TWI521444B - 零登入 - Google Patents

Description

零登入 對相關申請案之交叉參考

本申請案主張2012年6月29日申請且題為「Zero Enrollment」之美國臨時專利申請案第61/666,717號及2013年3月15日申請且題為「Zero Enrollment」之美國非臨時專利申請案第13/841,287號的優先權，該等臨時專利申請案中之每一者以引用之方式併入本文中，好像完全揭示於本文中一般。

本發明一般而言係關於電子裝置，且更特定而言，係關於用於電子裝置之感測器，諸如指紋感測器。

本發明之領域。本發明一般而言係關於指紋感測器。

本發明之背景。指紋辨識系統一般而言提供指紋資訊之收集且對照已知指紋資料庫比較彼資訊。舉例而言，可收集授權使用者的已知指紋之集合，且可藉由對照彼授權使用者之已知指紋資訊比較存取使用者之指紋資訊來授權彼存取使用者。此一般而言涉及自授權使用者收集指紋及將彼等所收集之指紋登入彼已知指紋資訊資料庫中。

有時自授權使用者收集指紋涉及使用者介面，其中授權使用者鍵入一或多個指紋，處理彼等指紋(若有必要)以提供指紋資訊，且將彼指紋資訊登入與彼授權使用者相關聯之資料庫中。舉例而言，使用者介面可能要求授權使用者鍵入其手指中之每一者的一或多個指紋， 且可能建構包括指紋資訊之一或多個資料結構，使得可比較新指紋與彼等資料結構中所登入之指紋資訊。

有時藉由使用彼使用者介面而自授權使用者收集指紋之過程係耗費時間的。此可具有如下效果：授權使用者發現收集及登入指紋的操作係繁瑣的或因其他原因而不實用。

有時藉由使用彼使用者介面而自授權使用者收集指紋之過程中斷授權使用者正嘗試執行之操作。此可具有如下效果：授權使用者發現收集及登入指紋的操作係一妨礙或因其他原因而不實用。

此等實例中之每一者以及其他可能考慮可對授權使用者與指紋辨識感測器之互動及其與併有指紋辨識感測器之裝置(諸如，使用指紋辨識用於鑑認的計算裝置)的互動帶來困難。舉例而言，如以上所提到，授權使用者可能發現用於收集及登入指紋的使用者介面係煩人的或因其他原因不實用，且其可能回避使用彼使用者介面。此可能具有如下效果：指紋辨識感測器保持未使用或比原本可能的效率低效地使用。

本申請案提供可接收關於指紋影像或其部分之資訊，且可併入於使用指紋辨識之裝置中的技術(包括電路及設計)。本發明亦提供包括執行指紋辨識之裝置及可由彼等裝置執行之方法的技術。

在一實施例中，技術可包括提供一指紋辨識感測器，其中在每一指紋的一或多個部分被識別時可收集該等部分，且彼等部分可組合成一統一指紋範本。無需一使用者介面即可登入及自動認證該統一指紋範本。舉例而言，一指紋辨識感測器可接收指紋之一或多個部分、將彼等部分維護於記憶體或儲存器中、當適當時組合所接收之部分、當部分被組合成一實質上完整之指紋時登入指紋資訊，及對於具有彼指紋的使用者，自動使彼指紋資訊與認證相關聯。如本文中所描述， 部分已登入之指紋可維護在記憶體或儲存器中且回應於實體接觸或近接使用者指紋中之一或多者及與其之互動而由一計算裝置操縱。

在一實施例中，技術可包括維護自指紋之部分收集的一部分統一指紋、使指紋之另外部分與彼部分統一指紋匹配、擴展彼部分統一指紋，及識別何時彼部分統一指紋足夠用作一實質上完整之指紋。舉例而言，一指紋辨識感測器可維護一或多個部分統一指紋，且在適當時使彼等部分統一指紋彼此組合。

在一實施例中，技術可包括維護自指紋之部分收集的一部分統一指紋、識別可能與彼部分統一指紋匹配的指紋之另外部分、試探性地匹配彼等另外部分，及回應於新資訊而抑制試探性匹配。對於一第一實例，彼新資訊可包括使用所接收之指紋資訊測試該部分統一指紋的結果。對於一第二實例，彼新資訊可包括彼等另外部分之品質的量測。對於一第三實例，接著新資訊可包括彼等另外部分與彼部分統一指紋之匹配的品質的量測。

雖然揭示多個實施例(包括其變化)，對熟習此項技術者而言，自展示及描述本發明之說明性實施例的以下詳細描述，本發明之其他實施例將顯而易見。如將認識到，在皆不脫離本發明之精神及範疇的情況下，能夠在各種明顯態樣中修改本發明。因此，應將圖式及詳細描述在本質上看作說明性的而非限制性的。

700‧‧‧方法

1001‧‧‧觸控I/O裝置

1002‧‧‧通信頻道

1003‧‧‧計算系統

2000‧‧‧系統架構

2001‧‧‧電腦可讀媒體

2003‧‧‧通信匯流排/信號線

2004‧‧‧處理系統

2006‧‧‧輸入/輸出(I/O)子系統

2008‧‧‧射頻(RF)電路

2010‧‧‧音訊電路

2012‧‧‧觸控I/O裝置

2014‧‧‧其他I/O裝置

2016‧‧‧周邊介面

2018‧‧‧應用程式處理器

2020‧‧‧記憶體控制器

2022‧‧‧作業系統

2024‧‧‧通信模組(或指令集)

2026‧‧‧觸控處理模組(或指令集)

2028‧‧‧圖形模組(或指令集)

2030‧‧‧應用程式(或指令集)

2032‧‧‧觸控I/O裝置控制器/觸控螢幕控制器

2034‧‧‧其他輸入控制器

2036‧‧‧外部埠

2038‧‧‧指紋感測模組(或指令集)

