CN111881766A - 电子设备和身份认证方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电子设备和身份认证方法，该电子设备包括：光发射组件、指纹芯片与多个彩色滤光片,其中：光发射组件设置于电子设备的屏幕的封装玻璃与基底玻璃之间；指纹芯片上上具有多个间隔设置的滤光子区域；多个彩色滤光片分别设置于多个滤光子区域与屏幕之间。本发明实施例的技术方案，通过指纹芯片采集的光发射组件发出的光线照射到目标指纹上反射后经过多个彩色滤光片的反射光线信息，能够从纹路和光谱两方面验证目标指纹真实性，辨别出人工伪造的指纹，大幅提高通过指纹进行身份认证的安全性。

Description

电子设备和身份认证方法
技术领域
本发明属于电子设备领域，具体涉及一种电子设备和身份认证方法。
背景技术
通过指纹在电子设备上进行身份认证是一种快捷且准确率高的身份认证方法。然而，目前有不法分子根据指纹的纹路信息伪造出人工指纹假冒合法用户进行身份认证，给被伪造指纹的用户带来了巨大的信息安全风险。
因此，需要一种技术方案，以解决通过指纹进行身份认证时存在的安全性较低的问题。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种电子设备和身份认证方法，能够解决通过指纹进行身份认证时存在的安全性较低的问题。
为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：
第一方面，本发明实施例提供了一种电子设备，电子设备包括光发射组件、指纹芯片与多个彩色滤光片：
光发射组件设置于电子设备的屏幕的封装玻璃与基底玻璃之间；
指纹芯片上具有多个间隔设置的滤光子区域；
多个彩色滤光片分别设置于多个滤光子区域与屏幕之间。
第二方面，本发明实施例提供了一种身份认证方法，应用于如第一方面所述的电子设备，该方法包括：
响应于身份认证触发操作，控制光发射组件发射光线；
获取目标指纹对应的光照强度信息与目标指纹的第一纹路信息；光照强度信息，为目标指纹对光线进行反射后透过多个彩色滤光片到达指纹芯片的反射光线的光照强度信息；根据光照强度信息，生成目标指纹对应的第一光谱信息；根据第一光谱信息、第一纹路信息、预存的用于用户身份认证的第二光谱信息与第二纹路信息，进行用户身份认证。
第三方面，本发明实施例提供了一种电子设备，该电子设备包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现如第二方面所述的身份认证方法的步骤。
第四方面，本发明实施例提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现如第二方面所述的身份认证方法的步骤。
第五方面，本发明实施例提供了一种芯片，所述芯片包括处理器和通信接口，所述通信接口和所述处理器耦合，所述处理器用于运行程序或指令，实现如第二方面所述的身份认证方法的步骤。
在本发明实施例中，一种电子设备包括：光发射组件、指纹芯片与多个彩色滤光片,其中：光发射组件设置于电子设备的屏幕的封装玻璃与基底玻璃之间；指纹芯片上上具有多个间隔设置的滤光子区域；多个彩色滤光片分别设置于多个滤光子区域与屏幕之间。本发明实施例的技术方案，通过指纹芯片采集的光发射组件发出的光线照射到目标指纹上反射后经过多个彩色滤光片的反射光线信息，能够从纹路和光谱两方面验证目标指纹真实性，辨别出人工伪造的指纹，大幅提高通过指纹进行身份认证的安全性。
附图说明
图1是本发明一实施例提供的电子设备的部分结构示意图。
图2是本发明一实施例提供的可应用于如图1所示的电子设备的身份认证方法的流程示意图。
图3是本发明一实施例提供的光谱信息的示意图。
图4是本发明一实施例提供的彩色滤光片的位置布设示意图。
图5是本发明一实施例提供的能够实现身份认证方法的电子设备的部分剖面示意图。
图6是本发明一实施例提供的电子设备的硬件结构示意图。
附图标记：
电子设备100 光发射组件102 光线104 目标指纹106
盖板玻璃108 封装玻璃110 基底玻璃112 反射光线114
彩色滤光片116 指纹芯片118 线路板120
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本发明实施例提供的身份认证方法进行详细地说明。
图1是本发明一实施例提供的电子设备的部分结构示意图。
