TW201346610A - 使用者辨識方法、生理偵測裝置及生理偵測方法 - Google Patents

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Abstract

一種生理偵測裝置，包含一手指偵測單元、一儲存單元及一處理單元。該手指偵測單元用以偵測一目前使用者所繪製之一目前軌跡及該目前使用者之一目前生理資訊。該儲存單元用以預先儲存複數使用者於該手指偵測單元上繪製經一預設時間或一預設次數且分別相對每一該等使用者之一預設軌跡之一軌跡特徵。該處理單元用以分析該目前軌跡並根據該儲存單元儲存之該軌跡特徵辨識該目前使用者。本發明另提供一種生理偵測方法及使用者辨識方法。

Description

使用者辨識方法、生理偵測裝置及生理偵測方法
本發明係關於一種偵測系統，特別係關於一種可自動辨識使用者身份之生理偵測裝置、生理偵測方法及其所使用之使用者辨識方法。
習知血氧飽和儀(pulse oximeter)係利用非侵入式的方式來偵測使用者之血氧濃度及脈搏數，其可產生一紅光光束(波長約660奈米)及一紅外光光束(波長約910奈米)穿透一待測部位，並利用帶氧血紅素(oxyhemoglobin)及去氧血紅素(Deoxyheamo-globin)對特定光譜具有不同吸收率之特性以偵測穿透光的光強度變化，例如參照美國專利第7,072,701號，標題為血氧濃度的監測方式(Method for spectro-photometric blood oxygenation monitoring)。偵測出兩種波長之穿透光的光強度變化後，再以下列公式計算血氧濃度
血氧濃度=100%×[HbO2]/([HbO2]+[Hb])；
其中，[HbO2]表示帶氧血紅素濃度；[Hb]表示去氧血紅素濃度。
一般血氧飽和儀所偵測到的兩個波長之穿透光的光強度會隨著心跳而呈現如第1圖所示的變化，這是由於血管會隨著心跳不斷地擴張及收縮而使得光束所通過的血液量改變，進而改變光能量被吸收的比例。藉此，根據不斷變化的光強度資訊則可計算血液對不同光譜之吸收率，以分別計算帶氧血紅素濃度及去氧血紅素濃度等生理資訊，最後再利用上述血氧濃度公式計算血氧濃度。
然而，由於生理資訊通常須經過長期量測並紀錄才能夠正確反映出使用者的實際狀況，目前的生理偵測裝置並無法自動辨識出目前使用者之身分。
有鑑於此，本發明提出一種生理偵測裝置、生理偵測方法及其所使用之使用者辨識方法，一目前使用者之身份可於系統運作初期即自動被偵測並連結至相關資料庫，以提升生理偵測裝置之實用性。
本發明之一目的在提供一種使用者辨識方法，其可適用於各式可聯結使用者資料庫之電子裝置。
本發明另一目的在提供一種生理偵測裝置及生理偵測方法，其可於系統運作初期即自動偵測一使用者身份並連結至相關資料庫。
本發明提供一種使用者辨識方法，包含一資料庫建立步驟及一使用者辨識步驟。該資料庫建立步驟中，根據複數使用者於一手指偵測單元上所繪製一預設軌跡經過一預設時間或一預設次數後，分析並建立相對每一該等使用者之該預設軌跡之一軌跡特徵至一資料庫。該使用者辨識步驟中，分析一目前使用者於該手指偵測單元所繪製之一目前軌跡，並根據該資料庫之該軌跡特徵辨識該目前使用者。
本發明另提供一種生理偵測裝置，包含一手指偵測單元、一儲存單元及一處理單元。該手指偵測單元用以偵測一目前使用者所繪製之一目前軌跡及該目前使用者之一目前生理資訊。該儲存單元用以預先儲存複數使用者於該手指偵測單元上繪製經一預設時間或一預設次數且分別相對每一該等使用者之一預設軌跡之一軌跡特徵。該處理單元用以分析該目前軌跡並根據該儲存單元儲存之該軌跡特徵辨識該目前使用者。
