CN105677082B - 基于终端设备的指纹测压方法及其应用方法和对应装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于终端设备的指纹测压方法和装置及根据手指触按压力对终端设备进行控制的方法和装置，其中，该基于终端设备的指纹测压方法包括：在用户通过手指触发终端设备时，采集根据用户指纹生成的第一帧图像；计算第一帧图像的预设区域的平均灰度值；根据第一帧图像对应的平均灰度值对用户的手指触按压力进行检测。本发明实施例的基于终端设备的指纹测压方法能够利用指纹图像实现对手指触按压力的检测，从而能够实现不同的功能应用，提升了用户体验。

Description

基于终端设备的指纹测压方法及其应用方法和对应装置
技术领域
本发明涉及控制终端技术领域，特别涉及一种基于终端设备的指纹测压方法和装置及根据手指触按压力对终端设备进行控制的方法和装置。
背景技术
相关技术中，在检测终端设备触摸屏手指触按压力时，可以在终端设备触摸屏下方安装压敏电阻压力传感器，当按压触摸屏时，触摸屏会随着按压力度有微小的形变，从而使得安装在其下方的压敏电阻阻值发生变化，根据阻值变化大小量化触摸压力。另外，对于电容触摸屏可以使用电容式压力检测法。
然而，由于手指触按终端设备的触摸屏时，触摸屏形变很微小，因而使得压敏电阻阻值或电容值变化很小，压力检测不灵敏，从而导致相应的功能应用有限，用户体验不高。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决上述的技术问题之一。为此，本发明的第一个目的在于提出一种基于终端设备的指纹测压方法，该方法能够利用指纹图像实现对手指触按压力的检测。
本发明的第二个目的在于提出了一种基于终端设备的指纹测压装置。
本发明的第三个目的在于提出了一种根据手指触按压力对终端设备进行控制的方法。
本发明的第四个目的在于提出了一种根据手指触按压力对终端设备进行控制的装置。
为达到上述目的，本发明第一方面的实施例提出了一种基于终端设备的指纹测压方法，包括以下步骤：在用户通过手指触发所述终端设备时，采集根据用户指纹生成的第一帧图像；计算所述第一帧图像的预设区域的平均灰度值；根据所述第一帧图像对应的平均灰度值对所述用户的手指触按压力进行检测。
根据本发明实施例的基于终端设备的指纹测压方法，在用户通过手指触发终端设备时，可通过终端设备中的指纹采集芯片采集用户指纹以得到某一时刻的用户指纹图像例如第一帧图像，然后计算第一帧图像的预设区域的平均灰度值，最后根据第一帧图像对应的平均灰度值对用户的手指触按压力进行检测，从而能够利用指纹图像的灰度来检测手指在不同时刻的触按压力，进而能够实现不同的功能应用，提升了用户体验。
根据本发明的一个实施例，所述方法还包括：在所述用户通过手指触发所述终端设备时，采集根据所述用户指纹生成的第二帧图像；计算所述第二帧图像的所述预设区域的平均灰度值；根据所述第一帧图像对应的平均灰度值和所述第二帧图像对应的平均灰度值对所述用户的手指触按压力进行检测。
根据本发明的一个实施例，所述根据所述第一帧图像对应的平均灰度值对所述用户的手指触按压力进行检测，包括：对所述第一帧图像对应的平均灰度值与预设平均灰度值进行比较；如果所述第一帧图像对应的平均灰度值大于预设平均灰度值，则判断所述用户的手指触按压力变小；以及如果所述第一帧图像对应的平均灰度值小于预设平均灰度值，则判断所述用户的手指触按压力变大。
根据本发明的一个实施例，所述根据所述第一帧图像对应的平均灰度值和所述第二帧图像对应的平均灰度值对所述用户的手指触按压力进行检测，包括：根据所述第一帧图像对应的平均灰度值获取所述第一帧图像的脊线像素数量和/或谷线像素数量，并根据所述第二帧图像对应的平均灰度值获取所述第二帧图像的脊线像素数量和/或谷线像素数量；对所述第一帧图像的脊线像素数量和/或谷线像素数量与所述第二帧图像的脊线像素数量和/或谷线像素数量进行比较；如果所述第二帧图像的脊线像素数量大于所述第一帧图像的脊线像素数量和/或所述第二帧图像的谷线像素数量小于所述第一帧图像的谷线像素数量，则判断所述用户的手指触按压力变大；如果所述第二帧图像的脊线像素数量小于所述第一帧图像的脊线像素数量和/或所述第二帧图像的谷线像素数量大于所述第一帧图像的谷线像素数量，则判断所述用户的手指触按压力变小。
