CN100518224C - 在移动通信终端中基于指纹识别来实现导航键功能的方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于基于指纹识别，在移动电话中实现导航键功能的方法，其中基于用户指纹的偏向方向，确定导航方向，替换常规的按钮型导航键，因此提高用户的方便并集成相应的部件，降低部件的数量。在初始检查步骤中，当锁定移动电话时，通过输入指纹或密码来解锁，以及当移动电话未锁定或解锁时，响应键或指纹输入，检查移动电话的操作是否处于键输入设置模式。当操作处于指纹登记模式时，执行诸如初始登记、登记指纹输入、追加指纹登记以及指纹删除的登记过程。当操作处于指纹验证模式时，检查输入的指纹是否与登记的指纹相同。当操作不处于指纹验证模式时，获得输入指纹的子部分的方向特性，以及将获得的信号作为选定的导航方向输出，执行与输出信号相应的控制。

Description

在移动通信终端中基于指纹识别来实现导航键功能的方法

技术领域

本发明通常涉及用于在移动通信终端中实现导航键功能的方法，更具体地说，涉及在移动通信终端中基于指纹识别来实现导航键功能的方法，其中将指纹识别传感器用作导航键。

背景技术

当前的移动通信终端(也称为“移动电话”)具有诸如高质量的铃声生成器、音乐播放器以及照相机的功能。另外，具有诸如基于生物识别的用户识别以及GPS(全球定位系统)的功能的移动电话正引起下一代移动电话的注意。

在一种移动电话中使用指纹识别的识别方法中，识别输入指纹，并基于识别的指纹是否与存储的用户指纹相同的校验结果来确定许可使用移动电话，从而防止未授权的人使用它。

通常，将用户最频繁使用的菜单选择键放置在移动电话的授权用户的拇指的指纹容易接触到的位置上。菜单选择键不仅主用于选择菜单项，而且用于菜单项间的导航。为实现导航，菜单选择键由包括上/下/右/左导航键的按钮型的导航键组成。因此，需要提供将指纹识别功能和按钮型导航键结合的结构。在美国专利No.6,298,230B1中公开了这种结构。在该现有技术中，将指纹识别传感器集成到按钮型导航键的操作表面中。该现有技术的问题在于内置指纹识别模块和导航键功能模块，以及增加系统部件的数量。这使得很难在倾向于较小尺寸的最新的移动电话中获得用于接收各种功能的零件的内置空间。

发明内容

因此，鉴于上述问题，提出了本发明，本发明的目的是提供用于基于指纹识别，在移动通信终端中实现导航键功能的方法，其中基于朝向识别的指纹偏向的方向，确定导航方向。

根据本发明的一个方面，在用于基于指纹识别，实现移动终端中的导航键功能的方法中能实现上述和其他目的，移动通信终端包括指纹识别传感器，该方法包括：

初始化检查步骤，用来在移动通信终端处于锁定状态时，通过输入指纹或者密码来解锁移动通信终端，并且响应于输入的键或者指纹，检查是否移动通信终端的操作处于键输入设定模式，使得终端未锁定或者被解锁。

登记步骤，包括(a)初始化登记步骤，通过输入相同的指纹一次或者多次来执行初始化登记；(b)登记指纹输入步骤，输入登记的指纹；(c)额外指纹登记步骤，额外地登记指纹；以及(d)指纹检测步骤，检测登记的指纹，使得终端的操作处于指纹登记模式；以及

方向处理步骤，(i)当终端处于指纹验证模式的时候，检查输入的指纹是否与登记的指纹相同；(ii)当终端未处于指纹验证模式的时候，获得输入的指纹的子部分的方向特性；(iii)基于获得的方向特性确定指纹输入导航方向。

本发明的优点在于基于用户指纹的偏向方向(biased direction)确定导航方向，替换常规的按钮型导航键，因此，提高了用户的方便并且能集成相应的部件，降低移动电话中所需的部件的数量。

