CN102867168A

CN102867168A - 图像提取系统及其图像处理方法

Info

Publication number: CN102867168A
Application number: CN2011101921683A
Authority: CN
Inventors: 库尔迪普·库玛·沙赛纳; 陈重志; 甘·雨·尼尔森
Original assignee: GUANGBAO SINGAPORE CO Ltd
Current assignee: GUANGBAO SINGAPORE CO Ltd
Priority date: 2011-07-04
Filing date: 2011-07-04
Publication date: 2013-01-09

Abstract

本发明涉及一种图像提取系统及其图像处理方法。一种图像处理方法，包含以下步骤：利用奇数个线型排列的图像提取单元提取图像；利用最前端与最末端的图像提取单元所提取的图像为基准，比对其他图像提取单元所提取的图像，以消除图像中的重叠区域；接着将去除重叠区域后的图像加以叠合，以组成完整的图样。本发明应用于指纹扫描时，本发明的方法所组合的图像为精准的指纹图像。

Description

图像提取系统及其图像处理方法

技术领域

本发明涉及一种图像提取系统及其图像处理方法，尤其涉及一种可应用于指纹扫描的图像提取系统及其图像处理方法。

背景技术

传统作为保护用的密码大多是由使用者键入英文字母、阿拉伯数字或其组合所组成，而目前新开发的数据保护技术着眼在生物辨识技术的领域。科学家发现即使是同种生物，不同个体之间仍然会有可供显著区别的不同生物特征，且生物特征难以被他人复制窃取，因此以生物特征作为区别身份的技术已逐渐成为信息保护技术的主流。

最传统的指纹读取方法，是利用沾有染料的手指按压在纸上，再利用扫描器进行扫描以将指纹输入电脑中，以便与数据库中的指纹图形比对。然而，上述方法的最大缺点为无法达到即时处理的目的，因此无法满足越来越多即时认证的需求，例如：电子商务应用、网络数据认证、便携式电子产品保密、IC卡个人身份认证，保全系统等。

因此，为了达到即时的指纹读取，各种指纹辨识工具被积极开发而成为生物辨识领域中的关键技术。传统上，可使用光学式指纹传感器来即时地读取指纹，然而光学式指纹传感器通常使用大面积的透镜、光学元件，故产品具有体积过于庞大的缺点，换言之，光学式指纹器的光学机构的体积较大，在应用于中小型产品时有其限制，且在产品的携带与零件的固定会因为角度的关系而出现机构设计的瓶颈。

发明内容

本发明的目的之一，在于提供一种图像提取系统及其图像处理方法，其为一种尺寸小、易生产组装的图像提取系统，且其还可提高所提取的图像的品质。

本发明实施例提供一种图像处理方法，包含以下步骤：提供一图像提取装置，其包括一前端图像提取单元、一后端图像提取单元及奇数个线型排列于该前端图像提取单元与该后端图像提取单元之间的中间图像提取单元；提取滑动通过该图像提取装置上的一物件的图像，其中该前端图像提取单元提取该物件的前端片段图像，该前端片段图像一端为非重叠区域，另一端为重叠区域；该后端图像提取单元提取该物件的后端片段图像，该后端片段图像一端为非重叠区域，另一端为重叠区域；所述中间图像提取单元分别提取该物件的多个中间片段图像，每一该中间片段图像的两端均为重叠区域；进行图像处理，以消除该前端片段图像、该后端片段图像与所述多个中间片段图像的重叠区域；以及将解析完的该前端片段图像、该后端片段图像与所述多个中间片段图像叠合为该物件的完整图像。

本发明实施例提供一种图像提取系统，至少包含：一图像提取装置，其包括一前端图像提取单元、一后端图像提取单元及奇数个线型排列于该前端图像提取单元与该后端图像提取单元之间的中间图像提取单元；一微处理装置，其连接于该图像提取装置；以及一存储装置，其连接于该微处理装置。

本发明具有以下有益的效果：本发明主要利用奇数个排列为线型的图像提取单元所组成，故光学构件的组装简单、整体体积小。另外，本发明还提出一种图像处理方法，尤其是针对相邻的图像提取单元所造成的图像重叠问题，故可达到较佳的便携性图像。当本发明应用于指纹扫描时，本发明的方法所组合的图像为精准的指纹图像，不会造成任何信息、资讯的遗失。

