CN103065134A - 一种具有提示信息的指纹识别装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种具有提示信息的指纹识别装置及方法，用隔点方式对指纹灰度图像进行采样，用点方向图表示隔点原始指纹灰度图像中每一像素点处的局部纹理走向；将点方向图分为块，将各个块分为前景块或背景块；计算前景图有效面积占整幅图像面积比值，若有效面积满足要求则进行图像质量分析，若前景图像块内各点具有方向优势，计算优势方向区域占指纹前景区域比例，若图像初步判定合格，再进行手指放置位置分析；若手指位置放置不正确，则进行手指位置偏向分析，若图像不合格，再进行指纹干/湿程度分析；本发明在出现指纹信息不清晰或操作不当时，采用显示汉字提示信息，能正确判断手指放置位置偏向和手指干湿状况，提高指纹识别的成功率。

Description

一种具有提示信息的指纹识别装置和方法

技术领域

本发明涉及图像处理技术，具体涉及指纹识别装置及方法，包含了图像采集、图像预处理、图像数字处理分析、模式识别等技术领域。

背景技术

目前，指纹识别技术及设备的改进主要集中在图像采集方法的优化、指纹图像处理算法、指纹识别率的提高及将提取出的指纹信息作为数字水印嵌入到文件中进行加密应用等，但在实际应用中，经常存在指纹输入信息不能正确识别和指纹信息不匹配的现象，而如果在指纹输入时具有汉字提示信息，按提示信息正确操作，就能提高指纹识别率和匹配率。

参考图1，现有的指纹识别仪一般包括安全控制器108及分别与安全控制器108相连接的指纹传感器101、JTAG调试接口102、复位电路103、FLASH程序存储器104、外部SRAM数据存储器105、USB接口106以及串行接口107，电源管理模块109为各个芯片、接口和电路提供电源管理控制。其缺陷是：该指纹识别仪没有汉字提示信息，当出现指纹信息不清晰或操作不当时，无法纠正用户手指的放置，也无法反馈指纹信息不清晰或操作不当的原因。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有指纹识别仪的上述缺陷而提供一种具有提示信息的指纹识别装置，具有评估状态的汉字显示提示信息模块，当出现指纹信息不清晰或操作不当时，可以以汉字提示出指纹信息不清晰或操作不当的原因。本发明同时还提供该指纹识别装置的识别方法，能获得有效的指纹图像，当出现指纹信息不清晰或操作不当时，采用评估状态的显示汉字提示信息，纠正用户手指的放置，反馈指纹采集时的正确信息，提高指纹识别率和匹配率，方便用户。

为实现上述目的，本发明具有提示信息的指纹识别装置采用的技术方案是：该指纹识别装置包括安全控制器以及以不同接口分别连接安全控制器的汉字显示屏、指纹传感器、JTAG调试接口、复位电路、FLASH程序存储器、外部SRAM数据存储器、SQI高速接口、USB接口；所述汉字显示屏用来显示指纹图像初始评估的结果、提示用户手指的放置是否正确、若不正确如何修正。

本发明具有提示信息的指纹识别装置的识别方法采用的技术方案是包括以下步骤：

1）通过指纹传感器采集指纹图像信息并输入安全控制器，获得指纹灰度图像，用隔点的方式对指纹灰度图像进行采样，获得隔点原始指纹灰度图像； 

2）用点方向图表示所述隔点原始指纹灰度图像中每一像素点处的局部纹理走向；

3）将点方向图划分为块，将各个块划分为前景块或背景块，对指纹灰度图像进行前景图、背景图分离，舍去背景图；

4）计算前景图有效面积占整幅图像面积的比值S，若                                                

，S _min 是预置有效面积比例下限阈值，则有效面积过小，在汉字显示屏上显示“有效面积过小，请重新输入”；

5）若，表示有效面积满足要求，则进行该指纹图像质量分析，若该指纹前景图像块内的各点大部分属于某一特定方向，则判断该前景图像块具有方向优势，计算优势方向区域占指纹前景区域的比例Q，若Q > T _Q， T _Q 是预设的阈值T _Q ，则该指纹图像初步判定为合格，然后进行手指放置位置分析；若手指位置放置正确，则在汉字显示屏上显示“指纹输入正确”，再进行指纹图像预处理；若判断手指位置放置不正确，则进行手指位置偏向分析，并在汉字显示屏上显示位置分析结果，提示“手指位置偏向，请重新输入”，重新输入指纹信息；若Q≤T _Q ，则该指纹图像不合格，然后进行指纹干/湿程度分析。