附图的简单描述

从下述结合附图的详细的描述，将更清楚地理解本发明的上述和其他目的、特征和优点，其中：

图1是根据本发明的实施例的移动通信终端的外型的透视图；

图2是在图1中所述的移动通信终端的内部结构的框图；

图3A至3C是根据本发明的实施例，基于指纹检测，用于验证指纹和确定导航方向的方法的流程图；

图4A至4D是根据由本发明的指纹输入传感器获得的图象，用于检测特定区域的方法的例子的视图；

图5A至5D是根据本发明的实施例，使用整个子区域检测方法，处理由指纹传感器检测的图象的方法的示例性视图；

图6A至6D是根据本发明的实施例，使用基于角度的检测方法，处理由指纹传感器检测的图象的方法的示例性视图；

图7A至7D是根据本发明的实施例，使用另一基于角度的检测方法，处理由指纹传感器检测的图象的方法的示例性视图；以及

图8A至8D是根据本发明的实施例，使用重心检测方法，处理由指纹传感器检测的图象的方法的示例性视图。

具体实施方式

下面将参考附图，详细地描述本发明的优选实施例。在这些图中，相同或相似的元件用相同的参考数字表示，即使在不同的图中描述它们。

图1是根据本发明的实施例的移动通信终端的外型的透视图。参考数字10表示基于检测的指纹，执行用户验证和导航方向选择的指纹检测单元。

图2是图1中所示的移动通信终端的内部结构的框图。在图2中，将ADC(模拟数字转换器)20、数据ROM30、键输入单元40、接收机/发射机60、听筒单元70以及显示单元80连接到CPU50。在该实施例中，与键输入单元40分开提供指纹检测单元10以便执行与常规的按钮型导航键一致的功能，以及检测用于指纹验证的输入指纹。尽管在该实施例中未描述，可另外将压力检测传感器连接到ADC20以便与输入指纹图案的同时检测指纹的压力并从检测结果获得最佳输入值以便更精确地选择导航方向。此外，指纹检测单元10可以设置在显示单元80的内侧。此时，导航方向是通过输入指纹到显示单元80的表面上来选择的。

根据本发明的实施例，基于指纹检测，用于验证指纹并确定导航方向的该方法包括至少六个如下的步骤。

在第一步骤中，打开移动电话的电源，然后初始化移动电话。在初始化后，如果电话加锁，输入指纹或密码并与存储的指纹或密码比较。

在第二步骤中，如果两个指纹或密码相同，响应键输入或指纹输入，检查移动电话的操作是否处于指纹模式。

在第三步骤中，如果第二步骤的结果是移动电话的操作不处于指纹模式中那么电话处于键输入设定模式并执行与键输入一致的过程。当移动电话的操作处于指纹模式，检查在移动电话的存储器中是否已有登记指纹。

在第四步骤中，如果第三步骤的结果为没有现有登记指纹，为了登记，输入并比较第一和第二指纹。如果两个输入指纹相同，则登记输入指纹。如果第三步骤的结果为有现有登记指纹，输入激活指纹。当输入的激活指纹与现有登记指纹相同，检查移动电话的操作是否处于指纹修改模式。如果该检查结果是肯定的，则选择将修改的指纹。

在第五步骤中，如果电话处于指纹修改模式，检查操作是否处于追加指纹登记模式。当移动电话的操作处于另外的指纹登记模式时，选择将另外登记的指纹。当操作不处于追加指纹登记模式但处于指纹删除模式时，删除登记的指纹。

在第六步骤中，当移动电话的操作不处于键输入设定模式但处于指纹验证模式时，对输入的指纹执行指纹验证过程。当确认输入的指纹与登记的指纹相同时，完成验证过程。当移动电话的操作不处于指纹验证模式时，获得用于确定导航方向的检测的指纹的子部件的方向特性。

图4A至4D是根据本发明的特定区域检测方法的例子的视图，该方法使用由本发明的指纹输入传感器检测的指纹图象。在图4A、4B、4C和4D中，分别示例说明与左、右、上和下方向输入键一致的图象的示例性视图。在该例子中，将整个图象检测区域分成九块，然后，用如下所述的等式单独合计在三个上/左/下/右块中检测的值，将与最高合计值一致的方向选择为导航方向。在该例子中，计算用于200×200中每5×5象素的平均值，以及将九块中，与具有最高检测值的块一致的方向选择为导航方向。

$\mathrm{position}[i,j]=\underset{x=i}{\overset{i+10}{\mathrm{\Σ}}}\underset{y=j}{\overset{j+10}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{pixel}\_\mathrm{value}[x,y]{|}_{i,j=\mathrm{10,110,200}}$

P_UP＝Position[10，10]+Position[110，10]+Position[200，10]

P_LEFT＝Position[10，10]+Position[10，110]+Position[10，200]    .....(1)

P_DOWN＝Position[10，200]+Position[110，220]+Position[200，200]

P_RIGHT＝Position[200，10]+Position[200，110]+Position[200，200]

