TWI545506B - 攜帶式電子裝置之指紋辨識系統 - Google Patents

攜帶式電子裝置之指紋辨識系統 Download PDF

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TWI545506B
TWI545506B TW104141751A TW104141751A TWI545506B TW I545506 B TWI545506 B TW I545506B TW 104141751 A TW104141751 A TW 104141751A TW 104141751 A TW104141751 A TW 104141751A TW I545506 B TWI545506 B TW I545506B
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Description

攜帶式電子裝置之指紋辨識系統
本發明係與指紋辨識系統有關，特別是只用於攜帶式電子裝置之指紋辨識系統。
每個人天生所具有的生物特徵皆不相同，舉例來說：指紋、臉部或虹膜等身體器官特徵，因此，相較於傳統的密碼鎖或ID卡有遺失、遺忘或被人盜用的困擾，採用生物特徵來辨識身分具有較高的安全性及鑑別度。現今人們對電子產品(如：手機、平板電腦、筆電)的依賴性高，電子產品常儲存有私人檔案或資料，故為了加強安全性，近年來業者也將生物特徵加入電子產品當中，如TWI492119及TWM504287等所揭露之指紋辨識系統即屬此類。
在常用的指紋辨識系統中，大都僅對單一指頭上的指紋進行登入於資料庫中，因此一旦用來辨識的指紋受到破壞(如指頭受傷)，即無法進行辨識。為了解決上述問題，於TW201528120中，則係改採用登入10個指頭之指紋，以1個指頭為主辨識，其他9個指頭作為備用辨識的方式來解決此問題。
然而，此作法亦僅對手指部之指紋區塊進行辨識，安全性較低。此外，改用儲存登入多組不同指紋於資料庫的方式，將導致不肖份子 有更多機會採取到不同之指紋樣本，而可用假指紋的方式來進行登入，反而增加了電子產品於安全層面上的風險，存在亟待改善之缺弊。
因此，有必要提供一種新穎且具有進步性之攜帶式電子裝置之指紋辨識系統，以解決上述之問題。
本發明之主要目的在於提供一種攜帶式電子裝置之指紋辨識系統，當操作者用於辨認的手指頭，有部分受傷時仍然可以進行指紋辨識，以解決長久以來指頭受傷後就無法辨識的問題；並且，提供多種組合模式搭配，具有較高的安全性。
為達成上述目的，本發明提供一種攜帶式電子裝置之指紋辨識系統，包括一資料庫、一偵測單元及一處理單元。該資料庫及該偵測單元分別電性連接於該處理單元，該資料庫預先儲存有一對照資料模組，該對照資料模組包含有三預設指部之複數指紋特徵資料及複數指節特徵資料，該偵測單元供偵測三待驗指部之複數待驗指紋及複數待驗指節，並傳送一訊號至該處理單元，該處理單元接收該訊號後將其轉換成一即時資料模組，該處理單元將該即時資料模組與該對照資料模組進行比對並得到一驗證符合率。其中，該處理單元預設有一預設符合率，當該驗證符合率大於或等於該預設符合率時，該處理單元判斷該三待驗指部與該三預設指部相符。
1‧‧‧指紋辨識系統
2‧‧‧資料庫
3‧‧‧偵測單元
4‧‧‧處理單元
5‧‧‧攜帶式電子裝置
6‧‧‧對照資料模組
61‧‧‧第一對照特徵模組
74‧‧‧第四待驗特徵模組
75‧‧‧第五待驗特徵模組
76‧‧‧第六待驗特徵模組
77‧‧‧第七待驗特徵模組
78‧‧‧第八待驗特徵模組
8‧‧‧待驗指部
81‧‧‧待驗指紋
62‧‧‧第二對照特徵模組
63‧‧‧第三對照特徵模組
64‧‧‧第四對照特徵模組
65‧‧‧第五對照特徵模組
66‧‧‧第六對照特徵模組
67‧‧‧第七對照特徵模組
68‧‧‧第八對照特徵模組
7‧‧‧即時資料模組
71‧‧‧第一待驗特徵模組
