TW201828157A - 指紋驗證方法及其電子裝置 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種指紋驗證方法及其電子裝置。此方法會依序取得多張滑動指紋影像，將所取得的多張滑動指紋影像結合為整合指紋影像，並且比對整合指紋影像與電子裝置儲存的模板指紋影像，以判定所取得的多張滑動指紋影像是否得以通過驗證。此方法還會依據所取得的多張滑動指紋影像的取得順序，來計算其所對應的滑動軌跡，並且比對滑動軌跡與電子裝置的至少一個預設軌跡，以判定滑動軌跡是否得以通過驗證。

Description

指紋驗證方法及其電子裝置

本發明是有關於一種驗證方法及裝置，且特別是有關於一種指紋驗證方法及其電子裝置。

在今天，指紋感測器幾乎已經成為各式電子裝置的標準配備。以辨識技術來區分，可分為光學式、熱感應式、超音波式與電容式等，其中又以電容式的指紋辨識技術在目前具有相當廣泛的應用。簡單來說，其指紋辨識的方式是針對指紋的凹凸紋路變化進行辨識，以取得指紋資訊。由於指紋上具有不同的凹凸紋路，因此當指紋接觸感測面板時，感測面板上的不同感測區域的電容值將分別對應所接觸到的不同紋路發生改變，其中指紋的凹部感應電容值較小，而在指紋的凸部感應的電容值較大。然而，指紋的紋路變化幅度相當微小，相對在感測面板上感應的電容值可能只有0.1法拉和1法拉的差別。所以，在進行指紋辨識的時候，若有雜訊干擾的存在，指紋辨識系統接收關於電容值變化的感測訊號以進行分析電容值變化時，將容易受到雜訊的影響，造成訊號的誤判以影響指紋辨識的準確度。

除此之外，為了顧及電子裝置的尺寸，指紋感測器所佔有的面積時常較小，而所能取得的指紋資訊也較少，導致指紋辨識的準確度也可能會跟著下降。因此，如何能夠提升指紋辨識的準確度是目前相當重要的課題。

有鑑於此，本發明提供一種指紋驗證方法及其電子裝置，除了指紋影像本身的資訊之外，更從中計算使用者手指滑動軌跡，可增加指紋感測器所能提供的指紋相關資訊。

本發明的指紋驗證方法適用於電子裝置，此方法會依序取得多張滑動指紋影像，將所取得的多張滑動指紋影像結合為整合指紋影像，並且比對整合指紋影像與電子裝置儲存的模板指紋影像，以判定所取得的多張滑動指紋影像是否得以通過驗證。此方法還會依據所取得的多張滑動指紋影像的取得順序，來計算其所對應的滑動軌跡，並且比對滑動軌跡與電子裝置的至少一個預設軌跡，以判定滑動軌跡是否得以通過驗證。

在本發明的一實施例中，若判定所取得的多張滑動指紋影像與滑動軌跡得以通過驗證，則解鎖電子裝置。

在本發明的一實施例中，若判定所取得的多張滑動指紋影像得以通過驗證，且滑動軌跡對應於至少一個預設軌跡中的其中之一，則依據滑動軌跡所對應的預設軌跡來啟動電子裝置的特定功能。

在本發明的一實施例中，上述的依據所取得的多張滑動指紋影像的取得順序，計算多張滑動指紋影像對應的滑動軌跡的步驟包括依據取得順序比對各滑動指紋影像之間的重疊部分，以及依據重疊部分來計算滑動軌跡。

在本發明的一實施例中，上述的依據所取得的多張滑動指紋影像的取得順序，計算多張滑動指紋影像對應的滑動軌跡的步驟包括比對各滑動指紋影像與模板指紋影像，以取得各滑動指紋影像在模板指紋影像上的位置，以及依據各滑動指紋影像的取得順序與其在模板指紋影像上的位置，來計算滑動軌跡。

本發明的電子裝置包括指紋取得模組、指紋整合模組、軌跡計算模組以及指紋驗證模組。指紋取得模組依序取得多張滑動指紋影像。指紋整合模組結合所取得的多張滑動指紋影像為整合指紋影像。軌跡計算模組依據所取得的多張滑動指紋影像的取得順序，來計算多張滑動指紋影像對應的滑動軌跡。指紋驗證模組比對整合指紋影像與電子裝置儲存的模板指紋影像，以判定所取得的多張滑動指紋影像是否得以通過驗證。指紋驗證模組更比對滑動軌跡與電子裝置的至少一個預設軌跡，以判定滑動軌跡是否得以通過驗證。