其中，所述第一帧图像和所述第二帧图像中大于相应的平均灰度值的像素为谷线像素，所述第一帧图像和所述第二帧图像中小于相应的平均灰度值的像素为脊线像素。
根据本发明的一个实施例，所述根据所述第一帧图像对应的平均灰度值和所述第二帧图像对应的平均灰度值对所述用户的手指触按压力进行检测，还包括：根据所述第一帧图像与所述第二帧图像之间的脊线像素数量变化值和/或谷线像素数量变化值计算所述用户的手指触按压力相对值。
通过获取不同时刻的指纹图像的脊线像素数量和/或谷线像素数量来进行比较，从而可精确判断出用户的手指触按压力的大小情况。
根据本发明的一个实施例，所述根据所述第一帧图像对应的平均灰度值和所述第二帧图像对应的平均灰度值对所述用户的手指触按压力进行检测，还包括：如果所述第二帧图像的脊线像素数量等于所述第一帧图像的脊线像素数量和/或所述第二帧图像的谷线像素数量等于所述第一帧图像的谷线像素数量，则判断所述用户的手指触按压力保持不变。
根据本发明的一个实施例，所述根据所述第一帧图像对应的平均灰度值和所述第二帧图像对应的平均灰度值对所述用户的手指触按压力进行检测，包括：对所述第一帧图像对应的平均灰度值与所述第二帧图像对应的平均灰度值进行比较；如果所述第一帧图像对应的平均灰度值小于所述第二帧图像对应的平均灰度值，则判断所述用户的手指触按压力变小；如果所述第一帧图像对应的平均灰度值大于所述第二帧图像对应的平均灰度值，则判断所述用户的手指触按压力变大；如果所述第一帧图像对应的平均灰度值等于所述第二帧图像对应的平均灰度值，则判断所述用户的手指触按压力保持不变。
为达到上述目的，本发明第二方面的实施例提出了一种基于终端设备的指纹测压装置，包括：采集模块，用于在用户通过手指触发所述终端设备时采集根据用户指纹生成的第一帧图像；计算模块，用于计算所述第一帧图像的预设区域的平均灰度值；压力检测模块，用于根据所述第一帧图像对应的平均灰度值对所述用户的手指触按压力进行检测。
根据本发明实施例的基于终端设备的指纹测压装置，在用户通过手指触发终端设备时，可通过采集模块例如终端设备中的指纹采集芯片采集用户指纹以得到某一时刻的用户指纹图像例如第一帧图像，并通过计算模块计算第一帧图像的预设区域的平均灰度值，以及压力检测模块根据第一帧图像对应的平均灰度值对用户的手指触按压力进行检测，从而能够利用指纹图像的灰度来检测手指在不同时刻的触按压力，进而能够实现不同的功能应用，提升了用户体验。
根据本发明的一个实施例，所述采集模块，还用于在所述用户通过手指触发所述终端设备时采集根据用户指纹生成的第二帧图像；所述计算模块，还用于计算所述第二帧图像的所述预设区域的平均灰度值；所述压力检测模块，还用于根据所述第一帧图像对应的平均灰度值和所述第二帧图像对应的平均灰度值对所述用户的手指触按压力进行检测。
根据本发明的一个实施例，所述压力检测模块根据所述第一帧图像对应的平均灰度值对所述用户的手指触按压力进行检测，具体包括：
所述压力检测模块用于对所述第一帧图像对应的平均灰度值与预设平均灰度值进行比较；如果所述第一帧图像对应的平均灰度值大于预设平均灰度值，则判断所述用户的手指触按压力变小；以及如果所述第一帧图像对应的平均灰度值小于预设平均灰度值，则判断所述用户的手指触按压力变大。