本发明因采用上述技术方案后，具有以下有益效果：

1.本发明指纹识别方法可有效地采集用户的指纹信息，对指纹信息进行初步评估，用指纹灰度图像点方向图进行评估的方法提高评估效率。

2.本发明的指纹质量评估及信息提示方法，可以方便、快速的确定采集的指纹质量，其质量评估准确性可以达到95%以上。

3.本发明指纹识别装置采用点阵式液晶显示器以汉字显示评估结果，能正确判断手指放置位置的偏向和手指干湿状况，包括：“指纹输入正确”、“手指过湿，请重新输入”、“手指过干，请重新输入”、“手指偏左，请重新输入”、“手指偏右，请重新输入”、“手指偏上，请重新输入”、“手指偏下，请重新输入”、“面积过小，请重新输入”、“指纹质量差，请重新输入”等反馈信息提示用户，用户可直观地了解指纹采集哪个环节出现问题以及如何修正，提高了指纹识别的成功率。

以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

附图说明

图1是现有指纹识别仪的构造示意图；

图2是本发明具有提示信息的指纹识别装置的结构示意图；

图3是本发明的指纹识别装置在识别指纹时由安全控制器对指纹图像进行指纹图像采集输入、指纹图像评估和指纹图像预处理的流程图；

图4是本发明中对指纹图像质量进行评估的流程图；

图5是指纹图像点方向计算的7×7掩摸，表示指纹图像中每一像素点处的局部纹理走向；

图6是手指干/湿状态分析、判断方法流程图；

图7是手指放置位置分析、判断方法流程图。

具体实施方式

本发明通过具有提示信息的指纹识别装置采集人体的指纹图像，对获取的指纹图像进行初始评估，评估输入的指纹信息是否有效，并将评估结果进行提示，提示信息包括“正确”、“手指过湿”、“手指过干”、“指纹偏左”、“手指偏右”、“手指偏上”、“手指偏下”、“请换手指”等。具体如下：

参见图2，本发明具有提示信息的指纹识别装置包括安全控制器209，安全控制器209以不同的接口分别连接汉字显示屏201、指纹传感器202、JTAG调试接口203、复位电路204、FLASH程序存储器205、外部SRAM数据存储器206、SQI高速接口207及USB接口208。电源管理模块210为上述各部分中的芯片和电路提供电源管理。其中，汉字显示屏201用来显示指纹图像初始评估的结果，提示用户手指的放置是否正确，若不正确如何修正；指纹传感器202用来获取手指的指纹图像信息；JTAG调试接口203用来与上位机连接进行调试；复位电路204用来初始化指纹识别装置；FLASH程序存储器205用来存储指纹识别装置运行的程序；外部SRAM数据存储器206用来存储指纹识别装置运行过程中产生的临时数据；SQI高速接口207为串行通信接口，支持扩展串行FLASH程序存储器；USB接口208用于与上位机的连接通信；安全控制器209是指纹识别装置的核心，采用指纹专用芯片AS601作为核心处理器，控制指纹识别装置的运行。

参见图3，图3是本发明指纹图像识别中的指纹图像采集输入和预处理流程图。通过指纹传感器202采集指纹图像信息，并将采集的指纹图像信息输入安全控制器209（步骤301），安全控制器209对输入的指纹图像信息进行初始评估（步骤302），评估结束后，在汉字显示屏201上提示评估结果（步骤303），只有评估合格的指纹图像信息才能进入指纹图像预处理，若评估不合格，根据汉字提示信息重新回到步骤301，重新采集和输入指纹图像信息（步骤304），直到通过评估。

