基于安全级别注册指纹特征点的方法、认证方法及终端设备

摘要

本申请涉及基于安全级别注册指纹特征点的方法、认证方法及终端设备。一种基于安全级别注册指纹特征点的方法包括：划分多个安全级，所述多个安全级包括基础安全级和至少一个安全级别更高的安全级，每个安全级对应一种或多种指纹特征点；采集用户的指纹，提取多个指纹特征点；基于安全级从所述多个指纹特征点中选取预定数量和相应种类的特征点，注册为相应安全级的指纹特征点。

说明书

技术领域

本公开涉及指纹识别，具体而言，涉及一种基于安全级别注册指纹特征点的 方法、认证方法及终端设备。

背景技术

人体某些生物特征(如指纹/掌纹)是人体独一无二的特征，并且它们的 复杂度能够提供用于鉴别的足够特征数量。

指纹/掌纹指纹等识别技术是目前最成熟且价格便宜的生物特征识别技 术。指纹识别技术已得到广泛应用。我们不仅在门禁、考勤系统中可以看到指 纹识别技术的身影，市场上还有更多指纹识别的应用：如笔记本电脑、手机、 汽车、银行支付都可应用指纹识别的技术。特别是随着智能手机的不断发展， 将出现大量与指纹识别相关的需求，例如利用指纹识别解锁手机、保护隐私信 息、保证交易安全等。

随着移动设备、互联网的发展，人们已经越来越需要通过网络进行事务处 理例如商务支付或执行一些需要一定权限的应用操作。传统上，这些需要权限 和/或身份认证的活动依靠用户名和口令进行，或者通过USB密钥等进行。传 统的方法或者安全程度不高，或者操作复杂、易用性差。

生物识别技术，例如指纹识别技术，具有安全和方便的优势，是未来发展 的方向。

因此，需要发展与指纹识别技术相关的一系列技术和应用。

在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解， 因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本申请公开一种基于安全级别选取指纹特征点的方法、认证方法及终端设备。

本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过 本公开的实践而习得。

根据本公开的一个方面，提供一种基于安全级别注册指纹特征点的方法，包 括：划分多个安全级，所述多个安全级包括基础安全级和至少一个安全级别更高的 安全级，每个安全级对应一种或多种指纹特征点；采集用户的指纹，提取多个指纹 特征点；基于安全级从所述多个指纹特征点中选取预定数量和相应种类的特征点， 注册为相应安全级的指纹特征点。

根据一些实施例，所述基础安全级对应的指纹特征点包括分叉点和/或终结点； 所述至少一个安全级别更高的安全级对应的指纹特征点依序包括分歧点、孤立点、 环点和短纹中的一种或多种。

根据一些实施例，当从所述多个指纹特征点中无法选取足够数量的用于基础安 全级的指纹特征点时，依序补充选取与高一个安全级别的安全级对应的指纹特征点， 直至达到所述预定数量；当从所述多个指纹特征点中无法选取足够数量的用于所述 至少一个安全级别更高的安全级之一的指纹特征点时，依序补充选取与低一个安全 级别的安全级对应的指纹特征点，直至达到所述预定数量。

根据本公开的另一个方面，提供一种基于安全级别的认证方法，包括：识别 用户的操作并确定所述操作的安全级；采集用户的指纹；基于所述安全级，提取多 个指纹特征点，所述安全级为多个安全级之一，每个安全级对应预定数量的一种或 多种指纹特征点；基于所述安全级，将所提取的多个指纹特征点与预存的相应安全 级的指纹特征点进行比对，如果相符，则确认该用户通过执行所述操作的认证。

根据一些实施例，所述多个安全级包括基础安全级和至少一个安全级别更高的 安全级。

根据一些实施例，所述基础安全级对应的指纹特征点包括分叉点和/或终结点； 所述至少一个安全级别更高的安全级的指纹特征点依序包括分歧点、孤立点、环点 和短纹中的一种或多种。

根据一些实施例，当无法提取足够数量的用于基础安全级的指纹特征点时，依 序补充提取与高一个安全级别的安全级对应的全部指纹特征点，直至达到或超过所 述预定数量；当无法提取足够数量的用于所述至少一个安全级别更高的安全级之一 的指纹特征点时，依序补充提取与低一个安全级别的安全级对应的全部指纹特征点， 直至达到或超过所述预定数量。