根据本发明的一个实施例，所述压力检测模块根据所述第一帧图像对应的平均灰度值和所述第二帧图像对应的平均灰度值对所述用户的手指触按压力进行检测时，进一步根据所述第一帧图像对应的平均灰度值获取所述第一帧图像的脊线像素数量和/或谷线像素数量，并根据所述第二帧图像对应的平均灰度值获取所述第二帧图像的脊线像素数量和/或谷线像素数量，并对所述第一帧图像的脊线像素数量和/或谷线像素数量与所述第二帧图像的脊线像素数量和/或谷线像素数量进行比较，其中，如果所述第二帧图像的脊线像素数量大于所述第一帧图像的脊线像素数量和/或所述第二帧图像的谷线像素数量小于所述第一帧图像的谷线像素数量，所述压力检测模块则判断所述用户的手指触按压力变大；如果所述第二帧图像的脊线像素数量小于所述第一帧图像的脊线像素数量和/或所述第二帧图像的谷线像素数量大于所述第一帧图像的谷线像素数量，所述压力检测模块则判断所述用户的手指触按压力变小。
其中，所述第一帧图像和所述第二帧图像中大于相应的平均灰度值的像素为谷线像素，所述第一帧图像和所述第二帧图像中小于相应的平均灰度值的像素为脊线像素。
根据本发明的一个实施例，所述压力检测模块根据所述第一帧图像对应的平均灰度值和所述第二帧图像对应的平均灰度值对所述用户的手指触按压力进行检测时，还根据所述第一帧图像与所述第二帧图像之间的脊线像素数量变化值和/或谷线像素数量变化值计算所述用户的手指触按压力相对值。
通过获取不同时刻的指纹图像的脊线像素数量和/或谷线像素数量来进行比较，从而可精确判断出用户的手指触按压力的大小情况。
根据本发明的一个实施例，如果所述第二帧图像的脊线像素数量等于所述第一帧图像的脊线像素数量和/或所述第二帧图像的谷线像素数量等于所述第一帧图像的谷线像素数量，所述压力检测模块则判断所述用户的手指触按压力保持不变。
根据本发明的一个实施例，所述压力检测模块根据所述第一帧图像对应的平均灰度值和所述第二帧图像对应的平均灰度值对所述用户的手指触按压力进行检测时，进一步对所述第一帧图像对应的平均灰度值与所述第二帧图像对应的平均灰度值进行比较，其中，如果所述第一帧图像对应的平均灰度值小于所述第二帧图像对应的平均灰度值，所述压力检测模块则判断所述用户的手指触按压力变小；如果所述第一帧图像对应的平均灰度值大于所述第二帧图像对应的平均灰度值，所述压力检测模块则判断所述用户的手指触按压力变大；如果所述第一帧图像对应的平均灰度值等于所述第二帧图像对应的平均灰度值，所述压力检测模块则判断所述用户的手指触按压力保持不变。
进一步地，本发明第三方面的实施例提出了一种根据手指触按压力对终端设备进行控制的方法，包括：在所述终端设备中提供操作界面，其中，所述操作界面中具有操作项；根据上述的指纹测压方法确定手指触按压力；根据所述手指触按压力生成相应的控制力度，并根据所述控制力度控制所述操作项。
根据本发明实施例的根据手指触按压力对终端设备进行控制的方法，能够根据不同的手指触按压力生成相应的控制力度，进而对终端设备的相应的操作项进行控制，提升了用户体验。
根据本发明的一个实施例，所述的控制力度对应所述操作项的跳跃高度、发射力度、奔跑速度或加速度。
本发明第四方面的实施例提出了一种根据手指触按压力对终端设备进行控制的装置，包括：界面提供模块，用于在所述终端设备中提供操作界面，其中，所述操作界面中具有操作项；如上述的指纹测压装置，用于确定手指触按压力；控制模块，用于根据所述手指触按压力生成相应的控制力度，并根据所述控制力度控制所述操作项。
根据本发明实施例的根据手指触按压力对终端设备进行控制的装置，能够根据不同的手指触按压力生成相应的控制力度，进而对终端设备的相应的操作项进行控制，提升了用户体验。
根据本发明的一个实施例，所述的控制力度对应所述操作项的跳跃高度、发射力度、奔跑速度或加速度。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明实施例的基于终端设备的指纹测压方法的流程图；
图2是根据本发明一个实施例的指纹采集的示意图；
图3、图4和图5分别是根据本发明一个实施例的轻压、正常按压、重压下的指纹图像示意图；
图6、图7和图8分别是根据本发明另一个实施例的轻压、正常按压、重压下的指纹图像示意图；
图9是根据本发明一个实施例的基于终端设备的指纹测压方法的流程图；
图10是根据本发明一个具体实施例的步骤S203的具体流程图；
