TWI792411B - 電容式指紋識別方法及利用其之電容式指紋識別模組和資訊處理裝置 - Google Patents

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一種電容式指紋識別方法，其包括：在一電容式指紋識別模組之採圖區之兩端各設置一傳感器以判斷一指紋按壓方位是垂直或水平；儲存一幀垂直樣版指紋圖像及一幀水平樣版指紋圖像；紀錄一幀待辨識指紋圖像及其指紋按壓方位；以及在該幀待辨識指紋圖像之指紋按壓方位為垂直時使該幀待辨識指紋圖像與該幀垂直樣版指紋圖像進行匹配比對，及在該幀待辨識指紋圖像之指紋按壓方位為水平時使該幀待辨識指紋圖像與該幀水平樣版指紋圖像進行匹配比對。

Description

電容式指紋識別方法及利用其之電容式指紋識別模組和資訊處理裝置
本發明係有關於指紋識別，特別是關於一種可提高識別正確率之電容式指紋識別方法。
電容式指紋識別常以模組的方式設置於智慧型手機的顯示幕下方或側邊以採集指紋谷、脊的電容圖像以和一幀錄入指紋圖像進行比對。請參照圖1a，其為一習知電容式指紋識別裝置對一手指進行指紋採集之示意圖。如圖1a所示，脊線測到的電容值以C 1代表，谷線測到的電容值以C 2代表，C 1＞C 2＞0。
隨著各種移動智慧終端機的輕薄、小型化，電容式指紋識別裝置也須減少面積而致使可供匹配的有效指紋區域變小。如圖1b所示，電容式指紋識別裝置對一指紋11進行採圖所獲得之指紋圖像11a係呈狹長狀，故易導致錯誤匹配，嚴重影響識別率，從而增加使用風險。尤其是，一般的指紋識別演算法係透過將整幀指紋圖像逐漸旋轉一角度再與整幀樣版指紋圖像進行匹配誤差計算以獲得多個誤差值，亦即以盲試各個旋轉角度的方式使整幀指紋圖像與整幀樣版指紋圖像進行匹配比對，然後再由該些誤差值中之最小者與一閾值進行比較以判斷是否匹配。然而，此種角度盲試的方式並無法確保指紋和樣版指紋是以相同的傾斜角度進行比對而可能產生誤判。請一併參照圖1c及1d，其中，圖1c繪示與兩個不同指紋對應之一幀樣版指紋圖像11a0及一幀指紋圖像11a；以及圖1d繪示指紋圖像11a在旋轉90度後與樣版指紋圖像11a0有部分區域重合而產生匹配誤判之一情境。
為解決上述的問題，本領域亟需一新穎的電容式指紋識別方法。
本發明之主要目的在於揭露一種電容式指紋識別方法，其可通過找出一待辨識指紋之一按壓角度，使該待辨識指紋和一樣版指紋依該按壓角度對齊以進行一匹配比對，而提高指紋識別正確率。
本發明之另一目的在於揭露一種電容式指紋識別模組，其可藉由上述的電容式指紋識別方法提供一高正確率之指紋識別功能。
本發明之又一目的在於揭露一種資訊處理裝置，其可藉由上述的電容式指紋識別模組提供一高正確率之指紋識別功能。
為達前述目的，一種電容式指紋識別方法乃被提出，其包括：
在一電容式指紋識別模組之採圖區之兩端各設置一傳感器以判斷一指紋按壓方位是垂直或水平；
儲存一幀垂直樣版指紋圖像及一幀水平樣版指紋圖像；
紀錄一幀待辨識指紋圖像及其指紋按壓方位；以及
在該幀待辨識指紋圖像之指紋按壓方位為垂直時使該幀待辨識指紋圖像與該幀垂直樣版指紋圖像進行匹配比對，及在該幀待辨識指紋圖像之指紋按壓方位為水平時使該幀待辨識指紋圖像與該幀水平樣版指紋圖像進行匹配比對。
在可能的實施例中，所述傳感器可為光學式近接感測器、超音波近接感測器或電容式近接感測器。
在一實施例中，所述垂直係指兩個所述傳感器輸出之近接感測信號皆呈現不作用狀態。
在一實施例中，所述水平係指一所述傳感器輸出之近接感測信號呈現不作用狀態，另一所述傳感器輸出之近接感測信號呈現作用狀態。