指纹图像预处理目的是改善输入指纹图像的质量，并去除图像的冗余信息，提高指纹识别的效率，提高特征提取的正确率。指纹图像预处理依次有四个步骤：指纹图像分割（步骤305）、指纹图像增强（步骤306）、指纹图像二值化（步骤307）、指纹细化（步骤308）。其中：

指纹图像分割：是去掉图像中的背景图像块（没有脊线的图像块），把有效的指纹图像分离出来；

指纹图像增强：是加强指纹中的纹线结构，减少受到更多的噪声影响，获得清楚真实的指纹图像，保证后续准确提取指纹特征；

指纹图像二值化：二值化能够减少数据的存储量并且使得后面的处理过程少受到干扰，因此比较好地简化了处理过程；

指纹细化：细化能够减少伪交叉点、断点等。

参见图4，图4是图3中步骤302指纹图像评估方法的流程图。在指纹采集输入过程中，由于手指的指纹质量、安放位置及干湿状态等各种原因，都会造成无法正确识别指纹信息。为提高指纹识别效率，先对采集的指纹信息进行初步评估，为了实现对指纹图像质量的正确评估，需要对指纹图像进行指纹灰度图像隔点采样、指纹图像点方向图计算、指纹灰度图像的前、背景图分离、指纹前景图面积分析、指纹图像质量分析等图像处理过程，并对评估的结果用汉字提示，指纹图像评估依次按以下步骤1至步骤6实现：

步骤1：参见图4，指纹灰度图像隔点采样（步骤401）：用隔点的方式对指纹灰度图像进行采样，获得隔点原始指纹灰度图像。在不降低评估算法对指纹信息性能的要求下，用隔点的方式对指纹灰度图像进行采样可减少图像信息的存储量和计算量。

步骤2：参见图4，指纹图像点方向图计算（步骤402）：用点方向图表示所述隔点原始指纹灰度图像中每一像素点处的局部纹理走向，点方向图是指纹图像的前景/背景分离、指纹图像的增强及二值化的前提。具体如下：

指纹图像是由局部平行的脊线和谷线构成的一种方向模式，方向信息是指纹图像的重要信息之一。指纹方向图表征了指纹的这种内在属性，它是指纹图像的一个重要识别特征，点方向图是指纹灰度图像前景/背景分离的重要基础。通过指纹图像点方向图计算，可将指纹图像中的各个图像块划分为前景块或背景块。参见图5，例如，采用7×7模板，基准点位于模板的中心，从水平位置开始每隔π/4确定一个方向，定义I=1，2，3，4，对应0，π/4，2π/4，3π/4，π四个方向。按公式(1)计算各个方向的灰度变化

，比较

，找到最小值，就代表该点的方向，见公式(1)：

     

                                  (1)

式中，是沿I方向上的灰度均值，

是I方向上点的灰度值。

步骤3：参见图4，指纹灰度图像的前、背景图分离（步骤403）：将点方向图划分为块，图像的前景块是分布有指纹脊线的图像块，其余部分为背景块，指纹信息主要从前景块中获取。计算出指纹灰度图像中的前景块和背景块，前景块设置为1，背景块设置为0。这样就可舍去指纹图像的无用的背景信息，实现指纹灰度图像的前、背景图分离，获得有用的前景图。具体如下：

1）使用公式(2)进行计算：

     

                                         (2)

其中，f(i,j)代表某个点的灰度值；

为I方向上灰度值的累加和；S _max 为累和值的上限值；S _min 为累和值的下限值。

    如果满足公式(2)的条件，得到当前图像块为前景点；否则为背景点。在前景图部分，由于脊线、谷线的交替出现，故灰度差异比较大，而背景区域灰度差异比较小。

2）判断各图像块是前景块还是背景块，依据是该小块内背景点的比例，如果小块内背景点的数量超过预设的背景点比例下限值T _b ，则认为该图像块属于背景块，反之为前景块。

3）由于上述步骤2）中会引入误差，因此需对误差进行校正以确认图像块的属性。采用3×3的窗口，对每个小块进行分析。如果背景块（前景块）的周围8邻域全是前景块（背景块），则把该块标记为前景块（背景块），这样就消除了孤立的背景块或前景块。

 

