TWI678634B - 指紋驗證方法與電子裝置 - Google Patents

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Abstract

一種指紋驗證方法與電子裝置。所述指紋驗證方法包括：經由指紋感測器執行指紋註冊操作並將已註冊指紋資訊儲存至儲存電路；在指紋驗證操作中，經由所述指紋感測器感測待驗證指紋資訊；以及若所述待驗證指紋資訊與所述已註冊指紋資訊之間的相似性符合預設條件，執行所述指紋驗證操作之通過所對應的預設功能，並根據已驗證指紋資訊更新所述已註冊指紋資訊。

Description

指紋驗證方法與電子裝置
本發明是有關於一種指紋驗證方法與電子裝置。
隨著指紋辨識技術逐漸普及，筆記型電腦或智慧型手機等電子裝置普遍採用指紋辨識技術來驗證擁有者，以管理電子裝置的使用權限。一般來說，在啟用指紋驗證機制後，使用者需要在指紋註冊程序中將自己的指紋資訊存入電子裝置中，以作為後續進行指紋認證的依據。
然而，隨著指紋感測器的感測面積越作越小，使用者不易在指紋註冊程序中註冊完整的指紋資訊。此外，一旦離開指紋註冊程序，使用者就無法再對已註冊指紋進行修改及/或擴充。也就是說，若使用者想要更新其指紋資訊，使用者只能重新啟動指紋註冊程序。由此可知，現行的指紋驗證機制在使用上明顯缺乏彈性。
本發明提供一種指紋驗證方法與電子裝置，可在完成指紋註冊操作後，根據通過指紋驗證操作的已驗證指紋資訊來更新已註冊指紋資訊，從而提高指紋驗證機制的操作便利性。
本發明的一實施例提供一種指紋驗證方法，其用於具有指紋感測器與儲存電路的電子裝置，所述指紋驗證方法包括：經由所述指紋感測器執行指紋註冊操作並將已註冊指紋資訊儲存至所述儲存電路；在指紋驗證操作中，經由所述指紋感測器感測待驗證指紋資訊；以及若所述待驗證指紋資訊與所述已註冊指紋資訊之間的相似性符合預設條件，執行所述指紋驗證操作之驗證通過所對應的預設功能，並根據已驗證指紋資訊更新所述已註冊指紋資訊。
本發明的另一實施例提供一種電子裝置，其包括指紋感測器、儲存電路及處理器。所述處理器耦接所述指紋感測器與所述儲存電路。所述處理器用以經由所述指紋感測器執行指紋註冊操作並將已註冊指紋資訊儲存至所述儲存電路。在指紋驗證操作中，所述處理器更用以經由所述指紋感測器感測待驗證指紋資訊。若所述待驗證指紋資訊與所述已註冊指紋資訊之間的相似性符合預設條件，所述處理器更用以執行所述指紋驗證操作之驗證通過所對應的預設功能並根據已驗證指紋資訊更新所述已註冊指紋資訊。
基於上述，一個指紋註冊操作可經由所述指紋感測器執行，並且已註冊指紋資訊可被儲存至所述儲存電路。爾後，在指紋驗證操作中，待驗證指紋資訊可經由指紋感測器被感測。若所感測的待驗證指紋資訊與所儲存的已註冊指紋資訊之間的相似性符合預設條件，對應於指紋驗證操作之驗證通過的一個預設功能可被執行，並且所述已註冊指紋資訊可根據已驗證指紋資訊來進行更新，從而提高指紋驗證機制的操作便利性。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
