СПОСОБ РАСПОЗНАВАНИЯ ЖИВОЙ ТКАНИ И СООТВЕТСТВУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2017 года по МПК G06K9/00 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Данное изобретение относится к области биометрической идентификации пользователя, в частности, к способу и устройству для распознавания живой ткани в качестве предварительной проверки при предоставлении доступа, и может быть использовано для защиты от поддельных биометрических параметров в системах контроля доступа.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Идентификация личности с помощью биометрических технологий является в настоящее время одним из перспективных, бурно развивающихся направлений, среди которых способы и средства с использованием отпечатков пальцев занимают одно из ведущих мест. В существующих мобильных устройствах для распознавания отпечатков пальцев используются емкостные сенсоры, однако в применяемых способах с их использованием не обеспечивается должный уровень безопасности. Следовательно, существующие способы не являются идеальными для защиты устройств от несанкционированного доступа. Многие исследования показали, что доступ к таким устройствам можно получить с помощью поддельных отпечатков пальцев, выполненных из пластилина, желатина, силикона, клея и т.д. Такой подход не предполагает антиспуфинг-анализ, т.е. анализ на выявление подделки.

Даже если биометрические устройства используют физиологическую информацию для идентификации пользователя, известные способы с использованием емкостных сенсоров не детектируют факт того, что пользователь использует «живой» палец, т.е. факт обнаружения живой ткани. Поэтому в современных мобильных устройствах существует потребность в системе для идентификации пользователя с предварительным антиспуфинг-анализом. Таким образом, одной из целей идентификации является определение того, собраны ли биометрические данные пользователя путем использования настоящего «живого» пальца.

Настоящее изобретение обеспечивает повышенную безопасность доступа для устройств с биометрической идентификацией при использовании пользователем, имеющим доступ к устройству, устройства для регистрации и соответствующей проверки. В настоящем изобретении антиспуфинг-анализ является результатом обнаружения анизотропии ткани в кончике пальца.

Одним из известных решений, раскрывающих системы биометрической идентификации с помощью отпечатка пальца, является решение, раскрытое, например, в патентном документе US 6181808 B1 («Living body discriminating apparatus», NEC CORPORATION). Известное решение описывает устройство распознавания, которое выполнено с возможностью распознавать, что при вводе информации использовался живой палец, а не искусственно созданная подделка. Описанное в известном решении распознавание заключается в измерении разности электрических потенциалов между двумя точками мышц пальца с использованием по меньшей мере двух электродов и электрода заземления, причем по меньшей мере два электрода расположены в области фаланги пальца. Посредством использования множества электродов и электрода заземления можно получить таблицу потенциалов для использования при распознавании подделки. Анализируя частотные данные и данные потенциалов, полученные от вышеупомянутых электродов, известное устройство распознавания определяет, использовался ли для введения данных живой палец. Однако в таком решении не предусмотрено обнаружение анизотропии, что приводит к возможности применения подделки, выполненной из материала, обладающего такими же или близкими свойствами проводимости, что и живая ткань, например, с помощью способов копирования диэлектрических свойств тканей путем смешивания воды, соли, агара и полиэтиленового порошка.

Более того, данное известное решение предполагает жесткие требования к положению размещения пальца, за счет того, что первый сустав пальца должен быть размещен на сенсоре в месте расположения электрода заземления. При этом измерение, раскрытое в данном известном решении, является достаточно долговременным (в р-не 0,5 сек) за счет необходимости получения сигнала, на основе которого определяется необходимый набор данных, в некотором временном интервале.

Патентный документ US 5990804 A («Animate body detector», SONY CORPORATION) раскрывает детектор, используемый для определения, является ли проверяемый объект (кончик пальца) живым телом. Определение осуществляется посредством измерения емкости, частоты изменения емкости за заранее заданный период времени, влагоемкости и давления с помощью электродов и соответствующих сенсоров. В данном известном патентном документе дополнительно описывается бесконтактная процедура измерения вышеперечисленных характеристик. Однако в нем также не предусмотрено обнаружение анизотропии ткани, что приводит к возможности применения подделки, выполненной из материала, обладающего такими же или близкими свойствами проводимости, что и живая ткань. При этом, в силу того, что измерения изменения характеристик живой ткани нельзя проводить параллельно, осуществляемое определение является достаточно долговременным за счет необходимости получения множества различных данных во времени.

Задачей настоящего изобретения является предоставление способа для распознавания живой ткани со следующими усовершенствованиями по сравнению с решениями предшествующего уровня техники:

- лучшая точность определения подделки за счет измерения анизотропии;

- сокращение времени определения принадлежности к живой или неживой ткани, в частности, предлагаемое определение занимает менее 0,3 сек.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Указанная задача решается посредством способа и устройства, которые охарактеризованы в независимых пунктах формулы изобретения. Дополнительные варианты реализации настоящего изобретения представлены в зависимых пунктах формулы изобретения.

Настоящее изобретение раскрывает предварительную процедуру индивидуальной регистрации пользователя с помощью физиологической информации, а именно отпечатка пальца, позволяющую распознавать, был ли использован «живой» палец при вводе физиологической информации. Конструкция изобретения позволяет реализовать способ распознавания живой ткани с помощью существующего емкостного сенсора, интегрированного в потребительские мобильные устройства. При этом настоящее изобретение также может быть применено и к стационарным устройствам, при необходимости.

В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения предложен способ распознавания живой ткани в качестве предварительной проверки при предоставлении доступа, содержащий этапы, на которых: обнаруживают касание объектом чувствительной к касанию области на мобильном устройстве, в которой установлено множество пар электродов, причем множество пар электродов включает в себя первый блок пар электродов и второй блок пар электродов; определяют пары электродов, находящиеся в контакте с приложенной частью объекта, причем упомянутое определение содержит определение подмножества первого блока пар электродов, находящихся в контакте с приложенной частью объекта; принимают электрические сигналы от каждой пары из определенного подмножества; вычисляют значения импедансов соответствующих участков приложенного объекта на основе принятых электрических сигналов; определяют отношение вычисленных значений импедансов для каждой пары расположенных на по существу взаимно перпендикулярных линиях пар электродов из упомянутого подмножества, причем, если одно значение импеданса для одной пары электродов из пары расположенных на по существу взаимно перпендикулярных линиях пар электродов больше другого значения импеданса, отношение вычисленных значений импедансов представляет собой отношение большего вычисленного значения импеданса к меньшему; выбирают две пары расположенных на по существу взаимно перпендикулярных линиях пар электродов с максимальным отношением значений импедансов; и, если это максимальное отношение превышает заданное пороговое значение, идентифицируют объект как объект из живой ткани.

Объект из живой ткани является кончиком пальца.

Согласно варианту осуществления изобретения, если максимальное отношение не превышает заданное пороговое значение, объект идентифицируется как объект из неживой ткани.

Согласно одному варианту осуществления изобретения заданное пороговое значение равно 1.

В другом варианте изобретения на основе принятых электрических сигналов также могут вычисляться значения амплитуды напряжений, вычисленные значения амплитуды напряжений могут сравниваться для каждой пары расположенных на по существу взаимно перпендикулярных линиях пар электродов из упомянутого подмножества, после чего выбирают две пары расположенных на по существу взаимно перпендикулярных линиях пар электродов с максимальной разницей значений амплитуды напряжений, и, если максимальная разница превышает заданное второе пороговое значение для другого варианта изобретения, идентифицируют объект как объект из живой ткани.

