TW201616392A

TW201616392A - 生理訊號處理裝置及其方法

Info

Publication number: TW201616392A
Application number: TW103136134A
Authority: TW
Inventors: 廖經桓; 鄭青峰
Original assignee: 光寶電子（廣州）有限公司; 光寶科技股份有限公司
Priority date: 2014-10-20
Filing date: 2014-10-20
Publication date: 2016-05-01
Also published as: TWI550524B

Abstract

本發明實施例提供一種生理訊號處理裝置及其方法。生理訊號處理裝置包括第一發光元件、第二發光元件、光源控制模組、影像感測模組以及分析模組。光源控制模組可控制第一發光元件與第二發光元件發射第一光線與第二光線至供手指接觸的導光板。影像感測模組可感測導光板反射的第一光線與第二光線，並取得手指的影像訊號。分析模組可解析經第一光線萃取的影像訊號而取得第一生理訊號，以及解析經第二光線萃取的影像訊號而取得第二生理訊號。

Description

生理訊號處理裝置及其方法

本發明是有關於一種辨識裝置與方法，且特別是有關於辨識生理特徵的裝置與方法。

一般的複合式生理特徵辨識設備中，通常使用電容式感測器來辨識指紋、使用光電感測器來辨識心跳頻率及血氧濃度，與使用遠紅外線感測器來感測人體體溫，因此，現有的辨識設備需要設置對應的感測器來辨識各種生理特徵。對於製造商或供應商而言，在辨識設備中設置較多的感測器除了會增加設備架構的複雜度，還會增加材料成本。因此，如何開發更好的辨識設備是眾人所關注的問題。

有鑑於此，本發明揭露一種生理訊號處理裝置及其方法，藉由控制發光元件發射的不同光波，來提升從影像訊號中辨識生理特徵的效果。

本發明實施例提供一種生理訊號處理裝置。生理訊號處理裝置包括可發射第一光線的第一發光元件以及可發射第二光線的第二發光元件，此第一發光元件及此第二發光元件投射第一光線及第二光線至提供手指接觸的導光板，其中上述第一發光元件及上述第二發光元件設置在相對於手指接觸上述導光板的另一側。生理訊號處理裝置還包括光源控制模組、影像感測模組以及分析模組。上述光源控制模組用以控制上述第一發光元件及上述第二發光元件發射第一光線與第二光線。上述影像感測模組用以感測上述導光板所反射的第一光線與第二光線，以取得手指的影像訊號。上述分析模組用以解析經上述第一光線萃取的影像訊號而取得第一生理訊號，並且解析經上述第二光線萃取的影像訊號而取得第二生理訊號，其中上述第一生理訊號是不同於上述第二生理訊號。

本發明實施例另提出一種生理訊號處理裝置。生理訊號處理裝置包括光源組、光源控制模組、影像感測模組以及分析模組。上述光源組可投射混合光線至供手指接觸的導光板，其中上述光源組設置在相對於手指接觸導光板的另一側，上述混合光線由多個色階光線所組成。上述光源控制模組耦接於上述光源組，用於控制上述光源組投射光線。上述影像感測模組用於感測導光板所反射的混合光線，以取得手指的影像訊號。上述分析模組耦接於上述影像感測模組，用於解析經任一色階光線萃取後的影像訊號以取得多個生理訊號。

本發明實施例提出一種生理訊號處理方法，適用於上述生理訊號處理裝置。上述生理訊號處理裝置包括影像感測模組。生理訊號處理方法包括下述步驟。首先，投射至少一第一光線及一第二光線。接著，影像感測模組感測手指在生理訊號處理裝置的導光板上經第一光線及的第二光線反射後的影像訊號。以及，解析影像訊號以取得相異的至少第一生理訊號及的第二生理訊號。

基於上述，本發明實施例的生理訊號處理裝置及其方法可控制發光元件發射不同的光波，並在感測的影像訊號中萃取對應色階的影像來辨識生理特徵，由此本發明實施例可以在相同的影像訊號上辨識手指的一或多個生理特徵，還可藉由使用不同的光波產生影像訊號，提升從影像訊號中辨識生理特徵的精確度及效率。