步骤4：参见图4，对前景图面积进行分析，计算前景图占整幅图像的比例，判断前景图面积的比例是否达到要求（步骤404）。从采集的原始指纹灰度图像中获取指纹信息，首先要从指纹灰度图像中取出前景图。若指纹的前景图面积太小，难以识别指纹信息，将在汉字显示屏201上显示“前景面积过小，请重新输入”的提示信息（步骤406），然后返回步骤301，重新输入指纹图像。具体如下：

指纹图像前景图的有效面积直接影响到提取指纹特征点数目。通过计算指纹图像前景块数量与原始指纹图像块数量的比值S来评测有效面积，比值越小说明有效指纹面积越小。预置有效面积比例下限阈值S _min ，对指纹图像的有效面积进行分析：

若，则有效面积满足要求；

若

，则有效面积过小，在显示屏201上提示“有效面积过小，请重新输入”（步骤406），返回指纹图像输入（步骤301）。

步骤5：参见图4，若前景面积满足要求，则进行指纹图像质量分析（步骤405），指纹图像的质量可通过计算优势方向区域占所有指纹前景区域的比例Q来判断。若该比例Q大于预设的阈值T _Q ，则该指纹图像可初步判定为合格，还需要进行手指放置位置是否符合要求的进一步分析；若该比例Q小于T _Q ，则该图像不合格，还需进行指纹干/湿程度的分析。通过图像质量判断条件（步骤408），比较质量评估参数Q与设定的阈值T _Q 。若Q≤T _Q ，说明图像质量未达到要求，图像的灰度、连续性等参数存在问题，需要进行手指干/湿状态分析（步骤409），并在汉字显示屏201上提示分析结果（步骤410），提示“手指干/湿状态，请重新输入”，并返回步骤301重新输入指纹信息；若Q > T _Q ，说明图片质量达到要求，但还需要进行手指位置的分析，判断手指位置是否放置正确。具体如下：

分析指纹图像中合格的图像块及所占比例，指纹图像质量分析首先要判断各图像块是否具有方向优势，方法如下：

1）依据该块内的各点是否大部分属于某一特定方向，判断一个前景图像块是否具有方向优势；

2）计算各图像块的方向，先求出各块的方向直方图。如果具有某一个方向D的像素数目超过预设值T ₁ ，则该块的优势方向被标记为D；

3）使用上述方式判断各图像块是否具有优势方向时会产生噪声，需要使用3×3的窗口进行滤波，把指纹图像分成了连续的优势方向区域和无方向区域；

4）指纹图像的质量可以通过计算连续的优势方向区域占所有指纹前景图的比例进行描述。采取一种加权的方法，距离参考点越远的图像块，它所包含的信息越可靠，其权值也就越高；

5）对于指纹前景图中的任一图像块x _i ，可以用以下公式（3）、（4）计算它的权值。q为相对权值常数，x _c 为指纹前景质心；

6）由于各图像块的面积相同，因此图像质量比例Q可以由所有连续优势方向块的权值与所对应指纹前景块的权值之比来确定，计算见公式（3）、（4）：

                                                       (3) 

   

                (4)

7）将指纹图像质量比例Q与预设阈值T _Q 进行比较（步骤408），T _Q 为指纹图像质量评价的下限值。若

，表示指纹图像质量合格，则进入手指位置分析（步骤411）。若手指位置正确，则提示“指纹输入正确”（步骤414），进入图形预处理（步骤305）；若手指位置有偏向，则对手指位置的偏向进行分析，并提示“手指位置偏向，请重新输入”（步骤413），返回指纹图像输入（步骤301）。

8）若

，表示指纹图像质量不合格，则进入手指干/湿状态分析（步骤409），根据分析结果，提示“手指的干/湿状态，请重新输入”（步骤410），返回指纹图像输入（步骤301）。

步骤6：参见图4，手指位置判断（步骤411），即判断手指的位置是否放置正确。若手指位置放置正确，则在汉字显示屏201上提示“指纹输入正确”（步骤414），再进行图像预处理（步骤305）；若判断手指位置放置不正确，则进行手指位置偏向分析（步骤412），位置偏向分析结果有偏上、偏下、偏左、偏右等状况，并在汉字显示屏201上提示位置分析结果（步骤413），提示“手指位置偏向，请重新输入”，返回步骤301，重新输入指纹信息。

