TWI782236B - 基於場景自動切換指紋解鎖模式的方法及資訊處理裝置 - Google Patents

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一種基於場景自動切換指紋解鎖模式的方法，其包含以下步驟：使一觸控晶片將一觸控屏之兩個觸控操作區上的觸摸操作分別定義為一正常解鎖操作及一快速解鎖操作，或將一觸控屏之一觸控操作區上之兩種觸控手勢分別定義為一正常解鎖操作及一快速解鎖操作；以及在一休眠模式下，利用該觸控晶片偵測該觸控屏，並在偵測到所述快速解鎖操作時執行一快速解鎖程序以驅動一指紋晶片執行一第一指紋識別功能單元，以及在偵測到所述正常解鎖操作時執行一正常解鎖程序以喚醒一應用處理器以使其執行一第二指紋識別功能單元。

Description

基於場景自動切換指紋解鎖模式的方法及資訊處理裝置
本發明係有關一種指紋解鎖方法，尤指一種基於場景自動切換指紋解鎖模式的方法。
請參照圖1，其繪示一習知智慧型手機之指紋解鎖電路之方塊圖。如圖1所示，該指紋解鎖電路包括一觸控晶片11、一指紋晶片12、一顯示驅動晶片13及一應用處理器14。
觸控晶片11係通過檢測一觸控屏(未示於圖1中)上的電容變化值判斷手指觸摸的位置；指紋晶片12係根據一指紋感測器對一手指指紋的谷、脊區域產生的電容、超聲波或光通量的變化信號產生一指紋圖像，其中，對於光學式指紋感測器來說，一般需要在採圖位置產生一個高亮的背景圖像，亦即用強光照射手指以產生足夠的光通量；顯示驅動晶片13係用來驅動該觸控屏之一畫素陣列，使該觸控屏顯示所需內容，包括文字、圖像、視頻等；以及應用處理器14一般係採用ARM晶片的CPU，用以運行手機作業系統並控制其他晶片的行為，給其他晶片發送指令並接收返回值判斷其狀態，同時還負責進行資料處理與運算，其中，應用處理器14係通過IIC(inter-integrated circuit；積體電路間)匯流排與觸控晶片11通信，通過串列周邊介面（Serial Peripheral Interface，SPI），一種4線制全雙工的通信匯流排，與指紋晶片12通信，以及通過MIPI(mobile industry processor interface；移動行業處理器介面）匯流排與顯示驅動晶片13通信。
另外，圖2為利用圖1之指紋解鎖電路進行指紋識別操作之一示意圖。如圖2所示，其指紋識別操作主要包括指紋錄入和圖像識別兩個部分。在指紋錄入的部分包括：指紋圖像採集，係通過一指紋感測方式（包括但不限於光學、超聲波、電學方式）得到一錄入指紋的圖像；指紋圖像增強，用以對該錄入指紋的圖像進行一圖像處理操作，包括但不限於增強、去噪、濾波等操作，以獲得一第一增強指紋圖像；指紋圖像特徵提取，用以依該第一增強指紋圖像提取一第一特徵；以及指紋圖像特徵存儲，用以儲存該第一特徵。在圖像識別的部分則包括：指紋圖像採集，係通過所述的指紋感測方式得到一待辨識指紋的圖像；指紋圖像增強，用以對該待辨識的圖像進行所述的圖像處理操作以獲得一第二增強指紋圖像；指紋圖像特徵提取，用以依該第二增強指紋圖像提取一第二特徵；以及指紋圖像特徵匹配，用以依該第一特徵比對該第二特徵以判斷是否能夠解鎖。
具體而言，圖2所示之螢幕指紋解鎖技術包括：當觸控晶片11檢測到手指觸摸或手勢時，通過IIC上報手指座標到應用處理器14；應用處理器14收到手指座標後，通過MIPI發送點屏指令到顯示驅動晶片13，使螢幕在對應位置顯示一指紋背景圖片；接下來應用處理器14通過SPI給指紋晶片12發送採圖座標和採圖指令，待指紋採集完畢後，讀取指紋圖像；採圖完成後，應用處理器14讀取指紋圖像資料並進行演算法處理，包括增強、去噪以及特徵提取。之後將提取到的特徵(所述第二特徵)與範本中的特徵(所述第一特徵)進行比對，以判斷是否解鎖。
