CN109074493A - 抑制指纹图像中的损伤数据 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及指纹感测系统(101)的方法以及执行该方法的指纹感测系统(101)，该方法使得能够抑制由指纹感测系统的指纹传感器(102)捕获的图像中存在的损伤数据(120)。

Description

抑制指纹图像中的损伤数据
技术领域
本发明涉及抑制由指纹感测系统的指纹传感器捕获的图像中存在的损伤数据的指纹感测系统的方法以及执行该方法的指纹感测系统。
背景技术
诸如智能电话、膝上型计算机、遥控器、平板计算机、智能卡等的电子设备可以使用指纹识别，例如，以允许用户访问该设备，授权使用该电子设备执行的事务，或者授权用户通过该电子设备访问服务。
因此，电子设备(例如，智能电话)配备有指纹传感器，用户在指纹传感器上放置她的手指以便传感器捕获指纹的图像并将记录的指纹与预先存储的经认证的指纹模板进行比较。如果记录的指纹与预先存储的模板匹配，则用户被认证并且智能电话将执行适当的动作，例如从锁定模式转换到解锁模式，在解锁模式下，允许用户访问智能电话。
对于指纹传感器——基于例如来自手指的电容、光学或超声的检测信号——对用户的手指与传感器的指纹感测元件(被称为像素)之间存在的材料在厚度和材料性能(例如，电容传感器的实例电介质均匀性)的精度方面的要求高。在电容传感器的情况下，当用户触摸智能电话的指纹感测区域(由例如玻璃或陶瓷覆盖)时，在指纹感测区域的表面与布置在智能电话内部的指纹传感器之间形成电容器。通过测量用户触摸的表面与每个像素处的传感器之间的电容，可以从用户的手指的指纹传感器捕获的图像得到用户的指纹。
然而，由于多种原因，准稳态噪声形式的损伤数据可能存在于由指纹传感器捕获的图像中，这致使从捕获的图像得到指纹更加困难。
对于电容式传感器，这种类型的噪声被称为电容性噪声，并且可能例如由于诸如指纹感测区域的表面与指纹传感器之间的材料堆叠高度的变化的损伤、指纹感测区域的以例如划痕形式的损坏表面、或者由于诸如传感器翘曲或材料性能的缺陷的损伤——如堆叠区域与感测区域之间的材料粘合剂中的杂质——而发生，并且在捕获图像中产生反复出现的噪声图案。为了消除电容性噪声，可能需要亚微米精度和极纯的材料。在实际情况中，难以达到材料的这种精度。
发明内容
本发明的一个目的是解决或至少减轻本领域中的这个问题，从而提供一种至少部分地抑制由指纹传感器捕获的图像中存在的损伤数据的改进方法。
在本发明的第一方面中，通过一种抑制由指纹感测系统的指纹传感器捕获的图像中存在的损伤数据的指纹感测系统的方法来达到该目的。该方法包括：捕获与指纹传感器接触的物体的至少一个图像，该图像包括由指纹传感器受到的损伤引起的损伤数据；存储包括损伤数据的捕获图像；捕获接触指纹传感器的手指的指纹的至少一个另外的图像；以及利用包括损伤数据的所存储的捕获图像来处理指纹的另外的捕获图像，以至少部分地抑制指纹的所述另外的捕获的图像中的损伤数据。
在本发明的第二方面中，通过一种包括指纹传感器和处理单元的指纹传感系统的方法来达到该目的。指纹感测系统被配置成抑制由指纹感测系统的指纹传感器捕获的图像中存在的损伤数据。指纹传感器被配置成捕获接触指纹传感器的物体的至少一个图像，该图像包括由指纹传感器受到的损伤引起的损伤数据。处理单元被配置成：存储包括损伤数据的捕获图像；捕获接触指纹传感器的手指的指纹的至少一个另外的图像；并且利用包括损伤数据的所存储的捕获图像来处理指纹的另外的捕获图像，以至少部分地抑制指纹的所述另外点捕获图像中的损伤数据。
如前所述，准稳态噪声形式的损伤数据可以存在于由指纹传感器捕获的图像中，这致使从捕获图像得到指纹更加困难。
本发明通过使指纹传感器捕获接触传感器的物体的图像来有利地抑制捕获图像中存在的这种损伤数据。物体可以是所谓的橡皮印记形式的人造手指或者用户的真实手指。在下文中，将通过用户的真实手指来举例说明物体。
注意，很可能捕获若干图像，并且这些图像被组合以产生表示损伤数据的单个图像。
随后，当布置有指纹系统的电子设备的用户希望利用电子设备——例如，智能电话——例如，通过将她的拇指按压到智能电话的主页按钮(home button)来执行认证处理时，指纹传感器捕获用户的指纹的另外的图像，主页按钮下方布置有用于解锁智能电话的指纹传感器。
从存储器中取出包括损伤数据的先前存储的图像，处理单元利用包括损伤数据的所存储的橡皮印记的捕获图像来处理指纹的捕获图像，以抑制或甚至消除来自另外的捕获图像的损伤数据。