图5A至5D是根据本发明的本实施例，使用整个子区域检测方法，处理由指纹传感器检测的图象的方法的示例性视图。该方法与图4的方法类似，但根据下述等式对全部象素执行检测。在图5A、5B、5C和5D中，分别示例说明与左、右、上和下方向输入键一致的图象的示例性视图。

$\mathrm{position}[i,j]=\underset{x=i}{\overset{i+20}{\mathrm{\Σ}}}\underset{y=i}{\overset{j+20}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{pixel}\_\mathrm{value}[x,y]{|}_{i,j=\mathrm{20,40,60}...220}......\left(2\right)$

图6A至6D是根据本发明的本实施例，使用基于角度的检测方法，处理由指纹传感器检测的图象的方法的示例性视图。在该方法中，确定上/下/左/右导航方向中的一个以便如等式(3)中所示，以45°角的倍数(即，0°、45°、90°、...)由径向线划分输入指纹检测区，以及为选择径向线检测每条径向线上的100个象素，检测径向线上与指纹相应的25个象素或更多，以及将与具有最高检测值的径向线一致的方向确定为导航方向。在图6A、6B、6C和6D中，分别示例说明与左、右、上和下方向输入键一致的图象的示例性视图。

$\mathrm{position}[\∠]=\underset{i=24}{\overset{124}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{pixel}\_\mathrm{value}[\∠]{|}_{\∠=\mathrm{0,45,90},...315}.........\left(3\right)$

P_UP＝Position[45]+Position[90]+Position[135]

P_LEFT＝Position[135]+Position[180]+Position[225]

P_DOWN＝Position[225]+Position[270]+Position[315]

P_RIGHT＝Position[315]+Position[0]+Position[45]

图7A至7D是根据本发明的本实施例，使用另一基于角度的检测方法，处理由指纹传感器检测的图象的方法的示例性视图。在该方法中，确定上/下/左/右导航方向的一个以便如等于(4)中所示，以15°角的倍数(即，0°、15°、30°、...)由径向线划分输入指纹检测区，以及为选择径向线检测每条径向线上的100个象素，检测径向线上与指纹相应的25个象素或更多，以及将与具有最高检测值的径向线一致的方向确定为导航方向。在图7A、7B、7C和7D中，分别示例说明与左、右、上和下方向输入键一致的图象的示例性视图。

$\mathrm{position}[\∠]=\underset{i=24}{\overset{124}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{pixel}\_\mathrm{value}[\∠]{|}_{\∠=\mathrm{0,15,30},...345}.........\left(4\right)$

图8A至8D是根据本发明的本实施例，使用重心检测方法，处理由指纹传感器检测的图象的方法的示例性视图。在该方法中，如下确定上/下/左/右导航方向的一个。用两条对角线将检测区分成与上/下/左/右导航方向一致的四个区域。以每25个象素执行指纹检测。按如下等式所示，分别合计特定x坐标以及特定的y坐标的检测值。选择用于确定导航方向的包括与最高检测值一致的重心位置(x，y)的对角划分部分。

$\mathrm{position}\left[x\right]=\underset{i=0}{\overset{220}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{pixel}\_\mathrm{value}[x,i]{|}_{i=\mathrm{0,1,2},...220}.........\left(5\right)$

$\mathrm{position}\left[y\right]=\underset{i=0}{\overset{220}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{pixel}\_\mathrm{value}[y,i]{|}_{i=\mathrm{0,1,2},...220}.........\left(6\right)$

图8A、8B、8C和8D是分别表示与左、右、上和下方向输入键一致的图象的示例性视图。

在下文中，将参考图1至8详细地描述本发明的实施例。

在根据本发明的方法中有四个功能。第一功能是锁定移动电话时，通过输入与登记的相同的指纹或密码来解锁。第二功能是登记用户指纹以便防止另一人使用该移动电话。第三功能是验证用户指纹，从而防止其他人使用该移动电话。第四功能是基于指纹确定导航方向。

图3A至3C是用于根据本发明的实施例，基于指纹检测，验证指纹并确定导航方向的方法的流程图。使用图3A至3C，下面将描述根据本发明的方法中的四个功能。

1)解锁功能

当在步骤301开启移动电话并在步骤303初始化时，CPU50在步骤305检查移动电话是否锁定。当检查结果是移动电话是锁定时，它检查移动电话的操作是处于指纹还是密码输入模式(307)。

当步骤(307)的检查结果为移动电话的操作处于密码输入模式时，响应输入的密码，检查该输入的密码是否与登记的密码相同。另一方面，当步骤(307)的检查结果为移动电话的操作处于指纹输入模式时，响应输入的指纹(309)，在步骤(311)处理指纹。在步骤(311)，检查处理过折指纹是否与登记的指纹相同，以及当检查结果为两个指纹相同时，使移动电话开始进入任何人能操作它的解锁状态。