另外，為延長手機等移動設備的可操作時間，系統會在一段時間沒有操作後進入休眠狀態。由於應用處理器14的耗電較大，因此其會在系統休眠後進入低功耗休眠模式，此時主晶片底層的通訊介面（包括但不限於IIC、SPI、MIPI）都將停止工作，只有等待應用處理器14先被喚醒後才能重新開啟工作。
基於上述原因，一般智慧型手機在休眠狀態下的解鎖方式為：觸控晶片11檢測到手指觸摸後，會先喚醒應用處理器14，待應用處理器14被喚醒後再繼續進行後續的指紋採集和辨識操作。也就是說，一般智慧型手機在休眠狀態下的指紋採集和辨識操作會受限於應用處理器14的喚醒時間，如果應用處理器14的喚醒時間較長，例如在一些中低性能的主控平臺上，有時從手指按壓到螢幕解鎖總時間約為700~800ms，則用戶會有較差的操作體驗。
因此，本領域亟需一種新穎的指紋解鎖模式。
本發明之一目的在於提供一種基於場景自動切換指紋解鎖模式的方法，其可在休眠模式下，利用指紋晶片內所設置的指紋識別演算程式進行指紋識別以提供快速指紋解鎖的功能。
本發明之另一目的在於提供一種基於場景自動切換指紋解鎖模式的方法，其可依手指按壓區域提供正常指紋解鎖功能或快速指紋解鎖功能。
本發明之另一目的在於提供一種基於場景自動切換指紋解鎖模式的方法，其可依手指按壓手勢提供正常指紋解鎖功能或快速指紋解鎖功能。
本發明之又一目的在於提供一種基於場景自動切換指紋解鎖模式的方法，其可依一應用程式的要求提供正常指紋解鎖功能或快速指紋解鎖功能。
為達到前述之目的，一種基於場景自動切換指紋解鎖模式的方法乃被提出，其包含以下步驟：
使一觸控晶片將一觸控屏之兩個觸控操作區上的觸摸操作分別定義為一正常解鎖操作及一快速解鎖操作，或將一觸控屏之一觸控操作區上之兩種觸控手勢分別定義為一正常解鎖操作及一快速解鎖操作；以及
在一休眠模式下，利用該觸控晶片偵測該觸控屏，並在偵測到所述快速解鎖操作時執行一快速解鎖程序以驅動一指紋晶片執行一第一指紋識別功能單元，以及在偵測到所述正常解鎖操作時執行一正常解鎖程序以喚醒一應用處理器以使其執行一第二指紋識別功能單元。
在一實施例中，該快速解鎖程序包括：
由該觸控晶片控制一顯示驅動晶片以點亮該觸控屏，及控制該指紋晶片以完成採圖；
該指紋晶片在完成採圖後，直接執行所述第一指紋識別功能單元之一指紋識別演算法以產生一識別結果；以及
喚醒該應用處理器以使其讀取該識別結果。
在一實施例中，該正常解鎖程序包括：
由該觸控晶片喚醒該應用處理器；以及
該應用處理器分別通過IIC匯流排、SPI匯流排及MIPI匯流排控制該觸控晶片、該指紋晶片及該顯示驅動晶片以完成手指座標讀取、螢幕點亮和指紋採集與識別等動作。
為達上述目的，本發明進一步提出一種資訊處理裝置，其包括一指紋解鎖電路及一觸控屏，該指紋解鎖電路包括一顯示驅動晶片、一觸控晶片、一指紋晶片及一應用處理器以執行一基於場景自動切換指紋解鎖模式的方法，該方法包含以下步驟：
使該觸控晶片將該觸控屏之兩個觸控操作區上的觸摸操作分別定義為一正常解鎖操作及一快速解鎖操作，或將該觸控屏之一觸控操作區上之兩種觸控手勢分別定義為一正常解鎖操作及一快速解鎖操作；以及
在一休眠模式下，利用該觸控晶片偵測該觸控屏，並在偵測到所述快速解鎖操作時執行一快速解鎖程序以驅動該指紋晶片執行一第一指紋識別功能單元，以及在偵測到所述正常解鎖操作時執行一正常解鎖程序以喚醒該應用處理器以使其執行一第二指紋識別功能單元。
在一實施例中，該快速解鎖程序包括：
由該觸控晶片控制該顯示驅動晶片以點亮該觸控屏，及控制該指紋晶片以完成採圖；
該指紋晶片在完成採圖後，直接執行所述第一指紋識別功能單元之一指紋識別演算法以產生一識別結果；以及
