TWI674536B - 指紋導航方法及電子裝置 - Google Patents

Abstract

一種電子裝置包含一指紋輸入單元及一電連接該指紋輸入單元的處理單元。該指紋輸入單元每隔一段預定時間進行掃描，以依序產生N個掃描圖像，N為大於1的整數，且每一掃描圖像具有一局部區域。該處理單元依序地獲得該等N個掃描圖像中的第i個及第(i-1)個掃描圖像並將該第i個及第(i-1)個掃描圖像分別作為一目標掃描圖像及一對應該目標掃描圖像的參考掃描圖像，i為2至N的整數。該處理單元並比對每一目標掃描圖像的該局部區域及對應之該參考掃描圖像的該局部區域，以產生一筆對應的觸控行為資料。該處理單元根據所有的該等觸控行為資料進行一對應操作。

Description

指紋導航方法及電子裝置

本發明是有關於一種指紋導航方法，特別是指一種涉及指紋辨識技術的指紋導航方法。本發明還有關於能實施該指紋導航方法的一種電子裝置。

近年來，指紋辨識的技術逐漸成熟，而使得愈來愈多的智慧型裝置、筆記型電腦等電子產品設置有指紋辨識器。而且，部分的指紋辨識器還進一步支援「指紋導航」(Fingerprint Navigation)功能。指紋導航功能是以使用者的手指對指紋辨識器進行觸控操作，以使得指紋辨識器不僅能辨識使用者的指紋，還能進一步辨識出使用者觸控的手勢，藉此，指紋辨識器能發揮類似觸控螢幕的功能，而供使用者以不同手勢對指紋辨識器輸入指令來操作電子裝置。

然而，現有的指紋導航存在著靈敏度不足的缺點，而使得指紋導航功能在使用流暢度上仍具有改善的空間。

因此，本發明其中一目的，在於提供一種能改善先前技術之缺點的指紋導航方法。

於是，本發明指紋導航方法適於由一電子裝置執行，該電子裝置包含一指紋輸入單元及一電連接該指紋輸入單元的處理單元，該指紋導航方法包含下列步驟：(A)該指紋輸入單元每隔一段預定時間進行掃描，以依序產生N個掃描圖像，N為大於1的整數，且每一掃描圖像具有一局部區域；(B)該處理單元依序地獲得該等N個掃描圖像中的第i個及第(i-1)個掃描圖像並將該第i個及第(i-1)個掃描圖像分別作為一目標掃描圖像及一對應該目標掃描圖像的參考掃描圖像，i為2至N的整數，該處理單元並比對每一目標掃描圖像的該局部區域及對應之該參考掃描圖像的該局部區域，以產生一筆對應的觸控行為資料；及 (C)該處理單元根據所有的該(等)觸控行為資料進行一對應操作。

在本發明指紋導航方法的一些實施態樣中，在步驟(A)中，每一掃描圖像具有多個彼此呈矩陣排列的像素，該等像素的其中部分者分別作為多個位於該局部區域內且彼此不相鄰的特徵像素，在步驟(B)中，該處理單元是比對每該目標掃描圖像的該等特徵像素及對應之該參考掃描圖像的該等特徵像素。

在本發明指紋導航方法的一些實施態樣中，在步驟(A)中，該掃描圖像的每一特徵像素位於該局部區域內的第偶數行及第偶數列、或位於該局部區域內的第奇數行及第奇數列、或位於該局部區域內的第奇數行及第偶數列、或位於該局部區域內的第偶數行及第奇數列。

在本發明指紋導航方法的一些實施態樣中，在步驟(A)中，每一局部區域位於每該掃描圖像的中央。

在本發明指紋導航方法的一些實施態樣中，該電子裝置還包含一電連接該處理單元且用於儲存該等掃描圖像的暫存單元。在步驟(A)中，當該指紋輸入單元產生該等N個掃描圖像中的第一個掃描圖像時，將該第一個掃描圖像儲存至該暫存單元，當該指紋輸入單元產生該等N個掃描圖像中的第二個掃描圖像時，將該第二個掃描圖像儲存至該暫存單元，當該指紋輸入單元產生該等N個掃描圖像中的第j個掃描圖像時，將該第j個掃描圖像儲存至該暫存單元且覆蓋該第(j-2)個掃描圖像，j為3至N的整數。在步驟(B)中，該處理單元是自該暫存單元獲得該目標掃描圖像及該參考掃描圖像。