圖1是根據本發明的一範例實施例所繪示的電子裝置的示意圖。請參照圖1，電子裝置10包括指紋感測器11、儲存電路12及處理器13。指紋感測器11可感測使用者之手指的指紋資訊。例如，指紋感測器11可以是電容式指紋感測器或光學式指紋感測器，但本發明不限制指紋感測器11的類型。指紋感測器11的指紋感測機制可以是使用滑動式感測或按壓式感測。若指紋感測器11的指紋感測機制是使用滑動式感測，則使用者可將手指在指紋感測器11的感測面上滑過，並且指紋感測器11可經由感測面感測使用者的指紋資訊。或者，若指紋感測器11的指紋感測機制是使用按壓式感測，則使用者可將手指放置在指紋感測器11的感測面上，並且指紋感測器11可經由感測面感測使用者的指紋資訊。為便於說明，在以下實施例中是以採用滑動式感測的指紋感測器11進行說明。
儲存電路12用於儲存資訊。例如，儲存電路12可包括傳統硬碟、固態硬碟及/或快閃記憶體等各式非揮發性儲存電路。因此，儲存於非揮發性儲存電路中的資訊不會因為切斷電子裝置10的電源而遺失。例如，儲存電路12可儲存已註冊的指紋資訊以及電子裝置11之運作所需的程式碼等資訊。此外，儲存電路12也可包括隨機存取記憶體等非揮發性儲存電路，以儲存電子裝置11運作過程產生的暫時資訊。
處理器13耦接至指紋感測器11與儲存電路12。處理器13可以是中央處理單元(Central Processing Unit, CPU)，或是其他可程式化之一般用途或特殊用途的微處理器、數位訊號處理器(Digital Signal Processor, DSP)、可程式化控制器、特殊應用積體電路(Application Specific Integrated Circuits, ASIC)、可程式化邏輯裝置(Programmable Logic Device, PLD)或其他類似裝置或這些裝置的組合。
在一實施例中，處理器13僅負責與指紋驗證機制相關的操作，例如指紋感測、指紋註冊及指紋驗證等等。在一實施例中，處理器13還可負責電子裝置11的整體運作或其他操作。在一實施例中，電子裝置10還包括輸入/輸出(I/O)裝置及電源供應裝置。例如，輸入/輸出裝置可包括滑鼠、鍵盤、觸控板、顯示器、觸控螢幕、麥克風、喇叭或網路介面卡等，且輸入/輸出裝置的類型不限於此。此外，電源供應裝置可包括各式電源供應器或電池。
在以下實施例中，是以筆記型電腦作為電子裝置10的範例進行說明。然而，在另一實施例中，電子裝置10亦可以是智慧型手機、平板電腦、數位相框、桌上型電腦或電子書閱讀器等各式電子裝置，本發明不加以限制。
圖2是根據本發明的一實施例所繪示的電子裝置的外觀示意圖。圖3是根據本發明的一實施例所繪示的滑動式指紋感測的示意圖。請參照圖2與圖3，電子裝置20配置有指紋感測器11與觸控板22。在本實施例中，指紋感測器21是設置在觸控板22上。然而，在另一實施例中，指紋感測器21也可以設置在電子裝置20的其他表面位置，本發明不加以限制。感測元件31可設置於指紋感測器21的凹槽32內。使用者的手指301可以接觸感測元件31的上表面並且在感測元件31的上表面前後滑動。感測元件31可感測滑動中的手指301的指紋資訊。
回到圖1，處理器13可執行指紋註冊操作與指紋驗證操作。指紋註冊操作是用以初始地註冊使用者的指紋資訊。例如，在指紋註冊操作中，處理器13可經由指紋感測器11感測特定使用者的指紋資訊並將所感測的指紋資訊與特定使用者進行配對。然後，處理器13可將所感測的指紋資訊與相關的配對資訊儲存至儲存電路12，以作為已註冊指紋資訊。在一實施例中，經由指紋註冊操作而儲存的已註冊指紋資訊亦稱為初始已註冊指紋資訊。須注意的是，在指紋註冊操作中，處理器13亦可經由指紋感測器11多次感測特定使用者的指紋資訊並結合所感測到的指紋資訊以產生初始已註冊指紋資訊。在完成指紋註冊操作之後，已註冊指紋資訊可在指紋驗證操作中用於驗證當前操作電子裝置10之使用者的身分。