Согласно одному варианту осуществления изобретения заданное второе пороговое значение равно 0.

Если в результате выполнения способа объект идентифицируют как объект из неживой ткани, доступ к мобильному устройству запрещается.

При необходимости способ дополнительно содержит этап, на котором собирают данные, относящиеся к отпечатку пальца, от находящихся в контакте с приложенной частью объекта пар электродов из второго блока пар электродов для идентификации пользователя в случае, когда объект идентифицируют как кончик пальца, причем собранные данные включают в себя информацию касательно папиллярного узора на кончике пальца.

Согласно варианту осуществления изобретения доступ к мобильному устройству также запрещают, если информация касательно папиллярного узора на кончике пальца не совпадает с заранее сохраненной информацией папиллярного узора на кончике пальца для пользователя мобильного устройства.

Согласно варианту осуществления изобретения объект прикладывают к чувствительной к касанию области на мобильном устройстве под произвольным углом.

В соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения предложено устройство для распознавания живой ткани в качестве предварительной проверки при предоставлении доступа, содержащее множество пар электродов, размещенное в чувствительной к касанию области на мобильном устройстве, причем множество пар электродов включает в себя первый блок пар электродов и второй блок пар электродов, причем каждая пара содержит один излучающий электрод и один приемный электрод; генератор, выполненный с возможностью подачи напряжения на излучающие электроды второго блока пар электродов, при этом второй блок пар электродов включает в себя емкостные пары электродов, выполненные с возможностью обнаружения касания объектом чувствительной к касанию области и определения подмножества пар электродов из второго блока пар электродов, находящегося в контакте с приложенной частью объекта, причем генератор дополнительно выполнен с возможностью подачи напряжения на излучающие электроды первого блока пар электродов, находящиеся рядом с определенным подмножеством пар электродов из второго блока; и первую схему обработки, выполненную с возможностью приема электрических сигналов от приемных электродов первого блока пар электродов, находящихся в паре с упомянутыми излучающими электродами, и вычисления значений импедансов соответствующих участков приложенного объекта на основе принятых электрических сигналов, причем первый блок пар электродов электрически связан с первой схемой обработки.

При этом первая схема обработки дополнительно выполнена с возможностью определения отношения вычисленных значений импедансов для каждой пары расположенных на по существу взаимно перпендикулярных линиях пар электродов, причем, если одно значение импеданса для одной пары электродов из пары расположенных на по существу взаимно перпендикулярных линиях пар электродов больше другого значения импеданса, отношение вычисленных значений импедансов представляет собой отношение большего вычисленного значения импеданса к меньшему, и с возможностью выбора двух пар расположенных на по существу взаимно перпендикулярных линиях пар электродов с максимальным отношением значений импедансов. При этом, если максимальное отношение превышает заданное пороговое значение, приложенный объект идентифицируется как объект из живой ткани.

Объект из живой ткани является кончиком пальца.

Согласно варианту осуществления изобретения устройство также содержит вторую схему обработки, выполненную с возможностью приема электрических сигналов от второго блока пар электродов, причем электрические сигналы, принятые от второго блока пар электродов, содержат информацию о емкости, а второй блок пар электродов электрически связан со второй схемой обработки, при этом в случае, когда объект идентифицируется как кончик пальца, вторая схема обработки дополнительно выполнена с возможностью формирования информации касательно папиллярного узора на кончике пальца.

Если упомянутая максимальная разница не превышает заданное пороговое значение, приложенный объект идентифицируется как объект из неживой ткани.

Согласно одному варианту осуществления изобретения заданное пороговое значение равно 1.

Первая схема обработки дополнительно выполнена с возможностью вычисления значений амплитуды напряжений на основе принятых электрических сигналов, сравнения вычисленных значений амплитуды напряжений для каждой пары расположенных на по существу взаимно перпендикулярных линиях пар электродов, и выбора двух пар расположенных на по существу взаимно перпендикулярных линиях пар электродов с максимальной разницей значений амплитуды напряжений. Причем, если максимальная разница превышает заданное второе пороговое значение для другого варианта изобретения, идентифицируют объект как объект из живой ткани.

Согласно одному варианту осуществления изобретения заданное второе пороговое значение равно 0.

При необходимости первая схема обработки дополнительно выполнена с возможностью запрета доступа к мобильному устройству в случае, когда объект идентифицируют как объект из неживой ткани.

При необходимости вторая схема обработки дополнительно выполнена с возможностью запрета доступа к мобильному устройству в случае, когда информация касательно папиллярного узора на кончике пальца не совпадает с заранее сохраненной информацией папиллярного узора на кончике пальца для пользователя мобильного устройства.

Согласно варианту осуществления изобретения чувствительная к касанию область выполнена таким образом, что объект может быть приложен к ней под произвольным углом.

При этом первый блок электродов может совпадать со вторым блоком электродов.

В соответствии с третьим аспектом настоящего изобретения предложено устройство для распознавания живой ткани в качестве предварительной проверки при предоставлении доступа к электронному устройству, содержащее множество пар электродов, включающее в себя первый блок пар электродов, размещенный в рамке вокруг чувствительной к касанию кнопки на мобильном устройстве, и второй блок пар электродов, размещенный в чувствительной к касанию кнопке, причем каждая пара содержит один излучающий электрод и один приемный электрод; генератор, выполненный с возможностью подачи напряжения на излучающие электроды второго блока пар электродов, при этом второй блок пар электродов включает в себя емкостные пары электродов, выполненные с возможностью обнаружения касания объектом рамки и чувствительной к касанию кнопки и определения подмножества пар электродов из второго блока пар электродов, находящегося в контакте с приложенной частью объекта, причем генератор дополнительно выполнен с возможностью подачи напряжения на излучающие электроды первого блока пар электродов, находящиеся рядом с определенным подмножеством пар электродов из второго блока; и первую схему обработки, выполненную с возможностью приема электрических сигналов от приемных электродов первого блока пар электродов, находящихся в паре с упомянутыми излучающими электродами, и вычисления значений импедансов соответствующих участков приложенного объекта на основе принятых электрических сигналов, причем первый блок пар электродов электрически связан с первой схемой обработки. При этом схема обработки дополнительно выполнена с возможностью определения отношения вычисленных значений импедансов для каждой пары расположенных на по существу взаимно перпендикулярных линиях пар электродов, причем, если одно значение импеданса для одной пары электродов из пары расположенных на по существу взаимно перпендикулярных линиях пар электродов больше другого значения импеданса, отношение вычисленных значений импедансов представляет собой отношение большего вычисленного значения импеданса к меньшему, и с возможностью выбора двух пар расположенных на по существу взаимно перпендикулярных линиях пар электродов с максимальным отношением значений импедансов. При этом, если максимальное отношение превышает заданное пороговое значение, приложенный объект идентифицируется как объект из живой ткани.

Объект из живой ткани является кончиком пальца.

Согласно варианту осуществления изобретения устройство также содержит вторую схему обработки, выполненную с возможностью приема электрических сигналов от второго блока пар электродов, причем электрические сигналы, принятые от второго блока пар электродов, содержат информацию о емкости, а второй блок пар электродов электрически связан со второй схемой обработки, при этом в случае, когда объект идентифицируется как кончик пальца, вторая схема обработки дополнительно выполнена с возможностью формирования информации касательно папиллярного узора на кончике пальца.

