CN114223022A - 指纹认证装置、指纹认证方法和程序 - Google Patents

Abstract

本技术涉及一种指纹认证装置、一种指纹认证方法和一种程序，其使得能够有效地执行指纹信息的登记和指纹的认证。生成呈现图像，该图像呈现要检测指纹时手指甲底部的位置。所生成的呈现图像用于获得指纹的图像。本技术可以应用于例如智能手机型装置、腕带型装置和平板终端等。

Description

指纹认证装置、指纹认证方法和程序

技术领域

本技术涉及一种指纹认证装置、一种指纹认证方法和一种程序，更具体地，涉及一种高效地执行指纹信息的登记或指纹认证的指纹认证装置、指纹认证方法和程序。

背景技术

专利文献1公开了显示指纹登记接口、检测手指在指纹传感器上执行的多个手指手势、以及从多个手指手势收集指纹信息。

引文列表

专利文献

专利文献1：日本专利申请公开号2018-195316

发明内容

本发明要解决的问题

期望有效地执行指纹信息的登记或指纹的认证。

鉴于这种情况而构成本技术，并且使得可以有效地执行指纹信息的登记或指纹的认证。

问题的解决方案

根据本技术的一个方面的指纹认证装置或程序涉及：一种指纹认证装置，包括：显示控制单元，所述显示控制单元生成用于呈现在检测指纹时手指的指甲根部的位置的呈现图像；以及处理单元，所述处理单元使用所生成的呈现图像获得指纹的图像；或者涉及一种用于使计算机用作这种指纹认证装置的程序。

根据本技术的一个方面的指纹认证方法涉及一种用于包括显示控制单元和处理单元的指纹认证装置的指纹认证方法，所述方法包括：使用显示控制单元生成呈现图像，用于呈现在检测指纹时手指的指甲根部的位置；并且使用处理单元，使用所生成的呈现图像获得指纹的图像。

根据按照本技术的一个方面的指纹认证装置、指纹认证方法和程序，生成呈现在获得指纹图像时手指的指甲根部的位置的呈现图像，并且使用生成的呈现图像获得指纹的图像。

附图说明

[图1[是示出根据应用本技术的实施例的指纹认证装置的示例性配置的框图；

[图2]是比较指纹传感器的检测区域的范围和指纹的范围的尺寸的示图；

[图3]是例示配备有指纹认证装置的智能手机型装置的外观的透视图；

[图4]是例示配备有指纹认证装置的腕带型装置的外观的正视图；

[图5]是示出图1中的指纹登记处理单元的示例性配置的框图；

[图6]是例示当指纹登记处理开始时要在显示单元上显示的手指位置呈现图像的示图；

[图7]是示出在图3所示的智能手机型装置的情况下手指位置呈现图像的示例性显示的示图，其中，指纹传感器嵌入在显示器中；

[图8]是示出在图3所示的智能手机型装置的情况下手指位置呈现图像的示例性显示的示图，其中，指纹传感器嵌入在除了显示器之外的部分中；

[图9]是示出图4所示的腕带型装置中手指位置呈现图像的示例性显示的示图；

[图10]是例示当用户用手指触摸由手指位置呈现图像呈现的第一手指位置时由指纹传感器获得的指纹图像的示图；

[图11]是例示指纹脊的端点的放大图；

[图12]是例示指纹脊的分支点的放大图；

[图13]是例示呈现第二手指位置的手指位置呈现图像的示图；

[图14]是例示当用户用手指触摸由图13的手指位置呈现图像呈现的第二手指位置时由指纹传感器获得的指纹图像的示图；

[图15]是用于解释在手指触摸手指位置呈现图像所呈现的位置的情况下，手指位置呈现图像所呈现的手指位置和指纹传感器所获得的指纹图像的位置之间的对应关系的示图，该示图是示出手指位置呈现图像所呈现的手指位置的示图；

[图16]是用于说明在手指触摸手指位置呈现图像所呈现的位置的情况下，手指位置呈现图像所呈现的手指位置和指纹传感器所获得的指纹图像的位置之间的对应关系的示图，该示图是示出指纹传感器所获得的指纹图像的位置的示图；

[图17]是例示呈现第三手指位置的手指位置呈现图像的示图；

[图18]是例示当用户用手指触摸由图17的手指位置呈现图像呈现的第三位置时由指纹传感器获得的指纹图像的示图；

[图19]是示出获得整个指纹范围的指纹图像和特征量的状态的示图；

[图20]是例示呈现特征量的获取状态的获取状态图像的第一模式的示图；

[图21]是例示呈现特征量的获取状态的获取状态图像的第二模式的示图；

[图22]是例示呈现特征量的获取状态的获取状态图像的第三模式的示图；

[图23]是例示呈现特征量的获取状态的误差图像的示图；

[图24]是用于解释由图5中的指纹登记处理单元执行的示例性指纹登记处理的流程图；

[图25]是示出指纹认证处理单元的示例性配置的框图；

[图26]是例示登记为模板的指纹的特征量(特征点)的位置分布的示图；

[图27]是例示在指纹认证时要在显示单元上显示的手指位置呈现图像的示图；

[图28]是用于解释由指纹认证处理单元执行的示例性指纹认证过程的流程图；

[图29]是示出使用程序执行一系列处理的计算机的示例性硬件配置的框图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图描述本技术的实施例。

<<指纹认证装置的实施例>>

图1是示出根据应用本技术的实施例的指纹认证装置的示例性配置的框图。

图1的指纹认证装置11安装在例如可穿戴装置(例如，智能手机或腕带型装置)或者诸如平板终端等装置中。指纹认证装置11包括指纹传感器12、操作输入单元13、存储单元14、显示单元15和处理单元16。

指纹传感器12检测与检测区域(检测平面)接触的指纹。具体地，指纹传感器12获得与检测区域接触的范围内的指纹图像(指纹图像)，并将其提供给处理单元16。指纹传感器12可以是任何类型，例如，光学类型、静电类型和超声波类型。注意，作为光学指纹传感器，已知一种指纹传感器，其用光照射放置在检测区域上的指纹，用微透镜阵列收集由指纹反射的光，并用成像元件对光进行光电转换，以获得指纹图像。

此外，指纹传感器12是小面积传感器，其中，用于检测指纹的检测区域相对于指纹的基本整个范围(以下称为指纹的整个范围)较小。图2是比较指纹传感器12的检测区域的尺寸和指纹的整个范围的示图。在图2中，指纹传感器12的检测区域12A的垂直宽度和水平宽度分别被设置为指纹31的整个范围的垂直宽度和水平宽度的大约1/4到1/2的长度。因此，能够由指纹传感器12一次捕捉的指纹图像的范围是指纹31的整个范围的一部分。通过改变指纹31相对于检测区域12A的接触部分并多次捕捉指纹图像，可以获得指纹31的整个范围的指纹图像。注意，即使指纹传感器12不是小面积传感器，本技术也是适用的。

在图1中，操作输入单元13例如是触摸面板或操作按钮，并且将用户执行的用户操作提供给处理单元16。

存储单元14存储从处理单元16提供的信息，并且进一步将存储的信息提供给处理单元16。例如，存储单元14存储要在指纹认证装置11中登记的用户的指纹信息。

显示单元15在显示器上显示由处理单元16提供的图像信号表示的图像。注意，显示单元15可以是经由诸如蓝牙(注册商标)等通信连接到指纹认证装置11的装置中的显示单元，或者可以是多个单独的显示单元。

处理单元16通过执行程序来执行各种类型的处理。处理单元16包括处理切换单元21、指纹登记处理单元22、指纹认证处理单元23和图像输出单元24，作为通过程序执行实现的功能块。

在操作输入单元13上执行用于登记指纹的用户操作的情况下，处理切换单元21禁止处理指纹认证处理单元23，并且能够处理指纹登记处理单元22。另一方面，在操作输入单元13上执行用于执行指纹认证的用户操作的情况下，禁止处理指纹登记处理单元22，并且能够处理指纹认证处理单元23。

指纹登记处理单元22执行登记用户指纹的处理(指纹登记处理)。即，在登记用户指纹的情况下，指纹登记处理单元22基于来自指纹传感器12的指纹图像获得指纹的特征量，作为与指纹相关联的指纹信息，并且创建用于指纹认证的模板(标准模式)。然后，指纹登记处理单元22使存储单元14存储创建的模板。