在本發明指紋導航方法的一些實施態樣中，於步驟(A)中，每一掃描圖像具有至少一位於該局部區域內的特徵部位，於步驟(B)中，該處理單元是根據該目標掃描圖像的該至少一特徵部位與該參考掃描圖像的該至少一特徵部位之間的相對位置產生該筆觸控行為資料。

本發明另一目的，在於提供一種能實施本發明指紋導航方法的一種電子裝置。

本發明電子裝置包含一指紋輸入單元及一電連接該指紋輸入單元的處理單元。該指紋輸入單元每隔一段預定時間進行掃描，以依序產生N個掃描圖像，N為大於1的整數，且每一掃描圖像具有一局部區域。該處理單元依序地獲得該等N個掃描圖像中的第i個及第(i-1)個掃描圖像並將該第i個及第(i-1)個掃描圖像分別作為一目標掃描圖像及一對應該目標掃描圖像的參考掃描圖像，i為2至N的整數，該處理單元並比對每一目標掃描圖像的該局部區域及對應之該參考掃描圖像的該局部區域，以產生一筆對應的觸控行為資料。該處理單元根據所有的該(等)觸控行為資料進行一對應操作。

在本發明電子裝置的一些實施態樣中，每一掃描圖像具有多個彼此呈矩陣排列的像素，該等像素的其中部分者分別作為多個位於該局部區域內且彼此不相鄰的特徵像素，該處理單元是比對每該目標掃描圖像的該等特徵像素及對應之該參考掃描圖像的該等特徵像素以產生該筆對應的觸控行為資料。

在本發明電子裝置的一些實施態樣中，該掃描圖像的每一特徵像素位於該局部區域內的第偶數行及第偶數列、或位於該局部區域內的第奇數行及第奇數列、或位於該局部區域內的第奇數行及第偶數列、或位於該局部區域內的第偶數行及第奇數列。

在本發明電子裝置的一些實施態樣中，每一局部區域位於每該掃描圖像的中央。

在本發明電子裝置的一些實施態樣中，該電子裝置還包含一電連接該處理單元且用於儲存該等掃描圖像的暫存單元，其中，當該指紋輸入單元產生該等N個掃描圖像中的第一個掃描圖像時，將該第一個掃描圖像儲存至該暫存單元，當該指紋輸入單元產生該等N個掃描圖像中的第二個掃描圖像時，將該第二個掃描圖像儲存至該暫存單元，當該指紋輸入單元產生該等N個掃描圖像中的第j個掃描圖像時，將該第j個掃描圖像儲存至該暫存單元且覆蓋該第(j-2)個掃描圖像，j為3至N的整數，並且該處理單元是自該暫存單元獲得該目標掃描圖像及該參考掃描圖像。

在本發明電子裝置的一些實施態樣中，每一掃描圖像具有至少一位於該局部區域內的特徵部位，並且該處理單元是根據該目標掃描圖像的該至少一特徵部位與該參考掃描圖像的該至少一特徵部位之間的相對位置產生該筆觸控行為資料。

本發明之功效在於：該電子裝置藉由實施該指紋導航方法，能夠在短時間內快速地完成該目標掃描圖像及該參考掃描圖像的比對，並產生對應的該觸控行為資料，因此，本發明有效地提高了指紋導航的報點率，而有效解決了現有技術中指紋導航流暢度不足的缺點。

參閱圖1，本發明電子裝置1的一實施例可例如被實施為一智慧型手機、一平板電腦或者一筆記型電腦，但不以此為限。該電子裝置1包含一指紋輸入單元11、一電連接該指紋輸入單元11的暫存單元12，以及一電連接該指紋輸入單元11及該暫存單元12的處理單元13。

