CN110516520A - 指纹注册方法及其电子装置 - Google Patents

Abstract

本发明为一种指纹注册方法及其电子装置，该方法提供一指示，来提示使用者在指纹传感器上以螺旋路径移动手指，以进行指纹注册，在移动的过程中，指纹传感器感测该手指以获得多张指纹图像，根据本发明的指纹注册方法可以有效缩短注册时间，并且较容易获得没有变形的指纹图像。

Description

指纹注册方法及其电子装置

技术领域

本发明是关于生物特征的注册，特别是关于指纹的注册方法。

背景技术

指纹识别为现今常用于电子装置上，作为使用者身份识别的技术，使用者必须预先将至少一手指头的指纹注册于电子装置中。当需要进行身份识别时(例如解锁电子装置、开启特定应用程序、使用特定功能等)，电子装置感测使用者的指纹并与预先注册的指纹加以比对，以识别使用者身份。

一般来说，指纹传感器的尺寸比手指小。一种现有技术中的指纹注册方法，需要使用者以手指的不同部位多次按压指纹传感器。请参阅图13，在多次按压的过程中，指纹传感器获得手指的多张指纹图像60作为指纹注册信息。这种方法存在着缺点。使用者实际上并不能确认他是否已经将手指的每个部位都按压过指纹传感器，因此指纹传感器获得的多张指纹图像60通常仍不够完整，需要使用者增加按压的次数。这种方式对于使用者而言并不方便，而且会增加注册的时间。

另一种现有技术中的指纹注册方法，为扫滑注册方法。如图14所示，使用者须将手指头在指纹传感器上以不同方向滑动多次，让指纹传感器获得手指头不同部位的指纹图像70，以作为指纹注册信息。这种方式存在着缺点。如图15所示，图15的箭头代表手指在指纹传感器上滑动的方向。手指在指纹传感器上滑动到离开该指纹传感器的过程中，手指接触的力道会改变，并且手指的移动速度通常会愈来愈快，使得指纹传感器容易撷取到变形的指纹图像，例如指纹图像71、72所示。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种指纹注册方法，以期解决现有技术中注册时间过长、所获得的指纹图像不够完整，以及容易撷取到变形的指纹图像等缺点。

为达到上述的发明目的，本发明所采用的技术手段为提供一种指纹注册方法，该方法包括：

(a)提供一指示，该指示用以提示使用者将手指以螺旋路径在一指纹传感器上移动；以及

(b)在该手指在该指纹传感器上移动时，该指纹传感器感测该手指以获得多张指纹图像。

另一方面，本发明提供一种电子装置，其中包括：

一指纹传感器；以及

一显示器，在该电子装置进行指纹注册时，该显示器显示一指示；

其中，该指示用以提示一使用者将手指以螺旋路径在该指纹传感器上移动，使得该指纹传感器获得多张指纹图像。

本发明的优点在于透过指示提醒使用者以螺旋路径来进行指纹注册。手指头以螺旋状进行移动，可以让指纹传感器在短时间内收集到多张的指纹图像，不仅可有效缩短注册时间，而且较不容易获得变形的指纹图像。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1A为本发明流程图的一实施例。

图1B的流程图说明本发明如何判断指纹图像是否合格。

图2为本发明实施时使用者依指示的动作图。

图3为本发明实施时所获得的指纹图像示意图。

图4为本发明指示的第一实施例示意图。

图5为本发明指示的第二实施例示意图。

图6为本发明指示的第三实施例示意图。

图7为本发明指示的第四实施例示意图。

图8为本发明指示的第五实施例示意图。

图9A至9C为本发明显示指示过程的第一实施例示意图。

图10A至10C为本发明显示指示过程的第二实施例示意图。

图11为本发明拼接为完整指纹图像示意图。

图12为本发明电子装置的方块示意图。

图13为现有技术按压方法所获得的指纹图像示意图。

图14为现有技术扫滑方法所获得的指纹图像示意图。

图15为现有技术扫滑方法产生指纹图像变形示意图。

其中，附图标记：

10 手指 20 指纹传感器

21 处理单元 22 存储介质

30 指纹图像 40 显示器

50 文字 51、52、53、54 螺旋状曲线

511 第一线段 512 第二线段

513 第三线段 514 第四线段

515 第五线段 516 第六线段

520、530、540 指示 524、534、566 方向记号

60 指纹图像 70 指纹图像

71、72 变形指纹图像

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：

请参阅图12，根据本发明的一实施例，一电子装置包括一指纹传感器20、显示器40、一处理单元21以及一存储介质22，处理单元21耦接指纹传感器20、显示器40及存储介质22。指纹传感器20用以感测一手指的指纹。指纹传感器20的尺寸小于该手指。举例而言，目前指纹传感器的尺寸为6mm*6mm至12mm*12mm，而手指大小约为20mm*20mm左右。指纹传感器20可以是光学式，或者是电容式，都可以适用于本发明。