此外，指纹登记处理单元22生成呈现使用指纹传感器12获得指纹图像时的手指位置的手指位置呈现图像和呈现指纹信息的获取状态(特征量)的获取状态图像，并将其提供给图像输出单元24。

指纹认证处理单元23执行指纹认证过程(指纹认证过程)。即，在执行指纹认证的情况下，指纹认证处理单元23将从来自指纹传感器12的指纹图像中检测到的指纹信息与存储在存储单元14中的模板进行核对。在从指纹图像检测到的指纹信息通过核对与模板匹配的情况下，指纹认证处理单元23确定用户认证已经成功。另一方面，在从指纹图像检测到的指纹信息与模板不匹配的情况下，指纹认证处理单元23确定用户认证失败。配备有指纹认证装置11的装置根据指纹认证处理单元23的认证结果，即认证的成功或失败，来执行处理。

此外，指纹认证处理单元23生成在使用指纹传感器12获得指纹图像时呈现手指位置的手指位置呈现图像，并将其提供给图像输出单元24。

图像输出单元24用作显示控制单元，该显示控制单元生成预定格式的图像信号，用于使显示单元15显示来自指纹登记处理单元22或指纹认证处理单元23的图像，并将其提供给显示单元15，以执行显示由图像信号表示的图像的显示控制。

<配备有指纹认证装置11的第一示例性装置>

图3是例示配备有指纹认证装置11的智能手机型装置的外观的透视图。在图3中，智能手机型装置41包括具有触摸面板的显示器42和指纹传感器43。显示器42、触摸面板和指纹传感器43分别对应于图1中的显示单元15、操作输入单元13和指纹传感器12。

在图3中，显示器42设置在矩形外壳的正面上。显示器42例如是有机发光二极管(OLED)显示器或液晶显示器，并且包括触摸面板。

指纹传感器43嵌入在显示器42中。指纹传感器43例如是包括成像单元的光学传感器，并且使用成像单元(未示出)捕捉与检测区域44的表面接触的手指的指纹，以获得指纹图像。然而，指纹传感器43可以是另一种类型的传感器，例如，超声波类型。

此外，指纹传感器43是小面积传感器，其中，检测面积44小于指纹的整个范围，如图2所示。

此外，在智能手机型装置41中，指纹传感器45可以设置在外壳的侧表面等(除显示器42之外的部分)上，代替嵌入在显示器42中的指纹传感器43。指纹传感器45对应于图1中的指纹传感器12，并且是小面积传感器，其中，检测区域46小于指纹的整个范围。即，图1中的指纹传感器12可以不嵌入显示单元15中，并且可以不包括能够显示叠加在检测区域12A上的图像的显示单元15。

<配备有指纹认证装置11的第二示例性装置>

图4是例示配备有指纹认证装置11的腕带型装置的外观的正视图。在图4中，腕带型装置51包括带52、显示器53和指纹传感器54。显示器53和指纹传感器54分别对应于图1中的显示单元15和指纹传感器12。

在图4中，带52呈带状，并且由用户通过缠绕在手腕等上来佩戴。

显示器53例如是OLED显示器或液晶显示器，并且设置在带52的内周表面或外周表面上。

指纹传感器54嵌入在显示器53中。指纹传感器54例如是包括成像单元的光学传感器，并且使用成像单元(未示出)捕捉与检测区域55的表面接触的手指的指纹，以获得指纹图像。然而，指纹传感器54可以是另一种类型的传感器，例如，超声波类型的传感器。此外，指纹传感器54是小面积传感器。

<指纹登记处理单元22的示例性配置>

图5是示出图1中的指纹登记处理单元22的示例性配置的框图。

在图5中，指纹登记处理单元22包括指纹图像捕捉单元61、特征量检测单元62、核对单元63、中央处理单元64、指纹图像组合单元65、手指位置呈现图像生成单元66和获取状态图像生成单元67。

指纹图像捕捉单元61基于来自中央处理单元64的指令从指纹传感器12捕捉(获得)指纹图像，并将其提供给特征量检测单元62和指纹图像组合单元65。

特征量检测单元62基于来自指纹图像捕捉单元61的指纹图像提取指纹中包括的多个特征点(细节点)，并且检测指示每个特征点的位置和方向的特征量，作为指纹信息。特征量检测单元62将检测到的特征量提供给核对单元63。

核对单元63将来自特征量检测单元62的特征量中未登记为模板的特征量登记为存储单元14中的模板。即，核对单元63将登记为模板的特征量与来自特征量检测单元62的特征量进行核对。然后，核对单元63将来自特征量检测单元62的特征量中未登记为模板的特征量登记为存储单元14中的模板。

此外，在登记为模板的特征量和来自特征量检测单元62的特征量之间的匹配度等于或高于预定阈值的情况下，例如，核对单元63确定登记为模板的特征量和来自特征量检测单元62的特征量彼此匹配。另一方面，在登记为模板的特征量和来自特征量检测单元62的特征量之间的匹配度小于阈值的情况下，核对单元63确定登记为模板的特征量和来自特征量检测单元62的特征量彼此不匹配。然后，核对单元63将关于登记为模板的特征量和来自特征量检测单元62的特征量是否彼此匹配的核对结果提供给中央处理单元64。

每当从核对单元63提供核对结果时，中央处理单元64指示指纹图像捕捉单元61从指纹传感器12捕捉新的指纹图像。此外，中央处理单元64指示手指位置呈现图像生成单元66基于来自核对单元63的核对结果，使用手指位置呈现图像来改变要呈现给用户的手指位置。此外，中央处理单元64向获取状态图像生成单元67提供特征量检测单元62中的特征量的获取状态。

指纹图像组合单元65合成(组合)从整个指纹范围的不同部分获得的指纹图像，这些指纹图像是来自指纹图像捕捉单元61的指纹图像，以生成整个指纹范围的指纹图像。指纹图像组合单元65使存储单元14存储组合的指纹图像。注意，不一定存储指纹图像，并且不一定提供指纹图像组合单元65。

手指位置呈现图像生成单元66生成在使用指纹传感器12获得指纹图像时呈现手指位置的手指位置呈现图像，并将其提供给图像输出单元24。此外，在中央处理单元64发出改变手指位置的指令的情况下，手指位置呈现图像生成单元66生成要呈现的手指位置改变的手指位置呈现图像，并将其提供给图像输出单元24。注意，即使在除手指位置呈现图像71之外的信息的情况下，手指位置呈现图像生成单元66也生成要在显示单元15上显示的信息，并将其提供给图像输出单元24。

获取状态图像生成单元67基于来自中央处理单元64的特征量的获取状态，生成向用户呈现特征量的获取状态的获取状态图像，并将其提供给图像输出单元24。

<指纹登记处理单元22的处理细节>

接下来，将详细描述指纹登记处理单元22中的指纹登记处理。

图6是例示当指纹登记处理开始时要在显示单元15上显示的手指位置呈现图像的示图。图6中的A至C示出了紧接在指纹登记处理开始之后在显示单元15上依次显示的手指位置呈现图像71。

注意，由手指位置呈现图像呈现的手指位置从预定的第一手指位置依次改变到第M个(M是2或更大的整数)手指位置。图6中的A至C的手指位置呈现图像71呈现第一手指位置。

在图6的A中，手指位置呈现图像71是十字形的十字图像72，其中，水平线72A与垂直线72B相交。手指位置参考点72C是水平线72A和垂直线72B的交点。在手指位置参考点72C位于指纹传感器12的检测区域12A的基本中心位置的位置显示十字图像72。注意，没有在显示单元15上显示指示检测区域12A的虚线框。

指尖图像73以叠加在十字图像72上的方式被添加到在图6的A之后的显示单元15上显示的图6的B中的手指位置呈现图像71。指尖图像73包括指尖的轮廓和指甲图像74。指甲根部74A是指甲暴露于外部的部分和皮肤部分之间的边界部分，其指示指甲(手指)的宽度方向上的中间位置。然后，以指甲根部74A与十字图像72中的手指位置参考点72C重合的方式显示指尖图像73。

