CN100524198C - 使用多功能按键用于安全数据录入的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
一种通过感应生物信息并且基于该生物信息确定所需数据的用于安全数据录入的方法和装置。该方法可以包括：感应对象的生物特征；通过使该生物特征同登记数据相关联，生成表达，该表达确认对于多功能输入设备的个人用户唯一的特定手指的至少一部分；确定对应于该生物特征的源位置的位置信息；以及，基于该表达和位置信息，生成表示所需的数据条目的标记。位置信息或者表达可以指出可能的数据条目值的集合的子集，并且位置信息和表达的组合可以唯一地定义表示可能的数据条目值的子集中的所需数据条目的标记。
Description
技术领域
本发明涉及使用多功能按键用于安全数据录入的方法和装置。特别地，本发明涉及用于感应生物信息以及基于感应的生物信息确定所需的数据条目的方法和装置。
背景技术
近来，数据录入设备需要增加的功能。例如，有限制的输入数据录入设备需要许多功能。这些数据录入设备可以包括键盘、单个按钮、按钮阵列或者其他的数据录入设备。例如，电信设备的数字键盘上的单个按键可以用于多种功能。这些功能可以包括，使用单个按键用于不同字符的录入。例如，单个按键可用于录入数字，诸如“2”，以及不同的字符，诸如“A”、“B”和“C”。因此，键盘上的有限数目的按键可用于录入大量的字符。此能力对于使用数字键盘录入文本消息是特别有用的。例如，此能力允许无线即时通信、由任何电话发送电子邮件、电子商务接口、以及在移动电话或者诸如ATM机和安全门的其他设备上的类似功能。
不幸的是，增加单个按键上的可能条目的数目增加了使用该按键的复杂性。例如，为了获得所需的字符，必须重复按动单个按键，或者必须同时按动多个按键的组合。这不仅会增加录入完整消息的困难，而且还会增加用于录入消息的时间。
使用数字键盘用于获得更加有效的文本录入的一种可行技术是，使用语言模型和词典。此技术尝试预测正在输入的所需的词。这样，该技术可以提供可能的候选词的列表，可以不需要键入完整的词而对其进行选择。
不幸的是，关于此技术的一个问题是超出词汇知识的问题。特别地，该技术不能识别未处于所存储的词典中的词。例如，该技术不能识别不熟悉的名称或者缩写词。另一问题在于，大的词典可能在通信设备中占用大的内存。当用户需要使用字母数字密码时，还存在进一步的问题。特别地，此技术不是安全的，这是因为其必须向用户显示密码，以确定是否录入了正确的字符。另一问题在于，对于每个字符条目，该技术常常仍需要多次按键。另一问题在于，不同的词典必须用于不同的语言。
因此，需要使用多功能按键的改进的数据录入技术。特别地，需要一种用于在有限制的输入设备上有效地录入大量数据的较简单的方法。
发明内容
本发明提供了一种用于感应生物信息以及基于该生物信息确定所需的数据条目的方法和装置。该方法可以包括：感应对象的生物特征；通过使该生物特征同登记数据相关联，生成表达(expression)，该表达确认对于个人用户唯一的特定手指的至少一部分；确定对应于该生物特征的源位置的位置信息；以及，基于该表达和位置信息，生成标记(token)，其表示所需的数据条目。位置信息或者表达可以指出可能的数据条目值的集合的子集，并且位置信息和表达的组合可以唯一地定义表示可能的数据条目值的子集中的所需数据条目的标记。可能的数据条目值的集合可以包括对应于通信设备的键盘条目的数据条目值。可能的数据条目值的集合还可以包括对应于数据条目值序列的数据条目值。此外，可能的数据条目值的集合可以包括对应于电话本条目的数据条目值。
位置信息可以描述手指的运动。位置信息还可以表示手指的角度。此外，位置信息可以表示手指的位置。位置信息可以进一步地表示单个键的位置。不同的表达可以表示个人用户的不同的手指。不同的表达还可以表示对于个人用户唯一的特定手指的不同部分。
生物特征可以是指纹。标记可以表示在通信设备键盘上的多个键中的特定键上可获得的多个条目中的特定条目。标记还可以表示用于通信设备操作的至少一个命令。
