TWI673655B - 防類指紋侵入的感測圖像處理方法及其觸控裝置 - Google Patents

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一種防類指紋侵入的感測圖像處理方法，包括：採集一待辨識圖像；處理該待辨識圖像以產生一重心位置及一最小半徑；定義出通過該待辨識圖像之所述重心位置的一第一線段及與該第一線段垂直的一第二線段，並由該第一線段取出複數個第一像素點及由該第二線段取出複數個第二像素點，其中，該第一線段和該第二線段皆以所述重心位置為中心點，且該第一線段和該第二線段皆具有所述最小半徑的二倍的長度；對所述複數個第一像素點及所述複數個第二像素點分別進行複數個預定頻率的傅立葉變換以取得複數個第一係數及複數個第二係數；以及利用一支撐向量機對所述複數個第一係數及所述複數個第二係數進行一分類運算以判斷該待辨識圖像是否為一指紋圖像。

Description

防類指紋侵入的感測圖像處理方法及其觸控裝置
本發明係關於一種指紋辨識方法及其觸控裝置，尤指一種可防止以電容筆或帶紋路的導體假裝指紋輸入的感測圖像處理方法及其觸控裝置。
科技日益月新，現今在科技的進步下，除了看電視、影片或照相等，皆可使用智慧型手機完成之外，在支付款項或是投資買賣的操作上，亦可透過智慧型手機完成。然而，在生活越趨便利的情形下，資安保全的重要性亦日漸增加。為有效防止資訊或相關電子設備被盜取或盜用的可能性，已有許多與資安相關的保全軟體或設備被提出。
其中，在指紋辨識的應用中，現有的技術雖可有效辨識使用者的指紋，但當一電容筆或帶紋路的導體按壓在一感測裝置上時，卻有可能使該感測裝置發生誤判。具體來說，請參照圖1，其繪示一習知指紋辨識方法之一流程圖。如圖1所示，該習知指紋辨識方法包含：取得一待辨識圖像(S01)；增強該待辨識圖像以產生一增強圖像(S02)；以及將該增強圖像錄入一記憶體中(S03)。
請參照圖2a及圖2b，其分別繪示由一輸入指紋所產生的一待辨識圖像及一增強圖像；以及圖2c及圖2d，其分別繪示由一電容筆所產生的一待辨識圖像及一增強圖像。由於經由一電容筆按壓所得到的紋路具有隨機性，故該電容筆所產生的所述增強圖像會具有類似脊線和谷線的形狀。此外，由於現有的一般指紋辨識技術所採用的特徵（如脊線寬度、圖像品質或灰度工程矩等）並無法有效區分一電容筆或帶紋路的導體所產生的類指紋圖像和一指紋所產生的圖像，因此，一電容筆或帶紋路的導體所產生的類指紋圖像可能會被錯誤識別為指紋，從而威脅到一資訊系統的安全。
為解決上述問題，本領域亟需一種新穎的指紋識別方法。
本發明之一目的在於揭露一種感測圖像處理方法，其可通過計算一待辨識圖像在一空間頻譜的多個指紋脊線頻率(所述指紋脊線頻率即單位像素內的指紋脊線條數)處的多個強度值，及利用一分類模組判斷由所述多個強度值所形成的一向量是否落入一指紋圖像分類內，以有效區別一電容筆(或帶紋路的導體)所產生的類指紋圖像和一指紋所產生的圖像，從而防止有心人士以一電容筆或帶紋路的導體登入以指紋辨識做為身分識別的一資訊處理裝置中。
本發明之另一目的在於揭露一種觸控裝置，其可通過計算一待辨識圖像在一空間頻譜的多個指紋脊線頻率(即單位像素內的指紋脊線條數)處的多個強度值，及利用一分類模組判斷由所述多個強度值所形成的一向量是否落入一指紋圖像分類內，以有效區別一電容筆(或帶紋路的導體)所產生的類指紋圖像和一指紋所產生的圖像，從而防止有心人士以一電容筆或帶紋路的導體登入以指紋辨識做為身分識別的一資訊處理裝置中。
為達前述目的，一種防類指紋侵入的感測圖像處理方法乃被提出，其包括：
利用一感測裝置採集一待辨識圖像；
利用一圖像分析模組處理該待辨識圖像以產生一重心位置及一最小半徑；
利用該圖像分析模組定義出通過該待辨識圖像之所述重心位置的一第一線段及與該第一線段垂直的一第二線段，並由該第一線段取出複數個第一像素點及由該第二線段取出複數個第二像素點，其中，該第一線段和該第二線段皆以所述重心位置為中心點，且該第一線段和該第二線段皆具有所述最小半徑的二倍的長度；