请参阅图1A所示，本发明指纹注册方法包含以下步骤：

提供注册路径指示(S10)：处理单元21提供一指示，该指示用来提示使用者将手指以螺旋路径在一指纹传感器上移动。在一实施例中，该指示为一视觉可见的指示。在该电子装置进行指纹注册的操作时，该处理单元21提供该指示给显示器40，并且使显示器40显示该指示，显示的方式可有以下多种不同实施方式，但不以此为限。在其他的实施例中，该指示亦可以是一声音指示。

获得指纹图像(S20)：请结合参阅图2及图3，当手指10在该指纹传感器20上时，该指纹传感器20感测手指10，以获得一指纹图像30。由于指纹传感器20的尺寸小于手指10，指纹图像30为该手指10完整指纹的一部分的图像。在手指10在该指纹传感器20上移动的过程中，指纹传感器20对于手指10进行多次的感测，获得多张指纹图像30。

指纹传感器20将获得的多张指纹图像30传送给处理单元21，处理单元21根据该多张指纹图像30产生一或多笔指纹注册信息。

在一实施例中，本发明的方法更包括图1B所示的多个步骤S30至S50。相应于步骤S30、S40以及S50的程序存储于存储介质22。处理单元21藉由执行存储介质22中的程序，实现步骤S30、S40与S50。

步骤S30是用于判断步骤S20所获得的指纹图像30是否合格，当指纹图像30被判断为合格时，则进行步骤S40，依据合格的指纹图像30产生一指纹注册信息。当指纹图像30被判断为不合格时，则进行步骤S50，将不合格的指纹图像30抛弃。

在指纹注册的过程中，会重复进行多次的步骤S20～S50，以获得多张合格的指纹图像30。在一实施例中，处理单元21更累计合格的指纹图像30的数量，当累计合格的指纹图像30的数量达到一预设值(例如20)时，处理单元21便通知该指纹传感器20停止感测该手指10。

处理单元21根据多张合格的指纹图像30产生多笔的指纹注册信息，并且将该多笔的指纹注册信息存储起来。当后续使用者需要进行身份识别时，该多笔指纹注册信息被用来进行指纹比对以识别使用者的身份。关于根据指纹图像产生注册信息的演算法及相关细节，为熟习指纹识别领域者所熟知，在此不再详述。

在另一实施例中，处理单元21将该多张合格的指纹图像30拼接为如图11所示的一完整指纹图像31，并根据该完整指纹图像31产生一注册信息。关于将多张指纹图像拼接成一完整的指纹图像的技术内容为熟习指纹识别领域人士所熟知，在此不在详述。

在图1B所示的实施例中，步骤S30包括步骤S32与S34。步骤S32是在判断该指纹图像30与其前一张该指纹图像30之间是否具有差异。步骤S32的一个实施例包括将一指纹图像30与其前一张指纹图像30进行相减的运算。举例来说，指纹图像的大小为80*80个像素。判断第N张与其前一张(即第N-1张)的指纹图像是否有差异的方法，是先将两张指纹图像都转成灰阶分布，其中每个像素的像素值以例如0～256的数值来表示。接下来将这两张指纹图像的各像素值相减可获得6400(80*80)个差值，并且计算这6400个差值的总和。差值的总和被用来与一总和门槛值作比较，当差值的总和大于总和门槛值时，则判断为前后两张指纹图像具有差异。在其他实施例中，亦可以将上述差值的总和除以6400，获得一差值平均，并且将该差值平均与一平均门槛值相比较。当该差值平均大于平均门槛值时则判断为前后两张指纹图像具有差异。

如果步骤S32的判断结果为是，则继续进行步骤S34。如果步骤S32的判断结果为否，则进行步骤S50抛弃指纹图像30。在为手指10进行指纹注册的过程中，会希望尽可能获得手指10所有区域的指纹，藉由步骤S32，可以避免存储多张相同的指纹图像。如果一指纹图像30与其前一张指纹图像30之间具有差异，即表示这两张的指纹图像30是对应手指10的不同区域。

