KR20200092309A - 터치 센서 디바이스를 사용한 거동 인증을 위한 시스템들 및 방법들 - Google Patents

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KR20200092309A
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Abstract

터치 센서 및 프로세싱 시스템을 포함하는 입력 디바이스가 개시되어 있다. 터치 센서는 터치 감지 영역 및 터치 감지 영역에서의 복수의 픽셀들을 포함한다. 프로세싱 시스템은 터치 센서에 커플링되고 회로부를 포함하고, 상기 회로부는: 터치가 터치 센서 상에서 발생하였다고 결정하고; 상기 터치에 포함된 각각의 픽셀에 대해, 상기 터치 센서로부터 터치 정보를 수신하고; 터치에 포함된 각각의 픽셀에 대해, 픽셀에 대한 픽셀 응답 값을 결정하고; 그리고 하나 이상의 픽셀 응답 값들에 기초하여 터치 기반 메트릭을 연산하도록 구성되고, 모델은 상기 터치 기반 메트릭에 기초하여 거동 인증을 수행하는데 사용된다.

Description

터치 센서 디바이스를 사용한 거동 인증을 위한 시스템들 및 방법들
본 개시는 사용자 인증을 위한 시스템들 및 방법들에 관한 것이고, 보다 구체적으로, 터치 센서 디바이스를 사용한 거동 인증을 위한 시스템들 및 방법들에 관한 것이다.
(통상적으로 터치 스크린들, 터치패드들 또는 근접 센서 디바이스들로 지칭되는) 터치 센서 디바이스들 뿐만 아니라 지문 센서 디바이스들을 포함한 입력 디바이스들은 여러 전자 시스템들에 널리 사용된다. 터치 센서 디바이스들은 통상적으로, 종종 표면에 의해 경계가 정해지는 감지 영역을 포함하며, 여기에서 터치 센서 디바이스는 통상적으로 전자 시스템과 상호작용하는 사용자 입력을 사용자가 제공하는 것을 허용하는 목적으로 하나 이상의 입력 오브젝트들의 존재, 위치 및/또는 모션을 결정한다. 지문 센서 디바이스들은 또한 통상적으로 감지 영역을 포함하며 여기에서 지문 센서 디바이스는 사용자의 사용자 인증 또는 식별에 관한 목적을 위해 지문 또는 부분 지문의 존재, 위치, 모션, 및/또는 특징들을 결정한다.
따라서, 터치 센서 디바이스들 및 지문 센서 디바이스들은 전자 시스템에 인터페이스들을 제공하는데 이용될 수도 있다. 예를 들어, 터치 센서 디바이스들 및 지문 센서 디바이스들은 보다 대형의 컴퓨팅 시스템들 (이를 테면, 노트북 또는 데스크톱 컴퓨터들 내에 또는 그 주변에 통합된 불투명한 터치패드들 및 지문 판독기들) 을 위하여 입력 디바이스들로서 종종 사용된다. 터치 센서 디바이스들 및 지문 센서들은 또한 보다 소형의 연산 시스템들 (이를 테면, 스마트폰들 또는 태블릿들과 같은 모바일 디바이스들에 통합된 터치 스크린들) 에 종종 사용된다.
본 개시의 일 양태는 터치 센서 및 프로세싱 시스템을 포함하는 입력 디바이스를 제공한다. 터치 센서는 터치 감지 영역 및 터치 감지 영역에서의 복수의 픽셀들을 포함한다. 프로세싱 시스템은 터치 센서에 커플링되고 회로부를 포함하고, 상기 회로부는: 터치가 터치 센서 상에서 발생하였다고 결정하고; 터치에 포함된 각각의 픽셀에 대해, 터치 센서로부터 터치 정보를 수신하고; 터치에 포함된 각각의 픽셀에 대해, 픽셀에 대한 픽셀 응답 값을 결정하고; 그리고 하나 이상의 픽셀 응답 값들에 기초하여 터치 기반 메트릭을 연산하도록 구성되고, 모델은 터치 기반 메트릭에 기초하여 거동 인증을 수행하는데 사용된다.
본 개시의 다른 양태는 터치 센서를 위한 터치 제어기를 제공하며, 터치 센서는 복수의 픽셀들을 포함하는 터치 감지 영역을 갖는다. 터치 제어기는 회로부를 포함하며, 상기 회로부는: 터치가 터치 센서 상에서 발생하였다고 결정하고; 터치에 포함된 각각의 픽셀에 대해, 터치 센서로부터 터치 정보를 수신하고; 터치에 포함된 각각의 픽셀에 대해, 픽셀에 대한 픽셀 응답 값을 결정하고; 그리고 하나 이상의 픽셀 응답 값들에 기초하여 터치 기반 메트릭을 연산하도록 구성되고, 모델은 터치 기반 메트릭에 기초하여 거동 인증을 수행하는데 사용된다.
본 개시의 추가의 양태들은 방법, 및 명령들을 저장한 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체를 제공하며, 명령들은 프로세서에 의해 실행될 때 컴퓨터 시스템으로 하여금: 하나 이상의 프로세서들에 의해, 입력 디바이스에 포함된 터치 센서 상의 터치와 연관된 터치 정보를 수신하는 단계; 하나 이상의 프로세서들에 의해, 터치와 연관된 하나 이상의 터치 기반 메트릭들을 연산하는 단계; 및 하나 이상의 프로세서들에 의해, 하나 이상의 터치 기반 메트릭들에 기초하여 거동 인증을 수행하도록 모델이 실행되게 하는 단계를 수행하는 것에 의해 거동 인증을 수행하게 한다.
도 1 은 일 예의 입력 디바이스의 블록도이다.
도 2a 는 다른 예의 입력 디바이스의 블록도이다.
도 2b 는 다른 예의 입력 디바이스의 블록도이다.
도 3a 및 도 3b 는 터치스크린 인터페이스 및 지문 감지 인터페이스 양쪽을 갖는 일 예의 전자 디바이스들을 예시하는 블록도들이다.
도 4 는 일 예의 터치 감지 시스템을 나타낸다.
도 5a 및 도 5b 는 터치 기반 메트릭들의 예들을 나타낸다.
도 6 은 터치 스크린을 터치하는 손가락의 일 예를 나타낸다.
도 7 은 터치 하에서 픽셀들의 일 예의 개략도이다.
도 8 은 일부 실시형태들에 따라 거동 인증에 사용되는 하나 이상의 터치 기반 메트릭들을 결정하도록 터치 제어기를 동작시키기 위한 일 예의 방법이다.
도 9 는 일부 실시형태들에 따라 거동 인증에 사용되는 하나 이상의 터치 기반 메트릭들을 결정하도록 터치 제어기를 동작시키기 위한 일 예의 방법이다.
이하의 상세한 설명은 본질적으로 예시적인 것이고 본 개시 또는 본 개시의 응용 및 용도들을 제한하기 위한 것으로 의도되지 않는다. 또한, 앞의 배경기술, 개요, 및 도면의 간단한 설명 또는 이하의 상세한 설명에 제시된 임의의 명시되거나 또는 내포된 이론에 의해 얽매일 어떠한 의도도 존재하지 않는다.
사용자 인증은 사용자의 인증성의 확인을 위해 요구되는 크리덴셜들의 휴먼-투-머신 전달의 검증을 지칭한다. "액티브 인증"은 이후에 사용자를 인증하는데 사용되는 입력에 대해 사용자가 프롬프트되는 것을 지칭한다. 지문 인증은 액티브 인증의 일 예이다.
사용자 인증은 또한 "거동 인증" 또는 "연속 인증" 또는 "지속적 인증"을 또한 지칭하는 "패시브 인증"을 포함할 수 있다. 본 개시에서, 거동 인증은 특정 사용자에 연관될 수 있는 사용자의 거동의 양태들을 측정 및 학습하는 것에 의해 사용자를 인증하는 개념을 지칭한다. 거동 인증 측정들의 예들은 (예를 들어, 가속도계를 사용한) 사용자의 걸음걸이를 측정하는 것, 특정 시간에 사용자의 위치를 측정하는 것 등을 포함한다. 거동 인증은 예를 들어, 사용자의 거동에 기초하여 취해진 하나 이상의 측정들에 기초하여 특정 시구간들에서 사용자를 자동으로 재인증하는데 사용될 수 있다.
실시형태들은 거동 인증의 목적으로, 사용자가 터치 센서 디바이스 (예를 들어, 모바일 디바이스의 터치스크린 또는 터치패드) 와 상호작용하는 방법을 측정하는 시스템들 및 방법들을 제공한다. 일부 실시형태들에서, 터치 센서 디바이스의 정상 동작에 사용되는 터치 센서 디바이스 측정들은 거동 인증에 대한 측정들을 생성하도록 보강된다.