72‧‧‧第二待驗特徵模組
73‧‧‧第三待驗特徵模組
82‧‧‧待驗指節
83‧‧‧待驗指節紋
84‧‧‧待驗指縫
9‧‧‧待驗基準線
α‧‧‧待驗夾角
A‧‧‧待驗多邊形
b1‧‧‧第一待驗距離
b2‧‧‧第二待驗距離
c1‧‧‧第一待驗指定距離
c2‧‧‧第二待驗指定距離
c3‧‧‧第三待驗指定距離
圖1為本發明一較佳實施例之元件關係方塊圖。
圖2為本發明一較佳實施例之辨識流程示意圖。
圖3為本發明一較佳實施例之待驗指部之第一示意圖。
圖4為本發明一較佳實施例之使用狀態圖。
圖5為本發明一較佳實施例之待驗指部之第二示意圖。
圖6為本發明一較佳實施例之待驗指部之第三示意圖。
圖7為本發明一較佳實施例之待驗指部之第四示意圖。
圖8為本發明一較佳實施例之待驗指部之第五示意圖。
以下僅以實施例說明本發明可能之實施態樣，然並非用以限制本發明所欲保護之範疇，合先敘明。
請參考圖1至圖4，其顯示本發明之一較佳實施例，本發明的一攜帶式電子裝置5之指紋辨識系統1包括一資料庫2、一偵測單元3及一處理單元4。
該資料庫2及該偵測單元3分別電性連接於該處理單元4，該資料庫2預先儲存有一對照資料模組6，該對照資料模組6包含有三預設指部(圖未示)之複數指紋特徵資料及複數指節特徵資料，該偵測單元3供偵測三待驗指部8之複數待驗指紋81及複數待驗指節82，並傳送一訊號至該處理單元4，該處理單元4接收該訊號後將其轉換成一即時資料模組7，該處理單元4將該即時資料模組7與該對照資料模組6進行比對並得到一驗證符合率。其中，該三待驗指部8係指同一手部之連續三根手指，且並不包含該手部之掌部。其中，該處理單元4預設有一預設符合率，當該驗證符合率大於或等於該預設符合率時，該處理單元4判斷該三待驗指部8與 該三預設指部相符。利用該指紋辨識系統1可以用來對該攜帶式電子裝置5進行操作鎖定，如：操作畫面解鎖、案件檔案解鎖等等，藉此可對較重要電子資料進行較周全的保護。
另外，考量到操作者的該三待驗指部8有時會因受傷/髒汙而造成驗證判別不便利之問題(如：指紋受到破壞)，同時又要有較高之驗證安全可靠度；因此，建議該預設符合率範圍較佳係定義在70%至90%的範圍內，於本實施例中，係設定該預設符合率為80%，能同時兼顧辨識方便性與辨識安全性。值得一提的是，該三預設指部不侷限於是操作者之手或腳，更不限於單手/腳，換言之，該三預設指部可有複數組合模式；較佳地，該三預設指部及該三待驗指部8係該手部之食指、中指及無名指，方便使用者與該攜帶式電子裝置5進行辨識作業(參圖4)。
對辨識流程做進一步地解說，該對照資料模組6包含有一第一對照特徵模組61及一第二對照特徵模組62，該第一對照特徵模組61定義為該三預設指部之複數指紋特徵資料，該第二對照特徵模組62定義為該三預設指部之複數指節紋特徵資料，舉例但不限於指節紋的形狀、指節紋的主線數量、指節紋於指節的分布位置、各指節紋的長度等。而可理解的是，該即時資料模組7包含有一第一待驗特徵模組71及一第二待驗特徵模組72，該第一待驗特徵模組71為該三待驗指部8之複數待驗指紋81的資料，該第二待驗特徵模組72為該三待驗指部8之複數待驗指節紋83的資料。接著，該處理單元4會分別對該第一及第二待驗特徵模組71,72與該第一及第二對照特徵模組61,62進行比對並得到一第一驗證符合率及一第二驗證符合率。其中，當該第一及第二驗證符合率至少其中一者大於或等於 該預設符合率時，該處理單元4判斷該三待驗指部8與該三預設指部相符。
較佳地，該對照資料模組6另包含有一第三對照特徵模組63，該第三對照特徵模組63為伸直併攏時的該三預設指部之二指縫特徵資料，該即時資料模組7另包含有一第三待驗特徵模組73，同理地，該第三待驗特徵模組73係為伸直併攏時的該三待驗指部8之二待驗指縫84的資料，該處理單元4對該第三待驗特徵模組73及該第三對照特徵模組63進行比對，並得到一第三驗證符合率。並且，設定當該第一、第二及第三驗證符合率至少其中二者大於或等於該預設符合率時，該處理單元4才判斷該三待驗指部8與該三預設指部相符，藉此能在該三待驗指部8有受傷的情況下進行驗證時，還能不影響辨識安全度。