為了能更進一步瞭解本發明為達成既定目的所採取的技術、方法及功效，請參閱以下有關本發明的詳細說明、圖式，相信本發明的目的、特徵與特點，當可由此得以深入且具體的瞭解，然而所附圖式與附件僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制。

10、30、40、50、60、70‧‧‧生理訊號處理裝置

101a、301a、401a、701a‧‧‧第一發光元件

101b、301b、401b、701b‧‧‧第二發光元件

103、303、403、503、603、703‧‧‧影像感測模組

105、305、405、505、605、705‧‧‧光源控制模組

107、307、407、507、607、707‧‧‧分析模組

109、509‧‧‧手指

109a、509a‧‧‧手指血管

111、511‧‧‧導光板

309、409、609、709‧‧‧驗證模組

311、411、611、711‧‧‧遠紅外線感測模組

401c、701c‧‧‧第三發光元件

501、601、701‧‧‧光源組

713‧‧‧近紅外光發光元件

S801~S805‧‧‧步驟

圖1是本發明根據第一實施例所繪示的生理訊號處理裝置的側視示意圖。

圖2是本發明根據第二實施例所繪示的影像訊號的示意圖。

圖3是本發明根據第三實施例所繪示的生理訊號處理裝置的功能方塊圖。

圖4是本發明根據第四實施例所繪示的生理訊號處理裝置的配置示意圖。

圖5是本發明根據第五實施例所繪示的生理訊號處理裝置的側視示意圖。

圖6是本發明根據第六實施例所繪示的生理訊號處理裝置的功能方塊圖。

圖7是本發明根據第七實施例所繪示的生理訊號處理裝置的配置示意圖。

圖8是本發明根據第八實施例所繪示的生理訊號處理方法的流程圖。

在下文中，將藉由圖式說明本發明之各種例示實施例來詳細描述本發明。然而，本發明概念可能以許多不同形式來體現，且不應解釋為限於本文中所闡述之例示性實施例。此外，圖式中相同參考數字可用以表示類似的元件。

〔生理訊號處理裝置的實施例〕

圖1是本發明根據第一實施例所繪示的生理訊號處理裝置的側視示意圖。請參照圖1，生理訊號處理裝置10包括第一發光元件101a、第二發光元件101b、光源控制模組105、影像感測模組103以及分析模組107。第一發光元件101a與第二發光元件101b分別耦接於光源控制模組105。影像感測模組103耦接於分析模組107。生理訊號處理裝置10具有導光板111，提供使用者的手指109接觸於其上。第一發光元件101a和第二發光元件101b設置在導光板111相對於手指109接觸的另一側。

第一發光元件101a可發射第一光線，第二發光元件101b可發射第二光線。在一範例中，第一發光元件101a與第二發光元件101b發射不同的波長範圍的光線，像是第一波長範圍光線與第二波長範圍光線。光源控制模組105可控制第一發光元件101a與第二發光元件101b是否發光。光源控制模組105控制第一發光元件101a與第二發光元件101b發光時，第一光線與第二光線因同時在空氣介面中發射而產生混合光線。例如，第一發光元件101a是發射綠光(波長約495-570nm)的光源，以及第二發光元件101b是發射藍光(波長約450-475nm)的光源，則產生的混合光線是眼睛所見呈現青色的光線。第一發光元件101a與第二發光元件101b是例如發光二極體(LED，Light-Emitting Diode)。

光源控制模組105也可控制第一發光元件101a與第二發光元件101b依序發光。例如第一發光元件101a發射綠光一小段時間後，關閉第一發光元件101a的狀態下控制第二發光元件101b發射藍光，而依序產生綠光與藍光。又例如，第一發光元件101a發射綠光一小段時間後，不關閉第一發光元件101a的狀態下控制第二發光元件101b發射藍光，而最後產生混合光線。