도 1 은 일 예의 입력 디바이스 (100) 의 블록도이다. 입력 디바이스 (100) 는 전자 시스템 (도시 생략) 에 입력을 제공하도록 구성될 수도 있다. 이 문서에 사용된 바와 같이, 용어, "전자 시스템"(또는 "전자 디바이스") 은 정보를 전자적으로 프로세싱할 수 있는 임의의 시스템을 넓게 의미한다. 전자 시스템들의 일부 비-제한적인 예들은 통신 디바이스들, 데스크탑 컴퓨터들, 랩탑 컴퓨터들, 넷북 컴퓨터들, 태블릿들, 웹 브라우저들, e-book 리더기들, 개인 휴대 정보 단말기들 (PDA들) 및 웨어러블 컴퓨터들 (이를 테면, 스마트 워치 및 액티비티 추적기 디바이스들) 과 같은 모든 사이즈들 및 형상들의 퍼스널 컴퓨터들을 포함한다. 추가적인 예시의 전자 시스템들은 복합 입력 디바이스들, 이를 테면, 입력 디바이스 (100) 및 별도의 조이스틱들 또는 키 스위치들을 포함하는 물리적 키보드들을 포함한다. 전자 시스템들의 추가의 예들은 주변기기들, 이를 테면, 데이터 입력 디바이스들 (원격 제어부들 및 마우스들을 포함함), 및 데이터 출력 디바이스들 (디스플레이 스크린들 및 프린터들을 포함함) 을 포함한다. 다른 예들은 원격 단말기들, 키오스크들, 및 비디오 게임 머신들 (예를 들어, 비디오 게임 콘솔들, 포터블 게임 디바이스들 등) 을 포함한다. 다른 예들은 (셀룰라 폰들, 이를 테면, 스마트 폰들을 포함하는) 통신 디바이스들, 및 (리코더들, 에디터들, 및 플레이어들, 이를 테면, 텔레비전, 셋톱 박스들, 뮤직 플레이어들, 디지털 포토 프레임들, 및 디지털 카메라들을 포함하는) 미디어 디바이스들을 포함한다. 추가적으로, 전자 시스템은 입력 디바이스에 대한 호스트 또는 슬레이브일 수 있다.
입력 디바이스 (100) 는 전자 시스템의 물리적 부분으로서 구현될 수 있거나 또는 전자 시스템으로부터 물리적으로 분리될 수 있다. 필요에 따라, 입력 디바이스 (100) 는 다음의 것들 중 임의의 하나 이상: 버스들, 네트워크들 및 다른 유선 또는 무선 상호접속부들을 이용하여 전자 시스템의 부분들과 통신할 수도 있다. 예들은 I2C, SPI, PS/2, USB (Universal Serial Bus), Bluetooth, RF, 및 IRDA 를 포함한다.
도 1 에서, 센서 (105) 에는 입력 디바이스 (100) 가 포함된다. 센서 (105) 는 감지 영역에 하나 이상의 입력 오브젝트들에 의해 제공되는 입력을 감지하도록 구성된 하나 이상의 감지 엘리먼트들을 포함한다. 입력 오브젝트들의 예들은 손가락들, 스타일러스, 및 손들을 포함한다. 감지 영역은 센서 (105) 의 위에, 주변에, 내에 및/또는 근방에 임의의 공간을 수반하며, 여기에서 입력 디바이스 (100) 는 사용자 입력 (예를 들어, 하나 이상의 입력 오브젝트들에 의해 제공된 사용자 입력) 을 검출할 수 있다. 특정 감지 영역들의 사이즈들, 형상들, 및 위치들은 실시형태들마다 다를 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 감지 영역은 신호 대 잡음 비들이 정확한 오브젝트 검출을 상당히 방해할 때까지 공간 내로의 하나 이상의 방향들로 입력 디바이스 (100) 의 표면으로부터 확장된다. 여러 실시형태들에서, 이 감지 영역이 특정 방향으로 확장하는 거리는 밀리미터 미만, 밀리미터들, 센티미터들, 또는 그 이상의 정도에 있을 수도 있고 원하는 정확도와 이용되는 감지 기법의 유형에 따라 상당히 다를 수도 있다. 따라서, 일부 실시형태들은 입력 디바이스 (100) 의 임의의 표면들과의 비접촉, 입력 디바이스 (100) 의 입력 표면 (예를 들어, 터치 표면) 과의 접촉, 일정 양의 인가된 힘 또는 압력과 커플링된 입력 디바이스 (100) 의 입력 표면과의 접촉 및/또는 이들의 조합을 포함하는 입력을 감지한다. 다양한 실시형태들에서, 입력 표면은 센서 엘리먼트가 상부에 또는 내부에 위치되는 센서 기판들의 표면에 의해, 또는 센서 엘리먼트들 위에 위치되는 페이스 시트들 또는 다른 커버 층들에 의해 제공될 수도 있다.
입력 디바이스 (100) 는 감지 영역에서의 사용자 입력을 검출하는 감지 기법들 및 센서 컴포넌트들의 임의의 조합을 사용할 수도 있다. 일부 구현들은 입력을 검출하기 위해 다수의 감지 엘리먼트들의 어레이들 또는 다른 규칙적인 또는 불규칙적인 패턴들을 활용한다. 입력 디바이스 (100) 가 사용할 수도 있는 예시의 감지 기법들은 용량성 감지 기술, 광학적 감지 기술들, 음향 (예를 들어, 초음파) 감지 기술들, 압력 기반 (예를 들어, 압전) 감지 기술들, 저항성 감지 기술들, 열 감지 기술들, 유도성 감지 기술들, 탄성 감지 기술들, 자기적 감지 기술들, 및/또는 레이더 감지 기술들을 포함한다.
예를 들어, 입력 디바이스 (100) 는 전기장을 생성하도록 전압 또는 전류가 인가되는 용량성 기술들을 사용할 수도 있다. 근방의 입력 오브젝트들은 전기장에서의 변화들을 야기하고, 전압, 전류 등에서의 변화들로서 검출될 수도 있는 용량성 커플링에서의 검출가능한 변화들을 생성한다. 복수의 센서 전극들은 여러 방식들로, 예를 들어, 무엇보다도, 용량성 감지 엘리먼트들로서 사용되는 전극들의 그리드로, 하나, 둘 또는 그 이상의 층들에서의 플레이트들의 패턴으로, 또는 복수의 전극들을 인터리브하는 것에 의해 배열될 수도 있다. 용량성 감지 엘리먼트들의 어레이들 또는 다른 규칙적 또는 불규칙적 패턴들은 전기장을 생성하는데 사용될 수도 있다. 별개의 센서 전극들은 더 큰 감지 엘리먼트들을 형성하도록 함께 오믹 쇼트될 수도 있다.
일 예시의 기법은 센서 전극들과 입력 오브젝트 사이의 용량성 커플링에서의 변화들에 기초하여, "자기 용량" (또는 "절대 용량") 감지 방법들을 사용한다. 센서 전극들 근방의 입력 오브젝트는 센서 전극들 근방에서 전기장을 변경하고, 이에 따라 측정된 용량성 커플링을 변경한다. 절대 용량 감지 방법은 기준 전압 (예를 들어, 시스템 그라운드) 에 대하여 센서 전극들을 변조하는 것에 의해 그리고 센서 전극들과 입력 오브젝트 사이의 용량성 커플링을 검출하는 것에 의해 동작할 수도 있다. 예를 들어, 감지 엘리먼트 어레이가 변조될 수도 있거나 또는 입력 오브젝트에 오믹 또는 용량적으로 커플링된 구동 링 또는 다른 전도성 엘리먼트가 변조될 수도 있다. 기준 전압은 실질적으로 일정한 전압일 수도 있거나 또는 가변 전압일 수도 있거나, 또는 기준 전압은 시스템 그라운드일 수도 있다.
다른 예시의 기법은 센서 전극들 사이의 용량성 커플링에서의 변화들에 기초하여 "상호 용량"(또는 "트랜스커패스턴스") 감지 방법들을 활용한다. 센서 전극들 근방의 입력 오브젝트는 센서 전극들 사이에서 전기장을 변경할 수도 있고, 이에 따라 측정된 용량성 커플링을 변경한다. 트랜스커패시티브 감지 방법은 하나 이상의 송신기 센서 전극들 (또한 "송신기 전극들") 과 하나 이상의 수신기 센서 전극들 (또한 "수신기 전극들") 사이의 용량성 커플링을 검출하는 것에 의해 동작할 수도 있다. 송신기 센서 전극들은 송신기 신호들을 송신하기 위해 기준 전압에 대하여 변조될 수도 있다. 수신기 센서 전극들은 결과적인 신호들의 수신을 용이하게 하도록 기준 전압에 대해 실질적으로 일정하게 유지될 수도 있다. 기준 전압은 실질적으로 일정한 전압 또는 시스템 그라운드일 수도 있다. 송신기 전극들은 송신기 신호들을 송신하고 결과적인 신호들의 수신을 용이하게 하도록 수신기 전극들에 대하여 변조된다. 결과적인 신호는 하나 이상의 송신기 신호들에 그리고/또는 환경적 간섭의 하나 이상의 소스들 (예를 들어, 다른 전자기 신호들) 에 대응하는 효과(들)을 포함할 수도 있다. 센서 전극들은 전용 송신기 또는 수신기일 수도 있고, 송신 및 수신 양자 모두를 행하도록 구성될 수도 있다. 또한, 센서 전극들은 전용 트랜스커패시턴스 감지 엘리먼트들 또는 절대 용량 감지 엘리먼트들일 수도 있거나 또는 트랜스커패시턴스 및 절대 용량 감지 엘리먼트들 양쪽 모두로서 동작될 수도 있다.