另一較佳地，該對照資料模組6另包含有一第四對照特徵模組64，該第四對照特徵模組64為伸直併攏時的該三預設指部之複數指節紋相對位置特徵資料，舉例但不限於食指的第二指節紋位置概與中指的第二指節紋位置等高，或是無名指的第一指節紋係位於指縫前半段…等等。同理地，該即時資料模組7另包含有一第四待驗特徵模組74，該第四待驗特徵模組74為伸直併攏時的該三待驗指部8之複數待驗指節紋83的相對位置資料，該處理單元4對該第四待驗特徵模組74及該第四對照特徵模組64進行比對，並得到一第四驗證符合率。其中，當該第一、第二、第三及第四驗證符合率至少其中二者大於或等於該預設符合率時，該處理單元4判斷該三待驗指部8與該三預設指部相符。
值得一提的是，操作者可自行決定該第一、第二、第三及第四驗證符合率中需要達到該預設符合率的數量(如：2、3或4個)，進而調整 該處理單元4判斷標準的嚴謹程度。舉例來說，若操作者較偏向於安全層面的保護性，可以設定當該第一、第二、第三及第四驗證符合率同時皆大於或等於該預設符合率時，該處理單元4才會判斷該三待驗指部8與該三預設指部相符，以期可達到較嚴密地辨識。
而要補充的是，該對照資料模組6亦可以再繼續擴充或設定有其他的預設辨識資料，並不侷限於上述所列。
舉例來說，同樣地，該三預設指部及該三待驗指部8分別係指該手部之食指、中指及無名指，該對照資料模組6另包含有一第五對照特徵模組65，該三預設指部伸直併攏時，中指之指紋輪廓與食指之指紋輪廓會具有第一切線，中指之指紋輪廓與無名指之指紋輪廓會具有第二切線，第一及第二切線交會進而形成一預設夾角(圖未示)，該第五對照特徵模組65為該預設夾角之資料。
該即時資料模組7另包含有一第五待驗特徵模組75，參考圖5，該三待驗指部8伸直併攏時，中指之指紋輪廓與食指之指紋輪廓會具有第一切線，中指之指紋輪廓與無名指之指紋輪廓會具有第二切線，第一及第二切線交會進而形成一待驗夾角α，該第五待驗特徵模組75為該待驗夾角α之資料。該處理單元4對該第五待驗特徵模組75及該第五對照特徵模組65進行比對，並得到一第五驗證符合率。其中，當該第五驗證符合率大於或等於該預設符合率時，該處理單元4判斷該三待驗指部8與該三預設指部相符。
或是，該對照資料模組6另包含有一第六對照特徵模組66，該三預設指部伸直併攏時，定義一預設基準線(圖未示)通過中指之第一指節 的指節紋，食指之第一指節的指節紋位置離該預設基準線的距離為一第一預設距離，無名指之第一指節的指節紋位置離該預設基準線的距離為一第二預設距離，該第六對照特徵模組66為該第一及第二預設距離資料。
該即時資料模組7另包含有一第六待驗特徵模組76，參考圖6，該三待驗指部8伸直併攏時，定義一待驗基準線9通過中指之第一指節的指節紋，食指之第一指節的指節紋位置離該待驗基準線9的距離為一第一待驗距離b1，無名指之第一指節的指節紋位置離該待驗基準線9的距離為一第二待驗距離b2，該第六待驗特徵模組76為該第一及第二待驗距離b1,b2資料。該處理單元4對該第六待驗特徵模組76及該第六對照特徵模組66進行比對，並得到一第六驗證符合率。其中，當該第六驗證符合率大於或等於該預設符合率時，該處理單元4判斷該三待驗指部8與該三預設指部相符。
又或是，該對照資料模組6另包含有一第七對照特徵模組67，該三預設指部伸直併攏時，可以由中指之第一及第二指節的指節紋、食指之第一指節的指節紋及無名指之第一指節的指節紋，取出複數預設特徵點進而圍構成一預設多邊形(圖未示)，該第七對照特徵模組67為該預設多邊形的資料。該即時資料模組7另包含有一第七待驗特徵模組77，參考圖7，該三待驗指部8伸直併攏時，可以由中指之第一及第二指節的指節紋、食指之第一指節的指節紋及無名指之第一指節的指節紋，取出複數待驗特徵點進而圍構成一待驗多邊形A，該第七待驗特徵模組77為該待驗多邊形A的資料。該處理單元4對該第七待驗特徵模組77及該第七對照特徵模組67進行比對，並得到一第七驗證符合率。其中，當該第七驗證符合率大於 或等於該預設符合率時，該處理單元4判斷該三待驗指部8與該三預設指部相符。