在本發明的一實施例中，若上述的指紋驗證模組判定所取得的多張滑動指紋影像與滑動軌跡得以通過驗證，則上述的電子裝置解鎖。

在本發明的一實施例中，若上述的指紋驗證模組判定所取得的多張滑動指紋影像得以通過驗證，且滑動軌跡對應於至少一個預設軌跡中的其中之一，則依據滑動軌跡所對應的預設軌跡來啟動電子裝置的特定功能。

在本發明的一實施例中，上述的軌跡計算模組依據所取得的多張滑動指紋影像的取得順序比對各滑動指紋影像之間的重疊部分，並依據所述重疊部分來計算滑動軌跡。

在本發明的一實施例中，上述的指紋驗證模組比對各滑動指紋影像與模板指紋影像，以取得各滑動指紋影像在模板指紋影像上的位置。上述的軌跡計算模組依據各滑動指紋影像在模板指紋影像上的位置，來計算滑動軌跡。

基於上述，本發明的指紋驗證方法及其電子裝置將所取得的多張滑動指紋影像，結合為整合指紋影像，此整合指紋影像可用來判定多張滑動指紋影像是否得以通過驗證。此外，本發明的指紋驗證方法及其電子裝置更計算所取得的多張滑動指紋影像所對應的滑動軌跡，以作為整合指紋影像以外的另一資訊。如此一來，能夠從所取得的多張滑動指紋影像中取得更多的指紋相關資訊。

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是依照本發明一實施例所繪示的電子裝置的方塊圖。請參照圖1，本實施例的電子裝置100例如是智慧手機（Smart phone）、個人數位助理（Personal Digital Assistant，PDA）、（Tablet PC）、筆記型電腦、桌上型電腦或其他種類的電子裝置。電子裝置100中包括指紋感測器110、處理器120以及儲存裝置130，其功能分述如下。

指紋感測器110例如是電容式感測器、光學式感測器、熱感應式感測器或超音波式感測器的指紋感測器。在本實施例中，指紋感測器110用以感測是否發生使用者的手指觸碰，以傳送啟動訊號至處理器120來通知處理器120控制指紋感測器110擷取使用者手指的指紋影像。

儲存裝置130可以是任何類型的固定式或可移動式隨機存取記憶體（random access memory，RAM）、唯讀記憶體（read-only memory，ROM）、快閃記憶體（flash memory）或類似元件或上述元件的組合。在本實施例中，儲存裝置130用以記錄模板指紋影像。模板指紋影像例如是使用者藉由指紋感測器110所註冊的指紋影像，在註冊後的模板指紋影像可以作為判斷指紋影像是否能夠通過驗證的依據。附帶一提的，本發明並不限制模板指紋影像的數量，其可以是一個或多個。

在本實施例中，儲存裝置130包括指紋取得模組131、指紋整合模組133、軌跡計算模組135以及指紋驗證模組137，這些模組例如是儲存在儲存裝置130中的程式。

處理器120例如是中央處理單元（Central Processing Unit，CPU），或是其他可程式設計的一般用途或特殊用途的微處理器（Microprocessor）、數位訊號處理器（Digital Signal Processor，DSP）、可程式設計控制器、特殊應用積體電路（Application Specific Integrated Circuits，ASIC）、可程式設計邏輯裝置（Programmable Logic Device，PLD）或其他類似裝置或這些裝置的組合。處理器120連接指紋感測器110以及儲存裝置130，其會從儲存裝置130載入指紋取得模組131、指紋整合模組133、軌跡計算模組135以及指紋驗證模組137的程式，據以執行本發明的指紋驗證方法。以下即舉實施例說明此方法的詳細步驟。

圖2是依照本發明一實施例所繪示的指紋驗證方法的流程圖。請參照圖2，本實施例的方法適用於圖1的電子裝置100，以下即搭配電子裝置100中的各項元件說明本發明的指紋驗證方法的詳細步驟。

首先，指紋取得模組131會藉由指紋感測器110來依序取得多張滑動指紋影像（步驟S210）。圖3是依照本發明一實施例所繪示的取得多張滑動指紋影像的示意圖。如圖3所示，在本實施例中，相對於指紋感測器110來說，使用者的手指例如是如圖中箭頭所指示方向先向右滑動，再向左下滑動。指紋取得模組131例如會藉由指紋感測器110以預定的時間間隔取得使用者手指在指紋感測器110上滑動時的6張滑動指紋影像SFIMG1~SFIMG6。由於使用者的手指相對於指紋感測器110是向右滑動，再向左下滑動，因此相對於使用者的手指，滑動指紋影像SFIMG1~SFIMG6是取得了手指上先向左，再向右上的位置上的6張滑動指紋影像。附帶一提的，本發明並不限制上述的預定時間間隔以及所取得的滑動指紋影像的數量，在其他實施例中指紋取得模組131亦可例如是取得8張或更多或更少的滑動指紋影像。換言之，本領域技術人員當可依據需求來設定取得多張滑動指紋影像的預定時間間隔、時間總長度，以及取得的數量，本發明不加以限制。

