指纹辨识方法和装置的制造方法

xiaoxiao2020-10-23  19

指纹辨识方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明主要为有关于指纹辨识的技术,特别为有关于利用刷取方式注册且以按压方式比对的指纹辨识技术。
【背景技术】
[0002]近年来,随着科技的进步且由于密码和卡片较容易遭盗用或遗失且安全性低,因此指纹辨识技术也越来越获得重视。指纹辨识因为具有唯一性,不变性及十指皆可登陆验证的多重性,且指纹影像取得容易,因此安全性及方便性都能被大幅提升,对于金融安全或资料保密也会变的更加有效。
[0003]传统上的指纹辨识技术可分为刷取式或按压式两种方式。针对小面积的指纹感应装置通常会以按压方式注册以及按压方式比对的方式来进行指纹辨识。不过由于按压面积过小,使得使用者常常需要按压许多次才能注册及/或辨识成功,因而造成使用者在使用上的感觉不佳。此外,在刷取式的指纹辨识技术中,会先对刷取数据的所有图框(frame)来进行重建的动作以产生指纹的图像(image),并以此图像作为注册数据,再以图像比图像的方式进行指纹的辨识。然而,在重建指纹图像的过程中,指纹的图像容易产生形变(distort1n)的问题,因而造成指纹辨识失败的问题。
[0004]因此,如何解决小面积的指纹感应装置的感应面积太小的问题,以及不用再将刷取数据的图框进行重建组图的动作,以更加提升指纹辨识的速度,将是个值得研究的课题。

【发明内容】

[0005]有鉴于上述先前技术的问题,本发明提供了通过刷取方式注册且以按压方式比对的指纹辨识技术。
[0006]根据本发明的一实施例提供了一种指纹辨识方法。此方法包括:撷取多个刷取数据;根据上述刷取数据,产生多个注册数据;撷取按压数据;以及比对上述按压数据与上述多个注册数据。
[0007]根据本发明的一实施例提供了一种指纹辨识装置。此装置包括:指纹传感器,用以感测多个刷取数据以及按压数据;以及处理单元,根据上述刷取数据,产生多个注册数据,以及比对上述按压数据与上述多个注册数据。
[0008]关于本发明其他附加的特征与优点,此领域的熟习技术人士,在不脱离本发明的精神和范围内,当可根据本案实施方法中所揭露的执行联系程序的用户装置、系统、以及方法,做些许的更动与润饰而得到。
【附图说明】
[0009]图1为显示根据本发明的实施例所述的指纹辨识装置100的方块图。
[0010]图2为显示根据本发明的一实施例所述的选取有效图框的示意图。
[0011]图3为显示根据本发明的另一实施例所述的选取有效图框的示意图。
[0012]图4为根据本发明一实施例所述的指纹辨识方法的流程图400。
[0013]图5为根据本发明一实施例所述的步骤S420的流程图500。
[0014]图6为根据本发明另一实施例所述的指纹辨识方法的流程图600。
【具体实施方式】
[0015]本章节所叙述的是实施本发明的最佳方式,目的在于说明本发明的精神而非用以限定本发明的保护范围,本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。
[0016]图1为显示根据本发明的实施例所述的指纹辨识装置100的方块图。如图1所示,指纹辨识装置100中包括了指纹传感器110、处理单元120和储存单元130。在图1中的方块图,仅是为了方便说明本发明的实施例,但本发明并不以此为限。
[0017]根据本发明一实施例,指纹辨识装置100指小面积且长型的传感器,其面积为η(宽)x m(高),n>2m,举例来说,指纹辨识装置100的面积可为144mm(毫米)x64mm(毫米),也就是说指纹辨识装置100所撷取的指纹数据的每一图框(frame)所包含的特征点(minutiae)相当稀少,例如:小于5个特征点。指纹辨识装置100可用以撷取使用者的刷取动作所产生的指纹数据,且亦可用以撷取使用者的按压动作。
[0018]根据本发明一实施例,在进行指纹辨识时,使用者会先在指纹辨识装置100上进行多次(3?4次)的刷取动作。刷取完后,指纹传感器110就会感测到多笔刷取数据,其中在每一刷取数据中都包含了多个图框,且每一图框的尺寸为根据指纹传感器110的尺寸来决定。接着,处理单元120就会从指纹传感器110所感测到的每一刷取数据中选取出每一刷取数据所对应的注册数据,以作为的后用户指纹辨识使用。根据本发明一实施例,处理单元120选出注册数据后,就会将注册数据储存在储存单元130中。