圆形标记75以叠加在十字图像72和指尖图像73上的方式被添加到在图6的B之后的显示单元15上显示的图6的C中的手指位置呈现图像71。圆形标记75是以十字图像72的手指位置参考点72C为中心的圆形图像。

首先，在图6的A中，显示十字图像72，以呈现提示用户触摸的位置。

随后，在图6的B中，显示指尖图像73，以提示用户以指甲根部位于十字图像72的手指位置参考点72C的方式触摸十字图像72的位置。指甲根部的背面是指纹的基本中心位置，而不考虑个体差异，例如，手指大小，并且是指纹的特征点(细节点)密度较高的重要部分。在指甲根部与手指位置参考点72C的位置对准的情况下，有可能将指纹的基本中心位置与手指位置参考点72C的位置对准，而不管个体差异，例如，手指大小。

此外，指尖在触摸检测区域12A时的方位通过指尖图像73呈现给用户。即，提示以指尖的中心轴的方向与十字图像72的垂直线72B的方向匹配并且指尖的宽度方向与十字图像72的水平线72A的方向匹配的方式触摸十字图像72的位置。

随后，在图6的C中，以这样的方式显示圆形标记75，即强调手指位置参考点72C的位置，由此使得用户能够认识到将指甲根部与手指位置参考点72C对准是重要的。

通过使用手指位置呈现图像71的手指位置的这种呈现，有可能使得用户以与手指位置参考点72C的位置对准的指甲根部以高再现性进行触摸，而不管用户，并且触摸手指位置参考点72C在指纹中心位置的位置。

注意，换言之，手指位置呈现图像71是呈现指甲根部位置的呈现图像。

当指纹登记处理单元22中的指纹登记处理开始时，图5中的手指位置呈现图像生成单元66依次生成图6的A至C的手指位置呈现图像71，将其提供给图像输出单元24，并使显示单元15显示。

在此处，图7是示出在图3的配备有指纹认证装置11的智能手机型装置41的情况下手指位置呈现图像71的示例性显示的示图，其中，指纹传感器43(图7中未示出)嵌入在显示器42中。

在图7中，在显示器42上嵌入在显示器42中的指纹传感器43(见图3)的检测区域44的位置处显示手指位置呈现图像71。注意，不显示指示检测区域44的虚线图像。此外，如图6的A至C所示，在指纹登记处理开始时，以步进方式叠加和显示十字图像72、指尖图像73和圆形标记75。此外，“请如下所示触摸”的引导信息76与手指位置呈现图像71一起在显示器42上显示。图5的手指位置呈现图像生成单元66以这种方式生成包括要在显示器42上显示的手指位置呈现图像71和引导信息76的图像，并将其提供给图像输出单元24。

图8是示出在图3所示的智能手机型装置41的情况下手指位置呈现图像71的示例性显示的示图，其中，指纹传感器45嵌入在除显示器42之外的部分中。

在图8中，在显示器42上显示外观图像78，该外观图像模仿智能手机型装置41的部分范围的外观，即，包括设置有指纹传感器45的右侧表面的部分。此外，在显示器42上显示指示提供指纹传感器45的检测区域46的位置的箭头图像77，并且也在外观图像78中显示指示对应于检测区域46的检测区域46A的位置的箭头图像77A。然后，在外观图像78中的检测区域46A的位置显示手指位置呈现图像71。注意，没有在图8的手指位置呈现图像71中显示图6的十字图像72。在指纹登记处理开始时以步进方式叠加和显示箭头图像77和77A、指尖图像73和圆形标记75。

图8的手指位置呈现图像71呈现相对于外观图像78中的检测区域46A的手指位置，从而间接呈现相对于指纹传感器45的检测区域46的手指位置。此外，在外观图像78中显示的手指位置呈现图像71是通过相对于图6的C中的手指位置呈现图像71逆时针旋转90°而获得的图像，并且指示在触摸检测区域46时指尖的方位被设置在横向方向上。此外，在显示器42上显示“请如下所示触摸”的引导信息76。注意，也可以在图8的手指位置呈现图像71中显示十字图像72。

图5的手指位置呈现图像生成单元66生成包括箭头图像77和77A、外观图像78和手指位置呈现图像71的图像，以这种方式显示在显示器42上，并将其提供给图像输出单元24。

图9是示出图4所示的腕带型装置51中手指位置呈现图像71的示例性显示的示图。

在图9中，在显示器53上嵌入在显示器53中的指纹传感器54(见图3)的检测区域55的位置处显示手指位置呈现图像71。注意，不显示指示检测区域55的虚线图像。此外，如图6的A至C所示，在指纹登记处理开始时，以步进方式叠加和显示十字图像72、指尖图像73和圆形标记75。图5的手指位置呈现图像生成单元66以这种方式生成要在显示器42上显示的手指位置呈现图像71，并将其提供给图像输出单元24。

在上述手指位置呈现图像71的显示中，手指位置呈现图像生成单元66可以生成包括十字图像72、指尖图像73和圆形标记75的图6的C中的手指位置呈现图像71，以使显示单元15(显示器42和53)显示，而不生成图6的A和B中的手指位置呈现图像71。

此外，手指位置呈现图像生成单元66可以生成包括十字图像72、指尖图像73和圆形标记75中的任何一个或两个的图像作为手指位置呈现图像71，以使显示单元15显示。通过向用户通知用户的指甲根部将与十字图像72的手指位置参考点72C的位置对准，可以仅显示十字图像72。通过向用户通知用户的手指根部将与指尖图像73的指甲根部74A(图6)的位置对准，可以仅显示指尖图像73。通过向用户通知用户的指甲根部将与圆形标记75的位置对准，可以仅显示圆形标记75。

此外，如在图6的A至C中，不仅在指纹登记处理开始时，而且在改变和重新显示手指位置呈现图像71的显示位置的情况下，即，在改变和重新显示由手指位置呈现图像71呈现的手指位置的情况下，可以以逐步的方式叠加和显示十字图像72、指尖图像73和圆形标记75。

此外，指尖图像73可以是仅指甲图像74的图像(没有指尖轮廓的图像)。

图10是例示在用户用手指触摸由手指位置呈现图像71呈现的第一手指位置的情况下由指纹传感器12获得的指纹图像的示图。

在图10中，指纹91是以简化方式示出用户指纹的示图。指纹图像92表示当用户用手指触摸由图6的手指位置呈现图像71呈现的第一手指位置时由指纹传感器12获得的指纹图像。此外，指纹图像92表示从指纹91相对于指纹传感器12的检测区域12A的接触部分获得的指纹图像。由指纹传感器12获得的指纹图像92由图5的指纹图像捕捉单元61捕捉，然后将其提供给特征量检测单元62。

特征量检测单元62从指纹图像92中提取图10中例示的特征点93(细节点)，并计算提取的特征点93的特征量。特征点93例如是指纹91的脊的端点或分支点，特征量是指示特征点93的位置和方向的值。

图11是例示指纹91的脊的端点的放大图。在图11中，脊91A、91B和91C表示皮肤隆起的部分，端点93A表示脊91A的突起终止的部分。图5的特征量检测单元62提取指纹图像92中的端点93A，作为特征点93。然后，特征量检测单元62获得xy坐标系的xy坐标值(x，y)，作为端点93A的位置。注意，xy坐标系的x轴是指纹图像92的水平方向上的坐标轴，xy坐标系的y轴是指纹图像92的垂直方向上的坐标轴。此外，特征量检测单元62获得由脊91A的端点93A处的轴与x轴形成的角度θ。然后，特征量检测单元62将包括端点93A的xy坐标值(x，y)和角度θ的值(x，y，θ)设置为表示特征点93的位置和方向的特征量(x，y，θ)。

此外，图12是例示指纹91的脊的分支点的放大图。在图12中，脊91A、91B和91C是皮肤隆起的部分，分支点93B表示脊91A分支成脊91B和91C的部分。图5的特征量检测单元62提取指纹图像92中的分支点93B，作为特征点93。然后，特征量检测单元62获得xy坐标系的xy坐标值(x，y)，作为分支点93B的位置。此外，特征量检测单元62获得由脊91A的分支点93B处的轴与x轴形成的角度θ。然后，特征量检测单元62将包括分支点93B的xy坐标值(x，y)和角度θ的值(x，y，θ)设置为表示特征点93的位置和方向的特征量(x，y，θ)。

