TWI630816B - 電子裝置、包含此電子裝置可見光身份辨識系統及其方法 - Google Patents

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Abstract

一種電子裝置，其可包含生物特徵辨識模組、處理模組及光傳送模組。生物特徵辨識模組可辨識生物特徵，並可透過分析演算法轉換生物特徵以產生生物特徵訊號。處理模組可透過加密演算法將電子裝置之國際行動設備識別碼與生物特徵訊號進行加密以產生加密訊號，並可轉換加密訊號為可見光訊號。光傳送模組可傳送可見光訊號至一受控裝置。

Description

電子裝置、包含此電子裝置可見光身份辨識系統及其方法
本發明係有關於一種可見光通訊技術，特別是一種能透過可見光進行身份辨識的電子裝置。本發明還涉及包含此電子裝置之可見光身份辨識系統及其可見光身份辨識方法。
近年來，發光二極體(LED)已經成為主流的照明產品，目前的無線通訊技術開始將發光二極體照明整合可見光通訊模組功能，以提供一種新穎的可見光通訊技術。由於可見光通訊技術不但可以讓發光二極體維持基本的照明能力，還可以透過發光二極體發出之可見光訊號來傳送數位資料，並可在適當傳輸距離下，達到極高的傳輸速率和傳輸容量，因此可見光通訊技術已經成為了未來發展的趨勢。可見光通訊技術使發光二極體燈兼具節能照明與智慧通訊的功能，其可應用於寬頻上網、室內導航、室內定位及人員管理等商業應用。
雖然如此，由於發光二極體發出之可見光訊號具有指向性，且有一定發光角度，故當使用者透過一裝置發送可見光訊號來傳送訊號至一目標裝置時，此裝置發出之可見光訊號很容易被附近其它的裝置接收到，因此在傳輸過程中，可見光訊號很可能被竊聽或截斷，故目前的可見光通訊技術在安全性仍然受到很大的質疑。
此外，由於目前可見光通訊技術的安全性仍然無法有效地提升，因此無法應用於門禁管制或特定地點的資料管理，故應用範圍仍然受到很大的限制。
因此，如何提出一種可見光通訊技術，能夠有效改善習知技藝之可見光通訊技術安全性不佳且使用上受到限制的情況已成為一個刻不容緩的問題。
有鑑於上述習知技藝之問題，本發明之其中一目的就是在提供一種可見光通訊技術，以解決習知技藝之可見光通訊技術容易安全性不佳且使用上受到限制的問題。
根據本發明之其中一目的，提出一種電子裝置，其可包含生物特徵辨識模組、處理模組及光傳送模組。生物特徵辨識模組可辨識生物特徵，並可透過分析演算法轉換生物特徵以產生生物特徵訊號。處理模組可透過加密演算法將國際行動設備識別碼與生物特徵訊號進行加密以產生加密訊號，並可轉換加密訊號為可見光訊號。光傳送模組可傳送可見光訊號至一受控裝置。
根據本發明之其中一目的，再提出一種可見光身份辨識系統，其可包含電子裝置及受控裝置。電子裝置可接收生物特徵，並可透過分析演算法轉換生物特徵以產生生物特徵訊號，且可透過加密演算法將電子裝置之國際行動設備識別碼與生物特徵訊號進行加密以產生加密訊號，再可將加密訊號轉換為可見光訊號。受控裝置可接收可見光訊號，並可轉換可見光訊號為加密訊號，再可解密加密訊號以進行身份辨識程序。
根據本發明之其中一目的，又提出一種可見光身份辨識方法，其可包含下列步驟：透過電子裝置辨識生物特徵；以電子裝置透過分析演算法轉 換生物特徵以產生生物特徵訊號；由電子裝置透過加密演算法將電子裝置之國際行動設備識別碼與生物特徵訊號進行加密以產生加密訊號，再將加密訊號轉換為可見光訊號；經由受控裝置接收可見光訊號，並轉換可見光訊號為加密訊號；以及透過受控裝置解密加密訊號以進行身份辨識程序。
在一較佳的實施例中，分析演算法可為學習式向量量化法(Learning vector quantization，LVQ)。
在一較佳的實施例中，加密演算法可為訊息摘要演算法(Message-Digest Algorithm)。
在一較佳的實施例中，生物特徵可為指紋或虹膜紋路。
在一較佳的實施例中，電子裝置可透過光傳送模組發送可見光訊號，光傳送模組可為螢幕、照明光源或閃光燈。
