TW201800976A - 偵測按壓程度的方法、藉由指紋辨識而通過認證的方法以及觸控裝置 - Google Patents

Abstract

一種偵測按壓程度的方法、一種藉由指紋辨識而通過認證的方法以及一種觸控裝置。該偵測按壓程度的方法包括下列步驟：將指頭按壓於一按壓面且擷取並儲存該指頭的指紋圖像；將指頭再度按壓於該按壓面並記錄該指頭的指紋資料；比對該指紋資料中的指紋間距與該指紋圖像中的指紋間距以決定該指頭再度按壓於該按壓面的按壓程度。

Description

偵測按壓程度的方法、藉由指紋辨識而通過認證的方法以及觸控裝置

本發明係有關於一種偵測按壓程度的方法以及藉由指紋辨識而通過認證的方法，特別是有關於一種藉由偵測指紋圖像的指紋間距來判定按壓程度的方法以及藉由比對指紋圖像與指紋間距而通過認證的方法。

在日常生活中會經常使用到觸控裝置，例如智慧型手機、平板電腦等，觸控裝置藉由觸碰顯示螢幕的某個位置而進行操作。目前更發展出一種壓力觸控技術，對於觸碰螢幕時施加壓力大小不同而導入不同的操作模式。

現有的壓力觸控技術是在觸控裝置中設置壓力感測器，偵測使用者在觸控操作中施加於觸控裝置的壓力大小，以界定出不同的操作模式，但是在這種觸控裝置的結構中，必須使用壓力感測器，如此會增加設備建置的成本。

本發明提供一種偵測按壓程度的方法，藉由擷取指紋圖像並計算出指紋圖像的指紋間距來判定指頭按壓時所施加的壓力大小，以做為操作控制時的依據。

本發明的偵測按壓程度的方法的一實施例包括下列步驟：將指頭按壓於一按壓面且擷取並儲存該指頭的指紋圖像；將指頭再度按壓於該按壓面並記錄該指頭的指紋資料；比對該指紋資料中的指紋間距與該指紋圖像中的指紋間距；以及決定該指頭再度按壓於該按壓面的按壓程度。

在另一實施例中，將指頭按壓於該按壓面且擷取並儲存該指頭的指紋圖像的步驟更包括：以一第一壓力將該指頭按壓於該按壓面且擷取並儲存該指頭的指紋圖像；將指頭再度按壓於該按壓面並記錄該指頭的指紋資料的步驟更包括：以一第二壓力將該指頭按壓於該按壓面並記錄該指頭的指紋資料；判定該指頭再度按壓於該按壓面的按壓程度的步驟更包括：若該指紋資料中的該指紋間距小於該指紋圖像中的該指紋間距，則判定該第二壓力大於該第一壓力；若該指紋資料中的該指紋間距大於該指紋圖像中的該指紋間距，則判定該第二壓力小於該第一壓力；以及若該指紋資料中的該指紋間距等於該指紋圖像中的該指紋間距，則判定該第二壓力等於該第一壓力。

在另一實施例中，比對指紋資料中的指紋間距與指紋圖像中的指紋間距的步驟包括：設定一基準灰階值；計算指紋圖像中灰階值小於基準灰階值的像素的數量並設為第一數量；計算指紋資料中灰階值小於基準灰階值的像素的數量並設為第二數量；以及比較第一數量與第二數量；若第一數量大於第二數量，則判定指紋圖像的指紋間距小於指紋資料的指紋間距；若第一數量小於第二數量，則判定指紋圖像的指紋間距大於指紋資料的指紋間距；以及若該第一數量等於該第二數量，則判定該指紋圖像的該指紋間距等於該指紋資料的該指紋間距。

本發明更提供一種藉由指紋辨識而通過認證的方法，除了指紋圖像的比對之外，更增加了指紋間距的比對，在雙重比對機制的確認下，可以降低辨識的錯誤率，增加安全性。

本發明的藉由指紋辨識而通過認證的方法的一實施例包括下列步驟：預先儲存一指紋圖像以及該指紋圖像的指紋間距資訊；擷取指頭的指紋資料；計算該指紋資料中的指紋間距；將該指紋資料以及計算出的該指紋間距與預先儲存的該指紋圖像以及該指紋間距資訊做比對；以及若該指紋資料以及計算出的該指紋間距與預先儲存的該指紋圖像以及該指紋間距資訊符合，則判定通過認證。