参照图1所示，电子设备100包括光发射组件102、指纹芯片118与多个彩色滤光片116，其中：光发射组件102设置于电子设备100的屏幕的封装玻璃110与基底玻璃112之间；指纹芯片118上具有多个间隔设置的滤光子区域；多个彩色滤光片116分别设置于多个滤光子区域与屏幕之间。
在示例实施例中，光发射组件102用于发射光线。
在示例实施例中，光发射组件102为独立RGB像素。例如，独立RGB像素位于电子设备100的屏幕的封装玻璃110与基底玻璃112之间。该独立RGB像素用于发射光线。电子设备100的屏幕中包含多个独立RGB像素，多个独立RGB像素分别对应红光、蓝光以及绿光。电子设备100控制光线104发出，该光线104可以是由红光、蓝光以及绿光混合而成的白光，也可以是红光与蓝光混合而成的紫光，或，红光与绿光混合而成的黄光，或，绿光与蓝光混合而成的青光。
在示例实施例中，指纹芯片118为黑白芯片，用于采集光发射组件102发出的光线104照射到目标指纹106上反射后经过多个彩色滤光片116的反射光线114。
在示例实施例中，参照图4所示，滤光子区域可以是彩色滤光片402、404、406、408、410、412、414、416、418分别对应的指纹芯片上的区域。
在示例实施例中，间隔设置的滤光子区域，指的是各个滤光子区域互不相邻。例如，参照图4所示，彩色滤光片402、404、406、408、410、412、414、416、418分别对应的指纹芯片上的滤光子区域之间互不相邻。
在示例实施例中，彩色滤光片116的光谱波段为通过光发射组件102发射的光线104对应的RGB子像素光谱预先确定的光谱波段。
在示例实施例中，彩色滤光片116，例如，红滤光片，能够吸收混合光中的绝大部分非红光的光线，允许红光穿透该彩色滤光片。彩色滤光片116的光谱波段即彩色滤光片116的颜色对应的光谱波段，例如，红滤光片的光谱波段为625纳米至635纳米。
在一实施例中，假设光线104是由红光、蓝光以及绿光混合而成的白光，则选取9个单点波长，选取方法可参照图3所示。将RGB独立子像素光谱的峰值波长确定为基本波长，例如，B像素光谱峰值320的波长约为470纳米，按照预先设定的+/-20纳米来确定与基本波长相邻的两个单点波长，即蓝光部分选取450纳米、470纳米以及490纳米；采用同样的方式，在绿光部分选取510纳米、530纳米以及550纳米，在红光部分选取610纳米、630纳米以及650纳米。根据9个单点波长与预设波长范围，确定9个光谱波段，该光谱波段通常以单点波长为中心，例如，445纳米至455纳米,465纳米至475纳米,485纳米至495纳米,505纳米至515纳米,525纳米至535纳米,545纳米至555纳米,605纳米至615纳米,625纳米至635纳米以及645纳米至655纳米。则多个彩色滤光片116的光谱波段为根据光线104对应的红光像素光谱、蓝光像素光谱、绿光像素光谱确定的9个光谱波段445纳米至455纳米,465纳米至475纳米,485纳米至495纳米,505纳米至515纳米,525纳米至535纳米,545纳米至555纳米,605纳米至615纳米,625纳米至635纳米以及645纳米至655纳米。
在示例实施例中，多个彩色滤光片116分别设置于多个滤光子区域与屏幕之间。例如，参照图4所示，彩色滤光片402、404、406、408、410、412、414、416、418分别设置于指纹芯片上的多个滤光子区域与屏幕之间。
在示例实施例中，预设数量个滤光子区域组成滤光区域，滤光区域用于获取目标指纹106对光发射组件102发射的光线104进行反射后透过彩色滤光片116得到的光照强度信息。
例如，参照图4所示，滤光区域为大单元422，预设数量为9，一个大单元422包括9个滤光子区域，即彩色滤光片402、404、406、408、410、412、414、416、418分别对应的指纹芯片上的区域。
在示例实施例中，属于同一滤光区域的两个滤光子区域对应的彩色滤光片116的光谱波段不同。
例如，参照图4所示，滤光区域为大单元422，预设数量为9，一个大单元422包括9个滤光子区域，即彩色滤光片402、404、406、408、410、412、414、416、418分别对应的指纹芯片上的区域，这9个彩色滤光片中任意两个滤光片的光谱波段不同。
在示例实施例中，电子设备100的屏幕中的发射光组件102发出光线104，光线104依次穿过封装玻璃110、盖板玻璃108，照射到目标指纹106上。目标指纹106吸收了光线104的一部分，并反射回另一部分，反射光线114依次穿过盖板玻璃108、封装玻璃110、基底玻璃112、彩色滤光片116，到达指纹芯片118。彩色滤光片116吸收了反射光线114的一部分。指纹芯片118与线路板120相连。
