常状态可以是有可能进行指纹感测的状态(例如，当用户并非试图采集虚假手指的指纹时和/或当用户在采集他或她的指纹的期间并未佩戴手套时)。
在操作1713，处理器520可以根据检测到的至少一个回波信号执行指纹感测。例如，如果至少一个回波信号是信号E1、E2、E3，则处理器520可以对信号E3进行成像以便图案化指纹形状。
图18是根据本公开各个实施例的处理的示例的流程图。
参考图18，在操作1801，处理器520可以存储从自参考物体反射的声波信号中检测到的至少一个回波信号，作为参考回波信号，此后可以进行到操作1803。在这种情况下，处理器520可以存储针对每个接收时段的至少一个回波信号。备选地，处理器520可以存储与参考物体的多个点相对应的多个声波信号。例如，参考物体可以是虚假手指或没有佩戴手套的用户的真实手指。如果参考回波信号存储在存储器中，则处理器520可以省略该操作并进行到下一操作。
在操作1803，处理器520可以将参考回波信号与检测到的至少一个回波信号进行比较，此后可以进行到操作1805。例如，处理器520可以针对相同接收时段中的每个时段，将参考回波信号与至少一个回波信号进行比较。
在操作1805，处理器520可以检测根据比较结果检测出的至少一个回波信号是否包括额外的回波信号。例如，额外回波信号可以是在检测到的至少一个回波信号之中未包括在参考回波信号中的回波信号。例如，如果参考回波信号包括E1信号、E2信号和信号E3，且如果检测到的至少一个回波信号包括E1信号、E2信号、信号E3和信号E4，则处理器520可以确定检测出的至少一个回波信号包括额外回波信号，这是由于相比于参考回波信号，检测到的至少一个回波信号还包括信号E4。在这种情况下，信号E4可以是额外回波信号。
如果检测到检测出的至少一个回波信号包括额外回波信号，则处理器520进行到操作1807，否则可以进行到操作1819。
在进行到操作1807的情况下，处理器520可以检测到达到异常状态，此后可以进行到操作1809。如上所述，异常状态可以是由于物体的缺陷无法进行指纹感测的状态。
在操作1809，处理器520可以将与额外回波信号相对应的多个点的值彼此进行比较，此后可以进行到操作1811。例如，多个点的值可以是与所述多个点相对应的声波信号的产生时间。
在操作1811，处理器520可以根据比较结果，来检测针对额外回波信号的多个点的值是否彼此相同。例如，如果多个点的值是90ns和120ns，则处理器520可以确定多个点的值不是彼此相同的。
如果检测到所述多个点的值是相同的，则处理器520可以进行到操作1813，否则可以进行到操作1815。
在进行到操作1813的情况下，处理器520可以确定该物体是虚假手指，此后可以结束指纹识别功能。例如，处理器520可以以图像、文本或图像的格式输出允许其他物体与指纹传感器相接触的消息，此后可以结束指纹识别功能。
在进行到操作1815的情况下，处理器520可以检测到所述物体是佩戴手套的真实手指，此后可以进行到操作1817。在操作1817，处理器520可以根据额外回波信号执行指纹感测。例如，处理器520可以根据信号E4来执行指纹感测，其中信号E4是关于佩戴手套的指纹的表面的信息。在进行到操作1819的情况下，处理器520可以检测到达到正常状态，此后可以进行到操作1821。如上所述，正常状态可以是有可能进行指纹感测的状态。
在操作1821，处理器520可以根据检测到的至少一个回波信号执行指纹感测。例如，如果至少一个回波信号是信号E1、E2、E3和E4，则处理器520可以对信号E3进行成像以便图案化指纹形状，其中E3是关于没有佩戴手套的真实手指的表面的信息。
本公开的各种实施例可以检测伪造指纹以实现对抗电子欺骗，且可以在佩戴医用手套或工业半导体制造中所用的手套的状态下执行用户认证。
本文所使用的术语“模块”可以例如意味着包括硬件、软件和固件之一或者其中两种或更多个的组合在内的单元。“模块”可以与例如术语“单元”、“逻辑”、“逻辑块”、“组件”或“电路”交换使用。“模块”可以是集成组成元件的最小单元或其一部分。“模块″可以是用于执行一个或更多个功能的最小单元或其一部分。“模块”可以机械地或电学地实现。例如，根据本公开的“模块”可以包括专用集成电路(ASIC)芯片、现场可编程门阵列(FPGAs)、和用于执行已知的或将来开发的操作的可编程逻辑器件中的至少一个。