於本實施中的該複數待驗特徵點係採用中指之第一指節的指節紋的二端點、食指之第一指節的指節紋的右端點、無名指之第一指節的指節紋的左端點、以及中指之第二指節的指節紋的中心點，進而構成五邊形來與該預設多邊形進行比對，可以理解的是，該複數預設特徵點亦會是採用相同的位置。
當然，亦可以設定，該對照資料模組6又包含有一第八對照特徵模組68，該三預設指部伸直併攏時，定義食指之第一指節的指節紋至食指之指尖的距離為一第一指定距離，中指之第一指節的指節紋至中指之指尖的距離為一第二指定距離，無名指之第一指節的指節紋至無名指之指尖的距離為一第三指定距離，該第八對照特徵模組68為該第一、第二及第三指定距離的資料。
可以理解的是，該即時資料模組另包含有一第八待驗特徵模組78，參考圖8，該三待驗指部8伸直併攏時，定義食指之第一指節的指節紋至食指之指尖的距離為一第一待驗指定距離c1，中指之第一指節的指節紋至中指之指尖的距離為一第二待驗指定距離c2，無名指之第一指節的指節紋至無名指之指尖的距離為一第三待驗指定距離c3，該第八待驗特徵模組78為該第一、第二及第三待驗指定距離c1,c2,c3的資料。該處理單元4對該第八待驗特徵模組78及該第八對照特徵模組68進行比對，並得到一第八驗證符合率；其中，當該第八驗證符合率大於或等於該預設符合率時，該處理單元4判斷該三待驗指部8與該三預設指部相符。
綜上，本發明的攜帶式電子裝置之指紋辨識系統，透過對指部進行多種辨識部位，因此有多種模式組合來辨識，可解決操作者指頭受傷時無法順利進行指紋辨識的問題。
並且，透過各種待驗特徵模組與對照特徵模組的驗證符合率是否超出預設符合率，且超出預設符合率的數量，來做雙重地綜合判斷，而可提升安全度。此外，操作者可以自行決定超出預設符合率的數量，以決定判別的嚴謹程度。
綜上所述，本發明之整體結構設計、實用性及效益上，確實是完全符合產業上發展所需，且所揭露之結構發明亦是具有前所未有的創新構造，所以其具有「新穎性」應無疑慮，又本發明可較之習知結構更具功效之增進，因此亦具有「進步性」，其完全符合我國專利法有關發明專利之申請要件的規定，乃依法提起專利申請，並敬請 鈞局早日審查，並給予肯定。
3‧‧‧偵測單元
5‧‧‧攜帶式電子裝置
8‧‧‧待驗指部

Claims (7)

  1. 一種攜帶式電子裝置之指紋辨識系統，其包括有一資料庫、一偵測單元及一處理單元，該資料庫及該偵測單元分別電性連接於該處理單元，該資料庫預先儲存有一對照資料模組，該對照資料模組包含有三預設指部之複數指紋特徵資料及複數指節特徵資料，該偵測單元供偵測三待驗指部之複數待驗指紋及複數待驗指節，並傳送一訊號至該處理單元，該處理單元接收該訊號後將其轉換成一即時資料模組，該處理單元將該即時資料模組與該對照資料模組進行比對並得到一驗證符合率；其中，該三待驗指部係指同一手部之連續三根手指，且並不包含該手部之掌部；其中，該處理單元預設有一預設符合率，當該驗證符合率大於或等於該預設符合率時，該處理單元判斷該三待驗指部與該三預設指部相符。
  2. 如請求項1所述的攜帶式電子裝置之指紋辨識系統，其中該預設符合率定義為70%至90%。
  3. 如請求項1所述的攜帶式電子裝置之指紋辨識系統，其中該三預設指部及該三待驗指部係該手部之食指、中指及無名指。
