电子装置及其唤醒方法与流程

本发明有关一种指纹认证(authentication)，特别是关于一种基于指纹认证用以将电子装置从休眠模式快速唤醒的方法。

背景技术：

指纹感测器普遍使用于移动装置(例如移动电话)，用以撷取指纹图案(pattern)的数字影像。撷取的数字影像经由处理以产生生物样板(biometrictemplate)，一般称为最佳样板(goldentemplate)，将其储存起来作为后续比对之用。藉此，可识别操作移动装置的个人且验证其身份或存取认可。相较于传统使用密码的使用者认证机制，指纹认证提供了便利且快速的途径。

受限于移动装置的有限宝贵的电池电源，因此使用休眠模式以节省大量的功耗，而非让移动装置一直处于开启状态。当被唤醒时，移动装置的操作会从进入休眠时的状态继续进行。

然而，设有指纹认证的传统移动装置，从休眠模式回复时，由于比对撷取指纹影像与指纹最佳样板需要花费相当的时间，所以速度慢且浪费功率。鉴于此，亟需提出一种新颖方法与装置，用以快速地将移动装置从休眠模式予以唤醒。

技术实现要素：

鉴于上述，本发明实施例的目的之一在于提出一种基于指纹认证，用以将移动装置从休眠模式快速唤醒的方法，用以降低功耗。

根据本发明实施例，于休眠模式扫描指纹图案以撷取影像。分析代表扫描指纹图案的撷取影像，对于每一亮度值，得到撷取影像的像素数目；且转换撷取影像的分析结果为亮度分布。运算亮度分布以得到特征值，且将特征值与预先储存值作比较，当匹配时则唤醒装置。

根据本发明另一实施例，装置包含主处理器、指纹感测器及区域控制器。 主处理器控制装置的至少一元件。指纹感测器相应设于扫描区域，且区域控制器控制指纹感测器。主处理器于操作模式时与区域控制器进行通信，且于休眠模式时与区域控制器分离。于休眠模式，指纹感测器受控于区域控制器，扫描指纹图案以撷取影像；分析代表扫描指纹图案的撷取影像，对于每一亮度值，得到撷取影像的像素数目，区域控制器再将其转换为亮度分布，据以得到特征值；当特征值与预先储存值匹配时，区域控制器通知主处理器以唤醒装置。

本发明基于指纹认证，用以将移动装置从休眠模式快速唤醒，用以降低功耗。

附图说明

图1显示本发明实施例的基于指纹认证，用以将移动装置从休眠模式唤醒至操作模式的方法的流程图。

图2a例示移动装置的立体图。

图2b显示图2a的移动装置的简化方块图。

图3a例示图2b的指纹感测器执行全域扫描的时序图。

图3b例示图2b的指纹感测器执行部分扫描的时序图。

图4a例示指纹感测器执行部分扫描的示意图。

图4b例示指纹感测器执行部分扫描的另一示意图。

图5例示指纹图案的亮度分布所表示的影像直方图。

图6例示零图案的亮度分布的影像直方图。

图7例示指纹感测器的示意图，其被分割为四部分。

其中，附图标记说明如下：

100基于指纹认证的方法

11扫描指纹

12分析影像

13转换为直方图

14得到特征值

15特征值是否匹配

20移动装置

201触控屏幕

202扫描区域

203主处理器

204区域控制器

205指纹感测器

2051线

2052区块

2053区块

206放大器

207a～207d导线

t1～t6时间

具体实施方式

图1显示本发明实施例的基于指纹认证，用以将移动装置从休眠模式(sleepmode)唤醒至操作模式的方法100的流程图。本实施例的移动装置可为移动电话，但不限定于此。如图2a所例示的立体图，移动装置20至少包含触控屏幕201，及设有指纹感测器的相应扫描区域202。本实施例的指纹感测器的实施技术可为电容式、光学式、射频(rf)、电阻式、超音波、压电式及微机电系统(mems)等。在本说明书中，休眠模式一词可泛指移动装置20的低功率模式，用以节省大量功耗，而非让移动装置20一直处于开启状态。休眠模式可包含待命(standby)、睡眠(sleep)、暂停(suspend)及休眠(hibernation)等。

图2b显示图2a的移动装置20的简化方块图。移动装置20可包含主处理器(hostprocessor)203，主要用以操作移动装置20的元件(例如触控屏幕201)。本实施例的主处理器203可包含中央处理单元。

移动装置20还包含区域控制器204，控制相应于扫描区域202的指纹感测器205，用以认证指纹感测器205所撷取的指纹图案。于操作模式，主处理器203与区域控制器204进行通信。于休眠模式，主处理器203与区域控制器204分离。