該指紋輸入單元11例如被實施為一電容式的指紋感應器(Fingerprint Sensor)，並用於供一使用者以手指按壓或觸控的方式進行操作，且該處理單元13可例如藉由該指紋輸入單元11表面的電荷、溫度、壓力等變化偵測該指紋輸入單元11是否受到操作。當該處理單元13偵測到該指紋輸入單元11受到操作時，該指紋輸入單元11受該處理單元13控制地每隔一段預定時間(例如為0.5ms，但不限於此)進行掃描，以依序地產生N個掃描圖像，N為大於1的整數。該指紋輸入單元11並於每次產生當前最新的其中一個掃描圖像時，將當前最新的該掃描圖像儲存至該暫存單元12。

在此，先對該等掃描圖像進行說明。配合參閱圖2，以一示例用的掃描圖像5舉例來說，該掃描圖像5具有例如160×160個呈矩陣排列的像素。以下以二維直角坐標系作說明，並定義該掃描圖像5最左下角的像素為一原點，且其座標表示為(0,0)。該掃描圖像5所具有的一局部區域51是位於該掃描圖像5的中央，且是以該等像素中座標分別為(60,60)、(100,60)、(60,100)、(100,100)的其中四個像素為頂點所形成的矩形封閉區域，但不以此為限。配合參閱圖3，值得注意的是，該等像素的其中部分者分別作為多個特徵像素52(圖3中以實心圓圈表示)，該等特徵像素52皆位於該局部區域51內且彼此不相鄰(也就是說，並非該局部區域51內的所有像素皆為特徵像素52)，且該等特徵像素52共同構成一特徵圖像，且該特徵圖像呈現出該掃描圖像所具有的一或多個特徵部位(圖未示出)，每一個特徵部位可例如是該掃描圖像中指紋紋線的端點、分叉點、孤立點(短紋)或其組合，且該處理單元13能夠以指紋辨識技術辨識出該特徵圖像中的該(等)特徵部位。由於辨識指紋之特徵部位的方式並非本發明的重點，且指紋特徵的辨識存在諸多習知技術並為通常知識者所能理解，故在此不多做描述。在本實施例中，該等特徵像素52的每一者是位於該局部區域51內的第偶數行及第偶數列。舉例來說，該局部區域51內最左下角之像素的座標在圖3中表示為(60,60)，且是位於該局部區域51的第1列第1行。而該局部區域51內最左下角之該特徵像素52的座標為(61,61)，也就是位於該局部區域51中的第2列第2行。如此一來，以本實施而言，該掃描圖像5位於該局部區域51內之部分的解析度為40×40，而該特徵圖像的尺寸與該局部區域51大致相同，但其解析度為20×20，而僅有該掃描圖像5位於該局部區域51內之部分的四分之一。

本實施例中的該等N個掃描圖像皆類似於圖2中所示出該掃描圖像5，後續不再一一說明。

補充說明的是，在其他實施例中，每一掃描圖像的該等特徵像素52並不限於是本實施例的態樣，而也可例如是位於該局部區域內51第奇數行及第奇數列的所有像素、或是位於該局部區域51內第奇數行及第偶數列的所有像素、或是位於該局部區域51內第偶數行及第奇數列的所有像素。簡而言之，該等特徵像素52只要是屬於該局部區域內51的局部像素，便屬於本發明所保護的實施態樣。

每當該指紋輸入單元11將當前最新的該掃描圖像儲存至該暫存單元12時，該處理單元13自該暫存單元12獲得該等N個掃描圖像中當前最新的掃描圖像(在此被視為第i個掃描圖像，i為2至N的整數)以及次新的掃描圖像(在此被視為第(i-1)個掃描圖像)，並以該第i個及第(i-1)個掃描圖像分別作為一目標掃描圖像及一對應該目標掃描圖像的參考掃描圖像。接著，該處理單元13比對每一目標掃描圖像的該局部區域及對應之該參考掃描圖像的該局部區域，並根據比對的結果產生一筆對應的觸控行為資料。更明確地說，該處理單元13是比對每該目標掃描圖像的該等特徵像素及對應之該參考掃描圖像的該等特徵像素，並根據每該目標掃描圖像的該(等)特徵部位及對應之該參考掃描圖像的該(等)特徵部位之間的相對位置產生該筆觸控行為資料。在本實施例中，該筆觸控行為資料包含例如一位移量及一位移方向，但不以此為限。