根据各种实施例的设备(例如，模块或其功能)或方法(例如，操作)中的至少一部分可以实现为例如以可编程模块形式存储在计算机可读存储介质中的命令。指令在由处理器(例如，处理器120)执行时，可以使一个或更多个处理器执行与该指令相对应的功能。计算机可读存储介质可以例如是存储器130。
图1-18仅作为示例提供。可以同时地执行、以不同顺序执行、和/或一同省略结合这些图所述的操作的至少一部分。根据本公开的多个方面，如果两个回波信号彼此相同和/或满足预定匹配准则，则可以将两个回波信号认为是相同的或相似的。应理解，不应将本文所述的示例以及用“诸如”、“例如”、“包括”、“在一些方面”、“在一些实现方案中”等表述的从句理解为将所要求保护的主体事物限制为具体示例。
本发明的上述方面可以按照硬件、固件或者经由可以存储在记录介质中的软件或计算机代码的执行而实现，所述记录介质例如CD-ROM、数字通用盘(DVD)、磁带、RAM、软盘、硬盘、磁光盘或原始存储在远程记录介质或非临时机器可读介质上并且将要存储在本地记录介质上的通过网络下载的计算机代码，使得这里描述的方法可以使用通用计算机、或者专用处理器或者在可编程或专用硬件(例如，ASIC或FPGA)经由在记录介质上存储的这种软件来渲染。本领域技术人员应理解，计算机、处理器、微处理器控制器或可编程硬件包括存储组件，例如RAM、ROM、闪存等，其可以存储或接收软件或计算机代码，这些软件或计算机代码在被计算机、处理器或硬件访问和执行时实现这里所述的处理方法。此外，将认识到，当通用计算机访问用于执行在此所示处理的代码时，所述代码的执行将该通用计算机转化为用于执行在此所示处理的专用计算机。附图中提供的功能和步骤的任一个可以以硬件、软件或者两者的结合来实现，并且可以在计算机的可编程指令内整体地或者部分地执行。除非使用短语″用于…的装置″来明确限定元件，否则不应按照35U.S.C.112第六段的规定来理解权利要求中的元件。
此外，本说明书中公开的实施例对技术内容的描述和理解进行启示，但并不限制本公开的范围。因此，本公开的范围应被解释为包括基于本公开的技术思想而做出的所有修改或各种其他实施例。

Claims (11)

1.一种用于感测指纹的装置(500)，其特征在于：
指纹传感器(511)；
存储器(530)；以及
至少一个处理器(520)，可操作地耦接到所述存储器(530)，配置为：
经由所述指纹传感器(511)接收从物体反射的至少一个声波信号；
针对多个接收时段中的每个接收时段，检测与所述物体相关联的至少一个回波信号，其中基于所述声波信号来检测所述至少一个回波信号；以及
基于所述至少一个回波信号来检测指纹。
2.根据权利要求1所述的装置(500)，其特征在于：
接收至少一个声波信号包括接收多个声波信号，其中所述多个声波信号中的每一个与所述物体中的多个点中不同的一个点相对应；以及
检测至少一个回波信号包括针对所述多个声波信号中的每一个，检测不同的声波信号。
3.根据权利要求2所述的装置(500)，其特征在于：检测至少一个回波信号包括选择对于所述多个声波信号而言共同的一个或更多个回波信号。
4.根据权利要求1所述的装置(500)，其特征在于所述至少一个处理器(520)还配置为：
获取对参考信号的指示；以及
将所述至少一个回波信号与所述参考信号进行比较。
5.根据权利要求4所述的装置(500)，其特征在于所述至少一个处理器(520)还配置为：针对多个声波信号中的每个声波信号，将一个所述参考信号或所述参考信号的指示存储在存储器中。
6.根据权利要求4所述的装置(500)，其特征在于所述至少一个处理器(520)还配置为如果根据比较结果，在特定接收时段中所述至少一个回波信号包括额外回波信号，则检测到异常状态。
7.根据权利要求6所述的装置(500)，其特征在于，当检测到异常状态时，进一步基于额外回波信号来检测指纹。
8.根据权利要求6所述的装置(500)，其特征在于，针对所述物体中的多个点中的每一个点，检测额外回波信号。
9.根据权利要求8所述的装置(500)，其特征在于所述至少一个处理器(520)还配置为：根据是否针对所述多个点中的每一个点检测到相同或相似的回波信号，来识别异常状态的类型。
10.根据权利要求1所述的装置(500)，其中基于在预设第一接收时段中接收到的回波信号，来检测指纹。
11.一种用于感测物体上的指纹的方法，其特征在于所述方法被布置为执行权利要求1到10中的任意一个。
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