  4. 如請求項1所述的攜帶式電子裝置之指紋辨識系統，其中該三預設指部及該三待驗指部分別係指該手部之食指、中指及無名指，該對照資料模組另包含有一第五對照特徵模組，該三預設指部伸直併攏時，中指之指紋輪廓與食指之指紋輪廓會具有第一切線，中指之指紋輪廓與無名指之指紋輪廓會具有第二切線，第一及第二切線交會進而形成一預設夾角，該第五對照特徵模組為該預設夾角之資料；該即時資料模組另包含有一 第五待驗特徵模組，該三待驗指部伸直併攏時，中指之指紋輪廓與食指之指紋輪廓會具有第一切線，中指之指紋輪廓與無名指之指紋輪廓會具有第二切線，第一及第二切線交會進而形成一待驗夾角，該第五待驗特徵模組為該待驗夾角之資料；該處理單元對該第五待驗特徵模組及該第五對照特徵模組進行比對，並得到一第五驗證符合率；其中，當該第五驗證符合率大於或等於該預設符合率時，該處理單元判斷該三待驗指部與該三預設指部相符。
  5. 如請求項1所述的攜帶式電子裝置之指紋辨識系統，其中該三預設指部及該三待驗指部分別係指該手部之食指、中指及無名指，該對照資料模組另包含有一第六對照特徵模組，該三預設指部伸直併攏時，定義一預設基準線通過中指之第一指節的指節紋，食指之第一指節的指節紋位置離該預設基準線的距離為一第一預設距離，無名指之第一指節的指節紋位置離該預設基準線的距離為一第二預設距離，該第六對照特徵模組為該第一及第二預設距離資料；該即時資料模組另包含有一第六待驗特徵模組，該三待驗指部伸直併攏時，定義一待驗基準線通過中指之第一指節的指節紋，食指之第一指節的指節紋位置離該待驗基準線的距離為一第一待驗距離，無名指之第一指節的指節紋位置離該待驗基準線的距離為一第二待驗距離，該第六待驗特徵模組為該第一及第二待驗距離資料；該處理單元對該第六待驗特徵模組及該第六對照特徵模組進行比對，並得到一第六驗證符合率；其中，當該第六驗證符合率大於或等於該預設符合率時，該處理單元判斷該三待驗指部與該三預設指部相符。
  6. 如請求項1所述的攜帶式電子裝置之指紋辨識系統，其中該三預設指部 及該三待驗指部分別係指該手部之食指、中指及無名指，該對照資料模組另包含有一第七對照特徵模組，該三預設指部伸直併攏時，可以由中指之第一及第二指節的指節紋、食指之第一指節的指節紋及無名指之第一指節的指節紋，取出複數預設特徵點進而圍構成一預設多邊形，該第七對照特徵模組為該預設多邊形的資料；該即時資料模組另包含有一第七待驗特徵模組，該三待驗指部伸直併攏時，可以由中指之第一及第二指節的指節紋、食指之第一指節的指節紋及無名指之第一指節的指節紋，取出複數待驗特徵點進而圍構成一待驗多邊形，該第七待驗特徵模組為該待驗多邊形的資料；該處理單元對該第七待驗特徵模組及該第七對照特徵模組進行比對，並得到一第七驗證符合率；其中，當該第七驗證符合率大於或等於該預設符合率時，該處理單元判斷該三待驗指部與該三預設指部相符。
  7. 如請求項1所述的攜帶式電子裝置之指紋辨識系統，其中該三預設指部及該三待驗指部分別係指該手部之食指、中指及無名指，該對照資料模組另包含有一第八對照特徵模組，該三預設指部伸直併攏時，定義食指之第一指節的指節紋至食指之指尖的距離為一第一指定距離，中指之第一指節的指節紋至中指之指尖的距離為一第二指定距離，無名指之第一指節的指節紋至無名指之指尖的距離為一第三指定距離，該第八對照特徵模組為該第一、第二及第三指定距離的資料；該即時資料模組另包含有一第八待驗特徵模組，該三待驗指部伸直併攏時，定義食指之第一指節的指節紋至食指之指尖的距離為一第一待驗指定距離，中指之第一指節的指節紋至中指之指尖的距離為一第二待驗指定距離，無名指之第一 指節的指節紋至無名指之指尖的距離為一第三待驗指定距離，該第八待驗特徵模組為該第一、第二及第三待驗指定距離的資料；該處理單元對該第八待驗特徵模組及該第八對照特徵模組進行比對，並得到一第八驗證符合率；其中，當該第八驗證符合率大於或等於該預設符合率時，該處理單元判斷該三待驗指部與該三預設指部相符。
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