在一較佳的實施例中，受控裝置可透過光接收模組接收可見光訊號，光接收模組可為光電二極體或鏡頭。
在一較佳的實施例中，電子裝置可為行動通訊裝置、個人電腦、攝影裝置或物聯網裝置。
承上所述，依本發明之電子裝置、包含此電子裝置可見光身份辨識系統及其方法，其可具有一或多個下述優點：
(1)本發明之一實施例中，電子裝置可透過加密演算法整合國際行動設備識別碼與生物特徵訊號並進行加密以產生加密訊號，使加密訊號同時具有國際行動設備識別碼的唯一性及生物特徵訊號的獨特性，因此可最佳化加密訊號的安全性。
(2)本發明之一實施例中，電子裝置具備特殊的加密機制，因此可達到極佳的安全性，故可應用於門禁管制或特定地點的資料管理，應用範圍更為廣泛。
(3)本發明之一實施例中，電子裝置可整合學習式向量量化法及訊息摘要演算法，因此可以同時兼顧生物特徵辨識的效能以及加密訊號的安全性。
(4)本發明之一實施例中，電子裝置可利用學習式向量量化法進行生物特徵辨識，並可透過訊息摘要演算法進行加密，上述二種演算法均可直接應用各種電子裝置，如行動通訊裝置、個人電腦、攝影裝置或物聯網裝置等等，故使用上更具彈性。
1‧‧‧可見光身份辨識系統
10‧‧‧電子裝置
101‧‧‧生物特徵辨識模組
1011‧‧‧生物特徵訊號
102‧‧‧處理模組
1021‧‧‧國際行動設備識別碼
1022‧‧‧加密訊號
103‧‧‧光傳送模組
11‧‧‧受控裝置
11’‧‧‧智慧家庭管理裝置
VS‧‧‧可見光訊號
S21~S25、S41~S50‧‧‧步驟流程
第1圖 係為本發明具可見光身份辨識功能之電子裝置之第一實施例之方塊圖。
第2圖 係為本發明具可見光身份辨識功能之電子裝置之第一實施例之流程圖。
第3圖 係為本發明之可見光身份辨識系統之第一實施例之示意圖。
第4圖 係為本發明之可見光身份辨識系統之第一實施例之流程圖。
第5圖 係為本發明之可見光身份辨識系統之第二實施例之第一示意圖。
第6圖 係為本發明之可見光身份辨識系統之第二實施例之第一示意圖。
以下將參照相關圖式，說明依本發明之電子裝置、包含此電子裝置可見光身份辨識系統及其方法之實施例，為了清楚與方便圖式說明之故，圖式中的各部件在尺寸與比例上可能會被誇大或縮小地呈現。在以下描述及/或申請專利範圍中，當提及元件「連接」或「耦合」至另一元件時，其可直接連接或耦合至該另一元件或可存在介入元件；而當提及元件「直接連 接」或「直接耦合」至另一元件時，不存在介入元件，用於描述元件或層之間之關係之其他字詞應以相同方式解釋。為使便於理解，下述實施例中之相同元件係以相同之符號標示來說明。
請參閱第1圖，其係為本發明具可見光身份辨識功能之電子裝置之第一實施例之方塊圖。如圖所示，電子裝置10可包含生物特徵辨識模組101、處理模組102及光傳送模組103。
生物特徵辨識模組101可辨識使用者之生物特徵BF，並可透過分析演算法轉換生物特徵以產生生物特徵訊號1011；在較佳的實施例中，生物特徵BF可為使用者之指紋或虹膜紋路等等具有獨特性及不可否認性之生物特徵。
處理模組102可透過加密演算法將電子裝置10之國際行動設備識別碼(International Mobile Equipment Identity number，IMEI number)1021與生物特徵訊號1011進行加密以產生加密訊號1022，並可轉換加密訊號1022為可見光訊號VS；在較佳的實施例中，處理模組102可為微控制器(MCU)或中央處理器。
光傳送模組103可傳送可見光訊號VS至受控裝置11；在較佳的實施例中，電子裝置10可為行動通訊裝置、個人電腦、攝影裝置、物聯網裝置或其它各種電腦裝置，而光傳送模組103則可為電子裝置10之螢幕、照明光源或閃光燈等等各種光源。