2040‧‧‧安全處理器

2044‧‧‧電力系統/指紋I/O控制器

2050‧‧‧音訊揚聲器

2052‧‧‧麥克風

雖然以申請專利範圍結束之本說明書特定指出且清楚地主張被視為形成本發明之標的物，但咸信結合隨附圖式自以下描述將更好地理解本發明，其中：

圖1展示包括於裝置之一部分中的指紋辨識感測器的概念圖。

圖2展示正連結成指紋網格且登入為指紋範本的個別指紋節點之集合的概念圖。

圖3展示正匹配的個別指紋節點之集合的概念圖。

圖4展示正試探性地以額外個別指紋節點擴展的指紋範本的概念圖。

圖5展示觸控I/O裝置與計算系統之間的通信的概念圖。

圖6展示包括指紋辨識裝置的系統的概念圖。

圖7為說明用於經由電子裝置之操作而產生對應於指紋的資料集的實例方法的流程圖。

本發明提供可接收關於指紋影像或其部分之資訊，且可併入於使用指紋辨識之裝置中的技術，包括電路及設計。本發明亦提供包括執行指紋辨識之裝置及可由彼等裝置執行之方法的技術。本文中所描述的實施例可經組態以與多種感測器一起操作，包括磁條或刷卡感測器、陣列或其他二維感測器及其類似者。在一實施例中，技術可包括提供指紋辨識感測器，其中在每一指紋的一或多個部分被識別時可收集該等部分，且彼等部分可組合成統一指紋範本。以此方式，對於使用者，可簡化指紋之收集及登入。

術語

本文中所使用的術語及片語意欲為例示性的，而不以任何方式為限制性的。本文中所使用的術語及片語的一些實例包括如下：

文字「節點」及其變體一般而言係指指紋之個別部分或其資訊表示，諸如，可能由指紋辨識感測器收集。舉例而言，如本文中所描述，節點可包括由指紋辨識感測器接收之指紋資料塊，且可由指紋辨識感測器維護。

文字「嵌紋(mosaic)」及其變體一般而言係指自一或多個節點收集之部分統一指紋或其資訊表示。舉例而言，如本文中所描述，一或多個嵌紋可由指紋辨識感測器維護。

文字「範本」及其變體一般而言係指實質上完整之指紋或其資訊表示。舉例而言，範本可自一或多個嵌紋或嵌紋及一或多個額外節點建構。亦可回應於使用者介面而接收範本。

在閱讀本發明之後，熟習此項技術者將認識到術語之此等語句將適用於技術、方法、實體元件及系統(無論當前是否已知)，包括由熟習此項技術者在閱讀本發明之後推斷出或可推斷之其延伸。

指紋感測器系統

圖5展示觸控I/O裝置與計算系統之間的通信的概念圖。

所描述之實施例可包括可經由有線或無線通信頻道1002接收用於與計算系統1003互動之觸摸輸入的觸控I/O裝置1001。觸控I/O裝置1001可用於代替其他輸入裝置(諸如鍵盤、滑鼠等)或與之組合地將使用者輸入提供至計算系統1003。一或多個觸控I/O裝置1001可用於將使用者輸入提供至計算系統1003。觸控I/O裝置1001可為計算系統1003之一體式部分(例如，膝上型電腦上的觸控螢幕)或可與計算系統1003分離。

舉例而言，隨著使用者用其手指觸摸該觸控I/O裝置1001(或以其他方式將使用者之手指帶近觸控I/O裝置1001)，該觸控I/O裝置1001可與使用者互動，其效果為觸控I/O裝置1001可接收指紋影像資料，及視情況將反饋提供至接收其指紋影像資料的使用者。

觸控I/O裝置1001可包括完全或部分透明、半透明、非透明、不透明或其任何組合的觸敏面板。觸控I/O裝置1001可體現為觸控螢幕、觸控板、充當觸控板之觸控螢幕(例如，替換膝上型電腦之觸控板的觸控螢幕)、與任何其他輸入裝置組合或合併之觸控螢幕或觸控板(例如，安置於鍵盤、平板計算裝置、智慧型手機及其類似者上的觸控螢幕或觸控板)或具有用於接收觸摸輸入之觸敏表面的任何多維物件。

在一實例中，體現為觸控螢幕的觸控I/O裝置1001可包括部分或完全位於顯示器之至少一部分上的透明及/或半透明觸敏面板。根據此實施例，觸控I/O裝置1001用於顯示自計算系統1003(及/或另一源)傳輸之圖形資料，且亦用於接收使用者輸入。在其他實施例中，觸控I/O裝置1001可體現為觸敏組件/裝置與顯示器組件/裝置一體化的整合式觸控螢幕。在其他實施例中，觸控螢幕可用作用於顯示補充性或與初始顯示器相同之圖形資料的補充或額外顯示螢幕且接收觸摸輸入。

基於電容、電阻、光學、聲學、電感、機械、化學量測或可關於近接裝置1001之一或多個觸摸或接近觸摸之發生而量測之任何現象，觸控I/O裝置1001可經組態以在裝置1001上偵測一或多個觸摸或接近觸摸之位置。軟體、硬體、韌體或其任何組合可用於處理偵測到之觸摸的量測以識別及追蹤一或多個示意動作或指紋。示意動作或指紋可對應於觸控I/O裝置1001上靜態或非靜態、單一或多個觸摸或接近觸摸。示意動作或指紋可由在觸控I/O裝置1001上以特定方式移動一或多個手指或其他物件而執行，諸如基本上同時相連地或連續地觸按、按壓、搖動、拖曳、扭轉、改變定向、用變化之壓力按壓及其類似者。示意動作或指紋之特徵可為(但不限於)在任何其他手指之間或用任何其他手指進行捏合、滑動、滑移、旋轉、撓曲、牽曳或觸按運動。單一示意動作可用一或多隻手、由一或多個使用者執行，或其任何組合。