Если максимальная разница не превышает заданное пороговое значение, приложенный объект идентифицируется как объект из неживой ткани.

Согласно одному варианту осуществления изобретения заданное пороговое значение равно 1.

При необходимости первая схема обработки дополнительно выполнена с возможностью запрета доступа к мобильному устройству в случае, когда объект идентифицируют как объект из неживой ткани.

При необходимости вторая схема обработки дополнительно выполнена с возможностью запрета доступа к мобильному устройству в случае, когда информация касательно папиллярного узора на кончике пальца не совпадает с заранее сохраненной информацией папиллярного узора на кончике пальца для пользователя мобильного устройства.

Согласно варианту осуществления изобретения чувствительная к касанию кнопка выполнена таким образом, что объект может быть приложен к ней под произвольным углом.

Там образом, использование вышеупомянутого способа обеспечивает следующие преимущества: достаточное количество электродов для измерения анизотропии (первый блок пар электродов) позволяет пользователю прикладывать палец под любым углом и в любом удобном положении, размер существующего сенсора не увеличивается за счет изменения функциональности части электродов уже существующего емкостного сенсора для измерения анизотропии, высокая безопасность за счет надежной идентификации поддельного/настоящего пальца, быстрая верификация.

Технический результат, достигаемый посредством использования настоящего изобретения, заключается в создании нового способа идентификации живой ткани, за счет которого обеспечивается повышенный уровень безопасности при биометрической идентификации пользователя на защищенном с помощью функции ввода отпечатка пальца устройстве, без увеличения размеров самого устройства за счет модификации существующих емкостных сенсоров.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Эти и другие признаки и преимущества настоящего изобретения станут очевидны после прочтения нижеследующего описания и просмотра сопроводительных чертежей, на которых:

Фиг. 1 иллюстрирует примерное расположение устройства для распознавания живой ткани в мобильном устройстве в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 2 иллюстрирует блок-схему последовательности операций способа распознавания живой ткани в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 3 изображает вид коллагеновых волокон в разрезе, на котором изображены примерные направления прохождения электрических сигналов в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 4 иллюстрирует примерную схему устройства для распознавания живой ткани в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 5 иллюстрирует схематичное изображение выбора пар электродов в случае наличия четырех пар электродов в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 6 представляет собой график изменения измеренных амплитуд во времени для сигналов, полученных в отношении искусственной имитации пальца пользователя;

Фиг. 7 представляет собой график изменения измеренных амплитуд во времени для сигналов, полученных в отношении настоящего живого пальца пользователя;

Фиг. 8 иллюстрирует схематичное изображение выбора пар электродов в случае наличия множества пар электродов в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 9а представляет собой пример измерения напряжения выходного сигнала с одной пары из двух расположенных на по существу взаимно перпендикулярных линиях пар электродов в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 9б представляет собой пример измерения напряжения выходного сигнала с другой пары из двух расположенных на по существу взаимно перпендикулярных линиях пар электродов в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Различные варианты осуществления настоящего изобретения описываются в дальнейшем более подробно со ссылкой на чертежи. Однако настоящее изобретение может быть воплощено во многих других формах и не должно истолковываться как ограниченное любой конкретной структурой или функцией, представленной в нижеследующем описании. На основании настоящего описания специалист в данной области техники поймет, что объем правовой охраны настоящего изобретения охватывает любой вариант осуществления настоящего изобретения, раскрытый в данном документе, вне зависимости от того, реализован ли он независимо или в сочетании с любым другим вариантом осуществления настоящего изобретения. Например, устройство может быть выполнено или способ может быть осуществлен на практике с использованием любого числа вариантов осуществления, изложенных в данном документе. Кроме того, следует понимать, что любой вариант осуществления настоящего изобретения, раскрытый в данном документе, может быть воплощен с помощью одного или более элементов формулы изобретения.

Слово «примерный» используется в данном документе в значении «служащий в качестве примера или иллюстрации». Любой вариант осуществления, описанный в данном документе как «примерный», необязательно должен истолковываться как предпочтительный или обладающий преимуществом над другими вариантами осуществления.

Существующие емкостные сенсоры, как это было указано выше, не осуществляют антиспуфинг-анализ, который заключается в определении наличия живой ткани. Настоящее изобретение относится к идентификации пользователя, включающей предварительную проверку на использование поддельного отпечатка пальца, т.е. антиспуфинг-анализ. Данная предварительная проверка производится посредством измерения анизотропии ткани кончика пальца. Для измерения анизотропии ткани кончика пальца предлагается использовать вышеупомянутые существующие емкостные сенсоры, модифицированные нижеописанным способом. Существование анизотропии в ткани кончика пальца обусловлено наличием в кончике пальца коллагеновых волокон, которые составляют его основной объем и ориентированы в конкретном направлении. Таким образом, амплитуды сигналов, измеренных вдоль и поперек таких коллагеновых волокон в кончике пальца, будут существенно отличаться. Анизотропия может быть измерена в любой точке и под любым углом приложения живого пальца.

Анизотропия в ткани кончика пальца в настоящем изобретении измеряется с помощью расположенных на по существу взаимно перпендикулярных линиях пар электродов, что обусловлено необходимостью получения сигналов, измеренных вдоль и поперек волокон в пальце. Для определения живой ткани анализируются отношение значений импедансов всех тканей на кончике пальца (коллагеновых волокон, капилляров, и т.п.), в частности соответствующих участков тканей, через которые прошел электрический сигнал между электродами каждой из этих пар электродов, и разность между амплитудами сигналов, полученных от каждой из этих пар электродов, и выявляются две пары электродов с максимальным отношением и максимальной разностью между амплитудами сигналов, соответственно. Максимальное отношение означает, что ориентация волокон в ткани совпала с линией, на которой лежит одна пара электродов, а линия, на которой лежит вторая пара электродов, перпендикулярна ориентации волокон, и, значит, первой линии. Таким образом, под парой расположенных на по существу взаимно перпендикулярных линиях пар электродов в настоящем документе подразумеваются две пары электродов, для которых линии, на которых расположены эти пары электродов, по существу (приблизительно) перпендикулярны, при этом эти две пары расположены относительно близко друг к другу. Следовательно, способ, раскрытый в настоящем изобретении, позволяет выявить так называемый «спуфинг» - т.е. подмену настоящего пальца пользователя на искусственно выполненную имитацию, повторяющую папиллярный узор пользователя (выполненную, например, из пластилина, желатина, силикона, клея и т.д.) или даже палец, принадлежащий неживому человеку.

Фиг. 1 иллюстрирует примерное расположение устройства 100 для распознавания живой ткани в мобильном устройстве 110 в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения. В частности, согласно предпочтительному варианту осуществления, проиллюстрированному на вышеупомянутой фигуре, устройство 100 для распознавания живой ткани может быть помещено, например, под областью чувствительной к касанию кнопки ʺHomeʺ («Домой») мобильного устройства 110. Однако, в вариантах осуществления предлагаемое устройство может быть помещено под любую чувствительную к касанию область экрана мобильного устройства, или, например, в рамке вокруг упомянутой кнопки, которая как правило является металлической.

Далее, обращаясь к Фиг. 2, рассмотрена блок-схема последовательности операций способа распознавания живой ткани в соответствии с примерным вариантом осуществления настоящего изобретения. Способ распознавания живой ткани применяется в настоящем изобретении в качестве предварительной проверки при предоставлении доступа к мобильному устройству пользователя, однако область применения настоящего изобретения не ограничивается указанным выше.

