生物特征辨识方法及具有生物特征辨识功能的电子装置与流程

本发明为一种生物特征辨识方法及其电子装置，指一种辨识人体生物特征以作为电子装置的身份验证之用。

背景技术：

在因特网以及电子产品发展快速的现今社会中，大幅增加了人们使用电子产品来从事各种活动的机会，例如拍照、语音通信、文字通信、在线购物、在线办理银行业务、在线缴税等等，电子产品中存放了许多用户的个人隐私信息，故对于电子产品的使用安全性的要求也随之提升，传统的电子产品利用密码来作为安全验证，但密码不但容易被有心人士破解，用户也容易因忘记密码反而自身无法使用其电子产品。

基于人体生物特征有唯一性且不易被他人复制使用的特性，故目前许多电子产品均采用人体生物特征辨识来作为安全验证，指纹辨识及脸部辨识为现有技术中常用的两种生物特征辨识技术，但其个别均具有使用上的缺点，以现有技术中最普遍的电容式指纹辨识为例，若是指纹辨识器表面或手指其一具有脏污或汗水，将会大大降低指纹识别的准确度，但是指纹不受环境光线的影响，不论在强光与暗房等任何环境下皆无损其辨识能力；又以脸部辨识为例，在背光或是暗房的环境下其准确度会大幅降低，但是其为非接触式的辨识，故对于脸部有脏污或汗水等状况皆不影响辨识效果，因此，现有技术中的生物辨识方法均具有其个别的缺陷。

技术实现要素：

本发明针对个别生物特征辨识方法具有缺陷的问题加以改良，以寻求更安全及辨识效果更佳的生物特征辨识方法。

为达到上述的发明目的，本发明所采用的技术手段为一种生物特征辨识方法，其包括以下步骤：

(a)获得一第一生物特征信息及一第二生物特征信息，以及获得至少一辅助判断信息；

(b)依据所获得到的该第一生物特征信息来决定一第一比对值，依据所获得到的该第二生物特征信息来决定一第二比对值；

(c)依据所述辅助判断信息，决定是否要调整该第一比对值及该第二比对值中的至少一比对值或是否要调整一通过条件，其中该通过条件包含至少一门坎值；及

(d)判断该第一比对值及该第二比对值中的至少一个是否满足该通过条件，若任一比对值已在步骤c被加以调整，则依据所述调整后的比对值来判断是否满足该通过条件；若该通过条件已在步骤c被加以调整，则判断该第一比对值及该第二比对值是否满足该调整后的通过条件。

本发明另采用的技术手段为一种具有生物特征辨识功能的电子装置，其中包括：

一第一生物特征感应单元，撷取一第一生物特征信息，该第一生物特征信息对应一第一比对值；

一第二生物特征感应单元，撷取一第二生物特征信息，该第二生物特征信息对应一第二比对值；

一决策单元，判断该第一比对值及该第二比对值中的至少一个是否满足该通过条件；及

一处理单元，连接该决策单元，并接收该决策单元的判断结果；

其中该决策单元或该处理单元依据一辅助判断信息，决定是否要调整该第一比对值及该第二比对值中至少一比对值或是否要调整一通过条件，其中该通过条件包含至少一门坎值。

本发明另采用的技术手段为一种生物特征辨识方法，其包括以下步骤：

(a)获得一第一生物特征信息及一第二生物特征信息，以及获得至少一辅助判断信息；

(b)依据所获得的该第一生物特征信息来决定一第一比对值，依据所获得到的该第二生物特征信息来决定一第二比对值；

(c)判断是否触发一安全性标记，若否，则执行步骤d和e；

(d)依据所述辅助判断信息，调整该第一比对值、该第二比对值及一通过条件中的至少一个，其中该通过条件包含至少一门坎值；及

(e)依据所述调整后的比对值来判断是否满足该通过条件，或依据该第一比对值及该第二比对值是否满足该调整后的通过条件。

本发明的优点在于，通过运用两种生物特征辨识，来加强使用安全性，并通过辅助判断信息的运用，来依据环境因素调整至少一生物特征信息的通过条件，进而提升使用便利性。

附图说明

图1a为本发明的电子装置结构的第一实施例示意图。

图1b为本发明的电子装置结构的第二实施例示意图。

图1c为本发明的电子装置示意图。

图2为本发明的生物特征辨识方法的流程图。

图3为本发明的方法的步骤s3及s4的第一实施例的流程图。

图4为本发明的方法的步骤s3及s4的第二实施例的流程图。

图5为本发明的方法的步骤s3及s4的第三实施例的流程图。

其中，附图标记：

10第一生物特征感应单元11光传感器

20第二生物特征感应单元30决策单元

40处理单元

具体实施方式

以下配合图式及本发明的实施例，进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段。

请参阅图1a及图1b所示，本发明的具有生物特征辨识功能的电子装置包含有一第一生物特征感应单元10、一第二生物特征感应单元20、一决策单元30及一处理单元40。请参阅图1c所示，举例而言，本发明的电子装置可为一移动电话。