本實施例之電子裝置10可透過加密演算法整合國際行動設備識別碼1021與生物特徵訊號1011並進行加密以產生加密訊號，使加密訊號同時具有國際行動設備識別碼1021的唯一性及生物特徵訊號1011的獨特性，因此可最佳化加密訊號的安全性；除此之外，本實施例之電子裝置10也可以透過同樣的方式來傳輸數位資料，並可以保證資料傳輸的安全性，故很適 合應用於門禁管制或特定地點的資料管理。由上述可知，本實施例之電子裝置10確實可以改善習知技藝之可見光通訊技術安全性低落的問題。
請參閱第2圖，其係為本發明具可見光身份辨識功能之電子裝置之第一實施例之流程圖。本實施例之電子裝置10採用之可見光身份辨識方法可包含下列步驟：在步驟S21中，透過電子裝置辨識生物特徵。
在步驟S22中，以電子裝置透過分析演算法轉換生物特徵以產生生物特徵訊號。
在步驟S23中，由電子裝置透過加密演算法將電子裝置之國際行動設備識別碼與生物特徵訊號進行加密以產生加密訊號，再將加密訊號轉換為可見光訊號。
在步驟S24中，經由受控裝置接收可見光訊號，並轉換可見光訊號為該加密訊號。
在步驟S25中，透過受控裝置解密加密訊號以進行身份辨識程序。
值得一提的是，習知技藝之可見光通訊技術由於缺乏可靠的安全加密機制，因此其安全性無法有效地提升。相反的，根據本發明之實施例，電子裝置可透過加密演算法整合國際行動設備識別碼與生物特徵訊號並進行加密以產生加密訊號，使加密訊號同時具有國際行動設備識別碼的唯一性及生物特徵訊號的獨特性，因此可最佳化加密訊號的安全性。
另外，習知技藝之可見光通訊技術的安全性仍然無法有效地提升，因此無法應用於門禁控制或特定地點的資料管理，故使用上仍然受到很大的限制。相反的，根據本發明之實施例，電子裝置具備特殊的加密機制，因此可達到極佳的安全性，故可應用於門禁管制或特定地點的資料管理，應用範圍更為廣泛。
請參閱第3圖，其係為本發明之可見光身份辨識系統之第一實施例之示意圖。如圖所示，可見光身份辨識系統1可包含電子裝置10及受控裝置11；在本實施例中，電子裝置10可為智慧型手機，而受控裝置11可為門禁管制裝置。
電子裝置10可辨識使用者之生物特徵，如指紋，並可透過分析演算法轉換生物特徵以產生生物特徵訊號，且可透過加密演算法將電子裝置10之國際行動設備識別碼與生物特徵訊號進行加密以產生加密訊號，再可將加密訊號轉換為可見光訊號VS。接下來，使用者可透過電子裝置10之螢幕、照明光源或閃光燈等光傳送模組傳送可見光訊號VS。
在本實施例中，上述之分析演算法可為學習式向量量化法(Learning vector quantization，LVQ)，其可有效地轉換生物特徵以產生生物特徵訊號，使生物特徵辨識的錯誤排斥率與錯誤接受率降低，且可應用於大部份的電子裝置產品。而上述之加密演算法可為訊息摘要演算法(Message-Digest Algorithm)，特別是訊息摘要演算法第五版(MD5)，其可更有效地整合國際行動設備識別碼與生物特徵訊號並進行加密以產生加密訊號，使加密訊號同時具有國際行動設備識別碼的唯一性及生物特徵訊號的獨特性，且可應用於大部份的電子裝置產品，因此透過上述的演算法組合可最佳化加密訊號的安全性。
受控裝置11則可透過其光電二極體或鏡頭等光接收模組接收可見光訊號VS，且可轉換可見光訊號VS為加密訊號，再解密加密訊號以產生解密訊號以進行身份辨識程序；其中，受控裝置11可將解密訊號與資訊庫儲存之資料進行比對以進行身份驗證；若驗證成功，受控裝置11則可產生驗證成功訊號；此時受控裝置11則可開啟門鎖，並可根據解密訊號執行相應的操作。
除此之外，本實施例之可見光身份辨識系統1之電子裝置10不但可以上述的方式進行身份辨識，也可以透過同樣的方式來傳輸數位資料，並可以保證資料傳輸的安全性，故很適合應用於門禁管制或特定地點的資料管理。
由上述可知，本實施例之可見光身份辨識系統1之電子裝置10可整合學習式向量量化法及訊息摘要演算法，因此可以同時兼顧生物特徵辨識的效能及且最佳化加密訊號的安全性，因此可達無法預期之功效。
此外，本實施例之可見光身份辨識系統1之電子裝置10可利用學習式向量量化法進行生物特徵辨識，並可透過訊息摘要演算法進行加密，上述二種演算法均可直接應用各種電子裝置，如行動通訊裝置、個人電腦、攝影裝置或物聯網裝置等等，故使用上更具彈性。