在图5中，特征量检测单元62将通过从指纹图像92提取每个特征点93而获得的特征量(x，y，θ)提供给核对单元63。

核对单元63将来自特征量检测单元62的特征量与登记为模板的特征量进行核对。然后，核对单元63将来自特征量检测单元62的特征量中未登记为模板的特征量登记为模板。注意，在指纹登记处理开始之后最初从特征量检测单元62提供的特征量没有一个被登记为模板，因此所有特征量都被登记为模板。

此外，由在显示单元15上显示的手指位置呈现图像71呈现的手指位置不改变，直到满足预定条件(稍后描述)，并且用户继续用手指触摸相同位置的状态。当用户继续该状态时，从指纹传感器12到指纹图像捕捉单元61重复捕捉与指纹91基本相同位置的指纹图像92。然后，在基本相同的位置从指纹图像92检测到的特征量从特征量检测单元62重复地提供给核对单元63。

每当从特征量检测单元62提供特征量时，核对单元63将来自特征量检测单元62的特征量与模板中登记的特征量进行核对。然后，核对单元63在来自特征量检测单元62的特征量和登记在模板中的特征量之间的匹配度等于或高于预定阈值的情况下确定核对匹配，并且在小于阈值的情况下确定核对不匹配。核对单元63将关于来自特征量检测单元62的特征量和登记在模板中的特征量是否彼此匹配的核对结果提供给中央处理单元64。

此外，核对单元63根据特征量检测单元62检测的特征量(特征点)之间的位置关系和模板中登记的特征量(特征点)之间的位置关系，估计特征量检测单元62检测的特征量和模板中登记的特征量之间的对应关系。即，核对单元63将同一特征点的特征量与特征量检测单元62检测到的特征量和模板中登记的特征量相关联。然后，核对单元63通过xy坐标系的平行平移和旋转转移，以相同特征点的相关特征量(x，y，θ)具有相同值的方式，校正由特征量检测单元62一次检测到的所有特征量(x，y，θ)的位置位移和旋转位移。

注意，在图5中，由指纹传感器12获得的指纹图像从指纹图像捕捉单元61提供给指纹图像组合单元65。指纹图像组合单元65合成(组合)从指纹图像捕捉单元61提供的指纹图像，并且生成指纹传感器12已经从其获得指纹图像的整个范围的组合图像。然后，指纹图像组合单元65在将来自指纹图像捕捉单元61的指纹图像组合成组合的图像时执行匹配处理(例如，使用仅相位相关方法的处理)，并且检测和校正来自指纹图像捕捉单元61的指纹图像相对于组合图像的位置位移和旋转位移。核对单元63可以通过从指纹图像组合单元65获得关于位置位移和旋转位移的信息来校正来自特征量检测单元62的特征量的位置位移和旋转位移。

每当从核对单元63提供核对结果时，中央处理单元64使指纹图像捕捉单元61捕捉指纹图像。然后，中央处理单元64确定来自核对单元63的核对结果是否连续匹配N次(N是预定正整数)。在此处，在来自核对单元63的核对结果连续匹配N次的情况下，可以认为在指纹图像捕捉单元61从指纹传感器12重复捕捉的指纹图像92中基本上没有要被新登记为模板的特征量。因此，在来自核对单元63的核对结果连续匹配N次的情况下，中央处理单元64指示手指位置呈现图像生成单元66改变由手指位置呈现图像71呈现的手指位置。

当中央处理单元64发出改变手指位置的指令时，手指位置呈现图像生成单元66生成用于呈现第二手指位置的手指位置呈现图像71，并将其提供给图像输出单元24。

图13是例示呈现第二手指位置的手指位置呈现图像71的示图。注意，由于图13的手指位置呈现图像71与图6的C中的手指位置呈现图像71相同，所以对应于图6的C中的手指位置呈现图像71的那些部分由相同的附图标记表示，并且将省略其描述。

在图13中，与图6的情况相比，由手指位置呈现图像71呈现的手指位置向左侧移位。即，当在图6的C中指纹传感器12的检测区域12A的基本中心位置显示手指位置呈现图像71的手指位置参考点72C时，在图13中，在检测区域12A外部的左侧位置显示手指位置呈现图像71的手指位置参考点72C。

用户从由图6的手指位置呈现图像71呈现的第一手指位置移动手指，并且以指甲根部位于图13的手指位置呈现图像71的手指位置参考点72C的位置的方式触摸由图13的手指位置呈现图像71呈现的位置。因此，指纹相对于指纹传感器12的检测区域12A的接触部分改变。

图14是例示在用户用手指触摸由图13的手指位置呈现图像71呈现的第二手指位置的情况下由指纹传感器12获得的指纹图像的示图。

在图14中，指纹91是以简化方式示出用户指纹的示图。指纹图像92表示当用户用手指触摸由图13的手指位置呈现图像71呈现的手指位置时由指纹传感器12获得的指纹图像。此外，指纹图像92表示从指纹91相对于指纹传感器12的检测区域12A的接触部分获得的指纹图像。由虚线表示的捕捉的指纹图像92A表示已经由指纹传感器12捕捉的指纹图像，该图像是当用手指触摸由图6的手指位置呈现图像71呈现的第一手指位置时捕捉的指纹图像。

如图13所示，与图6的情况相比，手指位置呈现图像71所呈现的手指位置向左侧移位，在从指纹侧观看手指的情况下，指纹91相对于检测区域12A的接触部分向左侧移位。结果，在图14中，与指纹图像92A相比，从指纹91左侧的范围获得指纹图像92。此外，指纹图像92的部分范围中的指纹图像与指纹图像92A的部分范围中的指纹图像重叠。

在此处，图15和图16是示出在手指触摸手指位置呈现图像71呈现的位置的情况下，由手指位置呈现图像71呈现的手指位置和由指纹传感器12获得的指纹图像的位置之间的对应关系的示图。图15的A示出了以手指位置呈现图像71的手指位置参考点72C位于指纹传感器12的检测区域12A的大致中心位置的方式显示手指位置呈现图像71的情况。图16的B示出了在用手指触摸由图15的A中的手指位置呈现图像71呈现的位置的情况下，由指纹传感器12获得的指纹图像92的位置。在图16的A中，从指纹91的基本中心范围获得指纹图像92。

图15的B示出了以手指位置呈现图像71的手指位置参考点72C相对于指纹传感器12的检测区域12A的中心位置位于对角左上位置的方式显示手指位置呈现图像71的情况。图16的B示出了在用手指触摸由图15的B中的手指位置呈现图像71呈现的位置的情况下，由指纹传感器12获得的指纹图像92的位置。在图16的B中，从指纹91的中心范围的对角左下角的范围获得指纹图像92。

图15的C示出了以手指位置呈现图像71的手指位置参考点72C相对于指纹传感器12的检测区域12A的中心位置位于对角右上位置的方式显示手指位置呈现图像71的情况。图16的C示出了在用手指触摸由图15的C中的手指位置呈现图像71呈现的位置的情况下，由指纹传感器12获得的指纹图像92的位置。在图16的C中，从指纹91的基本中心范围的对角右下角的范围获得指纹图像92。

图15的D示出了以手指位置呈现图像71的手指位置参考点72C相对于指纹传感器12的检测区域12A的中心位置位于对角左下位置的方式显示手指位置呈现图像71的情况。图16的D示出了在用手指触摸由图15的D中的手指位置呈现图像71呈现的位置的情况下，由指纹传感器12获得的指纹图像92的位置。在图16的D中，从指纹91的中心范围的对角左上角的范围获得指纹图像92。

图15的E示出了以手指位置呈现图像71的手指位置参考点72C相对于指纹传感器12的检测区域12A的中心位置位于对角右下位置的方式显示手指位置呈现图像71的情况。图16的E示出了在用手指触摸由图15的E中的手指位置呈现图像71呈现的位置的情况下，由指纹传感器12获得的指纹图像92的位置。在图16的E中，从指纹91的中心范围的对角右上角的范围获得的指纹图像92。