利用該圖像分析模組對所述複數個第一像素點及所述複數個第二像素點分別進行複數個預定頻率的傅立葉變換以取得複數個第一係數及複數個第二係數；以及
利用該圖像分析模組之一支撐向量機(support vector machine；SVM)對所述複數個第一係數及所述複數個第二係數進行一分類運算以判斷該待辨識圖像是否為一指紋圖像。
在一實施例中，當該支撐向量機判斷該待辨識圖像為所述指紋圖像時，該圖像分析模組會先對該待辨識圖像進行一圖像增強運算，然後再執行一圖像錄入程序以將該圖像增強運算所產生的一增強圖像錄入一記憶體中；當該支撐向量機判斷該待辨識圖像非為所述指紋圖像時，該圖像分析模組即不執行所述的圖像增強運算及所述的圖像錄入程序。
在一實施例中，所述預定頻率係依一指紋脊線頻率決定。
為達前述目的，本發明進一步揭露一種觸控裝置，其包括：
一感測裝置，用以採集一待辨識圖像；以及
一圖像分析模組，與該感測裝置耦接，係用以執行以下步驟：
處理該待辨識圖像以產生一重心位置及一最小半徑；
定義出通過該待辨識圖像之所述重心位置的一第一線段及與該第一線段垂直的一第二線段，並由該第一線段取出複數個第一像素點及由該第二線段取出複數個第二像素點，其中，該第一線段和該第二線段皆以所述重心位置為中心點，且該第一線段和該第二線段皆具有所述最小半徑的二倍的長度；
對所述複數個第一像素點及所述複數個第二像素點分別進行複數個預定頻率的傅立葉變換以取得複數個第一係數及複數個第二係數；以及
利用一支撐向量機對所述複數個第一係數及所述複數個第二係數進行一分類運算以判斷該待辨識圖像是否為一指紋圖像。
在一實施例中，當該支撐向量機判斷該待辨識圖像為所述指紋圖像時，該圖像分析模組會先對該待辨識圖像進行一圖像增強運算，然後再執行一圖像錄入程序以將該圖像增強運算所產生的一增強圖像錄入一記憶體中；當該支撐向量機判斷該待辨識圖像非為所述指紋圖像時，該圖像分析模組即不執行所述的圖像增強運算及所述的圖像錄入程序。
在一實施例中，所述預定頻率係依一指紋脊線頻率決定。
在可能的實施例中，該感測裝置可為一電容式感測裝置或一光學式感測裝置。
在一實施例中，該圖像分析模組包含一控制器。
為使 貴審查委員能進一步瞭解本發明之結構、特徵及其目的，茲附以圖式及較佳具體實施例之詳細說明如後。
請一併參照圖3及圖4，其中圖3繪示本發明防類指紋侵入的感測圖像處理方法之一實施例流程圖；以及圖4繪示圖3之感測圖像處理方法之一圖像辨識程序之一實施例的流程圖。如圖3所示，該感測圖像處理方法包含：採集一待辨識圖像(S11)；執行一圖像辨識程序以辨識該待辨識圖像是否為一指紋圖像 (S12)；退出該感測圖像處理方法的流程(S13)；增強該待辨識圖像以產生一增強圖像(S14)；以及將該增強圖像錄入一記憶體中(S15)。也就是說，若一待辨識圖像被判定為一指紋圖像，則依該待辨識圖像產生一增強圖像並將該增強圖像錄入一記憶體中；而若一待辨識圖像被判定為非指紋圖像，則不進行後續的指紋處理程序。
在圖4的圖像辨識程序中，其包含：利用一圖像分析模組處理該待辨識圖像以產生一重心位置及一最小半徑(S21)；利用該圖像分析模組定義出通過該待辨識圖像之所述重心位置的一第一線段及與該第一線段垂直的一第二線段，並由該第一線段取出複數個第一像素點及由該第二線段取出複數個第二像素點，其中，該第一線段和該第二線段皆以所述重心位置為中心點，且該第一線段和該第二線段皆具有所述最小半徑的二倍的長度(S22)；利用該圖像分析模組對所述複數個第一像素點及所述複數個第二像素點分別進行複數個預定頻率的傅立葉變換以取得複數個第一係數及複數個第二係數(S23)；以及利用該圖像分析模組之一支撐向量機對所述複數個第一係數及所述複數個第二係數進行一分類運算以判斷該待辨識圖像是否為一指紋圖像(S24)。