影像感測模組103用於接收經導光板111反射後的第一光線與第二光線。在第一發光元件101a先發射第一光線一段時間的實施例中，手指109放置在導光板111上，第一光線投射於導光板111後，部分第一光線被手指109吸收而部分會反射。影像感測模組103可由反射的第一光線，產生關聯於手指109的影像訊號。圖2是本發明根據第二實施例所繪示的影像訊號的示意圖。請同時參照圖1及圖2，第一發光元件101a投射例如藍光的光線至導光板111，因指紋具有紋峰與紋谷，使得光線的反射量有所差異，影像感測模組103擷取反射的第一光線而可得到如圖2所示的具明暗相間的條紋影像。接著配合相關的指紋辨識演算法，而可取得手指109的指紋，而完成指紋辨識。

在第一發光元件101a先發射第一光線一段時間後再控制第二發光元件101b發射第二光線的實施例中，影像感測模組103可由反射的第一光線與第二光線所產生的混合光線，產生關聯於手指109的影像訊號。

分析模組107用於解析影像訊號，以取得生理訊號。在第一發光元件101a先發射第一光線一段時間的實施例，分析模組107萃取具有第一波長範圍光線的影像訊號，並解析此具有第一波長範圍光線的影像訊號，而取得第一生理訊號。在第一發光元件101a先發射第一光線一段時間後再控制第二發光元件101b發射第二光線的實施例，分析模組107接著萃取具有第二波長範圍光線的影像訊號，並解析此具有第二波長範圍的影像訊號，而取得第二生理訊號。

請同時參照圖1，第一發光元件101a發射藍光的光線，第二發光元件101b發射綠光的光線。影像感測模組103擷取藍光光線投射在手指109後反射的光線，並且同時擷取綠光光線投射在手指血管109a後反射的光線。第一發光元件101a與第二發光元件101b同時投射光線，因此影像感測模組103會取得具有青色色階的影像訊號而傳送給分析模組107。分析模組107在影像訊號中解析出具有藍色色階的影像訊號，並取得指紋訊號。

人體的心跳頻率與人體血管內的紅血球流動速率有關，綠光的光線入射手指血管109a時，反射的綠光會因光線是否有經過紅血球而有光通量的差異。由於手指血管109a因心臟的舒張與壓縮而影響血管的光通量，以及手指血管109a會吸收部分光線而使反射的光線造成明暗變化，因此此明暗變化即可形成與心跳頻率的對應。藉由解析光通量對時間變化的週期性，分析模組107可計算人體的心跳頻率。因此分析模組107可同時在影像訊號中解析出具有綠色色階的影像訊號，計算光通量對時間變化的週期性後，取得心跳頻率訊號。在估算心跳頻率時，在抽樣時間擷取影像訊號的亮度值與對應的時間，比較前後影像訊號的亮度差異，以得知影像訊號中相鄰兩波峰或兩波谷的時間差。例如本次影像訊號的亮度值小於前次影像訊號的亮度值，則將本次的時間減去前次的時間，而可得到一個心跳在波鋒與波峰之間的時間差。在取得一個波的時間後，即可推算出每分鐘的波數，也就是心跳次數。另一計算心跳頻率的實施例中，可透過繪出影像訊號的亮度值與時間軸的曲線圖，對該曲線作微分計算斜率，而可得知此曲線斜率是向上或向下，並於曲線斜率為零時即代表波鋒或波谷。例如當曲線斜率是先向上變化並直至曲線斜率為零，此時曲線斜率為零即代表波峰；反之當曲線斜率是先向下變化並直至曲線斜率為零，此時曲線斜率為零即代表波谷。藉此透過上述計算方式可以得知影像訊號中相鄰兩波峰或兩波谷的時間差，也就是當取得一個波的時間後，即可計算每分鐘的波數，而可得到心跳數。

在另一實施例中，第一發光元件101a或第二發光元件101b可以是紅光或近紅外光的光源。由於人體的血氧濃度與血管中的含氧血紅素濃度有關，而去氧血紅素(Hb)與含氧血紅素(HbO₂)對紅外或近紅外光的吸收率不同，因此所反射的光通量差異可以計算出血氧濃度。