計算系統1003可驅動具有圖形資料的顯示器以顯示圖形使用者介面(GUI)。GUI可經組態以經由觸控I/O裝置1001接收觸摸輸入。體現為觸控螢幕，觸控I/O裝置1001可顯示GUI。或者，GUI可在與觸控I/O裝置1001分離之顯示器上顯示。GUI可包括在介面內之特定位置處顯示的圖形元件。圖形元件可包括(但不限於)多種顯示出之虛擬輸入裝置，包括虛擬滾輪、虛擬鍵盤、虛擬旋鈕、虛擬按鈕、任何虛擬UI 及其類似者。使用者可在可與GUI之圖形元件相關聯之觸控I/O裝置1001上的一或多個特定位置處執行示意動作。在其他實施例中，使用者可在獨立於GUI之圖形元件之位置的一或多個位置處執行示意動作。在觸控I/O裝置1001上執行之示意動作可直接或間接地操縱、控制、修改、移動、致動、起動或一般地影響圖形元件，諸如GUI內之光標、圖標、媒體檔案、清單、文字、影像之全部或部分或其類似者。舉例而言，在觸控螢幕的狀況下，使用者可藉由在觸控螢幕上的圖形元件之上執行示意動作而直接與圖形元件互動。或者，觸控板一般而言提供間接互動。示意動作亦可影響未顯示出的GUI元件(例如，使使用者介面出現)或可在計算系統1003內影響其他動作(例如，影響GUI、應用程式或作業系統之狀態或模式)。可或可不在觸控I/O裝置1001上結合顯示出之光標執行示意動作。舉例而言，在示意動作執行於觸控板上之狀況下，光標(或指標)可在顯示螢幕或觸控螢幕上顯示，且可在觸控板上經由觸摸輸入控制光標以與顯示螢幕上的圖形物件互動。在直接於觸控螢幕上執行示意動作之其他實施例中，使用者可在觸控螢幕上與物件直接互動，其中光標或指標在觸控螢幕上顯示或未顯示。

回應於或基於觸控I/O裝置1001上之觸摸或接近觸摸，可經由通信頻道1002將反饋提供至使用者。可以光學方式、機械方式、電方式、嗅覺方式、聲學方式或其類似者或其任何組合，且以可變或非可變之方式來傳輸反饋。舉例而言，反饋可包括與使用者之互動，該互動指示：(A)已接收到指紋影像資訊之一或多個集合，(B)已將指紋影像資訊之一或多個集合登入資料庫，且可能認證內容已與彼等指紋影像資訊之一或多個集合相關聯，(C)指紋影像資訊之一或多個集合已確認為與使用者相關聯或不相關聯。

圖6展示包括指紋辨識裝置的系統的概念圖。

現將注意力指向可在任何攜帶型或非攜帶型裝置內體現之系統架構的實施例，該等裝置包括(但不限於)通信裝置(例如，行動電話、智慧型手機)、多媒體裝置(例如，MP3播放器、電視、無線電)、攜帶型或手持型電腦(例如，平板電腦、迷你筆記型電腦、膝上型電腦)、桌上型電腦、一體式桌上型電腦、周邊裝置或可調適以包括系統架構2000的任何其他系統或裝置，包括此等類型之裝置中之兩個或兩個以上者之組合。系統2000之一實施例的方塊圖一般而言包括一或多個電腦可讀媒體2001、處理系統2004、輸入/輸出(I/O)子系統2006、射頻(RF)電路2008及音訊電路2010。此等組件可藉由一或多個通信匯流排或信號線2003耦接。每一此匯流排或信號線可表示為2003-X之形式，其中X為唯一數目。匯流排或信號線可在組件之間攜載適當類型之資料；每一匯流排或信號線可不同於其他匯流排/線，但可執行大體類似之操作。

應顯而易見，圖中所展示的架構僅為系統2000之一實例架構，且彼系統2000可具有比所展示之較多或較少之組件，或具有組件之不同組態。圖中所展示之各種組件可在硬體、軟體、韌體或其任何組合中實施，包括一或多個信號處理及/或特殊應用積體電路。

RF電路2008用於經由無線鏈路或網路將資訊發送至一或多個其他裝置及接收資訊，且RF電路2008包括用於執行此功能之熟知電路。RF電路2008及音訊電路2010經由周邊介面2016耦接至處理系統2004。介面2016包括用於在周邊裝置與處理系統2004之間建立及維持通信的各種已知組件。音訊電路2010耦接至音訊揚聲器2050及麥克風2052，且包括用於處理自介面2016接收之語音信號的已知電路以使使用者能夠與其他使用者進行即時通信。在一些實施例中，音訊電路2010包括耳機插口(未展示)。

周邊介面2016將系統之輸入及輸出周邊裝置耦接至處理器2018 及電腦可讀媒體2001。一或多個處理器2018經由控制器2020與一或多個電腦可讀媒體2001通信。電腦可讀媒體2001可為可儲存用於由一或多個處理器2018使用之程式碼及/或資料的任何裝置。媒體2001可包括記憶體階層，包括(但不限於)快取記憶體、主記憶體及輔助記憶體。可藉由使用RAM(例如，SRAM、DRAM、DDRAM)、ROM、快閃記憶體、磁性及/或光學儲存裝置，諸如磁碟機、磁帶、CD(光碟)及DVD(數位視訊光碟)之任何組合來實施記憶體階層。媒體2001亦可包括用於攜載指示電腦指令或資料的資訊承載信號之傳輸媒體(具有或不具有藉以調變該等信號之載波)。舉例而言，傳輸媒體可包括通信網路，包括(但不限於)網際網路(亦被稱作全球資訊網)、內部網路、區域網路(LAN)、廣域網路(WLAN)、儲存區域網路(SAN)、都會區域網路(MAN)及其類似者。

一或多個處理器2018執行儲存於媒體2001中之各種軟體組件以執行系統2000之各種功能。在一些實施例中，軟體組件包括作業系統2022、通信模組(或指令集)2024、觸摸處理模組(或指令集)2026、圖形模組(或指令集)2028、一或多個應用程式(指令集)2030及指紋感測模組(或指令集)2038。此等模組中之每一者及以上所提到的應用程式對應於用於執行以上描述之一或多個功能的指令集及本發明中所描述之方法(例如，本文中所描述的電腦實施方法及其他資訊處理方法)。此等模組(亦即，指令集)未必需要實施為獨立軟體程式、程序或模組，且因此在各種實施例中此等模組之各種子集可組合或以其他方式重新配置。在一些實施例中，媒體2001可儲存以上所識別之模組及資料結構之子集。此外，媒體2001可儲存以上未描述之額外模組及資料結構。

作業系統2022包括各種程序、指令集、軟體組件及/或驅動程式以用於控制及管理一般系統任務(例如，記憶體管理、儲存裝置控 制、電力管理等)，且促進各種硬體與軟體組件之間的通信。

通信模組2024促進經由一或多個外部埠2036或經由RF電路2008與其他裝置通信，且包括用於處置自RF電路2008及/或外部埠2036所接收之資料的各種軟體組件。

圖形模組2028包括用於在顯示表面上呈現、動畫化及顯示圖形物件之各種已知軟體組件。在觸控I/O裝置2012為觸敏顯示器(例如，觸控螢幕)之實施例中，圖形模組2028包括用於在該觸敏顯示器上呈現、顯示及動畫化物件之組件。

