TWI429818B

TWI429818B - 電子鎖裝置

Info

Publication number: TWI429818B
Application number: TW100142886A
Authority: TW
Inventors: chao huang Wei; Nian Cih Chen; Tzu Chieh Wei
Original assignee: Univ Southern Taiwan
Priority date: 2011-11-23
Filing date: 2011-11-23
Publication date: 2014-03-11
Also published as: TW201321589A

Description

電子鎖裝置

本發明係關於一種鎖裝置，特別關於一種電子鎖裝置。

隨著半導體技術的發展，門鎖裝置也進展到了電子式，也免除攜帶鑰匙的不方便。一般而言，電子鎖裝置分為幾種，第一種是藉由使用者按壓按鍵以輸入一組密碼來進行解鎖；第二種是使用感應式或讀卡式晶片來進行解鎖；第三種是生物特徵辨識門鎖。

在上述第一種按壓按鍵之方式中，密碼容易被人盜用，並且按鍵在使用一段時間之後可能會損壞而失效。在第二種利用晶片感應方式中，晶片卡容易被複製、損壞或遺失。而在第三種生物特徵辨識門鎖中，雖可經由辨識使用者之指紋、掌紋、瞳孔、視網膜、臉部、聲音等個人生理特徵來進行解鎖操作並取得較高的安全性，然而辨識過程複雜也較昂貴，也容易受到周遭環境干擾，例如噪音、照明及感測器的穩定度，同時若沒有其他輔助偵測裝置時，用於辨識的生物特徵也容易被仿製。

總而言之，第一種方式屬於接觸性解鎖，容易造成元件損壞；第二種方式需額外元件而產生容易遺失、複製等問題；第三種方式所需成本相對很高。

因此，如何提供一種新設計辨識方式的電子鎖裝置，能夠解決上述問題，進而提升使用效能與產品競爭力，實為當前重要課題之一。

有鑑於上述課題，本發明之目的為提供一種能夠解決習知問題，進而提升使用效能與產品競爭力之電子鎖裝置。

為達上述目的，依據本發明之一種電子鎖裝置包含一取像單元、一分析單元、一電磁鎖以及一鎖具驅動單元。取像單元係取得一使用者之手指的影像。分析單元係分析影像並得到一密碼並比對密碼與一預設密碼，並依據一第一比對結果輸出一比對確認信號。鎖具驅動單元係接收比對確認信號以驅動電磁鎖。

在一實施例中，密碼包含複數數字。

在一實施例中，密碼包含一結束或一起始碼。

在一實施例中，分析單元係依據影像之一特定灰階值在一方向連續的數量來分析該影像。

在一實施例中，分析單元係依據影像之二特定灰階值之交界處之折返次數來分析該影像。

在一實施例中，電子鎖裝置更包含一遮蔽罩，使用者之手係放入遮蔽罩之內。

在一實施例中，電子鎖裝置更包含一輔助照明單元，當取像單元進行取像時，輔助照明單元係提供一照明。

在一實施例中，電子鎖裝置更包含一警報單元，其係依據分析單元產生之一第二比對結果產生一警報。

在一實施例中，電子鎖裝置更包含一確認單元，當分析單元分析完一影像之後，確認單元產生一確認標示。

在一實施例中，電子鎖裝置係與一網路相連。

承上所述，本發明之電子鎖裝置係利用使用者之手指的影像來進行影像分析，因此是屬於非接觸式，故可避免按壓輸入感測器所造成的元件損壞。另外，由於本發明之電子鎖裝置係使用使用者的手指，而不需要額外解鎖元件（如晶片卡），因而可避免元件遺失等困擾。此外，由於本發明之電子鎖裝置並非使用人體之物理特徵，如指紋、視網膜等等，因而在影像分析上可相對簡化，並降低整體成本。上述優點使得本發明之電子鎖裝置具有高競爭力並可提升使用效能。

以下將參照相關圖式，說明依本發明較佳實施例之一種電子鎖裝置，其中相同的元件將以相同的參照符號加以說明。

圖1為本發明較佳實施例之一種電子鎖裝置1的方塊示意圖。電子鎖裝置1包含一取像單元11、一分析單元12、一電磁鎖13以及一鎖具驅動單元14。電子鎖裝置1可例如應用於門鎖、或電子裝置的啟動鎖，電子裝置例如為平板電腦、手機等等。

取像單元11係可取得一使用者之手指的影像。取像單元11包含攝像鏡頭，攝像鏡頭之元件例如為電荷耦合元件（charge-coupled device, CCD）。取像單元11主要係取得使用者手部的影像，特別是手勢的影像。

在取像單元11取得影像之後，分析單元12可分析影像並得到一密碼並比對該密碼與一預設密碼。在本實施例中，影像分析主要是取得手掌影像中手指的數目以對應一密碼，密碼包含數字，特別是1～5的整數。在分析一連串的影像並得到一組含數字之密碼之後，可比對該密碼與一預設密碼，若二組互相吻合，則依據一第一比對結果輸出一比對確認信號。