在如图1所述的电子设备的实施例中，一种电子设备包括：光发射组件、指纹芯片与多个彩色滤光片,其中：光发射组件设置于电子设备的屏幕的封装玻璃与基底玻璃之间；指纹芯片上上具有多个间隔设置的滤光子区域；多个彩色滤光片分别设置于多个滤光子区域与屏幕之间。本发明实施例的技术方案，通过指纹芯片采集的光发射组件发出的光线照射到目标指纹上反射后经过多个彩色滤光片的反射光线信息，能够从纹路和光谱两方面验证目标指纹真实性，辨别出人工伪造的指纹，大幅提高通过指纹进行身份认证的安全性。
图2是本发明一实施例提供的可应用于如图1所示的电子设备的身份认证方法的流程示意图。
参照图2所示，在步骤S202中，响应于身份认证触发操作，控制光发射组件发射光线。
在示例实施例中，身份认证触发操作可以是在电子设备的屏幕上的预设区域进行的按压操作，也可以是对电子设备的预设功能键的单击操作、长按操作、双击操作，还可以是其他预设操作。本发明不对身份认证触发操作进行特殊限定。
在示例实施例中，目标指纹对应的手指按压预设的指纹区域，电子设备的屏幕发出白光，照亮手指。
在示例实施例中，电子设备的屏幕中包含多个独立RGB像素，多个独立RGB像素分别对应红光、蓝光以及绿光。电子设备控制独立RGB像素发射光线，该光线可以是由红光、蓝光以及绿光混合而成的白光，也可以是红光与蓝光混合而成的紫光，或，红光与绿光混合而成的黄光，或，绿光与蓝光混合而成的青光。
在示例实施例中，指纹芯片可以是黑白芯片。彩色滤光片，例如，红滤光片，能够吸收混合光中的绝大部分非红光的光线，允许红光穿透该彩色滤光片。彩色滤光片的光谱波段即彩色滤光片的颜色对应的光谱波段，例如，红滤光片的光谱波段为625纳米至635纳米。彩色滤光片的具体位置可参照图1所示。彩色滤光片116位于指纹芯片118与电子设备的屏幕的基底玻璃112之间。
在示例实施例中，通常情况下，将红光、蓝光以及绿光混合而成的白光作为优选的光线，该光线可利用的光谱波段约为440纳米至700纳米。白光的光谱图可参考图3中的白光光谱310。
在示例实施例中，由于白光由红光、蓝光以及绿光3中颜色的光混合而成，故选取9个单点波长，选取方法参照图3所示。将RGB独立子像素光谱的峰值波长确定为基本波长，例如，B像素光谱峰值320的波长约为470纳米，按照预先设定的+/-20纳米来确定与基本波长相邻的两个单点波长，即蓝光部分选取450纳米、470纳米以及490纳米；采用同样的方式，在绿光部分选取510纳米、530纳米以及550纳米，在红光部分选取610纳米、630纳米以及650纳米。
在示例实施例中，若电子设备控制发出的光线是红光与蓝光混合而成的紫光，该紫光由2种光混合而成，故选取6个单点波长。例如，B像素光谱峰值320的波长约为470纳米，按照预先设定的+/-15纳米来确定与基本波长相邻的两个单点波长，即蓝光部分选取455纳米、470纳米以及485纳米，在红光部分选取615纳米、630纳米以及645纳米。
在示例实施例中，用于确定与基本波长相邻的两个单点波长的预设范围，例如，+/-20纳米，是根据RGB独立子像素光谱的峰值的一半对应的波长确定的，也可以根据1/3或其他预设的比例。参照图3所示，白光光谱310的横坐标为波长，单位为纳米，纵坐标为光线的辐射能力，单位无需关注，B像素光谱峰值320的波长约为470纳米，则在波长为450纳米或波长为490纳米的光线的辐射能力大约占波长为490纳米的光线的辐射能力的1/2。
在示例实施例中，与B像素光谱峰值320的波长相邻的两个单点波长，不会与其他单点波长重叠或交错，例如，蓝光部分选取450纳米、470纳米以及490纳米，且绿光部分选取510纳米、530纳米以及550纳米，蓝光部分选取的490纳米必然小于绿光部分的三个单点波长。
在示例实施例中，电子设备的屏幕发出的光线也可以由并非红光、蓝光以及绿光的其他颜色的光线混合而成，本发明不对光线的颜色进行具体限制。电子设备的屏幕可以是有机发光二极管(OLED，Organic Light-Emitting Diode)屏幕，也可以是其他屏幕。
在示例实施例中，若电子设备发出的光线是白光，则确定9个单点波长，根据9个单点波长与预设波长范围，确定9个光谱波段，该光谱波段通常以单点波长为中心，例如，445纳米至455纳米,465纳米至475纳米,485纳米至495纳米,505纳米至515纳米,525纳米至535纳米,545纳米至555纳米,605纳米至615纳米,625纳米至635纳米以及645纳米至655纳米。多个光谱波段之间没有重叠的波长范围。