На этапе S01 обнаруживают касание объектом чувствительной к касанию области на мобильном устройстве, причем объект является объектом из живой ткани - кончиком пальца, или объектом из неживой ткани - его искусственной имитацией или пальцем, принадлежащим неживому человеку. Под чувствительной к касанию областью располагается множество электродов, причем все электроды множества сгруппированы попарно, образуя множество фиксированных пар электродов.

Согласно первому варианту осуществления функцией одной части из множества пар электродов является измерение анизотропии, в то время как остальная часть пар электродов представляет собой традиционные электроды, используемые в емкостных сенсорах для измерения емкости. Указанная первая часть из множества пар электродов в дальнейшем именуется как первый блок пар электродов, а остальная часть пар электродов – как второй блок пар электродов. Выбор функций тех или иных фиксированных пар электродов производится таким образом, чтобы и те, и другие пары были равномерно распределены по всей поверхности чувствительной к касанию области, причем линии, на которых расположены пары электродов из первого блока, должны быть разнонаправлены. При этом пары электродов из первого блока также должны выбираться так, чтобы линии, на которых эти пары расположены, включали в себя попарно приблизительно перпендикулярные друг другу. Анизотропия измеряется посредством подмножества пар электродов из первого блока пар электродов, которые находятся в контакте с приложенным объектом. Две расположенные на по существу взаимно перпендикулярных линиях пары для измерения анизотропии при этом должны всегда находиться рядом (максимально близко друг к другу). Согласно предпочтительному варианту осуществления процессы измерения емкости для регистрации отпечатка пальца и измерения анизотропии, осуществляемые каждым блоком электродов, в данном первом варианте осуществления выполняются параллельно. Однако попеременное осуществление процессов также возможно.

Согласно другому варианту осуществления все пары электродов могут обладать двойной функциональностью, т.е. первый блок пар электродов будет совпадать со вторым блоком пар электродов, при этом для измерения анизотропии используется только подмножество тех пар электродов, которые находятся в контакте с приложенным объектом. Таким образом, согласно данному другому варианту осуществления изначально все электроды функционируют в качестве емкостных электродов. При осуществлении касания объектом чувствительной к касанию области на мобильном устройстве в данной области касания изменяется электрическая емкость, что позволяет определить электроды, находящиеся в данной области касания. Далее необходимо выделить пары электродов в этой области, которые будут использоваться для измерения анизотропии, т.е. выделить пары электродов, текущие функциональные характеристики которых будут изменены на измерение анизотропии. Эти пары электродов выбираются согласно специальному алгоритму, который заключается в выборе равномерно распределенных пар электродов по области касания так, чтобы эти пары не только находились в разных местах области касания, но и являлись разнонаправленными в этой области, т.е. чтобы линии, на которых расположены выбранные пары электродов, включали в себя по меньшей мере как параллельные или почти параллельные линии, так и перпендикулярные или почти перпендикулярные, и пересекающиеся под углом, равным или близким к 45 градусам. Остальные (не выбранные алгоритмом) пары электродов по-прежнему функционируют в качестве емкостных электродов и используются для измерения емкости, чтобы зарегистрировать изображение отпечатка пальца приложенного объекта. В отношении данного другого варианта осуществления вышеупомянутые процессы, осуществляемые множеством пар электродов, предпочтительно выполняются попеременно. Однако, при необходимости, электроды, обладающие на текущий момент разными назначениями, можно также сконфигурировать на параллельное осуществление процессов. Такое применение электродов не только экономит время, затрачиваемое на распознавание, но и экономит потребляемую мощность за счет выбора ограниченного подмножества пар электродов с помощью вышеупомянутого алгоритма. Следует отметить, что согласно этому другому варианту осуществления функциональные характеристики выделенных пар электродов снова могут быть изменены для измерения емкости, чтобы осуществить регистрацию полного изображения отпечатка пальца. Согласно же первому варианту осуществления первый блок пар электродов используется только для измерения анизотропии, следовательно, изображение отпечатка пальца, получаемое с помощью второго блока пар электродов, является неполным, и для осуществления проверки на соответствие папиллярного узора дополнительно необходимо достроить с помощью интерполяции ту зону изображения, которая была покрыта парами электродов для измерения анизотропии.

Вышеупомянутое подмножество множества пар электродов, находящихся в контакте с приложенной частью объекта (кончика пальца), определяют на этапе S02 как в случае двойной функциональности электродов, так и в случае двух разных множеств электродов, каждое из которых обладает своей функциональностью. В частности, на этом этапе определяется подмножество первого блока пар электродов, которое будет в дальнейшем использовано для измерения анизотропии, что подробнее описано далее.

На этапе S03 принимают электрические сигналы от каждой пары из определенного подмножества первого блока пар электродов, причем входной сигнал подается на один электрод из фиксированной пары электродов – излучающий электрод, а выходной сигнал считывается со второго электрода этой же пары электродов – приемного электрода. Далее, на этапе S04 измеряют амплитуду всех принятых электрических сигналов и вычисляют значения импедансов соответствующих участков приложенного объекта на основе отношения амплитуды выходных сигналов к амплитудам соответствующих входных сигналов (ослабление сигнала пропорционально импедансу).

На этапе S05 определяют отношение вычисленных значений импедансов для каждой пары расположенных на по существу взаимно перпендикулярных линиях пар электродов из упомянутого подмножества для обнаружения двух расположенных на по существу взаимно перпендикулярных линиях пар электродов, линии которых проходят соответственно по существу вдоль и по существу поперек коллагеновых волокон в кончике пальца. Следует отметить, что согласно предпочтительному варианту осуществления отношение вычисленных значений импедансов представляет собой отношение большего вычисленного значения импеданса к меньшему в случае, когда одно значение импеданса для одной пары электродов из пары расположенных на по существу взаимно перпендикулярных линиях пар электродов больше другого значения импеданса. На этапе S06 выбирают две пары расположенных на по существу взаимно перпендикулярных линиях пар электродов с максимальным отношением значений импедансов и, если максимальное отношение превышает заданное пороговое значение, идентифицируют объект как объект из живой ткани – этап S07. Пороговое значение может быть изменено, например, в процессе занесения пользователем своего отпечатка в память телефона и выбрано, например, исходя из значения меньшего импеданса (из пары сравниваемых) или исходя из степени соответствия двух импедансов, измеренных одновременно с помощью двух расположенных на по существу перпендикулярных линиях пар электродов. Значительная разница в значениях импеданса обусловлена тем, что один сигнал прошел по существу вдоль волокон, а другой – по существу поперек (см. Фиг. 3). Амплитуда, измеренная в отношении этих сигналов, также будет значительно отличаться.

Если максимальное отношение не превышает заданное пороговое значение, то объект следует идентифицировать как искусственную имитацию, так как материал, из которого выполнена эта имитация, изотропен, или как палец, принадлежащий неживому человеку, утративший свои анизотропные свойства. В случае совпадения гармонических колебаний сигналов, прошедших через объект и принятых от двух расположенных на по существу перпендикулярных линиях пар электродов, а значит и совпадения амплитуд, также делается вывод об изотропности материала объекта, а значит его принадлежности к поддельному пальцу – искусственной имитации или неживой ткани. Таким образом, заданное пороговое значение может быть равно 1 или же быть по существу близким к единице, что обусловлено тем, что, в случае равенства импедансов, их отношение будет равно 1.