为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

图1为显示本发明的图像提取系统的示意图。

图2为显示本发明的图像提取装置的示意图。

图3中的(a)～(c)为显示本发明的图像处理方法的示意图。

图4为显示本发明的图像处理方法的流程图。

其中，附图标记说明如下：

11 图像提取装置

11A 前端图像提取单元

11B 后端图像提取单元

11C 中间图像提取单元

12 微处理装置

13 随机存取存储器

14 只读存储器

21 指纹

V 速度

A～J 端点

A’～J’端点的图像

S101～S107 步骤

具体实施方式

本发明提出一种图像提取系统，其可利用线型排列的图像提取单元进行图像的提取，以在产品尺寸、成本上取得优势；另外，本发明还提出一种图像处理方法，其可解决相邻的图像提取单元所造成的图像重叠(overlapped)的问题。

请参考图1；本发明所提出的图像提取系统至少包括图像提取装置11、微处理装置12及存储装置，并再配合图2，本发明的图像提取装置11由奇数个线型排列的图像提取单元所组成，更具体的说，图像提取装置11包括一前端图像提取单元11A、一后端图像提取单元11B及奇数个线型排列于前端图像提取单元11A与后端图像提取单元11B之间的中间图像提取单元11C。值得说明的是，前端图像提取单元11A、后端图像提取单元11B与中间图像提取单元11C实质上可为相同的图像提取单元，而由于排列位置的差异，使三者在后文所述的方法中提供不同的功能，故予以不同的元件名称，例如在后文所述的指纹扫描的具体实施例中，前端图像提取单元11A、后端图像提取单元11B与中间图像提取单元11C均为一指纹传感器，其可由多个光学式感测元件所组成，如CMOS元件，但不以此为限，例如利用电容式、压力式或温差式感测元件将信号转换后，亦可实施本发明的方法。

请复参考图1，在本具体实施例中，是将本发明的图像提取系统用于提取使用者的指纹21，根据图1所示，本发明的图像提取系统的图像提取装置11可为一滑动式的指纹传感器，其用于读取使用者的指纹21的数据；微处理装置12则用于处理由图像提取装置11所读取的指纹数据，并重建指纹数据以形成使用者的指纹21的完整图像数据软件或机制；存储装置则用于存储数据，如图像数据或图像处理的运算功能。举例而言，存储装置可包括只读存储器(ROM)14及随机存取存储器(RAM)13；只读存储器14连接至微处理装置12，只读存储器14中可存储有一图像处理软件或图像处理机制；而随机存取存储器13同样连接于微处理装置12，随机存取存储器13用以暂存使用者的指纹21的数据及/或使用者的指纹21的完整图像数据等。

请配合图2，图像提取装置11的前端图像提取单元11A、后端图像提取单元11B及中间图像提取单元11C用以感测滑动通过其上的手指的多个片段指纹图像，而微处理装置12依据前述的图像处理软件或图像处理机制、逻辑将所述多个片段指纹图像进行一定的运算，以去除相邻图像提取单元所形成的重叠部分，借以叠合成该手指的完整图像数据。

请参考图3、图4，以下将详细说明本发明的图像处理方法：

首先，提供前述的图像提取系统，以利用图像提取装置11进行使用者的指纹21的感测，如图1所示，使用者的指纹21与图像提取装置11有一相对运动速度V，换言之，使用者将手指以速度V滑动过图像提取装置11的表面，因此图像提取装置11可以连续性的提取指纹图像。如同上述，图像提取装置11包括一个前端图像提取单元11A、一个后端图像提取单元11B与奇数个中间图像提取单元11C，如图3所示，本实施例的图像提取装置11包括7个中间图像提取单元11C，而前端图像提取单元11A、后端图像提取单元11B与中间图像提取单元11C在后文中均以透镜(lens)进行说明，但仅为解释之用，并非用以限制本发明。

接着，如图4的步骤S101：利用前述的图像提取单元提取滑动通过该图像提取装置11上的一物件的图像，例如提取多个片段指纹图像。在本步骤中，该物件(如使用者的手指的指纹21)对应所述图像提取单元11A、11B与11C的透镜而被区分为AB、BC、CD、DE、EF、FG、GH、HI、IJ等片段；而前端图像提取单元11A负责提取该物件的前端片段图像，后端图像提取单元11B则负责提取该物件的后端片段图像，具体而言，前端图像提取单元11A负责提取AB片段的图像，后端图像提取单元11B则负责提取IJ片段的图像，值得说明的是，由于图像的重叠部分是肇因于前述片段的端点，如AB片段的A端、B端等，故后文的说明则着重在A端、B端等端点进行说明。另外，中间图像提取单元11C分别提取该物件图像的多个中间片段图像，例如BC、CD、DE、EF、FG、GH、HI等片段的图像。