根据本公开的另一个方面，提供一种终端设备，包括：安全级划分模块，配 置为划分多个安全级，所述多个安全级包括基础安全级和至少一个安全级别更高的 安全级，每个安全级对应预定数量的一种或多种指纹特征点；指纹采集模块，用于 采集用户的指纹；特征点提取模块，用于从采集的指纹提取多个指纹特征点，以用 于进行注册操作或认证操作；注册模块，用于执行注册操作，配置为基于安全级从 所述多个指纹特征点中选取预定数量和相应种类的特征点，注册为相应安全级的指 纹特征点；认证模块，用于执行认证操作，配置为基于所述安全级将所提取的多个 指纹特征点与预存的相应安全级的指纹特征点进行比对，如果相符，则确认该用户 通过认证；及存储模块，用于为安全级划分模块、指纹采集模块、特征点提取模块、 注册模块和认证模块至少其中之一提供存储功能。

根据一些实施例，所述基础安全级对应的指纹特征点包括分叉点和/或终结点； 所述至少一个安全级别更高的安全级对应的指纹特征点依序包括分歧点、孤立点、 环点和短纹中的一种或多种。

根据一些实施例，当用于进行注册操作时，所述特征点提取模块配置为：当从 所述多个指纹特征点中无法选取足够数量的用于基础安全级的指纹特征点时，依序 补充选取与高一个安全级别的安全级对应的指纹特征点，直至达到所述预定数量； 当从所述多个指纹特征点中无法选取足够数量的用于所述至少一个安全级别更高的 安全级之一的指纹特征点时，依序补充选取与低一个安全级别的安全级对应的指纹 特征点，直至达到所述预定数量。

根据一些实施例，用于进行认证操作时，所述特征点提取模块配置为：当无法 提取足够数量的用于基础安全级的指纹特征点时，依序补充提取与高一个安全级别 的安全级对应的全部指纹特征点，直至达到或超过所述预定数量；当无法提取足够 数量的用于所述至少一个安全级别更高的安全级之一的指纹特征点时，依序补充提 取与低一个安全级别的安全级对应的全部指纹特征点，直至达到或超过所述预定数 量。

根据一些实施例，多个安全级与多种事务处理或多种操作分别一一对应。

根据本公开的基于安全级别注册指纹特征点的方法、认证方法及终端设备可 以实现灵活的安全管理。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施方式，本公开的上述和其它特征及优点 将变得更加明显。

图1示意性示出指纹特征点的各种类型；

图2示出根据本公开一示例实施方式的基于安全级别注册指纹特征点的 方法；

图3示出根据本公开示例实施方式的认证方法；及

图4示出根据本公开示例实施方式的终端设备的功能模块。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以 多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实 施方式使得本公开将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领 域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略它 们的详细描述。

此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更 多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例 的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而 没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、材料等。 在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本公开 的各方面。

附图中所示的方框图仅仅是功能实体，不一定必须与物理上独立的实体相 对应。即，可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个集成电路 中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实 现这些功能实体。

本公开提供一种根据安全级别注册指纹特征点的方法、认证方法及终端设备， 可以实现灵活的安全管理。

指纹识别的常用方法是纹型识别、纹数识别及特征点识别。特征点是具有 某种特征的指纹节点。特征点的特征值包括但不限于特征点示例、特征点位置 坐标(x，y)、特征点形状及特征点距离等。特征点位置坐标可以是绝对坐标 或相对坐标。参见图1，指纹特征点一般分为以下几种类型：

A、终结点(Ending)：一条纹路在此终结；

B、分叉点(Bifurcation)：一条纹路在此分开成为两条或更多的纹路；

C、分歧点(Ridge Divergence)：两条平行的纹路在此分开；

D、孤立点(Dot Island)：一条特别短的纹路，以至于成为一点；

E、环点(Enclosure)：一条纹路分开成为两条之后，立即又合并成为一 条；这样形成的一个小环称为环点；以及

F、短纹(Short Ridge)：一条较短但不至于成为一点的纹路。

由于手指指面大小不同，每个手指的特征点数目会有差异。一般而言，每 个手指大约有60-125个特征点，其中以拇指纹特征点线最多，这些特征点中 以分叉点和终结点最为常见。