在另一實施例中，該指紋間距資訊包括該指紋圖像中低於一基準灰階值的像素的數量。

在另一實施例中，該計算該指紋資料中的指紋間距的步驟包括：計算該指紋資料中低於該基準灰階值的像素的數量。

本發明更提供一種觸控裝置，其計算並比對以不同壓力按壓時的指紋圖像的指紋間距做為指頭對觸控裝置施加不同壓力的根據，以便執行不同的操作狀態。

本發明的觸控裝置的一實施例包括：一儲存單元、一指紋辨識模組以及一處理單元。儲存單元預先儲存指頭的指紋圖像以及該指紋圖像的指紋間距；指紋辨識模組係供指頭按壓並擷取該指頭的指紋資料；處理單元係計算出該指紋資料的指紋間距，並將該指紋資料的該指紋間距與該指紋圖像的該指紋間距做比對，若該指紋資料的該指紋間距大於該指紋圖像的該指紋間距，則該處理單元進入一第一操作模式，若該指紋資料的該指紋間距小於該指紋圖像的該指紋間距，則該處理單元進入一第二操作模式。

在另一實施例中，本發明的觸控裝置更包括一觸控顯示面板，該指紋辨識模組係設置於該觸控顯示面板。

在另一實施例中，該指紋辨識模組係設置於該觸控顯示面板的可視區。

在另一實施例中，該指紋辨識模組係設置於該觸控顯示面板的非可視區。

在另一實施例中，當該指頭按壓該指紋辨識模組時，該指紋辨識模組偵測到該指頭按壓處的位置資訊。

本發明利用計算指紋圖像的指紋間距來做為判斷指頭施加壓力的大小，如此可以做為指紋辨識的比對項目，降低辨識的錯誤率且提高安全性，同時也可以做為壓力觸控的操作狀態的判斷依據，不需要另外設置壓力感測元件，可以簡化設備建置並降低成本。

為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

請參閱圖1，其表示本發明的偵測按壓程度的方法的一實施例。本發明的偵測按壓程度的方法主要是利用偵測指紋間距作為指頭按壓程度的依據，即指頭按壓的力量大時，會使指紋間距變小，指頭按壓的力量小時，會使指紋間距變大，偵測指紋間距可以了解指頭按壓施力的相對程度。

在實施本發明的偵測按壓程度的方法之前要先登錄基準壓力所對應的指紋圖像，因此首先將指頭按壓於按壓面且擷取並儲存該指頭的指紋圖像。例如，以第一壓力將該指頭按壓於按壓面且擷取並儲存該指頭的指紋圖像，此時指頭處於基準按壓狀態，此第一壓力即為偵測指頭按壓力道的基準壓力，而在此第一壓力下所擷取到的指紋圖像係做為判斷其他壓力按壓的基準。

在步驟S1中，將指頭按壓於該按壓面並記錄該指頭的指紋資料。例如，以第二壓力將指頭按壓於按壓面並記錄指頭的指紋資料，接著進入步驟S2。

在步驟S2中，比對指紋資料中的指紋間距與指紋圖像中的指紋間距，然後進入步驟S3。

在步驟S3中，判斷指紋資料的指紋間距是否小於指紋圖像中的指紋間距，若指紋資料的指紋間距小於指紋圖像的指紋間距，則進入步驟S4，若指紋資料的指紋間距並非小於指紋圖像的指紋間距，則進入步驟S5。

在步驟S4中，判定第二壓力大於第一壓力，即指頭再度按壓於該按壓面的按壓程度較大，接著進入步驟S5。

在步驟S5中，判斷指紋資料的指紋間距是否大於指紋圖像的指紋間距，若指紋資料的指紋間距大於指紋圖像的指紋間距，則進入步驟S6，若指紋資料的指紋間距並非大於指紋圖像的指紋間距，則進入步驟S7。

在步驟S6中，判定第二壓力小於第一壓力，即指頭再度按壓於該按壓面的按壓程度較小。

在步驟S7中，判定第二壓力等於第一壓力，即指頭再度按壓於該按壓面的按壓程度與首次按壓的程度是相等的。在此須說明的是所謂第二壓力等於第一壓力是指第二壓力與第一壓力的差值在一既定的範圍內即可視為相等，例如兩者的差值在5%以內，即可視為相等，差值大於5%則判定第二壓力大於第一壓力或小於第一壓力。

在上述步驟S2所述之比對指紋資料中的指紋間距與指紋圖像中的指紋間距，以下特列舉一實施例做說明。

請參閱圖2，其表示本發明的偵測按壓程度的方法中，比對指紋資料中的指紋間距與指紋圖像中的指紋間距的步驟的一實施例。在本實施例中，主要是針對指紋圖像的各像素的灰階值進行分析而藉此判斷指紋間距的大小，當指頭按壓的力量愈大時，指頭的指腹會較貼緊按壓面，指紋的間距會愈小(即波谷的距離變小)，因此所測得的指紋圖像的各像素的灰階值會降低，反之則會升高，因此先選定一基準灰階值，然後計算指紋影像中像素的灰階值小於基準灰階值的數量，以此計算出的數量做為比較指紋間距的依據。