由指纹传感器12获得的图14的指纹图像92由指纹图像捕捉单元61捕捉，然后被提供给特征量检测单元62。然后，图5的指纹登记处理单元22执行与手指位置呈现图像71呈现第一手指位置的情况类似的处理(省略描述)。

在来自核对单元63的核对结果连续匹配N次的情况下，中央处理单元64指示手指位置呈现图像生成单元66改变由手指位置呈现图像71呈现的手指位置。

当中央处理单元64发出改变手指位置的指令时，手指位置呈现图像生成单元66生成用于呈现第三手指位置的手指位置呈现图像71，并将其提供给图像输出单元24。

图17是例示呈现第三手指位置的手指位置呈现图像71的示图。注意，由于图17的手指位置呈现图像71与图6的C中的手指位置呈现图像71相同，所以对应于图6的C中的手指位置呈现图像71的那些部分由相同的附图标记表示，并且将省略其描述。

在图17中，与图13的情况相比，由手指位置呈现图像71呈现的手指位置移位到下侧。

用户从由图13的手指位置呈现图像71呈现的第二位置移动手指，并且以指甲根部位于图17的手指位置呈现图像71的手指位置参考点72C的位置的方式触摸由图17的手指位置呈现图像71呈现的第三手指位置。因此，与图6和13的情况相比，指纹相对于指纹传感器12的检测区域12A的接触部分改变。

图18是例示在用户用手指触摸由图17的手指位置呈现图像呈现的第三位置的情况下由指纹传感器12获得的指纹图像的示图。

在图18中，指纹91是以简化方式示出用户指纹的示图。指纹图像92表示当用户用手指触摸由图17的手指位置呈现图像71呈现的第三手指位置时由指纹传感器12获得的指纹图像。此外，指纹图像92表示从指纹91相对于指纹传感器12的检测区域12A的接触部分获得的指纹图像。由虚线表示的捕捉的指纹图像92A表示已经由指纹传感器12捕捉的指纹图像，该图像是当用户用手指触摸由图6和图13的手指位置呈现图像71呈现的第一和第二手指位置时捕捉的指纹图像。

如图17所示，与图13的情况相比，通过手指位置呈现图像71呈现的手指位置移位到下侧，在从指纹侧观看手指的情况下，指纹91相对于检测区域12A的接触部分移位到上侧。结果，在图18中，与指纹图像92A相比，从指纹91的左上侧的范围获得指纹图像92。

此外，指纹图像92的部分范围中的指纹图像与指纹图像92A的部分范围中的指纹图像重叠。

由指纹传感器12获得的图18的指纹图像92由指纹图像捕捉单元61捕捉，然后被提供给特征量检测单元62。然后，图5的指纹登记处理单元22执行与手指位置呈现图像71呈现第一和第二手指位置的情况类似的处理(省略描述)。

在来自核对单元63的核对结果连续匹配N次的情况下，中央处理单元64指示手指位置呈现图像生成单元66改变由手指位置呈现图像71呈现给用户的手指位置。

当中央处理单元64发出改变手指位置的指令时，手指位置呈现图像生成单元66生成用于呈现第四手指位置的手指位置呈现图像71，并将其提供给图像输出单元24。

如上所述，手指位置呈现图像生成单元66将手指位置呈现图像71要呈现的手指位置依次改变到预定的第一到第M个手指位置，使得指纹相对于指纹传感器12的检测区域12A的接触部分在指纹的整个范围上延伸。利用这种布置，获得了指纹91的整个范围的指纹图像，如图19所示。此外，指纹的整个范围中的特征点93由特征量检测单元62检测，并且被登记为存储单元14的模板，以用于指纹认证。注意，在例如用户触摸与手指位置呈现图像71呈现的手指位置不同的位置的情况下，可能存在在指纹的部分范围内没有获得指纹图像和特征量的缺失部分。在这种情况下，手指位置呈现图像71可以在能够获得缺失部分的指纹图像的位置显示，以获得指纹图像和缺失部分的特征量。

根据使用上述图6、图13、图17等中的手指位置呈现图像71的手指位置呈现，使得用户能够容易且准确地触摸由手指位置呈现图像71呈现的手指位置，从而便于获取指纹的预期范围内的指纹信息(特征量)。因此，在指纹传感器12是小面积传感器的情况下，登记指纹所需的时间和通过改变手指位置的触摸次数减少，并且有效地执行指纹(指纹信息)的登记。根据日本专利申请公开号2018-195316的技术，难以如在现有技术中那样以高再现性指定触摸位置，并且难以在指纹传感器12是小面积传感器的情况下减少触摸次数。

<获取状态图像>

接下来，将描述呈现特征量的获取状态的获取状态图像。

在显示单元15显示呈现第m(m是正整数)个手指位置的手指位置呈现图像71之后，在显示单元15显示呈现接下里的第(m+1)个手指位置的手指位置呈现图像71之前，图5中的中央处理单元64对由特征量检测单元62检测到的特征量(特征点)的数量进行计数。然后，中央处理单元64基于特征量的计数d获得特征量检测的进度(以下称为特征量获取的进度)，并将其提供给获取状态图像生成单元67。例如，中央处理单元64将进度为100％的特征量的数量设置为比较值D，并且根据特征量的计数d和比较值D计算特征量获取的进度(d/D)×100(百分比)。基于从具有指纹传感器12的检测区域12A的大小的范围内的指纹检测到的特征量的一般数量预先确定比较值D。此外，在特征量的计数d大于比较值D的情况下，特征量获取的进度被设置为100％。

注意，特征量获取的进度可以是基于检测到的特征量(特征点)的密度计算的值。

获取状态图像生成单元67基于来自中央处理单元64的特征量获取的进度，生成向用户呈现特征量的获取状态的获取状态图像，并将其提供给图像输出单元24。利用这种布置，在显示单元15上显示由获取状态图像生成单元67生成的获取状态图像。

图20是例示呈现特征量的获取状态的获取状态图像的第一模式的示图。在图20中，获取状态图像106包括指纹图像101和指示器区域102中的指纹图像102A。

指纹图像101是模仿指纹的图像，并且在特征量获取的进度为0％的情况下，在显示单元15上均匀地显示整个图像，作为低密度图像。

以对应于特征量获取的进度的密度显示指示器区域102中的指纹图像102A，并且被显示为密度随着进度的增加而增加的图像。当进度为100％时，以最大密度显示指纹图像102A。显示除了指示区域102之外的区域中的指纹图像101的密度，作为具有恒定的较低密度的图像，而与特征量获取的进度无关。

注意，如果图像的清晰度根据进度而改变就足够了，并且除了图像密度的改变之外，模糊处理的程度、马赛克处理的程度、亮度、照度、饱和度等也可以改变。

此外，指纹图像101中的指示区域102的位置表示指纹传感器12在整个指纹范围内获得的指纹图像的位置。利用这种布置，用户能够识别执行特征量(指纹信息)获取的位置。

注意，图5中的获取状态图像生成单元67可以从图5中的指纹图像组合单元65获得并生成由指纹传感器12实际获得的指纹图像，而不是指纹图像101和102A。

根据图20的获取状态图像106，使得用户能够掌握特征量的获取状态，从而可以平滑地执行获得特征量的位置的移动(触摸位置的改变)，由此可以减少登记指纹所需的时间。此外，用户能够直观地掌握在指纹范围的哪个部分中没有获得特征量，并且有效地改变要触摸的位置。此外，通过实时反馈给用户的特征量的获取状态，可以向用户准确地呈现特征量获取的存在/不存在，并提示用户改进触摸方式。根据日本专利申请公开号2018-195316的技术，不可能直观地掌握没有获得特征量的部分，并且难以有效地改变要触摸的位置。

图21是例示呈现特征量的获取状态的获取状态图像的第二模式的示图。在图21的A中，指纹91是以简化方式示出用户指纹的示图。特征点93表示检测到的(获得的)特征点，特征点94表示未检测到的(未获得的)特征点。分割帧103将指纹91的范围划分为多个(四个)分割区域104A至104D。指纹91的范围被分割帧103划分为的分割区域的数量不限于四个。