有利地，另外的捕获图像中存在的损伤数据被抑制，同时指纹是完整的。
在实施方式中，橡皮印记用于创建和存储包括损伤数据的单个图像。这可以在指纹传感器的制造和测试期间被执行。
然而，在利用用户的手指创建包括损伤数据的单个图像的实施方式中，获得了许多优点。
首先，通过利用用户的手指实施登记处理，不需要使用橡皮印记执行“离线”制造测试；包括损伤数据的图像的捕获可以由用户在配置其中布置传感器的电子设备时或之后的任何时间被执行。
例如，可以设想：每当用户触摸传感器的感测区域的表面时，例如当用户希望解锁电子设备(例如，智能电话)时，并且当指纹系统的处理单元确定已经捕获了足够数量的图像时，捕获一个或几个图像，创建并存储单个图像。有利地，用户将不必参与用于创建包括损伤数据的图像的繁琐的登记处理。
其次，“在线”手指登记处理有利地便于存储的图像的更新。由于电子设备受到磨损——例如以覆盖传感器的盖玻璃中的划痕和裂缝的形式——传感器受到的损伤可能随时间而改变。
这可以通过捕获大量新图像以创建和存储包括新损伤数据的单个图像来克服。可替选地，在电子设备的正常用户操作期间重复地捕获新图像，这些新图像与存储的单个图像进行组合，其中存储的图像随时间改变以反映传感器受到的变化的损伤。
因此，在实现指纹感测系统的电子设备的正常操作期间捕获用户的手指的图像的巨大优点是可以随着时间逐渐地改善损伤数据的估计(如果任何改进是可以的)。此外，这种方法的附加益处是可以补偿随时间改变的损伤(即，用户打破她的智能电话的盖玻璃)。
此外，在实施方式中，可以设想：与图像像素相关联的置信度度量被计算并且被用于存储的单个图像。如果在某些区域中存储的图像被认为不够可靠，即，某些区域的置信度度量低；则当抑制另外的捕获图像的损伤数据时不使用那些区域。可以在逐个像素水平或针对像素的簇来计算置信度度量。还可以设想针对整个存储图像计算总置信度度量。
在又一个实施方式中，指纹感测系统从已经被抑制的损伤数据的指纹的另外的捕获图像中提取指纹，将捕获的手指的图像的指纹与一个或更多个授权的预先存储的指纹模板进行比较，如果所提取的捕获图像的指纹被认为与一个或更多个授权的预先存储的指纹模板匹配，则用户的认证通过。
在另一个方面中，提供了一种包括本文中描述的指纹感测系统的电子设备。电子设备可以例如以智能电话、笔记本计算机、遥控器、平板计算机、智能卡、智能手表等的形式或者利用指纹感测的任何其他类型的现有或未来的类似配置的设备来实现。
还提供了一种计算机程序，该计算机程序包括计算机可执行指令，当在指纹感测系统中包括的处理单元上执行计算机可执行指令时，所述计算机可执行指令使指纹感测系统执行描述的方法。
还提供了一种包括计算机可读介质的计算机程序产品，该计算机可读介质具有在其上包含的上述计算机程序。
将在具体实施方式中描述本发明的另外的实施方式。
通常，除非本文另有明确定义，否则权利要求中使用的所有术语将根据它们在技术领域中的普通含义来解释。除非另有明确说明，否则所有对“一个(a)/一个(an)/该(the)元件、装置、部件、手段、步骤等”的引用将被公开解释为指代元件、装置、部件、手段、步骤等的至少一个实例。除非明确说明，否则本文中公开的任何方法的步骤不必以公开的确切顺序来执行。
附图说明
现在通过示例参照附图来描述本发明，其中：
图1示出了可以实现本发明的智能电话形式的电子设备；
图2示出了用户将手指放置在其上的指纹传感器的视图；
图3示出了作为根据实施方式的指纹感测系统的一部分的指纹传感器；
图4示出了电容式指纹感测的原理；
图5示出了由指纹传感器捕获的图像，其中接触传感器的物体是橡皮印记；
图6(a)至图6(c)示出了由受到不同损伤的指纹传感器的不同个体捕获的图像；
图7示出了图5的捕获图像，但是其中图像还包括损伤数据；
图8示出了根据本发明的实施方式的抑制捕获图像中的损伤数据的方法的流程图；
图9示出了根据本发明的另一个实施方式的抑制捕获图像中的损伤数据的方法的流程图；
图10(a)至图10(d)示出了包括损伤数据的四个捕获图像；
图11示出了图10(a)至图10(d)的多个捕获的指纹图像被组合以产生单个图像；
图12示出了图11的捕获指纹，其中损伤数据已经被消除；
图13示出了根据本发明的另一实施方式的能够抑制捕获图像中的损伤数据的方法的流程图；以及
图14示出了根据本发明的又一实施方式的能够抑制捕获图像中的损伤数据的方法的流程图。
具体实施方式