在步驟S11中，首先設定一基準灰階值，例如設定基準灰階值為25。接著進入步驟S12。

在步驟S12中，計算指紋圖像中灰階值小於基準灰階值的像素的數量並設為第一數量，例如計算指紋圖像中灰階值小於25的像素的數量並設為第一數量。然後進入步驟S13。

在步驟S13中，計算指紋資料中灰階值小於基準灰階值的像素的數量並設為第二數量，例如計算指紋圖像中灰階值小於25的像素的數量並設為第二數量。然後進入步驟S14。

在步驟S14中，比較第一數量與第二數量，接著進入步驟S15。

在步驟S15中，判斷第一數量是否大於第二數量，若第一數量大於第二數量，則進入步驟S16，若第一數量並非大於第二數量，則進入步驟S17。

在步驟S16中，判定指紋圖像的指紋間距小於指紋資料的指紋間距。

在步驟S17中，判斷第一數量是否小於第二數量，若第一數量小於第二數量，則進入步驟S18，若第一數量並非小於第二數量，則進入步驟S19。

在步驟S18中，判定指紋圖像的指紋間距大於指紋資料的指紋間距。

在步驟S19中，判定指紋圖像的指紋間距等於指紋資料的指紋間距。

本發明的上述偵測按壓程度的方法可以應用至藉由指紋辨識而通過認證的方法。請參閱圖3，其表示本發明的藉由指紋辨識而通過認證的方法的一實施例。

在步驟S21中，預先儲存指紋圖像以及指紋圖像的指紋間距資訊，而所述指紋間距資訊可以是例如上述的指紋圖像中的像素的灰階值小於基準灰階值的數量。

在步驟S22中，擷取指頭的指紋資料，然後進入步驟S23。

在步驟S23中，計算指紋資料中的指紋間距，在本實施例中，計算指紋資料中的像素的灰階值小於基準灰階值的數量，做為指紋間距比對的依據。然後進入步驟S24。

在步驟S24中，將指紋資料以及計算出的指紋間距與預先儲存的指紋圖像以及指紋間距資訊做比對。接著進入步驟S25。

在步驟S25中，判斷指紋資料以及計算出的指紋間距與預先儲存的指紋圖像以及指紋間距資訊是否符合，若符合，則進入步驟S26，若不符合則回到步驟S22。

在步驟S26中，判定通過認證。

另外，本發明的上述偵測按壓程度的方法也可以應用至壓力觸控。請參閱圖4，其表示本發明的觸控裝置的一實施例的系統方塊圖。本發明的觸控裝置包括一儲存單元20、一指紋辨識模組12以及一處理單元30。儲存單元20預先儲存指頭的指紋圖像以及指紋圖像的指紋間距，指紋辨識模組12係供指頭按壓並擷取指頭的指紋資料，處理單元30係計算出指紋資料的指紋間距，並將指紋資料的指紋間距與指紋圖像的指紋間距做比對，若指紋資料的指紋間距大於指紋圖像的指紋間距，即指頭施加的壓力小於基準壓力，則處理單元30進入第一操作模式，若指紋資料的指紋間距小於指紋圖像的指紋間距，即指頭施加的壓力大於基準壓力，則處理單元30進入第二操作模式，關於指紋資料的指紋間距等於指紋圖像的指紋間距的情況，在一實施例中，處理單元30進入第一操作模式，在另一實施例中，處理單元30進入第二操作模式，在又另一實施例中，處理單元30進入第三操作模式。第一操作模式可以是例如開啟應用程式，第二操作模式可以是例如開啟快速預覽指令，第三操作模式可以是例如保持原來狀態。

指紋辨識模組12可以安裝於一觸控顯示面板10，觸控顯示面板10具有一可視區V以及一非可視區NV，在一實施例中，指紋辨識模組12設置於可視區V，如圖5所示，因此除了擷取指頭的指紋資料之外，觸控顯示面板10也可以將指頭接觸的位置資訊傳送至處理單元30。但在另一實施例中，指紋辨識模組12設置於非可視區NV，如圖6所示。

本發明利用計算指紋圖像的指紋間距來做為判斷指頭施加壓力的大小，如此可以做為指紋辨識的比對項目，降低辨識的錯誤率且提高安全性，同時也可以做為壓力觸控的操作狀態的判斷依據，不需要另外設置壓力感測元件，可以簡化設備建置並降低成本。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

10‧‧‧觸控顯示面板
12‧‧‧指紋辨識模組
20‧‧‧儲存單元
30‧‧‧處理單元
V‧‧‧可視區
NV‧‧‧非可視區
S1-S7‧‧‧步驟
S11-S19‧‧‧步驟
S21-S26‧‧‧步驟