目前世界各国对于至少需要多少特征点完全相符合才认定属于同一人的指纹的 看法并不一致，但多数国家是以十二个特征点为公认最少符合点数。也有的国家采 用较少的点数例如8至11点，或采用较多的点数例如16点或更多。

指纹识别技术一般可用以下几个指标表征。

拒真率(FRR:False Rejection Rate),指将相同的指纹误认为是不同的指 纹，而加以拒绝的出错概率。其定义为：FRR＝拒识的指纹数目/考察的指纹总 数目×100％。

认假率(FAR:False Accept Rate),指将不同的指纹误认为是相同的指纹， 而加以接收的出错概率。其定义为：FAR＝错判的指纹数目/考察的指纹总数目 ×100％。

速度:是指纹识别系统一项重要的参数，主要由图像采集时间、图像处理 时间、比对时间、及平均识别速度等指标构成。采集时间通常包含了采集的操 作时间和图像的传输时间。图像处理时间，指的是从计算处理指纹图像到提取 出所有特征点、输出特征点信息或特征模板所耗费的时间。获取的指纹图像一 般是含有较多噪声的灰度图像。因此，还需要对该指纹图像进行预处理以改善 指纹图像的质量，增强脊纹峰和脊纹谷的对比度，将它变成一幅清晰的点线图， 以便于进行特征提取。指纹图像的预处理包括有归一化、图像分割、增强、二 值化和细化。根据不同的应用场景可以选取相应预处理步骤，在此不予赘述。 比对时间，是指计算两组指纹特征点信息或特征模板，进行比对，并给出结果， 所耗费的时间。平均识别速度，指从指纹特征点信息库或特征模版库中搜索出 特定指纹的速度。通常是一个统计平均值，其速度的快慢，与指纹特征点信息 库或特征模版库有很大关系。

由于处理指纹时，只涉及指纹的一些有限信息，而且比对算法并不一定达 到精确匹配，其结果也不能保证100％准确。指纹识别系统的特定应用中，重 要的衡量标准是识别率，也就是前面谈到的拒真率(FRR)和认假率(FAR)，FRR 和FAR是成反比的。

常规特征点的选择没有考虑到应用的安全级别。即，特征点的选取仅与特 征点选取和比对本身有关，而没有考虑到安全级别的因素。

对于不同种类的指纹特征点，由于其数量和分布不同，识别的难易程度不同， 因此本公开考虑根据安全级的不同而选取不同的特征点用于安全认证。例如，对于 普通应用，可首先选取常见的特征点，输出特征模板；而对于安全级别较高的应用， 可首先选取较不常见的特征点，输出特征模板。这样，对于普通应用，可以更快速 进行响应；而对于安全级别较高的应用，可以更加保证安全性。

图2是根据本公开实施方式的流程图，示出根据本公开基于安全级别注册 指纹特征点的方法。

参见图2，根据示例实施方式的基于安全级别选取指纹特征点的方法描述如下。

步骤S10，划分多个安全级。所述多个安全级包括基础安全级和至少一个安全 级别更高的安全级，每个安全级对应一种或多种指纹特征点。例如，基础安全级对 应的指纹特征点可包括分叉点和/或终结点，因为这些是最常见的特征点。安全级别 更高的安全级对应的指纹特征点可依序包括分歧点、孤立点、环点和短纹中的一种 或多种，这些是较不常见的特征点。例如，高于基础安全级一个级别的第二安全级 可对应分歧点，高于基础安全级两个级别的第三安全级可对应孤立点，高于基础安 全级三个级别的第四安全级可对应环点和短纹，但本公开不以此为限。多个安全级 可与多种事务处理或多种操作分别一一对应。例如，基础安全级与某一安全要求不 高的应用对应，第二安全级与某一账户的登录对应，第三安全级与小额支付对应， 第四安全级与大额支付对应，但本公开不以此为限。

步骤S12，采集用户的指纹，提取多个指纹特征点。采集用户的指纹及提取指 纹特征点的方法可以是现有技术中的采集及提取指纹特征点的任一种适宜方法，为 使描述简洁，在此不再赘述。