该第一生物特征感应单元10用以撷取一第一生物特征信息，该第一生物特征信息对应一第一比对值，在一实施例中，该第一生物特征感应单元10为一脸部感应单元，用以撷取脸部图像。在一实施例中，该第一生物特征感应单元10搭配有一光传感器11，该光传感器11用以接收环境光的强度信息作为一第一辅助判断信息。

该第二生物特征感应单元20用以撷取一第二生物特征信息，该第二生物特征信息对应一第二比对值，在一实施例中，该第二生物特征应单元20为一指纹感应单元，用以撷取指纹图像。在一实施例中，该处理单元40在获得该指纹图像后，进一步依据该指纹图像来判断指纹图像品质作为一第二辅助判断信息，其中指纹图像品质涵盖手指感测环境的判断，例如手指潮湿程度、接触时的脏污程度。

该决策单元30依据所获得的信息来判断该第一比对值及该第二比对值中的至少一个是否满足该通过条件。其中，该决策单元30可以是建构在系统下的软件，例如：应用程序套件(apk)；也可以是预存在该处理单元40或其他硬件内的演算程序。

该处理单元40连接该决策单元30，并接收该决策单元30的前述判断结果后，再进一步依据该判断结果来决定使用者是否能执行所欲执行的指令，例如开启电子装置屏幕、登入指定的应用程序、在线付款等等。

在一实施例中(如图1a所示)，由该处理单元40接收该第一生物特征信息及该第二生物特征信息后，该处理单元40依据该第一生物特征信息来决定该第一比对值、依据该第二生物特征信息来决定该第二比对值后，再将该第一比对值及该第二比对值输出至该决策单元30。具体而言，使用者会预先储存对应该第一生物特征信息的第一注册数据、储存对应该第二生物特征信息的第二注册数据，而该处理单元40从该第一生物特征信息中撷取出特征点或其他特征信息后，将其与该第一注册数据中的特征点或其他特征信息进行比对后，决定该第一比对值。又，该处理单元40从该第二生物特征信息中撷取出特征点或其他特征信息后，将其与该第二注册数据中的特征点或其他特征信息进行比对后，决定该第二比对值。在一实施例中，以所述生物特征信息与所述注册数据的吻合程度来决定所述比对值。在一实施例中，该处理单元40中包含有一加速器或其他组件，用以决定所述比对值。

在另一实施例中(如图1b所示)，由该决策单元30先依据该第一生物特征信息来决定该第一比对值、依据该第二生物特征信息来决定该第二比对值后，再进行后续调整判断，具体而言，使用者会预先储存对应该第一生物特征信息的第一注册数据、储存对应该第二生物特征信息的第二注册数据，而该决策单元30从该第一生物特征信息中撷取出特征点或其他特征信息后，将其与该第一注册数据中的特征点或其他特征信息进行比对后，决定该第一比对值。又，该决策单元30从该第二生物特征信息中撷取出特征点或其他特征信息后，将其与该第二注册数据中的特征点或其他特征信息进行比对后，决定该第二比对值。在一实施例中，以所述生物特征信息与所述注册数据的吻合程度来决定所述比对值。若该第一比对值及/或该第二比对值已被调整，则以调整后的该第一比对值及调整后的该第二比对值中的至少一个来判断是否满足该通过条件；若该通过条件已被调整，则判断该第一比对值及该第二比对值中的至少一个是否满足该调整后的通过条件。