接著，指紋整合模組133會結合多張滑動指紋影像為整合指紋影像（步驟S220）。圖4是依照本發明一實施例所繪示的取得整合指紋影像的示意圖。如圖4所示，在本實施例中，指紋整合模組133會將指紋取得模組131所取得的滑動指紋影像SFIMG1~SFIMG6結合為整合指紋影像CFIMG。具體來說，指紋整合模組133會判斷滑動指紋影像SFIMG1~SFIMG6兩兩的重疊區域，再將判斷出的重疊區域疊合，便能夠得到較大面積的整合指紋影像CFIMG。簡單來說，整合指紋影像CFIMG可以視為是所取得的6張滑動指紋影像SFIMG1~SFIMG6的聯集影像。

以本實施例的滑動指紋影像SFIMG1、SFIMG2為例，指紋整合模組133會判斷滑動指紋影像SFIMG1、SFIMG2的重疊部分OVP（以斜線填滿）位於滑動指紋影像SFIMG1的左半部，而重疊部分OVP位於滑動指紋影像SFIMG2的右半部。指紋整合模組133會將其所判斷出的滑動指紋影像SFIMG1與滑動指紋影像SFIMG2的重疊部分OVP疊合，便能夠結合滑動指紋影像SFIMG1與SFIMG2以得到兩者的聯集影像。以此方式類推，便能夠得到結合滑動指紋影像SFIMG1~SFIMG6的整合指紋影像CFIMG。

特別的是，結合的整合指紋影像CFIMG能夠比指紋感測器110單次所擷取的指紋影像（例如，滑動指紋影像SFIMG1~SFIMG6的其中之一）包含更多的指紋資訊。因此，本實施例的指紋感測器110可以實作成較小的尺寸，也能夠獲取足夠的指紋資訊來作驗證。

除了結合多張滑動指紋影像來取得整合指紋影像之外，軌跡計算模組135還會依據多張滑動指紋影像的取得順序，來計算出多張滑動指紋影像所對應的滑動軌跡（步驟S230）。圖5是依照本發明一實施例所繪示的計算滑動軌跡的示意圖。如圖5所示，在本實施例中，多張滑動指紋影像的取得順序依序為SFIMG1、SFIMG2、SFIMG3、SFIMG4、SFIMG5、SFIMG6。因此，軌跡計算模組135會首先判斷滑動指紋影像SFIMG1、SFIMG2的滑動方向SD1，再判斷滑動指紋影像SFIMG2、SFIMG3的滑動方向SD2，以此類推便可得到滑動方向SD1~SD5。

在本實施例中，軌跡計算模組135會依據多張滑動指紋影像SFIMG1~SFIMG6的取得順序比對各滑動指紋影像之間的重疊部分，再依據所比對出的重疊部分來計算滑動軌跡。以本實施例的滑動指紋影像SFIMG1、SFIMG2為例，軌跡計算模組135會比對滑動指紋影像SFIMG1、SFIMG2的重疊部分OVP。如以上段落所述，重疊部分OVP位於滑動指紋影像SFIMG1的左半部，而重疊部分OVP位於滑動指紋影像SFIMG2的右半部。因此，軌跡計算模組135會判斷從取得滑動指紋影像SFIMG1至取得滑動指紋影像SFIMG2的時間段中，使用者手指的滑動方向SD1是朝右滑動。隨後，軌跡計算模組135會依序比對滑動指紋影像SFIMG2、SFIMG3，滑動指紋影像SFIMG3、SFIMG4、滑動指紋影像SFIMG4、SFIMG5、滑動指紋影像SFIMG5、SFIMG6的重疊部分以判斷各別的滑動方向SD2~SD5。最後，滑動方向SD1~SD5可結合為使用者手指的滑動軌跡，即，先向右，再向左下。

在另一實施例中，儲存裝置130中儲存有使用者所註冊的模板指紋影像TFIMG。因此，指紋驗證模組137亦可例如先比對各滑動指紋影像SFIMG1~SFIMG6與模板指紋影像TFIMG，以取得各滑動指紋影像SFIMG1~SFIMG6在模板指紋影像上TFIMG的位置（例如，滑動指紋影像中心點在模板指紋影像TFIMG上的座標），然後軌跡計算模組135會再依據各滑動指紋影像SFIMG1~SFIMG6的取得順序與其在模板指紋影像TFIMG上的位置，計算滑動軌跡。