本範例中，影像感測模組103取得的影像訊號是例如彩色或灰階的影像。為提升生理訊號的辨識，分析模組107會先擷取影像訊號的特定色階，例如投射的光線是綠光，則分析模組107擷取影像訊號中的綠光來處理，以避免其他顏色干擾生理訊號的辨識。分析模組107在辨識生理訊號時，是藉由影像訊號的平均亮度來計算血液或血管部分吸收與反射光線所造成的亮度變化。影像訊號的平均亮度的計算方法為，將各像素(pixel)的值視為一個亮度值，分析模組107抽取出影像訊號的綠光後，加總各像素值作為影像訊號的總亮度，接著將總亮度除以像素數量即可計算出影像訊號的平均亮度。因此，在比較影像訊號在時間前後的平均亮度後，可進一步估算心跳頻率與血氧濃度。

值得一提的是，本發明實施例的生理訊號處理裝置10設置有兩個發光元件，在實際運用時，可依據需求將發光元件設置為藍光、綠光、紅光與近紅外光的發光元件，本發明實施例不限制發光元件的組合方式。惟各波長可特別針對對應的生理訊號來作運用，以改善對生理訊號辨識的精準度。

此外，影像感測模組103可在一段抽樣時間內持續取得多個影像訊號，由多個影像訊號中取得明暗度的時間曲線圖來辨識生理訊號。因此，本發明實施例提供使用者可依據實際需求依序開啟第一發光元件101a與第二發光元件101b，使生理訊號的處理方式更有彈性。

本發明實施例使用不同的光線來取得或辨識生理訊號，主要是不同的光線(像是不同波長範圍的光線)照射後取得的影像訊號，可增進及突顯各生理訊號的判斷效率。例如，當辨識指紋時，使用藍光的光線可帶來較好的判斷效果，讓反射光的明暗度可較其他波長的光線明顯；當判斷心跳頻率時，則是使用綠光的光線可帶來較好的判斷效果，讓光通量差異可較其他波長的光線明顯；當判斷血氧濃度時，則是使用紅光或近紅外光的光線可帶來較好的判斷效果，讓光通量差異可較其他波長的光線明顯。

圖3是本發明根第三實施例所繪示的生理訊號處理裝置的功能方塊圖。請參照圖3，生理訊號處理裝置30包括第一發光元件301a、第二發光元件301b、光源控制模組305、影像感測模組303、分析模組307、驗證模組309以及遠紅外線感測模組311。第一發光元件301a、第二發光元件301b、光源控制模組305、影像感測模組305與分析模組307的作用相同於圖1的第一發光元件101a、第二發光元件101b、光源控制模組105、影像感測模組103、分析模組107，請參照上述內容，於此不再重述。

驗證模組309耦接於分析模組307與遠紅外線感測模組311。驗證模組309用以判斷第一生理訊號是否符合資料庫中登錄的身份資料。例如，驗證模組309中儲存預先登錄的使用者指紋資料，當第一生理訊號是指紋訊號時，驗證模組309會比對取得的指紋訊號是否符合合法的使用者指紋資料。驗證模組309比對完取得的指紋訊號符合資料庫中的使用者指紋資料後，即通過驗證，而可進一步觸發例如判斷或輸出第二生理訊號的指示。

此外，本發明實施例的驗證模組309在判斷指紋訊號是合法的資料且取得第二生理訊號後，還可接著依據第二生理訊號判斷第一生理訊號的真偽。例如第二生理訊號是心跳頻率或血氧濃度，雖然健康或正常的心跳頻率或血氧濃度有固定的律動，但各律動之間仍存在小幅度的差異，驗證模組309可透過心跳頻率或血氧濃度是否過於規律或者是否具有合理的生理特徵來判斷第二生理訊號是否為偽造的。在判斷第二生理訊號是偽造的情況下，也同樣可得到第一生理訊號是偽造的判斷結果。或者，分析模組307無法取得第二生理訊號，驗證模組309也可判斷出第一生理訊號是偽造的。