當該處理單元13偵測出該指紋輸入單元11未再受到操作時，該處理單元13根據所有的該等觸控行為資料進行一對應操作。具體而言，該處理單元13是先根據所有該等觸控行為資料的數量，以及所有該等觸控行為資料所包含的該等位移量及位移方向，計算出一總位移量、一總位移方向及一受操作時間長度。接著，該處理單元13再以該總位移量、該總位移方向及該受操作時間長度作為一觸控行為結果，以判定出該使用者對該指紋輸入單元11進行之操作的操作類型。舉例說明的，若該總位移量小於一位移量閥值且該受操作時間長度小於一時間長度閥值，該處理單元13判定出該使用者的操作是一單擊操作；若該總位移量小於該位移量閥值且該受操作時間長度大於該時間長度閥值，該處理單元13判定出該使用者的操作是一長按操作；而若該總位移量大於該位移量閥值，該處理單元13不僅判定出該使用者的操作是一滑動操作，且還根據該總位移方向判定出對應該滑動操作的一滑動方向。該對應操作可例如是現有智慧型電子裝置1的習知功能，例如螢幕解鎖、開啟相機、切換成靜音模式等，在此不做限定。

配合參閱圖4a及圖4b，以下示例性地說明本實施例如何實施一指紋導航方法。

首先，在步驟S1中，當該處理單元13偵測到該指紋輸入單元11受到操作時，該指紋輸入單元11受該處理單元13地進行掃描而產生第一個掃描圖像，並將該第一個掃描圖像儲存至該暫存單元12。接著，進行步驟S2。

在步驟S2中，該指紋輸入單元11於產生該第一個掃描圖像後且到達該預定時間時再次進行掃描而產生第二個掃描圖像，並將該第二個掃描圖像儲存至該暫存單元12。接著，進行步驟S3。

在步驟S3中，該處理單元13自該暫存單元12獲得該第一個及第二個掃描圖像。接著，進行步驟S4。

在步驟S4中，該處理單元13將該第二個掃描圖像作為該目標掃描圖像，並將該第一個掃描圖像作為對應該目標掃描圖像的該參考掃描圖像，該處理單元13並比對該目標掃描圖像的該等特徵像素及該參考掃描圖像的該等特徵像素，以產生對應的第一筆觸控行為資料。值得注意的是，由於該處理單元13並非比對該目標掃描圖像及該參考掃描圖像的整體，而是僅比對該目標掃描圖像及該參考掃描圖像的該等特徵像素，因此，該處理單元13能在短時間內快速地完成比對並產生對應的該觸控行為資料，而能有效提高指紋導航的報點率(Report Rate)。該處理單元13產生該第一筆觸控行為資料後，接著進行步驟S5。

在步驟S5中，該處理單元13偵測該指紋輸入單元11是否持續受到操作。若該處理單元13的偵測結果為是，進行步驟S6。若該處理單元13的偵測結果為否，進行步驟S10。

在步驟S6中，該指紋輸入單元11於產生該第二個掃描圖像後且到達該預定時間時再次進行掃描，而產生第三個掃描圖像，並將該第三個掃描圖像儲存至該暫存單元12。特別說明的是，該指紋輸入單元11是將該第三個掃描圖像覆蓋於該第一個掃描圖像，也就是說，在本步驟進行完畢後，該暫存單元12中僅會儲存有該第三個掃描圖像及步驟S2中所產生的該第二個掃描圖像。具體而言，在本實施例中，當該指紋輸入單元11產生該等N個掃描圖像中當前最新的第j個(j為3至N的整數)掃描圖像時，該指紋輸入單元11會將該第j個掃描圖像儲存至該暫存單元12且覆蓋該第(j-2)個掃描圖像，換句話說，該暫存單元12中最多僅會儲存有兩個掃描圖像，且每當該指紋輸入單元11產生當前最新的掃描圖像時，會將當前最新的該掃描圖像覆蓋於該暫存單元12中較舊的該掃描圖像，如此一來，能有效節省該暫存單元12所需的暫存空間大小。接著，進行步驟S7。