参见图6，上述步骤409中，对指纹干/湿状况分析具体如下：指纹图像采集过程中，若手指过干，表现为指纹图像中的脊线不连续，出现许多断裂的地方，将导致提取许多伪端点；若手指过湿，表现为指纹图像的脊谷边界不清晰，严重时出现图像模糊漆黑，将导致提取许多伪特征点。因此，过干或过湿的手指对指纹图像提取的可靠性有直接的影响。为了能有效地识别完整的指纹信息，必须对手指的干/湿状况进行分析、判断，根据分析结果给出手指干/湿状态的提示信息（步骤410）。步骤403中已经对指纹图像的前景、背景图进行了分离，这里依据指纹图像的前景图进行分析、计算手指的干/湿度状态。

根据指纹图像分析，过干手指的指纹图像表现为对比度较小，灰度较大；过湿手指的指纹图像表现为对比度较小，灰度也较小。手指干/湿度分析算法主要通过计算指纹图像的灰度均值和标准差，分析评价手指的整体干/湿度。

手指干/湿度分析、判断方法具体步骤如下：

1）如手指干/湿判断流程中（步骤601），计算每一个前景图像块的灰度均值m；

2）如手指干/湿判断流程中（步骤602），计算各前景块所有像素的标准差以及块内小于均值m的所有像素的灰度均值μ；

3）如手指干/湿判断流程中（步骤603），用灰度均值μ与标准差δ的比值表示图像块的对比度C _d ：

                         

                                                   (5)

       如手指干/湿判断流程图中判断条件（步骤604），若某一图像块的对比度大于预置的干图像块对比度阈值DTH1，即

(步骤604)，则该图像块确认为干图像块，并标记；

4）若

(步骤604)，还需用图像块8邻域中对比度最大值和最小值的差值V _ar (C _d )与阈值DTH2进行比较（步骤605），判断图像块是否是非干图像块。DTH2是用于判断相邻图像块之间对比度变化的预设阈值。用3×3的块窗口计算各邻域图像块的对比度，如果某一图像块的邻域图像块之间的对比度变化过大，，则将该图像块标记为干图像块；

5）如手指干/湿判断流程中判断条件（步骤607），统计所有干图像块占前景图像的比例，即为干度。如果干度超过预设的图像块干度阈值DTH3，即

，则认为该手指过干，在汉字显示屏201上提示用户“手指过干，请重新输入”（步骤608），并返回步骤301，重新输入指纹。否则转向手指湿度分析（步骤610）；

6）如手指干/湿判断流程中（步骤610），为手指湿度分析、计算，引入湿度特征量：

                                                                  (6)

       如手指干/湿判断流程中判断条件611，如果C_S小于预设的图像块湿度阈值STH1，即

，则标记该图像块为湿图像块；

7）统计所有湿图像块占前景图像的比例，即为湿度。若湿度超过预设的湿图像块比例阈值STH2，即

，则在汉字显示屏201上提示用户“手指过湿，请重新输入”（步骤614），提示后返回步骤301，重新输入指纹。若

，则该指纹图像判定为低质量图像，提示用户“指纹质量差，请重新输入”（步骤615），返回步骤301，重新输入指纹。

参见图7，是本发明中步骤411和步骤412中的手指位置分析和判断方法流程。如用户在指纹输入时将手指放偏，将导致只有少部分指纹信息，不能满足采集完整指纹信息的要求。

无论何种类型的指纹，其脊线都呈抛物线状态，可通过分析指纹图像中心区域是否存在一条较为完整的脊线来确定手指是否放偏。本发明使用基于方向图的跟踪方法判断手指的放置位置是否正确。基于方向图的跟踪方法具体如下：