2)指纹登记功能

当解锁移动电话时，它允许任何功能键输入。因此，在步骤(315)，它允许键输入或指纹输入。响应步骤(315)的键输入，在步骤(321)中检查移动电话的操作是否处于键输入设定模式。当检查结果为肯定时，在步骤(361)，检查移动电话的操作是否处于指纹菜单。

当步骤(361)的检查结果为移动电话不处于指纹菜单时，执行相应于键输入的功能，而当检查结果为移动电话处于指纹菜单时，在步骤(363)登记指纹，并且在步骤(365)检查是否已有登记过的指纹。如果没有已经登记过的指纹，通过步骤(367)、(369)、(371)及(373)的过程，输入清晰的指纹约两次。当在步骤(375)中输入的指纹相同时，将输入的指纹设置为第一登记指纹。

另一方面，当在指纹登记模式中确定已有登记指纹时，在步骤(377)输入指纹并在步骤(379)执行输入指纹是否与现有的登记指纹相同的检查。当两个指纹相同时，在步骤(381)检查移动电话的操作是否处于指纹修改模式。

当移动电话的操作处于指纹修改模式时，选择将修改的指纹。当移动电话的操作不处于指纹修改模式，但处于步骤(385)中的追加指纹登记模式(387)，选择将添加的指纹。经从(367)至(3760的步骤，完成用于增加或修改指纹的登记，然后移动电话的操作进入待机状态。另一方面，当在步骤(385)中移动电话不处于追加指纹登记模式时，在步骤(389)检查移动电话的操作是否处于指纹删除模式。当移动电话的操作处于指纹删除模式时，选择将删除的指纹，然后经步骤(391)和(393)删除。

3)指纹验证

当在步骤(321)中，移动电话的操作不处于键输入设定模式时，在步骤(333)核查移动电话的操作是否处于指纹验证模式。如果该检查结果是肯定的，在步骤(335)执行指纹验证过程，然后在步骤(337)检查输入指纹是否与登记的指纹相同。当两个指纹不相同时，通过步骤(327)、(329)及(331)，请求用户再次输入用户指纹n次。当新输入的指纹与登记的指纹相同时，完成指纹验证。但是，当指纹不同时，在步骤(325)通知用户指纹验证失败。

4)基于指纹选择导航方向

当在步骤(333)中，移动电话的操作不处于指纹验证模式时，在步骤(339)中，基于指纹的图象，获得检测的指纹的子部分的方向特性。

根据如图4至8所示的一个示例性方法，实现步骤(339)中方向特性的获得。在步骤(341)、(345)、(349)和(353)中，基于获得的方向特性一，确定上、下、左和右导航方向(A、B、C和D方向)的方向值。在步骤(343)、(347)、(351)和(355)中处理方向值并显示处理结果。另外，在步骤(357)检查获得的方向特性是否与其他方向值一致。当检查结果是肯定时，执行相应的方向处理。当不是肯定时，发布错误报警，并请求用户再次输入指纹用于选择导航的方向。

从上面的说明可以看出，本发明的优点在于基于方向用户的指纹的偏向方向，确定导航方向，替换常规的按钮型导航键，因此提高用户的方便以及集成相应的部件，降低部件的数量。

尽管为示例目的，已经公开了本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员可以理解，在不脱离在所附的权利请求书中公开的本发明的精神和范围的情况下，各种改变、添加以及取代是可能的。

Claims (11)

1.一种用于使用指纹识别，在移动通信终端中实现导航键功能的方法，移动通信终端包括分成多个图象检测块的指纹识别传感器，该方法包括步骤：

在多个图象检测块的至少一个上识别指纹；

获得与由已经识别出该指纹的多个图象检测块中的至少一个表示的方向一致的方向特性；以及

基于获得的方向特性，确定方向值来执行相应的方向处理，

其中，所述方向特性是上、下、左和右方向中的一个。

2.如权利要求1所述的方法，进一步包括步骤：验证用户的指纹以防止未授权的用户使用该移动通信终端。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，移动通信终端进一步包括压力检测传感器以检测指纹的压力，同时检测与由已经识别出该指纹的该多个图象检测块中的至少一个表示的方向一致的方向特性。