在示例实施例中，多个彩色滤光片之间均存在间隔，可参照图4，彩色滤光片402、404、406、408、410、412、414、416、418分别位于指纹芯片的预设区域的上方。九个彩色滤光片的光谱波段分别为预先确定的9个光谱波段。这里的“上方”是指从指纹芯片指向电子设备的屏幕外的方向。参照图5所示，彩色滤光片520、530之间存在间隔。
在示例实施例中，彩色滤光片可以是方形，可以是圆形，还可以是菱形，本发明不对彩色滤光片的形状进行限定。彩色滤光片分布的形状也可以与图4、图5不同，而是预设的其他形状，只要多个彩色滤光片下方的指纹芯片的区域相互之间存在间隔即可。
在步骤S204中，获取目标指纹对应的光照强度信息与目标指纹的第一纹路信息；光照强度信息，为目标指纹对光线进行反射后透过多个彩色滤光片到达指纹芯片的反射光线的光照强度信息。
在示例实施例中，电子设备的屏幕发出白光，照亮目标指纹对应的手指，光线经过该手指反射，再次穿过屏幕，穿过摄像头，透过多个彩色滤光片达到指纹芯片。
在示例实施例中，手指的皮肤下有血管、骨骼等人体组织，当白光照射到手指时，手指会吸收由红光、绿光、蓝光混合而成的白光的一部分光线，再反射回另一部分光线。人工伪造的指纹的装置，通过一个人的指纹作为模板，使用硅胶等塑性材料进行定性，该装置只模仿指纹的纹路信息，不考虑活体指纹的生物特性。当白光照射到人工伪造的指纹装置时，该装置也会吸收白光的一部分光线，再反射回另一部分光线。然而，活体指纹反射回的反射光线的光谱信息，与人工伪造的指纹装置反射回的反射光线的光谱信息显然存在巨大的差异。
在示例实施例中，多个彩色滤光片分别对应多个预先确定的光谱波段，当反射光线穿过某个彩色滤光片时，绝大部分未处于该光谱波段的光线都被彩色滤光片吸收，该光谱波段的光线透过该彩色滤光片到达指纹芯片，指纹芯片接收该光谱波段的光线的光照强度。例如，预先确定9个光谱波段，指纹芯片的预设区域的上方设置了36个彩色滤光片，每9个不同的光谱波段的彩色滤光片划分为一个大单元。该指纹芯片上方共设置了4个大单元。这里的“上方”是指从指纹芯片指向电子设备的屏幕外的方向。其中，光谱波段为527纳米至533纳米的绿滤光片，反射光线中的红光和蓝光绝大部分都被绿滤光片吸收，波长范围在527纳米至533纳米之间的绿光能透过该绿滤光片，到达指纹芯片，指纹芯片可获取波长范围在527纳米至533纳米之间的绿光的光照强度信息。同理，指纹芯片可获取9个不同的光谱波段的光线的光照强度信息。
在步骤S206中，根据光照强度信息，生成目标指纹对应的第一光谱信息。
在示例实施例中，根据光照强度信息，生成目标指纹对应的第一光谱信息，包括：根据多个光谱波段的反射光线的光照强度信息与多个光谱波段，生成光谱曲线，作为目标指纹对应的第一光谱信息。
在示例实施例中，参照图3可知，根据反射光线穿过光谱波段为465纳米至475纳米的蓝滤光片到达指纹芯片时，指纹芯片采集到的光照强度信息330，以及其他同样原理得到的8个光照强度信息，可以画出一条曲线340，该曲线340能够反映目标指纹对应的光谱信息，将该曲线确定为第一光谱信息。
在示例实施例中，根据9个点生成的曲线不一定是反射光线的准确的光谱信息，但足以用来判断该光谱信息与预存的用于用户身份认证的第二光谱信息是否匹配。
在步骤S208中，根据第一光谱信息、第一纹路信息、预存的用于用户身份认证的第二光谱信息与第二纹路信息，进行用户身份认证。
在示例实施例中，根据第一光谱信息、第一纹路信息、预存的用于用户身份认证的第二光谱信息与第二纹路信息，进行用户身份认证，包括：根据第一光谱信息与预存的用于用户身份认证的第二光谱信息，判断目标指纹是否为活体指纹；根据第一纹路信息与预存的用于用户身份认证的第二纹路信息，判断第一纹路信息是否与第二纹路信息匹配；若目标指纹是活体指纹，且第一纹路信息与第二纹路信息匹配，则确定用户身份认证的结果为通过；否则，确定用户身份认证的结果为不通过。
在示例实施例中，根据第一纹路信息与预存的用于用户身份认证的第二纹路信息，判断第一纹路信息是否与第二纹路信息匹配，可以是，根据第一纹路信息与第二纹路信息，确定第一纹路信息与第二纹路信息之间的纹路相似度，若纹路相似度大于等于预设纹路相似度阈值，则确定第一纹路信息与第二纹路信息匹配；若纹路相似度小于预设纹路相似度阈值，则确定第一纹路信息与第二纹路信息不匹配。其中，预设纹路相似度阈值通常较高，例如90％。