在指紋驗證操作中，處理器13可經由指紋感測器11感測指紋資訊(亦稱為待驗證指紋資訊)。處理器13可比對待驗證指紋資訊與儲存於儲存電路12中的已註冊指紋資訊並判斷待驗證指紋資訊與已註冊指紋資訊之間的相似性是否符合預設條件。若待驗證指紋資訊與已註冊指紋資訊之間的相似性符合預設條件，處理器13可判定所感測的指紋資訊通過驗證並執行指紋驗證操作之驗證通過所對應的預設功能。在一實施例中，通過驗證的指紋資訊亦稱為已驗證指紋資訊。然而，若待驗證指紋資訊與已註冊指紋資訊之間的相似性不符合預設條件，則處理器13可判定所感測的指紋資訊未通過驗證且不執行此預設功能。
在一實施例中，此預設功能可包括各種需通過身分驗證才允許執行的各種應用功能，例如，登入特定應用程序、線上交易或裝置解鎖等等。換言之，指紋驗證操作可作為傳統密碼驗證的替代手段。在一實施例中，指紋驗證操作可以搭配密碼驗證操作使用。例如，若指紋驗證機制與密碼驗證機制同時啟用，則使用者需要同時通過指紋驗證操作與密碼驗證操作才可以控制處理器13執行預設功能。在另一實施例中，指紋驗證操作亦可以搭配臉部驗證及/或虹膜驗證等各式驗證機制使用，本發明不加以限制。
在一實施例中，處理器13可根據待驗證指紋資訊與已註冊指紋資訊執行指紋圖像比對，以判斷待驗證指紋資訊與已註冊指紋資訊之間的相似性是否符合預設條件。例如，處理器13可比對待驗證指紋資訊與已註冊指紋資訊以獲得圖像重疊資訊。然後，處理器13可根據圖像重疊資訊判斷待驗證指紋資訊與已註冊指紋資訊之間的相似性是否符合預設條件。圖像重疊資訊可反映待驗證指紋資訊與已註冊指紋資訊彼此的吻合程度。若圖像重疊資訊反映待驗證指紋資訊與已註冊指紋資訊之間的吻合程度高於預設程度，處理器13可判定待驗證指紋資訊與已註冊指紋資訊之間的相似性符合預設條件。反之，若圖像重疊資訊反映待驗證指紋資訊與已註冊指紋資訊之間的吻合程度不高於預設程度，則處理器13可判定待驗證指紋資訊與已註冊指紋資訊之間的相似性不符合預設條件。
圖4至圖6是根據本發明的一實施例所繪示的指紋圖像比對的示意圖。請參照圖4至圖6，處理器13可分別將待驗證指紋資訊與已註冊指紋資訊轉換為待驗證指紋圖像41與已註冊指紋圖像51。在執行指紋圖像比對後，處理器13可獲得待驗證指紋圖像41與已註冊指紋圖像51之間的圖像重疊區域601。換言之，待驗證指紋資訊對應於待驗證指紋圖像41，已註冊指紋資訊對應於已註冊指紋圖像51，並且圖像重疊資訊對應於待驗證指紋圖像與已註冊指紋圖像之間的圖像重疊區域601。
在一實施例中，處理器13可比對待驗證指紋圖像41與已註冊指紋圖像51。根據比對結果，處理器13可在待驗證指紋圖像41與已註冊指紋圖像51上分別設定至少兩個特徵點。以待驗證指紋圖像41上的特徵點401與402以及已註冊指紋圖像51上的特徵點501與502為例，在將待驗證指紋圖像41向右旋轉90度之後，特徵點401之涵蓋範圍內的圖像內容實質上相同於特徵點501之涵蓋範圍內的圖像內容，並且特徵點402之涵蓋範圍內的圖像內容實質上相同於特徵點502之涵蓋範圍內的圖像內容。透過將待驗證指紋圖像41與已註冊指紋圖像51的至少其中之一旋轉特定角度並進行圖像比對，處理器13可決定特徵點401、402、501及502。