4.一种在移动通信终端中基于指纹识别来实现导航键功能的方法，移动通信终端包括指纹识别传感器，该方法包括步骤：

当指纹识别传感器在用户验证模式的时候，响应于用户输入的指纹，通过处理用户输入的指纹图象来验证用户；

当指纹识别传感器的操作不在用户验证模式，而是在导航键输入模式的时候，检测输入指纹图象的子部分；

在将处理的图象分成为预定尺寸的子部分之后，基于处理的每个方向上的图象，确定朝向指纹图象相对于整个的指纹检测区域偏向的方向；以及

输出确定的作为选择的导航方向的方向信号，并且执行对应于输出信号的控制，

其中，所述导航方向是上、下、左和右方向中的一个。

5.如权利要求4所述的方法，进一步包括步骤：如果在指纹验证的时候，输入的指纹与登记的指纹不相同，则重复n次指纹的输入。

6.一种在移动通信终端中基于指纹识别来实现导航键功能的方法，移动通信终端包括指纹识别传感器，该方法包括步骤：

初始化检查步骤，包括步骤：(1)在移动通信终端处于锁定状态时，响应于输入的指纹或者密码来解锁移动通信终端，并且(2)如果终端未锁定或者被解锁的时候，响应于输入的键或者指纹，检查是否移动通信终端的操作处于键输入设定模式；

登记步骤，包括(a)初始化登记步骤，通过输入相同的指纹一次或者多次来执行初始化登记；(b)登记指纹输入步骤，输入登记的指纹；(c)另外的指纹登记步骤，另外地登记指纹；以及(d)指纹删除步骤，如果终端的操作处于指纹登记模式，删除登记的指纹；以及

方向处理步骤，(i)当终端处于指纹验证模式的时候，检查输入的指纹是否与登记的指纹相同；(ii)当终端未处于指纹验证模式的时候，获得输入的指纹的子部分的方向特性，并且在将处理的图象分成为预定尺寸的子部分之后，基于处理的每个方向上的图象，确定朝向指纹图象相对于整个的指纹检测区域偏向的方向；(iii)基于获得的方向特性确定指纹输入导航方向，

其中，所述导航方向是上、下、左和右方向中的一个。

7.如权利要求6所述的方法，进一步包括步骤：如果在指纹验证的时候，输入的指纹与登记的指纹不相同，则重复n次指纹的输入。

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，方向处理步骤在输入指纹检测区域中为输入的指纹选择n块，并且随后在n块中对应于具有根据下面的等式的最高的合计值的块的方向被选择为导航方向(P_UP、P_LEFT、P_DOWN、P_RIGHT)；

P_UP＝Position[K，K]+Position[11K，K]+Position[10K，K]

P_LEFT＝Position[K，K]+Position[K，11K]+Position[K，20K]

P_DOWN＝Position[K，20K]+Position[11K，20K]+Position[20K，20K]

P_RIGHT＝Position[20K，K]+Position[20K，11K]+Position[20K，20K]

9.如权利要求6所述的方法，其特征在于，在方向处理步骤中，导航方向(P_UP、P_LEFT、P_DOWN、P_RIGHT)是根据通过检测整个n块的象素获得的最高值来确定的。

10.如权利要求6所述的方法，其特征在于，在方向处理步骤中，导航方向(P_UP、P_LEFT、P_DOWN、P_RIGHT)被确定，以便，如下面的等式所表示的，输入指纹检测区域由径向线以多个角度A°划分，并且为选择径向线而检测每条径向线上的n个象素，检测径向线上的与指纹相应的n/4个象素或更多，并且将与具有最高检测值的径向线一致的方向确定为导航方向；

P_UP＝Position[A°]+Position[2A°]+Position[3A°]

P_LEFT＝Position[3A°]+Position[4A°]+Position[5A°]

P_DOWN＝Position[5A°]+Position[6A°]+Position[7A°]

P_RIGHT＝Position[7A°]+Position[0]+Position[A°]

11.如权利要求6所述的方法，其特征在于，在方向处理步骤中，导航方向(P_UP、P_LEFT、P_DOWN、P_RIGHT)的确定是通过分别合计特定x坐标以及特定的y坐标的检测值，如下面的等式所示出的，并且随后选择用于确定导航方向的包括与最高检测值一致的重心位置(x，y)的对角划分部分。

$\mathrm{position}\left[x\right]=\underset{i=0}{\overset{220}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{pixel}\_\mathrm{value}[x,i]{|}_{i=\mathrm{0,1,2},...220}$

$\mathrm{position}\left[y\right]=\underset{i=0}{\overset{220}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{pixel}\_\mathrm{value}[x,i]{|}_{i=\mathrm{0,1,2},...220}$

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