本發明另提供一種生理偵測方法，包含下列步驟：使用一手指偵測單元偵測一使用者所繪製之一目前軌跡；使用一處理單元比對該目前軌跡與預先儲存之一軌跡特徵；使用該處理單元連結相關該使用者之一過去生理資訊；以及使用該手指偵測單元偵測該使用者之一目前生理資訊。
本發明實施例之生理偵測裝置及生理偵測方法中，該軌跡特徵包含一軌跡角度資訊及一軌跡距離資訊；該處理單元係比對該軌跡角度資訊及該軌跡距離資訊之一分佈形狀與該目前軌跡之一軌跡角度分佈及一軌跡距離分佈，以辨識一目前使用者。
本發明實施例之生理偵測裝置及生理偵測方法中，該預設軌跡可為一圓形、一矩形、一多邊形、一線段或其他能夠分析出使用者之軌跡特徵者。
本發明實施例之生理偵測裝置及生理偵測方法中，在辨識一目前使用者之一目前生理資訊前可先自動辨識出該目前使用者之身份，並連結該目前生理資訊至該目前使用者之一過去生理資訊，可長期紀錄使用者之生理資訊以供參考，以增加所量測生理資訊的可信度。
為了讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯，下文將配合所附圖示，作詳細說明如下。於本發明之說明中，相同的構件係以相同的符號表示，於此合先敘明。
請參照第2圖所示，其顯示本發明實施例之生理偵測裝置1之方塊示意圖。該生理偵測裝置1包含一手指偵測單元10、一處理單元15及一儲存單元17；其中，該處理單元15及該儲存單元17可包含於該手指偵測單元10內或獨立於其外。
該手指偵測單元10例如可為一光學手指滑鼠(optical finger mouse)，用以偵測一目前使用者之一手指9於其上所繪製之一目前軌跡及該目前使用者之一生理資訊；其中，一光學手指滑鼠偵測該目前軌跡(例如包含移動方向及移動距離)之方式已為習知，而偵測該生理資訊之方式將舉例說明於後。該儲存單元17用以預先儲存複數使用者於該手指偵測單元10上繪製經一預設時間或一預設次數且分別相對每一該等使用者之一預設軌跡之一軌跡特徵。該處理單元15用以分析該目前軌跡並根據該儲存單元17儲存之該軌跡特徵辨識該目前使用者。
如第3圖所示，本發明實施例之生理偵測裝置1使用之使用者辨識方法包含至少兩步驟：一資料庫建立步驟(步驟S20)以及一使用者辨識步驟(步驟S30)；其中，該資料庫建立步驟可於任何時間根據所需而執行，例如當增加使用者時。該資料庫建立步驟中，該處理單元15根據複數使用者(一次一個使用者)於該手指偵測單元10上所繪製一預設軌跡經過一預設時間或一預設次數後，分析並建立相對每一該等使用者之該預設軌跡之一軌跡特徵至一資料庫；其中，該資料庫係儲存於該儲存單元17中。該使用者辨識步驟中，該處理單元15分析一目前使用者於該手指偵測單元10所繪製之一目前軌跡，並根據該資料庫之該軌跡特徵辨識該目前使用者。必須強調的是，本發明實施例之使用者辨識方法可適用於各式可聯結使用者資料庫之電子裝置；所述使用者資料庫例如為相片資料庫或其他數位資料庫。
例如請參照第4A至4C圖所示，其顯示該資料庫建立步驟中，建立相對每一該等使用者之該預設軌跡之一軌跡特徵的實施方式；本實施例中，該預設時間例如可為10至30秒，該預設次數例如可為20至50次；其中，實際時間及次數的數值可根據辨識該軌跡特徵所需的時間而決定。例如第4A圖中，該等使用者於該資料庫建立步驟中，依序繪製50個圓形以做為該預設軌跡；其他實施例中，該預設軌跡亦可為矩形、多邊形、線段或其他能夠分析出使用者之軌跡特徵者。例如第4B圖中，該等使用者於該資料庫建立步驟中，連續繪製大致呈圓形之預設軌跡經過10秒；例如第4C圖中，該等使用者於該資料庫建立步驟中，連續繪製複數線段之預設軌跡經過10秒。必須說明的是，第4B及4C圖僅為例示性，由於該等使用者係於該手指偵測單元10上繪製該預設軌跡，該預設軌跡係大致包含於一面積範圍內，並不會朝向任何特定方向延伸而出。