一或多個應用程式2030可包括系統2000上安裝之任何應用程式，包括(但不限於)瀏覽器、通訊錄、聯繫人清單、電子郵件、即時訊息接發、文書處理、鍵盤仿真、介面工具集、JAVA致能之應用程式、加密、數位版權管理、語音辨識、語音複製、位置判定能力(諸如由全球位置系統(GPS)提供之能力)、音樂播放器等。

觸摸處理模組2026包括用於執行與觸控I/O裝置2012相關聯之各種任務的各種軟體組件，所述任務包括(但不限於)接收及處理經由觸控I/O裝置控制器2032自I/O裝置2012接收之觸摸輸入。

結合圖1至圖4，系統2000可進一步包括用於執行如本文中所描述之方法/功能的指紋感測模組2038。指紋感測模組2038可至少經執行以或以其他方式用於執行與指紋感測器相關聯之各種任務，諸如接收及處理指紋感測器輸入。指紋感測模組2038亦可控制指紋感測器2042之某些操作態樣，諸如其指紋資料擷取及/或將相同指紋資料傳輸至處理器2018及/或安全處理器2040。模組2038亦可與觸控I/O裝置2012、圖形模組2028及其他圖形顯示器互動。模組2038可體現為硬體、軟體、韌體或其任何組合。儘管模組2038展示成駐留在媒體2001內，但模組2038之全部或部分可在系統2000內之其他組件內體現或可完全體現為系統2000內之獨立組件。

I/O子系統2006耦接至觸控I/O裝置2012及一或多個其他I/O裝置2014以用於控制或執行各種功能。觸控I/O裝置2012經由觸控I/O裝置控制器2032與處理系統2004通信，處理系統2004包括用於處理使用者觸摸輸入之各種組件(例如，掃描硬體)。一或多個其他輸入控制器2034自其他I/O裝置2014接收電信號或將電信號發送自其他I/O裝置2014。其他I/O裝置2014可包括實體按鈕、撥號器、滑動開關、桿、鍵盤、觸控板、額外的顯示螢幕或其任何組合。此等按鈕可為實體的或虛擬的。按鈕可係軟性的。亦即，該(等)按鈕可實體地展示在表面上，但當按壓該(等)按鈕或以其他方式與之互動時，其可不與機械開關相關聯或不操作機械開關。

若體現為觸控螢幕，則觸控I/O裝置2012在GUI中將視覺輸出顯示給使用者。視覺輸出可包括文字、圖形、視訊及其任何組合。該視覺輸出中之一些或全部可對應於使用者介面物件。觸控I/O裝置2012形成自使用者接受觸摸輸入之觸敏表面。觸控I/O裝置2012及觸控螢幕控制器2032(連同在媒體2001中的任何相關聯之模組及/或指令集)偵測及追蹤在觸控I/O裝置2012上的觸摸或接近觸摸(及觸摸的任何移動或釋放)，且將偵測到之觸摸輸入轉換為與圖形物件(諸如一或多個使用者介面物件)之互動。在裝置2012體現為觸控螢幕之狀況中，使用者可直接與觸控螢幕上所顯示之圖形物件互動。或者，在裝置2012體現為除了觸控螢幕(例如，觸控板)的觸控裝置之狀況中，使用者可間接地與圖形物件互動，該等圖形物件顯示於體現為I/O裝置2014的獨立顯示螢幕上。

觸控I/O裝置2012可類似於以下美國專利申請案中所描述之多點觸敏表面：第6,323,846號(Westerman等人)、第6,570,557號(Westerman等人)及/或第6,677,932號(Westerman)及/或美國專利公開案第2002/0015024A1號，每一專利申請案以引用之方式併入於本文中。

對於觸控I/O裝置2012為觸控螢幕之實施例，觸控螢幕可使用LCD(液晶顯示器)技術、LPD(發光聚合物顯示器)技術、OLCD(有機LED)、或OEL(有機電致發光)，但可在其他實施例中使用其他顯示技術。

觸控I/O裝置2012可基於使用者的觸摸輸入以及所顯示內容之狀態及/或計算系統之狀態來提供反饋。可以光學方式(例如，光信號或顯示出之影像)、機械方式(例如，觸覺反饋、觸摸反饋、力反饋或其類似者)、電方式(例如，電刺激)、嗅覺方式、聲學方式(例如，嗶嗶聲或其類似者)，或其類似者或其任何組合，且以可變或非可變之方式來傳輸反饋。

系統2000亦包括用於給各種硬體組件供電之電力系統2044，且可包括電力管理系統、一或多個電源、再充電系統、電力故障偵測電路、電力轉換器或反相器、電力狀態指示器及通常與攜帶型裝置的電力之產生、管理及分配相關聯之任何其他組件。

在一些實施例中，周邊介面2016、一或多個處理器2018及記憶體控制器2020可在諸如處理系統2004之單一晶片上實施。在一些其他實施例中，彼等裝置可在獨立晶片上實施。

除上述內容之外，系統2000可包括經由指紋I/O控制器2044與指紋感測器2042通信之安全處理器2040。安全處理器2040可實施為一或多個處理單元。現將描述此等各種元件之操作。

指紋感測器2042可操作以電容性地擷取一系列影像或節點。當一起獲得時，此等節點可形成指紋影像資訊之集合。節點之集合在本文中可被稱作「網格」、「嵌紋」、「範本」或指紋資訊之其他指示。指紋感測器可位於電子裝置之任何合適部分，諸如在顯示器下、在裝置的一或多個壁下面或沿該一或多個壁、在與裝置相關聯之按鈕下，等等。此等按鈕可為實體的或虛擬的。按鈕可係軟性的。亦即，該(等) 按鈕可為圖標或刻入於電子裝置的表面中，但不可以具有搖桿、滑塊或薄膜按鈕開關之習知按鈕的方式實體地壓下。相反，可藉由觸摸軟性按鈕及感測彼按鈕完成按鈕之操作。在一定實施方案中，指紋感測器2042可位於此軟性按鈕下。「軟性按鈕」可係指當觸摸或按壓時，實質上不移動(例如)以壓下開關或機械地產生接觸的輸入區域或區。