喚醒該應用處理器以使其讀取該識別結果。
在一實施例中，該正常解鎖程序包括：
由該觸控晶片喚醒該應用處理器；以及
該應用處理器分別通過IIC匯流排、SPI匯流排及MIPI匯流排控制該觸控晶片、該指紋晶片及該顯示驅動晶片以完成手指座標讀取、螢幕點亮和指紋採集與識別等動作。
在可能的實施例中，所述之資訊處理裝置可為一智慧型手機或一可攜式電腦。
請參照圖3，其繪示用以實現本發明之基於場景自動切換指紋解鎖模式的方法之一資訊處理裝置之一實施例方塊圖。如圖3所示，一資訊處理裝置100包括一指紋解鎖電路110及一觸控屏120，指紋解鎖電路110包括一顯示驅動晶片111、一觸控晶片112、一指紋晶片113及一應用處理器114。
顯示驅動晶片111係用以驅動觸控屏120之一畫素陣列，使觸控屏120顯示所需內容，包括文字、圖像、視頻等。
觸控晶片112係通過檢測觸控屏120上的電容變化值判斷手指觸摸的位置。
指紋晶片113係根據觸控屏120之一指紋感測器(未示於圖中)對一手指指紋的谷、脊區域產生的電容、超聲波或光通量的變化信號產生一指紋圖像，且其具有一第一指紋識別功能單元113a。
應用處理器114，可為採用ARM晶片的CPU，係用以運行手機作業系統並控制其他晶片的行為，給其他晶片發送指令並接收返回值判斷其狀態，同時還負責進行資料處理與運算，其中，應用處理器114係通過IIC(inter-integrated circuit；積體電路間)匯流排與觸控晶片112通信，通過串列周邊介面（Serial Peripheral Interface，SPI）與指紋晶片113通信，以及通過MIPI(mobile industry processor interface；移動行業處理器介面）匯流排與顯示驅動晶片111通信，且其具有一第二指紋識別功能單元114a。
請參照圖4，其繪示本發明之基於場景自動切換指紋解鎖模式的方法之一實施例流程圖。如圖4所示，該基於場景自動切換指紋解鎖模式的方法包含以下步驟：使觸控晶片112將觸控屏120之兩個觸控操作區上的觸摸操作分別定義為一正常解鎖操作及一快速解鎖操作，或將觸控屏120之一觸控操作區上之兩種觸控手勢分別定義為一正常解鎖操作及一快速解鎖操作(步驟a)；以及在休眠模式下，利用觸控晶片112偵測觸控屏120，並在偵測到所述快速解鎖操作時驅動指紋晶片113以使其執行第一指紋識別功能單元113a，以及在偵測到所述正常解鎖操作時喚醒應用處理器114以使其執行第二指紋識別功能單元114a(步驟b)。
具體而言，觸控晶片112內的MCU(微控制單元)可根據手指按壓位置或者手勢決定進行快速解鎖或者正常解鎖。在進行快速解鎖時，其過程如下：由觸控晶片112控制顯示驅動晶片111以點亮觸控屏120，及控制指紋晶片113以完成採圖；指紋晶片113在完成採圖後，直接執行第一指紋識別功能單元113a的指紋識別演算法以產生一識別結果；以及喚醒應用處理器114以使應用處理器114讀取該識別結果。另外，在進行正常解鎖時，其過程如下：由觸控晶片112喚醒應用處理器114；以及應用處理器114分別通過IIC、SPI、MIPI控制觸控晶片112、 指紋晶片113及顯示驅動晶片111以完成手指座標讀取、螢幕點亮和指紋採集與識別等動作。
本發明的第一應用場景為利用觸控晶片112內的MCU將觸控屏120上的兩個區域分別定義為快速解鎖區與正常解鎖區，並依觸摸座標落在快速解鎖區或正常解鎖區決定不同的解鎖方案。當觸摸座標落在快速解鎖區時，由觸控晶片112控制顯示驅動晶片111與指紋晶片113, 指紋晶片113在採圖完成後直接運行一第一指紋識別演算法，使採圖結果與指紋範本資料進行比對。由於此過程無須等待應用處理器114被喚醒，因此可加快解鎖速度。另外，當觸摸座標落在正常解鎖區時，則須先喚醒應用處理器114，再由應用處理器114控制顯示驅動晶片111與指紋晶片113, 然後再由應用處理器114運行一第二指紋識別演算法，其中，該第二指紋識別演算法可同於或不同於該第一指紋識別演算法。