接著，該處理單元15根據該等使用者所繪製之預設軌跡中，兩取樣點間之一角度變化及一距離變化作為該軌跡特徵。例如請參照第5A圖所示，其顯示該預設軌跡中兩取樣點間之一角度變化θ及一距離變化d之示意圖。該處理單元15則統計該預設次數或該預設時間之預設軌跡中，該角度變化θ之一分佈形狀以作為一軌跡角度資訊，如第5B圖所示，以及該距離變化d之一分佈形狀以作為一軌跡距離資訊，如第5C圖所示；亦即，該軌跡特徵包含一軌跡角度資訊及一軌跡距離資訊。最後，相對不同使用者之軌跡角度資訊及軌跡距離資訊則被預先分類並儲存於該資料庫中。
於使用者辨識步驟中，一目前使用者則於該手指偵測單元10上繪製一個、數個或一辨識時間之一目前軌跡；該處理單元15接著分析該目前軌跡之一軌跡角度分佈及一軌跡距離分佈(類似第5B及5C圖)並與該資料庫儲存之該軌跡角度資訊及該軌跡距離資訊之分佈形狀進行比對，以辨識該目前使用者。可以了解的是，該目前使用者係為該資料庫建立步驟中該等使用者其中之一；該目前軌跡與該預設軌跡須大致同樣為圓形、矩形、多邊形或線段。
於使用者辨識步驟中，當該目前使用者已被辨識出，該處理單元15便連結該資料庫所儲存之該目前使用者之一過去生理資訊，以供該目前使用者參考。同時，該手指偵測單元10可開始偵測該目前使用者之一目前生理資訊，並儲存該目前生理資訊至該資料庫中，以作為該過去生理資訊之一部分。
請參照第6圖所示，其顯示本發明實施例之生理偵測方法之流程圖，包含下列步驟：使用一手指偵測單元偵測一使用者所繪製之一目前軌跡(步驟S41)；使用一處理單元比對該目前軌跡與預先儲存之一軌跡特徵(步驟S42)；使用該處理單元連結相關該使用者之一過去生理資訊(步驟S43)；使用該手指偵測單元偵測該使用者之一目前生理資訊(步驟S44)；以及儲存該目前生理資訊作為該過去生理資訊之一部分(步驟S45)。此實施例中，該儲存單元17中係已預先儲存有根據至少一使用者所繪製之預設軌跡分析而得之一軌跡特徵，其包含一軌跡角度資訊及一軌跡距離資訊，如第5B及5C圖所示。
步驟S41：一目前使用者利用其手指9於該手指偵測單元10上繪製一個、數個或一辨識時間之一目前軌跡，該手指偵測單元10偵測該目前軌跡並傳送至該處理單元15。
步驟S42：該處理單元15分析該目前軌跡之一軌跡角度分佈及一軌跡距離分佈，並將分析結果與該儲存單元17中所預先儲存之一軌跡特徵，包括一軌跡角度資訊及一軌跡距離資訊之一分佈形狀相比對，藉以辨識出該目前使用者，其中可根據分佈形狀相似度最高者進行辨識的依據。
步驟S43：當該目前使用者已被辨識出，該處理單元15可連結該資料庫中，相關該目前使用者之一過去生理資訊以供該目前使用者參考。
步驟S44：該手指偵測單元10則可開始偵測該目前使用者之一目前生理資訊，例如一血氧濃度及/或一脈搏數等。必須說明的是，步驟S43及步驟S44並無特定優先順序。
步驟S45：該處理單元15並將所偵測之該目前生理資訊作為該過去生理資訊之一部分儲存於資料庫中，如此可持續紀錄相關每一使用者之生理資訊。
以下說明本發明之生理偵測裝置之一種實施方式，但本發明並不以此為限；例如，本發明之生理偵測裝置亦可為根據穿透光強度偵測使用者生理資訊者，例如習知血氧飽和儀，而因血氧飽和儀之偵測方式已為習知，故於此不再贅述。必須說明的是，下述說明係用以舉出一種本發明實施例之生理偵測裝置1偵測目前生理資訊及手指位移量的一種實施方式，當該生理偵測裝置1用以偵測手指軌跡時，可使用兩個取樣點間之移動向量以計算軌跡特徵。