Предлагаемый способ дополнительно может, например, запрещать доступ к мобильному устройству в случае, когда объект идентифицируют как объект из неживой ткани. В данном случае проверка на соответствие папиллярного узора уже не проводится. В случае осуществления параллельных процессов – распознавания живой ткани и проверки на соответствие папиллярного узора с помощью разных подмножеств пар электродов - процесс проверки прерывается сразу после получения отрицательного результата распознавания живой ткани.

Согласно одному варианту осуществления также осуществляется и этап, на котором с помощью второго блока пар электродов собирают данные, относящиеся к отпечатку пальца, для идентификации пользователя. Данный этап проводится только в случае успешного результата распознавания живой ткани, т.е. когда объект идентифицируют как объект из живой ткани. В настоящем изобретении этим объектом является кончик пальца. Собранные данные, соответственно, включают в себя информацию касательно папиллярного узора на кончике пальца.

Если информация касательно папиллярного узора на кончике пальца не совпадает с заранее сохраненной информацией папиллярного узора на кончике пальца для пользователя мобильного устройства, доступ к мобильному устройству также не предоставляется.

За счет наличия большого количества электродов объект может быть обнаружен при приложении к чувствительной к касанию области на мобильном устройстве под произвольным углом и в любом положении. Множество электродов образуют собой сетку электродов, покрывающую всю чувствительную к касанию область.

Фиг. 4 иллюстрирует примерную схему устройства 100 для распознавания живой ткани в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Устройство для распознавания живой ткани в качестве предварительной проверки при предоставлении доступа содержит множество 200 пар электродов, размещенное в чувствительной к касанию области на мобильном устройстве. Как было указано выше, множество 200 пар электродов может включать в себя первый блок пар электродов и второй блок пар электродов, каждый обладающий своей функциональностью. Одна пара электродов включает в себя излучающий электрод, на который подается сигнал, и приемный электрод, с которого сигнал считывается. Согласно другому варианту осуществления первый блок электродов может совпадать со вторым блоком электродов, т.е. все пары электродов выполнены с возможностью осуществления двойной функциональности.

Согласно еще одному варианту осуществления первый блок пар электродов может быть выполнен отдельно, например, в металлической рамке, окружающей чувствительную к касанию кнопку. При этом второй блок пар электродов образует собой сетку, покрывающую все пространство под чувствительной к касанию кнопкой.

Устройство для распознавания живой ткани также содержит генератор 250, выполненный с возможностью подачи напряжения на множество пар электродов. В частности, генератор 250 может подавать электрический входной сигнал на один из электродов – излучающий электрод, каждой соответствующей пары электродов. Для каждого единичного измерения анизотропии требуются две расположенные на по существу взаимно перпендикулярных линиях пары электродов. Генератор 250 выполнен с возможностью подачи напряжения на упомянутые две расположенные на по существу взаимно перпендикулярных линиях пары электродов из первого блока пар электродов, причем согласно предпочтительному варианту осуществления генератор подает напряжение на упомянутые две расположенные на по существу взаимно перпендикулярных линиях пары электродов дважды для последующего усреднения измерений по двум полученным величинам. В частности, при первой подаче напряжения напряжение сначала подается на первую пару из двух пар электродов, а затем на вторую пару, а при второй подаче наоборот – сначала на вторую пару, а затем на первую.

Емкостные пары электродов выполнены с возможностью обнаружения касания объектом чувствительной к касанию области, например, кнопки, и определения подмножества пар электродов из второго блока пар электродов, находящегося в контакте с приложенным объектом. Для того чтобы затем определить пары электродов из первого блока пар электродов, которые также находятся в контакте с приложенным объектом, определяются пары электродов из первого блока, находящиеся в непосредственной близости к определенному подмножеству пар электродов из второго блока. Пары электродов из первого блока пар электродов, находящиеся в контакте с приложенным объектом, определяются, чтобы не производить ненужных операций с остальными парами электродов первого блока пар электродов. Это экономит как потребляемую мощность, так и время, затрачиваемое на выполнение вышеобозначенных операций.

Устройство для распознавания живой ткани также содержит первую схему 210 обработки и вторую схему 220 обработки, каждая из которых выполнена с возможностью взаимодействия со своим блоком пар электродов. В частности, первая схема 210 обработки получает и обрабатывает электрические сигналы, полученные от пар электродов из первого блока пар электродов, а вторая схема 220 обработки получает и обрабатывает электрические сигналы, полученные от второго блока пар электродов. При этом первый блок пар электродов электрически связан с первой схемой обработки, а второй блок пар электродов, соответственно, электрически связан со второй схемой обработки. В случае наличия множества пар электродов двойной функциональности пары электродов выполнены с возможностью переключения на соответствующую схему обработки. Согласно второму варианту осуществления функциональные характеристики первой схемы обработки и второй схемы обработки также могут быть воплощены в едином модуле, например, основной схеме обработки, которая выполнена с возможностью принимать и обрабатывать электрические сигналы от всего множества пар электродов.

Первая схема 210 обработки после приема сигналов обрабатывает их и выполняет вычисление отношений значений импедансов на основе полученных электрических сигналов, при этом первая схема 210 обработки дополнительно выполнена с возможностью определения отношения вычисленных значений импедансов для каждой пары расположенных на по существу взаимно перпендикулярных линиях пар электродов и выбора двух расположенных на по существу взаимно перпендикулярных линиях пар электродов с максимальным отношением значений импедансов. При этом отношение вычисленных значений импедансов по-прежнему представляет собой отношение большего вычисленного значения импеданса к меньшему в случае, когда одно значение импеданса для одной пары электродов из пары расположенных на по существу взаимно перпендикулярных линиях пар электродов больше другого значения импеданса. Как уже указывалось выше в отношении соответствующего способа, если максимальное отношение превышает заданное пороговое значение, приложенный объект идентифицируется как объект из живой ткани, т.е. кончик пальца. Разумеется, за отношение вычисленных значений импедансов может быть принято и отношение меньшего вычисленного значения импеданса к большему с дальнейшим учетом, что выбираться должны две расположенные на по существу взаимно перпендикулярных линиях пары электродов не с максимальным, а с минимальным отношением значений импедансов, при этом вывод о принадлежности объекта к объектам из живой ткани делается, если это минимальное отношение меньше заданного порогового значения.

Вторая схема 220 обработки, после получения электрических сигналов от второго блока пар электродов, извлекает информацию об электрической емкости, содержащуюся в этих сигналах, и формирует изображение папиллярного узора на кончике пальца – изображение отпечатка пальца. Данная операция выполняется только в том случае, когда объект идентифицируется как кончик пальца, так как в случае, когда объект идентифицируется как искусственная имитация или палец, принадлежащий неживому человеку (максимальное отношение не превышает заданное пороговое значение), доступ к мобильному устройству не обеспечивается и процесс формирования изображения отпечатка пальца не требуется.

В случае идентификации объекта как кончика пальца, вторая схема 220 обработки также выполнена с возможностью запрета доступа к мобильному устройству в случае, когда информация касательно папиллярного узора на кончике пальца не совпадает с заранее сохраненной информацией папиллярного узора на кончике пальца для пользователя мобильного устройства.

Устройство для распознавания живой ткани также включает в себя центральный процессор (CPU) для дополнительной аутентификации пользователя, который представляет собой стандартно используемый в данном уровне техники процессор для осуществления задач безопасности.

