TWI769689B

TWI769689B - 具有指紋感測功能的電子裝置以及指紋比對方法

Info

Publication number: TWI769689B
Application number: TW110104126A
Authority: TW
Inventors: 詹明山
Original assignee: 神盾股份有限公司
Priority date: 2020-09-09
Filing date: 2021-02-04
Publication date: 2022-07-01
Also published as: TW202211059A; US11450141B2; CN112800996A; US20220075984A1

Abstract

本發明提出一種具有指紋感測功能的電子裝置以及指紋比對方法。電子裝置包括指紋感測器以及處理器。指紋感測器用以取得第一指紋影像。處理器耦接指紋感測器，並且用以執行指紋比對操作，以比對第一指紋影像與第一註冊影像。當第一指紋影像與第一註冊影像比對失敗時，處理器調整第一指紋影像以及第一註冊影像的其中之一的影像解析度，並且重新執行指紋比對操作，以決定當前指紋感測是否通過指紋驗證。

Description

具有指紋感測功能的電子裝置以及指紋比對方法

本發明是有關於一種裝置與生物特徵比對方法，且特別是有關於一種具有指紋感測功能的電子裝置以及指紋比對方法。

對於目前具有指紋感測功能的電子裝置(例如手機或平板)而言，若採用屏下指紋感測技術，則指紋驗證及解鎖操作通常會因為指紋感測器所取得的指紋影像的影像解析度受到貼附在顯示面板上的保護膜的影響，而發生指紋感測器所取得的用於解鎖的指紋影像與註冊指紋影像的物理距離不同而使得光學放大倍率不同，進而導致因影像解析度的差異來造成指紋驗證及解鎖操作的失敗機率大幅提高。有鑑於此，以下將提出幾個實施例的解決方案。

本發明提供一種具有指紋感測功能的電子裝置以及指紋比對方法，可提供有效的指紋比對功能。

本發明的具有指紋感測功能的電子裝置包括指紋感測器以及處理器。指紋感測器用以取得第一指紋影像。處理器耦接指紋感測器，並且用以執行指紋比對操作，以比對第一指紋影像與第一註冊影像。當第一指紋影像與第一註冊影像比對失敗時，處理器調整第一指紋影像以及第一註冊影像的其中之一的影像解析度，並且重新執行指紋比對操作，以決定當前指紋感測是否通過指紋驗證。

本發明的指紋比對方法包括以下步驟：通過指紋感測器取得第一指紋影像；通過處理器執行指紋比對操作，以比對第一指紋影像與第一註冊影像；當第一指紋影像與第一註冊影像比對失敗時，通過處理器調整第一指紋影像以及第一註冊影像的其中之一的影像解析度；以及重新執行指紋比對操作，以決定當前指紋感測是否通過指紋驗證。

基於上述，本發明的具有指紋感測功能的電子裝置以及指紋比對方法可透過調整指紋影像以及註冊影像的其中之一的影像解析度，來進行多次指紋比對，而增加指紋比對的成功率。

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。

為了使本發明之內容可以被更容易明瞭，以下特舉實施例做為本揭示確實能夠據以實施的範例。另外，凡可能之處，在圖式及實施方式中使用相同標號的元件/構件/步驟，係代表相同或類似部件。

圖1是本發明的一實施例的電子裝置的方塊示意圖。參考圖1，電子裝置100包括處理器110、指紋感測器120以及儲存單元130。處理器110耦接指紋感測器120以及儲存單元130。處理器110耦接指紋感測器120以及儲存單元130。在本實施例中，電子裝置100可例如是電腦設備、行動裝置或平板電腦等，諸如此類具有指紋感測功能的電子產品或終端裝置。或者，在一實施例中，電子裝置100可為一指紋感測模組，並且適於整合在終端裝置中。在本實施例中，指紋感測器120可為光學式指紋感測器。電子裝置100還可包括顯示面板，並且指紋感測器120可整合或設置於所述顯示面板下方。在本實施例中，指紋感測器120取得指紋影像後，可將所述指紋影像提供至處理器110進行比對及影像處理。

在本實施例中，處理器110可包括處理電路或特定功能的運算電路，並且儲存單元130可包括記憶體(memory)。儲存單元130可用於儲存本發明各實施例所述的影像資料以及實現本發明的相關運算及分析軟體，以供處理器110存取並執行之。在本實施例中，處理器110以及儲存單元130可例如是電腦設備、行動裝置或平板電腦的中央運算單元(central processing unit，CPU)以及記憶體，但本發明並不限於此。在一實施例中，處理器110以及儲存單元130可例如是整合在指紋感測模組中的功能晶片以及記憶體。

