CN110532913A - 电子装置以及生物特征感测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种电子装置以及生物特征感测方法。电子装置包括处理器、显示面板以及感测器。所述显示面板耦接所述处理器。所述显示面板用以投射结构光至位于所述显示面板上方的物件。所述感测器耦接所述处理器。所述感测器配置在所述显示面板下方。所述感测器用以撷取经投射有结构光的所述物件的物件影像。所述处理器分析所述物件影像中的多个结构光条纹的形变程度，以依据所述多个结构光条纹的形变程度来判断所述物件是否具有立体纹路特征。

Description

电子装置以及生物特征感测方法

技术领域

本发明是有关于一种感测技术，且特别是有关于一种可感测生物特征的电子装置以及生物特征感测方法。

背景技术

近年来，生物特征感测技术被广泛地应用在各式电子装置或终端设备上，以提供各种身份登录或身份验证功能。特别是，指纹感测以及掌纹感测为目前常见的感测方案。一般而言，使用者可将手指或手掌按压于影像感测器上，以使影像感测器取得指纹影像或掌纹影像。并且，电子装置或终端设备可藉由指纹影像或掌纹影像来取得指纹特征或掌纹特征，供后续辨识或验证操作。然而，由于假手指或假手掌亦可设计包含指纹或掌纹，以致于假手指或假手掌也可能通过辨识或验证。因此，如何进行防伪是本领域目前重要的研究方向之一。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种电子装置以及生物特征感测方法可有效地判断受感测物件是否具有立体纹路特征，以达到防伪的效果。

本发明的电子装置包括处理器、显示面板以及感测器。所述显示面板耦接所述处理器。所述显示面板用以投射结构光至位于所述显示面板上方的物件。所述感测器耦接所述处理器。所述感测器配置在所述显示面板下方。所述感测器用以撷取经投射有所述结构光的所述物件的物件影像。所述处理器分析所述物件影像中的多个结构光条纹的形变程度，以依据所述多个结构光条纹的所述形变程度来判断所述物件是否具有立体纹路特征。

本发明的生物特征感测方法包括以下步骤：投射结构光至位于显示面板上方的物件；撷取经投射有所述结构光的所述物件的物件影像；以及分析所述物件影像中的多个结构光条纹的形变程度，以依据所述多个结构光条纹的所述形变程度来判断所述物件是否具有立体纹路特征。

基于上述，本发明的电子装置以及生物特征感测方法可在受感测物件上投射结构光，以藉由分析物件影像中的多个结构光条纹的形变程度来有效地判断受感测物件是否具有立体纹路特征。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。

附图说明

图1是根据本发明的一实施例的电子装置的方块示意图；

图2是根据本发明的一实施例的电子装置进行感测的示意图；

图3是根据本发明的一实施例的物件影像的示意图；

图4是根据本发明的一实施例的生物特征感测方法的流程图；

图5是根据本发明的一实施例的物件影像分析方法的流程图。

附图标号说明

100、200：电子装置；

110：处理器；

120：感测器；

130、230：显示面板；

201：手指；

231：感测区域；

232：结构线条图案；

300：物件影像；

310：子影像区块；

S410～S460、S510～S570：步骤。

具体实施方式

现将详细参考本示范性实施例，在附图中说明所述示范性实施例的实例。另外，凡可能之处，在图式及实施方式中使用相同标号的元件/构件代表相同或类似部分。

图1是根据本发明的一实施例的电子装置的方块示意图。参考图1，电子装置100包括处理器110、感测器120以及显示面板130。处理器110耦接感测器120以及显示面板130。在本实施例中，电子装置100可例如是个人计算机(Personal Computer,PC)、门禁装置(Access control device)、平板电脑(Tablet PC)或手机(Mobile phone)等，诸如此类具有生物特征感测功能的装置，而本发明并不加以限制。在本实施例中，感测器120为一种影像感测器。感测器120配置在显示面板130下方，用以感测放置在显示面板130上方的物件。显示面板130可为一种自发光面板，例如有机发光二极管面板(Organic Light-EmittingDiode,OLED)，但本发明并不限于此。并且，显示面板130也为触控面板，因此显示面板130可提供触控功能，以感测物件是否按压在触控面板上。也就是说，本实施例的电子装置100适于采用屏下感测的方式来感测物件。