图11是根据本发明另一个具体实施例的步骤S203的具体流程图；
图12是根据本发明一个具体实施例的基于终端设备的指纹测压方法的流程图；
图13是根据本发明实施例的基于终端设备的指纹测压装置的方框示意图；
图14是根据本发明实施例的根据手指触按压力对终端设备进行控制的方法的流程图；
图15是根据本发明实施例的根据手指触按压力对终端设备进行控制的装置的方框示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参考附图描述本发明实施例的基于终端设备的指纹测压方法和基于终端设备的指纹测压装置及根据手指触按压力对终端设备进行控制的方法和根据手指触按压力对终端设备进行控制的装置。
图1为根据本发明实施例的基于终端设备的指纹测压方法的流程图。如图1所示，该基于终端设备的指纹测压方法包括以下步骤：
S101，在用户通过手指触发终端设备时，采集由用户指纹生成的第一帧图像。
在本发明的一个具体实施例中，在用户通过手指触发终端设备的指纹检测区域时，可以通过终端设备中的指纹检测IC(Integrated Circuit，集成电路)在某一时刻采集用户指纹，进而生成该时刻下的指纹图像例如第一帧图像。其中，图2为通过指纹检测IC采集用户指纹图像的示意图，如图2所示，格子区域为指纹检测IC的感应区域，当用户手指触按感应区域时，根据手指的触按压力的不同会生成相应的指纹图像。
在本发明的一个实施例中，终端设备可以是智能手机、平板电脑、智能电视、游戏设备、考勤机等。
S102，计算第一帧图像的预设区域的平均灰度值。
具体地，在本发明的一个实施例中，采集到某一时刻的用户指纹生成的一帧图像可如图3、图4或图5所示，其中，图3为手指轻按时的指纹图像，图4为手指正常按压时的指纹图像，图5为手指重压时的指纹图像。选取该三帧图像中的一帧的预设区域，例如如图3中的右侧小图、图4中的右侧小图或图5中的右侧小图所示。上述预设区域可以是某帧图像中间的64*64的区域，计算这一区域的平均灰度值。其中，采集到的图像可以是彩色图像，也可以是灰度图像。
在本发明的另一个实施例中，采集到某一时刻的另一用户指纹生成的一帧图像可如图6、图7或图8所示，其中，图6为手指轻按时的指纹图像，图7为手指正常按压时的指纹图像，图8为手指重压时的指纹图像。选取该三帧图像中的一帧的预设区域，例如如图6中的右侧小图、图7中的右侧小图或图8中的右侧小图所示，然后计算该帧图像预设区域的平均灰度值。
需要说明的是，在本发明的实施例中，平均灰度值可以通过算术平均值法求取，即该预设区域每个像素点的灰度值累加后除以像素点个数。可以理解的是，如果采集到的图像为彩色图像，可以先将其转化为灰度图像，再通过算术平均值法求平均灰度值。
S103，根据第一帧图像对应的平均灰度值对用户的手指触按压力进行检测。
具体地，在本发明的实施例中，对第一帧图像对应的平均灰度值与预设平均灰度值进行比较，如果第一帧图像对应的平均灰度值大于预设平均灰度值，则判断用户的手指触按压力变小；如果第一帧图像对应的平均灰度值小于预设平均灰度值，则判断用户的手指触按压力变大。
也就是说，本发明实施例的基于终端设备的指纹测压方法利用指纹检测IC采集的某一时刻的一帧图像来计算该帧图像预设区域的平均灰度值，然后可以通过比较该时刻图像对应的平均灰度值和预设的平均灰度值来判断手指触按压力的情况。具体地，如果第一帧图像对应的平均灰度值大于预设平均灰度值，则判断用户的手指触按压力变小；如果第一帧图像对应的平均灰度值小于预设平均灰度值，则判断用户的手指触按压力变大。举例而言，预设平均灰度值对应正常按压，如果第一帧图像对应的平均灰度值大于预设平均灰度值，则判断用户手指触按压力为轻压；如果第一帧图像对应的平均灰度值小于预设平均灰度值，则判断用户手指触按压力为重压。
在本发明的另一个实施例中，如图9所示，该基于终端设备的指纹测压方法还可以包括以下步骤：
S201，在用户通过手指触发终端设备时，分别采集由用户指纹生成的第一帧图像和第二帧图像。