請參照第7A圖所示，其顯示本發明實施例之生理偵測裝置1之一應用例，此處例如顯示為一光學手指滑鼠。該生理偵測裝置1此時可用以偵測一使用者之一手指9相對於該生理偵測裝置1之一位移量及一接觸狀態，以及該使用者之一生理資訊，例如包括一血氧濃度及/或一脈搏數等。一般而言，該生理偵測裝置1在判斷該接觸狀態為一接觸態時，方始進行該位移量及該生理資訊之計算。
該生理偵測裝置1包含兩光源111及112、一導光件12、一觸控件13、一影像感測器14、一處理單元15及一光源控制單元16；第7A圖中，各構件之空間關係僅為例示性，並非用以限定本發明。該兩光源111及112例如可為發光二極體或雷射二極體，其分別發出不同波長的光，且較佳為習知血氧飽和儀所使用的兩個波長，例如660奈米之紅光以及905、910或940奈米之紅外光。可以了解的是，此處所述波長係指光譜之中心波長。
該導光件12用以將該等光源111及112所發出的光引導至該觸控件13；該導光件12並非限定為反射面，其亦可使該等光源111及112所發出的光以穿透的方式傳送至該觸控件13，並無特定限制。其他實施例中，如果該等光源111及112所發出的光能夠入射至該觸控件13，亦可省略該導光件12。
該觸控件13具有一觸控面13S供該手指9於其上操控，該觸控件13較佳相對於該等光源111及112所發出的光為透明。當該手指9靠近或接觸該觸控面13S時，該等光源111及112所發出的光被反射。
該影像感測器14以一取樣參數接收來自該觸控件13(該手指表面9S)之反射光以產生複數影像圖框(該影像圖框例如具有16×16畫素)；其中，該取樣參數例如包含一曝光時間及一影像增益等，但並不以此為限。可以了解的是，第7A圖中可另外包含其他用以引導反射光至該影像感測器14之透鏡，以增加該影像感測器14之感光效率。該影像感測器14較佳為主動陣列式影像感測器，例如CMOS影像感測器，但亦可為其他用以感測影像圖框之元件。
該處理單元15根據該等影像圖框偵測該手指9相對該觸控面13S之一位移量及一接觸狀態，以及該使用者之一生理資訊。該處理單元15所求得之該位移量、接觸狀態及生理資訊例如可被傳送至具有表示單元之一電子裝置以進行顯示或相對應控制；其中，該表示單元例如可為一顯示器、一燈號、一七字節顯示或一聲音裝置。該電子裝置例如可為一可攜式電子裝置或一般家用電子裝置。
該光源控制單元16耦接該處理單元15，以配合該影像感測器14之影像圖框擷取控制該等光源111及112之點亮及熄滅，其實施方式將詳述於後。
請參照第7A及7B圖所示，第7B圖顯示本發明實施例之生理偵測裝置1之方塊圖，其包含一第一光源111、一第二光源112、該影像感測器14、該處理單元15、該光源控制單元16、一儲存單元17及一傳輸介面18；其中，由於該處理單元15係進行多功能運算，該處理單元15可另包含一移動/接觸偵測單元151用以偵測該手指9相對該觸控面13S之該位移量及該接觸狀態以及一生理資訊偵測單元152用以偵測該使用者之該生理資訊；亦即，該處理單元15可為單一元件或分為兩個元件。該第一光源111例如發出波長約為660奈米之紅光；該第二光源112例如發出波長約為905、910或940奈米之紅外光；廣義的說，該第一光源111及該第二光源112分別發出習知血氧飽和儀所使用的兩個波長的光。該影像感測器14及該光源控制單元16之功能如前所述，故於此不在贅述。該儲存單元17用以儲存該處理單元15所求得之該位移量、接觸狀態、生理資訊、軌跡特徵以及計算過程中所需的各種參數。該傳輸介面18則用以將該儲存單元17所儲存之該位移量、接觸狀態及生理資訊透過有線或無線傳輸方式傳輸至一控制單元81；其中，有線及無線傳輸技術已為習知，故於此不再贅述。