CN105138971A - 指纹采集的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种指纹采集的方法和装置，属于生物识别技术领域。所述方法包括当需要采集指纹图像时，判断有无手指按压；采集指纹图像；再次判断有无手指按压，当两次判断都有手指按压时，则将采集的指纹图像视为有效的指纹图像。若两次判断都有手指按压时，采集的图像是有效的指纹图像，若两次判断都无手指按压时，采集的图像很可能不是有效的指纹图像，若只有一次有指纹按压时，采集的图像很可能是不完整的。本发明通过两次判断有无手指按压，可以确定采集的指纹图像是否有效，使得识别率相对较高，用户体验较好。

Description

指纹采集的方法和装置

技术领域

本发明涉及生物识别技术领域，特别是指一种指纹采集的方法和装置。

背景技术

在与图像采集相关的产品设计中，由于对于整体成本的考虑，产品往往会采用成本较低的指纹传感器，这类指纹传感器的主要优点是成本低，但是明显的缺点是图像质量差、帧数小。

这类成本较低的指纹传感器在采集图像时一般是通过一行行的扫描来获取相应像素点的灰度值，如图5所示，这类成本较低的指纹传感器在实际应用的过程中，会有一定的概率出现用户指纹无法识别的情况，导致用户体验不好。

发明内容

本发明提供一种识别率相对较高、用户体验好的指纹采集的方法和装置。

为解决上述技术问题，本发明提供技术方案如下：

一种指纹采集的方法，包括：

当需要采集指纹图像时，判断有无手指按压；

采集指纹图像；

再次判断有无手指按压，当两次判断都有手指按压时，则将采集的指纹图像视为有效的指纹图像。

一种指纹采集的装置，包括：

第一判断模块，用于当需要采集指纹图像时，判断有无手指按压；

图像采集模块，用于采集指纹图像；

第二判断模块，用于再次判断有无手指按压，当两次判断都有手指按压时，则将采集的指纹图像视为有效的指纹图像。

本发明具有以下有益效果：

与现有技术相比，本发明在需要采集指纹图像时，判断有无手指按压，然后采集指纹图像，再次判断有无手指按压。若两次判断都有手指按压时，采集的图像很可能是有效的指纹图像，若两次判断都无手指按压时，采集的图像很可能不是有效的指纹图像，若只有一次有指纹按压时，采集的图像很可能是不完整的。本发明通过两次判断有无手指按压，可以确定采集的指纹图像是否有效，使得识别率相对较高，用户体验较好。

附图说明

图1为本发明的指纹采集的方法的一个实施例的流程示意图；

图2为本发明的指纹采集的方法的另一实施例的流程示意图；

图3为本发明的指纹采集的装置的一个实施例的流程示意图；

图4为本发明的指纹采集的装置的另一实施例的流程示意图；

图5为现有技术的指纹传感器获取图像的示意图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

名词解释

1、背景图像：在无指纹按压时得到的图像数据，包含了污迹数据，用做差值处理时的差值数据。

2、指纹图像：图像中有有效指纹的图像。

3、无效图像：获得的图像数据中有指纹信息但不完整的图像数据。

4、图像数据：从指纹传感器获取到的数据，可能是背景图像、指纹图像或者无效图像。

5、可输出图像数据：经过差值计算后可返回给上位机显示或进一步处理的图像数据。

6、图像采集器：用于采集图像的镜头、传感器等，比如指纹传感器。

7、帧/帧数：一帧就是一幅图像，帧数就是一秒钟能采集到的图像数。

发明人通过潜心研究分析发现，现有的指纹采集识别装置出现识别率相对较低、用户体验差的一个原因是指纹采集器获取的时间往往较长，即帧数较小时，很有可能出现扫描到一半时，按压在触感器表面的手指移动或离开的情况，这样就会导致获得的图像无效，进而影响指纹图像识别的效果，导致识别率相对较低，用户在使用的过程中体验较差。

一方面，如图1所示，本发明提供一种指纹采集的方法，包括：

步骤S101：当需要采集指纹图像时，判断有无手指按压；

本步骤中，“当需要采集指纹图像时”可以是指设备接收到采集图像的命令等情况。需要采集指纹图像的情况可以是设备接收到采集图像的命令后，可以是用户触动采集图像的按键，也可以是其他需要采集图像时候的情况。“判断有无手指按压”一般是通过设备中的指纹传感器自带的感应功能判断有无手指按压，当然，也可以通过本领域人员容易想到的其他方式判断有无手指按压。