根据另一实施例，本发明提供了数据录入设备。该数据录入设备包括键盘、连接到键盘的生物传感器以及连接到生物传感器的控制器。该控制器可被设置用于感应对象的生物特征；通过使该生物特征同登记数据相关联，生成表达，该表达确认对于该数据设备的个人用户唯一的特定手指的至少一部分；确定对应于该生物特征的源位置的位置信息；以及，基于该表达和位置信息，生成表示所需的数据条目的标记。
位置信息或者表达可以指出可能的数据条目值的集合的子集，并且位置信息和表达的组合可以唯一地定义表示可能的数据条目值的子集中的所需数据条目的标记。可能的数据条目值的集合可以包括对应于通信设备的键盘条目的数据条目值。可能的数据条目值的集合还可以包括对应于数据条目值序列的数据条目值。此外，可能的数据条目值的集合可以包括对应于电话本条目的数据条目值。
位置信息可以描述手指的运动。位置信息还可以表示手指的角度。此外，位置信息可以表示手指的位置。位置信息可以进一步地表示单个键的位置。不同的表达可以表示个人用户的不同的手指。不同的表达还可以表示对于个人用户唯一的特定手指的不同部分。生物特征可以是指纹。标记可以表示在通信设备键盘上的多个键中的特定键上可获得的多个条目中的特定条目。标记还可以表示用于通信设备操作的至少一个命令。
根据另一实施例，本发明提供了用于通信设备的用户接口单元。该通信设备可以包括：键盘，其包括至少一个键，该至少一个键具有同该至少一个键相关联的至少两个功能；指纹读取器，其连接到该至少一个键，该指纹读取器被设置用于捕获指纹图像；数据库，其包括与第一指纹图像相关的数据和与至少两个功能的第一功能相关的数据；以及控制器，其连接到指纹读取器。该控制器可以包括：指纹分析模块，其被设置用于分析指纹图像；和指纹功能确定模块，其被设置用于确定这样的功能，即其对应于与至少一个键相关的数据和与第一指纹图像相关的数据的组合。
该至少两个功能可以包括协助输入同该至少一个键相关联的至少两个不同的字符的功能。数据库可以包括与至少三个指纹图像相关的数据，该至少三个指纹图像对应于同该至少一个键相关联的至少三个字符。控制器可被设置用于向显示器输出和发送同该至少一个键相关联的三个字符的分类列表。控制器可以包括安全模块。该安全模块被设置用于，基于同多个键相关联的多个第一指纹图像，验证密码。
因此，除了这些优点之外，本发明允许基于感应的生物信息，使用一个键录入不同的字符。本发明还允许基于感应的生物信息而增加安全性。本发明还解决了同使用基于词典的技术有关的问题。通过参考附图和优选实施例的描述，这些和另外的优点将变得更加显而易见。
附图说明
现将通过参考下图，描述本发明的优选实施例，在附图中，同样的数字表示同样的元件，并且其中：
图1是根据本发明的一个实施例的数据录入设备的示例性框图；
图2是根据优选实施例的生物传感器的示例性框图；
图3是根据第一实施例的可能的指纹位置的示例性说明；
图4是根据第二实施例的可能的指纹位置的示例性说明；
图5是根据优选实施例略述了控制器的操作的示例性流程图；和
图6是根据优选实施例的移动通信设备的示例性说明。
具体实施方式
图1是根据本发明的一个实施例的数据录入设备100的示例性框图。数据录入设备100可以在电信设备、个人电脑、移动通信设备或者任何其他利用数据录入的装置上使用。数据录入设备100可以包括控制器110、生物传感器120、键盘130和数据库140。生物传感器120可以是任何能够感应对象的生物特征的设备。例如，生物传感器120可以是指纹读取器、扫描仪、热感应设备、压力感应设备或者任何其他的能够感应对象的生物特征的设备。
键盘130可以是按钮阵列、按键组、单个按钮或者按键、开关、印刷在数据录入设备100的外部，同生物传感器120或者其他传感器组合的键盘图像、或者任何其他用于输入数据的设备。根据优选实施例，键盘130是按键阵列，诸如电信设备上的数字键盘。数据库140可以驻留在RAM、EEPROM、光学存储器或者任何其他用于存储数据的存储器中。