请参阅图2所示，本发明的生物特征辨识方法包含以下步骤：

获得一第一生物特征信息及一第二生物特征信息，以及获得至少一辅助判断信息(s1)：借由该第一生物特征感应单元10获得该第一生物特征信息，借由该第二生物特征感应单元20获得该第二生物特征信息，在一实施例中，该第一生物特征信息为脸部图像，其所对应的该辅助判断信息为环境光强度，通过该光传感器11所接收到的环境光强度而获得；在另一实施例中，该第二生物特征信息为指纹图像，其所对应的该辅助判断信息为指纹图像品质，通过该处理单元40获得该指纹图像后，依据该指纹图像的特征或现象来判断其品质，例如手指潮湿程度、接触时的脏污程度等状态；在又一实施例中，该辅助判断信息可为一安全性标记，该安全性标记可为用户经由装置系统设定中进行默认、开启某特定应用程序或执行某特定指令时所触发，例如：该安全性标记为装置系统的设定列表中的一个特定选项，用户可经由进入设定列表后开启其功能来触发该安全性标记；或者，当用户通过装置于网络上执行在线支付或处于其他高安全性需求的操作情境时，即触发该安全性标记。

依据所获得的该第一生物特征信息来决定一第一比对值，依据所获得的该第二生物特征信息来决定一第二比对值(s2)：在一实施例中，由该决策单元30来决定该第一比对值及该第二比对值；在另一实施例中，由该处理单元40来决定该第一比对值及该第二比对值。

依据所述辅助判断信息，决定是否要调整该第一比对值及该第二比对值中至少一比对值或是否要调整一通过条件，其中该通过条件包含至少一门坎值(s3)：在一实施例中，该辅助判断信息为该环境光强度，则依据该环境光强度来决定是否调整该第一比对值或该通过条件；在另一实施例中，该辅助判断信息为该指纹图像品质，则依据该指纹图像品质来决定是否调整该第二比对值或该通过条件；在又一实施例中，该辅助判断信息为该安全性标记，则决定不调整该第一比对值、该第二比对值及该通过条件。

判断该第一比对值及该第二比对值中的至少一个是否满足该通过条件(s4)：若是，则满足该通过条件，而能执行用户所欲执行的指令(s5)，否，则不满足该通过条件，而拒绝执行用户所欲执行的指令(s6)。倘若任一比对值或通过条件在步骤s13中已被调整，则以调整后的比对值或通过条件作为判断标准。

前述步骤s3及步骤s4具有不同实施态样，以下分别说明之，但不以此为限。

实施态样1

请参阅图3所示，该通过条件包含一第一通过门坎值及一第二通过门坎值，其中若该第一比对值高于该第一通过门坎值则表示用户的第一生物特征符合认证，若该第二比对值高于该第二通过门坎值则表示用户的第二生物特征符合认证。

步骤s3包含以下步骤：判断该些辅助判断信息是否包含一安全性标记(s31)，若是，则不调整该第一通过门坎值及该第二通过门坎值并进入步骤s41；若否，则继续执行步骤s32及步骤s33。判断该环境光强度是否低于一第一强度门坎值(s32)，若否，则不调整该第一通过门坎值并进入步骤s41；若是，则进一步判断该环境光强度是否低于一第二强度门坎值(s321)，若是，则将该第一通过门坎值调整为0(s322)后进入步骤s41，若否，则调降该第一通过门坎值，但调降后的该第一通过门坎值不为0(s323)接着进入步骤s41。判断该指纹图像品质是否低于一第一品质门坎值或受外在因素影响(s33)，若否，则不调整该第二通过门坎值并进入步骤s41；若是，则进一步判断该指纹图像品质是否低于一第二品质门坎值(s331)，若是，则将该第二通过门坎值调整为0(s332)后进入步骤s41，若否，则调降该第二通过门坎值，但调降后的该第二通过门坎值不为0(s333)接着进入步骤s41。其中该第一强度门坎值大于该第二强度门坎值，该第一品质门坎值大于该第二品质门坎值。

于步骤s4包含以下步骤：判断该第一比对值是否高于该第一通过门坎值，并判断该第二比对值是否高于该第二通过门坎值(s41)。若是，则满足该通过条件，而能执行用户所欲执行的指令(s5)，否，则不满足该通过条件，而拒绝执行用户所欲执行的指令(s6)。其中，倘若该第一通过门坎值及该第二通过门坎值在步骤s3中有被加以调整，则以调整后的门坎值作为该通过条件的判断标准。