[0019]根据本发明一实施例,在指纹辨识装置100上所进行的多次的刷取动作分别对应到不同刷取的方向,例如:刷一个米字形(刷四次)。透过不同方向的刷取,产生的注册数据将可涵盖不同方向的指纹数据,例如:若是以米字刷取的方式,可将手指按压时所产生的按压数据与注册数据之间的角度限制于22.5度内。因此,当使用者进行指纹辨识,且手指按压在指纹辨识装置100上的按压方向与上述多个刷取方向均不同时,由于所产生的注册数据可涵盖上述不同刷取方向的指纹数据,因此将可改善因为手指按压时按压方向角度的不同,所造成与注册数据的信息重迭涵盖量太少而导致指纹辨识失败的问题。
[0020]根据本发明一实施例,在指纹传感器110感测完刷取数据后,处理单元120从对应不同方向的每一刷取数据分别选取每一刷取数据所对应的多个有效图框(frame),以及根据每一刷取数据的有效图框产生对应的数组,以作为注册数据之一者。根据本发明一实施例,每一数组可以数学式Si = {F1、F2、…、FN}表示,其中i表示第i次的刷取动作,若以米字形方式刷取,i的范围就为1〈 = i〈 = 4 ;FN则表示每一刷取数据的有效图框,且由于FN是由一连续撷取动作所产生,因此相邻图框会具有较大的相似性,例如:F1和F2会具有较大的相似性。根据本发明一实施例,当刷取数据所包含的有效图框的数量小于默认值时,处理单元120会判定该次刷取动作为无效的刷取动作。
[0021]根据本发明的一实施例,处理单元120选取多个有效图框为通过比对刷取数据的图框所包含的特征点(minutiae)。在此实施例中,处理单元120会先将每一刷取数据的每一图框中相似的特征点分成不同群,再按顺序比对每一图框所出现的分群的特征点。底下将以图2来做说明。
[0022]图2为显示根据本发明的一实施例所述的选取有效图框的示意图。如图2所示,处理单元120将一刷取数据的图框Fl?F6中相似的特征点分成A?E群,其中A群出现在图框Fl和F2,B群出现在图框F1、F2和F3,C群出现在图框F3、F4和F5,D群出现在F4和F5,E群出现在F5和F6。接着处理单元120会按顺序比对每一图框所出现的分群的特征点,来选取可涵盖最大数据涵盖量的图框作为注册数据。首先,由于A群所出现的图框已涵盖在B群所出现的图框内,因此处理单元120会由B群开始判断起。处理单元120由B群特征点可得知图框Fl、F2和F3系具有交集,图框Fl和图框F4则不具有交集,即表示图框Fl和F3距离最远且具有交集。因此,处理单元120就会选取图框Fl和F3为注册数据。接着,处理单元120由C群特征点可得知图框F3、F4和F5系具有交集,图框F3和图框F6则不具有交集,即表示图框F3和F5距离最远且具有交集。因此,处理单元120就会选取图框F5为注册数据(F3已选取)。处理单元120由D、E群特征点可得知图框F5和F6系具有交集,图框F4和图框F6则不具有交集。因此,处理单元120仅会选取图框F5(已选取)为注册数据。因此,处理单元120经过判断后,就会选取图框F1、F3、F5作为注册数据,以达到最大数据涵盖量。特别说明的是,本实施例仅系用以说明本发明,并非用以限制本发明,处理单元120亦可根据刷取数据不同特征点的情况来选取作为注册数据的图框。
[0023]根据本发明另一实施例,处理单元120选取多个有效图框为通过比对刷取数据的图框所包含的参考区域。处理单元120会先在刷取数据的图框中选取多个个参考区域,再按顺序比对每一图框所出现的参考区域,以选取可涵盖最大数据涵盖量的图框作为注册数据。底下将以图3来做说明。
[0024]图3为显示根据本发明的另一实施例所述的选取有效图框的示意图。如图3所示,处理单元120在刷取数据的图框Fl?F6中选取参考区域RA?RC,其中参考区域RA出现在图框F1、F2、F3,并无出现在图框F4,参考区域RB出现在图框F3、F4、F5,并无出现在图框F6,参考区域RC出现在图框F5、F6。接着,处理单元120会按顺序比对每一图框所出现的参考区域,以选取可涵盖最大数据涵盖量的图框作为注册数据。处理单元120由参考区域RA可得知图框F1、F2、F3相重迭,F4则不重迭,即表示图框Fl和F3距离最远且具有重迭的图像(pattern)。因此,处理单元120就会选取图框Fl和F3为注册数据。接着,处理单元120由参考区域RB则可得知图框F3、F4、F5相重迭,F6则不重迭,即表示图框F3和F5距离最远且具有重迭的图像。因此,处理单元120就会选取图框F5为注册数据(F3已选取)。接着,处理单元120由参考区域RC则可得知图框F5、F6相重迭。 因此,处理单元120仅会选取图框F5(已选取)为注册数据。因此,处理单元120经过判断后,就会选取图框F1、F3、F5作为注册数据,以达到最大数据涵盖量。特别说明的是,本实施例仅是用以说明本发明,并非用以限制本发明,处理单元120也可根据刷取数据中不同参考区域的情况来选取作为注册数据的图框。