在本发明的一个具体实施例中，在用户通过手指触发终端设备的指纹检测区域时，可以通过终端设备中的指纹检测IC(Integrated Circuit，集成电路)在不同的时刻采集用户指纹，进而生成该不同刻下的指纹图像例如第一帧图像和第二帧图像。其中，图2为通过指纹检测IC采集用户指纹图像的示意图，如图2所示，格子区域为指纹检测IC的感应区域，当用户手指触按感应区域时，根据手指的触按压力的不同会生成相应的指纹图像。
S202，计算第一帧图像和第二帧图像的预设区域的平均灰度值。
具体地，在本发明的一个实施例中，采集到不同时刻的用户指纹生成的三帧图像可如图3、图4和图5所示，其中，图3为手指轻按时的指纹图像，图4为手指正常按压时的指纹图像，图5为手指重压时的指纹图像。选取该三帧图像的预设区域，例如如图3中的右侧小图、图4中的右侧小图、图5中的右侧小图所示。上述预设区域可以是每帧图像中间的64*64的区域，计算这一区域的平均灰度值。其中，采集到的图像可以是彩色图像，也可以是灰度图像。
需要说明的是，在本发明的实施例中，平均灰度值可以通过算术平均值法求取，即该预设区域每个像素点的灰度值累加后除以像素点个数。可以理解的是，如果采集到的图像为彩色图像，可以先将其转化为灰度图像，再通过算术平均值法求平均灰度值。
S203，根据第一帧图像对应的平均灰度值和/或第二帧图像对应的平均灰度值对用户的手指触按压力进行检测。
也就是说，本发明实施例的基于终端设备的指纹测压方法利用指纹检测IC采集的不同时刻的两帧图像来计算每帧图像预设区域的平均灰度值，然后通过比较不同时刻图像对应的平均灰度值来判断手指触按压力的变化情况，例如手指触按压力变小、手指触按压力变大、手指触按保持不变等情况。
进一步地，在本发明的一个实施例中，如图10所示，步骤S203可包括以下步骤：
S2031，根据第一帧图像对应的平均灰度值获取第一帧图像的脊线像素数量和/或谷线像素数量，并根据第二帧图像对应的平均灰度值获取第二帧图像的脊线像素数量和/或谷线像素数量。
其中，所述第一帧图像和所述第二帧图像中大于相应的平均灰度值的像素为谷线像素，所述第一帧图像和所述第二帧图像中小于相应的平均灰度值的像素为脊线像素。
即言，第一帧图像和第二帧图像中大于相应的平均灰度值的像素为谷线像素，第一帧图像和第二帧图像中小于相应的平均灰度值的像素为脊线像素。如图3、图4和图5对比所示，或者如图6、图7和图8对比所示，当手指轻放在指纹检测IC的感应区域上时，指纹图像中脊线的面积小，谷线的面积大，随着手指不断用力，指纹图像中谷线的面积会越来越小，脊线的面积会越来越大。当用力按压时，谷线的面积就已经很小了，而脊线所占的比例则会很大。
S2032，对第一帧图像的脊线像素数量和/或谷线像素数量与第二帧图像的脊线像素数量和/或谷线像素数量进行比较。
S2033，如果第二帧图像的脊线像素数量大于第一帧图像的脊线像素数量和/或第二帧图像的谷线像素数量小于第一帧图像的谷线像素数量，则判断用户的手指触按压力变大。
S2034，如果第二帧图像的脊线像素数量小于第一帧图像的脊线像素数量和/或第二帧图像的谷线像素数量大于第一帧图像的谷线像素数量，则判断用户的手指触按压力变小。
S2035，如果第二帧图像的脊线像素数量等于第一帧图像的脊线像素数量和/或第二帧图像的谷线像素数量等于第一帧图像的谷线像素数量，则判断用户的手指触按压力保持不变，即言，用户在两帧图像中对终端设备的触按力度基本相同，且触按区域不变，可判断用户的手指触按压力保持不变。
其中，本发明实施例中的“大于”、“小于”和“等于”可以做广义上的理解，例如在进行比较时超出一定数值区间的为“大于”，低于一定数值区间的为“小于”，在一定数值区间内的为“等于”。
因此说，在本发明的实施例中，通过获取不同时刻的指纹图像的脊线像素数量和/或谷线像素数量来进行比较，从而可精确判断出用户的手指触按压力的大小情况。具体而言，在一些终端设备应用中，如游戏等，可以根据不同的压力实现相应的功能，如需要人物跳动的游戏中压力越大游戏人物就跳的越高越远，音乐游戏中按的越重声音就越大，跑酷等游戏中压力不变可以保持匀速前进等。