在步驟S7中，該處理單元13自該暫存單元12獲得該第二個及第三個掃描圖像。接著，進行步驟S8。

在步驟S8中，該處理單元13將該第三個掃描圖像作為新的目標掃描圖像，並將該第二個掃描圖像作為新的參考掃描圖像，並如步驟S4地比對該目標掃描圖像的該等特徵像素及該參考掃描圖像的該等特徵像素，以產生對應的第二筆觸控行為資料。接著，進行步驟S9。

在步驟S9中，該處理單元13偵測該指紋輸入單元11是否持續受到操作。若該處理單元13的偵測結果為是，則繼續進行類似步驟S6及步驟S8的流程(圖4b中省略未繪出)，直到該處理單元13偵測出該指紋輸入單元11未再受到操作時，進行步驟S10。若該處理單元13的偵測結果為否，直接進行步驟S10。

在步驟S10中，該處理單元13根據所有該等觸控行為資料進行該對應操作。

綜上所述，本實施例的電子裝置1藉由實施該指紋導航方法，能夠在短時間內快速地完成該目標掃描圖像及該參考掃描圖像之特徵部位的比對，並產生對應的該觸控行為資料，因此，本實施例有效地提高了指紋導航的報點率，而能於每單位時間內產生更多筆觸控行為資料，如此一來，即便使用者快速地對該指紋輸入單元11進行操作，該處理單元13仍能正確地判定出該使用者所進行的操作類型，有效解決了現有技術中指紋導航流暢度不足的缺點，故確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

1‧‧‧電子裝置

11‧‧‧指紋輸入單元

12‧‧‧暫存單元

13‧‧‧處理單元

5‧‧‧掃描圖像

51‧‧‧局部區域

52‧‧‧特徵像素

S1~S10‧‧‧步驟

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1是本發明電子裝置之一實施例的一方塊圖； 圖2是一示意圖，示例性地繪示該實施例的一指紋輸入單元所產生的一掃描圖像； 圖3是一不完整的示意圖，示例性地繪示該掃描圖像的一局部區域的其中部分，以及該掃描圖像的多個特徵像素的其中部分；及 圖4a及圖4b分別為一流程圖的上半部及下半部，示例性地說明該實施例如何實施一指紋導航方法。

Claims (12)