步骤S14，选取相应安全级的预定数量和相应种类的指纹特征点。基于安全级， 从多个指纹特征点中选取预定数量和相应种类的特征点，注册为相应安全级的指纹 特征点。例如，如果基础安全级对应分叉点，则从多个指纹特征点中选取预定数量 例如8个分叉点，注册为基础安全级的指纹特征点。

步骤S16，特征点遍历后判断是否满足预定数量。如果是，即完成预定数量的 特征点注册。如果否，则执行步骤S161。

步骤S161，判断是否为基础安全级选取特征点。如果是，则执行步骤S163；如 果否，则执行步骤S165。

步骤S163，依序补充选取与高一个安全级别的安全级对应的指纹特征点。例如， 当从多个指纹特征点中无法选取足够数量的用于基础安全级的分叉点时，则选取与 高一个安全级别的第二安全级对应的分歧点注册为基础安全级的特征点。当仍然无 法选取足够数量的用于基础安全级的特征点时，则选取与再高一个安全级别的第三 安全级对应的孤立点。如此反复，直至为基础安全级注册预定数量的特征点。

步骤S165，依序补充选取与低一个安全级别的安全级对应的指纹特征点。例如， 当从多个指纹特征点中无法选取足够数量的用于比基础安全级高两个级别的第三安 全级的孤立点时，则选取与低一个安全级别的第二安全级对应的分歧点注册为第三 安全级的特征点。如此反复，直至为第三安全级注册预定数量的特征点。

参见图3，根据本公开示例实施方式的一种基于安全级别的认证方法描述如下。

步骤S20，识别用户的操作并确定所述操作的安全级。例如，当用户点击一小 额支付确认按钮时，系统识别该操作为小额支付，并确定其相应安全级为例如与小 额支付对应的第三安全级。

步骤S22，采集用户的指纹。采集用户的指纹可以是现有技术中的采集指纹特 征点的任一种适宜方法，为使描述简洁，在此不再赘述。

步骤S24，基于所述安全级，提取多个指纹特征点。如前所述，所述安全级为 多个安全级之一，每个安全级对应预定数量的一种或多种指纹特征点。所述多个安 全级可包括基础安全级和至少一个安全级别更高的安全级。如果安全级例如是基础 安全级且基础安全级对应的指纹特征点为分叉点，则提取分叉点。提取指纹特征点 的方法可以是现有技术中的任一种提取指纹特征点的适宜方法，为使描述简洁，在 此不再赘述。

步骤S28，基于所述安全级，将所提取的多个指纹特征点与预存的相应安全级 的指纹特征点进行比对，如果相符，则确认该用户通过执行所述操作的认证。可采 用现有技术中的任一种适宜的指纹特征点比对方法进行比对，为使描述简洁，在此 不再赘述。

根据一示例实施方式，如图3所示，在步骤S26，在提取相应安全级的全部特 征点后，判断特征点总数是否达到或超过预定数量。如果是，即完成预定数量的特 征点提取。如果否，则执行步骤S261。

步骤261，判断是否为基础安全级提取特征点。如果是，则执行步骤S263；如 果否，则执行步骤S265。

步骤S263，依序补充提取与高一个安全级别的安全级对应的全部指纹特征点。 当无法提取足够数量的用于基础安全级的指纹特征点时，依序补充提取与高一个安 全级别的安全级对应的全部指纹特征点，直至达到或超过所述预定数量。例如，当 无法提取足够数量的用于基础安全级的分叉点时，则提取与高一个安全级别的第二 安全级对应的全部分歧点。当仍然无法提取足够数量的用于基础安全级的特征点时， 则提取与再高一个安全级别的第三安全级对应的全部孤立点。如此反复，直至为基 础安全级提取的特征点总数达到或超过预定数量。

步骤S265，依序补充提取与低一个安全级别的安全级对应的全部指纹特征点。 当无法提取足够数量的用于所述至少一个安全级别更高的安全级之一的指纹特征点 时，依序补充提取与低一个安全级别的安全级对应的全部指纹特征点，直至达到或 超过所述预定数量。例如，当无法提取足够数量的用于比基础安全级高两个级别的 第三安全级的孤立点时，则选取与低一个安全级别的第二安全级对应的全部分歧点。 如此反复，直至为第三安全级提取预定数量或超过预定数量的特征点。