為達前述目的，本發明進一步提出一種電容式指紋識別模組，具有一感測模組及一控制單元，其特徵在於：
該感測模組具有一電容式指紋感測器及鄰近該電容式指紋感測器兩端之兩個傳感器；以及
該控制單元具有一韌體程式以據以執行一電容式指紋識別程序以處理由該電容式指紋感測器所採集到之一幀待辨識指紋圖像，該方法包括：讀取兩個所述傳感器輸出之近接感測信號以判斷一指紋按壓方位是垂直或水平；以及在該指紋按壓方位為垂直時使該幀待辨識指紋圖像與一幀垂直樣版指紋圖像進行匹配比對，及在該指紋按壓方位為水平時使該幀待辨識指紋圖像與一幀水平樣版指紋圖像進行匹配比對。
在可能的實施例中，所述傳感器可為光學式近接感測器、超音波近接感測器或電容式近接感測器。
在一實施例中，所述垂直係指兩個所述傳感器輸出之近接感測信號皆呈現不作用狀態。
在一實施例中，所述水平係指一所述傳感器輸出之近接感測信號呈現不作用狀態，另一所述傳感器輸出之近接感測信號呈現作用狀態。
為達前述目的，本發明進一步提出一種資訊處理裝置，其具有一中央處理單元、一觸控顯示器及如前述之電容式指紋識別模組，其中，該中央處理單元係用以與該觸控顯示器及該電容式指紋識別模組通信。
在可能的實施例中，該觸控顯示器可為一微發光二極體觸控顯示器、一迷你發光二極體觸控顯示器、一量子點發光二極體觸控顯示器或一有機發光二極體觸控顯示器。
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、一可攜式電腦、一車載電腦、一穿戴式電子裝置或一門禁設備。
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。
本發明的原理在於：
(一)在一電容式指紋識別模組之採圖區之兩端設置傳感器以判斷一指紋按壓方位是垂直或水平；以及
(二) 依一幀採集到之待辨識指紋圖像之指紋按壓方位在記憶體中選擇與該指紋按壓方位對應之一幀樣版指紋圖像，俾以在該指紋按壓方位為垂直時使該幀待辨識指紋圖像與一幀垂直樣版指紋圖像進行匹配比對，及在該幀待辨識指紋圖像之指紋按壓方位為水平時使該幀待辨識指紋圖像與一幀水平樣版指紋圖像進行匹配比對。
依上述的原理，本發明即可提高指紋識別的正確率以有效避免誤判。
請參照圖2，其為本發明之電容式指紋識別方法之一實施例之流程圖。如圖2所示，該方法包括：在一電容式指紋識別模組之採圖區之兩端設置傳感器以判斷一指紋按壓方位是垂直或水平(步驟a)；儲存一幀垂直樣版指紋圖像及一幀水平樣版指紋圖像(步驟b)；紀錄一幀待辨識指紋圖像及其指紋按壓方位(步驟c)；以及在該幀待辨識指紋圖像之指紋按壓方位為垂直時使該幀待辨識指紋圖像與該幀垂直樣版指紋圖像進行匹配比對，及在該幀待辨識指紋圖像之指紋按壓方位為水平時使該幀待辨識指紋圖像與該幀水平樣版指紋圖像進行匹配比對(步驟d)。
請參照圖3，其為用以實現圖2之電容式指紋識別方法之一電容式指紋識別模組之一實施例之示意圖。如圖3所示，一電容式指紋識別模組100具有一感測模組110及一控制單元120，其中，感測模組110具有一電容式指紋感測器110a及鄰近電容式指紋感測器110兩端之兩個傳感器(110b，110c) ，且控制單元120具有一韌體程式以據以執行圖2之電容式指紋識別方法。
具體而言，控制單元120係依兩個傳感器(110b，110c)之近接感測信號判斷電容式指紋感測器110所測得之指紋圖像之按壓方位：當兩個傳感器(110b，110c)之近接感測信號呈現(不作用狀態，不作用狀態)時，判定該按壓方位為垂直；當兩個傳感器(110b，110c)之近接感測信號呈現(不作用狀態，作用狀態) 時，判定該按壓方位為第一水平；以及當兩個傳感器(110b，110c)之近接感測信號呈現(作用狀態，不作用狀態)時，判定該按壓方位為第二水平。