遠紅外線感測模組311用於擷取手指的溫度。在一範例中，當驗證模組309判斷第一生理訊號符合資料庫中登錄的身份資料後，遠紅外線感測模組接著啟動溫度的感測。遠紅外線感測模組311是例如遠紅外線感測器(FIR，Far Infrared)，可感測人體發處的遠紅外線，針對接收波長的偏移量來測量體溫的變化。

本發明實施例的生理訊號處理裝置除了可同時辨識或取得多個生理訊號之外，還可透過心跳頻率或血氧濃度來判斷指紋訊號的真偽。如此，本發明實施例的生理訊號處理裝置除了利用特定的波長光線來提升指紋辨識的精準度之外，還可避免偽造指紋來通過驗證的問題，提升指紋驗證的安全性。

圖4是本發明根據第四實施例所繪示的生理訊號處理裝置配置示意圖。請參照圖4，生理訊號處理裝置40包括至少一個第一發光元件401a、至少一個第二發光元件401b、至少一個第三發光元件401c、影像感測模組403、光源控制模組405、遠紅外線感測模組407以及驗證模組409。各第一發光元件401a、各第二發光元件401b與各第三發光元件401c分別耦接於光源控制模組405。分析模組407耦接於影像感測模組403與驗證模組409。驗證模組409耦接遠紅外線感測模組407。

生理訊號處理裝置40與生理訊號處理裝置30不同之處在於，生理訊號處理裝置40具有三個可投射不同光線的發光元件，並且各發光元件可設置至少一個。各發光元件設置在生理訊號處理裝置40的兩側。舉例來說，第一發光元件401a是藍光發光元件、第二發光元件401b是綠光發光元件與第三發光元件401c是紅光發光元件。光源控制模組405可控制各發光元件的發光與否而產生混合光線，使得影像感測模組403取得混合光線所反射的影像訊號。分析模組407接著解析影像訊號而獲得三個生理訊號。分析模組407解析經第一光線(例如藍光)萃取的影像訊號而取得第一生理訊號、解析經第二光線(例如綠光)萃取的影像訊號而取得第二生理訊號，與解析經第三光線(例如紅光)萃取的影像訊號而取得第三生理訊號。以第一光線是藍光為例，分析模組407先從影像訊號中萃取出只具有藍光的影像訊號，接著依據此萃取後的影像訊號作處理，以取得第一生理訊號。

生理訊號處理裝置40可同時取得多個生理訊號，還可藉由設置多個發射相同光線(像是發射相同波長範圍光線)的發光元件，來提升辨識生理訊號的準確度，避免不同光線的混合在分析影像訊號時所造成的干擾問題。

〔生理訊號處理裝置的另一實施例〕

圖5是本發明根據第五實施例所繪示的生理訊號處理裝置的側視示意圖。請參照圖5，生理訊號處理裝置50包括光源組501、光源控制模組505、影像感測模組503以及分析模組507。光源組501耦接於光源控制模組505。影像感測模組503耦接於分析模組507。生理訊號處理裝置50具有導光板511，提供使用者的手指109接觸於其上。光源組501設置在導光板511相對於手指509接觸的另一側。

光源組501可投射多個光線，例如不同波長範圍的光線像是藍光光線、綠光光線與紅光光線。光源控制模組505可控制光源組501發射多個光線。影像感測模組503感測光源組501投射在導光板511後反射的光線，而得到關聯於手指509的影像訊號，例如手指509的表面皮膚或是手指血管509a。分析模組507可分別解析經各光線萃取後的影像訊號(例如，依據不同波長範圍光線來萃取影像訊號)，並據以產生多個生理訊號。光源組501是例如三原色發光二極體。相同的元件名稱的詳細作用請參照上述內容，於此不復重述。在實際操作上，生理訊號處理裝置50可依據感測功能的需求，自動搭配適合的光源波長，以提升辨識生理訊號的效能。