該控制單元81可內建於具有至少一表示單元80之一電子裝置內或獨立於其外，用以控制該電子裝置透過該表示單元80顯示及/或回應所接收之該位移量、接觸狀態及生理資訊。一種實施例中該生理偵測裝置1、控制裝置81及表示裝置80可共同組成一電子裝置，例如為一電視、一投影裝置或一計算機系統，該生理偵測裝置1例如可設置於該控制單元81內，其中該控制單元81例如可為一遙控器、一滑鼠、一鍵盤、一光學測距裝置或其他電腦週邊裝置。換句話說，該生理偵測裝置1、控制裝置81及表示裝置80係相互有線或無線的耦接，以形成一個單一元件(例如可攜式裝置)或複數元件(例如家電系統)。
因此，本發明之生理偵測裝置1可搭配具有表示單元80之一電子裝置，讓一使用者在透過該生理偵測裝置1控制該表示單元所顯示之一游標或該電子裝置所執行之一軟體的同時，表示該使用者之生理資訊(例如包括現在生理資訊及過去生理資訊)以供該使用者參考，並於生理資訊顯示為疲勞狀態時(根據生理資訊的數值)對該使用者提出警示；其中，顯示生理資訊及警示的方式例如可利用軟體執行畫面顯示、燈號顯示或聲音顯示的方式來達成。
其他實施例中，該生理偵測裝置1亦可使用兩個影像感測器用以分別偵測兩個不同波長的光，其中一個影像感測器或兩個影像感測器可設置一帶通濾光器(bandpass filter)來選擇所欲接收的光譜。
取樣機制
本發明之生理偵測裝置1包含兩個光源並同時執行兩種功能；其中，位移量及接觸狀態之偵測功能並無限定使用對應特定波長之影像圖框，而生理資訊之偵測功能必須對應不同波長之影像圖框分別計算。以下首先說明本發明中影像圖框之取樣機制。
一種實施例中，該光源控制單元16控制該第一光源111及該第二光源112輪流發光，該影像感測器14則以高速且固定的一取樣頻率(例如每秒3000張)同步該第一光源111或該第二光源112之點亮擷取影像圖框，並輸出如第8圖所示複數影像圖框I1~I6…至該處理單元15(或同時輸出至該移動/接觸偵測單元151及該生理資訊偵測單元152)，其中該等影像圖框I1~I6…包含第一影像圖框I1、I3、I5…，其例如相對該第一光源111之點亮；第二影像圖框I2、I4、I6…，其例如相對該第二光源112之點亮。
該處理單元15(或該移動/接觸偵測單元151)可根據該等第一及第二影像圖框I1~I6…判斷一接觸狀態並計算一位移量，例如根據該等第一影像圖框及該等第二影像圖框之亮度與至少一門檻值的比較結果判定該手指9是否靠近或接觸該觸控面13S，其中當該等影像圖框之亮度大於或小於該至少一門檻值時，即判定進入接觸態；進入接觸態後，該處理單元15可根據兩張第一影像圖框、一張第一影像圖框與一張第二影像圖框或兩張第二影像圖框間之相關性(correlation)計算該位移量。必須說明的是，判定該接觸狀態及計算該位移量之方式可使用習知方式，但本發明中係必須利用相對應兩不同波長的反射光之影像圖框進行判定及計算。
該處理單元15(或該生理資訊偵測單元152)則必須根據該等第一影像圖框I1、I3、I5…計算出該等第一影像圖框之亮度變化，並根據該等第二影像圖框I2、I4、I6…計算出該等第二影像圖框之亮度變化(容詳述於後)，並據以分別計算出兩種光譜被吸收的比例以求出帶氧血紅素濃度HbO2及去氧血紅素濃度Hb，最後利用血氧濃度公式計算出血氧濃度；並透過該等第一影像圖框及/或該等第二影像圖框之亮度變化與至少一閾值的比較結果計算脈搏數。