圖6是依照本發明另一實施例所繪示的計算滑動軌跡的示意圖。具體來說，如圖6所示，指紋驗證模組137會比對出各滑動指紋影像SFIMG1~SFIMG6在模板指紋影像TFIMG上對應的位置。隨後，依據上述的取得順序以及模板指紋影像TFIMG，軌跡計算模組135便能夠判斷出各滑動指紋影像SFIMG1~SFIMG6是對應於模板指紋影像TFIMG中先向左，再向右上的位置。詳細來說，滑動方向SD1可例如為滑動指紋影像SFIMG1在模板指紋影像TFIMG上的座標，減去滑動指紋影像SFIMG2在模板指紋影像TFIMG上的座標，所得到的向量，以此類推。如此一來，軌跡計算模組135便能夠進一步判斷出滑動指紋影像SFIMG1~SFIMG6所對應的使用者手指的滑動軌跡為先向右，再向左下。

在取得整合指紋影像CFIMG後，指紋驗證模組137會比對整合指紋影像CFIMG與電子裝置100的儲存裝置130中儲存的模板指紋影像TFIMG，以判定滑動指紋影像SFIMG1~SFIMG6是否得以通過驗證（步驟S240）。在本實施例中，指紋驗證模組137例如會取得整合指紋影像CFIMG中的多個特徵點，來與模板指紋影像TFIMG中的多個特徵點作比對，並判斷匹配的特徵點數量是否達到要求，據以判定整合指紋影像CFIMG是否得以通過驗證。當整合指紋影像CFIMG是得以通過驗證，則判定滑動指紋影像SFIMG1~SFIMG6也得以通過驗證。本領域具備普通知識的技術人員應可理解比對整合指紋影像CFIMG與模板指紋影像TFIMG，以判定整合指紋影像CFIMG是否得以通過驗證的具體手段與方法，故在此不進一步限制亦不再贅述。

在取得滑動軌跡後，指紋驗證模組137會比對滑動軌跡與電子裝置100的至少一預設軌跡，以判定所取得的滑動軌跡是否得以通過驗證（步驟S250）。在本實施例中，電子裝置100的處理器120預設有用以驗證的預設軌跡，例如為先向右，再向左下。當滑動軌跡匹配於預設軌跡，例如兩者皆為先向右，再向左下時，則指紋驗證模組137會判定滑動軌跡得以通過驗證。

然而，本發明並不限制預設軌跡的數量。在另一實施例中，可例如存在有多個預設軌跡預設於處理器120或儲存於儲存裝置130中，並且各個預設軌跡分別對應於電子裝置100的其中一個特定功能。當滑動軌跡匹配於多個預設軌跡的其中之一時，指紋驗證模組137亦會判定滑動軌跡得以通過驗證。

由此可知，本發明實施例的電子裝置100藉由指紋感測器110，除了取得比單次擷取的指紋影像包含更多指紋資訊的整合指紋影像CFIMG之外，更取得了使用者手指的滑動軌跡。如此一來，電子裝置100有更多的指紋資訊能夠應用，增加了指紋驗證時的彈性。

舉例而言，當指紋驗證模組137同時判定滑動指紋影像SFIMG1~SFIMG6以及滑動軌跡皆得以通過驗證，才會解鎖電子裝置100。詳細來說，增加了滑動軌跡的指紋資訊能夠增加電子裝置100解鎖時的安全性。

舉另一例而言，當指紋驗證模組137判定滑動指紋影像SFIMG1~SFIMG6得以通過驗證，且滑動軌跡是匹配於多個對應於電子裝置100的特定功能的預設軌跡的其中之一時，依據滑動軌跡所匹配的預設軌跡，來啟動電子裝置100中對應的特定功能。詳細來說，增加了滑動軌跡的指紋資訊能夠在使用者手指的一次滑動中，同時達到驗證與啟動特定功能的目的。

綜上所述，本發明的指紋驗證方法及其電子裝置將所取得的多張滑動指紋影像，結合為整合指紋影像，此整合指紋影像可用來判定多張滑動指紋影像是否得以通過驗證。此外，本發明的指紋驗證方法及其電子裝置更計算所取得的多張滑動指紋影像所對應的滑動軌跡，以作為整合指紋影像以外的另一資訊。如此一來，能夠藉由減少電子裝置中指紋感測器所需的體積，並且從所取得的多張滑動指紋影像中取得更多的指紋相關資訊。

