TW201911113A - 指紋辨識裝置、方法及電腦程式產品 - Google Patents

Abstract

一種指紋辨識方法，係於所感測的指紋辨識未成功時，更新感測指紋時所需的參數，並根據更新後的參數重複執行指紋感測與辨識直到達一定次數及時間，如此可於每次辨識未成功時，根據前次所採集到的圖像，動態調整感測指紋時所需的參數，達到提升指紋圖像的採集品質，增加解鎖成功率。

Description

指紋辨識裝置及方法

本發明是有關於一種指紋辨識裝置及方法，特別是指一種可動態調整採集圖像之參數的指紋辨識裝置及方法。

隨著科技的蓬勃發展，行動電話、筆記型電腦或平板電腦等智慧型行動電子裝置已經成為了人們生活中必備之工具。然而，這些行動電子裝置雖具有很強的便利性及個人化的特點，例如：電話簿、相片、個人雲端硬碟、個人資料密碼等，但若行動電子裝置遭到盜用或是遺失，其內部存儲之資訊容易造成不必要之損失。因此，行動電子裝置的使用安全性成為發展的主要功能之一。

指紋辨識(Fingerprint Recognition)技術是常用的螢幕解鎖安全性技術，透過辨識使用者的指紋而解鎖螢幕，相較於利用密碼解鎖的方式，有更佳的安全性。但是，現有指紋辨識技術中，僅單次採集指紋來辨識，容易發生採集的指紋圖像品質過差，導致無法辨識或辨識錯誤，且也沒有動態調整採集指紋時所需的參數，因此每次採集指紋圖像的品質也不會提升，容易產生解鎖成功率不佳的問題。

因此，本發明的目的，即在提供一種指紋辨識方法，係於所感測的指紋辨識未成功時，更新感測指紋時所需的參數，並根據更新後的參數重複執行指紋感測與辨識直到達一定次數及時間。

在一實施例中，所感測的指紋辨識未成功是指根據一指紋採圖參數採集一對應使用者指紋的指紋圖像資訊，再將該指紋圖像資訊與一登入圖像資訊進行比對，若比對結果為不匹配，則視為辨識未成功。

又，感測指紋時所需的參數係為指紋採圖參數，且於所感測的指紋辨識未成功時，根據當次所採集的指紋圖像資訊對前次的指紋採圖參數進行更新，並重新設定指紋採圖參數。

再者，於指紋採圖參數更新後，根據更新後的指紋採圖參數採集新的指紋圖像資訊，再將新的指紋圖像資訊與登入圖像資訊進行比對，若比對結果仍為不匹配，則再次更新指紋採圖參數直到達一定次數及時間。

在一實施例中，於指紋辨識未成功時，是先判斷辨識未成功之次數是否達一定次數，若已達一定次數，則再判斷辨識未成功之時間是否達一定時間，若未達一定次數或未達一定時間，則更新感測指紋時所需的參數，並根據更新後的參數重複執行指紋感測與辨識。

在一實施例中，於指紋辨識未成功時，是先判斷辨識未成功之時間是否達一定時間，若已達一定時間，則再判斷辨識未成功之次數是否達一定次數，若未達一定次數或未達一定時間，則更新感測指紋時所需的參數，並根據更新後的參數重複執行指紋感測與辨識。

於是，本發明的另一目的，即在提供一種電腦程式產品，且於電腦載入該程式並執行後，可完成上述之指紋辨識方法。

於是，本發明的又一目的，即在提供一種指紋辨識裝置，其中包含一感測模組及一電連接感測模組的控制模組，感測模組根據一指紋採圖參數採集一對應使用者指紋的指紋圖像資訊，控制模組根據該指紋圖像資訊進行指紋辨識，且於辨識未成功時，根據該指紋圖像資訊更新指紋採圖參數，並根據更新後的指紋採圖參數重複執行指紋採集與辨識直到達一定次數及時間。

其中，控制模組係將指紋圖像資訊與一登入圖像資訊進行比對，若比對結果為不匹配，則視為辨識未成功。

在一實施例中，指紋辨識裝置還包含一電連接控制模組的計數模組及一電連接控制模組的計時模組，於指紋辨識未成功時，控制模組會先判斷計數模組所計數之次數是否達一定次數，若未達一定次數，控制模組控制計數模組計數加一，並根據指紋圖像資訊更新指紋採圖參數，且根據更新後的指紋採圖參數重複執行指紋採集與辨識；若計數已達一定次數，控制模組再判斷計時模組所計算之時間是否達一定時間，若未達一定時間，控制模組控制計時模組繼續計時，並根據指紋圖像資訊更新指紋採圖參數，且根據更新後的指紋採圖參數重複執行指紋採集與辨識。

