TW201702797A - 電子裝置及其啟動方法 - Google Patents

Abstract

一種電子裝置及其啟動方法。指紋感測器掃描一指紋，而控制器分析指紋獲取指紋的輸入指紋模板。嵌入式控制器耦接指紋辨識模組。記憶體耦接至控制器，並儲存有註冊模板。處理器耦接嵌入式控制器。在處理器操作於關機狀態下，控制器比對輸入指紋模板與註冊模板，並判斷輸入指紋模板是否匹配註冊模板。控制器依據輸入指紋模板是否匹配註冊模板而決定是否控制嵌入式控制器觸發處理器執行開機程序。

Description

電子裝置及其啟動方法

本發明是有關於一種電子裝置，且特別是有關於一種具有指紋辨識功能的電子裝置及其啟動方法。

基於安全舒適與辨識效率等綜合考量，指紋辨識已成為生物辨識之主流方式。指紋辨識通常涉及掃描輸入使用者之指紋或影像，並儲存此影像及/或該指紋獨有之特徵，再將此掃描指紋之特徵資料與資料庫中已建立之指紋參考資訊作比對，以辨識或確認個人之身份。指紋辨識技術已經逐漸廣泛應用於日常生活，像是指紋滑鼠、指紋碟、指紋手機及指紋門禁系統等利用指紋辨識技術的裝置日益普遍。近日來，將指紋辨識技術應用至具有大量個人機密資料的行動電子裝置更是受到使用者與開發者的青睞。

指紋辨識之指紋擷取方式可分為光學掃描、熱影像感應、電容式感應等感測方式。光學式指紋感測方式由於感測裝置體積較大且難以組裝而較不適用於行動電子裝置，熱影像指紋感應之正確性與可靠性不佳亦無法成為主流，故電容式指紋感測逐漸成為行動電子裝置之生物辨識的主流技術。指紋是人體上非常獨特且易於使用的一項生理特徵，更可用以作為保護資訊安全的憑證之一。因此，如何利用指紋辨識帶來更大的便利性實為本領域技術人員所關心的議題之一。

有鑑於此，本發明提供一種電子裝置及其啟動方法，使用具有單一性與獨特性的指紋來作為開啟電子裝置的依據，以提升電子裝置的操作便利性與達到更佳的資訊安全效果。

本發明提出一種電子裝置，其包括指紋辨識模組、嵌入式控制器、記憶體以及處理器。指紋辨識模組包括指紋感測器以及控制器。指紋感測器掃描一指紋，而控制器分析指紋獲取指紋的輸入指紋模板。嵌入式控制器耦接指紋辨識模組。記憶體耦接至控制器，並儲存有註冊模板。處理器耦接嵌入式控制器。在處理器操作於關機狀態下，控制器比對輸入指紋模板與註冊模板，並判斷輸入指紋模板是否匹配註冊模板。控制器依據輸入指紋模板是否匹配註冊模板而決定是否控制嵌入式控制器觸發處理器執行開機程序。

從另一觀點來看，本發明提出一種啟動方法，適用於包括指紋辨識模組與嵌入式控制器的電子裝置，所述方法包括下列步驟。在操作於關機狀態下，利用指紋辨識模組掃描指紋而獲取指紋的輸入指紋模板。在操作於關機狀態下，比對輸入指紋模板與儲存於記憶體中的註冊模板，以判斷輸入指紋模板是否匹配註冊模板。依據輸入指紋模板是否匹配註冊模板而決定是否控制嵌入式控制器觸發開機程序。

基於上述，在本發明之電子裝置的啟動方法當中，藉由比對指紋辨識裝置擷取到的輸入指紋模板與記憶體中的註冊模板，來進一步決定是否將電子裝置從關機狀態轉換為開機狀態。因此，指紋辨識模組將在關機狀態下持續偵測指紋，並且將關機狀態下擷取到的輸入指紋模板與記憶體中的輸入指紋模板進行比對，再依據比對的結果來決定是否執行開機程序。據此，將大幅增加電子裝置的操作便利性與安全性，並且降低資料外洩或被盜用的機率。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖1是依據本發明一實施例所繪示的電子裝置的方塊圖。請參照圖1，電子裝置10包括指紋辨識模組110、嵌入式控制器120、記憶體130，以及處理器140。本實施例之電子裝置10例如是筆記型電腦，然而本發明並不以此為限。在其他實施例中，電子裝置10也可以是桌上型電腦、平板電腦或智慧型手機等具有指紋辨識功能的電子裝置。