本發明的第二應用場景為利用觸控晶片112內的MCU識別在觸控屏120上的一個解鎖區域中的兩種操作手勢來選擇不同的解鎖方案。當手指按一下並長按解鎖區域時，由觸控晶片112內的MCU判定為快速解鎖，由觸控晶片112控制顯示驅動晶片111與指紋晶片113, 指紋晶片113在採圖完成後直接運行一第一指紋識別演算法，使採圖結果與指紋範本資料進行比對。由於此過程無須等待應用處理器114被喚醒，因此可加快解鎖速度。當手指輕觸點擊（點擊-＞釋放）解鎖區域時，觸控晶片112內的MCU開始計時，在設定時間內，當手指第二次觸摸解鎖區域並長按時，由觸控晶片112內的MCU判定為正常解鎖，此時會先喚醒應用處理器114，再由應用處理器114控制顯示驅動晶片111與指紋晶片113, 然後再由應用處理器114運行一第二指紋識別演算法，其中，該第二指紋識別演算法可同於或不同於該第一指紋識別演算法。
本發明的第三應用場景為：在應用處理器114被喚醒後，為保障使用者資訊安全，在某些特殊應用中，例如移動支付、隱私應用等場景，應用處理器114將自動判定採用正常解鎖模式並執行指紋識別，以保障使用者的資訊安全。
另外，請參照圖5，其繪示本發明之基於場景自動切換指紋解鎖模式的方法在正常解鎖和快速解鎖所花費的處理時間的比較圖。由圖5可看出快速解鎖所花的時間為268ms，遠短於正常解鎖所花的時間453ms。
依上述的說明可知，本發明可提供以下的優點：
1.本發明的基於場景自動切換指紋解鎖模式的方法可在休眠模式下，利用指紋晶片內所設置的指紋識別演算程式進行指紋識別以提供快速指紋解鎖的功能。
2.本發明的基於場景自動切換指紋解鎖模式的方法可依手指按壓區域提供正常指紋解鎖功能或快速指紋解鎖功能。
3.本發明的基於場景自動切換指紋解鎖模式的方法可依手指按壓手勢提供正常指紋解鎖功能或快速指紋解鎖功能。
4.本發明的基於場景自動切換指紋解鎖模式的方法可依一應用程式的要求提供正常指紋解鎖功能或快速指紋解鎖功能，大大提升了移動終端的安全性與易用性。
本發明所揭示者，乃較佳實施例之一種，舉凡局部之變更或修飾而源於本發明之技術思想而為熟習該項技藝知人所易於推知者，俱不脫本發明之專利權範疇。
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。
11:觸控晶片 12:指紋晶片 13:顯示驅動晶片 14:應用處理器 100:資訊處理裝置 110:指紋解鎖電路 111:顯示驅動晶片 112:觸控晶片 113:指紋晶片 113a:第一指紋識別功能單元 114:應用處理器 114a:第二指紋識別功能單元 120:觸控屏 步驟a:使觸控晶片將觸控屏之兩個觸控操作區上的觸摸操作分別定義為一正常解鎖操作及一快速解鎖操作，或將觸控屏之一觸控操作區上之兩種觸控手勢分別定義為一正常解鎖操作及一快速解鎖操作 步驟b:在休眠模式下，利用觸控晶片偵測觸控屏，並在偵測到所述快速解鎖操作時驅動指紋晶片以使其執行第一指紋識別功能單元，以及在偵測到所述正常解鎖操作時喚醒應用處理器以使其執行第二指紋識別功能單元
為進一步揭示本發明之具體技術內容，首先請參閱圖式，其中： 圖1繪示一習知智慧型手機之指紋解鎖電路之方塊圖； 圖2為利用圖1之指紋解鎖電路進行指紋識別操作之一示意圖； 圖3繪示用以實現本發明之基於場景自動切換指紋解鎖模式的方法之一資訊處理裝置之一實施例方塊圖； 圖4繪示本發明之基於場景自動切換指紋解鎖模式的方法之一實施例流程圖；以及 圖5繪示本發明之基於場景自動切換指紋解鎖模式的方法在正常解鎖和快速解鎖所花費的處理時間的比較圖。