請參閱第4圖，其係為本發明之可見光身份辨識系統之第一實施例之流程圖。如圖所示，本實施例之可見光身份辨識系統1採用之可見光身份辨識方法可包含下列步驟：在步驟S41中，使用者透過電子裝置辨識使用者之生物特徵，並進入步驟S42。
在步驟S42中，電子裝置透過學習式向量量化法轉換生物特徵以產生生物特徵訊號，並進入步驟S43。
在步驟S43中，電子裝置透過訊息摘要演算法將電子裝置之國際行動設備識別碼與生物特徵訊號進行加密，並進入步驟S44。
在步驟S44中，電子裝置判斷是否加密成功？若加密成功，則進入步驟S45；若加密失敗，則回到步驟S41。
在步驟S45中，電子裝置產生加密訊號，再將加密訊號轉換為可見光訊號，並進入步驟S46。
在步驟S46中，電子裝置透過閃光燈傳送可見光訊號至受控裝置，並進入步驟S47。
在步驟S47中，受控裝置透過鏡頭接收可見光訊號，再轉換可見光訊號為加密訊號，再解密加密訊號以產生解密訊號，並進入步驟S48。
在步驟S48中，受控裝置將解密訊號與資訊庫儲存之資料進行比對以進行身份驗證，並進入步驟S49。
在步驟S49中，受控裝置判斷是否驗證成功？若驗證成功，則進入步驟S50；若驗證失敗，則回到步驟S41。
在步驟S50中，受控裝置根據解密訊號執行相應的操作。
請參閱第5圖及第6圖，其係為本發明之可見光身份辨識系統之第二實施例之第一示意圖及第二示意圖。本實施例舉例說明了可見光身份辨識系統之較佳的實施態樣。
如第5圖所示，使用者透過電子裝置10辨識使用者之指紋，電子裝置10將電子裝置10之國際行動設備識別碼與生物特徵訊號進行加密以產生加密訊號，再可將加密訊號轉換為可見光訊號VS。
如第6圖所示，使用者可透過電子裝置10之閃光燈可見光訊號VS至房間之智慧家庭管理裝置11’。
智慧家庭管理裝置11’轉換可見光訊號為加密訊號，再解密加密訊號以產生解密訊號以進行身份驗證，並於驗證後根據解密訊號開啟空調、照明及電視。
綜上所述，根據本發明之實施例，電子裝置可透過加密演算法整合國際行動設備識別碼與生物特徵訊號並進行加密以產生加密訊號，使加密訊號同時具有國際行動設備識別碼的唯一性及生物特徵訊號的獨特性，因此可最佳化加密訊號的安全性。
又，根據本發明之實施例，電子裝置具備特殊的加密機制，因此可達到極佳的安全性，故可應用於門禁管制或特定地點的資料管理，應用範圍更為廣泛。
此外，根據本發明之實施例，電子裝置可整合學習式向量量化法及訊息摘要演算法，因此可以同時兼顧生物特徵辨識的效能及加密訊號的安全性。
另外，根據本發明之實施例，電子裝置可利用學習式向量量化法進行生物特徵辨識，並可透過訊息摘要演算法進行加密，上述二種演算法均可直接應用各種電子裝置，如行動通訊裝置、個人電腦、攝影裝置或物聯網裝置等等，故使用上更具彈性。
可見本發明在突破先前之技術下，確實已達到所欲增進之功效，且也非熟悉該項技藝者所易於思及，其所具之進步性、實用性，顯已符合專利之申請要件，爰依法提出專利申請，懇請 貴局核准本件發明專利申請案，以勵創作，至感德便。
以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。其它任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應該包含於後附之申請專利範圍中。

Claims (20)