在決定特徵點401、402、501及502之後，處理器13可根據特徵點401、402、501及502將待驗證指紋圖像41與已註冊指紋圖像51至少部分重疊，以獲得圖像重疊區域601。例如，在將待驗證指紋圖像41向右旋轉90度之後，處理器13可將特徵點401定位到特徵點501並且將特徵點402定位到特徵點502，從而將待驗證指紋圖像41與已註冊指紋圖像51疊合成為疊合圖像61。處理器13可識別疊合圖像61內的圖像重疊區域601。在圖像重疊區域601內，待驗證指紋圖像41的圖像內容與已註冊指紋圖像51的圖像內容實質上相同。須注意的是，前述實施例中提及的實質上相同，可以是指完全相同或考量到雜訊引起之誤差的概略相同。在一實施例中，處理器13還可以採用其他的圖像比對技術來確定圖像重疊區域601，本發明不加以限制。
在一實施例中，處理器13可判斷圖像重疊區域601的面積是否超過一預設面積。若圖像重疊區域601的面積超過預設面積，表示待驗證指紋資訊與已註冊指紋資訊之間的吻合程度高於預設程度，因此處理器13可判定待驗證指紋資訊與已註冊指紋資訊之間的相似性符合預設條件。反之，若圖像重疊區域601的面積不超過預設面積，表示待驗證指紋資訊與已註冊指紋資訊之間的吻合程度不高於預設程度，因此處理器13可判定待驗證指紋資訊與已註冊指紋資訊之間的相似性不符合預設條件。
在一實施例中，圖像重疊區域601的面積可以是以畫素(pixel)數目或其他圖像單位之數目為衡量基準。此外，雖然圖6的實施例是以連續的區域作為圖像重疊區域601的範例，但在另一實施例中，圖像重疊區域601亦可以是不連續的區域(例如包含數個彼此分離的區域)。或者，在另一實施例中，處理器13還可以根據圖像重疊區域601的面積佔已註冊指紋圖像51之總面積的比例是否超過一預設比例等與圖像重疊區域601相關的要素，來判斷待驗證指紋資訊與已註冊指紋資訊之間的相似性是否符合預設條件，本發明不加以限制。
在一實施例中，若判定待驗證指紋資訊與已註冊指紋資訊之間的相似性符合預設條件，處理器13還會根據通過驗證的指紋資訊(即已驗證指紋資訊)更新已註冊指紋資訊。例如，處理器13可濾除已驗證指紋資訊的一部分指紋資訊(亦稱為第一部分指紋資訊)並結合已註冊指紋資訊與已驗證指紋資訊中的另一部分指紋資訊(亦稱為第二部分指紋資訊)。
以圖6為例，在判定待驗證指紋資訊41與已註冊指紋資訊51之間的相似性符合預設條件之後，處理器13可濾除已驗證指紋圖像41中對應於圖像重疊區域601的指紋圖像(即已驗證指紋圖像41中包含於圖像重疊區域601內的指紋圖像)並將已註冊指紋圖像51與已驗證指紋圖像41中的剩餘指紋圖像(即已驗證指紋圖像41中未被濾除的指紋圖像)結合，以形成類似於疊合圖像61的指紋圖像。此外，在指紋圖像的結合操作中，處理器13亦可採用邊緣平滑或圖像填補等操作，本發明不加以限制。藉由前述圖像結合而產生的指紋圖像所對應的指紋資訊(即經更新的已註冊指紋資訊)可被儲存至儲存電路121以取代已註冊指紋圖像51並且被用於下一次的指紋驗證操作。
圖7是根據本發明的一實施例所繪示的更新已註冊指紋資訊的示意圖。請參照圖7，假設對應於指紋圖像71的已註冊指紋資訊是在指紋註冊操作中被註冊並且被儲存。指紋圖像71亦稱為初始指紋圖像。經過使用指紋圖像71的某一次的指紋驗證操作之後，對應於指紋圖像71的已註冊指紋資訊可被更新為對應於指紋圖像73的已註冊指紋資訊。指紋圖像73的面積大於指紋圖像71的面積。相較於指紋圖像71，指紋圖像73更包括指紋圖像72。例如，指紋圖像73可藉由結合指紋圖像71與指紋圖像72而獲得。對應於指紋圖像73的已註冊指紋資訊可被用於下一次的指紋驗證操作。