圖2是本發明的一實施例的指紋比對方法的流程圖。參考圖1以及圖2，在本實施例中，儲存單元130可預先儲存有第一註冊影像。電子裝置100可執行以下步驟S210~S250來實現指紋比對。當使用者欲進行指紋驗證時，在步驟S210，電子裝置100可通過指紋感測器120取得第一指紋影像。在步驟S220，電子裝置100可通過處理器110執行指紋比對操作，以比對第一指紋影像以及第一註冊影像。對此，處理器110可比對第一指紋影像以及第一註冊影像分別的多個指紋特徵。詳細而言，處理器110可通過判斷第一指紋影像的指紋特徵點位置、指紋特徵點數量、指紋紋路粗細、指紋紋路深淺及指紋紋路走向的至少其中之一是否與第一註冊影像相同，以判斷比對成功或比對失敗。然而，無論第一指紋影像以及第一註冊影像分別的多個指紋特徵是否相同，若第一指紋影像以及第一註冊影像分別的影像解析度不同(或差異程度超過預設範圍)，則處理器110判斷第一指紋影像以及第一註冊影像比對失敗。換言之，由於第一指紋影像及第一註冊影像因為指紋感測器120分別在感測過程中因為取像的光學放大倍率不同，而使得第一指紋影像及第一註冊影像的解析度不同，則處理器110執行的影像比對的演算法將會輸出比對失敗的運算結果。

更進一步而言，比對失敗的原因可能是由於指紋感測器120所取得的影像受到顯示面板上的保護膜影響而使得第一指紋影像中的多個指紋特徵與第一註冊影像中分別對應的多個指紋特徵無法匹配，例如第一指紋影像的指紋特徵點位置、指紋特徵點數量及指紋紋路粗細、指紋紋路深淺及指紋紋路走向的至少其中之一與第一註冊影像無法匹配。

因此，在步驟S230，電子裝置100可通過處理器110判斷第一指紋影像與第一註冊影像比對失敗。在步驟S240，電子裝置100可通過處理器110調整第一指紋影像以及第一註冊影像的其中之一的影像解析度(Dots Per Inch，DPI)。換言之，本實施例的電子裝置100可自動調整影像解析度，以嘗試將在第一指紋影像以及第一註冊影像中的指紋特徵的紋路尺寸調整為一致。在步驟S250，電子裝置100可重新執行指紋比對操作，以決定當前指紋感測結果是否通過指紋驗證。據此，本實施例的電子裝置100以及指紋比對方法可提供至少額外一次的指紋比對，並且透過調整第一指紋影像以及第一註冊影像的其中之一的影像解析度的方式來增加指紋比對的成功率。

圖3A是本發明的一實施例的一指紋感測情境的示意圖。圖3B是本發明的一實施例的另一指紋感測情境的示意圖。圖4A是本發明的一實施例的指紋影像的示意圖。圖4B是本發明的一實施例的另一指紋影像的示意圖。首先，參考圖1以及圖3A，在本發明的一應用情境中，電子裝置100可包括顯示面板140，並且指紋感測器120設置於顯示面板140下方的一固定距離的位置。在顯示面板140先不包括有保護膜的情況下，當使用者進行指紋註冊時，使用指的手指300接近、觸摸或按壓在顯示面板140的指紋感測區域，以使指紋感測器120可感測(或拍攝)手指300的指紋，以取得第一註冊影像。