다른 예에서, 입력 디바이스 (100) 는 입력 오브젝트로부터의 접촉이 전기 회로를 폐쇄하여 입력을 검출하는데 사용될 수 있는 저항성 감지 기술들을 사용할 수도 있다. 일 예시적 기법에서, 센서 (105) 는 전도성의 제 2 층으로부터 하나 이상의 스페이서 엘리먼트들에 의해 분리된 가요성 및 전도성의 제 1 층을 포함한다. 동작 동안에, 하나 이상의 전압 구배들이 층들 양단에 걸쳐 생성된다. 가요성의 제 1 층을 가압하는 것은 층들 사이의 전기적 접촉을 생성하여 층들 사이의 접촉점(들)을 반영하는 전압 출력들을 가져오기에 충분할 정도로 층들을 편향시킬 수도 있다. 이들 전압 출력들은 입력 오브젝트에 대응하는 공간적 정보를 결정하는데 사용될 수도 있다.
다른 예에서, 입력 디바이스 (100) 는 하나 이상의 감지 엘리먼트들이 공진 코일 또는 코일들의 페어에 의해 유도된 루프 전류들을 픽업하는 유도성 감지 기술들을 사용할 수도 있다. 그 후, 전류들의 크기, 위상 및 주파수의 일부 조합을 사용하여 입력 오브젝트에 대응하는 공간 정보를 결정할 수도 있다.
다른 예에서, 입력 디바이스 (100) 는 하나 이상의 감지 엘리먼트들이 감지 영역으로부터의 광을 검출하는 광학적 감지 기술들을 이용할 수도 있다. 검출된 광은 입력 오브젝트로부터 반사되거나, 입력 오브젝트를 투과하거나 입력 오브젝트에 의해 방사되거나, 또는 이들의 조합으로 이루어질 수도 있다. 검출된 광은 가시적 또는 비가시적 스펙트럼 (이를 테면, 적외선광 또는 자외선광) 에 있을 수도 있다. 예시의 광학적 감지 엘리먼트들은 CMOS 이미지 센서 어레이들, CCD 어레이들, 포토다이오드들, 및 관심 대상인 파장(들)에서의 광에 감응하는 다른 적절한 포토센서들을 포함한다. 액티브 조명은 감지 영역으로 광을 제공하는데 사용될 수도 있고, 조명 파장(들)에서의 감지 영역으로부터의 반사들을 검출하여 입력 오브젝트에 대응하는 입력 정보를 결정할 수도 있다.
일 예시의 광학적 기술은 구성에 의존하여 감지 영역의 입력 표면과 접촉할 수도 또는 접촉하지 않을 수도 있는 입력 오브젝트의 직접 조명을 활용한다. 하나 이상의 광원들 및/또는 광 가이드 구조들이 광을 감지 영역으로 보내는데 이용된다. 입력 오브젝트가 존재할 때, 이 광은 입력 오브젝트의 표면들로부터 직접 반사되며, 이 반사들은 광학적 감지 엘리먼트들에 의해 검출될 수 있고, 입력 오브젝트에 관한 정보를 결정하는 데 이용될 수 있다.
다른 예시적인 광학적 기술은 감지 영역의 입력 표면과 접촉하여 입력 오브젝트들을 검출하기 위해 내부 반사에 기초한 간접 조명을 활용한다. 하나 이상의 광원들은, 감지 표면에 의해 한정된 경계의 대향 측면들에서 상이한 굴절률들로 인해, 감지 영역의 입력 표면에서 내부적으로 반사되는 각도로 전파 매질에서 광을 지향시키는데 사용된다. 입력 오브젝트에 의한 입력 표면의 접촉은, 굴절률이 이 경계에 걸쳐 변경되게 하며, 이는 입력 표면에서의 내부 반사 특성들을 변경시킨다. FTIR (frustrated total internal reflection) 의 원리들이 입력 오브젝트를 검출하는데 사용되면, 더 높은 콘트라스트 신호들이 종종 실현될 수 있으며, 여기에서, 입력 오브젝트가 입력 표면과 접촉하고 있고 이 계면을 가로질러 부분적으로 광이 전파하게 하는 위치들을 제외하고, 내부적으로 전반사되는 입사각으로 입력 표면에 광이 보내진다. 이에 대한 일 예가 유리 대 공기 (glass to air) 인터페이스에 의해 한정된 입력 표면에 도입된 손가락의 존재이다. 공기와 비교하여 인간의 피부의 굴절률이 높을수록, 공기에 대한 계면의 임계 각도로 입력 표면에 입사하는 광이 손가락을 부분적으로 관통하여 전파되게 하며, 그렇지 않으면 유리 대 공기 계면에서 전체 전반사하게 될 것이다. 이러한 광학적 응답은 시스템에 의해 검출되어 공간 정보를 결정하는데 이용될 수 있다. 일부 실시형태들에서, 이는 입력 오브젝트의 작은 스케일 표면 변동들, 이를 테면 지문 패턴들을 이미징하는데 이용될 수 있고, 여기에서 입사광의 내부 반사율은 손가락의 융선 또는 골이 입력 표면의 그 부분과 접촉하고 있는지의 여부에 따라 달라진다.
도 1 에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 입력 디바이스 (100) 에 포함된다. 프로세싱 시스템 (110) 은 하나 이상의 집적 회로들 (IC들) 및/또는 다른 회로부 컴포넌트들의 일부 또는 전부를 포함한다. 프로세싱 시스템 (110) 은 센서 (105) 에 커플링되고, 센서 (105) 의 감지 하드웨어를 이용하여 감지 영역에서의 입력을 검출하도록 구성된다.
프로세싱 시스템 (110) 은 입력 디바이스 (100) 의 감지 하드웨어로 감지 신호들을 구동하도록 구성된 드라이버 회로부 및/또는 감지 하드웨어로 결과 신호들을 수신하도록 구성된 수신기 회로부를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 상호용량 센서 디바이스에 대한 프로세싱 시스템은 센서 (105) 의 하나 이상의 송신기 센서 전극들로 신호들을 송신하도록 구성된 송신기 회로부 및/또는 센서 (105) 의 하나 이상의 수신기 센서 전극들로 결과 신호들을 수신하도록 구성된 수신기 회로부를 포함할 수도 있다. 다른 예로서, 자기-용량 (self capacitance) 센서 디바이스에 대한 프로세싱 시스템은 센서 (105) 의 하나 이상의 센서 전극들 상으로 절대 용량 신호들을 구동시키도록 구성되는 드라이버 회로부 및/또는 센서 (105) 의 동일 또는 상이한 센서 전극들로 결과 신호들을 수신하도록 구성된 수신 회로부를 포함할 수도 있다. 추가의 예로서, 초음파 센서 디바이스에 대한 프로세싱 시스템은 초음파 송신기 엘리먼트들로 음향 신호들을 구동시키도록 구성되는 드라이버 회로부 및/또는 초음파 수신기 엘리먼트들로 신호들을 수신하도록 구성되는 수신기 회로부를 포함할 수도 있다. 또 다른 추가의 예로서, 광학 센서 디바이스에 대한 프로세싱 시스템은 하나 이상의 LED들 또는 다른 광원들에 조명 신호들을 구동시키도록 구성된 드라이버 회로부 및/또는 광학 감지 엘리먼트들로 신호들을 수신하도록 구성된 수신기 회로부를 포함할 수도 있다.
프로세싱 시스템 (110) 은 또한 전자적 판독가능 명령들, 이를 테면, 펌웨어 코드, 소프트웨어 코드 등을 포함할 수도 있다. 프로세싱 시스템 (110) 은 센서 (105) 의 물리적 부분으로서 구현될 수 있거나 또는 센서 (105) 로터치 기반 물리적으로 분리될 수 있다. 또한, 프로세싱 시스템 (110) 의 구성 컴포넌트들은 함께 위치될 수도 있거나, 또는 물리적으로 서로 분리되어 위치될 수도 있다. 예를 들어, 입력 디바이스 (100) 는 컴퓨팅 디바이스에 커플링된 주변 디바이스일 수도 있고, 프로세싱 시스템 (110) 은 컴퓨팅 디바이스의 중앙 프로세싱 유닛 및 그 중앙 프로세싱 유닛과 분리된 하나 이상의 IC들 (예를 들어, 연관된 펌웨어를 가짐) 상에서 실행하도록 구성된 소프트웨어를 포함할 수도 있다. 또 다른 예로서, 입력 디바이스 (100) 는 이동 디바이스에 물리적으로 통합될 수도 있고, 프로세싱 시스템 (110) 은 이동 디바이스의 메인 프로세서의 일부인 회로들 및 펌웨어를 포함할 수도 있다. 프로세싱 시스템 (110) 은 입력 디바이스 (100) 를 구현하는데 전용될 수도 있거나, 또는 디스플레이 스크린들을 동작시키거나, 햅틱 액추에이터를 구동하는 것 등과 같은 다른 기능을 수행할 수도 있다.