1. 一種指紋導航方法，適於由一電子裝置執行，該電子裝置包含一指紋輸入單元及一電連接該指紋輸入單元的處理單元，該指紋導航方法包含下列步驟： (A)該指紋輸入單元每隔一段預定時間進行掃描，以依序產生N個掃描圖像，N為大於1的整數，且每一掃描圖像具有一局部區域； (B)該處理單元依序地獲得該等N個掃描圖像中的第i個及第(i-1)個掃描圖像並將該第i個及第(i-1)個掃描圖像分別作為一目標掃描圖像及一對應該目標掃描圖像的參考掃描圖像，i為2至N的整數，該處理單元並比對每一目標掃描圖像的該局部區域及對應之該參考掃描圖像的該局部區域，以產生一筆對應的觸控行為資料；及 (C)該處理單元根據所有的該(等)觸控行為資料進行一對應操作。
2. 如請求項1所述的指紋導航方法，其中，在步驟(A)中，每一掃描圖像具有多個彼此呈矩陣排列的像素，該等像素的其中部分者分別作為多個位於該局部區域內且彼此不相鄰的特徵像素，在步驟(B)中，該處理單元是比對每該目標掃描圖像的該等特徵像素及對應之該參考掃描圖像的該等特徵像素。
3. 如請求項2所述的指紋導航方法，其中，在步驟(A)中，該掃描圖像的每一特徵像素位於該局部區域內的第偶數行及第偶數列、或位於該局部區域內的第奇數行及第奇數列、或位於該局部區域內的第奇數行及第偶數列、或位於該局部區域內的第偶數行及第奇數列。
4. 如請求項2所述的指紋導航方法，其中，在步驟(A)中，每一局部區域位於每該掃描圖像的中央。
5. 如請求項1所述的指紋導航方法，該電子裝置還包含一電連接該處理單元且用於儲存該等掃描圖像的暫存單元，其中： 在步驟(A)中，當該指紋輸入單元產生該等N個掃描圖像中的第一個掃描圖像時，將該第一個掃描圖像儲存至該暫存單元，當該指紋輸入單元產生該等N個掃描圖像中的第二個掃描圖像時，將該第二個掃描圖像儲存至該暫存單元，當該指紋輸入單元產生該等N個掃描圖像中的第j個掃描圖像時，將該第j個掃描圖像儲存至該暫存單元且覆蓋該第(j-2)個掃描圖像，j為3至N的整數；及 在步驟(B)中，該處理單元是自該暫存單元獲得該目標掃描圖像及該參考掃描圖像。
6. 如請求項1所述的指紋導航方法，其中，於步驟(A)中，每一掃描圖像具有至少一位於該局部區域內的特徵部位，於步驟(B)中，該處理單元是根據該目標掃描圖像的該至少一特徵部位與該參考掃描圖像的該至少一特徵部位之間的相對位置產生該筆觸控行為資料。
7. 一種電子裝置，包含： 一指紋輸入單元；及 一處理單元，電連接該指紋輸入單元；其中， 該指紋輸入單元每隔一段預定時間進行掃描，以依序產生N個掃描圖像，N為大於1的整數，且每一掃描圖像具有一局部區域， 該處理單元依序地獲得該等N個掃描圖像中的第i個及第(i-1)個掃描圖像並將該第i個及第(i-1)個掃描圖像分別作為一目標掃描圖像及一對應該目標掃描圖像的參考掃描圖像，i為2至N的整數，該處理單元並比對每一目標掃描圖像的該局部區域及對應之該參考掃描圖像的該局部區域，以產生一筆對應的觸控行為資料，及 該處理單元根據所有的該(等)觸控行為資料進行一對應操作。
8. 如請求項7所述的電子裝置，其中，每一掃描圖像具有多個彼此呈矩陣排列的像素，該等像素的其中部分者分別作為多個位於該局部區域內且彼此不相鄰的特徵像素，該處理單元是比對每該目標掃描圖像的該等特徵像素及對應之該參考掃描圖像的該等特徵像素以產生該筆對應的觸控行為資料。
9. 如請求項8所述的電子裝置，其中，該掃描圖像的每一特徵像素位於該局部區域內的第偶數行及第偶數列，或位於該局部區域內的第奇數行及第奇數列、或位於該局部區域內的第奇數行及第偶數列、或位於該局部區域內的第偶數行及第奇數列。
10. 如請求項8所述的電子裝置，其中，每一局部區域位於每該掃描圖像的中央。
11. 如請求項7所述的電子裝置，還包含一電連接該處理單元且用於儲存該等掃描圖像的暫存單元，其中，當該指紋輸入單元產生該等N個掃描圖像中的第一個掃描圖像時，將該第一個掃描圖像儲存至該暫存單元，當該指紋輸入單元產生該等N個掃描圖像中的第二個掃描圖像時，將該第二個掃描圖像儲存至該暫存單元，當該指紋輸入單元產生該等N個掃描圖像中的第j個掃描圖像時，將該第j個掃描圖像儲存至該暫存單元且覆蓋該第(j-2)個掃描圖像，j為3至N的整數，並且該處理單元是自該暫存單元獲得該目標掃描圖像及該參考掃描圖像。
12. 如請求項7所述的電子裝置，其中，每一掃描圖像具有至少一位於該局部區域內的特徵部位，並且該處理單元是根據該目標掃描圖像的該至少一特徵部位與該參考掃描圖像的該至少一特徵部位之間的相對位置產生該筆觸控行為資料。