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。

100‧‧‧電子裝置

110‧‧‧指紋感測器

120‧‧‧處理器

130‧‧‧儲存裝置

131‧‧‧指紋取得模組

133‧‧‧指紋整合模組

135‧‧‧軌跡計算模組

137‧‧‧指紋驗證模組

CFIMG‧‧‧整合指紋影像

OVP‧‧‧重疊部分

S210~S250‧‧‧指紋驗證方法的步驟

SD1~SD5‧‧‧滑動方向

SFIMG1~SFIMG6‧‧‧滑動指紋影像

TFIMG‧‧‧模板指紋影像

圖1是依照本發明一實施例所繪示的電子裝置的方塊圖。 圖2是依照本發明一實施例所繪示的指紋驗證方法的流程圖。 圖3是依照本發明一實施例所繪示的取得多張滑動指紋影像的示意圖。 圖4是依照本發明一實施例所繪示的取得整合指紋影像的示意圖。 圖5是依照本發明一實施例所繪示的計算滑動軌跡的示意圖。 圖6是依照本發明另一實施例所繪示的計算滑動軌跡的示意圖。

Claims (10)

1. 一種指紋驗證方法，適用於電子裝置，包括： 依序取得多張滑動指紋影像； 結合所述多張滑動指紋影像為整合指紋影像； 依據所述多張滑動指紋影像的取得順序，計算所述多張滑動指紋影像對應的滑動軌跡； 比對所述整合指紋影像與所述電子裝置儲存的模板指紋影像，以判定所述多張滑動指紋影像是否得以通過驗證；以及 比對所述滑動軌跡與所述電子裝置的至少一預設軌跡，以判定所述滑動軌跡是否得以通過驗證。
2. 如申請專利範圍第1項所述的指紋驗證方法，其中若判定所述多張滑動指紋影像與所述滑動軌跡得以通過驗證，則解鎖所述電子裝置。
3. 如申請專利範圍第1項所述的指紋驗證方法，其中若判定所述多張滑動指紋影像得以通過驗證，且所述滑動軌跡匹配於所述至少一預設軌跡中的其中之一，則依據所述滑動軌跡所匹配的所述預設軌跡來啟動所述電子裝置的特定功能。
4. 如申請專利範圍第1項所述的指紋驗證方法，其中依據所述多張滑動指紋影像的取得順序，計算所述多張滑動指紋影像對應的滑動軌跡的步驟包括： 依據所述取得順序比對各滑動指紋影像之間的重疊部分；以及 依據所述重疊部分計算所述滑動軌跡。
5. 如申請專利範圍第1項所述的指紋驗證方法，其中依據所述多張滑動指紋影像的取得順序，計算所述多張滑動指紋影像對應的滑動軌跡的步驟包括： 比對各滑動指紋影像與所述模板指紋影像，以取得各滑動指紋影像在所述模板指紋影像上的位置；以及 依據各滑動指紋影像的所述取得順序與其在所述模板指紋影像上的所述位置，計算所述滑動軌跡。
6. 一種電子裝置，包括： 指紋取得模組，依序取得多張滑動指紋影像； 指紋整合模組，結合所述多張滑動指紋影像為整合指紋影像； 軌跡計算模組，依據所述多張滑動指紋影像的取得順序，計算所述多張滑動指紋影像對應的滑動軌跡；以及 指紋驗證模組，比對所述整合指紋影像與所述電子裝置儲存的模板指紋影像，以判定所述多張滑動指紋影像是否得以通過驗證，以及比對所述滑動軌跡與所述電子裝置的至少一預設軌跡，以判定所述滑動軌跡是否得以通過驗證。
7. 如申請專利範圍第6項所述的電子裝置，其中若所述指紋驗證模組判定所述多張滑動指紋影像與所述滑動軌跡得以通過驗證，則所述電子裝置解鎖。
8. 如申請專利範圍第6項所述的電子裝置，其中若所述指紋驗證模組判定所述多張滑動指紋影像得以通過驗證，且所述滑動軌跡對應於所述至少一預設軌跡中的其中之一，則依據所述滑動軌跡所對應的所述預設軌跡來啟動所述電子裝置的特定功能。
9. 如申請專利範圍第6項所述的電子裝置，其中所述軌跡計算模組依據所述取得順序比對各滑動指紋影像之間的重疊部分，並依據所述重疊部分計算所述滑動軌跡。
10. 如申請專利範圍第6項所述的電子裝置，其中所述指紋驗證模組比對各滑動指紋影像與所述模板指紋影像，以取得各滑動指紋在所述模板指紋影像上的位置， 其中所述軌跡計算模組依據各滑動指紋影像的所述取得順序與其在所述模板指紋影像上的所述位置，計算所述滑動軌跡。