现在将在下文中参照附图更全面地描述本发明，在附图中示出了本发明的某些实施方式。然而，本发明可以以许多不同的形式来实施，并且不应被解释为限于本文阐述的实施方式；相反，这些实施方式是作为示例提供的，使得本公开内容将是充分和完整的，并且将向本领域技术人员充分传达本发明的范围。在整个说明书中，相同的附图标记指代相同的元件。
图1示出了智能电话100形式的电子设备，其中可以实现本发明。智能电话100配备有指纹传感器102和具有触摸屏接口106的显示单元104。指纹传感器102可以例如用于解锁移动电话100和/或用于授权使用移动电话100执行的事务等。可替选地，指纹传感器102可以放置在移动电话100的背面上。注意，指纹传感器102可以集成在显示单元/触摸屏中或者形成智能电话主页按钮的一部分。
应该理解，根据本发明的实施方式的指纹传感器102可以在其他类型的电子设备(如膝上型计算机、遥控器、平板计算机、智能卡、智能手表等或者利用指纹感测的任何其他类型的现在或未来类似配置的设备)中被实现。
图2示出了用户将她的手指201放置在其上的指纹传感器102的略微放大视图。在采用电容式感测技术的情况下，指纹传感器102被配置成包括多个感测元件。在图2中由附图标记202表示单个感测元件(也称为像素)。
注意，本发明同样适用于其他指纹感测技术，例如，光学感测或超声感测。
图3示出了作为指纹感测系统101的一部分的指纹传感器102。指纹感测系统101包括指纹传感器102以及用于控制指纹传感器102并分析捕获的指纹的处理单元103(诸如微处理器)。指纹感测系统101还包括存储器105。如图1中举例说明的，指纹感测系统101通常又形成电子设备100的一部分。可以在传感器管芯中嵌入诸如一次性可编程(OTP)存储器、闪速存储器或随机存取存储器(RAM)的本地存储器108。
现在，当物体接触指纹传感器102时，传感器102将捕获物体的图像，以使处理单元103通过将捕获的指纹与预先存储在存储器105中的一个或更多个授权指纹模板进行比较来确定物体是否是授权用户的指纹。
指纹传感器102可以使用任何种类的当前或未来的指纹感测原理来实现，包括例如电容式、光学、超声或热感测技术。目前，特别是在尺寸和功耗很重要的应用中，电容式感测是最常用的。电容式指纹传感器提供若干感测元件202与放置在指纹传感器102的表面上的手指201之间的电容的指示性测量(参见图2)。通常使用包括以二维方式布置的多个感测元件202的指纹传感器102来执行指纹图像的获取。
在一般的授权过程中，用户将她的手指201放置在传感器102上，以使传感器捕获用户指纹的图像。处理单元103评估捕获的指纹并且将其与存储在存储器105中的一个或更多个经认证的指纹模板进行比较。如果记录的指纹与预先存储的模板匹配，则用户被认证并且处理单元103通常将指示智能电话100执行适当的动作，如从锁定模式转换到解锁模式，在解锁模式下，允许用户访问智能电话100。
再参照图3，由指纹感测系统101执行的方法的步骤实际上由处理单元103执行，处理单元103以一个或更多个微处理器的形式来被实现，所述一个或更多个微处理器被布置成执行被下载到与所述微处理器相关联的存储介质105(如随机存取存储器(RAM)、闪速存储器或硬盘驱动器)的计算机程序107。处理单元103被布置成：当包括计算机可执行指令的适当计算机程序107被下载到存储介质105并且由处理单元103执行时，使指纹感测系统101执行根据实施方式的方法。存储介质105还可以是包括计算机程序107的计算机程序产品。可替选地，计算机程序107可以通过适当的计算机程序产品如数字多功能光盘(DVD)或记忆棒被转移至存储介质105。作为另一个替代方案，可以通过网络将计算机程序107下载到存储介质105。可替选地，处理单元103可以以数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、复杂可编程逻辑器件(CPLD)等的形式来被实现。还应该理解，通过处理单元103提供的功能的全部或一些部分可以与指纹传感器102至少部分地集成。
如先前已经描述的，图4示出了电容式指纹感测的原理。在用户用她的手指201接触智能电话的指纹感测区域的表面110(通常通过触摸主页按钮)时，在指纹感测区域的表面110与布置在智能电话内部的指纹传感器102之间形成电容器C。表面110与指纹传感器102之间的材料111可以包括例如玻璃或陶瓷。
通过测量用户触摸的表面110与传感器102之间的电容，可以从由用户的手指201的指纹传感器102捕获的图像得到用户的指纹。