在示例实施例中，根据第一纹路信息与预存的用于用户身份认证的第二纹路信息，判断第一纹路信息是否与第二纹路信息匹配，还可以是，根据第一纹路信息的特征点与第二纹路信息的特征点，判断判断第一纹路信息是否与第二纹路信息匹配。
在示例实施例中，根据第一光谱信息与预存的用于用户身份认证的第二光谱信息，判断目标指纹是否为活体指纹，包括：根据第一光谱信息与预存的用于用户身份认证的第二光谱信息，确定第一光谱信息与第二光谱信息之间的相似度；若相似度大于等于预设相似度阈值，则确定目标指纹为活体指纹；若相似度小于预设相似度阈值，则确定目标指纹为非活体指纹。
在示例实施例中，获取目标指纹对应的第一光谱信息，将获取的第一光谱信息和录入的指纹光谱信息进行匹配，若相似度低，如低于60％，则确定目标指纹为非活体指纹，界面显示用户身份认证未通过。若相似度高，如大于等于60％，则确定目标指纹为活体指纹。通常情况下，预设相似度阈值较低，例如60％。
在示例实施例中，电子设备可以先判断目标指纹是否为活体指纹，再判断第一纹路信息是否与第二纹路信息匹配；也可以先判断第一纹路信息是否与第二纹路信息匹配，再判断目标指纹是否为活体指纹；还可以不分先后同时进行判断。本发明不对此进行特殊限定。
在示例实施例中，仅当目标指纹是活体指纹，且第一纹路信息与第二纹路信息匹配时，电子设备确定用户身份认证的结果为通过，其他情况下确定用户身份认证的结果为不通过。
在示例实施例中，根据指纹识别进行的用户身份认证可以应用于解锁电子设备的场景。具体地，当电子设备根据指纹，确定用户身份认证的结果为通过后，电子设备进行用户权限的解锁，允许该目标指纹对应的用户使用该电子设备的大部分功能。例如，手机根据指纹识别，确定目标指纹对应的用户为该手机的使用者，即确定用户身份认证的结果为通过后，解除锁屏保护，该用户可以使用该手机进行打电话、上网、玩游戏等多种活动；若手机根据指纹识别，确定目标指纹对应的用户不是该手机的使用者，即确定用户身份认证的结果为未通过后，手机依旧保持锁屏保护状态，该用户无法使用该手机的绝大多数功能。。
在示例实施例中，当目标指纹是非活体指纹，且第一纹路信息与第二纹路信息匹配时，显然该目标指纹是非法用户在利用人工伪造的指纹试图冒充他人进行用户身份认证，对被仿造指纹的人来说带来了极大的信息安全风险与经济风险。人工伪造的指纹即通过一个人的指纹作为模板，使用硅胶等塑性材料进行定性，以此制作可以破解基于传统光学采集仪器的自动指纹识别系统。不同于伪造的指纹，人体的皮肤具有独特的吸收和散射特性。人工伪造的指纹可以仿造指纹的纹路信息，但不具备人体的活性特性。
在示例实施例中，当目标指纹是活体指纹，且第一纹路信息与第二纹路信息不匹配时，说明目标指纹对应的用户不是满足用户身份认证要求的用户，而是其他用户，故用户身份认证的结果为不通过。
在示例实施例中，当目标指纹是非活体指纹，且第一纹路信息与第二纹路信息不匹配时，可能是错误的人工伪造的指纹，也可能是用户误操作，故用户身份认证的结果为不通过。
进一步地，在示例实施例中，若连续预设数量次确定目标指纹为非活体指纹，则切换至基于密码的用户身份认证模式。例如，若连续三次均判断为非活体指纹，则电子设备直接关闭指纹识别功能，电子设备的屏幕上显示“请输入密码解锁”。若连续预设数量次确定目标指纹为非活体指纹，说明可能存在非法用户蓄意针对基于指纹识别的用户身份认证模式进行破解的尝试，此时基于指纹识别的用户身份认证模式的风险较高，因此，应当关闭指纹识别功能，切换至其他用户身份识别模式。
在示例实施例中，若连续预设数量次确定目标指纹为非活体指纹，还可以切换至基于人脸识别的用户身份认证模式，或，基于语音识别的用户身份认证模式，或，基于动态的手机验证码的用户身份认证模式等。本发明不对切换后的用户身份认证模式进行特殊限定。
在示例实施例中，连续预设数量次确定目标指纹为非活体指纹，还可以在预设时间范围内切换至禁止用户身份认证模式，例如，若连续三次均判断为非活体指纹，则电子设备在24小时内无法再进行用户身份认证，24小时后才能再次进行用户身份认证。
在示例实施例中，在使用该身份认证方法前，该电子设备的使用者进入指纹录入界面，手指按压指纹区域，电子设备的屏幕发出白光，照亮手指，光线经过手指反射，再次穿过屏幕，穿过摄像头达到指纹芯片；指纹芯片生成指纹对应的光谱信息，该光谱信息即前述预存的用于用户身份认证的第二光谱信息，且指纹芯片输出该指纹的纹路信息，该纹路信息即前述预存的用于用户身份认证的第二纹路信息；将第二光谱信息与第二纹路信息保存在电子设备上。