請一併參照圖5及圖6，其中，圖5為圖4的圖像辨識程序在一指紋圖像10上定出一重心位置G、一最小半徑R、在X軸方向通過重心位置G的一第一線段(長度為2R)及在Y軸方向(與X軸方向垂直)通過重心位置G的一第二線段(長度為2R)的示意圖；以及圖6為圖4的圖像辨識程序在一電容筆按壓圖像20上定出一重心位置G、一最小半徑R、在X軸方向通過重心位置G的一第一線段(長度為2R)及在Y軸方向(與X軸方向垂直)通過重心位置G的一第二線段(長度為2R)的示意圖。
在圖4的圖像辨識程序對圖5的指紋圖像10及圖6的電容筆按壓圖像20進行後續的傅立葉變換運算及分類運算後，由於圖5的指紋圖像10的紋路具有週期性，故會被歸類為指紋，而圖6的電容筆按壓圖像20的紋路則因不具有週期性，故不會被歸類為指紋。另外，所述的支撐向量機是一種經過事先訓練所產生的分類機器，其係透過處理複數個指紋圖像與複數個電容筆(或帶紋路的導體)的按壓圖像，以將一向量空間分成一指紋圖像空間及一類指紋圖像空間。於操作時，若一待辨識圖像在經過前述的傅立葉變換運算後落入該指紋圖像空間，則將其視為指紋，若一待辨識圖像在經過前述的傅立葉變換運算後落入該類指紋圖像空間，則將其視為非指紋。
依上述的說明，本發明進一步提出一種觸控裝置。請參照圖7，其繪示本發明之觸控裝置之一實施例方塊圖。如圖7所示，一觸控裝置100包括一感測裝置110及一圖像分析模組120。
感測裝置110，可為一電容式感測裝置或一光學式感測裝置，係用以採集一待辨識圖像。
圖像分析模組120，可包含一控制器，係與感測裝置110耦接以執行圖3及圖4所示之流程。
因此，藉由前述所揭露的技術方案，本發明乃可提供以下的功效：
1.本發明的感測圖像處理方法可通過計算一待辨識圖像在一空間頻譜的多個指紋脊線頻率(所述指紋脊線頻率即單位像素內的指紋脊線條數)處的多個強度值，及利用一分類模組判斷由所述多個強度值所形成的一向量是否落入一指紋圖像分類內，以有效區別一類指紋輸入圖像和一指紋輸入圖像，從而防止有心人士以一電容筆或帶紋路的導體登入以指紋辨識做為身分識別的一資訊處理裝置中。
2.本發明的觸控裝置可通過計算一待辨識圖像在一空間頻譜的多個指紋脊線頻率(即單位像素內的指紋脊線條數)處的多個強度值，及利用一分類模組判斷由所述多個強度值所形成的一向量是否落入一指紋圖像分類內，以有效區別一類指紋輸入圖像和一指紋輸入圖像，從而防止有心人士以一電容筆或帶紋路的導體登入以指紋辨識做為身分識別的一資訊處理裝置中。
本案所揭示者，乃較佳實施例，舉凡局部之變更或修飾而源於本案之技術思想而為熟習該項技藝之人所易於推知者，俱不脫本案之專利權範疇。
綜上所陳，本案無論目的、手段與功效，皆顯示其迥異於習知技術，且其首先發明合於實用，確實符合發明之專利要件，懇請 貴審查委員明察，並早日賜予專利俾嘉惠社會，是為至禱。
10‧‧‧指紋圖像
20‧‧‧電容筆按壓圖像
100‧‧‧觸控裝置
110‧‧‧感測裝置
120‧‧‧圖像分析模組
S01‧‧‧取得一待辨識圖像
S02‧‧‧增強該待辨識圖像以產生一增強圖像
S03‧‧‧將該增強圖像錄入一記憶體中
S11‧‧‧採集一待辨識圖像
S12‧‧‧執行一圖像辨識程序以辨識該待辨識圖像是否為一指紋圖像
S13‧‧‧退出該感測圖像處理方法的流程
S14‧‧‧增強該待辨識圖像以產生一增強圖像
S15‧‧‧將該增強圖像錄入一記憶體中
S21‧‧‧利用一圖像分析模組處理該待辨識圖像以產生一重心位置及一最小半徑
S22‧‧‧利用該圖像分析模組定義出通過該待辨識圖像之所述重心位置的一第一線段及與該第一線段垂直的一第二線段，並由該第一線段取出複數個第一像素點及由該第二線段取出複數個第二像素點，其中，該第一線段和該第二線段皆以所述重心位置為中心點，且該第一線段和該第二線段皆具有所述最小半徑的二倍的長度
S23‧‧‧利用該圖像分析模組對所述複數個第一像素點及所述複數個第二像素點分別進行複數個預定頻率的傅立葉變換以取得複數個第一係數及複數個第二係數
S24‧‧‧利用該圖像分析模組之一支撐向量機對所述複數個第一係數及所述複數個第二係數進行一分類運算以判斷該待辨識圖像是否為一指紋圖像