由于诸如指纹感测区域的表面110与指纹传感器102之间的材料111的堆叠高度的变化、损坏的表面110、传感器翘曲、材料111的性质的一般缺陷的各种损伤，准稳态噪声将存在于由指纹传感器102捕获的图像中，这致使从捕获的图像得到指纹更加困难。在使用光学或超声的指纹感测技术的情况下也存在类似的噪声。
期望从捕获的图像中消除这种噪声或损伤数据。
再次参照图4，在指纹传感器102的制造和测试期间，通常被称为(平坦)橡皮印记的物体可以代替真实手指应用于智能电话的指纹感测区域的表面110。该橡皮印记通常完全覆盖区域110并且相应地覆盖指纹传感器102的所有像素。这种橡皮印记通常是导电的并且连接至地，以向传感器102提供适当高的电容。优选地，对于典型的人类手指，由橡皮印记生成的总电容应该相同。
参照图5，对于“完美的”传感器102，表面110和材料111、由传感器102捕获的这种橡皮印记的图像将是均匀的黑色/灰色，没有以伪像或噪声的形式的任何损伤数据存在于图像中，而在传感器102、表面110和材料111受到损伤的实践中，形成某种类型图案的损伤数据通常存在于捕获图像中。
然而，在实践中，参照图6(a)至图6(c)，指纹传感器的不同个体受到不同损伤，因此这将给出捕获的橡皮印记图像的不同外观。
图7以圆形或椭圆形图案布置的更明显的损伤数据的形式示出了捕获图像中存在的损伤数据120的另一示例。这是以下图案，该图案可能是在指纹感测区域的表面110与指纹传感器102之间的玻璃/陶瓷材料111中产生的气袋的结果，或者是传感器与盖玻璃之间的胶中的杂质的结果。
无论捕获图像中存在的损伤数据的确切外观如何，任何损伤数据将致使从捕获图像中提取指纹更加困难。
图8示出了根据本发明的实施方式的方法的流程图，该方法通过抑制捕获图像中存在的损伤数据来解决该问题。进一步参考了图3的指纹感测系统101。
在第一步骤S101中，指纹传感器102捕获接触传感器102的物体的图像。在下文中参照图5和图7，将以橡皮印记的形式来举例说明该物体，橡皮印记的图像在图5中被示出。注意，可以捕获若干图像，并且对这些图像被组合以产生表示橡皮印记的单个图像(或重复的手指触摸的组合结果)。可以在诸如智能电话的预期电子设备100中安装的指纹系统101的制造测试期间捕获该图像。
在该举例说明的实施方式中，假设捕获图像具有图7中所示的外观，即，包括椭圆形的损伤数据120。
此后，在步骤S102中，将包括损伤数据的捕获图像存储在指纹系统101中，例如，将包括损伤数据的捕获图像存储在嵌入在传感器管芯中的OTP存储器108中，或者将包括损伤数据的捕获图像存储在电子设备100的主存储器中。设想在存储之前对捕获图像进行下采样或压缩。
随后，当布置有指纹系统101的电子设备100的用户希望利用电子设备——例如，智能电话——例如，通过将她的拇指按压到智能电话的主页按钮——来执行认证处理时，在步骤S103中指纹传感器102捕获用户的指纹的图像，主页按钮下方布置有用于解锁智能电话100的指纹传感器102。
因此，处理单元103从OTP存储器108中取出包括损伤数据的先前存储的图像。
此外，在步骤S104中，处理单元103利用存储的橡皮印记的包括损伤数据的捕获图像来处理指纹的捕获图像，以抑制或甚至消除来自所述另外的捕获图像的损伤数据。
在实施方式中，在步骤S104中使用包括损伤数据120的所存储的捕获图像来处理捕获的指纹图像，其中先前存储的橡皮印记图像的损伤数据120消除了捕获的指纹图像中存在的相应的损伤数据，同时图像中的与实际图章有关的部分保持指纹不受影响。
可以以许多方式来执行处理；例如，(a)从捕获的指纹图像中减去包括损伤数据120的所存储的捕获图像，(b)执行捕获的指纹图像和包括损伤数据的所存储的图像的线性(或非线性)组合，(c)基于损伤数据对指纹数据进行线性(或非线性)数据拟合，或者(d)基于捕获图像和包括损伤数据的所存储的图像对指纹进行数据建模。
因此，该实施方式有利地消除了捕获图像中存在的损伤数据，这极大地有助于改善从捕获图像中提取的后续指纹特征，以将捕获的指纹与预先存储的指纹模板进行匹配。
图9示出了根据本发明的实施方式的另一种方法的流程图，该方法通过抑制或甚至消除捕获图像中存在的损伤数据来解决上述问题。进一步参考图3的指纹感测系统101。
在该特定实施方式中，所使用的物体不是橡皮印记，而是电子设备100(例如，智能电话)的用户的实际手指。