图21的B中的获取状态图像107是在显示单元15上显示的获取状态图像。在图21的B中，获取状态图像107包括指纹图像101和分割帧110。

指纹图像101是模仿指纹的图像，并且在指纹91的整个范围内特征量获取的进度为0％的情况下，在显示单元15上均匀地显示整个图像，作为低密度图像。

分割帧111是将指纹图像101的范围划分为对应于图21的A中的分割帧103的多个(四个)分割区域112A至112D的帧图像。

图5中的中央处理单元64获得图21的A中的分割区域104A至104D中的每一个的特征量获取的进度，并将其提供给获取状态图像生成单元67。获取状态图像生成单元67在图21的B中的获取状态图像107中的相应分割区域112A至112D中生成指纹图像，作为具有与图21的A中的对应分割区域104A至104D中的特征量获取的进度相对应的密度的图像。

在图21的B中的获取状态图像107中，各个分割区域112A至112D中的指纹图像的密度随着图21的A中的相应分割区域104A至104D中的特征量获取的进度的增加而增加。

在图21的B中的获取状态图像107中，在对应于分割区域112A的图21的A中的分割区域104A中，特征量获取的进度已经达到大约100％，并且分割区域112A中的指纹图像被显示为具有更高密度的图像。在图21的B中的获取状态图像107中，在对应于除了分割区域112A之外的分割区域112B至112D的图21的A中的分割区域104B至104D中，特征量获取的进度大约为0％，并且分割区域112B至112D中的指纹图像被显示为具有较低密度的图像。

根据图21的获取状态图像107，使得用户能够掌握特征量的获取状态，从而可以平滑地执行获得特征量的位置的移动(触摸位置的改变)，由此可以减少登记指纹所需的时间。此外，用户能够直观地掌握在指纹范围的哪个部分中没有获得特征量，并且有效地改变要触摸的位置。此外，通过实时反馈给用户的特征量的获取状态，可以向用户准确地呈现特征量获取的存在/不存在，并提示用户改进触摸方式。

图22是例示呈现特征量的获取状态的获取状态图像的第三模式的示图。在图22的A至E中，获取状态图像108包括基础图像121以及低密度区域122A或高密度区域122B中的至少一个。

基础图像121是任何图像，并且猫的图像用作示例。

低密度区域122A是密度低于高密度区域122B的图像区域，高密度区域122B是密度高于低密度区域122A的图像区域。

当在显示单元15上显示呈现第m个手指位置的手指位置呈现图像71之后，特征量获取的进度为0％时，基础图像121的整个范围处于低密度区域122A中，如图22的A中的获取状态图像108所示。

同时，随着特征量获取的进度增加，基础图像121中的低密度区域122A的面积减少，并且高密度区域122B的面积增加，如图22的B至E中的获取状态图像108所示。例如，高密度区域122B从基础图像121的中心部分放大到外围部分。图22的E中的获取状态图像108示出了特征量获取的进度已经达到100％并且获取状态图像108的基础图像121的整个范围处于高密度区域122B中的情况。

注意，图22中的获取状态图像108可以是对应于指纹的整个范围的图像，并且特征量获取的进展状态可以呈现在获取状态图像108的对应区域(基础图像121)中，该对应区域对应于指纹的整个范围被划分为小区域的情况下的每个小区域。可以采用改变图像清晰度的任何方法，来呈现获取状态图像108的每个对应区域中的特征量获取的进度，例如，随着进度越来越高增加图像密度，或者随着进度越来越高降低模糊程度。

根据图22的获取状态图像108，使得用户能够掌握特征量的获取状态，从而可以平滑地执行获得特征量的位置的移动(触摸位置的改变)，由此可以减少登记指纹所需的时间。此外，用户能够直观地掌握在指纹范围的哪个部分中没有获得特征量，并且有效地改变要触摸的位置。此外，通过实时反馈给用户的特征量的获取状态，可以向用户准确地呈现特征量获取的存在/不存在，并提示用户改进触摸方式。此外，可以给用户一种游戏感觉，即随着特征量获取的进行，基础图像121的内容逐渐显现，由此可以减少登记的不便。

此外，在图5中的特征量检测单元62没有适当地检测特征量并且特征量获取的进度没有超过预定阈值的情况下，即使在预定时间过去之后，获取状态图像生成单元67也可以生成用于呈现发生误差的误差图像，作为获取状态图像，并且可以将其提供给图像输出单元24，以使显示单元15显示。

图23是例示误差图像的示图。在图23中，误差图像109包括模仿指纹的指纹图像101和带框十字标记131。

利用在显示单元15上显示的这种误差图像109，用户能够在视觉上识别出没有适当地获得特征量。

此外，在已经发生误差的情况下，指纹认证装置11或配备有指纹认证装置11的装置可以振动，而不改变获取状态图像的显示状态。此外，在已经发生误差的情况下，在显示单元15上显示的诸如手指位置呈现图像71等图像或字符可能闪烁。

<指纹登记处理的程序>

图24是用于解释由图5中的指纹登记处理单元22执行的示例性指纹登记处理的流程图。

在步骤S11中，手指位置呈现图像生成单元66生成手指位置呈现图像71，其呈现用户用手指在指纹传感器12的检测区域12A中触摸的位置。然后，手指位置呈现图像生成单元66将生成的手指位置呈现图像71提供给图像输出单元24，并使显示单元15显示。该过程从步骤S11前进到步骤S12。

在步骤S12中，指纹图像捕捉单元61从指纹传感器12获得指纹图像，并将其提供给特征量检测单元62。该过程从步骤S12前进到步骤S13。

在步骤S13中，特征量检测单元62从在步骤S12中从指纹图像捕捉单元61提供的指纹图像中提取特征点，计算每个特征点的特征量(模板)，并将其提供给核对单元63。该过程从步骤S13前进到步骤S14。

在步骤S14中，核对单元63将在步骤S13中从特征量检测单元62提供的特征量与已经登记为模板的特征量进行核对。然后，核对单元63向中央处理单元64提供关于从特征量检测单元62提供的特征量和模板是否彼此匹配的核对结果。该过程从步骤S14前进到步骤S15。

在步骤S15中，核对单元63将在步骤S13中从特征量检测单元62提供的特征量中未登记为模板的特征量登记为模板。该过程从步骤S15前进到步骤S16。

在步骤S16中，中央处理单元64基于在步骤S14中从核对单元63提供的核对结果，确定从特征量检测单元62提供的特征量是否连续N次匹配模板。

在步骤S16中没有确定连续匹配N次的情况下，该过程进行到步骤S19。

此外，在步骤S16中确定连续匹配N次的情况下，该过程进行到步骤S17，并且中央处理单元64确定是否已经获得指纹的整个范围(所有部分)的指纹图像和特征量。即，中央处理单元64确定在步骤S11中由手指位置呈现图像呈现的手指位置是否已经改变到预定的第M个手指位置。

在步骤S17中没有确定已经获得指纹图像和指纹的所有部分的特征量的情况下，即，在步骤S11中由手指位置呈现图像呈现的手指位置没有被确定为已经改变到第M个手指位置的的情况下，该过程进行到步骤S18，并且中央处理单元64指示手指位置呈现图像生成单元66改变要由手指位置呈现图像呈现的手指位置。该过程从步骤S18前进到步骤S19。

在步骤S19中，中央处理单元64在手指位置呈现图像71呈现的手指位置没有改变的情况下，对由特征量检测单元62检测到的特征量(特征点)的数量D进行计数，并且从特征量的计数d和预定比较值D计算特征量获取的进度(d/D)×100(百分比)。然后，中央处理单元64将计算出的特征量获取的进度提供给获取状态图像生成单元67。获取状态图像生成单元67基于来自中央处理单元64的特征量获取的进度生成呈现特征量的获取状态的获取状态图像，将其提供给图像输出单元24，并使显示单元15显示。该过程从步骤S19返回到步骤S11，并且重复步骤S11的过程。

此外，在中央处理单元64在步骤S18中指示手指位置呈现图像生成单元66改变手指位置的情况下，过程返回到步骤S11，并且手指位置呈现图像生成单元66生成改变手指位置的手指位置呈现图像，将其提供给图像输出单元24，并且使得显示单元15显示改变手指位置的手指位置呈现图像。

此外，在步骤S17中确定已经获得指纹的所有部分的指纹图像的情况下，即，在步骤S11中由手指位置呈现图像呈现的手指位置被确定为已经改变到第M个手指位置的情况下，该过程终止。