圖1繪示一習知指紋辨識方法之一流程圖。 圖2a繪示由一輸入指紋所產生的一待辨識圖像。 圖2b繪示由圖2a之待辨識圖像所產生的一增強圖像。 圖2c繪示由一電容筆所產生的一待辨識圖像。 圖2d繪示由圖2c之待辨識圖像所產生的一增強圖像。 圖3繪示本發明防類指紋侵入的感測圖像處理方法之一實施例流程圖。 圖4繪示圖3之感測圖像處理方法之一圖像辨識程序之一實施例的流程圖。 圖5為圖4的圖像辨識程序在一指紋圖像上定出一重心位置、一最小半徑、一第一線段及一第二線段的示意圖。 圖6為圖4的圖像辨識程序在一電容筆按壓圖像上定出一重心位置、一最小半徑、一第一線段及一第二線段的示意圖。 圖7繪示本發明之觸控裝置之一實施例方塊圖。

Claims (8)

  1. 一種防類指紋侵入的感測圖像處理方法，其包括： 利用一感測裝置採集一待辨識圖像； 利用一圖像分析模組處理該待辨識圖像以產生一重心位置及一最小半徑； 利用該圖像分析模組定義出通過該待辨識圖像之所述重心位置的一第一線段及與該第一線段垂直的一第二線段，並由該第一線段取出複數個第一像素點及由該第二線段取出複數個第二像素點，其中，該第一線段和該第二線段皆以所述重心位置為中心點，且該第一線段和該第二線段皆具有所述最小半徑的二倍的長度； 利用該圖像分析模組對所述複數個第一像素點及所述複數個第二像素點分別進行複數個預定頻率的傅立葉變換以取得複數個第一係數及複數個第二係數；以及 利用該圖像分析模組之一支撐向量機對所述複數個第一係數及所述複數個第二係數進行一分類運算以判斷該待辨識圖像是否為一指紋圖像。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之防類指紋侵入的感測圖像處理方法，其中，當該支撐向量機判斷該待辨識圖像為所述指紋圖像時，該圖像分析模組會先對該待辨識圖像進行一圖像增強運算，然後再執行一圖像錄入程序以將該圖像增強運算所產生的一增強圖像錄入一記憶體中；當該支撐向量機判斷該待辨識圖像非為所述指紋圖像時，該圖像分析模組即不執行所述的圖像增強運算及所述的圖像錄入程序。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之防類指紋侵入的感測圖像處理方法，其中，所述預定頻率係依一指紋脊線頻率決定。
  4. 一種觸控裝置，其包括： 一感測裝置，用以採集一待辨識圖像；以及 一圖像分析模組，與該感測裝置耦接，係用以執行以下步驟： 處理該待辨識圖像以產生一重心位置及一最小半徑； 定義出通過該待辨識圖像之所述重心位置的一第一線段及與該第一線段垂直的一第二線段，並由該第一線段取出複數個第一像素點及由該第二線段取出複數個第二像素點，其中，該第一線段和該第二線段皆以所述重心位置為中心點，且該第一線段和該第二線段皆具有所述最小半徑的二倍的長度； 對所述複數個第一像素點及所述複數個第二像素點分別進行複數個預定頻率的傅立葉變換以取得複數個第一係數及複數個第二係數；以及 利用一支撐向量機對所述複數個第一係數及所述複數個第二係數進行一分類運算以判斷該待辨識圖像是否為一指紋圖像。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之觸控裝置，其中，當該支撐向量機判斷該待辨識圖像為所述指紋圖像時，該圖像分析模組會先對該待辨識圖像進行一圖像增強運算，然後再執行一圖像錄入程序以將該圖像增強運算所產生的一增強圖像錄入一記憶體中；當該支撐向量機判斷該待辨識圖像非為所述指紋圖像時，該圖像分析模組即不執行所述的圖像增強運算及所述的圖像錄入程序。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之觸控裝置，其中，所述預定頻率係依一指紋脊線頻率決定。
  7. 如申請專利範圍第4項所述之觸控裝置，其中，該感測裝置係一電容式感測裝置或一光學式感測裝置。
  8. 如申請專利範圍第4項所述之觸控裝置，其中，該圖像分析模組包 含一控制器。
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