在一實施例中，指紋辨識裝置還包含一電連接控制模組的計數模組及一電連接控制模組的計時模組，於指紋辨識未成功時，控制模組會先判斷計時模組所計算之時間是否達一定時間，若未達一定時間，控制模組控制計時模組繼續計時，並根據指紋圖像資訊更新指紋採圖參數，且根據更新後的指紋採圖參數重複執行指紋採集與辨識；若計時已達一定時間，控制模組再判斷計數模組所計數之次數是否達一定次數，若未達一定次數，控制模組控制計數模組計數加一，並根據指紋圖像資訊更新指紋採圖參數，且根據更新後的指紋採圖參數重複執行指紋採集與辨識。

本發明的功效在於：藉由每次辨識未成功時，動態調整並更新感測指紋時所需的參數，可提升指紋圖像的採集品質，增加解鎖成功率。

在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖1，為本實施例指紋辨識裝置100的電路示意圖， 本指紋辨識裝置100可以是手機、平板電腦等任何需要指紋辨識解鎖螢幕的電子裝置，其中包含一顯示模組10、一感測模組20、一控制模組30、一計數模組40及一計時模組50。

顯示模組10為一用以顯示畫面的螢幕，可為液晶螢幕或觸控螢幕等。感測模組20用以根據一指紋採圖參數採集對應使用者指紋的指紋圖像資訊，該指紋圖像資訊包含指紋圖形、解析度、畫素灰階、特徵點(minutiae)等參數。控制模組30電連接顯示模組10及感測模組20，用以控制所有電路運作。計數模組40電連接控制模組30，用以計數指紋辨識的次數。計時模組50電連接控制模組30，用以計算指紋辨識的時間，其中計數模組40及計時模組50可於同一晶片或電路中製作。

本實施例指紋辨識方法係應用於本指紋辨識裝置100或任何電子裝置，例如：手機、平板電腦等，其利用指紋辨識的方式來解鎖電子裝置的螢幕，並且當所感測到的指紋辨識未成功時，系統會更新感測指紋時所需的參數，並根據更新後的參數重覆執行辨識直到辨識一定次數及時間或是辨識成功(即解鎖螢幕)為止。配合參閱圖2，以下將詳細說明本指紋辨識方法的作動與流程。

於使用者按壓手指以進行螢幕解鎖時，本指紋辨識方法會進入步驟S10，感測模組20會根據一指紋採圖參數採集感測區域的指紋圖像資訊，以取得使用者指紋的相關資訊。

在本實施例中，感測區域是指使用者手指在指紋辨識裝置100上所按壓的區域，可以是手機或平板電腦上的Home鍵，或是由顯示模組10所顯示的虛擬按壓區域等。指紋採圖參數是指控制感測模組20的增益調節參數(gain shift)及畫素控制參數(pixel control)等，用以控制指紋圖像的採集品質，以達到指紋圖像的亮度均值為128(即指紋圖像為256階灰階圖像)，使指紋谷線及脊線的對比度為最大。此外，感測模組20當前所根據的指紋採圖參數是前次進行指紋辨識未成功時所更新的指紋採圖參數(如後詳述)，透過每次的更新可將參數調至最佳，以提高採集指紋圖像的品質，增加辨識成功的機率，只有初次進行指紋辨識時是以預設參數值為依據進行指紋圖像的採集。

步驟S20，控制模組30根據感測模組20所採集到的指紋圖像資訊進行指紋辨識，若辨識結果為成功，則螢幕解鎖；若辨識結果未成功，則執行步驟S30。

詳細來說，控制模組30係將感測模組20所採集到的指紋圖像資訊與一登入圖像資訊進行比對，若比對結果為匹配，則視為辨識成功；若不匹配，則視為辨識未成功。其中，登入圖像資訊係指使用者欲啟用指紋辨識裝置100的指紋辨識解鎖功能時，所預先儲存的指紋資訊，該些資訊同樣包含指紋圖形、解析度、畫素灰階、特徵點等參數，而控制模組30係將感測模組20所採集到的指紋圖像資訊及登入圖像資訊中的特徵點相比對，並且相似度達一定值(例如：99%)時，則視為匹配(即辨識成功)；反之，則視為不匹配(即辨識未成功)。