步骤S34是在判断该指纹图像30的指纹密度D是否落在一容许范围。指纹图像30的指纹密度D可以有多种计算方式，在一些实施例中，是以指纹图像30的两条对角线(或更多的直线)所涵盖的纹峰(ridge)数目，纹谷(valley)数目，或者纹峰与纹谷交替的次数作为指纹密度。指纹密度D的容许范围则可以由指纹传感器20在感测该手指10所获得的第1张指纹图像30的指纹密度D1来决定。举例来说，指纹密度D1为10，则该容许范围为10的一预设范围(例如上下30％)之间，也就是7～13。一般来说，手指在指纹传感器20的快速移动容易产出变形的指纹图像，不能用来产生指纹注册信息。由于这种变形的指纹图像的指纹密度较低，因此藉由判断指纹图像30的密度是否落在一容许范围，可以排除变形的指纹图像。

当步骤S34判断为是时，即表示该指纹图像30为合格。接下来便进行步骤S40。

根据图1B所示的步骤S30，判断一指纹图像30为合格的步骤包括判断一指纹图像30与其前一张指纹图像之间具有差异，以及判断该指纹图像的指纹密度落在一容许范围时。惟图1B的步骤S30仅为一实施例，并无意限制本发明。在其他的实施例中，步骤32与S34的顺序可以对调。或者，步骤S30可以加入更多的判断条件。或者，步骤S30也可以减少判断条件，例如，步骤30只包括步骤S32与S34的其中之一。

根据本发明的方法，是让手指10以螺旋路径在指纹传感器20上移动，而不是多次的离开及接触指纹传感器，因此指纹传感器20能在短时间内收集到多张的指纹图像30，注册时间可有效缩短。手指10以螺旋状的路径移动，手指按压的力道通常较为一致，并且手指移动的速度不会太快，比较不会撷取到变形的指纹图像，因此以本发明的方法取得的指纹图像30较有利于后续的指纹比对。手指10以螺旋状的路径在指纹传感器20上移动，比较容易让手指10的所有指纹都经过指纹传感器20，因此藉由本发明的方法，较为容易获得完整的指纹图像。

请参阅图4所示，在一实施例中，该指示为一组文字50，显示于显示器40上。该组文字50的内容可以是例如「请于指纹传感器上以螺旋方式移动手指」。

请参阅5所示，在一实施例中，该指示为一螺旋状曲线51，显示于显示器40上，以提示使用者按照螺旋状曲线51来移动手指。在一实施例中，显示器40上可显示有指纹传感器示意位置500。

在其他的实施例中，该指示包括一螺旋状曲线以及一方向记号，该方向记号用于指示该螺旋状曲线的方向是由内而外或由外而内，以提示该使用者移动手指的方向。例如在图6中显示的指示520包括一螺旋状曲线52与一方向记号524。该方向记号524为一箭头，位于螺旋状曲线52的一端。方向记号524用以表示该螺旋状曲线52的内部端点521为起点，并以该螺旋状曲线52的外围末端点522为终点。或者，例如在图7中显示的指示530包括一螺旋状曲线53与一方向记号534。方向记号534位于螺旋状曲线53的一端。该方向记号534为一箭头，用以表示该螺旋状曲线53的外围末端点532为起点，并以该螺旋状曲线53的中心端点531为终点。

在图6中，指示520的方向是顺时针方向。在图8显示的实施例，指示540的方向则为逆时针方向。

在其他实施例中，该指示为一动画。以图5所示的螺旋状曲线51为例，显示器40显示该指示的方法是由内而外显示该螺旋状曲线51，或由外而内显示该螺旋状曲线51。如图9A至图9C所示，在显示该螺旋状曲线51时，由内而外显示该螺旋状曲线51，举例而言，首先如图9A显示第一线段511，接着如图9B显示第一线段511及第二线段512，再接着如图9C显示第一线段511、第二线段512、及第三线段513，最后再如图5显示完整的螺旋状曲线51。

另一个实施例请参阅图10A至图10C结合图5所示，显示器40在显示该螺旋状曲线51时，由外而内显示该螺旋状曲线51，举例而言，首先如图10A显示第四线段514，接着如图10B显示第四线段514及第五线段515，再接着如图10C显示第四线段514、第五线段515、及第六线段516，最后再如图5显示完整的螺旋状曲线51。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (24)