另一種實施例中，該光源控制單元16控制該第一光源111及該第二光源112同步於該影像感測器14之影像圖框擷取同時發光；亦即，該影像感測器14會同時接收到兩種波長的反射光。因此，此實施例中，該影像感測器14之一感測面的一部分前方可另設置一濾光器，其中該濾光器可為一帶通濾光器以使該濾光器後方的部分感測面僅能感測該第一光源111之光譜或該第二光源112之光譜，以使該處理單元15(或該移動/接觸偵測單元151及該生理資訊偵測單元152)能夠分辨第一影像圖框(相對該第一光源111之部分影像圖框)及第二影像圖框(相對該第二光源112之部分影像圖框)。
藉此，該處理單元15(或該移動/接觸偵測單元151)同樣可根據該等第一影像圖框及第二影像圖框I1~I6…計算一接觸狀態及一位移量。該處理單元15(或該生理資訊偵測單元152)同樣可根據該等第一影像圖框I1、I3、I5…計算出該第一影像圖框之亮度變化及根據該等第二影像圖框I2、I4、I6…計算出該第二影像圖框之亮度變化，並根據兩亮度變化之關係計算血氧濃度及脈搏數。
本實施例中，該光源控制單元16控制該第一光源111及該第二光源發光112之點亮或熄滅，使該影像感測器14以一取樣頻率接收來自該手指9之反射光以產生相對該第一光源點亮之複數第一影像圖框及相對該第二光源點亮之複數第二影像圖框；該處理單元15則根據該等第一影像圖框及該等第二影像圖框計算接觸狀態、位移量及生理資訊。
生理資訊計算
相對於不同光源點亮時，該影像感測器14所擷取之影像圖框同時包含有生理資訊及移動資訊。因此，本發明中該處理單元15(或該生理資訊偵測單元152)首先需將兩種資訊分離後，才能夠正確計算生理資訊。本發明中，該處理單元15例如採用獨立元件分析法(Independent Component Analysis,ICA)或盲訊號源分離法(Blind Source Separation,BSS)來將兩種資訊分離。
請參照第8及9圖所示，首先以第8圖之該等第一影像I1、I3、I5…為例，將複數張第一影像圖框或複數第一影像圖框和(或平均)之每張影像圖框或影像圖框和(或平均)分割為至少兩部分並分別求得一平均亮度，例如將影像圖框I1分割成平均亮度為B1及B1 '兩部分；將影像圖框I3分割成平均亮度為B3及B3 '兩部分；…；將影像圖框I2N-1分割成平均亮度為B2N-1及B2N-1 '兩部分(其他實施例中可多於兩部分)。接著，利用獨立元件分析法或盲訊號源分離法分離出一第一移動資訊及一第一生理資訊(如第9圖所示)，其均顯示為一亮度變化線型。本發明中係將移動資訊捨棄而僅利用生理資訊。可以了解的是，由於該影像感測器14之取樣頻率遠遠大於脈搏頻率，因此所分離出的生理資訊可顯示出光強度隨脈搏變化的線型(類似第1圖)；分離出的移動資訊分佈並不限定如第9圖所示者。此外，該等影像圖框分割的兩個部分並不限定為上下兩部分。此外，由於必須分別計算出兩個不同波長的光的生理資訊，上述分離程序係分別針對第一影像圖框I1、I3、I5、…I2N-1(相對應第一光源點亮)及第二影像圖框I2、I4、I6、…I2N(相對應第二光源點亮)來進行。必須說明的是，當利用影像圖框和或平均來進行資訊分離時，第9圖中之I1~I2N-1以及I2~I2N每一個均表示M張影像圖框之和(或平均)。
必須強調的是，該手指9之位移量及接觸狀態係由該處理單元15(該移動/接觸偵測單元151)直接根據該等第一影像圖框及該等第二影像圖框求得，並不需要經過分離後的移動資訊。獨立元件分析法或盲訊號源分離法主要用以將混合信號分離，以消除移動所造成的訊號雜訊。
本發明中，該處理單元15可另根據至少一閾值與該第一亮度變化及/或該第二亮度變化之一比較結果計算一脈搏數。此外，於計算預設軌跡及目前軌跡時，可僅搭配兩光源其中之一進行計算，而不需使兩個光源同時動作。