在第一步骤S101中，指纹传感器102捕获接触传感器102的用户的手指的多个图像，其中四个图像在图10(a)至图10(d)中被示出。
如在图10(a)至图10(d)中可以看到的，关于用户的实际指纹，对于每个捕获图像，没有图像可能与另一个图像相同，原因是用户没有以同一方式将她的手指按压在感测区域的表面上。因此，在图10(a)至图10(d)所示的四个图像中，用户的指纹被不同地定位，而由电子设备100或传感器102本身引起的损伤数据120保持恒定地位于捕获图像中。
再参照图9，在步骤S101中捕获了用户的指纹的多个图像之后，在步骤S101a中根据多个图像创建单个图像。实际上，可以捕获数十个图像，或者可以捕获甚至高达数百个图像。
在实施方式中，通过组合多个图像来创建单个图像。例如，可以通过对多个捕获的指纹图像进行平均来创建单个图像。
图11示出了当多个捕获的指纹图像被平均以创建单个图像时单个图像将看起来如何。如上所述——对于多个捕获图像——表示指纹的每个捕获图像的部分将因图像而不同。因此，除了在全部多个图像中保持恒定定位的损伤数据120以外，平均处理将对多个图像具有滤波效果并且创建与橡皮印记图像类似的图像，即，为均匀灰色的图像。这个很重要；如果在创建单个图像时与用户的实际指纹有关的图像的部分没有“模糊”，则存在以下风险：不能正确地抑制损伤数据，并且甚至可能具有在随后捕获的指纹图像中引入的另外的损伤数据。
然后在步骤S103中存储所创建的图像以供后续使用。
现在，如先前已经讨论的，当布置有指纹系统101的电子设备100的用户希望利用电子设备100来执行认证处理时，在步骤S103中指纹传感器102捕获用户的指纹的另外的图像。
处理单元103从OTP存储器108或者从主存储器中取出包括损伤数据的先前存储的图像，该图像根据被组合的多个捕获的指纹图像来被创建。
然后，在步骤S104中，处理单元103利用包括在使用该特定电子设备100捕获的所有图像中将存在的损伤数据的所存储的创建图像来处理指纹的另外的捕获图像，以抑制所述另外的捕获图像中的损伤数据。
在该举例说明的实施方式中，处理单元103在步骤S104中的处理包括：从另外的捕获的指纹图像中减去包括损伤数据120的捕获图像。
再次——由于与实际指纹有关的图像的部分不是表示损伤数据的单个图像的部分——先前创建并存储的指纹图像的损伤数据120消除了捕获的指纹图像中存在的相应损伤数据，同时捕获图像中的实际指纹保持不受影响。
在从例如具有图10a中所示的外观的捕获图像中减去存储的图11的包括损伤数据120的图像之后，获得干净的指纹图像——如图12中所示——其中损伤数据120有利地已经被完全消除。
利用用户的手指进行其中存在由传感器102受到的损伤引起的损伤数据的图像的“在线”登记的该实施方式具有优于使用橡皮印记(或者具有被应用于指纹传感器的感测区域的适当的测试图案的任何其他测试设备)的先前描述的“离线”方法的许多优点。
首先，通过使用图9的在线手指登记处理，不需要使用如参照图8描述的橡皮印记执行离线制造测试；包括损伤数据的图像的捕获可以由用户在布置有传感器102的电子设备100的配置时或之后的任何时间被执行。
例如，可以设想：每当用户触摸传感器102的感测区域的表面100时，例如当用户希望解锁电子设备100(例如，智能电话)时，并且当处理单元103确定已经捕获了足够数量的图像时，一个或几个图像被捕获，单个图像被创建并且被存储。有利地，用户将不必参与用于创建包括损伤数据的图像的繁琐的登记处理。
在这个背景下，可以设想：电子设备100视觉上和/或听觉上指示用户如何将她的手指按压在指纹传感器102的感测区域的表面110上。
其次，在线手指登记处理有利地便于存储的图像的更新。由于电子设备受到磨损——例如，以覆盖传感器102的盖玻璃中的划痕和裂缝的形式——传感器102受到的损伤随时间而变化。
这可以通过捕获大量新图像以创建和存储包括新损伤数据的单个图像来克服。可替选地，在电子设备100的正常用户操作期间重复地捕获新图像，这些新图像——例如，平均的——与存储的单个图像进行组合，其中存储的图像随时间变化以反映传感器受到的变化的损伤。
图13示出了根据该实施方式的方法的流程图。因此，图9的处理被执行，并且在步骤S104中获得干净的捕获图像。
现在，随着指纹传感器102受到的损害变化，在步骤S105中，优选地在电子设备100的正常用户操作期间重复地捕获用户的指纹的新图像。