请参考图3的(a)部分，其显示上述片段经过图像提取单元11A、11B与11C的透镜后而成像，并可通过微处理装置12而存储于随机存取存储器13中；如图所示，前端图像提取单元11A所提取的前端片段图像的一端为非重叠区域(即图像不重叠的部分)，另一端为重叠区域(即图像重叠的部分)，例如，前端图像提取单元11A所提取的前端片段图像的一端为B’(即B端的图像)，其为非重叠区域；而另一端则为A’(即A端的图像)及C’(即与前端图像提取单元11A相邻的中间图像提取单元11C所提取的C端图像)的组合(以A’+C’表示)，其为重叠区域。同理，后端图像提取单元11B所提取的后端片段图像的一端为非重叠区域，另一端为重叠区域，例如，后端图像提取单元11B所提取的后端片段图像的一端为I’(即I端的图像)，其为非重叠区域；而另一端则为J’(即J端的图像)及H’(即与后端图像提取单元11B相邻的中间图像提取单元11C所提取的H端图像)的组合(以H’+J’表示)，其属于重叠的区域。

另外，中间图像提取单元11C所提取的中间片段图像的两端均为重叠区域，例如前端第一个中间图像提取单元11C所提取的中间片段图像的一端为C’(即C端的图像)及A’(即与中间图像提取单元11C相邻的前端图像提取单元11A所提取的A端图像)的组合(以A’+C’表示)，另一端为B’(即B端的图像)与D’(即与前端第一个中间图像提取单元11C相邻的前端第二个中间图像提取单元11C所提取的D端图像)的组合(以B’+D’表示)，故两端均为重叠区域；而本发明的方法则在于将上述的重叠区域解析出所需要的非重叠区域。

接着，如图4的步骤S103：进行图像处理，以消除该前端片段图像、该后端片段图像与所述多个中间片段图像的重叠区域，换言之，本步骤是通过比对片段指纹图像的重叠区域与非重叠区域以解析出所需要的非重叠区域。在本具体实施例中，微处理装置12可抓取存储于随机存取存储器13中的片段指纹图像，并以只读存储器14中所存储的图像处理软件或图像处理机制进行比对。

举例而言，可利用该前端片段图像的非重叠区域与所述多个中间片段图像中关联于该前端片段图像的非重叠区域的重叠区域进行比对，以解析出所述多个中间片段图像中的非重叠区域。具体地说，在本具体实施例中，前端图像提取单元11A所提取的前端片段图像的非重叠区域为B’(即B端的图像)，故微处理装置12可抓取存储于随机存取存储器13中与B’(即B端的图像)相关联的片段指纹图像，如具有(B’+D’)重叠区域的图像，再根据只读存储器14中所存储的图像处理机制，如减法的运算，即可解析出D’(即D端的图像)；同理，后端图像提取单元11B所提取的后端片段图像的非重叠区域为I’(即I端的图像)，故微处理装置12可抓取存储于随机存取存储器13中与I’(即I端的图像)相关联的片段指纹图像，如具有(G’+I’)重叠区域的图像，再根据只读存储器14中所存储的图像处理机制，如减法的运算，即可解析出G’(即G端的图像)；因此，经过第一阶的运算，即可解析出D’与G’的非重叠区域，换言之，即可将重叠区域经过运算后成为非重叠区域。

接着，同于前述第一阶的运算，针对其他的重叠区域进行第二阶运算。在此步骤中，利用所解析出的所述多个中间片段图像中的非重叠区域与所述多个中间片段图像中关联于所解析出的非重叠区域的重叠区域进行比对，以解析出所述多个中间片段图像中的非重叠区域，举例来说，微处理装置12可根据已解析出的D’的非重叠区域，抓取存储于随机存取存储器13中与D’相关联的片段指纹图像，如具有(D’+F’)重叠区域的图像，再根据只读存储器14中所存储的图像处理机制，如减法的运算，即可解析出F’(即F端的图像)；据此，通过重复进行上述的比对、运算作业，微处理装置12即可将该前端片段图像、该后端片段图像及所述多个中间片段图像的两端解析为非重叠区域，并进而将经过解析而具有非重叠区域的片段指纹图像存储于随机存取存储体13。