数据库140可以存储登记数据。特别地，数据库140可以存储与不同的感应生物特征相关的数据。例如，数据库140可以存储与不同手指或者不同的手指位置相关的不同的简单图像特征。这些图像特征可以由用户输入到数据库中。例如，数据录入设备100可以通过提示用户输入生物信息而进行训练。这样，数据录入设备100可以通过生物传感器120感应生物信息。在训练过程中感应的生物信息作为登记数据存储在数据库140中。然后，数据录入设备100可以提示用户使登记数据同具体的表达相关联。例如，数据录入设备100可以基于登记数据确定预期输入。与不同的手指相关联的特征可以反映用户的不同意图。例如，食指可以表示按键上三个字符的左边字符。中指可以表示中间字符而无名指可以表示右边字符。数据库140还可以对照所存储的表达，使个人用户的不同的生物特征同登记数据相关联。数据库140还存储与不同用户相关的不同表达。
在操作中，生物传感器120可以用于感应对象的生物特征。控制器110通过使生物特征同登记数据相关联，可以生成表达，该表达确认对于个人用户唯一的特定手指的至少一部分。然后，控制器110可以确定对应于该生物特征的源位置的位置信息。例如，控制器110可以确定手指的位置，用以确定该手指处于键盘130上的特定按键处。使用生物传感器120或者通过使用键盘上的按钮或者按键，可以确定该位置。然后，控制器110可以基于该表达和位置信息，生成表示所需的数据条目的标记。
位置信息或者表达可以指出可能的数据条目值的集合的子集。例如，可能的数据条目值的集合可以包括对应于通信设备的键盘条目的数据条目值，对应于数据条目值序列的数据条目值、对应于电话本条目的数据条目值或者任何其他有用的数据条目值。位置信息和表达的组合可以唯一地定义表示可能的数据条目值的子集中的所需数据条目的标记。
位置信息可以描述手指的运动。位置信息还可以表示手指的角度。此外，位置信息可以表示手指的位置。位置信息可以进一步地表示单个按键的位置。不同的表达可以表示个人用户的不同的手指。不同的表达还可以表示对于个人用户唯一的特定手指的不同部分。
生物特征可以是指纹或者任何其他的生物特征。标记可以表示在键盘130上的多个按键中的特定按键上可获得的多个条目中的特定条目。标记还可以表示用于通信设备操作的至少一个命令。
图2是根据优选实施例的生物传感器120的示例性框图。生物传感器120可以是指纹读取器、压力传感器、扫描仪、热传感器或者任何其他用于感应生物特征的设备。生物传感器120可以包括感应表面210和传感器模块220。感应表面120可以提供用于检测生物特征的表面。传感器模块220可以包括用于在感应表面120处检测生物特征的算法或者电路。传感器模块220可以并入到相分离的生物传感器中或者可以驻留在控制器110上。传感器模块220可以接收连续的数据流。例如，当数据流同数据库140中的登记数据匹配时，传感器模块220或者控制器110可以识别所需的条目。作为另一示例，传感器模块220可以根据触发信号采样数据。例如，在按动键盘130上的按键时，传感器模块220可以采样数据。
图3是根据第一实施例的可能的指纹位置300的示例性说明。这些指纹位置300的生物特征可以在生物传感器120处被感应到。然后，通过将该生物特征同存储在数据库140中的登记数据进行比较，由控制器110生成表达。食指310可用于指出对输入键盘130的按键上的左边字符的需要。中指320可用于指出对输入键盘130的按键上的中间字符的需要。无名指330可用于指出对输入键盘130的按键上的右边字符的需要。例如，数字键盘的数字“2”可以具有同其相关联的字符“A”、“B”和“C”。在按键上使用食指可用于表示对输入字符“A”的需要。相似地，使用中指可用于表示对输入字符“B”的需要，而使用无名指可用于表示对输入字符“C”的需要。
图4是根据第二实施例的可能的指纹位置400的示例性说明。这些指纹位置400的生物特征可以在生物传感器120处被感应到。然后，通过将该生物特征同登记数据进行比较，由控制器110生成表达。按键上的左边位置410可用于指出对输入键盘130的按键上的左边字符的需要。按键上的中间位置420可用于指出对输入按键上的中间字符的需要。按键上的右边位置430可用于指出对输入按键上的右边字符的需要。