指紋資訊之每一節點可由可為陣列感測器之指紋感測器2042獨立地擷取。一般而言，在節點中之影像之間存在表示指紋之鄰近部分的一些重疊。此重疊可輔助自節點組譯指紋，此係因為可利用各種影像辨識技術以使用重疊而在指紋資訊中適當地識別及/或對準鄰近節點。

感測到的指紋資料可經由指紋I/O控制器2044傳輸至處理器2018及/或安全處理器2040。在一些實施例中，資料可直接自指紋I/O控制器2044傳送至安全處理器2040。在傳輸至任一處理器之前，指紋資料係經加密、模糊化或以其他方式防止由未授權裝置或元件存取、由指紋感測器2042、指紋I/O控制器2044或另一元件中之任一者存取。安全處理器2040可對資料進行解密以重建構節點。在一些實施例中，未加密的資料可直接自指紋控制器2044(或，若無控制器，則感測器2042)傳輸至安全處理器2040。安全處理器可接著對此資料進行加密。

指紋資料(為個別節點、節點之集合或實質上完整指紋範本中之任一者)可儲存於電腦可讀媒體2001中且必要時進行存取。在一些實施例中，僅安全處理器2040可存取所儲存之指紋資料，而在其他實施例中，安全處理器或處理器2018中之任一者可存取此資料。

指紋辨識感測器

圖1展示包括於裝置之一部分中的指紋辨識感測器的概念圖。

裝置包括指紋辨識感測器，其能夠接收指紋影像資料，諸如自 指紋影像感測器(視情況包括本文中所描述的觸控I/O裝置2012)接收，且包括一或多個處理單元(諸如本文中所描述的處理器2018及安全處理器2040)、維護指紋資訊資料庫(諸如一或多個已登入範本)且比較所接收之指紋與彼等已登入範本。指紋辨識感測器可包括可由處理器解譯或執行的指令集。指紋辨識感測器可包括或能夠存取其可維護及操縱指紋資訊的記憶體或儲存器，諸如可用於操縱及比較指紋資訊的一或多個指紋資訊資料庫，如本文中所描述。

在一實施例中，每一指紋資訊資料庫可包括指紋影像資料之集合，其可包括指紋影像節點之集合，諸如回應於本文中所描述的觸控I/O裝置2012。舉例而言，指紋影像節點之每一集合可包括自指紋辨識感測器之操作接收且維護在包括有或可存取處理單元之記憶體或儲存器中的8×8影像指紋影像資料塊。指紋資訊之每一資料庫可包括回應於指紋影像節點而由處理單元判定且類似地維護在包括有或可存取處理單元之記憶體或儲存器中的指紋影像嵌紋及範本之集合。

指紋辨識感測器可接收與授權使用者相關聯之指紋、回應於彼等所接收之指紋而判定範本及將彼範本登入彼指紋資訊資料庫。指紋辨識感測器可接收新指紋、將彼等新指紋與彼等所登入之範本匹配及判定彼等新指紋是否亦與彼授權使用者相關聯，且若如此，則認證內容與彼所登入之範本相關聯。在使用者操作裝置期間，指紋感測器可接收或擷取指紋影像節點。舉例而言，在使用者按壓按鈕或與覆蓋指紋感測器之表面(諸如觸控螢幕)互動時，即使此互動未嘗試登入使用者，仍可擷取節點。繼續此實例，在使用者於電子裝置上玩遊戲、進行電話呼叫或以其他方式提供至電子裝置之輸入時，指紋感測器可擷取節點。此等節點可為指紋之片段部分，且在單一使用者作業階段期間可能不會擷取全部指紋。因此，節點可儲存於資料庫中以用於稍後處理以便產生指紋之統一影像，該統一影像可接著由裝置登入或以其 他方式由該裝置暫存以提供至特定功能之授權或存取。

指紋辨識感測器亦包括未登入指紋資訊資料庫，諸如一或多個節點及諸如一或多個嵌紋。指紋辨識感測器可接收一或多個節點、維護節點資訊資料庫及維護嵌紋資訊資料庫。

指紋辨識感測器可將第一節點及嵌紋與第二節點及嵌紋匹配，並判定是否將彼等第一節點及嵌紋與彼等第二節點及嵌紋組合。對於每一嵌紋，指紋辨識感測器可判定彼嵌紋是否足夠完整以登入為範本。

連結個別節點

圖2展示正連結成指紋嵌紋且登入為指紋範本的個別指紋節點之集合的概念圖。如本文中所描述，回應於實體接觸或近接使用者指紋中之一或多者及與其之互動，經處理之指紋影像資料(包括個別節點、嵌紋)可維護在記憶體或儲存器中且由計算裝置操縱。

未登入指紋資訊資料庫可包括一或多個個別節點。在一實施例中，每次使用者觸摸指紋辨識感測器(或以其他方式使其指紋被感測)，若指紋辨識感測器不能夠辨識用於比較之全部指紋，則指紋辨識感測器可替代地識別一或多個節點。舉例而言，每一節點可包括可經處理以判定關於彼節點之指紋資訊的指紋資料塊。關於彼節點之指紋資訊可包括脊紋流向資訊之集合、邊緣匹配資訊之集合或指紋辨識感測器可自其判定彼節點是否可最後與任何其他節點一起組合成統一指紋範本的其他資訊。

在一實施例中，指紋辨識感測器維護記錄節點之集合且維護記錄嵌紋之集合，其中每一嵌紋包括指紋辨識感測器已判定應包括於統一範本中的節點之集合。對於第一實例，若第一節點及第二節點沿一邊緣良好匹配，則指紋辨識感測器可將彼等節點收集入嵌紋中。對於第二實例，若節點與嵌紋中的節點中之任一者良好匹配，則指紋辨識 感測器可收集彼節點與彼嵌紋，且將該嵌紋擴展成較大嵌紋。對於第三實例，若第一嵌紋與第二嵌紋包括良好匹配之節點，則指紋辨識感測器可將彼等嵌紋收集入包括來自該兩者之節點的較大嵌紋。對於第四實例，若節點與第一嵌紋及第二嵌紋兩者中的節點中之任一者良好匹配，則指紋辨識感測器可將彼等嵌紋收集入包括來自該兩者之節點以及匹配該兩嵌紋之新節點的較大嵌紋中。此具有如下效果：在發現匹配之節點時，彼等節點被收集入嵌紋中，嵌紋之大小變大，且可將嵌紋收集入較大嵌紋中。