在經過使用指紋圖像73的下一次的指紋驗證操作之後，對應於指紋圖像73的已註冊指紋資訊可被更新為對應於指紋圖像75的已註冊指紋資訊。指紋圖像75的面積大於指紋圖像73的面積。相較於指紋圖像73，指紋圖像75更包括指紋圖像74。例如，指紋圖像75可藉由結合指紋圖像73與指紋圖像74而獲得。對應於指紋圖像75的已註冊指紋資訊可被用於下一次的指紋驗證操作。在經過使用指紋圖像75的下一次的指紋驗證操作之後，對應於指紋圖像75的已註冊指紋資訊可被更新為對應於指紋圖像77的已註冊指紋資訊。指紋圖像77的面積大於指紋圖像75的面積。相較於指紋圖像75，指紋圖像77更包括指紋圖像76。例如，指紋圖像77可藉由結合指紋圖像75與指紋圖像76而獲得。
換言之，在成功完成至少一次的指紋驗證操作之後，不需要重新執行指紋註冊操作，反映同一個使用者之同一個手指上不同位置之指紋的指紋資訊也可逐漸被收集並結合為新的已註冊指紋資訊，提高往後執行指紋驗證的效率。
圖8是根據本發明的一實施例所繪示的指紋驗證方法的流程圖。請參照圖8，在步驟S801中，經由指紋感測器執行指紋註冊操作並將已註冊指紋資訊儲存至儲存電路。在步驟S802中，在指紋驗證操作中，經由指紋感測器感測待驗證指紋資訊。在步驟S803中，判斷待驗證指紋資訊與已註冊指紋資訊之間的相似性是否符合預設條件。若待驗證指紋資訊與已註冊指紋資訊之間的相似性不符合預設條件，在步驟S804中，判定驗證失敗且不執行指紋驗證操作之驗證通過所對應的預設功能。然而，若待驗證指紋資訊與已註冊指紋資訊之間的相似性符合預設條件，在步驟S805中，執行指紋驗證操作之驗證通過所對應的預設功能。在步驟S806中，根據已驗證指紋資訊更新已註冊指紋資訊。
圖8中各步驟已詳細說明如上，在此便不再贅述。值得注意的是，圖8中各步驟可以實作為多個程式碼或是電路，本發明不加以限制。此外，圖8的方法可以搭配以上範例實施例使用，也可以單獨使用，本發明不加以限制。
綜上所述，在完成指紋註冊操作後，一個(初始)已註冊指紋資訊可被儲存。爾後，在使用者操作電子裝置的過程中，不需要重新執行指紋註冊操作，已註冊指紋資訊也可以隨著使用者一次次的執行指紋驗證操作而自動地在背景更新。此外，透過將已註冊指紋資訊的更新操作設定為隨著指紋驗證操作執行，也可以縮減指紋註冊操作所需要偵測的指紋面積及/或減少指紋註冊操作中偵測指紋資訊的次數，從而加快指紋註冊操作的執行。特別是，對於感測面較小的指紋感測器來說，由於使用者的手指指紋難以在指紋註冊操作中快速且完整地輸入，因此本發明縮短執行指紋註冊操作的時間並提高往後指紋驗證操作的驗證成功率的效果可更加明顯。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
10、20：電子裝置 11、21：指紋感測器 12：儲存電路 13：處理器 22：觸控板 301：手指 31：感測元件 32：凹槽 41、51、61、71~77：指紋圖像 401、402、501、502：特徵點 601：圖像重疊區域 S801~S806：步驟
圖1是根據本發明的一範例實施例所繪示的電子裝置的示意圖。 圖2是根據本發明的一實施例所繪示的電子裝置的外觀示意圖。 圖3是根據本發明的一實施例所繪示的滑動式指紋感測的示意圖。 圖4至圖6是根據本發明的一實施例所繪示的指紋圖像比對的示意圖。 圖7是根據本發明的一實施例所繪示的更新已註冊指紋資訊的示意圖。 圖8是根據本發明的一實施例所繪示的指紋驗證方法的流程圖。

Claims (6)