接著，參考圖1、圖3B、圖4A以及圖4B，在使用者已於顯示面板140上貼覆有保護膜150的情況下，當使用者進行指紋驗證時，使用指的手指300再次接近、觸摸或按壓在顯示面板140的指紋感測區域，以使指紋感測器120可感測(或拍攝)手指300的指紋，以取得如圖4A所示的第一指紋影像410。對此，由於顯示面板140上貼覆有保護膜150，因此指紋感測器120與手指300之間的距離增加(物距增加，成像越大)且指紋感測器120的取像的光學放大倍率改變，而使得第一指紋影像410中的多個指紋特徵的指紋紋路粗細相較無貼覆有保護膜150的條件下還要細，並且第一指紋影像410中的多個指紋特徵的指紋特徵點位置、指紋特徵點數量、指紋紋路深淺或指紋紋路走向也可能相較於無貼覆有保護膜150的條件下而不同。因此，處理器110可調降第一指紋影像410的影像解析度，以產生如圖4B所示的第二指紋影像420，其中調降影像解析度會使指紋特徵的紋路尺寸變粗，或使第一指紋影像410中的多個指紋特徵的指紋特徵點位置、指紋特徵點數量、指紋紋路深淺或指紋紋路走向改變。接著，處理器110重新進行指紋比對，以比對第二指紋影像420與第一註冊影像。換言之，若第一指紋影像410與第一註冊影像僅差異在影像解析度，則處理器110重新調整第一指紋影像410的影像解析度，並產生第二指紋影像420。並且，當第二指紋影像420的影像解析度相同或接近於第一註冊影像時，第二指紋影像420與第一註冊影像的指紋比對將有較高機率成功(相較於第一指紋影像410與第一註冊影像)。

類似的，在本發明的另一應用情境中，在顯示面板140包括有第一保護膜的情況下，當使用者進行指紋註冊時，使用指的手指接近、觸摸或按壓在顯示面板140的指紋感測區域，以使指紋感測器120可感測(或拍攝)手指的指紋，以取得另一第一註冊影像。接著，在使用者於顯示面板140上貼覆有第二保護膜的情況下(使用者已更換保護膜)，當使用者進行指紋驗證時，使用指的手指再次接近、觸摸或按壓在顯示面板140的指紋感測區域，以使指紋感測器120可感測(或拍攝)手指的指紋，以取得另一第一指紋影像。對此，由於顯示面板140上貼覆的保護膜改變，其中第一保護膜的厚度可能與第二保護膜的厚度不同(或者折射率不同)，例如第二保護膜的厚度大於第一保護膜的厚度，因此指紋感測器120與手指之間的距離增加(物距增加，成像越大)且指紋感測器120的取像的光學放大倍率改變，而使得在貼覆有第二保護膜的條件下所取得的另一第一指紋影像中的多個指紋特徵的指紋紋路粗細相較於在貼覆有第一保護膜的條件下還要細(指紋特徵點位置、指紋特徵點數量、指紋紋路深淺或指紋紋路走向也可能不同)。因此，處理器110可調降另一第一指紋影像的影像解析度，以產生另一第二指紋影像，其中調降影像解析度會使指紋紋路變粗，或使指紋特徵點位置、指紋特徵點數量、指紋紋路深淺或指紋紋路走向改變。接著，處理器110重新進行指紋比對。因此，處理器110重新比對另一第二指紋影像與另一第一註冊影像將會有較高機率成功。

然而，本發明並不限於調整第一指紋影像410。在本發明的另一些實施例中，指紋感測器120也可以是在圖3B的情境下取得用於註冊的指紋影像，並且在圖3A的情境下取得用於驗證的指紋影像(例如使用者在指紋註冊後將保護膜移除)。換言之，處理器110也可以是調降第一註冊影像的影像解析度，以產生第二註冊影像。接著，處理器110重新進行指紋比對，以比對第一指紋影像410與第二註冊影像。因此，本實施例的電子裝置100以及指紋比對方法可透過調降第一指紋影像以及第一註冊影像的其中之一的影像解析度的方式來增加指紋比對的成功率。

圖5是本發明的另一實施例的指紋比對方法的流程圖。參考圖1以及圖5，在本實施例中，儲存單元130可預先儲存有第一註冊影像。電子裝置100可執行以下步驟S510~S580來實現指紋比對。當使用者欲進行指紋驗證時，在步驟S510，電子裝置100可通過指紋感測器120取得第一指紋影像。在步驟S520，處理器110進行指紋比對，並且判斷指紋比對操作是否通過。在本實施例中，處理器110比對第一指紋影像以及第一註冊影像。若是，則處理器110執行步驟S540，以判斷指紋驗證通過。若否，則代表當第一指紋影像與第一註冊影像比對失敗。

在步驟S530，處理器110調整第一指紋影像的影像解析度，以產生第二指紋影像。在本實施例中，處理器110例如調降第一指紋影像的影像解析度，以使第二指紋影像的影像解析度為第一指紋影像的影像解析度的第一百分比(X%)。在步驟S550，處理器110再次進行指紋比對，並且判斷指紋比對操作是否通過。若是，則處理器110執行步驟S540，以判斷指紋驗證通過。若否，則代表第二指紋影像與第一註冊影像比對失敗。