在本发明的一个实施例中，还可根据第一帧图像与第二帧图像之间的脊线像素数量变化值和/或谷线像素数量变化值可以计算用户的手指触按压力相对值。
例如，可以将平均灰度值和脊线或谷线像素数量按照预设的经验公式换算成相应的压力值，然后传给主机(例如终端设备中的控制器)作为压力检测的数值。其中，可以将脊线像素数量的增加量乘以一个系数，得到用户手指触按压力相对值。具体地，如果第一帧图像中间的64*64个像素里有2000个脊线像素，而第二帧图像有3000个脊线像素，系数为1/2048，则压力的相对值为(3000-2000)/2048，结果为压力约等于48％。
在本发明的另一个实施例中，如图11所示，步骤S203可以包括以下步骤：
S2036，对第一帧图像对应的平均灰度值与第二帧图像对应的平均灰度值进行比较。
S2037，如果第一帧图像对应的平均灰度值小于第二帧图像对应的平均灰度值，则判断用户的手指触按压力变小。
S2038，如果第一帧图像对应的平均灰度值大于第二帧图像对应的平均灰度值，则判断用户的手指触按压力变大。
S2039，如果第一帧图像对应的平均灰度值等于第二帧图像对应的平均灰度值，则判断用户的手指触按压力保持不变。
在本发明的实施例中，通过指纹检测IC采集不同时刻的指纹图像，利用指纹图像的平均灰度值来判断压力的大小情况，从而使得终端设备不需要物理按键的结构件，进而使得整体结构简单，而且指纹检测IC的寿命远大于物理按键，所以使得指纹模组的寿命更长，并能够有效降低使用成本。
根据本发明的一个具体实施例，如图12所示，上述的基于终端设备的指纹测压方法包括以下步骤：
S211，采集第一帧图像。
S212，获取第一帧图像的中心区域的脊线像素数量。
S213，采集第二帧图像。
S214，获取第二帧图像的中心区域的脊线像素数量。
S215，对第一帧图像的中心区域的脊线像素数量和第二帧图像的中心区域的脊线像素数量进行比较。
S216，如果第一帧图像的中心区域的脊线像素数量大于第二帧图像的中心区域的脊线像素数量，则判断用户的手指触按压力变小。
S217，如果第一帧图像的中心区域的脊线像素数量小于第二帧图像的中心区域的脊线像素数量，则判断用户的手指触按压力变大。
S218，如果第一帧图像的中心区域的脊线像素数量等于第二帧图像的中心区域的脊线像素数量，则判断用户的手指触按压力保持不变，正常的指纹应用。
综上所述，本发明实施例的基于终端设备的指纹测压方法，在用户通过手指触发终端设备时，可通过终端设备中的指纹采集芯片采集用户指纹以得到不同时刻的用户指纹图像例如第一帧图像和第二帧图像，然后计算第一帧图像和第二帧图像的预设区域的平均灰度值，最后根据第一帧图像对应的平均灰度值和第二帧图像对应的平均灰度值对用户的手指触按压力进行检测，从而能够利用指纹图像的灰度来检测手指在不同时刻的触按压力，进而能够实现不同的功能应用，提升了用户体验。
图13为根据本发明实施例的基于终端设备的指纹测压装置的方框示意图。如图13所示，该基于终端设备的指纹测压装置100包括：采集模块110、计算模块120和压力检测模块130。
其中，采集模块110用于在用户通过手指触发终端设备时采集根据用户指纹生成的第一帧图像，计算模块120用于计算第一帧图像的预设区域的平均灰度值，压力检测模块130用于根据第一帧图像对应的平均灰度值对用户的手指触按压力进行检测。
具体地，在本发明的实施例中，压力检测模块130对第一帧图像对应的平均灰度值与预设平均灰度值进行比较，如果第一帧图像对应的平均灰度值大于预设平均灰度值，则判断用户的手指触按压力变小；如果第一帧图像对应的平均灰度值小于预设平均灰度值，则判断用户的手指触按压力变大。