根据本公开的方法，根据安全级的不同而选取不同的特征点用于安全认证。例 如，对于普通应用，可首先选取常见的特征点，输出特征模板；而对于安全级别较 高的应用，可首先选取较不常见的特征点，输出特征模板。这样，由于不同种类的 指纹特征点的数量和分布不同，识别的难易程度不同，因此对于普通应用，可以更 快速进行响应；而对于安全级别较高的应用，可以更加保证安全性。

参见图4，现在描述根据本公开示例实施方式的终端设备的功能模块。

如图4所示，终端设备300可以是手机、PDA、平板电脑、电子书等。终端设备 300可包括各种功能模块，例如安全级划分模块310、指纹采集模块320、特征点提 取模块330、注册模块340、认证模块350及存储模块360。

安全级划分模块310配置为划分多个安全级。如前所述，所述多个安全级包括 基础安全级和至少一个安全级别更高的安全级，每个安全级对应预定数量的一种或 多种指纹特征点。例如，如前所述，基础安全级对应的指纹特征点可包括分叉点和/ 或终结点，至少一个安全级别更高的安全级对应的指纹特征点依序可包括分歧点、 孤立点、环点和短纹中的一种或多种。多个安全级可与多种事务处理或多种操作分 别一一对应。

指纹采集模块320用于采集用户的指纹。如前所述，采集用户的指纹可以是现 有技术中的采集指纹特征点的任一种适宜方法，为使描述简洁，在此不再赘述。

特征点提取模块330，用于从采集的指纹提取多个指纹特征点，以用于进行注 册操作或认证操作。针对注册操作或认证操作，特征点提取模块330配置为不同的 操作模式。

例如，如前所述，如果用于进行注册操作，则特征点提取模块330配置为：当 从所述多个指纹特征点中无法选取足够数量的用于基础安全级的指纹特征点时，依 序补充选取与高一个安全级别的安全级对应的指纹特征点，直至达到所述预定数量； 当从所述多个指纹特征点中无法选取足够数量的用于所述至少一个安全级别更高的 安全级之一的指纹特征点时，依序补充选取与低一个安全级别的安全级对应的指纹 特征点，直至达到所述预定数量。

又例如，如前所述，如果用于进行认证操作，则特征点提取模块330配置为： 当无法提取足够数量的用于基础安全级的指纹特征点时，依序补充提取与高一个安 全级别的安全级对应的全部指纹特征点，直至达到或超过所述预定数量；当无法提 取足够数量的用于所述至少一个安全级别更高的安全级之一的指纹特征点时，依序 补充提取与低一个安全级别的安全级对应的全部指纹特征点，直至达到或超过所述 预定数量。

注册模块340用于执行注册操作。如前所述，注册模块340可配置为基于安全 级从所述多个指纹特征点中选取预定数量和相应种类的特征点，注册为相应安全级 的指纹特征点。

认证模块350用于执行认证操作。如前所述，认证模块350可配置为基于所述 安全级将所提取的多个指纹特征点与预存的相应安全级的指纹特征点进行比对，如 果相符，则确认该用户通过认证。

存储模块360用于为安全级划分模块、指纹采集模块、特征点提取模块、注册 模块和认证模块至少其中之一提供存储功能。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，本公开实施例可以 通过硬件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，本公开实施 例的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失 性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中，包括若干指令用以使得一台 计算设备(可以是个人计算机、服务器、移动终端、或者网络设备等)执行根据本 公开实施方式的方法。

本领域技术人员可以理解，附图只是示例实施方式的示意图，附图中的模块或 流程并不一定是实施本公开所必须的，因此不能用于限制本公开的保护范围。

本领域技术人员可以理解上述各模块可以按照实施例的描述分布于装置中，也 可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可 以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

以上具体地示出和描述了本公开的示例性实施方式。应该理解，本公开不 限于所公开的实施方式，相反，本公开意图涵盖包含在所附权利要求的精神和 范围内的各种修改和等效布置。