請一併參照圖4a-4c，其中，圖4a為一手指10之按壓方位為所述第一水平之示意圖；圖4b為一手指10之按壓方位為所述第二水平之示意圖；以及圖4c為一手指10之按壓方位為垂直之示意圖。
另外，傳感器(110b，110c)可由光學式近接感測器、超音波近接感測器或電容式近接感測器實現。
控制單元120在獲得一幀待辨識指紋圖像之所述按壓方位後，若所述按壓方位為垂直，則會使該幀待辨識指紋圖像與一幀垂直樣版指紋圖像進行匹配比對；若所述按壓方位為水平，則會使該幀待辨識指紋圖像與一幀水平樣版指紋圖像進行匹配比對。
依上述的說明，本發明進一步提出一種資訊處理裝置。請參照圖5，其繪示本發明之資訊處理裝置之一實施例的方塊圖。如圖5所示，一資訊處理裝置200具有一中央處理單元210、一觸控顯示器220及一電容式指紋識別模組230，其中，電容式指紋識別模組230係由電容式指紋識別模組100實現，且中央處理單元210係用以與觸控顯示器220及電容式指紋識別模組230通信。另外，資訊處理裝置200可為一智慧型手機、一可攜式電腦、一車載電腦、一穿戴式電子裝置或一門禁設備；而觸控顯示器220可為一微發光二極體觸控顯示器、一迷你發光二極體觸控顯示器、一量子點發光二極體觸控顯示器或一有機發光二極體觸控顯示器。
藉由前述所揭露的設計，本發明乃具有以下的優點：
一、本發明的電容式指紋識別方法可通過找出一待辨識指紋之一按壓角度，使該待辨識指紋和一樣版指紋依該按壓角度對齊以進行一匹配比對，而提高指紋識別正確率。
二、本發明的電容式指紋識別模組可藉由上述的電容式指紋識別方法提供一高正確率之指紋識別功能。
三、本發明的資訊處理裝置可藉由上述的電容式指紋識別模組提供一高正確率之指紋識別功能。
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：手指 11：指紋 11a：指紋圖像 11a0：樣版指紋圖像 100：電容式指紋識別模組 110： 感測模組 110a：電容式指紋感測器 110b：傳感器 110c：傳感器 120：控制單元 200：資訊處理裝置 210：中央處理單元 220：觸控顯示器 230：電容式指紋識別模組 步驟a：在一電容式指紋識別模組之採圖區之兩端設置傳感器以判斷一指紋按壓方位是垂直或水平。 步驟b：儲存一幀垂直樣版指紋圖像及一幀水平樣版指紋圖像。 步驟c：紀錄一幀待辨識指紋圖像及其指紋按壓方位。 步驟d ：在該幀待辨識指紋圖像之指紋按壓方位為垂直時使該幀待辨識指紋圖像與該幀垂直樣版指紋圖像進行匹配比對，及在該幀待辨識指紋圖像之指紋按壓方位為水平時使該幀待辨識指紋圖像與該幀水平樣版指紋圖像進行匹配比對。
圖1a為一習知電容式指紋識別裝置對一手指進行指紋採集之示意圖。 圖1b繪示圖1a之電容式指紋識別裝置對一指紋進行採圖所或得之一呈狹長狀的指紋圖像。 圖1c繪示與兩個不同指紋對應之一幀樣版指紋圖像及一幀指紋圖像。 圖1d繪示圖1c之指紋圖像在旋轉90度後與樣版指紋圖像有部分區域重合而產生匹配誤判之一情境。 圖2為本發明之電容式指紋識別方法之一實施例之流程圖。 圖3為用以實現圖2之電容式指紋識別方法之一電容式指紋識別模組之一實施例之示意圖。 圖4a為一手指之按壓方位係圖3之電容式指紋識別模組中所定義之第一水平之示意圖。 圖4b為一手指之按壓方位係圖3之電容式指紋識別模組中所定義之第二水平之示意圖。 圖4c為一手指之按壓方位係圖3之電容式指紋識別模組中所定義之垂直之示意圖。 圖5繪示本發明之資訊處理裝置之一實施例的方塊圖。