프로세싱 시스템 (110) 은 감지 영역에서 입력 (또는 입력 없음) 을 나타내는 전기 신호를 생성하기 위해 입력 디바이스 (100) 의 감지 엘리먼트(들)을 동작시킬 수도 있다. 프로세싱 시스템 (110) 은 전자 시스템에 제공되는 정보를 생성하는데 있어서 전기 신호들에 대한 임의의 적절한 양의 프로세싱을 수행할 수도 있다. 예를 들어, 프로세싱 시스템 (110) 은 센서 전극들로부터 획득된 아날로그 전기 신호들을 디지털화할 수도 있다. 다른 예로서, 프로세싱 시스템 (110) 은 필터링 또는 다른 신호 컨디셔닝을 수행할 수도 있다. 또 다른 예로서, 프로세싱 시스템 (110) 은 베이스라인을 감산하거나 또는 달리 고려하여, 정보가 전기 신호들과 베이스라인 사이의 차이를 반영할 수 있게 한다. 또 다른 예로서, 프로세싱 시스템 (110) 은 위치 정보를 결정하고, 입력을 커맨드로서 인식하고, 핸드라이팅을 인식하고, 생체인식 샘플을 매칭하는 것 등일 수도 있다.
예를 들어, 센서 (105) 가 터치 스크린 인터페이스를 제공하면, 입력 디바이스 (100) 의 감지 영역은 디스플레이 디바이스의 액티브 영역의 일부 또는 전부를 오버랩할 수도 있다. 디스플레이 디바이스는 발광 다이오드 (LED) 디스플레이, 유기 LED (OLED) 디스플레이, 음극선 관 (CRT), 액정 디스플레이 (LCD), 플라즈마 디스플레이, 일렉트로루미네센스 (EL) 디스플레이, 또는 다른 디스플레이 기법을 포함한, 사용자에게 비주얼 인터페이스를 디스플레이할 수 있는 임의의 적절한 유형의 동적 디스플레이일 수도 있다. 디스플레이는 또한 가요성이거나 강성일 수도 있고, 플랫, 곡면형일 수도 있거나 또는 다른 기하학적 구조들을 가질 수도 있다. 디스플레이는 비주얼 정보를 제공하고/하거나 다른 기능을 제공하기 위하여 디스플레이 픽셀들을 어드레싱하는데 사용될 수도 있는 TFT 회로부에 대한 유리 또는 플라스틱 기판을 포함할 수도 있다. 디스플레이 디바이스는 디스플레이 회로부 위에 또는 디스플레이 모듈의 내부 층들 위에 배치된 커버 렌즈 (종종 "커버 글래스"라고 지칭됨) 를 포함할 수도 있고, 커버 렌즈는 또한 입력 디바이스 (100) 에 대한 입력 표면을 제공할 수도 있다. 커버 렌즈 재료들의 예들은 광학적으로 투명한 비정질 고체들, 이를 테면, 화학적 경화된 유리, 뿐만 아니라 광학적으로 투명한 결정질 구조들, 이를 테면, 사파이어를 포함한다. 입력 디바이스 (100) 및 디스플레이 디바이스는 물리적 엘리먼트들을 공유할 수도 있다. 예를 들어, 동일한 전기적 컴포넌트들의 일부는 디스플레이 업데이트 및 입력 감지 양쪽 모두에 대한 하나 이상의 디스플레이 전극들을 이용하는 것과 같이 입력 디바이스 (100) 에 의한 입력 감지 및 비주얼 정보를 디스플레이하는 것 양쪽 모두를 위하여 활용될 수도 있다. 다른 예로서, 디스플레이 스크린은 입력 디바이스와 통신하는 프로세싱 시스템 (110) 에 의해 부분적으로 또는 전체적으로 동작될 수도 있다.
도 2a 및 도 2b 는 추가의 예시적인 입력 디바이스들 (100) 을 나타낸다. 도 2a 에서, 입력 디바이스 (100) 는 터치 센서 (205a) 를 포함하는 것으로 도시되어 있다. 터치 센서 (205a) 는 감지 영역 (220a) 내에서 입력 오브젝트 (240a) 의 포지션 정보를 검출하도록 구성된다. 입력 오브젝트 (240a) 는 도 2a 에 도시된 바와 같이 손가락 또는 스타일러스를 포함할 수도 있다. 감지 영역 (220a) 은 입력 오브젝트보다 더 큰 면적을 갖는 입력 표면을 포함할 수도 있다. 터치 센서 (205a) 는 입력 표면에 대한 터치의 위치를 검출하도록 구성된 분해능을 갖는 감지 엘리먼트들의 어레이를 포함할 수도 있다.
도 2b 에서, 입력 디바이스 (100) 는 지문 센서 (205b) 를 포함하는 것으로 도시되어 있다. 지문 센서 (205b) 는 손가락 (240b) 으로부터 지문을 캡처하도록 구성된다. 센서 (205b) 는 지문이 센서 (205b) 상에 놓이거나 또는 그 위에서 스윕프되기 위한 입력 표면을 제공하는 커버 층 (212) 아래에 배치된다. 감지 영역 (220b) 은 전체 지문보다 크기가 더 크거나, 더 작거나 또는 유사한 입력 표면을 포함할 수도 있다. 지문 센서 (205b) 는 손가락 (240b) 의 표면 변동들을 검출하도록 구성된 분해능을 갖는 감지 엘리먼트들의 어레이를 가지며, 지문 센서 (205b) 는 도 2a 의 터치 센서 (205a) 보다 더 높은 분해능을 갖는다.
도 3a 및 도 3b 는 터치 스크린 인터페이스와 지문 감지 인터페이스 양쪽을 갖는 예시적인 전자 디바이스들 (301a 및 301b) 을 예시하는 블록도들이다. 도 3a 에서, 전자 디바이스 (예를 들어, 모바일 디바이스, 이를 테면, 스마트폰 또는 태블릿)(301a) 는 터치 센서 (305a) 로부터 분리된 지문 센서 (305b) 를 가지며, 이에 의해 지문 센서 및 (터치 스크린의) 터치 센서는 별개의 인터페이스들을 갖게 된다. 도 3b 에서, 전자 디바이스 (300b) 는, 지문 센서에 대한 인터페이스가 터치 센서에 대한 인터페이스와 오버랩하도록, 터치 센서 (305a) 와 통합된 지문 센서 (305b) 를 갖는다.
도 4 는 일 예의 터치 감지 시스템 (400) 을 나타낸다. 터치 감지 시스템 (400) 은 센서 (402) 및 터치 제어기 (404) 를 포함한다. 도 4 에 도시된 예에서, 센서 (402) 는 터치패널을 포함한다. 예를 들어, 용량성, 저항성, 표면 음향파, 적외선 그리드, 적외선 아크릴 프로젝션, 광학 이미징, 분산형 신호 기술, 및 음향 펄스 인식과 같은 터치를 감지하는 상이한 방법들을 가진 여러 터치스크린 기술들이 있다. 일 실시형태에서, 터치 제어기 (404) 는 메모리에 저장된 명령들을 실행하는 프로세서를 포함한다. 다른 실시형태들에서, 터치 제어기 (404) 는 고정된 기능 하드웨어 (예를 들어, FPGA) 를 포함한다. 더 추가의 실시형태들에서, 터치 제어기 (404) 는 하드웨어 및 소프트웨어 엘리먼트들의 조합을 포함한다.
예로서, 용량성 터치스크린 기술을 사용하면, 용량성 터치스크린 패널은 절연체, 이를 테면, 투명전도체, 이를 테면 인듐 주석 산화물 (ITO) 로 코팅된 유리를 포함한다. 인체가 또한 전기 전도체이기 때문에, 터치스크린의 표면을 터치하는 것은 용량에서의 변화로서 측정가능한, 터치스크린의 전기장의 뒤틀림을 가져온다. 상이한 기법들은 터치의 위치를 결정하는데 사용될 수도 있다.
도 4 에 도시된 바와 같이, 센서 (402) 의 터치스크린 패널은 x-축 및 y-축을 갖는 그리드로 배열된 복수의 픽셀들 (408) 을 갖는다. 센서 (402) 의 감지 영역에서 손가락 (406) 의 터치의 터치 포지션 정보를 검출하기 위하여, 센서 (402) 는 센서 (402) 의 어느 부분들 (즉, 어느 픽셀들 (408)) 이 손가락 (406) 에 의해 전체적으로 또는 부분적으로 커버되는지를 검출하도록 구성될 수도 있다.
일부 구현들에서, 터치 제어기 (404) 는 어느 픽셀들 (408) 이 손가락 (406) 에 의해 전체적으로 커버되는지 또는 부분적으로 커버되는지를 결정하기 위해 센서 (402) 의 픽셀들로부터 터치 정보를 수신한다. 픽셀은 예를 들어, 베이스라인 값 (즉, 터치 없음) 에 대해, 픽셀의 용량 변화에 기초하여 전체적으로 또는 부분적으로 커버되는 것으로서 결정될 수 있다. 일 구현에서, 전체적으로 커버되는 픽셀은 값에서의 포화된 변화에 도달하고; 한편, 부분적으로 커버되는 픽셀에 대한 값에서의 변화는 포화된 변화의 일부분이다. 손가락 (406) 의 터치 좌표들은 센서 (402) 의 픽셀들 (408) 로부터 손가락 커버리지 정보를 결합하는 것에 의해 터치 제어기 (404) 에 의해 계산될 수 있다.