具体而言，当物件位于显示面板130的感测区域时，显示面板130在对应于感测区域的位置可显示结构线条图案，以使位于显示面板130的感测区域上方的物件可被对应地投射(或照射)予结构光。当结构光投射至物件时，在物件上被结构光投射的区域可显示出多个结构光条纹，并且结构光经由物件反射至感测器120。由于感测器120配置于显示面板130的感测区域下方，因此感测器120可取得具有多个结构光条纹的物件影像，并且将具有多个结构光条纹的物件影像提供至处理器110。更进一步而言，若感测区域上方的物件具有立体纹路起伏，则在物件上被结构光投射的区域所显示的多个结构光条纹将随着立体纹路起伏而产生形变。因此，感测器120将取得具有形变的多个结构光条纹的物件影像。并且，处理器110可判断物件影像中的多个结构光条纹的形变程度，以依据所述形变程度判断显示面板130上的物件是否具有立体纹路特征。

值得注意的是，本实施例的物件可例如是手指或手掌。以手指为例，当结构光投射至手指时，在手指上被结构光投射以显示多个结构光条纹，并且结构光将经由手指反射，以使感测器120接收到具有多个结构光条纹的指纹影像。接着，若手指为具有立体的指纹纹路的真手指，则在手指上被结构光投射所显示的多个结构光条纹将会随着立体的指纹纹路起伏而产生形变。对此，感测器120可将具有形变的多个结构光条纹的指纹影像提供至处理器110，以分析在指纹影像当中的所述多个结构光条纹的形变程度。换言之，本实施例的电子装置100可判断受感测的手指或手掌是否具有立体的指纹或掌纹。若受感测的手指或手掌具有立体的指纹或掌纹，则处理器110判断受感测的手指或手掌为真手指或真手掌。反之，若受感测的手指或手掌未具有立体的指纹或掌纹，则处理器110可判断受感测的手指或手掌为不具有立体的指纹纹路或掌纹纹路的假手指、假手掌或是为二维的手指图片或手掌图片。

从另一角度而言，本实施例的电子装置100是以受感测的物件是否具有立体纹路特征来作为判断物件真伪的条件。换言之，以感测手指或手掌为例，本实施例的电子装置100可在进行指纹辨识或掌纹辨识之前，即可有效地辨识出不具有立体的指纹纹路或掌纹纹路的假手指、假手掌或是为二维的手指图片或手掌图片，以预先地避免对假手指、假手掌以及图片进行指纹辨识或掌纹辨识。也就是说，本实施例的电子装置100除了可节省对伪物件进行辨识所耗费的运算资源，更可有效地提升电子装置100的指纹辨识功能或掌纹辨识功能的可用性以及安全性。

图2是根据本发明的一实施例的电子装置进行感测的示意图。图3是根据本发明的一实施例的物件影像的示意图。参考图2以及图3，本实施例是以手机执行指纹感测为例来说明的。在本实施例中，电子装置200适于执行屏下指纹感测。电子装置200包括显示面板230，以及位于显示面板230下方的光学式指纹感测器。具体而言，当电子装置200执行指纹感测时，若电子装置200的显示面板230判断出使用者的手指201放置于感测区域231上，则使显示面板230对应地在感测区域231的位置显示结构线条图案232。因此，位于感测区域231上方的手指201可对应地被照射结构光。并且，位于显示面板230下方的指纹感测器可取得具有多个结构光条纹的指纹影像。

在一实施例中，结构线条图案232可包括交错排列且同样线宽的多个亮笔直线条以及多个暗笔直线条，因此位于显示面板230下方的光学式指纹感测器可取得如图3所示的物件影像300。值得注意的是，若手指201为真手指，则手指201应具有立体的指纹纹路。对此，当结构光投射至在手指201上具有立体的指纹纹路起伏的位置时，手指201的指纹纹路的至少一部份与结构光条纹交会。由于经由各立体的指纹纹路的不同高度位置所反射的多个光线的各光路径将不一致，因此经由结构光在手指201上投射而使在手指201上所显示的多个结构光条纹将会随着立体的指纹纹路起伏而产生形变。因此，感测器120将相应地取得具有形变的多个结构光的指纹影像。在本实施例中，感测器120所取得的指纹影像可如图3所示，反应手指201的物件影像300中的多个结构光条纹在与指纹纹路交会的地方会出现形变。

值得注意的是，在一实施例中，电子装置200的处理器可先增强物件影像300的对比度，以提升辨识度。接着，处理器可对物件影像300进行分区，以将物件影像300划分为多个子影像区块。处理器逐一分析所述多个物件子影像区块，以判断在所述多个子影像区块中的每一个像素的像素方向(pixel orientation)。以其中一个子影像区块310为例，电子装置200的处理器可分析子影像区块310中的各像素的像素方向，以取得子影像区块310的方向一致性数值(orientation consistent value)。在本实施例中，电子装置200的处理器可加总物件影像300的每个子影像区块所对应的方向一致性数值，以取得代表结构光条纹的形变程度的加总数值。