具体而言，例如环境光强度较弱时，可预期获得的脸部图像较不清晰或不完整，则其对应获得的该第一比对值势必较低，此时调降该第一通过门坎值，以降低对脸部图像清晰度的要求，而使该第一比对值较容易高于该第一通过门坎值。又，例如指纹图像品质基于手指潮湿或有脏污等情形而导致品质较差时，可预期获得的指纹图像较不清晰或不完整，则其对应获得的该第二比对值势必较低，此时调降该第二通过门坎值，以降低对指纹图像清晰度的要求，而使该第二比对值较容易高于该第二通过门坎值。如此，可降低在不良的感测环境下，该第一比对值及该第二比对值不满足该通过条件的机率。但在高安全性需求的使用前提下，该通过条件则不加以调整来维持满足高安全性的需求。

实施态样2

请参阅图4所示，本发明电子装置具有一安全模式及一普通模式，且该通过条件包含一第三通过门坎值。

步骤s3包含以下步骤：判断是否包含一安全性标记(s31a)，若是，则该电子装置进入该安全模式，在该安全模式下不调整该第一比对值及该第二比对值并进入步骤s40a；若否，则该电子装置进入该普通模式，在该普通模式下继续执行步骤s32a及步骤s33a。依据该环境光强度决定一第一调整值，并依据该第一调整值对该第一比对值加以调整(s32a)。依据该指纹图像品质来决定一第二调整值，并依据该第二调整值对该第二比对值加以调整(s33a)。步骤s32a及步骤s33a执行后，进入步骤s40a。

步骤s4包含以下步骤：将该第一比对值及该第二比对值相加后获得一总和值(s40a)，倘若该第一比对值及该第二比对值在步骤s3中有被加以调整，则以调整后的比对值作为加总依据，反之倘若该第一比对值及该第二比对值在步骤s3中并未被调整，则以原始获得的该第一比对值及第二比对值作为加总依据。接着判断该总和值是否高于该第三通过门坎值(s41a)。

举例而言，假设该第一比对值满分为1000、该第二比对值满分为1000、该第三通过门坎值为700，该第一调整值及该第二调整值相加为1。若该脸部图像因环境光强度较弱而获得第一比对值为300，则其对应的该第一调整值基于环境光强度较弱而被决定为0.2，该指纹图像对应的第二比对值为810，其对应的该第二调整值基于针对指纹图像的辅助判断信息均显示正常而被决定为0.8，故总和值为300*0.2+810*0.8＝708，仍高于该第三通过门坎值，如此可不因环境光强度较弱而影响用户执行指令；若该指纹图像因湿手指而获得第二比对值为400，则其对应的该第二调整值基于此而被决定为0.3，该脸部图像对应的第一比对值为900，其对应的该第一调整值基于针对脸部图像的辅助判断信息均显示正常而被决定为0.7，故总和值为400*0.3+900*0.7＝750，仍高于该第三通过门坎值，如此亦可不因湿手指而影响用户执行指令。

具体而言，例如环境光强度较弱时，可预期获得的脸部图像较不清晰或不完整，则其对应的该第一比对值势必较低，此时通过调降该第一调整值并调高该第二调整值，以相对降低在判断满足该通过条件与否时该第一生物特征信息(脸部图像)所占的权重，并借由拉高对该第二生物特征信息(指纹图像)的权重来让使用者满足通过条件。又，例如指纹图像品质基于手指潮湿或有脏污等情形而品质较差时，可预期获得的指纹图像较不清晰或不完整，则其对应的该第二比对值势必较低，此时通过调降该第二调整值并调高该第一调整值，以相对降低在判断满足该通过条件与否时该第二生物特征信息(指纹图像)所占的权重，并借由拉高对该第一生物特征信息(脸部图像)的权重来让使用者满足通过条件。如此可降低在不良环境下，该第一比对值及该第二比对值的总和值不满足该通过条件的机率。但在高安全性需求的前提下，该第一比对值及该第二比对值均不加以调整来维持满足高安全性的需求。

实施态样3

该通过条件包含一第四通过门坎值。

步骤s3包含以下步骤：将该第一比对值、该第二比对值、及所述辅助判断信息依据依据一默认权重表交叉运算后获得一综合比对值。其中所述辅助判断信息换算为对应的比对值，例如该环境光强度换算为一第三比对值，该指纹图像品质换算为一第四比对值，该安全性标记换算为一第五比对值。