일부 실시형태들에 따르면, 거동 인증은 사용자가 디바이스와 상호작용하는 방법을 나타내는 하나 이상의 값들을 출력하기 위해 메트릭들을 결합하는 컴퓨터 모델 (이를 테면, 신경망) 내에 여러 메트릭들을 공급하는 것을 포함한다. 여러 메트릭들은 날짜, 디바이스의 위치, 어느 애플리케이션들이 오픈되는지 등과 같이 모델 내에 입력될 수 있다. 모델은 가중치들을 메트릭들에 적용하고, 모델의 출력은 매칭이 있는지의 여부를 결정하기 위하여 진짜 사용자를 나타내는 하나 이상의 값들에 출력을 비교하는 것에 의해 거동 인증에 사용된다. 거동 인증은 배경에서 수행될 수도 있고 일부 실시형태들에서, 사용자가 인증을 위한 액티브 프롬프트를 수신하는 것을 포함하지 않는다. 또한, 모델은 연속적으로 업데이트될 수 있거나 또는 시간에 따라 여러 메트릭들을 수신하는 것에 기초하여 "트레이닝"될 수도 있다. 시간의 경과에 따라, 개별적인 메트릭들에 배정된 가중치들이 연속적으로 조정됨에 따라 모델은 업데이트되거나 리파이닝된다.
모델의 출력이 메트릭들에 기초하여, 디바이스의 사용자가 진짜 사용자가 아님을 제안할 때, 디바이스는 (예를 들어, 지문 또는 패스워드 또는 다른 사용자 인증 방법을 사용하여) 사용자에게 액티브하게 인증할 것을 요청할 수도 있거나 또는 트랜잭션을 차단하거나 또는 애플리케이션을 폐쇄할 수도 있다.
설명된 바와 같이, 여러 메트릭들은 거동 인증에 대한 모델을 실행하는데 사용될 수 있다. 일부 비제한 예들은: 가속도계에 의해 측정된 사용자의 걸음걸이, 주어진 시간에서의 사용자의 위치, 어느 애플리케이션들이 주어진 시간에 오픈되는지에 대한 정보 등을 포함한다.
일부 실시형태들에 따르면, 모델에 입력되는 하나 이상의 메트릭들은 사용자가 터치하고 터치스크린을 사용하는 방법에 기초하며, 이는 본원에서 "터치 기반 메트릭들"로서 지칭된다. 터치 기반 메트릭들의 예들은 아래 보다 자세하게 설명된 바와 같이, 터치 포지션, 터치의 장축, 터치의 단축, 및 터치 페리미터를 포함한다.
일 실시형태에서, 본원에 설명된 이들 및 다른 터치 기반 메트릭들은 터치 제어기에 의해 연산되고 모델을 실행하는 호스트 프로세서에 전달될 수 있다. 다른 실시형태에서, 터치 제어기는 모델을 실행한다. 더 추가의 실시형태들에서, 터치 제어기는 센서 (402) 의 픽셀들로부터 터치 정보를 수신하고 터치 정보를 호스트 프로세서 상으로 전달하여, 모델로 입력되는 터치 기반 메트릭들을 연산한다. 더 추가의 실시형태들에서, 터치 제어기는 메트릭들 중 일부를 연산할 수 있고 호스트 프로세스는 메트릭들 중 일부를 연산할 수도 있다.
일 실시형태에서, 하나 이상의 터치 기반 메트릭들은 터치의 하나의 프레임이 터치 센서 디바이스와 상호작용하는 사용자에 대응하는 것에 기초하여 연산된다. 다른 실시형태에서, 하나 이상의 터치 기반 메트릭들은 터치의 둘 이상의 프레임들이 터치 센서 디바이스와 상호작용하는 사용자의 프레임들의 시퀀스에 대응하는 것에 기초하여 연산된다. 예를 들어, 둘 이상의 프레임들로부터의 데이터는 하나 이상의 터치 기반 메트릭들을 생성하기 위해 미분을 취하거나 또는 데이터를 어그리게이션 (예를 들어, 평균화) 하는 것에 의해 분석될 수도 있다.
도 5a 및 도 5b 는 터치 기반 메트릭들의 예들을 나타낸다. 도 5a 에서, 터치 (502) 는 타원형 형상에서 픽셀들의 특정 영역을 커버한다. 터치 (502) 의 장축 (504) 은 자신의 포커스들을 관통하는 타원의 더 긴 축을 나타낸다. 터치 (502) 의 단축 (506) 은 자신의 장축 (504) 과 직교하는 타원의 더 짧은 축을 나타낸다. 도 5a 에서, 바운딩 박스 (508) 가 연산될 수 있고, 바운딩 박스 (508) 의 2 개의 사이드들은 장축 (504) 에 평행하고 바운딩 박스 (508) 의 2 개의 사이드들은 단축 (506) 에 평행하다. 바운딩 박스 (508) 의 세그먼트들의 총 길이는 "터치 페리미터" 또는 "W" 로서 지칭될 수 있다. 장축 길이, 터치 스크린 상의 장축 위치, 단축 길이, 터치스크린 상의 단축 위치, 터치스크린 상의 바운딩 박스 위치, 바운딩 박스 폭, 바운딩 박스 길이 및 터치 페리미터 (W) 중 하나 이상은 거동 인증을 수행하기 위한 모델에 입력될 수 있는 터치 기반 메트릭들로서 사용될 수 있다. 다른 예시의 메트릭은 "dW/dt" 이고, 이는 시간에 따른 W 값에서의 변화율을 지칭한다.
도 5b 는 터치 페리미터를 계산하기 위한 다른 실시형태를 나타낸다. 도 5b 에서의 바운딩 박스 (510) 는 바운딩 박스 (510) 의 2 개의 사이드들이 터치스크린의 x-축과 평행하고, 바운딩 박스 (510) 의 2 개의 사이드들이 터치스크린의 y-축과 평행하도록 연산된다. 위에 설명된 바와 같이, 바운딩 박스 (510) 의 세그먼트의 총 길이는 터치 페리미터 (W) 로서 지칭될 수도 있고, 여기서 터치 페리미터는 거동 인증을 수행하기 위한 모델에 입력될 수 있는 터치 기반 메트릭으로서 사용될 수 있다. 일부 실시형태들에서, 바인딩 박스 폭 Wx 및 바운딩 박스 길이 Wy 는 모델에 입력되는 메트릭들로서 사용될 수도 있고 여기서 Wx 및 Wy 는 바운딩 박스 사이드들의 길이들을 나타낸다.
일부 실시형태들에 따르면, 터치 제어기 (404) 는 거동 인증에 사용되는 추가적인 터치 기반 메트릭들을 생성할 수도 있다. 일부 예들은 아래 더 자세하게 설명된 바와 같이 "터치 볼륨" 및 "터치 레이트"를 포함한다.
도 6 은 손가락 (602) 이 터치스크린 (604) 을 터치하는 일 예를 예시한다. 터치스크린 (604) 은 복수의 픽셀들 (606) 을 포함한다. 도시된 바와 같이, 손가락 (602) 은 픽셀들 중 일부를 전체적으로 커버하고, 픽셀들 중 일부를 부분적으로 커버하고 픽셀들 일부를 전혀 커버하지 않는다. 터치스크린 (604) 에서의 각각의 픽셀에 대해, 터치 제어기는 픽셀에 대한 픽셀 응답 값을 결정한다. 일 구현에서, 픽셀 응답 값은 베이스라인 값 (예를 들어, 베이스라인 용량 값) 에 대한, 측정된 픽셀 값 (예를 들어, 용량 값) 의 차이에 기초한다. 다른 구현에서, 픽셀 응답 값은 주어진 픽셀과 하나 이상의 이웃하는 픽셀들 사이의 픽셀 응답에 미분을 취하는 것에 기초하여 결정된다. 또 다른 구현에서, 픽셀 응답 값은 미분에 기초하지 않고 절대 스케일로 결정된다.
도 6 에 도시된 바와 같이, 픽셀 응답 값은 0 내지 9 의 스케일 상에 있을 수도 있으며, 여기서 0 은 커버리지 없음을 지칭하고 9 는 손가락에 의한 픽셀의 완전 커버리지를 지칭하며, 즉, 포화된 값을 지칭한다. 손가락에 의해 부분적으로 커버되는 픽셀들에 대해, 픽셀 응답값은 픽셀들 중 얼마나 많은 픽셀이 커버되는지에 의존하여 0 과 9 사이의 어디에 있다. 0 내지 9 의 픽셀 응답 값들의 범위는 단지 일 예에 불과하며, 상이한 픽셀 응답 값들을 명확하게 하는 또 다른 기법이 사용될 수도 있다. 다른 구현에서, 또한 베이스라인을 요구하지 않는 여러 종류의 차동 측정들을 행하는 것이 또한 가능하다. 예를 들어, 픽셀 응답 값은 이웃하는 전극들에 대한 변화 또는 이전 프레임에 대한 변화를 조사하는 것에 의해 결정될 수 있다. 이들 구현들에서, 차동 측정이 결정되는 신호는 "베이스라인"으로 고려될 수도 있다.