在如图2所述的身份认证方法的实施例中，首先，响应于身份认证触发操作，控制光发射组件发射光线；然后，获取目标指纹对应的光照强度信息与目标指纹的第一纹路信息；光照强度信息，为目标指纹对光线进行反射后透过多个彩色滤光片到达指纹芯片的反射光线的光照强度信息；接着，根据光照强度信息，生成目标指纹对应的第一光谱信息；最后，根据第一光谱信息、第一纹路信息、预存的用于用户身份认证的第二光谱信息与第二纹路信息，进行用户身份认证。通过本发明实施例，能够发出光线，照射到目标指纹，获取光照强度信息与第一纹路信息，生成第一光谱信息，通过第一光谱信息与第一纹路信息的双重验证来进行用户身份识别，能够辨别出人工伪造的指纹，大幅提高通过指纹进行身份认证的安全性。
图3是本发明一实施例提供的光谱信息的示意图。
参照图3所示，光谱图310是由红光(R像素)、蓝光(B像素)、绿光(G像素)混合而成的白光的光谱图，B像素光谱峰值320的波长约为470纳米，按照预先设定的+/-20纳米来确定与基本波长相邻的两个单点波长，即蓝光部分选取450纳米、470纳米以及490纳米；采用同样的方式，在绿光部分选取510纳米、530纳米以及550纳米，在红光部分选取610纳米、630纳米以及650纳米。
在示例实施例中，光照强度信息330是根据B像素光谱峰值320的波长确定的光谱波段465纳米至475纳米的光线的光照强度信息。需要注意的是，白光照射到手指再反射回来，透过滤光片到达指纹芯片的过程中，与白光的光谱图相比，到达指纹芯片的反射光线的光照强度信息必然会减弱。曲线340是根据光照强度信息330以及其他8个光谱波段的光线的光照强度信息确定的曲线，该曲线340能够反映目标指纹对应的光谱信息，即第一光谱信息。
图4是本发明一实施例提供的彩色滤光片的位置布设示意图。
参照图4所示，将芯片方向分为X和Y方向，划分为网格状，以6*6为一个大单元422，在一个大单元422内以2*2为一个小单元420。在小单元420的左上角的格子区域的上方设置光谱波段为445纳米至455纳米的彩色滤光片，且按相同原理设置其他8个光谱波段的彩色滤光片。需要注意的是，9个不同光谱波段的彩色滤光片的位置可以互换，对后续步骤中生成的第一光谱信息没有影响。这里的“上方”是指从指纹芯片指向电子设备的屏幕外的方向。另外，图3仅展示了一个大单元422，实际的指纹芯片可以设置多个与一个大单元422相同的大单元。
在示例实施例中，彩色滤光片402、404、406、408、410、412、414、416、418分别位于指纹芯片的预设区域的上方。九个彩色滤光片的光谱波段分别为预先确定的9个光谱波段，例如，445纳米至455纳米,465纳米至475纳米,485纳米至495纳米,505纳米至515纳米,525纳米至535纳米,545纳米至555纳米,605纳米至615纳米,625纳米至635纳米以及645纳米至655纳米。
图5是本发明一实施例提供的能够实现身份认证方法的电子设备的部分剖面示意图。
参照图5所示，多个微透镜510下方，有彩色滤光片520与彩色滤光片530，彩色滤光片520与彩色滤光片530对应不同的光谱波段，且两个彩色滤光片中间存在间隔，彩色滤光片520与彩色滤光片530下方是光电二极管540，光电二极管540下方是多层配线层550。需要注意的是，这里的下方指的是从电子设备的屏幕外指向指纹芯片的方向。
需要说明的是，本发明实施例提供的身份认证方法，执行主体可以为身份认证装置，或者该身份认证装置中的用于执行加载身份认证的方法的控制模块。本发明实施例中以身份认证装置执行加载身份认证方法为例，说明本发明实施例提供的身份认证方法。
图6是本发明一实施例提供的电子设备的硬件结构示意图。
该电子设备600包括但不限于：射频单元601、网络模块602、音频输出单元603、输入单元604、传感器605、显示单元606、用户输入单元607、接口单元608、存储器609、以及处理器610等部件。
本领域技术人员可以理解，电子设备100还可以包括给各个部件供电的电源(比如电池)，电源可以通过电源管理系统与处理器110逻辑相连，从而通过电源管理系统实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。图6中示出的电子设备结构并不构成对电子设备的限定，电子设备可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置，在此不再赘述。