接着，电子装置200的处理器将依据预设的门槛值来判断所述加总数值是否小于或等于所述门槛值，以进一步决定放置于显示面板上的物件是否具有立体纹路特征。换言之，当所述加总数值小于或等于所述门槛值时，电子装置200的处理器判断物件影像300不具有立体纹路特征，因此电子装置200辨识手指201为假手指。反之，当所述加总数值大于所述门槛值时，电子装置200的处理器判断物件影像300具有立体纹路特征，因此电子装置200辨识手指201为真手指。然而，本发明并不限于感测指纹。在一实施例中，电子装置200亦可为平板电脑，并且可用于感测掌纹，以判断受感测的手掌是否为具有立体掌纹的真手掌。

图4是根据本发明的一实施例的生物特征感测方法的流程图。本实施例的生物特征感测方法可适用图1以及图2中所示的电子装置100、200，为方便描述，本实施例将搭配图1进行说明。参考图1以及图4，于步骤S410中，电子装置100的显示面板130判断是否有物件放置于显示面板130的感测区域上方。若否，则电子装置100重新执行步骤S410。若是，于步骤S420中，电子装置100的处理器110依据显示面板130提供的触控结果，判断感测区域是否被物件完整地按满。若否，则电子装置100重新执行步骤S410。若是，于步骤S430中，电子装置100在显示面板130的感测区域显示结构线条图案，以投射结构光至位于感测区域上方的物件。

换言之，电子装置100将依据显示面板130的感测区域是否被物件完整地按满，来决定是否显示结构线条图案，以投射结构光至物件。然而，在一实施例中，电子装置100亦可藉由感测器120先预取一张物件的影像，并且判断此影像当中是否具有足够数量的生物特征或满足某预设的影像条件，进而决定是否投射结构光至物件是否完整地按满在显示面板130的感测区域因此，本实施例的生物特征感测方法可避免对误触进行感测或是避免对生物特征不足的影像进行无效判断。

接着，当结构光投射至物件时，在物件上被结构光投射的区域可显示出的多个结构光条纹，并且结构光将经由物件反射，以将具有多个结构光条纹的物件影像反射至感测器120。因此，于步骤S440中，感测器120可撷取被投射有结构光的物件，以取得具有多个结构光条纹的物件影像，并且将具有多个结构光条纹的物件影像提供至处理器110。并且，由于在物件上被结构光投射的区域所显示的多个结构光条纹将随着物件上的立体纹路起伏而产生形变，于步骤S450中，处理器110分析物件影像中的多个结构光条纹的形变程度。最后，于步骤S460中，处理器110依据结构光条纹的形变程度判断物件是否具有立体纹路特征。因此，本实施例的生物特征感测方法透过取得受感测之物件被结构光投射后的结果，可有效地判断受感测的物件的真伪。例如，本实施例的生物特征感测方法可辨识受感测的手指或手掌是否为真手指或真手掌。此外，在另一实施例中，当处理器110判断受感测的物件具有立体纹路特征时，处理器110可重新操作感测器120来重新感测物件，以取得另一物件影像。处理器110可分析另一物件影像中的生物特征，以进行后续的相关生物特征辨识工作，例如指纹特征辨识或掌纹特征辨识。

图5是根据本发明的一实施例的物件影像分析方法的流程图。本实施例的物件影像分析方法可适用图1以及图2的电子装置100、200，为方便描述，本实施例将搭配图1进行说明。在一实施例中，图5中所示的步骤S510～S570可接续于图4的步骤S460之后进一步执行之。请参考图1以及图5，于步骤S510中，处理器110增强感测器120所取得的物件影像的对比度。接着，于步骤S520中，处理器110对物件影像进行分区，以将物件划分为多个子影像区块，并且处理器110逐一分析所述多个子影像区块中的每一个像素的像素方向。于步骤S530中，处理器110取得多个子影像区块的多个方向一致性数值。于步骤S540中，处理器110加总多个方向一致性数值，以取得代表结构光条纹的形变程度的加总数值。于步骤S550中，处理器110判断此加总数值是否小于或等于门槛值。若是，则进入步骤S560，处理器110判断物件影像未具有立体纹路特征，因此辨识物件为假。若否，则进入步骤S560，处理器110判断物件影像具有立体纹路特征，因此辨识物件为真。因此，本实施例的物件影像分析方法可有效地分析物件影像，进而判断受感测之物件是否具有立体纹路。