일부 실시형태들에 따르면, 사용자에 고유한 사용자 터치를 행하는 사용자의 터치의 특징은 예를 들어, 터치의 면적, 사용자가 터치스크린에 터치하는 속도, 및 사용자의 손가락이 터치 스크린의 표면을 변형시키는 레이트를 포함한다. 따라서, 센서로부터의 터치 정보는 거동 인증을 수행하는데 사용될 수 있는 메트릭들인 "Z" 및 "dZ/dT" 에 대한 값을 생성하기 위해 터치 제어기에 의해 사용될 수도 있다. 본원에 사용된 바와 같이, "Z" 는 주어진 손가락 터치의 터치 영역 (도 4 를 참조, 손가락 (406) 에 의해 전체 커버되거나 또는 부분적으로 커버되는 픽셀들) 에서 픽셀 응답 값들의 합을 지칭한다.
예를 들어, Z 는 다음 식을 사용하여 k 번째 프레임에 대해 정의될 수 있다:
Figure pct00001
식에서, (i,j) 는 터치된 픽셀들의 세트에서 픽셀의 좌표를 지칭한다. 터치 픽셀들은 적어도 부분적으로 터치되거나 커버되는 픽셀들을 포함한다.
주어진 터치에 대한 Z 값은 "터치 볼륨"으로서 지칭될 수도 있으며, 이는 각각의 터치되는 픽셀로부터 (베이스라인에 대한) 터치의 결합 강도를 지칭한다. 도 7 은 터치 하에서의 일 예의 픽셀들의 개략도이다. 터치에 포함된 픽셀들에 대한 픽셀 응답 값들은 라인들 (702) 로 나타내어지고, 여기서 더 긴 라인은 더 강한 픽셀 응답, 이에 따라 더 높은 픽셀 응답 값을 표시한다.
일부 실시형태들에서, 거동 인증 모델에 입력되는 메트릭은 Z 값 자체이다. 다른 구현들에서, 추가적인 메트릭들은 Z 값으로부터 연산될 수도 있다. 예를 들어, 하나의 메트릭은 Z 의 제곱근인
Figure pct00002
일 수 있다. 다른 예시의 메트릭은 "dZ/dt" 이고, 이는 시간에 따른 Z 값에서의 변화율 (또는 "터치 레이트") 을 지칭한다.
일 예의 구현에서, 터치스크린 프레임 레이트는 100 Hz 이다. 따라서, dZ/dT 는 다음 식을 사용하여 k 번째 프레임에 대해 근사화될 수 있다:
Figure pct00003
일부 구현들에서, 터치스크린과의 초기 접촉후에 사용자의 손가락이 터치스크린 상에 정착하는데 약 30 ms 내지 60 ms 이 걸린다. 100 Hz 의 터치스크린 프레임 레이트에서, dZ/dt 의 3 내지 6 의 값들은 초기 접촉 시간에서부터 손가락의 정착 시간까지 생성될 수 있다. 100 Hz 의 프레임 레이트는 단지 일 예에 불과하고 임의의 프레임 레이트가 다른 구현들에 사용될 수 있다. 또한 dZ/dt 메트릭은 터치 스크린 상에서 손가락이 움직이는 때에도 거동 인증에 사용되는 유용한 메트릭일 수 있다.
일부 구현들이 터치스크린에 대해 설명되어 있지만, 다른 실시형태들은 터치패드 또는 임의의 터치-감지 표면에 동등하게 적용될 수 있다. 추가로, 일부 실시형태들은 용량성 감지에 대하여 설명되었지만, 다른 실시형태들은 다른 감지 기법들을 사용한 거동 인증을 위한 터치 기반 메트릭들을 연산하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 광학 감지를 위하여, 주어진 터치에 대한 Z 값은 터치의 각각의 픽셀의 그레이스케일 값을 결정하는 것, 그레이스케일 값을 베이스라인 값과 비교하여, 그레이스케일 픽셀 응답 값들을 생성하는 것, 및 그레이스케일 픽셀 응답 값들의 합을 연산하는 것에 기초하여 연산될 수 있다.
도 8 은 거동 인증을 수행하기 위해 모델이 실행되게 하는 일 예의 방법이다. 단계 802 에서, 프로셋싱 시스템은 터치 센서 디바이스 상의 터치와 연관된 정보를 수신한다. 일 실시형태에서, 프로세싱 시스템은 터치 센서 디바이스와 연관되거나 또는 통합되는 터치 제어기이다. 일부 실시형태들에서, 터치 센서 디바이스는 터치스크린 또는 터치 패드를 포함한다.
단계 804 에서, 프로세싱 시스템은 터치와 연관된 하나 이상의 터치 기반 메트릭들을 연산한다. 본원에 설명된 바와 같이, 하나 이상의 메트릭들은: 예를 들어 주어진 시간에서의 터치 위치, 터치의 장축 길이, 터치 센서 디바이스 상의 장축 위치, 단축 길이, 터치 센서 디바이스 상의 단축 위치, 터치 센서 디바이스 상의 바운딩 박스 위치, 바운딩 박스 폭, 바운딩 박스 길이, 터치 페리미터, 시간에 따른 터치 페리미터 값에서의 변화율, 터치 볼륨 값 (즉, 터치의 픽셀들의 픽셀 응답 값들의 합), 및 시간에 따른 터치 볼륨 값에서의 변화율을 포함한다. 대안적으로, 하나 이상의 터치 메트릭들은 터치 값들의 시퀀스로부터 시간에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 터치 포지션, 터치 볼륨 값, 및 터치 볼륨에서의 변화율은 터치 값들의 시퀀스에 걸쳐 시간에 따라 (평균화에 의해) 어그리게이션될 수 있다. 다른 예에서, 터치 기반 메트릭은 손가락이 터치 센서 디바이스를 터치하는 동안의 프레임들의 시간 시리즈들로부터 픽셀 응답 값들을 분석하는 것에 기초할 수도 있다.
단계 806 에서, 프로세싱 시스템은 하나 이상의 터치 기반 메트릭들에 기초하여 거동 인증을 수행하도록 모델이 실행되게 한다. 모델은 사용자 입력을 인증하기 위한 명시적 요청없이 패시브하게 또는 연속적으로 실행될 수 있다. 모델은 모델에 입력되는 메트릭들 각각에 가중화를 적용하고 출력을 생성할 수 있다. 출력은 인증 판단을 행하기 위해 분석된다. 일 구현에서, 출력은 임계값과 비교되고, 출력이 임계값을 초과하면, 사용자는 진짜 사용자인 것으로 간주된다.
일부 구현들에서, 프로세싱 시스템 (즉, 터치 제어기) 은 모델을 실행하는 다른 프로세싱 시스템 (예를 들어, 디바이스 호스트 프로세서) 으로 하나 이상의 메트릭들을 송신한다. 다른 구현들에서, 프로세싱 시스템 (즉, 터치 제어기) 은 모델을 실행한다. 위에 또한 설명된 바와 같이, 모델은 연속적으로 업데이트될 수 있거나 또는 시간에 따라 여러 메트릭들을 수신하는 것에 기초하여 "트레이닝"될 수도 있다. 시간의 경과에 따라, 개별적인 메트릭들에 배정된 가중치들이 연속적으로 조정됨에 따라 모델은 업데이트되거나 리파이닝된다.
도 8 은 거동 인증을 수행하기 위하여 모델이 실행되게 하는 하나의 사례를 설명하지만, 도 8 의 방법은 터치 센서 디바이스를 사용자가 터치하는 한, 연속적으로 반복될 수 있다. 이로써, 일 구현에서, 손가락이 터치 센서 디바이스를 터치하는 동안의 상이한 시간 순간, 또는 프레임들은 프레임들의 시간 시리즈를 포함할 수도 있다. 하나 이상의 터치 기반 메트릭들은 프레임들의 시간 시리즈에 기초하여 연산될 수 있다.
도 9 는 일부 실시형태들에 따라 거동 인증에 사용된 하나 이상의 터치 기반 메트릭들을 결정하기 위해 터치 제어기를 동작시키는 일 예의 방법이다. 단계 902 에서, 프로세싱 시스템은 터치가 터치 센서 디바이스 상에서 발생하였다고 결정한다. 일 실시형태에서, 프로세싱 시스템은 터치 센서 디바이스와 연관되거나 또는 통합되는 터치 제어기이다. 일부 실시형태들에서, 터치 센서 디바이스는 터치스크린 또는 터치 패드를 포함한다.
단계 904 에서, 터치에 포함된 각각의 픽셀에 대해, 프로세싱 시스템은 터치 센서 디바이스로부터 터치 정보를 수신한다. 예를 들어, 터치 정보는 각각의 픽셀에 대한 용량 값을 포함할 수 있다.
단계 906 에서, 터치에 포함된 각각의 픽셀에 대해, 프로세싱 시스템은 픽셀 응답 값을 결정한다. 일 예에서, 픽셀 응답 값은 터치 없음과 연관된 베이스라인 값에 대한, 측정된 픽셀 값 (예를 들어, 용량 값) 의 차이일 수 있다.
단계 908 에서, 프로세싱 시스템은 픽셀 응답 값들에 기초하여 터치 기반 메트릭을 연산하고, 여기서 모델은 터치 기반 메트릭에 기초하여 거동 인증을 수행하는데 사용된다. 일 예시의 메트릭은 픽셀 응답 값들의 합이다. 다른 예의 메트릭은 시간의 경과에 따른, 픽셀 응답 값들의 합에서의 변화율이다. 다른 메트릭들이 또한 본원에 설명된 바와 같이 연산될 수 있다. 예를 들어, 터치 기반 메트릭은 터치 입력의 다수의 프레임들에 기초할 수도 있다.