На Фиг. 5 изображено схематичное изображение выбора пар электродов в случае наличия четырех пар 1, 2, 3, 4 электродов. Ориентация волокон в кончике пальца примерно изображена на фигуре с помощью вертикальных линий. Если после измерения напряжения выходных электрических сигналов, принятых от каждой из пар 1, 2, 3, 4 электродов, получаем, что амплитуда сигналов, принятых с двух расположенных на по существу перпендикулярных линиях пар 1 и 3 электродов, совпадает или отличается незначительно, а амплитуда сигналов, принятых с двух расположенных на по существу перпендикулярных линиях пар 2 и 4 электродов, значительно отличается, то делаем вывод о наличии живой ткани, т.е. приложен живой палец. Это обусловлено тем, что линия, на которой расположена пара 2 электродов, совпадает с ориентацией волокон, и сигнал, принятый от этой пары 2 электродов, был измерен вдоль волокон. Линия, на которой расположена пара 4 электродов, напротив, перпендикулярна ориентации волокон, и сигнал, принятый от пары 4 электродов, был измерен поперек волокон. Если же по измерению напряжения выходных электрических сигналов, принятых с каждой из пар 1, 2, 3, 4 электродов, получаем, что амплитуда сигналов, принятых от двух расположенных на по существу перпендикулярных линиях пар 1 и 3 электродов, совпадает или отличается незначительно, и амплитуда сигналов, принятых с двух расположенных на по существу перпендикулярных линиях пар 2 и 4 электродов, также совпадает или отличается незначительно, то делаем вывод об отсутствии живой ткани, т.е. приложена искусственная имитация или палец, принадлежащий неживому человеку.

На Фиг. 6 и Фиг. 7 изображены графики изменения измеренных амплитуд во времени для сигналов, принятых в отношении искусственной имитации пальца пользователя и настоящего живого пальца пользователя, иллюстрирующие результаты измерения напряжения выходных электрических сигналов, описанные в отношении Фиг. 5. Фиг. 6 наглядно иллюстрирует, что в случае объекта из неживой ткани амплитуды сигналов, принятых с двух расположенных на по существу перпендикулярных линиях пар электродов, практически совпадают. В случае же настоящего живого пальца (см. Фиг. 7) график изменения измеренных амплитуд во времени для одного сигнала существенно отличается от графика изменения измеренных амплитуд во времени для другого сигнала, принятого от пары электродов, расположенной на по существу перпендикулярной линии в отношении линии, на которой расположена пара электродов, сформировавшая первый сигнал.

Фиг. 8 иллюстрирует схематичное изображение выбора пар электродов в случае наличия множества пар электродов в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения. В частности, на данной фигуре изображена сетка электродов, в отношении которой осуществляется касание пальцем пользователя. Электроды, изображенные белым цветом, являются обычными электродами для емкостного сенсора, сконфигурированными с возможностью измерения емкости для считывания папиллярного узора пальца, а также обнаружения касания пальцем пользователя. Самым темным цветом, а также серым цветом на фоне пальца, выделены электроды, функцией которых является измерение анизотропии. Электроды, выделенные серым цветом на фоне пальца, являются теми электродами, которые находятся в контакте с приложенным кончиком пальца пользователя, что было определено за счет выявления их близости к емкостным парам электродов, обнаруживших касание. Электроды для измерения анизотропии, выделенные самым темным цветом, не находятся в контакте с кончиком пальца пользователя и, следовательно, фактически не будут использованы при измерении анизотропии – электрический сигнал не будет подан на это множество электродов. На множество пар электродов, выделенных серым цветом, подается электрический сигнал, на основании которого измеряется напряжение с течением некоторого заданного времени. Выходные сигналы анализируются, амплитуда сигналов в отношении двух расположенных на по существу взаимно перпендикулярных линиях пар электродов сравнивается, вычисляются и сравниваются импедансы. Две расположенные на по существу взаимно перпендикулярных линиях пары электродов, выходной сигнал которых обладает максимальным отношением импедансов, выделены на фигуре черными кружками, соединенными линиями, на которых расположены пары электродов. Сигнал, полученный именно с этих двух пар электродов, и используется для определения, был ли приложен к сетке электродов настоящий живой палец или его искусственная имитация в соответствии со способом, описанным выше.

Фиг. 9а и 9б представляют собой пример измерения напряжения выходных сигналов с пары расположенных на по существу взаимно перпендикулярных линиях пар электродов в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Пример осуществления настоящего изобретения был проиллюстрирован путем подачи на множество пар электродов из первого блока пар электродов, находящихся в контакте с приложенным объектом, входного электрического сигнала с частотой 3 МГц и напряжением, равным 100 мВ, при этом к схеме с множеством пар электродов был приложен палец пользователя. Таким образом, напряжение было подано на каждый излучающий электрод из пары электродов для измерения анизотропии, находящейся в контакте с приложенным пальцем. На выходе множества пар электродов считывался выходной электрический сигнал (т.е. с каждого приемного электрода из вышеупомянутой пары электродов). В частности, частота выходного сигнала и его напряжение могут быть измерены с помощью осциллографа – прибора для исследования амплитудных и временных параметров электрического сигнала, который показывает форму напряжения во времени. На Фиг. 9а и 9б изображены две осциллограммы, на которых изображены гармонические колебания напряжения сигналов, прошедших через приложенный палец и полученных с первой пары электродов и второй пары электродов, обладающих максимальной разницей амплитуды сигнала. Осциллограмма, изображенная на Фиг. 9а, иллюстрирует сигнал, полученный с первой пары электродов, а осциллограмма, изображенная на Фиг. 9б, иллюстрирует сигнал, полученный со второй пары электродов. Измерение производилось приблизительно в течение 10 мкс (временной масштаб приставленных осциллограмм 1 мкс на клетку), однако больший или меньший интервал времени также может быть применен. Обращаясь к осциллограмме, изображенной на Фиг. 9а, видим, что усредненная амплитуда гармонических колебаний напряжения этого выходного сигнала равна 216 мВ. В то же время усредненная амплитуда гармонических колебаний напряжения выходного сигнала со второй пары электродов (см. Фиг. 9б) равна 278 мВ. Отсюда можно сделать вывод о том, что линия первой пары электродов совпадает с ориентацией волокон, и сигнал, полученный с этой пары электродов, был измерен вдоль волокон, а линия второй пары электродов перпендикулярна ориентации волокон и сигнал, полученный с этой пары электродов, был измерен поперек волокон. Таким образом, амплитуда выходного сигнала, полученного со второй пары электродов, превышает амплитуду выходного сигнала, полученного с первой пары электродов, приблизительно в 1,287 раз, что превышает заданное пороговое значение, которое может быть выбрано как 1+δ, где δ = 0.092 – отношение разброса амплитуд синусоидального сигнала к средней амплитуде сигнала. Разница значений амплитуды напряжений, равная 62, также значительно превышает второе пороговое значение, которое может быть принято, например, равным 0 или другому малому значению. На основании полученного отношения напряжений можно сделать вывод о принадлежности приложенного пальца к объекту, состоящему из живой ткани. В случае приложения к схеме с множеством пар электродов искусственной имитации, гармонические колебания напряжения сигналов, прошедших через приложенную искусственную имитацию и полученных с первой пары электродов и второй пары электродов, будут полностью либо по существу совпадать. В настоящем примере для наглядности было рассмотрено отношение напряжений при демонстрации наличия анизотропии. Однако для определения анизотропии в автоматическом режиме необходимо измерять именно импедансы, т.к. они учитывают множество различных факторов, в том числе и фазовые задержки. В частности, для вычисления анизотропии импедансов также и следующие факторы должны быть учтены: сопротивление пробников осциллографа, смещение тока и напряжения (для определения комплексного значения импеданса). Специалисту в данной области техники должно быть понятно, что множество электродов в соответствии с заявленным изобретением может быть установлено в любой чувствительной к касанию области в зависимости от конкретного практического применения и может быть разделено на блоки различной функциональности, либо же использованы электроды двойной функциональности. Варианты осуществления, обозначенные выше, приведены лишь в качестве примерных, и их различные модификации могут быть выполнены.