1）构造坐标系（步骤701），以前景图的质心为原点，构建坐标系，其x和y轴分别与图像本身的行和列平行；

2）在x轴左半轴选择起始参考位块（步骤702），在x轴的左半轴，选择一个优势方向不为0（不是水平方向）的图像块(x ₁ ，0)作为起始参考位块；

3）判断块优势方向是否为0（步骤703）。根据块内的各点是否大部分属于某一特定方向来判断图像块的优势方向。若块优势方向为0，则重新选择起始参考位块；若块优势方向不为0，则根据当前图像块的方向，向右搜索下一个图像块（步骤704）；

4）判断该图像块与前一个图像块的方向变化（步骤705），如果超过90°，表明当前图像块的方向发生突变，根据脊线的连续性，修正将当前图像块的方向替代前一个图像块的方向（步骤706），在此基础上搜索下一个图像块（步骤704）；

5）若图像块的方向没超过90°，则还需判断是否搜索到一条完整的脊线（步骤707），判断条件为：

a）x₂大于0；

b）y ₂ 小于3(表明图像块足够靠近x轴)。

若满足上述两个条件，说明已经找到完整的脊线，采集的指纹图像正确，在显示屏201上提示“指纹输入正确”（步骤713），结束指纹图像搜索（步骤714）；否则，说明当前图像块没有足够接近x轴的正半轴，还需继续搜索下一个图像块；

6）判断x轴的负半轴是否完成搜索（步骤708）。若未搜索完毕，则返回步骤704，继续搜索；若x轴的负半轴已经完成搜索，还需搜索x轴的正半轴（步骤709）；

7）搜索x轴的正半轴的方法与x轴负半轴类似，只是方向相反，是否搜索到完整脊线（步骤710）的判断条件为：

a）x ₂ 小于0；

b）y ₂ 小于3(表明图像块足够靠近x轴)；

8）如果搜索到一条完整的脊线，则在显示屏201上提示“指纹输入正确”（步骤713），结束指纹图像搜索（步骤714）；否则还需继续搜索。如果从x轴的正、负半轴都无法确定一条完整的脊线，则表明该指纹图像过偏，按照质心的位置提示用户（步骤712），需重新采集指纹。根据所选质心的位置和判断的结果，分别在信息提示显示屏201上进行提示：若质心位置偏左，提示“手指偏左，请重新输入”；质心位置偏右，提示“手指偏右，请重新输入”；质心位置偏上，提示“手指偏上，请重新输入”；质心位置偏下，显示“手指偏下，请重新输入”。

Claims (6)

1.一种具有提示信息的指纹识别装置，其特征是：该指纹识别装置包括安全控制器以及以不同接口分别连接安全控制器的汉字显示屏、指纹传感器、JTAG调试接口、复位电路、FLASH程序存储器、外部SRAM数据存储器、SQI高速接口、USB接口；所述汉字显示屏用来显示指纹图像初始评估的结果、提示用户手指的放置是否正确、若不正确如何修正。

2.一种采用权利要求1所述指纹识别装置进行指纹识别的方法，其特征是包括以下步骤：

1）通过指纹传感器采集指纹图像信息并输入安全控制器，获得指纹灰度图像，用隔点的方式对指纹灰度图像进行采样，获得隔点原始指纹灰度图像； 

2）用点方向图表示所述隔点原始指纹灰度图像中每一像素点处的局部纹理走向；

3）将点方向图划分为块，将各个块划分为前景块或背景块，对指纹灰度图像进行前景图、背景图分离，舍去背景图；

4）计算前景图有效面积占整幅图像面积的比值S，若                                                

，S _min 是预置有效面积比例下限阈值，则有效面积过小，在汉字显示屏上显示“有效面积过小，请重新输入”；

5）若

，表示有效面积满足要求，则进行该指纹图像质量分析，若该指纹前景图像块内的各点大部分属于某一特定方向，则判断该前景图像块具有方向优势，计算优势方向区域占指纹前景区域的比例Q，

若Q > T _Q， T _Q 是预设的阈值T _Q ，则该指纹图像初步判定为合格，然后进行手指放置位置分析；若手指位置放置正确，则在汉字显示屏上显示“指纹输入正确”，再进行指纹图像预处理；若判断手指位置放置不正确，则进行手指位置偏向分析，并在汉字显示屏上显示位置分析结果，提示“手指位置偏向，请重新输入”，重新输入指纹信息；