综上所述，本发明的电子装置以及生物特征感测方法可藉由分析具有生物特征的物件影像中的多个结构光条纹的形变程度，有效地判断受感测的物件是否具有立体的生物特征纹路，以利辨识受感测物件的真伪。

虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视后附的权利要求书所界定者为准。

Claims (16)

1.一种电子装置，其特征在于，包括：

处理器；

显示面板，耦接所述处理器，用以投射结构光至位于所述显示面板上方的物件；以及

感测器，耦接所述处理器，并且配置在所述显示面板下方，用以撷取经投射有所述结构光的所述物件的物件影像，

其中所述处理器分析所述物件影像中的多个结构光条纹的形变程度，以依据所述多个结构光条纹的所述形变程度来判断所述物件是否具有立体纹路特征。

2.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，所述显示面板包括感测区域，并且当所述物件位于所述感测区域上方时，所述显示面板在所述感测区域显示结构线条图案，以投射对应的所述结构光至所述物件。

3.根据权利要求2所述的电子装置，其特征在于，所述显示面板为触控显示面板，并且所述显示面板更用以依据所述感测区域是否被所述物件完整地按满，以决定在所述感测区域显示所述结构线条图案。

4.根据权利要求2所述的电子装置，其特征在于，所述结构线条图案包括交错排列且同样线宽的多个亮笔直线条以及多个暗笔直线条。

5.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，所述处理器判断所述物件影像的多个像素的多个像素方向，并且所述处理器分析所述物件影像的多个子影像区块的各别的所述多个像素方向，以取得所述多个子影像区块的多个方向一致性数值，

其中所述处理器加总所述多个方向一致性数值，以取得代表所述多个结构光条纹的所述形变程度的加总数值。

6.根据权利要求5所述的电子装置，其特征在于，当所述加总数值大于所述门槛值时，所述处理器判断所述物件具有所述立体纹路特征，并且当所述加总数值小于或等于所述门槛值时，所述处理器判断所述物件未具有所述立体纹路特征。

7.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，所述立体纹路特征为指纹或掌纹。

8.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，在所述处理器分析所述物件影像前，所述处理器增强所述物件影像的对比度。

9.一种生物特征感测方法，其特征在于，包括：

投射结构光至位于显示面板上方的物件；

撷取经投射有所述结构光的所述物件的物件影像；以及

分析所述物件影像中的多个结构光条纹的形变程度，以依据所述多个结构光条纹的所述形变程度来判断所述物件是否具有立体纹路特征。

10.根据权利要求9所述的生物特征感测方法，其特征在于，投射所述结构光至位于所述显示面板上方的所述物件的步骤包括：

当所述物件位于感测区域上方时，藉由所述显示面板在所述感测区域显示结构线条图案，以投射对应的所述结构光至所述物件。

11.根据权利要求10所述的生物特征感测方法，其特征在于，所述显示面板为触控显示面板，并且当所述物件位于所述感测区域上方时，藉由所述显示面板在所述感测区域显示所述结构线条图案的步骤包括：

藉由所述显示面板依据所述感测区域是否被所述物件完整地按满，以决定在所述感测区域显示所述结构线条图案。

12.根据权利要求10所述的生物特征感测方法，其特征在于，所述结构线条图案包括交错排列且同样线宽的多个亮笔直线条以及多个暗笔直线条。

13.根据权利要求9所述的生物特征感测方法，其特征在于，分析所述物件影像中的所述多个结构光条纹的所述形变程度的步骤包括：判断所述物件影像的多个像素的多个像素方向；

分析所述物件影像的多个子影像区块的各别的所述多个像素方向，以取得所述多个子影像区块的多个方向一致性数值；以及

加总所述多个方向一致性数值，以取得代表所述多个结构光条纹的所述形变程度的加总数值。

14.根据权利要求13所述的生物特征感测方法，其特征在于，依据所述多个结构光条纹的所述形变程度来判断所述物件是否为具有立体纹路特征的所述物件的步骤包括：

当所述加总数值大于门槛值时，判断所述物件具有立体纹路特征；以及

当所述加总数值小于或等于门槛值时，判断所述物件未具有所述立体纹路特征。

15.根据权利要求9所述的生物特征感测方法，其特征在于，所述立体纹路特征为指纹或掌纹_。

16.根据权利要求9所述的生物特征感测方法，其特征在于，更包括：在分析所述物件影像前，增强所述物件影像的对比度。