于步骤11(图1)，当处于休眠模式，指纹感测器205扫描指纹图案以 撷取影像。在一实施例中，指纹感测器205受控于区域控制器204以执行全域扫描(fullscan)，使得整个指纹感测器205都受到扫描。图3a例示图2b的指纹感测器205执行全域扫描的时序图。指纹感测器205受控于区域控制器204而周期性地(例如于周期t1～t2及周期t3～t4)执行全域扫描。手指于时间t2与t3之间碰触指纹感测器205。

在另一实施例中，指纹感测器205受控于区域控制器204以执行部分扫描(partialscan)，使得部分指纹感测器205受到扫描。图3b例示图2b的指纹感测器205执行部分扫描的时序图。指纹感测器205受控于区域控制器204而周期性地(例如于周期t1～t2及周期t3～t4)执行部分扫描。相较于全域扫描(图3a)的实施例，本实施例所执行的部分扫描(图3b)的速度较快且功耗较低。

图4a例示指纹感测器205执行部分扫描的示意图。在此例子中，多条(例如10条)连续的线当中仅有一条线2051被扫描。图4b例示指纹感测器205执行部分扫描的另一示意图。在此例子中，区块2052的线被扫描，而其他区块2053的线则未被扫描。

于步骤12，区域控制器204分析代表扫描指纹图案的撷取影像。在本实施例中，使用统计方法以分析撷取影像，得到该撷取影像中，对应于每一亮度值的像素数目。

于步骤13，区域控制器204收集步骤12的分析结果，并将其转换为亮度分布。根据本实施例的特征之一，分析结果被转换为影像直方图(histogram)。垂直轴表示像素数目，水平轴表示亮度值，藉此，可画出影像直方图。在一例子中，较大亮度值表示较亮的像素。图5例示指纹图案的亮度分布所表示的影像直方图。

如图5所示，事先决定指纹图案的影像直方图的高(或第一)临界值。为了决定高临界值，首先要得到零(null)图案(亦即，不具指纹的图案)的亮度分布的背景直方图，如图6所例示。因为不具有指纹，因此所撷取影像的像素大部分位于高亮度值的一狭窄背景范围内。在本实施例中，将背景范围(图6)的左(或低)边界值设为指纹图案(图5)的影像直方图的高临界值。

参阅图5，接着决定指纹图案的影像直方图的低(或第二)临界值，其 中低临界值小于高临界值。位于影像直方图左侧的亮度分布呈单调上升，本实施例将较显著像素数目(例如250)处所对应的亮度值设为低临界值。比低临界值更低的亮度值的像素主要为杂讯，必须予以舍弃。

由于指纹感测器205的不同部分受到不同程度的信号衰减，使得不同部分的反应各不相同。图7例示指纹感测器205的示意图，其被分割为四部分，亦即部分a、部分b、部分c及部分d。从部分a所收集的信号经由导线207a而被放大器206所放大。类似的情形，从部分b、部分c及部分d所收集的信号分别经由导线207b、207c及207d而被放大器206所放大。相较于(较短)导线207a及207d的信号，(较长)导线207b及207c的信号受到较大的信号衰减，因此，部分a、部分b、部分c及部分d使用不同的高临界值/低临界值。例如，部分b/c的高/低临界值较小于部分a/d的高/低临界值。

接着，于步骤14，区域控制器204针对低临界值与高临界值之间的像素数目进行运算，以得到特征值。例如，将低临界值与高临界值之间的像素数目予以加总，以得到特征和。在另一例子中，则是得到标准差(standarddeviation)或者最大值/最小值作为特征值。

于步骤15，区域控制器204将步骤14所得到的特征值与预先储存的特征值(其根据移动装置20的使用者的指纹图案所得到)作比较。如果二特征值相匹配，则区域控制器204通知主处理器203，由主处理器203将移动装置20从休眠模式唤醒为操作模式(例如于图3a/图3b所示的时间t4)。如果二特征值未匹配，则流程回到步骤11。根据上述，本实施例不像传统移动装置需要输入密码或按压特定钮来唤醒移动装置。

于进入操作模式后，指纹感测器205可进行全域扫描(例如于图3a/图3b所示的周期t5～t6)，扫描指纹图案以撷取影像。该撷取影像可由主处理器203使用传统技术(例如与预先储存的指纹最佳样板作比较，该传统技术异于上述的直方图技术)来进行认证，用以确定操作移动装置20的个人是移动装置20所认可的使用者。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用以限定本发明的权利要求范围；凡其它未脱离发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含在下述的权利要求保护范围内。