在步驟S560，處理器110(重新)調整第一指紋影像的影像解析度，以產生第三指紋影像。在本實施例中，處理器110例如調降第一指紋影像的影像解析度，以使第三指紋影像的影像解析度為第一指紋影像的影像解析度的第二百分比(Y%)。第一百分比(X%)不同於第二百分比(Y%)。在本發明的一些實施例中，第一百分比(X%)與第二百分比(Y%)可例如滿足以下關係式(1)。

…………………關係式(1)

在步驟S570，處理器110再次進行指紋比對，並且判斷指紋比對操作是否通過。若是，則處理器110執行步驟S540，以判斷指紋驗證通過。若否，則代表第三指紋影像與第一註冊影像比對失敗。處理器110執行步驟S580，以判斷指紋驗證失敗。

然而，本發明並不限於調整第一指紋影像的影像解析度。在本發明的另一些實施例中，在上述的步驟S520、S530，當第一指紋影像與第一註冊影像比對失敗時，處理器110可調整第一註冊影像的影像解析度，以產生第二註冊影像。並且，處理器110重新執行指紋比對操作，以比對第一指紋影像與第二註冊影像，其中第二註冊影像的影像解析度為第一註冊影像的影像解析度的第一百分比(X%)。在上述的步驟S550、S560，當第一指紋影像與第二註冊影像比對失敗時，處理器110調整第一註冊影像的影像解析度，以產生第三註冊影像，其中第三註冊影像的影像解析度為第一註冊影像的影像解析度的第二百分比(Y%)。並且，處理器110重新執行指紋比對操作，以比對第一指紋影像與第三註冊影像。

此外，本發明並不限於調降第一指紋影像或第一註冊影像的影像解析度。在本發明的另一些實施例中，處理器110也可透過調升第一指紋影像或第一註冊影像的影像解析度的方式，來進行多次指紋比對。另外，本發明在一個指紋驗證事件中(針對同一個指紋影像)的調整第一指紋影像或第一註冊影像的影像解析度的次數不限於圖5所示的兩次，其調整次數可依據不同使用需求或硬體條件來對應設計之。

綜上所述，本發明的具有指紋感測功能的電子裝置以及指紋比對方法可透過調整指紋影像以及註冊影像的其中之一的影像解析度來有效改善由於指紋感測器所取得的影像受到顯示面板上的保護膜影響的問題，而增加指紋比對的成功率。

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。

100:電子裝置 110:處理器 120:指紋感測器 130:儲存單元 140:顯示面板 150:保護膜 300:手指 410:第一指紋影像 420:第二指紋影像 S210、S220、S230、S240、S250、S510、S520、S530、S540、S550、S560、S570、S580:步驟

圖1是本發明的一實施例的電子裝置的方塊示意圖。圖2是本發明的一實施例的指紋比對方法的流程圖。圖3A是本發明的一實施例的一指紋感測情境的示意圖。圖3B是本發明的一實施例的另一指紋感測情境的示意圖。圖4A是本發明的一實施例的指紋影像的示意圖。圖4B是本發明的一實施例的另一指紋影像的示意圖。圖5是本發明的另一實施例的指紋比對方法的流程圖。