步驟S30，控制模組30判斷計數模組40所計數的一重試次數是否達一目標值，若否，則執行步驟S40；若是，則執行步驟S50。在本實施例中，目標值設定為2次，但不以此為限。

步驟S40 ，控制模組30根據感測模組20所採集的指紋圖像資訊對指紋採圖參數進行更新，並重新設定該指紋採圖參數(即修改其中的增益調節參數及畫素控制參數)，且計數模組40的重試次數計數增加1，於設定結束後重回執行步驟S10，感測模組20會根據更新後的指紋採圖參數再次採集感測區域的指紋圖像資訊。

因此，透過上述步驟S30及步驟S40，在每次指紋辨識未成功時，修正指紋採圖參數，可以達到每次採集指紋圖像資訊的過程中，能夠得到更高質量圖像的目的。此外，目標值設定為2次或以上，即表示當指紋辨識未成功時，指紋辨識裝置100會多次重複採集指紋圖像資訊，並且於每次微調指紋採圖參數，可使指紋圖像的採集品質提升，以增加解鎖的成功率。

在步驟S30中，若控制模組30判斷計數模組40所計數的一重試次數已達目標值，則執行步驟S50，控制模組30控制計時模組50開始計時，並判斷計時模組50所計時的一重試時間是否達一目標時間，若否，則執行步驟S40；若是，則結束本指紋辨識方法。在本實施例中，目標時間設定為2秒，但不以此為限。

換言之，當指紋辨識未成功且辨識次數達2次後，本指紋辨識方法會改採取計時的方式繼續進行指紋辨識，並且同樣在每次指紋辨識未成功時，修正指紋採圖參數，以提升指紋圖像的採集品質，增加解鎖的成功率。

特別說明的是，步驟S30及步驟S50係分別為本指紋辨識方法的兩個階段，第一階段採用計次的方式，以確保重複辨識達一定次數；第二階段採用計時的方式，以確保重複辨識的時間能有一定長度，以避免單純使用計次方式的情況下，可能因控制模組30的性能或是運算執行速度等影響，發生過短時間內就結束重複辨識之疑慮。此外，兩階段所採用的方式也可以互換，也就是第一階段採用計時的方式，第二階段則採用計次的方式，如圖3所示。圖3及圖2的流程大致相同，不同的是，當控制模組30根據感測模組20所採集到的指紋圖像資訊進行指紋辨識(如步驟S20)，且辨識結果未成功時，控制模組30是先控制計時模組50開始計時，並判斷計時模組50所計時的重試時間是否達目標時間(如步驟S50)，若重試時間已達目標時間，控制模組30才判斷計數模組40所計數的重試次數是否達目標值(如步驟S50)，如此同樣能達到提升指紋圖像的採集品質，增加解鎖成功率之功效。

此外，在特定實施例中，有些電子裝置的設計是必須在手指按壓感測區域且抬起手指時，才進行指紋辨識的動作，因此在進行指紋辨識之前，需要額外增加手指是否抬起之判定，如圖4所示。圖4及圖2的流程大致相同，不同的是，在進行指紋辨識之前，控制模組30會先判斷是否需要等待手指抬起(如步驟S01)，若是，則執行步驟S02，控制模組30會等待(偵測)手指抬起，當手指抬起時，則開始進行指紋辨識的動作(如步驟S10～S50)；控制模組30若判斷不需要等待手指抬起，則直接進行指紋辨識。

補充說明的是，在一些特定的應用中，本發明指紋辨識方法可以一電腦程式產品呈現，使得於電腦或任何電子裝置載入該程式並執行後，可執行上述之指紋辨識方法。

綜上所述，本發明指紋辨識裝置及方法，藉由每次辨識未成功時，修正且更新感測指紋時所需的參數，以達到提升指紋圖像的採集品質，增加解鎖成功率之目的。

惟以上所述者，僅為本發明的實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。

100‧‧‧指紋辨識裝置

10‧‧‧顯示模組

20‧‧‧感測模組

30‧‧‧控制模組

40‧‧‧計數模組

50‧‧‧計時模組

步驟S10～S50

步驟S01～S02

本發明的其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1是本發明指紋辨識裝置的一實施例的電路示意圖； 圖2是本發明指紋辨識方法的一實施例的流程圖； 圖3是本發明指紋辨識方法的另一實施例的流程圖；及 圖4是本發明指紋辨識方法的另一實施例的流程圖。