在一實施例中，指紋辨識感測器可判定嵌紋是否及何時具有足夠資訊以包含完整範本，使得嵌紋可登入為新範本。若如此，則指紋辨識感測器可將嵌紋登入為新範本、使彼範本與使用者相關聯及使彼範本與適當認證相關聯，諸如給予彼使用者之彼等認證。此具有如下效果：可自個別節點收集新範本，而無需授權使用者與使用者介面互動以登入彼新範本。

在一實施例中，回應於一或多個因素，指紋辨識感測器可完成判定嵌紋是否應登入為新範本。對於第一實例，回應於其包括之若干節點，可登入嵌紋。詳言之，當嵌紋包括9個或9個以上節點時，該嵌紋可宣告為足夠完整以登入為範本。對於第二實例，回應於其覆蓋之區的直徑，可登入嵌紋。詳言之，當嵌紋在歐幾里德距離上具有4個或4個以上節點之直徑(或在歐幾里德距離上具有6個或6個以上節點)，該嵌紋可宣告為足夠完整以登入為範本。對於第三實例，回應於指紋辨識感測器所具有的關於嵌紋是否可用以匹配用於授權之指紋的信賴程度，可登入嵌紋。

在一實施例中，指派比由授權使用者與使用者介面互動而收集之範本相對較小的重要性給自嵌紋及最終自個別節點收集之範本以登入彼新範本。當指紋辨識感測器嘗試授權一使用者時，若自嵌紋收集 之範本未成功匹配任何全指紋，則可移除該等範本。對於第一實例，若對於某一持續時間或對於某一數目個嘗試(或一些其他不準確度量測或缺乏實用性)，自嵌紋收集之範本並不可用，則可解除登入彼範本。對於第二實例，如以下所描述，彼範本可被降階至嵌紋，且可能經改變以改良其效用。

匹配節點與嵌紋

圖3展示正匹配的個別指紋節點之集合的概念圖。

在一實施例中，指紋辨識感測器藉由判定該等節點是否在重疊區中足夠相似來匹配節點。對於第一實例，若諸節點各自包括由指紋資料擷取之8×8資料塊，則若2×8重疊條紋中的足夠數目個資料點相同或幾乎相同，例如當經調整以用於指紋資料之增益時，指紋辨識感測器可確證第一節點匹配第二節點。對於第二實例，若對於以下各者中之一或多者，第一節點與第二節點之間存在匹配，則指紋辨識感測器可確證第一節點匹配第二節點：脊紋流向、脊紋流向梯度或自指紋影像指紋資料導出之指紋資訊之另一集合。

在一實施例中，當第一節點與第二節點沿指定邊緣良好匹配時，指紋辨識感測器不需要注意彼指定邊緣以用於進一步匹配新節點。在替代性實施例中，當搜尋其節點及嵌紋資料庫以用於匹配新節點時，指紋辨識感測器可使彼指定邊緣降級。舉例而言，指紋辨識感測器可將優先級指派給在指定邊緣搜尋新匹配，諸如當沿指定邊緣之匹配更好時指派較小之優先級。

在一實施例中，指紋辨識感測器判定第一嵌紋與第二嵌紋之共同邊緣之間存在多少匹配。對於第一實例，若僅存在單一此匹配，則指紋辨識感測器僅可試探性地收集彼等嵌紋，而若存在一個以上此匹配，則指紋辨識感測器可更確定地收集彼等嵌紋。對於第二實例，回應於彼等嵌紋之指定邊緣處存在多少匹配(及彼等指定邊緣處之匹配 是否實體可行)，指紋辨識感測器可將信賴度量測指派至收集彼等嵌紋。

更一般而言，指紋辨識感測器可將信賴度量測指派至其判定之每一匹配，其效果為：每次指紋辨識感測器收集第一節點與第二節點或節點與嵌紋或第一嵌紋與第二嵌紋，關於收集是否合理，該指紋辨識感測器可重算彼信賴度量測。對於第一實例，若存在多個如此進行之獨立推理，則指紋辨識感測器可提高其對於收集節點或嵌紋之信賴度。對於第二實例，指紋辨識感測器可維護記錄哪次嘗試收集節點及嵌紋具有相對較高信賴度，其效果為：若指紋辨識感測器需要還原其嘗試收集節點或嵌紋，則其可在信賴度最低的聯結位置處開始。

當自一個以上使用者收集節點，且因為相對積極地執行匹配或因為彼等節點碰巧匹配而可匹配該等節點時，可發生指紋辨識感測器可能希望還原其嘗試收集節點或嵌紋之一狀況。一般咸信指紋對個人係唯一的，但來自一人之指紋的一部分可能匹配來自另一人的指紋的一部分係可能的。在此狀況下，指紋辨識感測器將發現所收集之嵌紋或自彼嵌紋導出的已登入範本將不匹配來自任一單一使用者的指紋，其效果為：指紋辨識感測器將希望廢除彼範本或還原彼等節點或嵌紋之聯結。

在一實施例中，指紋辨識感測器可使用關於節點之其他資訊以在是否收集彼節點與另一節點抑或收集彼節點與嵌紋中判定其信賴度量測。對於第一實例，若待聯結之節點包括相對較小之熵或相對較少之資訊，則指紋辨識感測器可指派對彼節點及任何嘗試聯結彼節點較小信賴度。對於第二實例，回應於彼節點中或彼節點待聯結之邊緣處之熵或資訊量，指紋辨識感測器可計算其信賴度量測。

更一般而言，指紋辨識感測器使用以用於判定其信賴度量測之資訊可包括關於節點可獲得之任何資訊，諸如(A)多久前收集節點、 (B)節點歷時多久未進行匹配或自其最近匹配過去多久、(C)節點距最大嵌紋多遠或最近嵌紋超過臨限大小多遠、(D)待匹配之兩個節點是否具有類似熵或類似資訊量。

指紋辨識感測器亦可使用關於其在節點中的信賴度的資訊以判定其是否應全部移除該節點。舉例而言，若節點在相對較長時間之前收集、從未匹配任何其他節點且具有相對較低之熵值，則指紋辨識感測器可判定節點不具有足夠價值以保留該節點。