若Q≤T _Q ，则该指纹图像不合格，然后进行指纹干/湿程度分析。

3.根据权利要求2所述指纹识别的方法，其特征是：步骤5）中，指纹干/湿程度分析的具体方法是：

1）计算每一个前景图像块的灰度均值m；

2）计算各前景块所有像素的标准差δ以及块内小于均值m的所有像素的灰度均值μ；

3）用灰度均值μ与标准差δ的比值表示图像块的对比度

， 若

，DTH1是某一图像块的对比度大于预置的干图像块对比度阈值，则该图像块为干图像块，并标记；

4）若

，再用图像块8邻域中对比度最大值和最小值的差值V _ar (C _d )与阈值DTH2比较，判断图像块是否是非干图像块，DTH2是判断相邻图像块之间对比度变化的预设阈值，若

，则该图像块标记为干图像块；

5）统计所有干图像块占前景图像的比例，即为干度，如果干度超过预设的图像块干度阈值DTH3，则判定该手指过干，在汉字显示屏上显示“手指过干，请重新输入”重新输入指纹，否则进行下一步骤6）；

6）若

，则标记该图像块为湿图像块，C_S是湿度特征量，，STH1是预设的图像块湿度阈值；

7）统计所有湿图像块占前景图像的比例，即为湿度，若湿度超过预设的湿图像块比例阈值STH2，则在汉字显示屏上显示“手指过湿，请重新输入”，然后重新输入指纹，若

，则该指纹图像判定为低质量图像，在汉字显示屏上显示“指纹质量差，请重新输入”重新输入指纹。

4.根据权利要求2所述指纹识别的方法，其特征是：步骤5）中，指纹干/湿程度分析的具体方法是：

1）以前景图的质心为原点构建坐标系，其x轴和y轴分别与图像本身的行和列平行，在x轴的左半轴选择一个优势方向不为0的图像块(x ₁ ，0)作为起始参考位块；

2）根据块内的各点是否大部分属于某一特定方向来判断图像块的优势方向，若块优势方向为0，则重新选择起始参考位块；若块优势方向不为0，则根据当前图像块的方向向右搜索下一个图像块；

3）判断该图像块与前一个图像块的方向变化，如果超过90°，将当前图像块的方向替代前一个图像块的方向，再搜索下一个图像块；若图像块的方向没有超过90°，则还需判断是否搜索到一条完整的脊线，x轴的负半轴搜索判断条件为：x ₂ 大于0和y ₂ 小于3，若满足这两个条件，则采集指纹图像正确，在汉字显示屏上显示“指纹输入正确”，否则，再继续搜索下一个图像块；

4）若x轴的负半轴已经完成搜索，还需搜索x轴的正半轴，x轴的正半轴的判断条件为：x ₂ 小于0和y ₂ 小于3；若满足这两个条件，则在汉字显示屏上提示“指纹输入正确”，结束指纹图像搜索，否则还需继续搜索；

5）如果从x轴的正、负半轴都无法确定一条完整的脊线，则表明该指纹图像过偏，若质心位置偏左，在汉字显示屏上显示“手指偏左，请重新输入”；质心位置偏右，显示“手指偏右，请重新输入”；质心位置偏上，显示“手指偏上，请重新输入”；质心位置偏下，显示“手指偏下，请重新输入”。

5.根据权利要求2所述指纹识别的方法，其特征是：步骤5）中，判断该前景图像块具有方向优势的方法是：

1）求出各块的方向直方图，如果具有某一个方向D的像素数目超过预设值T ₁ ，则该块有优势方向；

2）使用3×3的窗口，把指纹图像分成了连续的优势方向区域和无方向区域；

3）计算指纹前景图中任一图像块x _i 的权值，计算连续的优势方向区域占所有指纹前景图的比例

，q为相对权值常数，x _c 为指纹前景质心；

4）将比例Q与预设阈值T _Q 进行比较判断方向优势。

6.根据权利要求2所述指纹识别的方法，其特征是：步骤5）中，指纹图像预处理依次有指纹图像分割、指纹图像增强、指纹图像二值化、指纹细化。

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