指紋辨識模組110包括指紋感測器111與控制器112，而指紋感測器111耦接至控制器112。指紋感測器111係用來掃描使用者的指紋，而控制器112會分析指紋而獲取指紋的輸入指紋模板，以辨認指紋感測器111所感測到的指紋並進行指紋驗證。依據感測方式的種類，指紋感測器111可以是按壓型電容式感測器、滑動型電容式感測器、按壓型光學式感測器以及滑動型光學式感測器等，本發明對此並不限制。

以電容式指紋感測器為例來說明，指紋感測器111可具有包括許多的微小電容的電容陣列。當使用者的手指接觸到指紋感測器111時，手指上的脊紋和溝紋會吸收掉這些電容上微量的電荷，而被吸收掉之電荷量的大小，係取決於手指肌膚表面與特定電容之距離的遠近而定。指紋感測器111可以感測到電容被吸收掉的電荷量，然後依據這些電容的位置與被吸收掉的電荷量而產生對應的指紋影像。

控制器112例如是具有運算功能的晶片組、微處理器或微控制器（microcontroller，MCU），在此並不限制其種類。控制器112可從指紋感測器111接收指紋影像，並利用指紋辨識演算法分析指紋影像而生成指紋感測器111所感測之指紋的輸入指紋模板。接著，控制器112可比對儲存於記憶體130中的註冊模板與輸入指紋模板是否相互匹配而判斷輸入指紋是否通過驗證。

記憶體130耦接至控制器112並儲存有註冊模板，例如是任意型式的固定式或可移動式隨機存取記憶體（Random Access Memory，RAM）、快閃記憶體（Flash memory）、硬碟或其他類似裝置或這些裝置的組合，本發明對此不限制。

嵌入式控制器120耦接控制器112，可用以監測電子裝置10之周邊裝置的運作狀況以及系統環境的參數，並協助管理周邊裝置的功能。舉例來說，嵌入式控制器120可用以監測顯示器的亮度、處理器140的溫度、處理器風扇的轉速、電池的充電，以及內建鍵盤、滑鼠或觸控板的控制等。嵌入式控制器120一般在電子裝置10接上電源之後即自行啟動，且無需等待電子裝置10開機，即可開始執行相關的監測工作。

處理器140耦接嵌入式控制器120、記憶體130以及控制器112，用以控制電子裝置10的整體運作。處理器140例如是中央處理單元（Central Processing Unit，CPU），或是其他可程式化之微處理器（Microprocessor）、數位訊號處理器（Digital Signal Processor，DSP）、可程式化控制器、特殊應用積體電路（Application Specific Integrated Circuits，ASIC）、可程式化邏輯裝置（Programmable Logic Device，PLD）或其他具備運算能力的硬體裝置。

圖2A是依據本發明一實施例所繪示之啟動方法的指紋驗證程序的流程圖。請同時參照圖1及圖2A，本實施例的方法適用於上述的電子裝置10，以下即搭配電子裝置10中的各項元件說明本實施例之啟動方法之指紋驗證程序的詳細步驟。

於步驟S210，在處理器140操作於關機狀態下，指紋辨識模組110掃描一指紋而獲取此指紋的輸入指紋模板。進一步來說，指紋辨識模組110的指紋感測器111以一掃描頻率擷取各電容的電荷量，以偵測是否有手指頭的接觸。當指紋感測器111偵測到手指的觸碰並且掃描指紋後，指紋感測器111可獲取此指紋的指紋影像。控制器112分析該指紋影像，並擷取該指紋影像的多個特徵點而產生此指紋的輸入指紋模板。詳細來說，輸入指紋模板可包括一指紋的多個特徵點，以及這些特徵點的幾何資訊與特徵點種類。這些特徵點的幾何資訊可包括特徵點的位置資訊或這些特徵點之間的距離和角度，本發明對此不限制。這些特徵點的特徵點種類例如是脊端點或脊分叉處等，本發明對此也不限制。

於步驟S220，在處理器140操作於關機狀態下，控制器112比對輸入指紋模板與儲存於記憶體130中的註冊模板，以判斷輸入指紋模板是否匹配註冊模板。相似的，註冊模板包括多個有效特徵點、各個有效特徵點的幾何資訊，以及各個有效特徵點的特徵點種類。控制器112比對註冊模板的有效特徵點與輸入指紋模板的特徵點而據以判斷輸入指紋模板是否匹配註冊模板。