본원에 또한 설명된 바와 같이, 모델은 프로세싱 시스템 (즉, 터치 제어기) 또는 다른 프로세서 (예를 들어, 호스트 프로세서) 에 의해 실행될 수 있다.
도 9 는 거동 인증에 사용되는 하나 이상의 터치 기반 메트릭들을 결정하도록 터치 제어기를 동작시키는 하나의 인스턴스를 설명하지만 도 9 의 방법은 터치 센서 디바이스를 사용자가 터치하는 한, 연속적으로 반복될 수 있다. 추가로, 위에 또한 설명된 바와 같이, 모델에 입력되는 메트릭들은 모델을 추가로 트레이닝하거나 리파이닝하는데 사용될 수 있다.
따라서, 일부 실시형태들은 거동 인증 모델에 입력될 수 있는 하나 이상의 터치 기반 메트릭들을 연산하기 위한 시스템 및 방법을 제공한다. 모델에 터치 기반 메트릭들을 포함시키는 것에 의해, 추가적인 모델 파라미터들은 거동 인증을 사용하여 진짜 사용자와 가짜 사용자를 정확하게 식별하는 모델의 능력을 증가시키는 것을 돕는다.
하나의 예의 사용 케이스에서, 아이콘은 터치 감지 디스플레이 디바이스 상에 디스플레이될 수 있다. 사용자가 아이콘을 가압할 때, 터치 감지 디스플레이는 아이콘 내에서 터치를 등록하고 특정 액션들이 아이콘에 대응하여 수행된다 (예를 들어, 모바일 디바이스 상에서 앱을 오픈한다). 추가로, 하나 이상의 터치 기반 메트릭들은 본원에 설명된 바와 같이, 터치와 연관되어 연산될 수도 있다. 이들 터치 기반 메트릭들은 그 다음, 거동 인증을 수행하도록 (터치에 관련되지 않은 다른 메트릭들과 함께) 모델에 입력될 수 있다. 모델의 출력은 사용자의 인증성에 관한 결정을 행하기 위해 임계값과 비교될 수 있다. 사용자가 진짜 사용자가 아님을 출력이 표시할 때 (예를 들어, 출력이 임계값 미만일 때), 디바이스는 (예를 들어, 지문 또는 패스워드 또는 다른 사용자 인증 방법을 사용하여) 사용자에게 액티브하게 인증할 것을 요청할 수도 있거나 또는 트랜잭션을 차단하거나 또는 애플리케이션을 폐쇄할 수도 있다. 이 사용 캐이스는 단지 일 예에 불구하고 다른 사용 케이스들도 또한 본 개시의 범위 내에 있다.
상술한 설명이 터치 스크린 센서들에 특히 유리한 예들을 포함하지만, 위의 기법들은 또한 불투명 터치패드 센서들에 사용될 수 있다. 또한, 위의 기법들은 터치 위치를 검출하도록 구성되는 센서들을 넘어서, 상이한 분해능들을 갖는 다른 유형들의 센서들을 통합하는데 사용될 수 있다.
특정 실시형태들이 완전하게 기능하는 장치의 환경에서 설명되어 있지만, 본원에 설명된 메카니즘들은 다양한 형태들로 프로그램 제품 (예를 들어 소프트웨어) 으로서 분배될 수 있다. 예를 들어, 메카니즘들은 전자 프로세서들에 의해 판독가능한 정보 베어링 매체 (예를 들어, 프로세싱 시스템 (110) 에 의해 판독가능한 비일시적 컴퓨터 판독가능 및/또는 기록가능/쓰기가능 정보 베어링 매체) 상의 소프트웨어 프로그램으로서 구현 및 배포될 수도 있다. 추가적으로, 다른 유형들의 매체는 분배를 수행하는데 이용될 수도 있다. 비일시적 전자적 판독가능 매체의 예들은 여러 디스크들, 메모리 스틱들, 메모리 카드들, 메모리 모듈들 등을 포함한다. 전자적 판독가능 매체는 플래시, 광학, 자기, 홀로그래픽, 또는 임의의 다른 저장 기법에 기초할 수도 있다.
본원에서 인용되는 공개들, 특허 출원들, 및 특허들을 포함하는 모든 참고문헌들은, 각각의 참고문헌이 개별적으로 그리고 구체적으로 인용에 의해 포함될 것으로 나타내어졌고 그 전부가 본원에서 언급되었던 것처럼 동일한 정도로 참조로 본원에서 포함된다.
본 발명을 설명하는 맥락에서 (특히 다음의 청구항들의 맥락에서) "a"와 "an"과 "the"와 "적어도 하나" 및 유사한 지시자들이란 용어들의 사용은, 본 원에서 달리 나타내거나 또는 맥락에 의해 분명히 부정하지 않는 한 단수 및 복수 둘 다를 커버하도록 해석되어야 한다. "적어도 하나"라는 용어와 뒤따르는 하나 이상의 아이템들의 리스트의 사용 (예를 들어, "A 및 B 중 적어도 하나") 은 본 원에서 달리 나타내거나 또는 맥락에 의해 분명히 부정하지 않는 한 열거된 아이템들에서부터 선택된 하나의 아이템 (A 또는 B) 또는 열거된 아이템들 중 둘 이상의 아이템들의 임의의 조합 (A 및 B) 을 의미하도록 해석되어야 한다. "포함하는", "가지는", "구비하는", 및 "담고 있는"이란 용어들은 달리 명시하지 않는 한 개방형 용어들 (즉, "비제한적으로 포함하는"을 의미함) 로서 해석되어야 한다. 본원에서의 값들의 범위들의 언급은, 본원에서 달리 나타내어지지 않는 한, 범위 내에 속하는 각각의 개별 값으로 개별적으로 언급하는 약식 방법으로서 역할을 하는 것으로서만 의도되고, 각각의 개별 값은 그것이 본 원에서 개별적으로 언급되는 것처럼 본원에 포함된다.
본원에서 설명되는 모든 방법들은 본원에서 달리 나타내거나 또는 맥락에 의해 분명히 부정하지 않는 한 임의의 적합한 순서로 수행될 수 있다. 임의의 및 모든 예들의 사용, 또는 본원에서 제공되는 예시적인 언어 (예를 들어, "이를테면") 는, 본 개시를 더 잘 예시하도록만 의도되고 달리 청구되지 않는 한 본 개시의 범위에 대한 제한을 제기하지 않는다. 본 원에서의 어떠한 언어도 발명의 구현에 핵심적인 임의의 비-청구 요소를 표시하는 것으로 해석되지 않아야 한다.
청구된 발명의 수개의 실시형태들이 본원에 설명된다. 그러한 실시형태들의 변형들은 앞서의 설명을 읽을 시 본 기술분야의 통상의 기술자들에게 명확하게 될 수도 있다. 발명자들은 숙련된 기술자들이 이러한 변형들을 적절한 대로 채용할 것을 기대하고, 발명자들은 본 발명이 본 원에서 구체적으로 설명되는 것과는 달리 실시되는 것을 의도한다. 따라서, 본 발명은 첨부되는 청구범위에서 언급되는 본 개시의 주제의 모든 수정들 및 동등물들을 적용 가능한 법률에 의해 허용되는 것으로서 포함한다. 더구나, 모든 가능한 변형들에서의 위에서 설명된 엘리먼트들의 임의의 조합이 본 원에서 달리 나타내거나 또는 맥락에 의해 분명히 부정하지 않는 한 본 발명에 의해 포함된다.