S210~S250:步驟

Claims

一種具有指紋感測功能的電子裝置，包括：一指紋感測器，用以取得一第一指紋影像；以及一處理器，耦接該指紋感測器，並且用以執行一指紋比對操作，以比對該第一指紋影像與一第一註冊影像，當該第一指紋影像與該第一註冊影像比對失敗時，該處理器調整該第一指紋影像以及該第一註冊影像的其中之一的一影像解析度，並且重新執行該指紋比對操作，以決定當前指紋感測是否通過指紋驗證。
如請求項1所述的電子裝置，其中當該第一指紋影像與該第一註冊影像比對失敗時，該處理器調整該第一指紋影像的該影像解析度，以產生一第二指紋影像，並且該處理器重新執行該指紋比對操作，以比對該第二指紋影像與該第一註冊影像，其中該第二指紋影像的該影像解析度為該第一指紋影像的該影像解析度的一第一百分比。
如請求項2所述的電子裝置，其中當該第二指紋影像與該第一註冊影像比對失敗時，該處理器調整該第一指紋影像的該影像解析度，以產生一第三指紋影像，並且該處理器重新執行該指紋比對操作，以比對該第三指紋影像與該第一註冊影像，其中該第三指紋影像的該影像解析度為該第一指紋影像的該影像解析度的一第二百分比，並且該第一百分比不同於該第二百分比。
如請求項3所述的電子裝置，其中當該第三指紋影像與該第一註冊影像比對失敗時，該處理器決定該當前指紋感測未通過指紋驗證。
如請求項3所述的電子裝置，其中該第一百分比高於該第二百分比。
如請求項3所述的電子裝置，其中該第一百分比與該第二百分比滿足以下關係式(1)：
………關係式(1) 其中符號
代表該第一百分比，並且符號
代表該第二百分比。
如請求項1所述的電子裝置，其中當該第一指紋影像與該第一註冊影像比對失敗時，該處理器調整該第一註冊影像的該影像解析度，以產生一第二註冊影像，並且該處理器重新執行該指紋比對操作，以比對該第一指紋影像與該第二註冊影像，其中該第二註冊影像的該影像解析度為該第一註冊影像的該影像解析度的一第一百分比。
如請求項7所述的電子裝置，其中當該第一指紋影像與該第二註冊影像比對失敗時，該處理器調整該第一註冊影像的該影像解析度，以產生一第三註冊影像，並且該處理器重新執行該指紋比對操作，以比對該第一指紋影像與該第三註冊影像，其中該第三註冊影像的該影像解析度為該第一註冊影像的該影像解析度的一第二百分比，並且該第一百分比不同於該第二百分比。
如請求項1所述的電子裝置，其中該指紋感測器為一光學式指紋感測器，並且該指紋感測器設置於一顯示面板下方。
一種指紋比對方法，包括：通過一指紋感測器取得一第一指紋影像；通過一處理器執行一指紋比對操作，以比對該第一指紋影像與一第一註冊影像；當該第一指紋影像與該第一註冊影像比對失敗時，通過該處理器調整該第一指紋影像以及該第一註冊影像的其中之一的一影像解析度；以及重新執行該指紋比對操作，以決定當前指紋感測是否通過指紋驗證。
如請求項10所述的指紋比對方法，還包括：當該第一指紋影像與該第一註冊影像比對失敗時，通過該處理器調整該第一指紋影像的該影像解析度，以產生一第二指紋影像；以及通過該處理器重新執行該指紋比對操作，以比對該第二指紋影像與該第一註冊影像，其中該第二指紋影像的該影像解析度為該第一指紋影像的該影像解析度的一第一百分比。
如請求項11所述的指紋比對方法，還包括：當該第二指紋影像與該第一註冊影像比對失敗時，通過該處理器調整該第一指紋影像的該影像解析度，以產生一第三指紋影像；以及通過該處理器重新執行該指紋比對操作，以比對該第三指紋影像與該第一註冊影像，其中該第三指紋影像的該影像解析度為該第一指紋影像的該影像解析度的一第二百分比，並且該第一百分比不同於該第二百分比。
如請求項12所述的指紋比對方法，還包括：當該第三指紋影像與該第一註冊影像比對失敗時，通過該處理器決定當前指紋感測未通過指紋驗證。
如請求項12所述的指紋比對方法，其中該第一百分比高於該第二百分比。
如請求項12所述的指紋比對方法，其中該第一百分比與該第二百分比滿足以下關係式(1)：
………關係式(1) 其中符號
代表該第一百分比，並且符號
代表該第二百分比。
如請求項10所述的指紋比對方法，還包括：當該第一指紋影像與該第一註冊影像比對失敗時，通過該處理器調整該第一註冊影像的該影像解析度，以產生一第二註冊影像；以及通過該處理器重新執行該指紋比對操作，以比對該第一指紋影像與該第二註冊影像，其中該第二註冊影像的該影像解析度為該第一註冊影像的該影像解析度的一第一百分比。
如請求項16所述的指紋比對方法，還包括：當該第一指紋影像與該第二註冊影像比對失敗時，通過該處理器調整該第一註冊影像的該影像解析度，以產生一第三註冊影像；以及通過該處理器重新執行該指紋比對操作，以比對該第一指紋影像與該第三註冊影像，其中該第三註冊影像的該影像解析度為該第一註冊影像的該影像解析度的一第二百分比，並且該第一百分比不同於該第二百分比。
如請求項10所述的指紋比對方法，其中該指紋感測器為一光學式指紋感測器，並且該指紋感測器設置於一顯示面板下方。