於步驟S230，控制器112依據輸入指紋模板是否匹配註冊模板而決定是否控制嵌入式控制器120觸發處理器140執行開機程序。詳細來說步驟S230包括子步驟S231～S232。於步驟S231，若輸入指紋模板匹配註冊模板，處理器140依據嵌入式控制器120所發出的啟動訊號而執行開機程序，以從關機狀態轉換為開機狀態。相反地，於步驟S232，若輸入指紋模板不匹配註冊模板，處理器140維持操作於關機狀態。簡單來說，當使用者輸入的指紋通過控制器112的驗證，控制器112將控制嵌入式控制器120發出啟動訊號來觸發處理器140執行開機程序。如此，電子裝置10可依據正確的指紋輸入而完成開機。

圖2B是依據本發明一實施例所繪示之啟動方法的指紋註冊程序的流程圖。請同時參照圖1及圖2B，本實施例的方法適用於上述的電子裝置10，以下即搭配電子裝置10中的各項元件說明本實施例之啟動方法之指紋註冊程序的詳細步驟。

可以知道的是，在指紋驗證程序中，控制器112須比對記憶體130中的註冊模板與透過指紋感測器111的感測而獲取的輸入指紋模板。於是，記憶體130中的註冊模板須事先建檔並儲存於記憶體130中。此外，指紋註冊程序需執行於處理器140的開機狀態下，處理器140才有能力進行指紋註冊程序。首先，於步驟S240，指紋感測器111接收關聯於預設指紋的按壓而獲取至少一指紋影像。具體來說，使用者可多次按壓指紋感測器111，致使指紋感測器111獲取一張或一張以上的指紋影像，這些指紋影像可分別對應至指紋的部份或全部。

接著，於步驟S250，處理器140利用指紋辨識模組110分析至少一指紋影像而獲取註冊模板。詳言之，控制器112可對上述的指紋影像進行影像處理以及特徵點擷取，從而獲取預設指紋的註冊模板。控制器112將註冊模板直接傳送至處理器140，於步驟S260，處理器140將關聯於一帳號的註冊模板儲存於記憶體130。於本實施例中，處理器140可將註冊模板關聯至一使用者帳號，並儲存註冊模板、使用者帳號以及註冊模板與使用者帳號之間的關聯。如此，記憶體130可儲存對應至不同帳號的註冊模板。然而，於另一實施例中，處理器140可在不考慮使用者帳號的情況下直接將註冊模板儲存至記憶體130。

然而，本發明的實現方式不限於上述說明，可以對於實際的需求而酌予變更上述實施例的內容。例如，在本發明之另一實施例中，電子裝置除了可依據正確的指紋完成開機動作之外，更可依據使用者利用哪隻手指頭觸碰指紋感測器而於開機後直接執行對應的特定功能。以下則舉另一實施例詳細說明。

圖3是依據本發明一實施例所繪示的電子裝置的方塊圖。請參照圖3，電子裝置30包括指紋辨識模組310、嵌入式控制器320、記憶體330，以及處理器340。指紋辨識模組310、嵌入式控制器320、記憶體330，以及處理器340之間的耦接關係與功能與圖1所示之指紋辨識模組110、嵌入式控制器120、記憶體130，以及處理器140之間的耦接關係與功能相同或相似，於此不再贅述。於本實施例中，電子裝置30更包括電源供應單元350，用以供應電力給電子裝置30內的元件。依據前述實施例可知，在處理器340操作於關機狀態下，電源供應單元350供應電源至指紋辨識模組310與嵌入式控制器320。

圖4A與圖4B是依據本發明一實施例所繪示之啟動方法的流程圖。本實施例的方法適用於上述的電子裝置30，以下即搭配電子裝置30中的各項元件說明本實施例之啟動方法的詳細步驟。需先說明的是，圖4A與圖4B的整體流程包括了指紋註冊程序與指紋驗證程序。

請先參照圖3以及圖4A，於步驟S401，指紋感測器311接收關聯於預設指紋的按壓而獲取至少一指紋影像。於步驟S402，處理器340利用指紋辨識模組310的控制器312分析至少一指紋影像而獲取註冊模板。於步驟S403，處理器340將關聯於一帳號的註冊模板儲存於記憶體330。於步驟S404，處理器340依據另一預設指紋而獲取關聯於同一帳號的另一註冊模板，並將另一註冊模板儲存於記憶體330。簡單來說，使用者可分別利用相異的手指頭按壓指紋感測器311，致使處理器340將對應至同一使用者但對應至相異手指頭的註冊模板與另一註冊模板儲存至記憶體330。舉例來說，使用者可先透過食指的按壓而產生註冊模板，並將註冊模板儲存於記憶體330。接著，使用者再透過中指的按壓而產生另一註冊模板，並將另一註冊模板也儲存於記憶體330。