1.一种指纹注册方法，其特征在于，包括：

(a)提供一指示，该指示用以提示使用者将手指以螺旋路径在一指纹传感器上移动；以及

(b)在该手指在该指纹传感器上移动时，该指纹传感器感测该手指以获得多张指纹图像。

2.如权利要求1所述的指纹注册方法，其特征在于，其中该指示包含一螺旋状曲线。

3.如权利要求2所述的指纹注册方法，其特征在于，其中该指示更包括一方向记号，该方向记号用于指示该螺旋状曲线的方向是由内而外或由外而内，以提示该使用者移动手指的方向。

4.如权利要求2所述的指纹注册方法，其特征在于，其中显示该指示的方法是由内而外显示该螺旋状曲线，或由外而内显示该螺旋状曲线。

5.如权利要求1所述的指纹注册方法，其特征在于，其中该指示包含一组文字。

6.如权利要求1所述的指纹注册方法，其特征在于，其中更包括：

(c)判断该指纹图像是否合格。

7.如权利要求6所述的指纹注册方法，其特征在于，其中在步骤c中，判断该指纹图像为合格的步骤包括：

判断该指纹图像与其前一张获得的该指纹图像之间具有差异。

8.如权利要求6所述的指纹注册方法，其特征在于，其中在步骤c中，判断该指纹图像为合格的步骤包括：

判断该指纹图像的指纹密度落在一容许范围。

9.如权利要求6所述的指纹注册方法，其特征在于，其中在进行多次的步骤c之后获得多张该合格的该指纹图像，该方法更包括根据该多张该合格的该指纹图像拼接为一完整指纹图像。

10.如权利要求6所述的指纹注册方法，其特征在于，其中包括进行多次的步骤c，并且累计合格的该指纹图像的数量，当累计该合格的该指纹图像的数量达到一预设值时，该指纹传感器停止该感测该手指的动作。

11.如权利要求1所述的指纹注册方法，其特征在于，其中该指示显示于一显示器上。

12.如权利要求1所述的指纹注册方法，其特征在于，其中更包括依据所述指纹传感器所产生的多张指纹图像产生多笔指纹注册信息。

13.一种电子装置，其特征在于，其中包括：

一指纹传感器；以及

一显示器，在该电子装置进行指纹注册时，该显示器显示一指示；

其中，该指示用以提示一使用者将手指以螺旋路径在该指纹传感器上移动，使得该指纹传感器获得多张指纹图像。

14.如权利要求13所述的电子装置，其特征在于，其中该指示包含一螺旋状曲线。

15.如权利要求13所述的电子装置，其特征在于，其中该指示更包括一方向记号，该方向记号用于指示该螺旋状曲线的方向是由内而外或由外而内，以提示该使用者移动手指的方向。

16.如权利要求14所述的电子装置，其特征在于，其中该显示器显示该指示的方法是由内而外显示该螺旋状曲线，或由外而内显示该螺旋状曲线。

17.如权利要求13所述的电子装置，其特征在于，其中该指示包含一组文字。

18.如权利要求13所述的电子装置，其特征在于，其进一步包括一处理单元，该处理单元与该指纹传感器及该显示器耦接，该处理单元用以提供该指示给该显示器。

19.如权利要求18所述的电子装置，其特征在于，其中该处理单元更判断该指纹传感器所获得的该指纹图像是否合格。

20.如权利要求19所述的电子装置，其特征在于，其中该处理单元判断该指纹图像为合格的步骤包括：

判断该指纹图像与其前一张获得的该指纹图像之间具有差异。

21.如权利要求19所述的电子装置，其特征在于，其中该处理单元判断该指纹图像为合格的步骤包括：

判断该指纹图像的指纹密度落在一容许范围。

22.如权利要求19所述的电子装置，其特征在于，其中该处理单元从该多张指纹图像判断出多张合格的该指纹图像，该处理单元更根据该多张该合格的该指纹图像拼接为一完整指纹图像。

23.如权利要求19所述的电子装置，其特征在于，其中该处理单元重复该判断该指纹传感器所获得的该指纹图像是否合格的步骤，并且累计合格的该指纹图像的数量，当累计该合格的该指纹图像的数量达到一预设值时，该处理单元通知该指纹传感器停止该感测该手指的动作。

24.如权利要求18所述的电子装置，其特征在于，其中该处理单元依据所述多张指纹图像产生多笔指纹注册信息。