然後，鎖具驅動單元14可接收比對確認信號以驅動電磁鎖13，進而解鎖。

圖2A為分析單元12進行手勢影像分析的辨識過程示意圖。其中，分析單元12係依據影像之一特定灰階值在一方向（例如水平方向）連續的數量來分析影像。當取像單元11取得的手勢影像經二值化影像處理後可得到一個黑白的影像，此黑白影像的處理可強化手勢外形、並適度降低其餘位置之雜訊。然後，由左向右、由下往上掃描整個影像，當每一水平掃描線上之連續黑色像素（特定灰階值）數量大於一預定值時，可代表掃描到手腕、手掌區域，並可將此一區域清除。而當連續黑色像素數量小於某一預定值時，係將此一區域清除，此為可能之雜訊。當全圖掃描完後，可得到分離之區塊，計算分離區塊數量後即可轉換為數值，即代表手指之數目。如此即得到該組密碼之其中一數字。

另外，圖2B為分析單元12進行手勢影像分析之另一辨識過程的示意圖。其中，分析單元12係依據影像之二特定灰階值之交界處之折返次數來分析影像。在二值化的黑白影像邊緣上，由下往上順時鐘方向追蹤黑、白像素（二特定灰階值）交界處，並記錄“下→上→下…”的折返次數（”下”請注意實線箭頭，”上”請注意虛線箭頭），即可得知影像中的手指數目，再轉換為數值。

需注意者，上述特定灰階值除了定義為一特定值之外，也定義為一特定範圍。

請再參照圖1所示，本實施例之分析單元12可整合於一微處理器（MCU）M內；當然，分析單元12亦可整合於其他軟、硬體中。另外，電子鎖裝置1可更包含一輔助照明單元15，當取像單元11進行取像時，輔助照明單元15可提供一照明，以避免受到周遭照明影響而得到較佳影像品質。輔助照明單元15與微處理器M電性連接，並可例如包含發光二極體元件（LED）。

電子鎖裝置1可更包含一警報單元16，其係依據分析單元12產生之一第二比對結果產生一警報。於此，第二比對結果係指分析單元12所分析出來之密碼與預設密碼不吻合。警報單元16與微處理器M電性連接，並可例如發出如聲音（如聲響）、燈光（如閃光）、影像之警報。

電子鎖裝置1可更包含一確認單元17。在分析單元12分析完影像之後，確認單元17產生一確認標示。藉此，在每一個手指姿態辨識完後，微處理器M可令確認單元17輸出如聲音（如聲響）、燈光（如閃光）、影像之確認標示，告知使用者更換下一個手勢。

電子鎖裝置1可更包含一記憶體18a，記憶體18a電性連接於微處理器M。取像單元11所取得之手指姿態影像，可經由微處理器M暫存於記憶體18a中，微處理器M再存取記憶體18a中的影像資料以進行分析處理。

電子鎖裝置1可更包含一非揮發性記憶體18b，其電性連接於微處理器M，並可例如電子抹除式可複寫唯讀記憶體（EEPROM）、快閃記憶體（Flash ROM）或備用電力支援的隨機存取記憶體（RAM）等等。當使用者經由一密碼輸入單元19輸入一預設密碼時，非揮發性記憶體18b可儲存預設密碼。

另外，電子鎖裝置1可藉由一網路介面單元20與一網路相連，例如與網際網路相連，以提升使用效能。使用者可利用網路來儲存預設密碼、或監看電子鎖裝置1之功能或所取得之影像等等。

圖3為電子鎖裝置1一外觀示意圖。其中，輔助照明單元15可放置於電子鎖裝置1內任意位置，如手之正面或背面。於此，輔助照明單元15具有手部前面之上、下兩個光源，且取像單元11位於該等光源之間。另外，輔助照明單元15更可具有手部後面之一光源。另外，電子鎖裝置1可更包含一遮蔽罩C，使用者之手可放入遮蔽罩C之內。遮蔽罩C可為不透明，除了可防止外界光照干擾之外，亦可防止使用者的手勢被偷窺視。另外，遮蔽罩C可用於防止雨水、灰塵。

圖4為本發明之一實施例之手勢密碼輸入程序的示意圖。由圖4可知，使用者藉由不同的手勢而輸入密碼為「31524」。另外，密碼可更包含一結束碼或一起始碼，於此係以結束碼為例，並令結束碼為握緊拳頭。藉由結束碼，可確認密碼輸入完畢。而起始碼可讓分析單元12得知密碼輸入即將開始進行。

綜上所述，本發明之電子鎖裝置係利用使用者之手指的影像來進行影像分析，因此是屬於非接觸式，故可避免按壓輸入感測器所造成的元件損壞。另外，由於本發明之電子鎖裝置係使用使用者的手指，而不需要額外解鎖元件（如晶片卡），因而可避免元件遺失等困擾。此外，由於本發明之電子鎖裝置並非使用人體之物理特徵，如指紋、視網膜等等，因而在影像分析上可相對簡化，並降低整體成本。上述優點使得本發明之電子鎖裝置具有高競爭力並可提升使用效能。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

1‧‧‧電子鎖裝置

11‧‧‧取像單元

12‧‧‧分析單元

13‧‧‧電磁鎖

14‧‧‧鎖具驅動單元

15‧‧‧輔助照明單元

16‧‧‧警報單元

17‧‧‧確認單元

18a、18b‧‧‧記憶體

19‧‧‧密碼輸入單元

20‧‧‧網路介面單元

C‧‧‧遮蔽罩

M‧‧‧微處理器

圖1為本發明較佳實施例之一種電子鎖裝置的方塊示意圖；
圖2A與圖2B為本發明較佳實施例之分析單元進行手勢影像分析之不同辨識過程的示意圖；
圖3為本發明之一較佳實施例之電子鎖裝置之一外觀示意圖；以及
圖4為本發明之一較佳實施例之手勢密碼輸入程序的示意圖。