[0025]根据本发明另一实施例,指纹辨识装置100还包括提示单元(图未显示),在指纹辨识装置100上所进行的每次刷取动作,提示单元都会根据指纹传感器110所感测到的感测信息,例如:用户刷取的方向或刷取的位置,产生提示信息。根据本发明一实施例,提示信息用以告知用户目前刷取的方向是否正确,是否需要往左偏或往右偏。根据本发明一实施例,在使用者刷取默认距离后,提示信息会用以告知用户先暂停刷取的动作,以让指纹传感器110先感测一次指纹数据,指纹传感器110感测完后,使用者再继续往下刷,又过了既定距离,提示信息会再告知用户先暂停刷取的动作,以让指纹传感器110再感测一次指纹数据。在此实施例中,每一刷取动作都会撷取多次(例如:至少4次)指纹数据,所撷取的所有指纹数据就作为该次刷取动作所产生的注册数据。根据本发明一实施例,提示信息可以语音的方式告知用户,亦可以显示在显示单元(图未显示)的方式告知用户。
[0026]在以刷取的动作完成指纹的注册后,当使用者将手指按压在指纹辨识装置100时,指纹传感器110就会感测按压数据,并将按压数据传送给处理单元120。处理单元120就会进行按压数据和注册数据的比对。当按压数据和其中一笔注册数据比对成功,即表示使用者的指纹辨识成功。
[0027]图4是根据本发明一实施例所述的指纹辨识方法的流程图400,此指纹辨识方法适用于指纹辨识装置100。如图4所示,首先,在步骤S410,通过指纹辨识装置100撷取多个刷取数据。在步骤S420,通过指纹辨识装置100根据刷取数据,产生多个注册数据。在步骤S430,通过指纹辨识装置100撷取按压数据。在步骤S440,通过指纹辨识装置100比对上述按压数据与上述多个注册数据。
[0028]图5是根据本发明一实施例所述的步骤S420的流程图500。根据本发明一实施例,流程图400所述的每一刷取数据对应不同刷取方向。在此实施例中,步骤S420包括:在步骤S510,通过指纹辨识装置100从每一刷取数据分别选取多个有效图框(frame)。在步骤S520,通过指纹辨识装置100根据每一刷取数据的有效图框产生对应的数组,以作为上述注册数据之一者。在此实施例中,选取有效图框系通过指纹辨识装置100比对刷取数据的图框所包含的特征点,或通过指纹辨识装置100比对刷取数据的图框所包含的参考区域。
[0029]图6为根据本发明另一实施例所述的指纹辨识方法的流程图600,此指纹辨识方法适用于指纹辨识装置100。如图6所示,首先,在步骤S610,通过指纹辨识装置100撷取多个刷取数据。在步骤S620,在撷取刷取数据期间,通过指纹辨识装置100产生感测信息。在步骤S630,根据感测信息,产生提示信息。在步骤S640,根据提示信息,指示刷取数据的动作。在步骤S650,通过指纹辨识装置100根据撷取的刷取数据,产生多个注册数据。在步骤S660,通过指纹辨识装置100撷取按压数据。在步骤S670,通过指纹辨识装置100比对按压数据与多个注册数据。
[0030]有别于传统按压注册且按压比对的方式,本发明所提出的指纹辨识方法,使用者可先用刷取的方式对指纹进行注册,再以按压的方式来进行指纹的辨识。此外,通过本发明的不同实施例所提出的产生注册数据的方法,刷取数据的图框不需要先经过组图的方式来进行重建以产生注册数据。此外,本发明的不同实施例所提出的产生注册数据的方法,也可避免储存过多无用的的信息,因而提升指纹辨识的效率。
[0031]本发明的说明书所揭露的方法和算法的步骤,可直接通过执行处理单元直接应用在硬件以及软件模块或两者的结合上。软件模块(包括执行指令和相关数据)和其它数据可储存在数据内存中,像是随机存取内存(RAM)、闪存(flash memory)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程的只读存储器(EPROM)、电子可擦除可编程的只读存储器(EEPROM)、缓存器、硬盘、便携式硬碟、光盘只读存储器(CD-ROM)、DVD或在此领域习知技术中任何其它计算机可读取的储存媒体格式。储存媒体可耦接至机器装置,举例来说,像是计算机/处理器(为了说明的方便,在本说明书以处理单元来表示),上述处理器可用以读取信息(像是程序代码),以及写入信息至储存媒体。储存媒体可整合处理器。特殊应用集成电路(ASIC)包括处理器和储存媒体。用户设备则包括特殊应用集成电路。换句话说,处理器和储存媒体以不直接连接用户设备的方式,包含于用户设备中。此外,在一些实施例中,任何适合计算机程序的产品包括可读取的储存媒体,其中可读取的储存媒体包括和一或多个所揭露实施例相关的程序代码。在一些实施例中,计算机程序的产品可包括封装材料。