圖6是本發明根據第六實施例所繪示的生理訊號處理裝置的功能方塊圖。請參照圖6，生理訊號處理裝置60包括光源組601、光源控制模組605、影像感測模組603、分析模組607、驗證模組609以及遠紅外線感測模組611。生理訊號處理裝置60與生理訊號處理裝置50不同之處為，生理訊號處理裝置60更包括驗證模組609以及遠紅外線感測模組611。光源控制模組605耦接光源組601與影像感測模組603。驗證模組609耦接分析模組607與遠紅外線感測模組611。其餘相同的元件名稱的詳細作用請參照上述內容，於此不復重述。

圖7是本發明根據第七實施例所繪示的生理訊號處理裝置的設置示意圖。請參照圖7，生理訊號處理裝置70包括光源組701、光源控制模組705、影像感測模組703、分析模組707、驗證模組709、遠紅外線感測模組711以及近紅外光發光元件713。光源組701包括第一發光元件701a、第二發光元件701b與第三發光元件701c。光源組701與近紅外光發光元件713均耦接光源控制模組705。分析模組707耦接影像感測模組703與驗證模組709。驗證模組709耦接遠紅外線感測模組711。

光源組701是可投射一或多個光線的發光元件組，例如可發射不同波長範圍的光線像是藍光發光元件、綠光發光元件和/或紅光發光元件。光源組701可受控於光源控制模組705而投射藍光、綠光與紅光中的至少一個。在另外的範例中，亦可透過封裝技術，在藍光發光元件加上螢光材料，而可使光源組701作為白光發光元件。在另外一些範例，光源組701具有三個發光元件，各發光元件可投射相同或不同波長範圍光線。例如，第一發光元件701a、第二發光元件701b與第三發光元件701c均是白光發光元件。或者，第一發光元件701a是藍光發光元件、第二發光元件701b是綠光發光元件與第三發光元件701c是紅光發光元件，此時的光源組701可以是三原色發光元件，例如三原色發光二極體(RGB LED)。在實際操作上，第一發光元件701a、第二發光元件701b與第三發光元件701c是整合在單一封裝中。生理訊號處理裝置70可因實際感測的需求，光源控制模組705配合指示的訊號依序控制第一發光元件701a、第二發光元件701b與第三發光元件701c發光，如此可同時達到提升辨識生理訊號的效果與減少使用發光元件的數量。

光源控制模組705可控制光源組701投射不同的光線，例如不同波長範圍光線或不同色階光線，像是藍光、綠光、紅光或白光等。在光源組701是三原色發光元件的範例中，光源控制模組705控制第一發光元件701a、第二發光元件701b與第三發光元件701c同時分別地發出藍光、綠光與紅光。請同時參照圖5與圖7，影像感測模組703感測三原色混合光線投射在手指509的表面皮膚與手指血管509a的反射光線，而取得原始的影像訊號。此原始的影像訊號是例如白光反射的影像。分析模組707在原始的影像訊號中萃取出不同色階的影像，並在各色階影像中解析出對應的生理訊號。舉例來說，分析模組707在影像訊號中萃取出只具有藍色色階的影像訊號，對此藍色色階的影像訊號解析而取得指紋訊號；同時在原始的影像訊號中萃取出只具有綠色色階的影像訊號，對此綠色色階的影像訊號解析而取得心跳頻率訊號；同時在原使的影像訊號中萃取出只具有紅色色階的影像訊號，對此紅色色階的影像訊號解析而取得血氧訊號。

近紅外光發光元件713用於投射近紅外光線。影像感測模組703取得具近紅外光的影像訊號後，提供分析模組705解析血氧訊號。其餘相同的元件名稱的詳細作用請參照上述內容，於此不復重述。

因此，本發明實施例的生理訊號處理裝置70可由光源控制模組705控制光源組701投射的光線，來增近取得生理訊號的效率。例如，當光源控制模組705控制光源組701發射兩個色階光線而使影像感測模組703取得兩個色階光線所反射的影像訊號時，分析模組707分別解析此兩個色階光線萃取後的影像訊號，而取得兩個生理訊號。另一範例是，光線控制模組705也可控制光源組701發射三個色階光線而使影像感測模組703取得三個色階光線所反射的影像訊號。分析模組707則分別解析此三個色階光線萃取後的影像訊號，而取得三個生理訊號。