接着，下一步骤在于将解析完的该前端片段图像、该后端片段图像与所述多个中间片段图像叠合为该物件的完整图像。在具体实施例中，此步骤可至少包括以下子步骤：如图4的S105步骤：依据片段指纹图像的关联特征将片段指纹图像进行排列，例如利用前端图像提取单元11A、后端图像提取单元11B及中间图像提取单元11C定义出像素(pixel)的数量、序列等关联，以将解析完的该前端片段图像、该后端片段图像与所述多个中间片段图像排列成特定的组合，如图3的(b)部分；以及将该前端片段图像、该后端片段图像及所述多个中间片段图像进行翻转并依序排列的步骤，如图3的(c)部分，借以将片段指纹图以叠合的方式组合成完整的指纹图像(S107)。

综合上述，本发明提出的图像提取系统系利用奇数个排列为线型的图像提取单元所组成，故可达到低成本、尺寸小的产品；另外，本发明亦可利用图像比对、处理等技术去除相邻图像提取单元所造成的图像重叠问题，换言之，本发明提出一种图像提取的完整解决方案。

综上所述，本发明至少具有以下优点：

1、本发明可应用于指纹扫描领域，而本发明的方法所组合的图像为精准的指纹图像，不会造成任何信息的遗失。

2、由于本发明不需要大面积的感测元件即可提取到手指纹路图像，不仅在成本上有相当大的优势，辨识比对的品质亦佳，例如低误判率等。

以上所述仅为本发明的较佳可行实施例，非因此局限本发明的专利范围，故举凡运用本发明说明书及图示内容所为的等效技术变化，均包含于本发明的范围内。

Claims

1.一种图像处理方法，其特征在于，包含以下步骤：

提供一图像提取装置，其包括一前端图像提取单元、一后端图像提取单元及奇数个线型排列于该前端图像提取单元与该后端图像提取单元之间的中间图像提取单元；

提取滑动通过该图像提取装置上的一物件的图像，其中该前端图像提取单元提取该物件的前端片段图像，该前端片段图像一端为非重叠区域，另一端为重叠区域；该后端图像提取单元提取该物件的后端片段图像，该后端片段图像一端为非重叠区域，另一端为重叠区域；所述中间图像提取单元分别提取该物件的多个中间片段图像，每一该中间片段图像的两端均为重叠区域；

进行图像处理，以消除该前端片段图像、该后端片段图像与所述多个中间片段图像的重叠区域；以及

将解析完的该前端片段图像、该后端片段图像与所述多个中间片段图像叠合为该物件的完整图像。

2.如权利要求1所述的图像处理方法，其特征在于，进行图像处理的步骤中，利用该前端片段图像的非重叠区域与所述多个中间片段图像中关联于该前端片段图像的非重叠区域的重叠区域进行比对，以解析出所述多个中间片段图像中的非重叠区域。

3.如权利要求2所述的图像处理方法，其特征在于，进行图像处理的步骤中，还包括利用所解析出的所述多个中间片段图像中的非重叠区域与其他片段图像中关联于所解析出的非重叠区域的重叠区域进行比对，以解析出其他片段图像中的非重叠区域的步骤。

4.如权利要求3所述的图像处理方法，其特征在于，在进行图像处理的步骤中，利用减法的运算解析出所述多个中间片段图像中的非重叠区域。

5.如权利要求4所述的图像处理方法，其特征在于，在进行图像处理的步骤之后，该前端片段图像、该后端片段图像及所述多个中间片段图像的两端均被解析为非重叠区域。

6.如权利要求4所述的图像处理方法，其特征在于，在叠合该物件的完整图像的步骤之前，还包括将该前端片段图像、该后端片段图像及所述多个中间片段图像进行翻转并依序排列的步骤。

7.一种图像提取系统，其特征在于，至少包含：

一图像提取装置，其包括一前端图像提取单元、一后端图像提取单元及奇数个线型排列于该前端图像提取单元与该后端图像提取单元之间的中间图像提取单元；

一微处理装置，其连接于该图像提取装置；以及

一存储装置，其连接于该微处理装置。

8.如权利要求7所述的图像提取系统，其特征在于，该前端图像提取单元、该后端图像提取单元与所述中间图像提取单元均为一指纹传感器。

9.如权利要求8所述的图像提取系统，其特征在于，该指纹传感器包含多个光学式感测元件。

10.如权利要求7所述的图像提取系统，其特征在于，该存储装置中存储有图像处理软件或图像处理机制。