圖1為本發明的偵測按壓程度的方法的一實施例的流程圖。 圖2為本發明的偵測按壓程度的方法中，比對指紋資料中的指紋間距與指紋圖像中的指紋間距的步驟的一實施例的流程圖。 圖3為本發明的藉由指紋辨識而通過認證的方法的一實施例的流程圖。 圖4為本發明的觸控裝置的一實施例的系統方塊圖。 圖5為本發明的觸控裝置的一實施例的示意圖。 圖6為本發明的觸控裝置的另一實施例的示意圖。

S1-S8‧‧‧步驟

Claims (11)

1. 一種偵測按壓程度的方法，包括： 將指頭按壓於一按壓面並記錄該指頭的指紋資料； 比對該指紋資料的指紋間距與一預先登錄的指紋圖像的指紋間距，該指紋圖像對應於一基準按壓狀態；以及 判定該指頭按壓於該按壓面的按壓程度。
2. 如申請專利範圍第1項所述之偵測按壓程度的方法，其中，該基準按壓狀態對應於一第一壓力；該將指頭按壓於該按壓面並記錄該指頭的指紋資料的步驟包括：以一第二壓力將該指頭按壓於該按壓面並記錄該指頭的指紋資料；該判定該指頭再度按壓於該按壓面的按壓程度的步驟包括： 若該指紋資料中的該指紋間距小於該指紋圖像中的該指紋間距，則判定該第二壓力大於該第一壓力； 若該指紋資料中的該指紋間距大於該指紋圖像中的該指紋間距，則判定該第二壓力小於該第一壓力；以及 若該指紋資料中的該指紋間距等於該指紋圖像中的該指紋間距，則判定該第二壓力等於該第一壓力。
3. 如申請專利範圍第1項所述之偵測按壓程度的方法，其中比對該指紋資料中的指紋間距與該指紋圖像中的指紋間距的步驟包括： 設定一基準灰階值； 計算該指紋圖像中灰階值小於該基準灰階值的像素的數量並設為第一數量； 計算該指紋資料中灰階值小於該基準灰階值的像素的數量並設為第二數量；以及 比較該第一數量與該第二數量； 若該第一數量大於該第二數量，則判定該指紋圖像的該指紋間距小於該指紋資料的該指紋間距； 若該第一數量小於該第二數量，則判定該指紋圖像的該指紋間距大於該指紋資料的該指紋間距；以及 若該第一數量等於該第二數量，則判定該指紋圖像的該指紋間距等於該指紋資料的該指紋間距。
4. 一種藉由指紋辨識而通過認證的方法，包括： 預先儲存一指紋圖像以及該指紋圖像的指紋間距資訊； 擷取指頭的指紋資料； 計算該指紋資料中的指紋間距； 將該指紋資料以及計算出的該指紋間距與預先儲存的該指紋圖像以及該指紋間距資訊做比對；以及 若該指紋資料以及計算出的該指紋間距與預先儲存的該指紋圖像以及該指紋間距資訊符合，則判定通過認證。
5. 如申請專利範圍第4項所述之藉由指紋辨識而通過認證的方法，其中該指紋間距資訊包括該指紋圖像中低於一基準灰階值的像素的數量。
6. 如申請專利範圍第5項所述之藉由指紋辨識而通過認證的方法，其中該計算該指紋資料中的指紋間距的步驟包括：計算該指紋資料中低於該基準灰階值的像素的數量。
7. 一種觸控裝置，包括： 一儲存單元，預先儲存指頭的指紋圖像以及該指紋圖像的指紋間距； 一指紋辨識模組，供指頭按壓並擷取該指頭的指紋資料；以及 一處理單元，計算出該指紋資料的指紋間距，並將該指紋資料的該指紋間距與該指紋圖像的該指紋間距做比對。
8. 如申請專利範圍第7項所述之觸控裝置，其中若該指紋資料的該指紋間距大於該指紋圖像的該指紋間距，則該處理單元進入一第一操作模式，若該指紋資料的該指紋間距小於該指紋圖像的該指紋間距，則該處理單元進入一第二操作模式。
9. 如申請專利範圍第7項所述之觸控裝置，其中若該指紋資料以及計算出的該指紋間距與預先儲存的該指紋圖像以及該指紋間距資訊符合，則判定通過認證。
10. 如申請專利範圍第7項所述之觸控裝置，其更包括一觸控顯示面板，該指紋辨識模組係設置於該觸控顯示面板。
11. 如申請專利範圍第7項所述之觸控裝置，其中當該指頭按壓該指紋辨識模組時，該指紋辨識模組偵測到該指頭按壓處的位置資訊。