再次一提的是，本發明實施例使用不同波長範圍或色階的光線來取得與辨識生理訊號，主要是在辨識生理訊號時，分析模組707可透過的不同色階的影像訊號，增進及突顯各生理訊號的判斷效率，例如，當辨識指紋時，使用藍光或綠光的光線可帶來較好的判斷效果，讓反射光的明暗度可較其他波長的光線明顯；當判斷心跳頻率時，則是使用藍光或綠光的光線可帶來較好的判斷效果，讓光通量差異可較其他波長的光線明顯。因此本發明實施例在投射光線至手指時，即作出不同波長範圍光線的區別，以增加分析模組707在辨識生理訊號時的影像處理效率。

〔生理訊號處理方法的實施例〕

圖8是本發明根據第八實施例所繪示的生理訊號處理方法的流程圖。請參照圖8，本發明實施例的生理訊號處理方法適用於上述的生理訊號處理裝置60。在步驟S801中，光源組可投射至少兩個不同光線，例如不同波長範圍光線或色階光線，至生理訊號處理裝置的導光板。在步驟S803中，影像感測模組接著取得在導光板上經至少兩個光線(例如兩個波長範圍光線或兩個色階光線)組成的混合光線所反射的影像訊號。在步驟S805中，分析模組解析此影像訊號，取得至少兩個生理訊號。分析模組解析影像訊號時，可先在影像訊號上擷取各波長範圍光線或特定波長範圍光線而取得兩個色階影像，再分別處理兩個色階影像以得到兩個生理訊號。另外，在分析模組取得其兩個生理訊號後，驗證模組可依據其中一個生理訊號來驗證另一個生理訊號的真偽。

綜上所述，本發明實施例提出的生理訊號處理裝置及生理訊號處理方法藉由控制投射至導光板的不同光線，使分析模組於影像訊號中解析生理訊號時，因光線的不同色階可突顯生理訊號在影像訊號上的特徵，而增進生理訊號的辨識效果。並且，本發明實施例的生理訊號處理裝置可辨識至少兩個生理訊號，可達到更好的辨識及防偽功能。此外，本發明實施例的生理訊號處理裝置將多個發光元件、影像感測模組、分析模組等元件作封裝，相較於現有的生理辨識裝置體積更小，更簡化模組架構與減少材料成本。