綜而言之，本發明實施例之生理偵測方法包含下列步驟：提供一第一波長及一第二波長的光至一手指表面；擷取該第一波長的光之反射光以產生複數第一影像圖框並擷取該第二波長的光之反射光以產生複數第二影像圖框；將每張該第一影像圖框及每張該第二影像圖框分割成至少兩部分並求得每一部分之一平均亮度；利用獨立元件分析法或盲訊號源分離法分析該等第一影像圖框之該每一部分之該平均亮度以求得一第一亮度變化並分析該等第二影像圖框之該每一部分之該平均亮度以求得一第二亮度變化；以及根據該第一亮度變化及該第二亮度變化求得一生理資訊。本實施例之生理資訊偵測方法適用於包含一光學手指滑鼠之電子裝置，其較佳包含一表示裝置。
此外，本發明實施例之生理偵測裝置1亦可形成一模组，用以輸出經編碼及/或排序之手指及生理資訊。此外，本發明實施例之生理偵測裝置1亦可僅用以偵測影像圖框，並將該影像圖框或影像圖框和傳送至一主機進行手指及生理資訊的計算；亦即，該處理單元15包含於與該生理偵測裝置1外部之一主機中。此外，本發明實施例之生理偵測裝置1亦可搭配其他電子裝置，例如一光學滑鼠、一鍵盤、一遙控器或一光學距離偵測裝置等來實施。
本發明實施例之生理偵測裝置及生理偵測方法可另包含其他機制以增加偵測精確度，例如：(1)計算複數張影像圖框之和，以提高訊雜比(SNR)；(2)使用取樣參數，例如曝光時間及/或影像增益對相對應影像圖框進行歸一化，以排除不同取樣參數的影響；(3)使用具有精準閃爍頻率之一外部光源作為基準頻率，以校正系統頻率；(4)計算光源點亮時所擷取之亮影像圖框及光源未點亮時所擷取之暗影像圖框之差分影像，以消除環境光之干擾；(5)當待測部位之位移量大於一預設值，則不計算生理資訊以避免求得錯誤資訊。此外，為了節省系統耗能，本發明實施例之生理偵測裝置可於閒置一預設時間後，自動進入休眠模式。上述各種機制係可由該處理單元15來進行。
綜上所述，習知行動式血氧飽和儀通常用以偵測單一使用者的生理資訊，並不具備辨識使用者身分之功能。因此，本發明另提出一種生理偵測裝置(第2圖)、生理偵測方法(第6圖)及其所使用之使用者辨識方法(第3圖)，其可於系統運作初期即自動偵測一使用者身份並連結至相關資料庫，藉以提升生理偵測裝置之實用性。
雖然本發明已以前述實施例揭示，然其並非用以限定本發明，任何本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與修改。因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
1．．．生理偵測裝置
10．．．手指偵測單元
111、112．．．光源
12．．．導光件
13．．．觸控件
13S．．．觸控面
14．．．影像感測器
15．．．處理單元
151．．．移動/接觸偵測單元
152．．．生理資訊偵測單元
16．．．光源控制單元
17．．．儲存單元
18．．．傳輸介面
80．．．表示裝置
81．．．控制單元
9．．．手指
9S．．．手指表面
S20、S30．．．步驟
S41~S45．．．步驟
I1~I2N．．．影像圖框
B1~B2N、B1 '~B2N '．．．平均亮度
第1圖顯示血氧飽和儀所偵測穿透光的光強度變化之示意圖。
第2圖顯示本發明實施例之生理偵測裝置之方塊示意圖。
第3圖顯示本發明實施例之使用者辨識方法之兩個步驟。
第4A至4C圖顯示本發明實施例之使用者辨識方法中，一使用者所繪製預設軌跡之示意圖。
第5A至5C圖顯示本發明實施例之使用者辨識方法中，一預設軌跡之軌跡特徵之示意圖。
第6圖顯示本發明實施例之生理偵測方法之流程圖。
第7A圖顯示本發明實施例之生理偵測裝置之一應用例。
第7B圖顯示第7A圖之生理偵測裝置之應用例之方塊示意圖。
第8圖顯示第7A圖之生理偵測裝置之應用例中，影像感測器所擷取之影像圖框之示意圖。