其中，处理器610，用于实现以下流程：响应于身份认证触发操作，控制光发射组件发射光线；获取目标指纹对应的光照强度信息与目标指纹的第一纹路信息；光照强度信息，为目标指纹对光线进行反射后透过多个彩色滤光片到达指纹芯片的反射光线的光照强度信息；根据光照强度信息，生成目标指纹对应的第一光谱信息；根据第一光谱信息、第一纹路信息、预存的用于用户身份认证的第二光谱信息与第二纹路信息，进行用户身份认证。
在本发明实施例中，首先，响应于身份认证触发操作，控制光发射组件发射光线；然后，获取目标指纹对应的光照强度信息与目标指纹的第一纹路信息；光照强度信息，为目标指纹对光线进行反射后透过多个彩色滤光片到达指纹芯片的反射光线的光照强度信息；接着，根据光照强度信息，生成目标指纹对应的第一光谱信息；最后，根据第一光谱信息、第一纹路信息、预存的用于用户身份认证的第二光谱信息与第二纹路信息，进行用户身份认证。通过本发明实施例，能够发出光线，照射到目标指纹，获取光照强度信息与第一纹路信息，生成第一光谱信息，通过第一光谱信息与第一纹路信息的双重验证来进行用户身份识别，能够辨别出人工伪造的指纹，大幅提高通过指纹进行身份认证的安全性。
可选的，处理器610，还用于根据光照强度信息，生成目标指纹对应的第一光谱信息，包括：根据多个光谱波段的反射光线的光照强度信息与多个光谱波段，生成光谱曲线，作为目标指纹对应的第一光谱信息。
可选的，处理器610，还用于根据第一光谱信息、第一纹路信息、预存的用于用户身份认证的第二光谱信息与第二纹路信息，进行用户身份认证，包括：根据第一光谱信息与预存的用于用户身份认证的第二光谱信息，判断目标指纹是否为活体指纹；根据第一纹路信息与预存的用于用户身份认证的第二纹路信息，判断第一纹路信息是否与第二纹路信息匹配；若目标指纹是活体指纹，且第一纹路信息与第二纹路信息匹配，则确定用户身份认证的结果为通过；否则，确定用户身份认证的结果为不通过。
可选的，处理器610，还用于根据第一光谱信息与预存的用于用户身份认证的第二光谱信息，判断目标指纹是否为活体指纹，包括：根据第一光谱信息与预存的用于用户身份认证的第二光谱信息，确定第一光谱信息与第二光谱信息之间的相似度；若相似度大于等于预设相似度阈值，则确定目标指纹为活体指纹；若相似度小于预设相似度阈值，则确定目标指纹为非活体指纹。
可选的，处理器610，还用于若连续预设数量次确定目标指纹为非活体指纹，则切换至基于密码的用户身份认证模式。
在本发明实施例中，根据多个光谱波段的反射光线的光照强度信息与多个光谱波段生成第一光谱信息；根据多个判断目标指纹是否为活体指纹，判断第一纹路信息是否与预存信息匹配，根据两个判断结果确定用户认证结果；根据第一光谱信息与第二光谱信息的相似度与预设相似度阈值的比较判断目标指纹是否为活体指纹，且若多次确定目标指纹为非活体指纹，则切换用户身份认证模式。通过本发明实施例，能够获得第一光谱信息，根据双重判断确定用户认证结果，能够根据两种光谱信息的相似度与预设相似度阈值的比较判断目标指纹是否为活体指纹，能够在非法用户明显针对指纹识别进行恶意破解尝试时停止指纹识别功能，通过其他方式进行身份认证，有效提高用户身份认证的安全性。
本发明实施例还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有程序或指令，该程序或指令被处理器执行时实现上述身份认证方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
其中，所述处理器为上述实施例中所述的电子设备中的处理器。所述可读存储介质，包括计算机可读存储介质，如计算机只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等。
本发明实施例另提供了一种芯片，所述芯片包括处理器和通信接口，所述通信接口和所述处理器耦合，所述处理器用于运行程序或指令，实现上述身份认证方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