然后，如步骤S106a指示的，这些新图像或来自这些图像的所选信息与存储的单个图像进行组合，并且在步骤S106b中再次存储通过组合而创建的更新的单个图像。
此后，在步骤S104中使用更新的单个图像来抑制捕获图像中的损伤数据。
因此，在实现指纹感测系统的电子设备的正常操作期间捕获用户手指的图像的巨大优点是：可以随着时间逐渐改善损伤数据的估计(如果任何改进是可以的)。此外，这种方法的附加益处是可以补偿随时间变化的损伤(即，用户损坏覆盖指纹传感器的玻璃)。
此外，在该实施方式和先前描述的实施方式中，可以设想：在步骤S101b中计算与图像像素相关联的置信度度量并且将其用于存储的单个图像。如步骤S101c中存储的置信度度量所示，如果存储的图像在某些区域中被认为不够可靠，即，某些区域的置信度度量低；当在步骤S104中抑制捕获图像的损伤数据时，不使用那些区域。可以在逐个像素水平或针对像素的簇来计算置信度度量。还可以设想针对整个存储图像计算总置信度度量。
如步骤S105所示，如果多个新图像被捕获，则这些新图像或来自这些图像的所选信息——如步骤S106c指示的——用于更新存储的置信度度量，并且在步骤S106d中更新的置信度度量再次被存储，以供随后用于步骤S104的损伤数据的抑制。
此外，在实施方式中，设想在图像被捕获之前将少量的流体涂到传感器的感测区域110的表面上和/或涂到用户的手指上，以进一步改善用于抑制损伤数据的存储的图像。利用流体，指纹的脊和谷之间的区别被模糊，而损伤数据保留，这对于被创建并用于抑制随后的捕获图像中存在的损伤数据的图像是有利的。
此外，设想用户在图像被捕获时用她的手指执行滑动和/或旋转运动；因此，图像的运动部分可能被识别为手指，而图像的静止部分被识别为损伤数据。
图14示出了根据本发明的实施方式的在损伤数据已经被抑制之后对用户进行认证的流程图。对于直到步骤S104的处理的描述——其中从在步骤S103中捕获的图像中消除损伤数据——参照了图9。
因此，在步骤104中已经获得了干净图像之后，处理单元103在步骤S107中从增强的捕获图像中提取指纹，并且将其与存储在存储器105中的一个或更多个先前登记的指纹模板进行比较。在步骤S108中，如果提取的指纹与预先存储的模板匹配，则用户被认证，并且处理单元103通常将指示电子设备100(例如，智能电话)执行适当的动作，如从锁定模式转换到解锁模式，在解锁模式下允许用户访问智能电话100。
在实施方式中，在步骤S102中用于抑制损伤数据的图像被存储在指纹感测系统101的存储器105中，该存储器位于实际传感器102的外部(与在具有传感器102的芯片上的OTP 108形成对比)。有利地，除了提供更大的存储容量之外，使用外部存储器105避免将创建图像存储在主机设备中。进一步有利的是，在需要用新传感器代替指纹传感器102的情况下，由于在将新传感器连接至存储器时可以从外部存储器获取已经创建的图像，因此不需要通过执行进一步的测试来再次得到包括损伤数据的存储图像。然而，也可能必须针对新传感器捕获并存储新图像。
如上面已经讨论的，在损伤数据是加法类型的情况下，处理单元103从捕获图像中减去包括损伤数据的所存储的图像的缩放版本，其中捕获图像中存在的损伤数据被抑制或者甚至被消除。
在另一个实施方式中，在损伤数据是乘法类型的情况下，处理单元103将捕获图像中存在的损伤数据除以单个存储图像的损伤数据，其中捕获图像中存在的损伤数据被抑制或者甚至被消除。
还可以设想，损伤数据既是加法的又是乘法的。
以上主要参考几个实施方式描述了本发明。然而，如本领域技术人员容易理解的，除了上面公开的实施方式以外的其他实施方式同样可以在由所附专利的权利要求限定的本发明的范围内。

Claims (30)

1.一种指纹感测系统(101)的方法，所述方法抑制由指纹感测系统(101)的指纹传感器(102)捕获的图像中存在的损伤数据(120)，所述方法包括：
捕获(S101)接触所述指纹传感器(102)的物体的至少一个图像，所述图像包括由所述指纹传感器(102)受到的损伤引起的损伤数据(120)；
存储(S102)包括所述损伤数据的捕获图像；
捕获(S103)接触所述指纹传感器(102)的手指的指纹的至少一个另外的图像；以及
利用包括所述损伤数据的所存储的捕获图像来处理(S104)指纹的所述另外的捕获图像，以至少部分地抑制指纹的所述另外的捕获图像中的所述损伤数据。
2.根据权利要求1所述的方法，所述物体是橡皮印记。
3.根据权利要求1所述的方法，所述物体是手指，其中，捕获(S101)接触所述指纹传感器(102)的物体的至少一个图像还包括：