Claims (26)

  1. 입력 디바이스로서,
    터치 감지 영역 및 상기 터치 감지 영역에서의 복수의 픽셀들을 포함하는 터치 센서; 및
    상기 터치 센서에 커플링된 프로세싱 시스템을 포함하고,
    상기 프로세싱 시스템은:
    터치가 터치 센서 상에서 발생하였다고 결정하고;
    상기 터치에 포함된 각각의 픽셀에 대해, 상기 터치 센서로부터 터치 정보를 수신하고;
    상기 터치에 포함된 각각의 픽셀에 대해, 상기 픽셀에 대한 픽셀 응답 값을 결정하고; 그리고
    하나 이상의 픽셀 응답 값들에 기초하여 터치 기반 메트릭을 연산하도록
    구성되는 회로부를 포함하고, 모델은 상기 터치 기반 메트릭에 기초하여 거동 인증을 수행하는데 사용되는, 입력 디바이스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 터치는 프레임들의 시퀀스에 걸쳐 상기 터치 센서 상에 발생하고, 상기 터치 기반 메트릭은 둘 이상의 프레임들로부터의 픽셀들의 픽셀 응답 값들에 기초하여 연산되는, 입력 디바이스.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 터치는 프레임들의 시퀀스에 걸쳐 상기 터치 센서 상에 발생하고, 적어도 하나의 터치 기반 메트릭은 프레임들의 시퀀스의 각각의 프레임에 대해 연산되고 거동 인증을 수행하는데 사용되는 상기 모델에 입력되는, 입력 디바이스.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 터치 센서는 상기 복수의 픽셀들을 형성하는 복수의 전극들을 포함하는 용량성 터치 센서를 포함하는, 입력 디바이스.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 터치에 포함된 제 1 픽셀에 대해, 상기 제 1 픽셀에 대한 터치 정보는 상기 제 1 픽셀의 용량 값을 포함하고, 베이스라인 값은 터치가 발생하지 않은 픽셀의 용량 값에 대응하고, 그리고 상기 제 1 픽셀에 대한 픽셀 응답 값을 결정하는 것은:
    상기 베이스라인 값에 대응하는 용량 값으로부터 상기 제 1 픽셀의 용량 값을 감산하는 것을 포함하는, 입력 디바이스.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 터치 기반 메트릭은 상기 터치에 포함된 픽셀들에 대한 픽셀 응답 값들의 합, 및 상기 터치에 포함된 픽셀들에 대한 픽셀 응답 값들의 합의 변화율 중 하나 이상을 포함하는, 입력 디바이스.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 터치 기반 메트릭은 상기 터치 센서 상의 터치의 위치, 터치의 장축 길이, 상기 터치 센서 상의 터치의 장축 위치, 터치의 단축 길이, 상기 터치 센서 상의 터치의 단축 위치, 상기 터치 센서 상의 터치의 바운딩 박스 위치, 바운딩 박스 폭, 바운딩 박스 길이, 터치의 터치 페리미터, 및 터치의 터치 페리미터의 변화율 중 하나 이상을 포함하는, 입력 디바이스.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 터치 기반 메트릭에 기초하여 상기 모델을 업데이트하는 것을 더 포함하고, 상기 모델을 업데이트하는 것은 거동 인증을 수행하기 위해 상기 모델에 의해 사용되는 적어도 하나의 메트릭과 연관된 적어도 하나의 가중치 값을 업데이트하는 것을 포함하는, 입력 디바이스.
  9. 제 1 항에 있어서,
    거동 인증을 수행하는데 사용되는 상기 모델은 거동 결정을 행하기 위해 상기 터치 기반 메트릭 이외의 다른 메트릭들을 입력으로서 취하는, 입력 디바이스.
  10. 터치 센서에 대한 터치 제어기로서,
    상기 터치 센서는 복수의 픽셀들을 포함하는 터치 감지 영역을 갖고,
    상기 터치 제어기는:
    터치가 상기 터치 센서 상에서 발생하였다고 결정하고;
    상기 터치에 포함된 각각의 픽셀에 대해, 상기 터치 센서로부터 터치 정보를 수신하고;
    상기 터치에 포함된 각각의 픽셀에 대해, 상기 픽셀에 대한 픽셀 응답 값을 결정하고; 그리고
    하나 이상의 픽셀 응답 값들에 기초하여 터치 기반 메트릭을 연산하도록
    구성되는 회로부를 포함하고, 모델은 상기 터치 기반 메트릭에 기초하여 거동 인증을 수행하는데 사용되는, 터치 센서에 대한 터치 제어기.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 터치는 프레임들의 시퀀스에 걸쳐 상기 터치 센서 상에 발생하고, 상기 터치 기반 메트릭은 둘 이상의 프레임들로부터의 픽셀들의 픽셀 응답 값들에 기초하여 연산되는, 터치 센서에 대한 터치 제어기.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 터치는 프레임들의 시퀀스에 걸쳐 상기 터치 센서 상에 발생하고, 적어도 하나의 터치 기반 메트릭은 프레임들의 시퀀스의 각각의 프레임에 대해 연산되고 거동 인증을 수행하는데 사용되는 상기 모델에 입력되는, 터치 센서에 대한 터치 제어기.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 터치 센서는 상기 복수의 픽셀들을 형성하는 복수의 전극들을 포함하는 용량성 터치 센서를 포함하는, 터치 센서에 대한 터치 제어기.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 터치에 포함된 제 1 픽셀에 대해, 상기 제 1 픽셀에 대한 터치 정보는 상기 제 1 픽셀의 용량 값을 포함하고, 베이스라인 값은 터치가 발생하지 않은 픽셀의 용량 값에 대응하고, 그리고 상기 제 1 픽셀에 대한 픽셀 응답 값을 결정하는 것은:
    상기 베이스라인 값에 대응하는 용량 값으로부터 상기 제 1 픽셀의 용량 값을 감산하는 것을 포함하는, 터치 센서에 대한 터치 제어기.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 터치 기반 메트릭은 상기 터치에 포함된 픽셀들에 대한 픽셀 응답 값들의 합, 및 상기 터치에 포함된 픽셀들에 대한 픽셀 응답 값들의 합의 변화율 중 하나 이상을 포함하는, 터치 센서에 대한 터치 제어기.
  16. 제 10 항에 있어서,
    상기 터치 기반 메트릭은 상기 터치 센서 상의 터치의 위치, 터치의 장축 길이, 상기 터치 센서 상의 터치의 장축 위치, 터치의 단축 길이, 상기 터치 센서 상의 터치의 단축 위치, 상기 터치 센서 상의 터치의 바운딩 박스 위치, 바운딩 박스 폭, 바운딩 박스 길이, 터치의 터치 페리미터, 및 터치의 터치 페리미터의 변화율 중 하나 이상을 포함하는, 터치 센서에 대한 터치 제어기.
  17. 거동 인증을 수행하기 위한 방법으로서,
    하나 이상의 프로세서들에 의해, 입력 디바이스에 포함된 터치 센서 상의 터치와 연관된 터치 정보를 수신하는 단계;
    상기 하나 이상의 프로세서들에 의해, 상기 터치와 연관된 하나 이상의 터치 기반 메트릭들을 연산하는 단계; 및
    상기 하나 이상의 프로세서들에 의해, 모델이 상기 하나 이상의 터치 기반 메트릭들에 기초하여 거동 인증을 수행하도록 실행되게 하는 단계를 포함하는, 거동 인증을 수행하기 위한 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 모델은 입력으로서 하나 이상의 메트릭들을 수신하고, 상기 하나 이상의 메트릭들은 상기 입력 디바이스의 사용자가 진짜 사용자인지의 여부를 결정하기 위해 상기 하나 이상의 터치 기반 메트릭들을 포함하는, 거동 인증을 수행하기 위한 방법.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 터치 정보는 상기 터치에 포함된 픽셀들과 연관된 용량 값들을 포함하는, 거동 인증을 수행하기 위한 방법.
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 터치 기반 메트릭들은 상기 터치에 포함된 픽셀들에 대한 픽셀 응답 값들의 합, 및 상기 터치에 포함된 픽셀들에 대한 픽셀 응답 값들의 합의 변화율 중 하나 이상을 포함하는, 거동 인증을 수행하기 위한 방법.
  21. 제 17 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 터치 기반 메트릭들은 상기 터치 센서 상의 터치의 위치, 터치의 장축 길이, 상기 터치 센서 상의 터치의 장축 위치, 터치의 단축 길이, 상기 터치 센서 상의 터치의 단축 위치, 상기 터치 센서 상의 터치의 바운딩 박스 위치, 바운딩 박스 폭, 바운딩 박스 길이, 터치의 터치 페리미터, 및 터치의 터치 페리미터의 변화율 중 하나 이상을 포함하는, 거동 인증을 수행하기 위한 방법.
  22. 제 17 항에 있어서,
    상기 터치 기반 메트릭에 기초하여 상기 모델을 업데이트하는 단계를 더 포함하고, 상기 모델을 업데이트하는 단계는 거동 인증을 수행하기 위해 상기 모델에 의해 사용되는 적어도 하나의 메트릭과 연관된 적어도 하나의 가중치 값을 업데이트하는 단계를 포함하는, 거동 인증을 수행하기 위한 방법.
  23. 명령들을 저장한 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체로서,
    상기 명령들은 프로세서에 의해 실행될 때 컴퓨터 시스템으로 하여금:
    입력 디바이스에 포함된 터치 센서 상의 터치와 연관된 터치 정보를 수신하는 단계;
    상기 터치와 연관된 하나 이상의 터치 기반 메트릭들을 연산하는 단계; 및
    모델이 상기 하나 이상의 터치 기반 메트릭들에 기초하여 거동 인증을 수행하도록 실행되게 하는 단계
    를 수행하는 것에 의해 거동 인증을 수행하게 하는, 명령들을 저장한 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 터치 기반 메트릭들은 상기 터치에 포함된 픽셀들에 대한 픽셀 응답 값들의 합을 포함하는, 명령들을 저장한 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체.
  25. 제 23 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 터치 기반 메트릭들은 상기 터치에 포함된 픽셀들에 대한 픽셀 응답 값들의 합의 변화율을 포함하는, 명령들을 저장한 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체.
  26. 제 23 항에 있어서,
    상기 명령들은 또한 상기 컴퓨터 시스템으로 하여금:
    상기 터치 기반 메트릭에 기초하여 상기 모델을 업데이트하는 단계를 수행하게 하고, 상기 모델을 업데이트하는 단계는 거동 인증을 수행하기 위해 상기 모델에 의해 사용되는 적어도 하나의 메트릭과 연관된 적어도 하나의 가중치 값을 업데이트하는 단계를 포함하는, 명령들을 저장한 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체.
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