<指纹认证处理单元23的示例性配置>

接下来，将描述图1中的指纹认证处理单元23。

图25是示出指纹认证处理单元23的示例性配置的框图。

在图25中，指纹认证处理单元23包括指纹图像捕捉单元141、特征量检测单元142、核对单元143、中央处理单元144和手指位置呈现图像生成单元146。

指纹图像捕捉单元141基于来自中央处理单元144的指令从指纹传感器12捕捉指纹图像，并将其提供给特征量检测单元142。

特征量检测单元142基于来自指纹图像捕捉单元141的指纹图像提取指纹中包括的多个特征点(细节点)，并检测指示每个特征点的位置和方向的特征量。特征量检测单元142将每个检测到的特征量提供给核对单元143。

核对单元143从存储单元14读取由图5中的指纹登记处理单元22生成的模板，并将登记为模板的特征量与来自特征量检测单元142的特征量进行核对。然后，在登记为模板的特征量和来自特征量检测单元142的特征量(以下也称为检测到的特征量)之间的匹配度等于或高于预定阈值的情况下，例如，核对单元143确定检测到的特征量与模板匹配，并且在小于阈值的情况下确定检测到的特征量与模板不匹配。然后，核对单元143将关于检测到的特征量是否匹配模板的核对结果提供给中央处理单元144。

中央处理单元144从存储单元14读取模板，并且以指纹传感器12获得指纹范围内的指纹图像的方式，指示手指位置呈现图像生成单元146关于手指位置呈现图像要呈现的手指位置，其中，分布作为模板的大量特征量。

手指位置呈现图像生成单元146生成呈现由中央处理单元144指示的手指位置的手指位置呈现图像，将其提供给图像输出单元24，并使显示单元15显示。

<指纹验证过程的细节>

接下来，将描述指纹认证过程的细节。

图26是例示模板中登记的指纹的特征量(特征点)的位置分布的示图。在图26中，指纹91是示出将特征量登记为模板的用户的指纹的示图。特征点93是检测作为模板的特征量的特征点。指纹图像获取范围161指示由指纹传感器12的检测区域12A获得的指纹图像的范围。

当指纹认证过程开始时，图25中的中央处理单元144读取存储在存储单元14中的模板，并且掌握已经检测到作为模板的特征量的特征点93的位置分布。然后，中央处理单元144基于特征点93的位置分布，检测指纹图像获取范围161中包括的特征点93的数量最大的指纹图像获取范围161的位置或者指纹图像获取范围161中包括的特征点93的数量等于或高于预定阈值的指纹图像获取范围161的位置，作为指纹图像获取范围161的适当位置。

此外，中央处理单元144获得指纹图像获取范围161的适当位置是指纹相对于指纹传感器12的检测区域12A的接触部分的手指位置。然后，中央处理单元144指示手指位置呈现图像生成单元146生成呈现所获得的手指位置的手指位置呈现图像。

手指位置呈现图像生成单元146生成呈现由中央处理单元144指示的手指位置的手指位置呈现图像，将其提供给图像输出单元24，并使显示单元15显示。

图27是例示在指纹认证时要在显示单元15上显示的手指位置呈现图像的示图。注意，由于图27的手指位置呈现图像71与图6等中的手指位置呈现图像71相同，所以与图6中的手指位置呈现图像71对应的部分由相同的附图标记表示，并且将省略其描述。

由图27中的手指位置呈现图像71呈现的手指位置是对应于图26中的指纹图像获取范围161的位置被检测为适当位置的情况的位置。在相对于检测区域12A的中心位置的对角左下位置显示手指位置呈现图像71的手指位置参考点72C。当用户用手指触摸由该手指位置呈现图像71呈现的手指位置时，指纹传感器12获得图26中的指纹图像获取范围161中的指纹图像。由于由指纹传感器12获得的指纹图像具有大量特征量，所以可以抑制图5中的核对单元143中的认证错误。

图28是用于解释由图25中的指纹认证处理单元23执行的示例性指纹认证过程的流程图。

在步骤S21中，手指位置呈现图像生成单元146生成呈现由中央处理单元144指示的手指位置的手指位置呈现图像，将其提供给图像输出单元24，并使显示单元15显示。注意，中央处理单元144基于作为模板的特征量(特征点)的位置分布，指示手指位置呈现图像生成单元146关于要由手指位置呈现图像呈现的手指位置。此外，在例如认证失败继续并且步骤S21的处理重复多次的情况下，中央处理单元144可以指示手指位置呈现图像生成单元146改变要由手指位置呈现图像呈现的手指位置。过程从步骤S21前进到步骤S22。用户用手指触摸在显示单元15上显示的手指位置呈现图像所呈现的手指位置。

在步骤S22中，指纹图像捕捉单元141从指纹传感器12获得指纹图像，并将其提供给特征量检测单元142。过程从步骤S22前进到步骤S23。

在步骤S23中，特征量检测单元142基于在步骤S22中从指纹图像捕捉单元141提供的指纹图像提取特征点(指纹的脊的端点和分支点)，并且检测特征点的位置和方向，作为检测到的特征量。注意，特征量检测单元142中的特征量检测过程与图5中指纹登记处理单元22的特征量检测单元62中的特征量检测过程相同，因此将省略其描述。特征量检测单元142将检测到的特征量提供给核对单元143。过程从步骤S23前进到步骤S24。

在步骤S24中，核对单元143将在步骤S23中从特征量检测单元142提供的检测到的特征量与存储在存储单元14中的作为模板的特征量进行核对，并将核对结果提供给中央处理单元144。该过程从步骤S24前进到步骤S25。

在步骤S25中，中央处理单元144基于在步骤S24中从核对单元143提供的核对结果来确定检测到的特征量是否匹配模板。

在步骤S25中确定检测到的特征量与模板不匹配的情况下，该过程进行到步骤S26，并且中央处理单元64使得手指位置呈现图像生成单元146(或图像生成单元(未示出))生成呈现认证失败的呈现图像，并且使得显示单元15显示该呈现图像。该过程从步骤S26返回到步骤S21，并且重复步骤S21至S25的处理。

此外，在步骤S25中确定检测到的特征量与模板匹配的情况下，该过程进行到步骤S27，并且中央处理单元144使得手指位置呈现图像生成单元146(或图像生成单元(未示出))生成通知认证成功的通知图像，并且使得显示单元15显示该通知图像。然后指纹认证过程终止。

根据上述指纹认证处理单元23的指纹认证过程，用户能够以与指纹登记处理的情况类似的方式容易且准确地触摸手指位置呈现图像71呈现的手指位置，从而便于获取指纹的预期范围内的指纹信息(特征量)。因此，减少了认证指纹所需的时间和通过改变手指位置进行触摸的次数，并且高效地执行指纹认证。

注意，在指纹认证过程中，手指位置呈现图像71要呈现的手指位置可以以类似于指纹登记处理的方式改变，并且可以获得指纹的整个范围的宽范围部分的特征量，来执行认证过程。在这种情况下，利用手指位置呈现图像71呈现的手指位置，用户能够容易且准确地触摸呈现的位置，从而便于获取指纹的预期范围内的指纹信息(特征量)。因此，减少了认证所需的时间和通过改变手指位置进行触摸的次数，并且高效地执行指纹认证。

此外，在指纹认证过程中，特征量的获取状态可以以与指纹登记处理的情况类似的方式呈现，如图20至图22中的获取状态图像106至108中一样。在这种情况下，用户能够掌握特征量的获取状态，使得在执行移位的情况下，可以平滑地执行获得特征量的位置的移位(触摸位置的改变)，由此可以减少登记指纹所需的时间。此外，用户能够直观地掌握在指纹范围的哪个部分中没有获得特征量，并且有效地改变要触摸的位置。此外，通过实时反馈给用户的特征量的获取状态，可以向用户准确地呈现特征量获取的存在/不存在，并提示用户改进触摸方式。此外，通过显示如图22所示的获取状态图像108，可以减少认证的不便。