完成指紋註冊程序後，於步驟S405，處理器340從開機狀態轉換為關機狀態。處理器340可能因為使用者下達關機指令而從開機狀態轉換為關機狀態。或者，處理器340可能因為系統閒置超過一預設時間而從開機狀態轉換為關機狀態。於步驟S406，在處理器340操作於關機狀態下，電源供應單元350供應電源至指紋辨識模組310與嵌入式控制器330。於步驟S407，在處理器340操作於關機狀態下，控制器312降低指紋辨識模組310的掃描頻率直至指紋辨識模組310的指紋感測器311偵測到指紋。如此，可減少指紋辨識模組310在系統關機時的功率消耗，達到節省電力的目的。

請先參照圖3以及圖4B，於步驟S408，在處理器340操作於關機狀態下，控制器312利用指紋感測器311掃描一指紋而獲取此指紋的特徵模板。於步驟S409，控制器312依據特徵模板是否匹配註冊模板而決定是否控制嵌入式控制器320觸發開機程序。於步驟S410，若特徵模板匹配註冊模板，處理器340依據嵌入式控制器320所發出的啟動訊號而執行開機程序，以從關機狀態轉換為開機狀態。值得一提的是，由於處理器340係響應於指紋辨識模組310偵測到對應至第一手指的註冊模板而執行開機程序，因此處理器340可直接啟動或執行事先設定好的第一功能。也就是說，於步驟S411，處理器340於執行開機程序後執行第一功能。

另一方面，若步驟S409判斷為否（特徵模板不匹配註冊模板），於步驟S412，控制器312依據特徵模板是否匹配另一註冊模板而決定是否控制嵌入式控制器320觸發開機程序。倘若步驟S412判斷為否（特徵模板不匹配另一註冊模板），於步驟S415，處理器340維持操作於關機狀態。另一方面，於步驟S413，若特徵模板匹配另一註冊模板，處理器340依據嵌入式控制器所發出的啟動訊號而執行開機程序，以從關機狀態轉換為開機狀態。由此可知，對應至註冊模板與另一註冊模板的第一手指與第二手指都可用以驅動電子裝置30完成開機動作。

值得一提的是，倘若處理器340係響應於指紋辨識模組310偵測到對應至第二手指的另一註冊模板而執行開機程序，處理器340可接著直接啟動或執行事先設定好的第二功能。於是，於步驟S414，處理器340於執行開機程序後執行第二功能。第一功能與第二功能例如是拍照功能、音樂播放功能、文件編輯功能、網頁瀏覽功能或影片播放功能等等，本發明對此並不限制。

綜上所述，在本發明之電子裝置的啟動方法當中，依據指紋辨識裝置擷取到的輸入指紋模板與記憶體中的註冊模板是否匹配，嵌入式控制器將決定是否觸發電子裝置從關機狀態轉換為開機狀態。因此，指紋辨識模組將在關機狀態下持續偵測指紋，再依據指紋比對的結果來決定是否控制嵌入式控制器發出啟動訊號至處理器。透過採用指紋辨識的方式來完成開機動作，本發明可以具有較高的保密性與可靠性。除此之外，電子裝置還可依據使用者之不同手指的指紋而直接執行對應的功能，從而大幅增加電子裝置的操作便利性。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

10、30‧‧‧電子裝置
110、310‧‧‧指紋辨識模組
111、311‧‧‧指紋感測器
112、312‧‧‧控制器
120、320‧‧‧嵌入式控制器
130、330‧‧‧記憶體
140、340‧‧‧處理器
350‧‧‧電源供應單元
S210～S260、S401～S414‧‧‧步驟

圖1是依據本發明一實施例所繪示的電子裝置的方塊圖。 圖2A是依據本發明一實施例所繪示之啟動方法的指紋驗證程序的流程圖。 圖2B是依據本發明一實施例所繪示之啟動方法的指紋註冊程序的流程圖。 圖3是依據本發明一實施例所繪示的電子裝置的方塊圖。 圖4A與圖4B是依據本發明一實施例所繪示之啟動方法的流程圖。

10‧‧‧電子裝置

110‧‧‧指紋辨識模組

111‧‧‧指紋感測器

112‧‧‧控制器

120‧‧‧嵌入式控制器

130‧‧‧記憶體

140‧‧‧處理器

Claims (10)