第9圖顯示第7A圖之生理偵測裝置之應用例中，分離移動資訊及生理資訊之示意圖。
1．．．生理偵測裝置
10．．．手指偵測單元
15．．．處理單元
17．．．儲存單元
9．．．手指

Claims (18)

  1. 一種使用者辨識方法，包含：一資料庫建立步驟，根據複數使用者於一手指偵測單元上所繪製一預設軌跡經過一預設時間或一預設次數後，分析並建立相對每一該等使用者之該預設軌跡之一軌跡特徵至一資料庫；以及一使用者辨識步驟，分析一目前使用者於該手指偵測單元所繪製之一目前軌跡，並根據該資料庫之該軌跡特徵辨識該目前使用者。
  2. 依申請專利範圍第1項之使用者辨識方法，其中該軌跡特徵包含一軌跡角度資訊及一軌跡距離資訊。
  3. 依申請專利範圍第2項之使用者辨識方法，其中使用者辨識步驟中，係比對該軌跡角度資訊及該軌跡距離資訊之一分佈形狀與該目前軌跡之一軌跡角度分佈及一軌跡距離分佈。
  4. 依申請專利範圍第1項之使用者辨識方法，其中於該使用者辨識步驟後，另包含：利用該手指偵測單元偵測該目前使用者之一目前生理資訊；以及儲存該目前生理資訊至該資料庫。
  5. 依申請專利範圍第1項之使用者辨識方法，其中於該使用者辨識步驟後，另包含：連結該資料庫所儲存之該目前使用者之一過去生理資訊。
  6. 依申請專利範圍第1項之使用者辨識方法，其中該預設軌跡為一圓形、一矩形、一多邊形或一線段。
  7. 一種生理偵測裝置，包含：一手指偵測單元，用以偵測一目前使用者所繪製之一目前軌跡及該目前使用者之一目前生理資訊；一儲存單元，用以預先儲存複數使用者於該手指偵測單元上繪製經一預設時間或一預設次數且分別相對每一該等使用者之一預設軌跡之一軌跡特徵；以及一處理單元，用以分析該目前軌跡並根據該儲存單元儲存之該軌跡特徵辨識該目前使用者。
  8. 依申請專利範圍第7項之生理偵測裝置，其中該目前生理資訊為一血氧濃度及/或一脈搏數。
  9. 依申請專利範圍第7項之生理偵測裝置，其中該手指偵測單元為一光學手指滑鼠。
  10. 依申請專利範圍第7項之生理偵測裝置，其中該軌跡特徵包含一軌跡角度資訊及一軌跡距離資訊。
  11. 依申請專利範圍第10項之生理偵測裝置，其中該處理單元係比對該軌跡角度資訊及該軌跡距離資訊之一分佈形狀與該目前軌跡之一軌跡角度分佈及一軌跡距離分佈以辨識該目前使用者。
  12. 依申請專利範圍第7項之生理偵測裝置，其中該預設軌跡為一圓形、一矩形、一多邊形或一線段。
  13. 一種生理偵測方法，包含下列步驟：使用一手指偵測單元偵測一使用者所繪製之一目前軌跡；使用一處理單元比對該目前軌跡與預先儲存之一軌跡特徵；使用該處理單元連結相關該使用者之一過去生理資訊；以及使用該手指偵測單元偵測該使用者之一目前生理資訊。
  14. 依申請專利範圍第13項之生理偵測方法，另包含：儲存該目前生理資訊作為該過去生理資訊之一部分。
  15. 依申請專利範圍第13項之生理偵測方法，其中該過去生理資訊及該目前生理資訊為一血氧濃度及/或一脈搏數。
  16. 依申請專利範圍第13項之生理偵測方法，其中該軌跡特徵包含一軌跡角度資訊及一軌跡距離資訊。
  17. 依申請專利範圍第16項之生理偵測方法，其中比對該目前軌跡與預先儲存之一軌跡特徵之步驟中，該處理單元係比對該軌跡角度資訊及該軌跡距離資訊之一分佈形狀與該目前軌跡之一軌跡角度分佈及一軌跡距離分佈。
  18. 依申請專利範圍第13項之生理偵測方法，其中該預設軌跡為一圓形、一矩形、一多邊形或一線段。
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