<计算机>

上述处理单元16、处理切换单元21、指纹登记处理单元22、指纹认证处理单元23和图像输出单元24中的一系列处理可以由硬件执行，或者可以由软件执行。在通过软件执行一系列处理的情况下，构成软件的程序安装在计算机中。在此处，计算机的示例包括包含在专用硬件中的计算机、能够通过安装各种程序来实现各种功能的通用个人计算机等。

图29是示出使用程序执行上述一系列处理的计算机的示例性硬件配置的框图。

在计算机中，中央处理器(CPU)201、只读存储器(ROM)202和随机存取存储器(RAM)203通过总线204相互耦合。

输入/输出接口205进一步连接到总线204。输入单元206、输出单元207、存储单元208、通信单元209和驱动器210连接到输入/输出接口205。

输入单元206包括键盘、鼠标、麦克风等。输出单元207包括显示器、扬声器等。存储单元208包括硬盘、非易失性存储器等。通信单元209包括网络接口等。驱动器210驱动可移动介质211，例如，磁盘、光盘、磁光盘或半导体存储器。

在如上所述配置的计算机中，例如，CPU 201经由输入/输出接口205和总线204将存储在存储单元208中的程序加载到RAM 203中，并执行该程序，从而执行上述一系列处理。

可以通过例如作为封装介质等记录在可移动介质211中来提供要由计算机(CPU201)执行的程序。此外，可以通过有线或无线传输介质，例如，局域网、互联网或数字卫星广播，来提供程序。

在计算机中，通过将可移动介质211附接到驱动器210，程序可以经由输入/输出接口205安装在存储单元208中。此外，程序可以由通信单元209经由有线或无线传输介质接收，并安装在存储单元208中。此外，程序可以预先安装在ROM 202或存储单元208中。

注意，要由计算机执行的程序可以是根据本说明书中描述的顺序以时间序列方式执行处理的程序，或者可以是并行执行处理或者在必要时间(例如，进行呼叫时)执行处理的程序。

注意，本技术也可以采用以下配置。

<1>一种指纹认证装置，包括：

显示控制单元，所述显示控制单元生成用于呈现在检测指纹时手指的指甲根部的位置的呈现图像；以及

处理单元，所述处理单元使用所生成的呈现图像获得所述指纹的图像。

<2>根据<1>所述的指纹认证装置，其中，

所述呈现图像包括十字形的十字图像。

<3>根据<1>所述的指纹认证装置，其中，

所述呈现图像包括指甲的图像。

<4>根据<1>所述的指纹认证装置，其中，

所述呈现图像包括指尖的图像，所述指尖的图像包括指甲的图像。

<5>根据<1>所述的指纹认证装置，其中，

所述呈现图像包括圆形的圆形图像。

<6>根据<1>所述的指纹认证装置，其中，

所述呈现图像包括叠加了十字形的十字图像、指甲的图像和圆形的圆形图像中的至少任意两个图像的图像。

<7>根据<1>所述的指纹认证装置，其中，

所述呈现图像包括以阶梯式方式叠加十字形的十字图像、指甲的图像和圆形的圆形图像中的至少任意两个图像的图像。

<8>根据<1>至<7>中任一项所述的指纹认证装置，其中，

要呈现的所述指甲根部的位置移动到所述呈现图像中的多个位置。

<9>根据<1>至<8>中任一项所述的指纹认证装置，其中，

所述显示控制单元被配置为生成：

用于检测所述指纹的检测区域的图像；以及

在所述检测区域的图像上呈现所述指甲根部的位置的所述呈现图像。

<10>根据<1>至<9>中任一项所述的指纹认证装置，还包括：

显示单元，所述显示单元显示由所述显示控制单元生成的所述呈现图像。

<11>根据<10>所述的指纹认证装置，其中，

所述显示控制单元显示叠加在用于检测所述指纹的检测区域上的所述呈现图像。

<12>根据<1>至<11>中任一项所述的指纹认证装置，还包括：

获取状态图像生成单元，所述获取状态图像生成单元生成用于呈现来自所述指纹的指纹信息的获取状态的获取状态图像。

<13>根据<12>所述的指纹认证装置，其中，

所述获取状态图像包括清晰度根据所述指纹信息获取的进度而变化的图像。

<14>根据<12>或<13>所述的指纹认证装置，其中，

所述获取状态图像包括用于呈现执行所述指纹信息的获取的所述指纹的区域的位置的图像。

<15>一种用于指纹认证装置的指纹认证方法，所述指纹认证装置包括：

显示控制单元；以及

处理单元，所述方法包括：

使用所述显示控制单元生成呈现图像，所述呈现图像用于呈现在检测指纹时手指的指甲根部的位置；并且

使用所述处理单元，利用所生成的呈现图像获得所述指纹的图像。

<16>一种程序，使计算机用作：

显示控制单元，所述显示控制单元生成用于呈现在检测指纹时手指的指甲根部的位置的呈现图像；以及

处理单元，所述处理单元使用所生成的呈现图像获得所述指纹的图像。

附图标记列表

11 指纹认证装置

12 指纹传感器

13 操作输入单元

14 存储单元

15 显示单元

16 处理单元

21 处理切换单元

22 指纹登记处理单元

23 指纹认证处理单元

24 图像输出单元

61 指纹图像捕捉单元

62 特征量检测单元

63 核对单元

64 中央处理单元

65 指纹图像组合单元

66 手指位置呈现图像生成单元

67 获取状态图像生成单元。

Claims (16)

1.一种指纹认证装置，包括：

显示控制单元，所述显示控制单元生成用于呈现在检测指纹时手指的指甲根部的位置的呈现图像；以及

处理单元，所述处理单元使用所生成的呈现图像获得所述指纹的图像。

2.根据权利要求1所述的指纹认证装置，其中，

所述呈现图像包括十字形的十字图像。

3.根据权利要求1所述的指纹认证装置，其中，

所述呈现图像包括指甲的图像。

4.根据权利要求1所述的指纹认证装置，其中，

所述呈现图像包括指尖的图像，所述指尖的图像包括指甲的图像。

5.根据权利要求1所述的指纹认证装置，其中，

所述呈现图像包括圆形的圆形图像。

6.根据权利要求1所述的指纹认证装置，其中，

所述呈现图像包括叠加了十字形的十字图像、指甲的图像和圆形的圆形图像中的至少任意两个图像的图像。

7.根据权利要求1所述的指纹认证装置，其中，

所述呈现图像包括以阶梯式方式叠加十字形的十字图像、指甲的图像和圆形的圆形图像中的至少任意两个图像的图像。

8.根据权利要求1所述的指纹认证装置，其中，

要呈现的所述指甲根部的位置移动到所述呈现图像中的多个位置。

9.根据权利要求1所述的指纹认证装置，其中，

所述显示控制单元被配置为生成：

用于检测所述指纹的检测区域的图像；以及

在所述检测区域的图像上呈现所述指甲根部的位置的所述呈现图像。

10.根据权利要求1所述的指纹认证装置，还包括：

显示单元，所述显示单元显示由所述显示控制单元生成的所述呈现图像。

11.根据权利要求10所述的指纹认证装置，其中，

所述显示控制单元显示叠加在用于检测所述指纹的检测区域上的所述呈现图像。

12.根据权利要求1所述的指纹认证装置，还包括：

获取状态图像生成单元，所述获取状态图像生成单元生成用于呈现来自所述指纹的指纹信息的获取状态的获取状态图像。

13.根据权利要求12所述的指纹认证装置，其中，

所述获取状态图像包括清晰度根据所述指纹信息获取的进度而变化的图像。

14.根据权利要求12所述的指纹认证装置，其中，

所述获取状态图像包括用于呈现执行所述指纹信息的获取的所述指纹的区域的位置的图像。

15.一种用于指纹认证装置的指纹认证方法，所述指纹认证装置包括：

显示控制单元；以及

处理单元，所述方法包括：

使用所述显示控制单元生成呈现图像，所述呈现图像用于呈现在检测指纹时手指的指甲根部的位置；并且

使用所述处理单元，利用所生成的呈现图像获得所述指纹的图像。

16.一种程序，使计算机用作：

显示控制单元，所述显示控制单元生成用于呈现在检测指纹时手指的指甲根部的位置的呈现图像；以及

处理单元，所述处理单元使用所生成的呈现图像获得所述指纹的图像。

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