指紋辨識感測器亦可使用關於其在節點中之信賴度的資訊以判定以何次序搜尋節點以察看是否存在與新取得之節點或與最近建構之嵌紋的任何匹配。舉例而言，若節點相對新近，則當搜尋匹配節點時，指紋辨識感測器可指派相對較高的優先級給該節點。類似地，若相對最近產生嵌紋，則當搜尋匹配節點以擴展彼嵌紋時，指紋辨識感測器可指派相對較高之優先級給該嵌紋。

擴展範本

圖4展示正試探性地以額外個別指紋節點擴展的指紋範本的概念圖。如本文中所描述，節點、嵌紋及自指紋影像導出之範本可維護在記憶體或儲存器中且回應於實體接觸或近接使用者指紋中之一或多者及與實體接觸或近接使用者指紋中之一或多者互動而由計算裝置操縱。

在一實施例中，當指紋辨識感測器判定嵌紋足夠完整以登入為範本時，可能發生指紋辨識感測器稍後發現可添加入彼範本之額外資訊。對於第一實例，如以上所提到，指紋辨識感測器可能判定範本未成功匹配任何實際使用者指紋且應被廢除或替代性地在一些位置不聯結。對於第二實例，指紋辨識感測器可能接收一或多個額外節點或識別出與範本聯結之一或多個嵌紋。

在一實施例中，指紋辨識感測器可嘗試修改已登入之範本。對 於第一實例，指紋辨識感測器可能直接修改已登入之範本。對於第二實例，指紋辨識感測器可能在其未登入指紋資訊資料庫中將已登入範本維護為嵌紋，而將彼嵌紋標記為對應於已登入範本且保留修改嵌紋及可能重新登入該嵌紋之選項。

在一實施例中，指紋辨識感測器可遵循第二描述之實例。當識別出指紋辨識感測器需要修改的範本時，指紋辨識感測器可解除登入彼範本、將相關聯之嵌紋標記為不再登入、修改相關聯之嵌紋及重新登入經修改之相關聯嵌紋。

對於第一實例，若已登入範本未成功匹配任何實際使用者指紋，則狀況可能為指紋辨識感測器已錯誤地聯結來自一個以上指紋之節點。因為個別使用者具有有良好匹配之節點的一個以上手指，所以此係可能發生的，或因為一個以上使用者具有良好匹配之節點，所以此係可能發生的。在任一狀況下，指紋辨識感測器廢除已登入之範本、將相關聯之嵌紋標記為不再登入、將相關聯之嵌紋標記為錯誤的，並採取適當動作。

適當動作可包括(A)刪除全部相關聯之嵌紋或(B)將一或多個節點或嵌紋自相關聯之嵌紋解除聯結。如以上所提到，若指紋辨識感測器已維護記錄其在每一聯結位置中的信賴度，則指紋辨識感測器可在信賴度最低位置處(或者，在另外便利之信賴度相對較低位置處)解除聯結相關聯之嵌紋及將經解除聯結之位置標記為不再重新聯結，而無有利於其之較好跡象。

對於第二實例，若已登入範本可藉由使其聯結一或多個個別節點或藉由使其聯結一或多個額外嵌紋而用額外節點擴展，則指紋辨識感測器可使相關聯之嵌紋聯結彼額外資訊，判定經修訂之嵌紋是否應重新登入為範本，且若如此，將經擴展之嵌紋重新登入為經擴展之範本。在一實施例中，指紋辨識感測器可將較小及較大範本維護為已登 入範本，包括後設資料以指出較小及較大範本兩者皆重疊。此具有如下效果：若較大範本證明為較優越，則可解除登入及移除較小範本。另一方面，若較大範本證明為不可實行的(諸如，如以上所提到，若錯誤地合併兩指紋)，則可保留較小範本，且可解除登入及移除該較大範本。

自動登入

在一實施例中，當已辨識及登入指紋範本時，指紋辨識感測器可自動認證指紋範本為登入過程之部分、為登入後執行之過程的部分或為進行中的自動認證過程的部分。如先前所提及，各種節點可在併入指紋辨識感測器或與之相關聯之電子裝置的正常操作期間被擷取。此等節點可經儲存，且隨著時間推移而累積成嵌紋且最終為範本。另外，在使用者與電子裝置互動時，可發生節點及相關指紋資料之擷取而無需使用者知曉。對於第一實例，在登入指紋範本時，指紋辨識感測器可判定使用者與彼指紋範本相關聯，且自動將認證與已與彼使用者相關聯之彼指紋範本相關聯。對於第二實例，在彼指紋範本進行任何更新或重新登入時，諸如以上所描述，指紋辨識感測器可自動更新與彼指紋範本相關聯之認證。對於第三實例，用於與彼指紋範本相關聯之使用者的認證進行任何更新時，指紋辨識感測器可自動更新與彼指紋範本相關聯之認證以匹配對彼相關聯使用者的認證。

在一實施例中，當已辨識及登入指紋範本時，指紋辨識感測器可自動通知使用者或採取一些其他選定動作。對於第一實例，當已辨識及登入指紋範本時，指紋辨識感測器可自動通知使用者。作為此通知的部分，指紋辨識感測器可採取其他適當動作，諸如可能(A)詢問使用者以確認登入、(B)詢問使用者以確認認證與指紋範本相關聯、(C)詢問使用者以鍵入PIN或其他碼以確認該等使用者為正確使用者。對於第二實例，指紋辨識感測器可自動採取一些其他選定動作，諸如 系統動作，諸如維護已登入指紋之記錄及其登入之時間及位置。

圖7為說明用於經由電子裝置之操作而產生對應於指紋的資料集的方法700的流程圖。電子裝置可為圖1之裝置。該方法可在區塊701處開始，且流程圖可繼續進行到區塊702，其中可(諸如)藉由電子裝置之指紋感測器擷取第一節點及第二節點。流程圖可接著繼續進行到區塊703，其中將第一節點匹配至第二節點。流程圖可接著繼續進行到區塊704，其中判定第一節點與第二節點之相對位置。然後，流程圖可繼續進行到區塊705，其中將第一節點及第二節點以及第一節點與第二節點之相對位置儲存為嵌紋。在一些狀況下，可由指紋感測器在不同於專用登入動作之與電子裝置之互動期間執行第一節點及第二節點中之一或多者之擷取。