  1. 一種指紋驗證方法，用於具有一指紋感測器與一儲存電路的一電子裝置，該指紋驗證方法包括：經由該指紋感測器執行一指紋註冊操作並將一已註冊指紋資訊儲存至該儲存電路，該已註冊指紋資訊對應於一已註冊指紋圖像；在一指紋驗證操作中，經由該指紋感測器感測一待驗證指紋資訊，該待驗證指紋資訊對應於一待驗證指紋圖像；比對該待驗證指紋圖像與該已註冊指紋圖像；根據一比對結果在該待驗證指紋圖像與該已註冊指紋圖像中分別設定至少二個特徵點；基於該至少二個特徵點旋轉並疊合該待驗證指紋圖像或該已註冊指紋圖像，以獲得一圖像重疊資訊，其中該圖像重疊資訊對應於該待驗證指紋圖像與該已註冊指紋圖像之間的一圖像重疊區域；根據該圖像重疊資訊判斷該待驗證指紋資訊與該已註冊指紋資訊之間的相似性是否符合一預設條件；以及若該待驗證指紋資訊與該已註冊指紋資訊之間的該相似性符合該預設條件，執行該指紋驗證操作之驗證通過所對應的一預設功能，並根據一已驗證指紋資訊更新該已註冊指紋資訊。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的指紋驗證方法，其中根據該已驗證指紋資訊更新該已註冊指紋資訊的步驟包括：濾除一已驗證指紋圖像中對應於該圖像重疊區域的一指紋圖像；以及結合該已註冊指紋圖像與該已驗證指紋圖像中的一剩餘指紋圖像。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的指紋驗證方法，其中根據該已驗證指紋資訊更新該已註冊指紋資訊的步驟包括：濾除該已驗證指紋資訊的一第一部分指紋資訊；以及結合該已註冊指紋資訊與該已驗證指紋資訊中的一第二部分指紋資訊。
  4. 一種電子裝置，包括：一指紋感測器；一儲存電路；以及一處理器，耦接該指紋感測器與該儲存電路，其中該處理器用以經由該指紋感測器執行一指紋註冊操作並將一已註冊指紋資訊儲存至該儲存電路，該已註冊指紋資訊對應於一已註冊指紋圖像，在一指紋驗證操作中，該處理器更用以經由該指紋感測器感測一待驗證指紋資訊，該待驗證指紋資訊對應於一待驗證指紋圖像，該處理器更用以比對該待驗證指紋圖像與該已註冊指紋圖像，該處理器更用以根據一比對結果在該待驗證指紋圖像與該已註冊指紋圖像中分別設定至少二個特徵點，該處理器更用以基於該至少二個特徵點旋轉並疊合該待驗證指紋圖像或該已註冊指紋圖像，以獲得一圖像重疊資訊，其中該圖像重疊資訊對應於該待驗證指紋圖像與該已註冊指紋圖像之間的一圖像重疊區域，該處理器更用以根據該圖像重疊資訊判斷該待驗證指紋資訊與該已註冊指紋資訊之間的相似性是否符合一預設條件，並且若該待驗證指紋資訊與該已註冊指紋資訊之間的該相似性符合該預設條件，該處理器更用以執行該指紋驗證操作之驗證通過所對應的一預設功能並根據一已驗證指紋資訊更新該已註冊指紋資訊。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的電子裝置，其中該處理器根據該已驗證指紋資訊更新該已註冊指紋資訊的操作包括：濾除一已驗證指紋圖像中對應於該圖像重疊區域的一指紋圖像；以及結合該已註冊指紋圖像與該已驗證指紋圖像中的一剩餘指紋圖像。
  6. 如申請專利範圍第4項所述的電子裝置，其中該處理器根據該已驗證指紋資訊更新該已註冊指紋資訊的步驟包括：濾除該已驗證指紋資訊的一第一部分指紋資訊；以及結合該已註冊指紋資訊與該已驗證指紋資訊中的一第二部分指紋資訊。
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