捕获所述手指的指纹的多个图像，所述图像包括由所述指纹传感器(102)受到的损伤引起的损伤数据(120)；
根据所述指纹的多个捕获图像创建(S101a)包括所述损伤数据(120)的图像，其中，存储(S102)所述捕获图像包括：
存储包括所述损伤数据的创建图像。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，在布置有所述指纹感测系统(101)的电子设备(100)的正常用户操作期间捕获所述多个图像。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，当用户在所述电子设备(100)的正常用户操作期间接触所述指纹传感器(102)时，重复地捕获一个或更多个图像，其中，在捕获了足够数量的所述指纹的图像之后，创建并存储根据所述指纹的所述多个捕获图像创建的图像。
6.根据权利要求4或5所述的方法，还包括：
重复地(S105)捕获所述指纹的新图像，所述图像包括损伤数据(120)；
根据捕获的新图像和包括所述损伤数据的先前存储的图像来创建(S106a)包括所述损伤数据的更新图像；
存储(S106b)包括所述损伤数据的所述更新图像，其中，使用包括所述损伤数据的所存储的更新图像来执行指纹的所述另外的捕获图像的处理(S104)，以至少部分地抑制指纹的所述另外的捕获图像中存在的所述损伤数据。
7.根据权利要求3至6中任一项所述的方法，其中，利用包括所述损伤数据的所存储的捕获图像来处理(S104)指纹的所述另外的捕获图像包括：
从指纹的所述另外的捕获图像中减去包括所述损伤数据的所存储的捕获图像。
8.根据权利要求3至7中任一项所述的方法，其中，利用包括所述损伤数据的所存储的捕获图像来处理(S104)指纹的所述另外的捕获图像包括：
将所述捕获图像中存在的损伤数据除以所存储的图像的损伤数据。
9.根据权利要求3至8中任一项所述的方法，其中，根据所述指纹的所述多个捕获图像创建(S101a)包括所述损伤数据(120)的图像包括：
将所述多个捕获图像组合成包括所述损伤数据(120)的单个图像。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，将所述多个捕获图像组合成包括所述损伤数据(120)的单个图像包括：
对所述多个捕获图像进行平均，以创建包括所述损伤数据(120)的图像。
11.根据权利要求3至10中任一项所述的方法，还包括：
在图像被捕获之前，将少量流体涂到所述用户的所述手指上和/或涂到所述指纹传感器(102)的所述感测区域的表面(110)上。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：
从所述损伤数据已经被抑制的指纹的所述另外的捕获图像中提取(s107)指纹；
将所述手指的捕获图像的指纹与一个或更多个授权的预先存储的指纹模板进行比较(S108)；以及
如果提取的捕获图像的指纹被认为与所述授权的预先存储的指纹模板中的一个或更多个匹配，则用户的认证通过。
13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：
计算(S101b)包括所述损伤数据的所存储的捕获图像的置信度度量，其中，如果计算出的置信度度量指示所存储的捕获图像的至少一部分被认为是不可靠的，则所述部分不用于抑制指纹的所述另外的捕获图像中存在的损伤数据。
14.根据权利要求13所述的方法，还包括：
基于捕获的所述指纹的新图像来计算(S106c)更新的置信度度量；以及
存储(S106d)所述更新的置信度度量，其中，随后在抑制指纹的所述另外的捕获图像中存在的损伤数据时考虑所存储的更新的置信度度量。
15.一种包括指纹传感器(102)和处理单元(103)的指纹感测系统(101)，所述指纹感测系统(101)被配置成：抑制由所述指纹感测系统(101)的所述指纹传感器(102)捕获的图像中存在的损伤数据(120)，
所述指纹传感器(102)被配置成：
捕获接触所述指纹传感器(102)的物体的至少一个图像，所述图像包括由所述指纹传感器(102)受到的损伤引起的损伤数据(120)；
所述处理单元(103)被配置成：
存储包括所述损伤数据的捕获图像；
捕获接触所述指纹传感器(102)的手指的指纹的至少一个另外的图像；并且
利用包括所述损伤数据的所存储的捕获图像来处理指纹的所述另外的捕获图像，以至少部分地抑制指纹的所述另外的捕获图像中的所述损伤数据。