如以上所描述及隨附圖式中所說明，本發明提供可接收關於指紋影像或其部分之資訊，且可併入使用指紋辨識之裝置中的技術，包括電路及設計。本發明亦提供包括執行指紋辨識之裝置及可由彼等裝置執行之方法的技術。在一實施例中，技術可包括提供指紋辨識感測器，其中在每一指紋的一或多個部分被識別時可收集該等部分，且彼等部分可組合成統一指紋範本。以此方式，對於使用者，可簡化指紋之收集及登入。

本發明中所描述之實施例的某些態樣可提供為電腦程式產品或軟體，其可包括根據本發明可用於程式化電腦系統(或其他電子裝置)以執行程序的(例如)電腦可讀儲存媒體或其上儲存有指令的非暫時性機器可讀媒體。非暫時性機器可讀媒體包括用於以可由機器(例如，電腦)讀取之形式(例如，軟體、處理應用程式)儲存資訊的任一機構。非暫時性機器可讀媒體可呈以下形式但不限於：磁性儲存媒體(例如，軟碟、錄影帶，等)；光學儲存媒體(例如，CD-ROM)；磁光儲存媒體；唯讀記憶體(ROM)；隨機存取記憶體(RAM)；可抹除可程式化 記憶體(例如，EPROM及EEPROM)；快閃記憶體；等。

雖然已參照各種實施例描述了本發明，但應理解，此等實施例為說明性的，且本發明之範疇並不限於此等實施例。許多變化、修改、添加及改良係可能的。更一般而言，已在特定實施例之上下文中描述根據本發明之實施例。功能可在本發明之各種實施例中以不同方式在程序上分離或組合，或以不同術語加以描述。此等及其他變化、修改、添加及改變可在如以下申請專利範圍中所界定之本發明之範疇內。

2012‧‧‧觸控I/O裝置

2018‧‧‧應用程式處理器

2040‧‧‧安全處理器

2050‧‧‧音訊揚聲器

Claims (20)

1. 一種電子裝置，其包含：一指紋感測器；一第一處理元件，其操作性地連接至該指紋感測器；一第一資料庫，其操作性地連接至該第一處理元件，在與該指紋感測器之未登入互動期間，該第一資料庫儲存對應於由該指紋感測器擷取之一或多個指紋之未登入片段的資料的一第一集合，及儲存自至少兩個片段中形成的一或多個嵌紋(mosaics)；及一第二資料庫，其操作性地連接至該第一處理元件，該第二資料庫儲存一或多個登入範本，該一或多個登入範本中之每一範本包含至少一嵌紋；其中該第一處理元件操作以使複數個該等片段彼此匹配以形成一範本。
2. 如請求項1之電子裝置，其中一旦形成該範本，該第一處理元件進一步即操作以自該第一資料庫移除該複數個該等片段。
3. 如請求項2之電子裝置，其進一步包含一第二處理元件，該第二處理元件操作性地連接至該第一處理元件；其中該第一處理元件係安全的，且僅與該第二處理元件、該第一資料庫及第二資料庫及該指紋感測器互動。
4. 如請求項3之電子裝置，其中該第二處理元件操作性地連接至至少一輸出裝置。
5. 如請求項4之電子裝置，其中：該至少一輸出裝置包含一觸敏顯示器。
6. 如請求項4之電子裝置，其中該第一處理元件藉由解密自該指紋感測器傳輸之已加密的資訊而產生資料之該第一集合，該已加 密之資訊與一或多個指紋之片段相關。
7. 如請求項1之電子裝置，其中該至少一嵌紋中之每一者小於對應於足夠識別一人的一指紋之一部分的一資料集。
8. 如請求項7之電子裝置，其中該第一處理元件操作以判定在一第一片段與一第二片段之間的一邊緣重疊，且回應於此，該第一處理元件自該第一片段及該第二片段產生一嵌紋。
9. 如請求項1之電子裝置，其中至少一額外片段係在一專用登入互動之與該電子裝置之一互動期間擷取的。
10. 如請求項9之電子裝置，其中：範本之該集合分離成一第一範本群組及一第二範本群組；其中該第一範本群組僅含有自一專用登入互動期間獲得之一系列片段形成的範本；且該第二範本群組含有自一系列片段形成之範本，形成每一範本之該系列片段中之至少一者係在不同於一專用登入動作之與該電子裝置之一互動期間獲得。
11. 如請求項10之電子裝置，其中若該第二範本群組之該範本不匹配一系列專用登入動作期間所獲得之一指紋，則該第一處理元件操作以移除該第二範本群組之一範本。
12. 一種用於經由一電子裝置之操作產生對應於一指紋的一資料集之方法，其包含以下操作：使一第一節點匹配一第二節點；判定該第一節點與該第二節點之一相對位置；將該第一節點及該第二節點以及該第一節點與該第二節點之該相對位置儲存為一嵌紋；其中該第一節點及該第二節點中之至少一者係由一指紋感測器在 不同於一專用登入動作之與該電子裝置之一互動期間擷取。
13. 如請求項12之方法，其中使該第一節點匹配該第二節點之該操作包含：比較鄰近該第一節點之一邊緣的資料與鄰近該第二節點之一邊緣的資料；及在該資料足夠類似的情況下，使該第一節點之該邊緣匹配該第二節點之該邊緣。
14. 如請求項13之方法，其中該資料係選自包含以下各者之群組：脊紋流向資料；脊紋流向梯度資料；及電容性感測之指紋資料。
15. 如請求項13之方法，其進一步包含：在優先級上使該第一節點之該邊緣降級以用於稍後之匹配操作；及在優先級上使該第二節點之該邊緣降級以用於稍後之匹配操作。
16. 如請求項13之方法，其進一步包含：基於以下項中之至少一者，調整一匹配之一信賴度：該第一節點之一存留期；自該第一節點為最後匹配以來之一持續時間；該第一節點距一最大嵌紋之一距離；及該第一節點之一加密。
17. 如請求項13之方法，其進一步包含：判定該第一節點之一信賴度；及在該第一節點之該信賴度低的情況下，廢除該第一節點；其中僅當該第一節點未被廢除時才發生比較鄰近該第一節點之一邊緣的資料與鄰近該第二節點之一邊緣的資料之該操作。
18. 如請求項13之方法，其中該互動包含在該電子裝置之一觸控螢幕上提供一輸入。
19. 如請求項13之方法，其中該互動包含觸摸該電子裝置之一按鈕。
20. 如請求項19之方法，其中該按鈕為一軟性按鈕。