由于可以使用不同的手指或者手指位置，控制器110可不需要指纹的详尽细节。特别地，控制器110可以仅需要简单的特征，用于使每个手指相互区分，或者区分不同的手指位置。因此，指尖的详细扫描是没有必要的，仅需要快速的轻叩按键或者按钮。还可以感应不同的手指运动、敲击或者角度，用以区分不同的表达。因此，控制器110可以确认对应于所需的用户表达的不同的手指部分、不同的手指、不同的角度或者不同的运动。
图5是根据优选实施例略述了控制器110的操作的示例性流程图500。在步骤510中，流程图开始。在步骤520中，控制器110感应对象的生物特征。例如，控制器110可以使用生物传感器120感应指尖。在步骤530中，控制器110通过使生物特征同登记数据相关联，生成表达。该表达可以确认对于数据录入设备100的个人用户唯一的特定手指的至少一部分。在步骤540中，控制器110确定对应于生物特征的源位置的位置信息。在步骤550中，控制器基于该表达和位置信息，生成表示所需的数据条目的标记。
如上文所述，位置信息或者表达可以指出可能的数据条目值的集合的子集。例如，可能的数据条目值的集合可以包括对应于通信设备的键盘条目的数据条目值、对应于数据条目值序列的数据条目值、对应于电话本条目的数据条目值或者任何其他的数据条目值。并且位置信息和表达的组合可以唯一地定义表示可能的数据条目值的子集中的所需数据条目的标记。
位置信息可以描述手指的运动。位置信息还可以表示手指的角度。此外，位置信息可以表示手指的位置。位置信息可以进一步地表示单个按键的位置。不同的表达可以表示个人用户的不同的手指。不同的表达还可以表示对于个人用户唯一的特定手指的不同部分。
生物特征可以是指纹。标记可以表示在通信设备键盘上的多个按键中的特定按键上可获得的多个条目中的特定条目。标记还可以表示用于通信设备操作的至少一个命令。由于数据录入设备100提供了更加有效率的和更加简单的数据录入，因此数据不必在输入时被显示出来。因此，数据录入设备100为字母数字密码的录入提供了增加的安全性。
图6是根据优选实施例的移动通信设备600的示例性说明。移动通信设备600可以包括生物传感器120，诸如指纹读取器、键盘130、显示器610、麦克风620、扬声器630、天线640和触觉输入装置650。生物传感器120可以是用于键盘130上的所有按键的单个的传感器，还可以是多个独立的传感器，每个按键具有一个传感器，或者可以是其变化方案。
在操作中，显示器610显示信息，诸如数据条目和消息。在显示器610的底部615，可以显示分类字符，由此在由于用户误按或者控制器识别错误而导致错误的情况中，用户可以翻动到左边或者右边，以选择供替换的字符。麦克风620提供可听输入，而扬声器630提供移动通信设备600的可听输出。天线640用于向移动通信设备600发射移动通信信号和自其接收移动通信信号。除了键盘130以外，触觉输入装置650也提供数据录入。例如，一个附加输入装置650可用于在数字和字母模式之间切换。其他的附加输入装置650可用于选择拉丁字符以外的用于不同的语言的不同的字符集。
移动通信设备控制器可以连接到指纹读取器120。该移动通信设备控制器可以包括：指纹分析模块，其被设置用于分析感应的指纹图像；和指纹功能确定模块，其被设置用于确定这样的功能，即其对应于与键盘130的按键相关的数据和与指纹图像相关的数据的组合。
第一功能可以包括协助输入同该按键相关联的至少两个不同的字符的功能。移动通信设备600的数据库可以包括与至少三个指纹图像相关的数据，该至少三个指纹图像对应于同该按键相关联的至少三个字符。移动通信设备控制器可被设置用于向显示器615输出和发送同该至少一个按键相关联的三个字符的分类列表。该移动通信设备控制器可以包括安全模块。该安全模块被设置用于，基于同多个按键相关联的多个第一指纹图像，验证密码。
生物传感器120提供感应生物信息。然后，移动通信设备600可以使用控制器110和/或移动通信设备控制器以及数据录入设备100的其他部件，基于感应的生物信息，确定所需的数据条目。