步骤S102：采集指纹图像；

本步骤中，采集到的图像不一定是有效图像，有可能是背景图像、指纹图像或无效图像。

步骤S103：再次判断有无手指按压，当两次判断都有手指按压时，则将采集的指纹图像视为有效的指纹图像。

与现有技术相比，本发明在需要采集指纹图像时，判断有无手指按压，然后采集指纹图像，再次判断有无手指按压。若两次判断都有手指按压时，采集的图像很可能是有效的指纹图像，若两次判断都无手指按压时，采集的图像很可能不是有效的指纹图像，若只有一次有指纹按压时，采集的图像很可能是不完整的。本发明通过两次判断有无手指按压，可以确定采集的指纹图像是否有效，使得识别率相对较高，用户体验较好。

进一步的，步骤S103之后还可以包括：输出所采集的指纹图像。本步骤中，当两次判断都有手指按压时，则将采集的指纹图像视为有效的指纹图像之后可以是直接输出所采集的指纹图像，也可以是比对后输出比对结果，还可以是现有技术中所需要的各种其他操作。

作为本发明的一种改进，如图2所示，步骤S101之前还可以包括步骤S100：设备上电启动时，预先采集并存储一幅背景图像。

本步骤中，可以在内存中专门设置一背景图像数据缓冲区，以存储所采集的背景图像，便于步骤S104中进行差值计算时使用。

步骤S103之后还优选包括，

步骤S104：利用背景图像对采集的指纹图像进行差值计算；

本步骤中，通过利用背景图像和指纹图像之间进行差值计算，可以去掉采集的图像数据中的污迹背景，得到可输出的图像数据，其中差值计算类似于参照物的概念。

其中，由于污迹随时可能会发生改变，当两次判断都没有手指按压时，优选的将采集到的图像替换背景图像。这样背景图像数据缓冲区内存储的背景图像数据都是最新的图像数据。还可以在不额外花费花间的同时更新背景图像缓冲区中的数据。

步骤S105：输出差值计算后的指纹图像。

本步骤中，设备将差值计算后的指纹图像数据输出(如本机显示或者返回给上位机显示等)，或者设备根据差值计算后的图像数据进行进一步的处理。利用背景图像对指纹图像进行差值计算，通过差值计算可以对指纹残留痕迹进行处理，可以在几乎无图像质量损耗和采集效率损耗，不改变指纹图像纹理的情况下提高采集的图像的质量。

进一步的，利用背景图像对采集的指纹图像进行差值计算进一步为：计算A＝255-(A1-A2)，其中A为差值计算后的指纹图像中像素点的像素值，A1为背景图像中对应像素点的像素值，A2为采集的指纹图像中对应像素点的像素值，其中，当A>255时，取A＝255；当A<0时，取A＝0。

现有技术在不做差值的情况下默认是以纯白背景作为背景图像的。图像是由很多整齐排列的像素点排列而成的，图像数据就是指的图像每个像素点的数据。指纹图像是黑白图像，每个像素点的取值范围[0～255]。值越大，表现在图上就越白，反之就越黑。利用背景图像对采集的指纹图像进行差值计算的一个具体实施例为：

假如一个像素点A的值应该是白色的(255)，但是由于污迹的原因，像素点A的值变成灰色。那么，假如背景图像中像素点A的值A1＝150，指纹图像中像素点A的值为A2＝160。那么差值后的像素值A＝255–(A1–A2)，A＝265，由于像素点的取值范围是[0～255]，所以做了一下限制：A>255时让A＝255；A<0时让A＝0。那么上面A的值就是255，白色。由此，污迹的影响就被消除掉了。

作为本发明的另一种改进，再次判断有无手指按压，优选进一步包括：

当两次判断都无手指按压时，将采集到的指纹图像替换背景图像，并向客户给出提醒；当两次判断中一次有手指按压、一次无手指按压时，将采集到的图像视为无效图像，并向客户给出提醒。具体的，由于两次判断不管是都无手指按压还是其中一次有手指按压，获取的图像或者是背景图像或者是无效图像，都不是有效的指纹图像，因此“并向客户给出提醒”可以是提醒用户指纹图像采集失败，重新按指纹。这样可以进一步提高用户的体验性。

其中，由于污迹随时可能会发生改变，当两次判断都没有手指按压时，优选的将采集到的图像替换背景图像。这样背景图像数据缓冲区内存储的背景图像数据都是最新的图像数据。还可以在不额外花费花间的同时更新背景图像缓冲区中的数据。当一次有手指按压，一次无手指按压时，采集到的图像既不是背景图像，也不是指纹图像，此时可以使用背景缓冲区中的图像数据替换当前的图像数据，这样背景缓冲区中存放的仍然是最新的背景图像。

另一方面，与上述的方法相对应，如图3所示，本发明还提供一种指纹采集的装置，包括：

第一判断模块10，用于当需要采集指纹图像时，判断有无手指按压；

图像采集模块20，用于采集指纹图像；

第二判断模块30，用于再次判断有无手指按压，当两次判断都有手指按压时，则将采集的指纹图像视为有效的指纹图像。

与上述指纹采集的方法相对应，本发明的指纹采集的装置通过两次判断有无手指按压，可以确定获取指纹图像是否有效。

本发明还优选包括：第一输出模块，用于输出所采集的指纹图像。与上述方法相对应的，第一输出模块可以直接输出所采集的指纹图像，也可以是比对后输出比对结果，还可以是现有技术中所需要的各种其他操作。