[0032]本说明书中所提到的「一实施例」或「实施例」,表示与实施例有关的所述特定的特征、结构、或特性是包含根据本发明的至少一实施例中,但并不表示它们存在于每一个实施例中。因此,在本说明书中不同地方出现的「在一实施例中」或「在实施例中」词组并不必然表不本发明的相同实施例。
[0033]以上段落使用多种层面描述。显然的,本文的教示可以多种方式实现,而在范例中揭露的任何特定架构或功能仅为代表性的状况。根据本文的教示,任何熟知此技艺的人士应理解在本文揭露的各层面可独立实作或两种以上的层面可以合并实作。
[0034]虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然其并非用以限定本发明,任何熟习此技艺者,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作些许的更动与润饰,因此本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定者为准。
[0035]【符号说明】
[0036]100指纹辨识装置
[0037]110指纹传感器
[0038]120处理单元
[0039]130储存单元
[0040]400、500、600 流程图
[0041]RA、RB、RC 参考区域
[0042]S410、S420、S430、S440、S510、S520、S610、S620、S630、S640、S650、S660、S670 步骤
【主权项】
1.一种指纹辨识方法,其特征在于,包括: 撷取多个刷取数据; 根据上述刷取数据,产生多个注册数据; 撷取按压数据;以及 比对上述按压数据与上述多个注册数据。2.如权利要求1所述的指纹辨识方法,其特征在于,每一上述刷取数据对应不同刷取方向。3.如权利要求2所述的指纹辨识方法,其特征在于,还包括: 从每一上述刷取数据分别选取多个有效图框;以及 根据每一上述刷取数据的上述有效图框产生对应的数组,以作为上述注册数据之一者。4.如权利要求3所述的指纹辨识方法,其特征在于,选取上述有效图框为通过比对上述刷取数据的图框所包含的特征点。5.如权利要求3所述的指纹辨识方法,其特征在于,选取上述有效图框为通过比对上述刷取数据的图框所包含的参考区域。6.如权利要求1所述的指纹辨识方法,其特征在于,还包括: 在撷取上述刷取数据期间,产生感测信息; 根据上述感测信息,产生提示信息;以及 根据上述提示信息,指示刷取数据的动作。7.一种指纹辨识装置,其特征在于,包括: 指纹传感器,用以感测多个刷取数据,以及按压数据;以及 处理单元,根据上述刷取数据,产生多个注册数据,以及比对上述按压数据与上述多个注册数据。8.如权利要求7所述的指纹辨识装置,其特征在于,每一上述刷取数据对应不同刷取方向。9.如权利要求8所述的指纹辨识装置,其特征在于,上述处理单元从每一上述刷取数据分别选取多个有效图框,以及根据每一上述刷取数据的上述有效图框产生对应的数组,以作为上述注册数据的一者。10.如权利要求9所述的指纹辨识装置,其特征在于,上述处理单元选取上述有效图框为通过比对上述刷取数据的图框所包含的特征点。11.如权利要求9所述的指纹辨识装置,其特征在于,上述处理单元选取上述有效图框为通过比对上述刷取数据的图框所包含的参考区域。12.如权利要求7所述的指纹辨识装置,其特征在于,还包括:提示单元,用以根据上述指纹传感器感测上述刷取数据期间,上述处理单元所产生的感测信息,产生提示信息,以指示刷取数据的动作。13.如权利要求7所述的指纹辨识装置,其特征在于,还包括: 储存单元,用以储存上述注册数据。
【专利摘要】一种指纹辨识方法,包括:撷取多个刷取数据;根据上述刷取数据,产生多个注册数据;撷取按压数据;以及比对上述按压数据与上述多个注册数据。
【IPC分类】G06K9/00
【公开号】CN104899546
【申请号】CN201410421995
【发明人】江元麟, 郑宇淳
【申请人】神盾股份有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2014年8月25日
【公告号】US20150254498

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