1. 一種電子裝置，包括： 一指紋辨識模組，包括： 一指紋感測器，掃描一指紋；以及 一控制器，分析該指紋獲取該指紋的輸入指紋模板； 一嵌入式控制器，耦接該指紋辨識模組； 一記憶體，耦接至該控制器，並儲存有一註冊模板；以及 一處理器，耦接該嵌入式控制器， 其中，在該處理器操作於一關機狀態下，該控制器比對該輸入指紋模板與該記憶體中的註冊模板，並判斷該輸入指紋模板是否匹配該註冊模板， 其中，該控制器依據該輸入指紋模板是否匹配該註冊模板而決定是否控制該嵌入式控制器觸發該處理器執行一開機程序。
2. 如申請專利範圍第1項所述的電子裝置，其中若該輸入指紋模板匹配該註冊模板，該處理器依據該嵌入式控制器所發出的一啟動訊號而執行該開機程序，以從該關機狀態轉換為一開機狀態， 其中若該輸入指紋模板不匹配該註冊模板，該處理器維持操作於該關機狀態。
3. 如申請專利範圍第1項所述的電子裝置，其中該指紋感測器接收關聯於一預設指紋的按壓而獲取至少一指紋影像，該處理器利用該控制器分析該至少一指紋影像而獲取該註冊模板，且該處理將關聯於一帳號的該註冊模板儲存於該記憶體， 其中該註冊模板包括多個有效特徵點，各該些有效特徵點的幾何資訊與特徵點種類。
4. 如申請專利範圍第3項所述的電子裝置，其中該處理器依據另一預設指紋而獲取關聯於該帳號的另一註冊模板，且該控制器依據該輸入指紋模板是否匹配該另一註冊模板而決定是否觸發該處理器執行該開機程序， 其中，若該輸入指紋模板匹配該註冊模板，該處理器於執行該開機程序後執行第一功能， 若該輸入指紋模板匹配該另一註冊模板，該處理器於執行該開機程序後執行第二功能。
5. 如申請專利範圍第1項所述的電子裝置，其中該電子裝置更包括耦接至該指紋辨識模組與該嵌入式控制器的一電源供應單元，在該處理器操作於關機狀態下，該電源供應單元供應電源至該指紋辨識模組與該嵌入式控制器， 其中，在該處理器操作於關機狀態下，該指紋感測器降低該指紋辨識模組的掃描頻率直至該指紋感測器偵測到該指紋。
6. 一種啟動方法，適用於包括一指紋辨識模組與一嵌入式控制器的一電子裝置，所述方法包括： 在操作於一關機狀態下，利用該指紋辨識模組掃描一指紋而獲取該指紋的輸入指紋模板； 在操作於該關機狀態下，比對該輸入指紋模板與儲存於一記憶體中的註冊模板，以判斷該輸入指紋模板是否匹配該註冊模板；以及 依據該輸入指紋模板是否匹配該註冊模板而決定是否控制該嵌入式控制器觸發一開機程序。
7. 如申請專利範圍第6項所述的啟動方法，其中依據該輸入指紋模板是否匹配該註冊模板而決定是否執行該開機程序的步驟包括： 若該輸入指紋模板匹配該註冊模板，依據該嵌入式控制器所發出的一啟動訊號而執行該開機程序，以從該關機狀態轉換為一開機狀態；以及 若該輸入指紋模板不匹配該註冊模板，維持操作於該關機狀態。
8. 如申請專利範圍第6項所述的啟動方法，更包括： 接收關聯於一預設指紋的按壓而獲取至少一指紋影像； 利用該指紋辨識模組分析該至少一指紋影像而獲取該註冊模板，其中該註冊模板包括多個有效特徵點，各該些有效特徵點的幾何資訊與特徵點種類；以及 將關聯於一帳號的該註冊模板儲存於該記憶體。
9. 如申請專利範圍第8項所述的啟動方法，更包括： 依據另一預設指紋而獲取關聯於該帳號的另一註冊模板，並將該另一註冊模板儲存於該記憶體； 依據該輸入指紋模板是否匹配該另一註冊模板而決定是否觸發該開機程序； 若該輸入指紋模板匹配該註冊模板，於執行該開機程序後執行第一功能；以及 若該輸入指紋模板匹配該另一註冊模板，於執行該開機程序後執行第二功能。
10. 如申請專利範圍第6項所述的啟動方法，更包括： 在操作於關機狀態下，供應電源至該指紋辨識模組與該嵌入式控制器；以及 在操作於關機狀態下，降低該指紋辨識模組的掃描頻率直至該指紋辨識模組偵測到該指紋。