Заявленное изобретение может найти применение в потребительских электронных устройствах и может увеличить возможности электронных устройств посредством обеспечения дополнительной безопасности посредством предложенного способа для распознавания живой ткани, который позволяет идентифицировать искусственную имитацию пальца.

Возможны следующие примерные применения изобретения:

- предварительная проверка для осуществления доступа к электронным устройствам;

- предварительная проверка для осуществления доступа к персональной информации;

- предварительная проверка для осуществления доступа к проведению финансовых операций и т.п.

Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что по мере необходимости количество структурных элементов или компонентов устройства 100 может изменяться. Кроме того, специалисты в данной области техники должны понимать, что показанное расположение блоков устройства 100 является примерным и, по мере необходимости, может быть изменено для достижения большей эффективности в конкретном применении, если в описании конкретно не указано иное. Упоминание элементов системы в единственном числе не исключает множества таких элементов, если в явном виде не указано иное.

Хотя в настоящем описании показаны примерные варианты осуществления изобретения, следует понимать, что различные изменения и модификации могут быть выполнены, не выходя за рамки объема охраны настоящего изобретения, определяемого прилагаемой формулой изобретения.

Изобретение относится к области биометрической идентификации пользователя, в частности к способу и устройству для распознавания живой ткани в качестве предварительной проверки при предоставлении доступа, и может быть использовано для защиты от поддельных биометрических параметров в системах контроля доступа. Технический результат заключается в повышении надежности проверки за счет распознавания живой ткани в качестве предварительной проверки при предоставлении доступа. В способе обнаруживают касание объектом чувствительной к касанию области на мобильном устройстве с множеством пар электродов, включающих первый блок пар электродов и второй блок пар электродов. Определяют подмножество первого блока пар электродов, находящееся в контакте с приложенной частью объекта, и получают электрические сигналы от каждой пары из определенного подмножества. На основе полученных электрических сигналов вычисляют значения импедансов соответствующих участков приложенного объекта и определяют отношение вычисленных значений импедансов для каждой пары расположенных на по существу взаимно перпендикулярных линиях пар электродов из упомянутого подмножества, причем две пары расположенных на по существу взаимно перпендикулярных линиях пар электродов с максимальным отношением значений импедансов. Если максимальное отношение превышает заданное пороговое значение, идентифицируют объект как объект из живой ткани. 3 н. и 26 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Способ распознавания живой ткани в качестве предварительной проверки при предоставлении доступа, содержащий этапы, на которых:

обнаруживают касание объектом чувствительной к касанию области на мобильном устройстве, в которой установлено множество пар электродов, представляющих сетку взаимно расположенных пар электродов первого и второго блока пар электродов, причем пары электродов первого блока пар электродов предназначены для распознавания живой ткани в качестве предварительной проверки, а пары электродов второго блока пар электродов предназначены для дальнейшей идентификации пользователя для предоставления доступа;

определяют пары электродов, находящиеся в контакте с приложенной частью объекта, причем упомянутое определение содержит определение подмножества первого блока пар электродов, находящихся в контакте с приложенной частью объекта;

получают электрические сигналы от каждой пары из определенного подмножества;

вычисляют значения импедансов соответствующих участков приложенного объекта на основе полученных электрических сигналов;

определяют отношение вычисленных значений импедансов для каждой пары расположенных на по существу взаимно перпендикулярных линиях пар электродов из упомянутого подмножества, причем, если одно значение импеданса для одной пары электродов из пары расположенных на по существу взаимно перпендикулярных линиях пар электродов больше другого значения импеданса, отношение вычисленных значений импедансов представляет собой отношение большего вычисленного значения импеданса к меньшему;

выбирают две пары расположенных на по существу взаимно перпендикулярных линиях пар электродов с максимальным отношением значений импедансов; и

если максимальное отношение превышает заданное пороговое значение, идентифицируют объект как объект из живой ткани и допускают проведение дальнейшей идентификации пользователя для предоставления доступа с использованием второго блока пар электродов.

2. Способ по п. 1, причем объект из живой ткани является кончиком пальца.

3. Способ по п. 2, в котором, если максимальное отношение не превышает заданное пороговое значение, идентифицируют объект как объект из неживой ткани.

4. Способ по п. 3, причем заданное пороговое значение равно 1.

5. Способ по п. 1, в котором на основе полученных электрических сигналов дополнительно вычисляют значения амплитуды напряжений, сравнивают вычисленные значения амплитуды напряжений для каждой пары расположенных на по существу взаимно перпендикулярных линиях пар электродов из упомянутого подмножества и выбирают две пары расположенных на по существу взаимно перпендикулярных линиях пар электродов с максимальной разницей значений амплитуды напряжений; и

если максимальная разница превышает заданное второе пороговое значение, идентифицируют объект как объект из живой ткани.

6. Способ по п. 5, причем заданное второе пороговое значение равно 0.

7. Способ по п. 3, причем способ дополнительно содержит этап, на котором запрещают доступ к мобильному устройству в случае, когда объект идентифицируют как объект из неживой ткани.

8. Способ по п. 2, причем способ дополнительно содержит этап, на котором собирают данные, относящиеся к отпечатку пальца, от находящихся в контакте с приложенной частью объекта пар электродов из второго блока пар электродов для идентификации пользователя в случае, когда объект идентифицируют как кончик пальца, причем собранные данные включают в себя информацию касательно папиллярного узора на кончике пальца.

9. Способ по п. 8, причем способ дополнительно содержит этап, на котором запрещают доступ к мобильному устройству, если информация касательно папиллярного узора на кончике пальца не совпадает с заранее сохраненной информацией папиллярного узора на кончике пальца для пользователя мобильного устройства.

10. Способ по п. 1, причем объект прикладывают к чувствительной к касанию области на мобильном устройстве под произвольным углом.