  1. 一種電子裝置，係包含：一生物特徵辨識模組，係辨識一生物特徵，並透過一分析演算法轉換該生物特徵以產生一生物特徵訊號；一處理模組，係透過一加密演算法將該電子裝置之一國際行動設備識別碼與該生物特徵訊號進行加密以產生一加密訊號，使該加密訊號兼具該國際行動設備識別碼與該生物特徵訊號之特性，並轉換該加密訊號為一可見光訊號；以及一光傳送模組，係傳送該可見光訊號至一受控裝置。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，其中該分析演算法係為一學習式向量量化法。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，其中該加密演算法係為一訊息摘要演算法。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，其中該生物特徵係為一指紋或一虹膜紋路。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，其中該光傳送模組係為一螢幕、一照明光源或一閃光燈。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，其中該電子裝置係為一行動通訊裝置、一個人電腦、一攝影裝置或一物聯網裝置。
  7. 一種可見光身份辨識系統，係包含：一電子裝置，係辨識一生物特徵，並透過一分析演算法轉換該生物特徵以產生一生物特徵訊號，且透過一加密演算法將該電子裝置之一國際行動設備識別碼與該生物特徵訊號進行加密以產生一加密訊號，使該加密訊號兼具該國際行動設備識別碼與該生物特徵訊號之特性，再將該加密訊號轉換為一可見光訊號；以及一受控裝置，係接收該可見光訊號，並轉換該可見光訊號為該加密訊號，再解密該加密訊號以進行一身份辨識程序。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之可見光身份辨識系統，其中該分析演算法係為一學習式向量量化法。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之可見光身份辨識系統，其中該加密演算法係為一訊息摘要演算法。
  10. 如申請專利範圍第7項所述之可見光身份辨識系統，其中該生物特徵係為一指紋或一虹膜紋路。
  11. 如申請專利範圍第7項所述之可見光身份辨識系統，其中該電子裝置係透過一光傳送模組發送該可見光訊號，該光傳送模組係為一螢幕、一照明光源或一閃光燈。
  12. 如申請專利範圍第7項所述之可見光身份辨識系統，其中該受控裝置係透過一光接收模組接收該可見光訊號，該光接收模組係為一光電二極體或一鏡頭。
  13. 如申請專利範圍第7項所述之可見光身份辨識系統，其中該電子裝置係為一行動通訊裝置、一個人電腦、一攝影裝置或一物聯網裝置。
  14. 一種可見光身份辨識方法，係包含下列步驟：透過一電子裝置辨識一生物特徵；以該電子裝置透過一分析演算法轉換該生物特徵以產生一生物特徵訊號；由該電子裝置透過一加密演算法將該電子裝置之一國際行動設備識別碼與該生物特徵訊號進行加密以產生一加密訊號，使該加密訊號兼具該國際行動設備識別碼與該生物特徵訊號之特性，再將該加密訊號轉換為一可見光訊號；經由一受控裝置接收該可見光訊號，並轉換該可見光訊號為該加密訊號；以及透過該受控裝置解密該加密訊號以進行一身份辨識程序。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之可見光身份辨識方法，其中該分析演算法係為一學習式向量量化法。
  16. 如申請專利範圍第14項所述之可見光身份辨識方法，其中該加密演算法係為一訊息摘要演算法。
  17. 如申請專利範圍第14項所述之可見光身份辨識方法，其中該生物特徵係為一指紋或一虹膜紋路。
  18. 如申請專利範圍第14項所述之可見光身份辨識方法，其中該電子裝置係透過一光傳送模組發送該可見光訊號，該光傳送模組係為一螢幕、一照明光源或一閃光燈。
  19. 如申請專利範圍第14項所述之可見光身份辨識方法，其中該受控裝置係透過一光接收模組接收該可見光訊號，該光接收模組係為一光電二極體或一鏡頭。
  20. 如申請專利範圍第14項所述之可見光身份辨識方法，其中該電子裝置係為一行動通訊裝置、一個人電腦、一攝影裝置或一物聯網裝置。
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