作为本发明的一种改进，如图4所示，指纹采集的装置还可以包括：存储模块11，用于设备上电启动时，预先采集并存储一幅背景图像；差值计算模块40，用于利用背景图像对采集的指纹图像进行差值计算；第二输出模块50，用于输出差值计算后的指纹图像。差值计算模块利用指纹图像和存储模块采集并存储的背景图像进行差值计算，获取相对较清洗的指纹图像，便于比对，然后第二输出模块输出差值计算后的指纹图像，也可以输出比对后的结果，或者现有技术中所需要的其他操作。

进一步的，差值计算模块40进一步可以用于计算A＝255-(A1-A2)，其中A为差值计算后的指纹图像中像素点的像素值，A1为背景图像中对应像素点的像素值，A2为采集的指纹图像中对应像素点的像素值，其中，当A>255时，取A＝255；当A<0时，取A＝0。

优选的，第二判断模块30可以进一步用于当两次判断都无手指按压时，将采集到的指纹图像替换所述背景图像，并向客户给出提醒；当两次判断中一次有手指按压、一次无手指按压时，将采集到的图像视为无效图像，并向客户给出提醒。第二判断模块可以使背景缓冲区中存放的是最新的背景图像，可以实时更新背景缓冲区中的背景图像，还可以使得用户体验好。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种指纹采集的方法，其特征在于，包括：

当需要采集指纹图像时，判断有无手指按压；

采集指纹图像；

再次判断有无手指按压，当两次判断都有手指按压时，则将采集的指纹图像视为有效的指纹图像。

2.根据权利要求1所述的指纹采集的方法，其特征在于，所述再次判断有无手指按压，当两次判断都有手指按压时，则将采集的指纹图像视为有效的指纹图像之后还包括：

输出所采集的指纹图像。

3.根据权利要求1所述的指纹采集的方法，其特征在于，所述当需要采集指纹图像时，判断有无手指按压之前，还包括：

设备上电启动时，预先采集并存储一幅背景图像；

所述再次判断有无手指按压，当两次判断都有手指按压时，则将采集的指纹图像视为有效的指纹图像之后，还包括：

利用所述背景图像对采集的指纹图像进行差值计算；

输出差值计算后的指纹图像。

4.根据权利要求3所述的指纹采集的方法，其特征在于，所述利用所述背景图像对采集的指纹图像进行差值计算进一步为：

计算A＝255-(A1-A2)，其中A为差值计算后的指纹图像中像素点的像素值，A1为背景图像中对应像素点的像素值，A2为采集的指纹图像中对应像素点的像素值，其中，当A>255时，取A＝255；当A<0时，取A＝0。

5.根据权利要求3或4所述指纹采集的方法，其特征在于，所述再次判断有无手指按压，进一步包括：

当两次判断都无手指按压时，将采集到的指纹图像替换所述背景图像，并向客户给出提醒；当两次判断中一次有手指按压、一次无手指按压时，将采集到的图像视为无效图像，并向客户给出提醒。

6.一种指纹采集的装置，其特征在于，包括：

第一判断模块，用于当需要采集指纹图像时，判断有无手指按压；

图像采集模块，用于采集指纹图像；

第二判断模块，用于再次判断有无手指按压，当两次判断都有手指按压时，则将采集的指纹图像视为有效的指纹图像。

7.根据权利要求6所述指纹采集的的装置，其特征在于，还包括：

第一输出模块，用于输出所采集的指纹图像。

8.根据权利要求6所述的指纹采集的装置，其特征在于，还包括：

存储模块，用于设备上电启动时，预先采集并存储一幅背景图像；

差值计算模块，用于利用所述背景图像对采集的指纹图像进行差值计算；

第二输出模块，用于输出差值计算后的指纹图像。

9.根据权利要求8所述的指纹采集的装置，其特征在于，还包括：所述差值计算模块进一步用于计算A＝255-(A1-A2)，其中A为差值计算后的指纹图像中像素点的像素值，A1为背景图像中对应像素点的像素值，A2为采集的指纹图像中对应像素点的像素值，其中，当A>255时，取A＝255；当A<0时，取A＝0。

10.根据权利要求6至9中任一权利要求所述的指纹采集的装置，其特征在于，所述第二判断模块，进一步用于当两次判断都无手指按压时，将采集到的指纹图像替换所述背景图像，并向客户给出提醒；当两次判断中一次有手指按压、一次无手指按压时，将采集到的图像视为无效图像，并向客户给出提醒。