11. Устройство для распознавания живой ткани в качестве предварительной проверки при предоставлении доступа, содержащее:

множество пар электродов, размещенное в чувствительной к касанию области на мобильном устройстве, представляющих сетку взаимно расположенных пар электродов первого и второго блока пар электродов, причем пары электродов первого блока пар электродов предназначены для распознавания живой ткани в качестве предварительной проверки, а пары электродов второго блока пар электродов предназначены для дальнейшей идентификации пользователя для предоставления доступа, при этом каждая пара электродов содержит один излучающий электрод и один приемный электрод,

генератор, выполненный с возможностью подачи напряжения на излучающие электроды второго блока пар электродов, при этом второй блок пар электродов включает в себя емкостные пары электродов, выполненные с возможностью обнаружения касания объектом чувствительной к касанию области и определения подмножества пар электродов из второго блока пар электродов, находящегося в контакте с приложенной частью объекта,

причем генератор дополнительно выполнен с возможностью подачи напряжения на излучающие электроды первого блока пар электродов, находящиеся рядом с определенным подмножеством пар электродов из второго блока; и

первую схему обработки, выполненную с возможностью получения электрических сигналов от приемных электродов первого блока пар электродов, находящихся в паре с упомянутыми излучающими электродами первого блока пар электродов, и вычисления значений импедансов соответствующих участков приложенного объекта на основе полученных электрических сигналов, причем первый блок пар электродов электрически связан с первой схемой обработки,

при этом первая схема обработки дополнительно выполнена с возможностью определения отношения вычисленных значений импедансов для каждой пары расположенных на по существу взаимно перпендикулярных линиях пар электродов, причем, если одно значение импеданса для одной пары электродов из пары расположенных на по существу взаимно перпендикулярных линиях пар электродов больше другого значения импеданса, отношение вычисленных значений импедансов представляет собой отношение большего вычисленного значения импеданса к меньшему, и с возможностью выбора двух пар расположенных на по существу взаимно перпендикулярных линиях пар электродов с максимальным отношением значений импедансов,

причем, если максимальное отношение превышает заданное пороговое значение, приложенный объект идентифицируется как объект из живой ткани и допускается проведение дальнейшей идентификации пользователя для предоставления доступа с использованием второго блока пар электродов.

12. Устройство по п. 11, причем объект из живой ткани является кончиком пальца.

13. Устройство по п. 12, дополнительно содержащее вторую схему обработки, выполненную с возможностью получения электрических сигналов от второго блока пар электродов, причем электрические сигналы, полученные от второго блока пар электродов, содержат информацию о емкости, а второй блок пар электродов электрически связан со второй схемой обработки,

при этом в случае, когда объект идентифицируется как кончик пальца, вторая схема обработки дополнительно выполнена с возможностью формирования информации касательно папиллярного узора на кончике пальца.

14. Устройство по п. 11, причем, если максимальное отношение не превышает заданное пороговое значение, приложенный объект идентифицируется как объект из неживой ткани.

15. Устройство по п. 14, причем заданное пороговое значение равно 1.

16. Устройство по п. 11, причем первая схема обработки дополнительно выполнена с возможностью вычисления значений амплитуды напряжений на основе полученных электрических сигналов, сравнения вычисленных значений амплитуды напряжений для каждой пары расположенных на по существу взаимно перпендикулярных линиях пар электродов, и выбора двух пар расположенных на по существу взаимно перпендикулярных линиях пар электродов с максимальной разницей значений амплитуды напряжений,

причем, если максимальная разница превышает заданное второе пороговое значение, идентифицируют объект как объект из живой ткани.

17. Устройство по п. 16, причем заданное второе пороговое значение равно 0.

18. Устройство по п. 14, причем первая схема обработки дополнительно выполнена с возможностью запрета доступа к мобильному устройству в случае, когда объект идентифицируют как объект из неживой ткани.

19. Устройство по п. 13, причем вторая схема обработки дополнительно выполнена с возможностью запрета доступа к мобильному устройству в случае, когда информация касательно папиллярного узора на кончике пальца не совпадает с заранее сохраненной информацией папиллярного узора на кончике пальца для пользователя мобильного устройства.

20. Устройство по п. 11, причем чувствительная к касанию область выполнена таким образом, что объект может быть приложен к ней под произвольным углом.

21. Устройство по п. 13, причем первый блок электродов совпадает со вторым блоком электродов, а первая схема обработки и вторая схема обработки представляют собой единый модуль.

22. Устройство для распознавания живой ткани в качестве предварительной проверки при предоставлении доступа, содержащее:

множество пар электродов, представляющих сетку взаимно расположенных пар электродов первого и второго блока пар электродов, причем первый блок пар электродов размещен в рамке вокруг чувствительной к касанию кнопки на мобильном устройстве, и второй блок пар электродов размещен в чувствительной к касанию кнопке, при этом пары электродов первого блока пар электродов предназначены для распознавания живой ткани в качестве предварительной проверки, а пары электродов второго блока пар электродов предназначены для дальнейшей идентификации пользователя для предоставления доступа, причем каждая пара содержит один излучающий электрод и один приемный электрод,

генератор, выполненный с возможностью подачи напряжения на излучающие электроды второго блока пар электродов, при этом второй блок пар электродов включает в себя емкостные пары электродов, выполненные с возможностью обнаружения касания объектом рамки и чувствительной к касанию кнопки и определения подмножества пар электродов из второго блока пар электродов, находящегося в контакте с приложенной частью объекта,

причем генератор дополнительно выполнен с возможностью подачи напряжения на излучающие электроды первого блока пар электродов, находящиеся рядом с определенным подмножеством пар электродов из второго блока; и

первую схему обработки, выполненную с возможностью получения электрических сигналов от приемных электродов первого блока пар электродов, находящихся в паре с упомянутыми излучающими электродами, и вычисления значений импедансов соответствующих участков приложенного объекта на основе полученных электрических сигналов, причем первый блок пар электродов электрически связан с первой схемой обработки,

при этом первая схема обработки дополнительно выполнена с возможностью определения отношения вычисленных значений импедансов для каждой пары расположенных на по существу взаимно перпендикулярных линиях пар электродов, причем, если одно значение импеданса для одной пары электродов из пары расположенных на по существу взаимно перпендикулярных линиях пар электродов больше другого значения импеданса, отношение вычисленных значений импедансов представляет собой отношение большего вычисленного значения импеданса к меньшему, и с возможностью выбора двух пар расположенных на по существу взаимно перпендикулярных линиях пар электродов с максимальным отношением значений импедансов,

причем, если максимальное отношение превышает заданное пороговое значение, приложенный объект идентифицируется как объект из живой ткани и допускается проведение дальнейшей идентификации пользователя для предоставления доступа с использованием второго блока пар электродов.

23. Устройство по п. 22, причем объект из живой ткани является кончиком пальца.

24. Устройство по п. 23, дополнительно содержащее вторую схему обработки, выполненную с возможностью получения электрических сигналов от второго блока пар электродов, причем электрические сигналы, полученные от второго блока пар электродов, содержат информацию о емкости, а второй блок пар электродов электрически связан со второй схемой обработки,

при этом в случае, когда объект идентифицируется как кончик пальца, вторая схема обработки дополнительно выполнена с возможностью формирования информации касательно папиллярного узора на кончике пальца.

25. Устройство по п. 22, причем, если максимальное отношение не превышает заданное пороговое значение, приложенный объект идентифицируется как объект из неживой ткани.

26. Устройство по п. 25, причем заданное пороговое значение равно 1.

27. Устройство по п. 25, причем первая схема обработки дополнительно выполнена с возможностью запрета доступа к мобильному устройству в случае, когда объект идентифицируют как объект из неживой ткани.

28. Устройство по п. 24, причем вторая схема обработки дополнительно выполнена с возможностью запрета доступа к мобильному устройству в случае, когда информация касательно папиллярного узора на кончике пальца не совпадает с заранее сохраненной информацией папиллярного узора на кончике пальца для пользователя мобильного устройства.

29. Устройство по п. 22, причем чувствительная к касанию кнопка выполнена таким образом, что объект может быть приложен к ней под произвольным углом.