Claims (11)

1. 一種指紋辨識方法，係於所感測的指紋辨識未成功時，更新感測指紋時所需的參數，並根據更新後的參數重複執行指紋感測與辨識直到達一定次數及時間。
2. 如請求項1所述的指紋辨識方法，其中，所感測的指紋辨識未成功係指根據一指紋採圖參數採集一對應使用者指紋的指紋圖像資訊，再將該指紋圖像資訊與一登入圖像資訊進行比對，若比對結果為不匹配，則視為辨識未成功。
3. 如請求項2所述的指紋辨識方法，其中，感測指紋時所需的參數係為該指紋採圖參數，且於所感測的指紋辨識未成功時，根據當次所採集的指紋圖像資訊對前次該指紋採圖參數進行更新，並重新設定該指紋採圖參數。
4. 如請求項3所述的指紋辨識方法，其中，於該指紋採圖參數更新後，根據更新後的該指紋採圖參數採集新的指紋圖像資訊，再將新的指紋圖像資訊與該登入圖像資訊進行比對，若比對結果仍為不匹配，則再次更新該指紋採圖參數直到達一定次數及時間。
5. 如請求項1所述的指紋辨識方法，其中，於指紋辨識未成功時，先判斷辨識未成功之次數是否達該一定次數，若已達該一定次數，則再判斷辨識未成功之時間是否達該一定時間，若未達該一定次數或未達該一定時間，則更新感測指紋時所需的參數，並根據更新後的參數重複執行指紋感測與辨識。
6. 如請求項1所述的指紋辨識方法，其中，於指紋辨識未成功時，先判斷辨識未成功之時間是否達該一定時間，若已達該一定時間，則再判斷辨識未成功之次數是否達該一定次數，若未達該一定次數或未達該一定時間，則更新感測指紋時所需的參數，並根據更新後的參數重複執行指紋感測與辨識。
7. 一種電腦程式產品，於電腦載入該程式並執行後，可完成如請求項1～5中任一項所述之方法。
8. 一種指紋辨識裝置，包含： 一感測模組，根據一指紋採圖參數採集一對應使用者指紋的指紋圖像資訊；及 一控制模組，電連接該感測模組，該控制模組根據該指紋圖像資訊進行指紋辨識，於辨識未成功時，根據該指紋圖像資訊更新該指紋採圖參數，並根據更新後的指紋採圖參數重複執行指紋採集與辨識直到達一定次數及時間。
9. 如請求項8所述的指紋辨識裝置，其中，該控制模組係將該指紋圖像資訊與一登入圖像資訊進行比對，若比對結果為不匹配，則視為辨識未成功。
10. 如請求項8所述的指紋辨識裝置，還包含一電連接該控制模組的計數模組及一電連接該控制模組的計時模組， 於指紋辨識未成功時，該控制模組先判斷該計數模組所計數之次數是否達該一定次數，若未達該一定次數，該控制模組控制該計數模組計數加一，並根據該指紋圖像資訊更新該指紋採圖參數，且根據更新後的指紋採圖參數重複執行指紋採集與辨識， 若已達該一定次數，該控制模組再判斷該計時模組所計算之時間是否達該一定時間，若未達該一定時間，該控制模組控制該計時模組繼續計時，並根據該指紋圖像資訊更新該指紋採圖參數，且根據更新後的指紋採圖參數重複執行指紋採集與辨識。
11. 如請求項8所述的指紋辨識裝置，還包含一電連接該控制模組的計數模組及一電連接該控制模組的計時模組， 於指紋辨識未成功時，該控制模組先判斷該計時模組所計算之時間是否達該一定時間，若未達該一定時間，該控制模組控制該計時模組繼續計時，並根據該指紋圖像資訊更新該指紋採圖參數，且根據更新後的指紋採圖參數重複執行指紋採集與辨識， 若已達該一定時間，該控制模組再判斷該計數模組所計數之次數是否達該一定次數，若未達該一定次數，該控制模組控制該計數模組計數加一，並根據該指紋圖像資訊更新該指紋採圖參數，且根據更新後的指紋採圖參數重複執行指紋採集與辨識。