步驟a：在一電容式指紋識別模組之採圖區之兩端設置傳感器以判斷一指紋按壓方位是垂直或水平。 步驟b：儲存一幀垂直樣版指紋圖像及一幀水平樣版指紋圖像。 步驟c：紀錄一幀待辨識指紋圖像及其指紋按壓方位。 步驟d ：在該幀待辨識指紋圖像之指紋按壓方位為垂直時使該幀待辨識指紋圖像與該幀垂直樣版指紋圖像進行匹配比對，及在該幀待辨識指紋圖像之指紋按壓方位為水平時使該幀待辨識指紋圖像與該幀水平樣版指紋圖像進行匹配比對。

Claims (7)

  1. 一種電容式指紋識別方法，其包括：在一電容式指紋識別模組之採圖區之兩端各設置一傳感器以判斷一指紋按壓方位是垂直或水平；儲存一幀垂直樣版指紋圖像及一幀水平樣版指紋圖像；紀錄一幀待辨識指紋圖像及其指紋按壓方位；以及在該幀待辨識指紋圖像之指紋按壓方位為垂直時使該幀待辨識指紋圖像與該幀垂直樣版指紋圖像進行匹配比對，及在該幀待辨識指紋圖像之指紋按壓方位為水平時使該幀待辨識指紋圖像與該幀水平樣版指紋圖像進行匹配比對；其中，所述垂直係指兩個所述傳感器輸出之近接感測信號皆呈現不作用狀態，所述水平係指一所述傳感器輸出之近接感測信號呈現不作用狀態，另一所述傳感器輸出之近接感測信號呈現作用狀態。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電容式指紋識別方法，其中，所述傳感器係由光學式近接感測器、超音波近接感測器和電容式近接感測器所組成群組所選擇的一種傳感器。
  3. 一種電容式指紋識別模組，具有一感測模組及一控制單元，其特徵在於：該感測模組具有一電容式指紋感測器及鄰近該電容式指紋感測器兩端之兩個傳感器；以及該控制單元具有一韌體程式以據以執行一電容式指紋識別程序以處理由該電容式指紋感測器所採集到之一幀待辨識指紋圖像，該方法包括：讀取兩個所述傳感器輸出之近接感測信號以判斷一指紋按壓方位是垂直或水平；以及在該指紋按壓方位為垂直時使該幀待辨識指紋圖像與一幀垂直樣版指紋圖像進行匹配比對，及在該指紋按壓方位為水平時使該幀待辨識指紋圖像與一幀水平樣版指紋圖像進行匹配比對； 其中，所述垂直係指兩個所述傳感器輸出之所述近接感測信號皆呈現不作用狀態，所述水平係指一所述傳感器輸出之所述近接感測信號呈現不作用狀態，另一所述傳感器輸出之所述近接感測信號呈現作用狀態。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之電容式指紋識別模組，其中，所述傳感器係由光學式近接感測器、超音波近接感測器和電容式近接感測器所組成群組所選擇的一種傳感器。
  5. 一種資訊處理裝置，其具有一中央處理單元、一觸控顯示器及如申請專利範圍第3至4項中任一項所述之電容式指紋識別模組，其中，該中央處理單元係用以與該觸控顯示器及該電容式指紋識別模組通信。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之資訊處理裝置，其中，該觸控顯示器係由一微發光二極體觸控顯示器、一迷你發光二極體觸控顯示器、一量子點發光二極體觸控顯示器和一有機發光二極體觸控顯示器所組成群組所選擇的一種觸控顯示器。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之資訊處理裝置，其係由一智慧型手機、一可攜式電腦、一車載電腦、一穿戴式電子裝置和一門禁設備所組成群組中所選擇的一種裝置。
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