应理解，本发明实施例提到的芯片还可以称为系统级芯片、系统芯片、芯片系统或片上系统芯片等。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。此外，需要指出的是，本发明实施方式中的方法和装置的范围不限按示出或讨论的顺序来执行功能，还可包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序来执行功能，例如，可以按不同于所描述的次序来执行所描述的方法，并且还可以添加、省去、或组合各种步骤。另外，参照某些示例所描述的特征可在其他示例中被组合。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的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(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本发明的保护之内。

Claims (10)

1.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括光发射组件、指纹芯片与多个彩色滤光片，其中：
所述光发射组件设置于所述电子设备的屏幕的封装玻璃与基底玻璃之间；
所述指纹芯片上具有多个间隔设置的滤光子区域；
所述多个彩色滤光片分别设置于多个所述滤光子区域与所述屏幕之间。
2.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述彩色滤光片的光谱波段为通过所述光发射组件发射的光线对应的RGB子像素光谱预先确定的光谱波段。
3.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，预设数量个滤光子区域组成滤光区域，所述滤光区域用于获取目标指纹对所述光发射组件发射的光线进行反射后透过所述彩色滤光片得到的光照强度信息。
4.根据权利要求3所述的电子设备，其特征在于，属于同一所述滤光区域的两个所述滤光子区域对应的彩色滤光片的光谱波段不同。
5.一种身份认证方法，应用于如权利要求1-4中任一项所述的电子设备，其特征在于，包括：
响应于身份认证触发操作，控制所述光发射组件发射光线；
获取目标指纹对应的光照强度信息与所述目标指纹的第一纹路信息；所述光照强度信息，为所述目标指纹对所述光线进行反射后透过所述多个彩色滤光片到达所述指纹芯片的反射光线的光照强度信息；
根据所述光照强度信息，生成所述目标指纹对应的第一光谱信息；
根据所述第一光谱信息、所述第一纹路信息、预存的用于用户身份认证的第二光谱信息与第二纹路信息，进行用户身份认证。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述光照强度信息，生成所述目标指纹对应的第一光谱信息，包括：
根据所述多个光谱波段的反射光线的光照强度信息与所述多个光谱波段，生成光谱曲线，作为所述目标指纹对应的第一光谱信息。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述第一光谱信息、所述第一纹路信息、预存的用于用户身份认证的第二光谱信息与第二纹路信息，进行用户身份认证，包括：
根据所述第一光谱信息与预存的用于用户身份认证的第二光谱信息，判断所述目标指纹是否为活体指纹；
根据所述第一纹路信息与预存的用于用户身份认证的第二纹路信息，判断所述第一纹路信息是否与所述第二纹路信息匹配；
若所述目标指纹为活体指纹且所述第一纹路信息与所述第二纹路信息匹配，则确定所述用户身份认证的结果为通过；
若所述目标指纹为活体指纹且所述第一纹路信息与所述第二纹路信息不匹配，或者，若所述目标指纹为非活体指纹且所述第一纹路信息与所述第二纹路信息匹配，或者，若所述目标指纹为非活体指纹且所述第一纹路信息与所述第二纹路信息不匹配，则确定所述用户身份认证的结果为不通过。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，根据所述第一光谱信息与预存的用于用户身份认证的第二光谱信息，判断所述目标指纹是否为活体指纹，包括：
根据所述第一光谱信息与预存的用于用户身份认证的第二光谱信息，确定所述第一光谱信息与所述第二光谱信息之间的相似度；
若所述相似度大于等于预设相似度阈值，则确定所述目标指纹为活体指纹；
若所述相似度小于所述预设相似度阈值，则确定所述目标指纹为非活体指纹。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
若连续预设数量次确定所述目标指纹为非活体指纹，则切换至基于密码的用户身份认证模式。
10.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求5至9中任一项所述的方法。
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