步骤s4包含以下步骤：判断该综合比对值是否满足该第四通过门坎值。

具体而言，该预设权重表经过多笔参考输入数据，来训练一神经网络，进而决定出各数值的权重分数，再进而获得该综合比对值，举例而言，先将该第一比对值乘上x1、该第二比对值乘上x2、该第三比对值乘上x3、该第四比对值乘上x4、该第五比对值乘上x5后相加获得一第一中间值x，将该第一比对值乘上y1、该第二比对值乘上y2、该第三比对值乘上y3、该第四比对值乘上y4、该第五比对值乘上y5后相加获得一第二中间值y，将该第一比对值乘上z1、该第二比对值乘上z2、该第三比对值乘上z3、该第四比对值乘上z4、该第五比对值乘上z5后相加获得一第三中间值z，再将该第一中间值x乘上e1、该第二中间值乘上e2、该第三中间值乘上e3后相加获得该综合比对值e。

所训练出的神经网络依据经过多笔参考输入数据的训练，考虑在各种环境下的安全性及所因应调整的便利性，来迭代出最佳的权重组合。

实施态样4

请参阅图5所示，该通过条件包含一第一通过门坎值及一第二通过门坎值。

步骤s3包含以下步骤：判断该些辅助判断信息是否包含一安全性标记(s31b)，若是，则不调整该第一通过门坎值及该第二通过门坎值并进入步骤s41b；若否，则继续执行步骤s32b及步骤s33b。判断该环境光强度是否低于一第三强度门坎值(s32b)，若否，则不调整该第一通过门坎值并进入步骤s41b；若是，则进入步骤s42b。判断该指纹图像品质是否有外在影响因素(s33a)例如湿手指、脏污等，若否，则不调整该第二通过门坎值并进入步骤s41b；若是，则进入步骤s43b。

于步骤s4中，基于前述不同判断结果，而进行不同的步骤：

步骤41b：判断该第一比对值是否高于该第一通过门坎值，并判断该第二比对值是否高于该第二通过门坎值，若是，则满足该通过条件，而能执行用户所欲执行的指令(s5)，否，则不满足该通过条件，而拒绝执行用户所欲执行的指令(s6)。

步骤42b：忽略该第一比对值及该第一通过门坎值，仅判断该第二比对值是否高于该第二通过门坎值，若是，则满足该通过条件，而能执行用户所欲执行的指令(s5)，否，则不满足该通过条件，而拒绝执行用户所欲执行的指令(s6)。

步骤43b：忽略该第二比对值及该第二通过门坎值，仅判断该第一比对值是否高于该第一通过门坎值，若是，则满足该通过条件，而能执行用户所欲执行的指令(s5)，否，则不满足该通过条件，而拒绝执行用户所欲执行的指令(s6)。

具体而言，例如环境光强度相当微弱时，可预期获得的脸部图像可能不容易进行比对，则此时忽略该第一生物特征信息(脸部图像)所对应的该第一比对值，仅以该第二生物特征信息(指纹图像)所对应的第二比对值来作为满足该通过条件与否的依据，则可不受环境光强度不足的影响。又，例如指纹图像品质基于手指潮湿或有脏污等情形时，可预期获得的指纹图像品质可能不容易进行比对，则此时忽略该第二生物特征信息(指纹图像)所对应的第二比对值，而仅以该第一生物特征信息(脸部图像)所对应的第一比对值来作为满足该通过条件与否的依据，则可不受指纹感测环境不佳的影响。如此，可降低在不良环境下，因该第一比对值或该第二比对值不满足该通过条件而拒绝让用户执行指令的机率。但在高安全性需求的使用前提下，该通过条件则不加以调整，仍须以该第一比对值高于该第一门坎值，以及该第二比对值高于该第二门坎值为通过条件，来维持满足高安全性的需求。

因此，本发明同时采用两种不同的生物特征信息来提升验证的安全性，使用者所输入的两种生物特征信息，必须满足所述通过条件后，才能进一步执行用户所欲执行的指令，例如开启电子装置屏幕、登入指定的应用程序、在线付款等等。由于两种生物特征均须满足通过条件，故本发明仅于两个生物特征信息的判断均错误才有可能让错误的用户执行指令，因而大幅提高使用的安全性。

另一方面，为了让正确的使用者在安全性提高的同时，仍享有其使用便利性，则加入了辅助判断信息的运用，以在特定情况下调整比对值或通过条件，而让正确的用户能便于执行指令。进一步而言，为了某些特定应用需要较高的安全性，例如网络支付、网络金流等，亦设定为不参考其余环境因素而维持原比对值及通过条件，来满足高安全性的需求。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。