本发明的方法优选地在已编程的处理器上实现。然而，控制器110还可以在下列设备上实现：通用或专用计算机、已编程的微处理器或微控制器以及外围集成电路元件、ASIC或其他集成电路、硬件电子电路或逻辑电路，诸如离散元件电路、可编程逻辑器件，诸如PLD、PLA、FPGA或者PAL等。通常，上面驻留了能够实现图中所示流程图的有限状态机的任何设备可用于实现本发明的处理器功能。
尽管本发明通过其具体实施例得到了描述，但是显然，对于本领域的技术人员，许多替换方案、修改方案和变化方案是显而易见的。例如，实施例的多种部件在其他的实施例中可被互换、添加或者替换。因此，如此处描述的本发明的优选实施例的目的是说明性的，而非限制性的。在不偏离本发明的精神和范围的前提下，可以进行多种修改。例如，如前文所述，用于使用模板匹配技术进行指纹识别的所有登记数据存储在数据库140中，作为替换，当使用某些模式识别技术时，可以仅存储通过使用登记数据训练控制器110而获得的判别函数的数学结构，从而带来有效率的存储器使用和改善的分类准确性。
Claims (15)
1.一种使用具有传感器的多功能输入设备用于数据录入的方法，包括：
感应对象的生物特征；
通过使该生物特征同登记数据相关联，生成表达，该表达确认对于多功能输入设备的个人用户唯一的特定手指的至少一部分；
确定对应于该生物特征的源位置的位置信息；以及
基于该表达和位置信息，生成标记，其表示所需的数据条目，
其中，位置信息对应于可能的数据条目值的集合的子集，
其中，位置信息和表达的组合唯一地定义表示可能的数据条目值的集合的子集中的所需数据条目的标记，并且
其中，所述方法进一步包括输出至少两个数据条目的分类列表。
2.权利要求1的方法，进一步包括：
将至少两个功能与多功能输入设备的至少一个按键相关联，该至少两个功能包括便于输入与该至少一个按键相关联的至少两个不同字符的功能，以及
其中，所述方法进一步包括输出与该至少一个按键相关联的至少两个不同字符的分类列表。
3.权利要求1的方法，其中，位置信息表示手指的角度。
4.权利要求1的方法，其中，位置信息表示单个按键的位置。
5.权利要求1的方法，其中，可能的数据条目值的集合包括对应于数据条目值序列的数据条目值。
6.权利要求1的方法，其中，不同的表达表示对于个人用户唯一的特定手指的不同部分。
7.权利要求1的方法，其中，生物特征是指纹。
8.权利要求1的方法，其中，标记表示在通信设备键盘上的多个按键中的特定按键上可获得的多个条目中的特定条目。
9.一种数据录入设备，包括：
键盘；
连接到键盘的生物传感器；以及
连接到生物传感器的控制器，该控制器被设置用于在生物传感器处感应对象的生物特征；通过使该生物特征同登记数据相关联，生成表达，该表达确认对于该数据录入设备的个人用户唯一的特定手指的至少一部分；确定对应于该生物特征的源位置的位置信息；以及，基于该表达和位置信息，生成表示所需的数据条目的标记，
其中，位置信息表示手指的角度。
10.权利要求9的数据录入设备，
其中，位置信息指出可能的数据条目值的集合的子集，并且
其中，位置信息和表达的组合唯一地定义表示可能的数据条目值的集合的子集中的所需数据条目的标记。
11.权利要求10的数据录入设备，其中，可能的数据条目值的集合包括对应于数据条目值序列的数据条目值。
12.权利要求9的数据录入设备，其中，不同的表达表示对于个人用户唯一的特定手指的不同部分。
13.权利要求9的数据录入设备，其中，生物特征是指纹。
14.权利要求9的数据录入设备，其中，标记表示在通信设备键盘上的多个按键中的特定按键上可获得的多个条目中的特定条目。
15.权利要求9的数据录入设备，其中，键盘进一步包括至少一个按键，以及
其中，该数据录入设备进一步包括传感器模块，该传感器模块被设置用于在按下该至少一个按键时对指纹图像进行采样。
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