以上所述僅為本發明的可行實施例，凡依本發明申請專利範圍所做的均等變化與修飾，均應屬本發明以下的申請專利範圍。

30‧‧‧生理訊號處理裝置

301a‧‧‧第一發光元件

301b‧‧‧第二發光元件

303‧‧‧影像感測模組

305‧‧‧光源控制模組

307‧‧‧分析模組

309‧‧‧驗證模組

311‧‧‧遠紅外線感測模組

Claims

一種生理訊號處理裝置，包括：一發射一第一光線的第一發光元件及一發射一第二光線的一第二發光元件，該第一發光元件及該第二發光元件投射該第一光線及該第二光線至供一手指接觸的一導光板，其中該第一發光元件及該第二發光元件設置在相對該手指接觸該導光板的另一側；一光源控制模組，控制該第一發光元件及該第二發光元件發射該第一光線以及一第二光線；一影像感測模組，感測該導光板反射的該第一光線以及該第二光線以產生該手指的一影像訊號；以及一分析模組，解析經該第一光線萃取的該影像訊號而取得一第一生理訊號，並且解析經該第二光線萃取的該影像訊號而取得一第二生理訊號，其中該第一生理訊號不同於該第二生理訊號。
如請求項1所述的生理訊號處理裝置，更包括一驗證模組，用以判斷該第一生理訊號是否符合合法的身份資料，以及依據該第二生理訊號判斷該第一生理訊號的真偽。
如請求項2所述的生理訊號處理裝置，更包括一遠紅外線感測模組，當該驗證模組判斷該第一生理訊號符合該資料庫中登錄的身份資料後，該遠紅外線感測模組擷取該手指的溫度。
如請求項2所述的生理訊號處理裝置，其中該第一發光元件是藍光發光元件、綠光發光元件或白光發光元件，該第二發光元件是藍光發光元件、綠光發光元件或紅光發光元件。
如請求項3所述的生理訊號處理裝置，其中該第一生理訊號是指紋訊號或心跳頻率，且該第二生理訊號是指紋訊號、心跳頻率訊號或血氧濃度訊號。
如請求項1所述的生理訊號處理裝置，更包括一第三發光元件，該第三發光元件受控於該光源控制模組而發射一第三光線，且該第一發光元件為藍光發光元件、該第二發光元件為綠光發光元件與該第三發光元件為紅光發光元件。
一種生理訊號處理裝置，包括：一光源組，投射一混合光線至供一手指接觸的一導光板，其中該光源組設置在相對該手指接觸該導光板的另一側，該混合光線由多個色階光線所組成；一光源控制模組，耦接該光源組，控制該光源組投射光線；一影像感測模組，感測該導光板反射的該混合光線以產生該手指的一影像訊號；以及一分析模組，耦接該影像感測模組，解析經任一該色階光線萃取後的該影像訊號以取得多個生理訊號。
如請求項7所述的生理訊號處理裝置，其中該光源控制模組控制該光源組發射兩個色階光線使該影像感測模組取得該兩個色階光線所反射的該影像訊號，該分析模組解析經任一該色階光線萃取後的該影像訊號以取得該兩個生理訊號。
如請求項7所述的生理訊號處理裝置，其中該光線控制模組控制該光源組發射三個色階光線使該影像感測模組取得該三個色階光線所反射的該影像訊號，該分析模組解析經任一該色階光線萃取後的該影像訊號以取得三個生理訊號。
如請求項8或9所述的生理訊號處理裝置，更包括一驗證模組，用以判斷該分析模組產生的該生理訊號中的其一是否符合一資料庫中登錄的身份資料，以及依據任另一該生理訊號判斷符合身份資料的該生理訊號的真偽。
如請求項10所述的生理訊號處理裝置，更包括一遠紅外線感測模組，當該驗證模組判斷該分析模組產生的該生理訊號中的其一符合身份資料後，該遠紅外線感測模組擷取該手指的溫度。
如請求項7所述的生理訊號處理裝置，其中該光源組是三原色發光二極體或白光發光二極體。
一種生理訊號處理方法，適用於一生理訊號處理裝置，該生理訊號處理裝置包括一影像感測模組，該方法包括：投射至少一第一光線及一第二光線；該影像感測模組感測一手指在該生理訊號處理裝置的一導光板上經該第一光線及該第二光線反射後的一影像訊號；以及解析該影像訊號以取得至少一第一生理訊號及一第二生理訊號，其中該第一生理訊號不同於該第二生理訊號。
如請求項13所述的生理訊號處理方法，其中解析該影像訊號的步驟包括，在該影像訊號中萃取具有一第一波長範圍的影像訊號以取得該第一生理訊號，以及在該影像訊號中萃取具有一第二波長範圍的影像訊號以取得該第二生理訊號。
如請求項14所述的生理訊號處理方法，更包括：於判斷出該第一生理訊號為合法的身分資料後，依據該第二生理訊號的真偽判斷該第一生理訊號的真偽。
如請求項15所述的生理訊號處理方法，其中該第二生理訊號的真偽是透過判斷該第二生理特徵是否有合理的生理特徵。
如請求項16所述的生理訊號處理方法，其中當判斷該第二生理訊號為偽造時，則該第一生理訊號即判斷為偽造。
如請求項16所述的生理訊號處理方法，其中該第一生理訊號為指紋訊號，以及該第二生理訊號為心跳頻率訊號或血氧濃度訊號。
如請求項18所述的生理訊號處理方法，其中該心跳頻率訊號或血氧濃度訊號的取得是依據一抽樣時間中所擷取影像訊號的亮度值與對應的時間而計算出。
如請求項13所述的生理訊號處理方法，其中投射至少一第一光線及一第二光線是分別透過一第一發光元件及一第二發光元件投射出，或是透過一三原色發光二極體投射出。