16.根据权利要求15所述的指纹感测系统(101)，所述物体是橡皮印记。
17.根据权利要求15所述的指纹感测系统(101)，所述物体是手指，其中：
所述指纹传感器(102)被配置成：
捕获所述手指的指纹的多个图像，所述图像包括由所述指纹传感器(102)受到的损伤引起的损伤数据(120)；以及
所述处理单元(103)被配置成：
根据所述指纹的多个捕获图像创建包括所述损伤数据(120)的图像；以及
存储包括所述损伤数据的创建图像。
18.根据权利要求17所述的指纹感测系统(101)，其中，在布置有所述指纹感测系统(101)的电子设备(100)的正常用户操作期间捕获所述多个图像。
19.根据权利要求18所述的指纹感测系统(101)，其中，当用户在所述电子设备(100)的正常用户操作期间接触所述指纹传感器(102)时，重复地捕获一个或更多个图像，其中，在捕获了足够数量的指纹图像之后，创建并存储根据所述指纹的所述多个捕获图像创建的图像。
20.根据权利要求18或19所述的指纹感测系统(101)，其中：
所述指纹传感器(102)被配置成：
重复地捕获所述指纹的新图像，所述图像包括损伤数据(120)；
并且
所述处理单元(103)被配置成：
根据捕获的新图像和包括所述损伤数据的先前存储的图像创建包括所述损伤数据的更新图像；以及
存储包括所述损伤数据的更新图像，其中，使用包括所述损伤数据的所存储的更新图像来执行对指纹的所述另外的捕获图像的处理，以至少部分地抑制在指纹的所述另外的捕获图像中存在的所述损伤数据。
21.根据权利要求17至20中任一项所述的指纹感测系统(101)，其中，所述处理单元(103)被配置成：当利用包括所述损伤数据的所存储的捕获图像来处理指纹的所述另外的捕获图像时，
从指纹的所述另外的捕获图像中减去包括所述损伤数据的所存储的捕获图像。
22.根据权利要求17至21中任一项所述的指纹感测系统(101)，其中，所述处理单元(103)被配置成：当利用包括所述损伤数据的所存储的捕获图像来处理指纹的所述另外的捕获图像时，
将所述捕获图像中存在的损伤数据除以所存储的图像的损伤数据。
23.根据权利要求17至22中任一项所述的指纹感测系统(101)，其中，所述处理单元(103)被配置成：当根据所述指纹的所述多个捕获图像创建包括所述损伤数据(120)的图像时，
将所述多个捕获图像组合成包括所述损伤数据(120)的单个图像。
24.根据权利要求23所述的指纹感测系统(101)，所述处理单元(103)被配置成：当将所述多个捕获图像组合成包括所述损伤数据(120)的单个图像时，
对所述多个捕获图像进行平均，以创建包括所述损伤数据(120)的图像。
25.根据权利要求15至24中任一项所述的指纹感测系统(101)，所述处理单元(103)还被配置成：
从所述损伤数据已经被抑制的指纹的所述另外的捕获图像中提取指纹；
将所述手指的所述捕获图像的指纹与一个或更多个授权的预先存储的指纹模板进行比较；并且
如果提取的所述捕获图像的指纹被认为与所述授权的预先存储的指纹模板中的一个或更多个匹配，则用户的认证通过。
26.根据权利要求15至25中任一项所述的指纹感测系统(101)，所述处理单元(103)还被配置成：
计算包括所述损伤数据的所存储的捕获图像的置信度度量，其中，如果计算出的置信度度量指示存储的捕获图像的至少一部分被认为是不可靠的，则所述部分不用于抑制指纹的所述另外的捕获图像中存在的损伤数据。
27.根据权利要求15至25中任一项所述的指纹感测系统(101)，所述处理单元(103)还被配置成：
基于捕获的所述指纹的新图像来计算更新的置信度度量；并且
存储所述更新的置信度度量，其中，随后在抑制指纹的所述另外的捕获图像中存在的损伤数据时考虑所存储的更新的置信度度量。
28.一种电子设备(100)，其包括根据权利要求15至27中任一项所述的指纹感测系统(101)。
29.一种包括计算机可执行指令的计算机程序(107)，当所述计算机可执行指令在指纹感测系统(101)中包括的处理单元(103)上执行时，所述计算机可执行指令使所述指纹感测系统(101)执行根据权利要求1至14中任一项所述的步骤。
30.一种包括计算机可读介质(105)的计算机程序产品，所述计算机可读介质具有包含在其上的根据权利要求29所述的计算机程序(107)。
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