步驟a:使觸控晶片將觸控屏之兩個觸控操作區上的觸摸操作分別定義為一正常解鎖操作及一快速解鎖操作，或將觸控屏之一觸控操作區上之兩種觸控手勢分別定義為一正常解鎖操作及一快速解鎖操作
步驟b:在休眠模式下，利用觸控晶片偵測觸控屏，並在偵測到所述快速解鎖操作時驅動指紋晶片以使其執行第一指紋識別功能單元，以及在偵測到所述正常解鎖操作時喚醒應用處理器以使其執行第二指紋識別功能單元

Claims (5)

  1. 一種基於場景自動切換指紋解鎖模式的方法，其包含以下步驟：使一觸控晶片將一觸控屏之兩個觸控操作區上的觸摸操作分別定義為一正常解鎖操作及一快速解鎖操作，或將一觸控屏之一觸控操作區上之兩種觸控手勢分別定義為一正常解鎖操作及一快速解鎖操作；以及在一休眠模式下，利用該觸控晶片偵測該觸控屏，並在偵測到所述快速解鎖操作時執行一快速解鎖程序以驅動一指紋晶片執行該指紋晶片內部之一第一指紋識別功能單元，以及在偵測到所述正常解鎖操作時執行一正常解鎖程序以喚醒一應用處理器以使該應用處理器執行一第二指紋識別功能單元；其中該快速解鎖程序包括：由該觸控晶片控制一顯示驅動晶片以點亮該觸控屏，及控制該指紋晶片以完成採圖；該指紋晶片在完成採圖後，直接執行所述第一指紋識別功能單元之一指紋識別演算法以產生一識別結果；以及喚醒該應用處理器以使其讀取該識別結果；其中該正常解鎖程序包括：由該觸控晶片喚醒該應用處理器。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之基於場景自動切換指紋解鎖模式的方法，其中該正常解鎖程序進一步包括：該應用處理器分別通過IIC匯流排、SPI匯流排及MIPI匯流排控制該觸控晶片、該指紋晶片及該顯示驅動晶片以完成手指座標讀取、螢幕點亮和指紋採集與識別。
  3. 一種資訊處理裝置，其包括一指紋解鎖電路及一觸控屏，該指紋解鎖電路包括一顯示驅動晶片、一觸控晶片、一指紋晶片及一應用處理器以執行一基於場景自動切換指紋解鎖模式的方法，該方法包含以下步驟：使該觸控晶片將該觸控屏之兩個觸控操作區上的觸摸操作分別定義為一正常解鎖操作及一快速解鎖操作，或將該觸控屏之一觸控操作區上之兩種觸控手勢分別定義為一正常解鎖操作及一快速解鎖操作；以及 在一休眠模式下，利用該觸控晶片偵測該觸控屏，並在偵測到所述快速解鎖操作時執行一快速解鎖程序以驅動該指紋晶片執行該指紋晶片內部之一第一指紋識別功能單元，以及在偵測到所述正常解鎖操作時執行一正常解鎖程序以喚醒該應用處理器以使該應用處理器執行一第二指紋識別功能單元；其中該快速解鎖程序包括：由該觸控晶片控制一顯示驅動晶片以點亮該觸控屏，及控制該指紋晶片以完成採圖；該指紋晶片在完成採圖後，直接執行所述第一指紋識別功能單元之一指紋識別演算法以產生一識別結果；以及喚醒該應用處理器以使其讀取該識別結果；其中該正常解鎖程序包括：由該觸控晶片喚醒該應用處理器。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之資訊處理裝置，其中該正常解鎖程序進一步包括：該應用處理器分別通過IIC匯流排、SPI匯流排及MIPI匯流排控制該觸控晶片、該指紋晶片及該顯示驅動晶片以完成手指座標讀取、螢幕點亮和指紋採集與識別。
  5. 如申請專利範圍第3至4項中任一項所述之資訊處理裝置，其係一智慧型手機或一可攜式電腦。
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