也就是说，本发明实施例的基于终端设备的指纹测压装置利用指纹检测IC采集的某一时刻的一帧图像来计算该帧图像预设区域的平均灰度值，然后可以通过比较该时刻图像对应的平均灰度值和预设的平均灰度值来判断手指触按压力的情况。具体地，如果第一帧图像对应的平均灰度值大于预设平均灰度值，则判断用户的手指触按压力变小；如果第一帧图像对应的平均灰度值小于预设平均灰度值，则判断用户的手指触按压力变大。举例而言，预设平均灰度值对应正常按压，如果第一帧图像对应的平均灰度值大于预设平均灰度值，则判断用户手指触按压力为轻压；如果第一帧图像对应的平均灰度值小于预设平均灰度值，则判断用户手指触按压力为重压。
在本发明的一个实施例中，采集模块110用于在用户通过手指触发终端设备时采集根据用户指纹生成的第一帧图像后，还用于在另一时刻采集由用户指纹生成的第二帧图像。具体地，在用户通过手指触发终端设备的指纹检测区域时，可以通过终端设备中的指纹检测IC(Integrated Circuit，集成电路)在不同的时刻采集用户指纹，进而生成不同时刻下的指纹图像例如第一帧图像和第二帧图像。其中，图2为通过指纹检测IC采集用户指纹图像的示意图，如图2所示，格子区域为指纹检测IC的感应区域，当用户手指触按感应区域时，根据手指的触按压力不同会生成相应的指纹图像。
计算模块120还用于计算第二帧图像的预设区域的平均灰度值。具体地，在本发明的一个实施例中，采集到不同时刻的用户指纹生成的三帧图像可如图3、图4和图5所示，其中，图3为手指轻按时的指纹图像，图4为手指正常按压时的指纹图像，图5为手指重压时的指纹图像。选取该三帧图像的预设区域，例如如图3中的右侧小图、图4中的右侧小图、图5中的右侧小图所示。上述预设区域可以是每帧图像中间的64*64的区域，通过计算模块120计算这一区域的平均灰度值。其中，采集到的图像可以是彩色图像，也可以是灰度图像。
在本发明的另一个实施例中，采集到不同时刻的另一用户指纹生成的另外三帧图像可如图6、图7和图8所示，其中，图6为手指轻按时的指纹图像，图7为手指正常按压时的指纹图像，图8为手指重压时的指纹图像。选取该三帧图像的相同区域，例如如图6中的右侧小图、图7中的右侧小图、图8中的右侧小图所示，然后计算模块20计算每帧图像相同区域的平均灰度值。
需要说明的是，在本发明的实施例中，平均灰度值可以通过算术平均值法求取，即该预设区域每个像素点的灰度值累加后除以像素点个数。可以理解的是，如果采集到的图像为彩色图像，可以先将其转化为灰度图像，再通过算术平均值法求平均灰度值。
压力检测模块130还用于根据第一帧图像对应的平均灰度值和第二帧图像对应的平均灰度值对用户的手指触按压力进行检测。
在本发明的一个实施例中，压力检测模块130根据第一帧图像对应的平均灰度值和第二帧图像对应的平均灰度值对用户的手指触按压力进行检测时，进一步根据第一帧图像对应的平均灰度值获取第一帧图像的脊线像素数量和/或谷线像素数量，并根据第二帧图像对应的平均灰度值获取第二帧图像的脊线像素数量和/或谷线像素数量，并对第一帧图像的脊线像素数量和/或谷线像素数量与第二帧图像的脊线像素数量和/或谷线像素数量进行比较，其中，如果第二帧图像的脊线像素数量大于第一帧图像的脊线像素数量和/或第二帧图像的谷线像素数量小于第一帧图像的谷线像素数量，压力检测模块130则判断用户的手指触按压力变大；如果第二帧图像的脊线像素数量小于第一帧图像的脊线像素数量和/或第二帧图像的谷线像素数量大于第一帧图像的谷线像素数量，压力检测模块130则判断用户的手指触按压力变小。
其中，所述第一帧图像和所述第二帧图像中大于相应的平均灰度值的像素为谷线像素，所述第一帧图像和所述第二帧图像中小于相应的平均灰度值的像素为脊线像素。
因此说，在本发明的实施例中，可通过获取不同时刻的指纹图像的脊线像素数量和/或谷线像素数量来进行比较，从而可精确判断出用户的手指触按压力的大小情况。具体而言，在一些终端设备应用中，如游戏等，可以根据不同的压力实现相应的功能，如需要人物跳动的游戏中压力越大游戏人物就跳的越高越远，音乐游戏中按的越重声音就越大，跑酷等游戏中压力不变可以保持匀速前进等。
在本发明的一个实施例中，压力检测模块130根据第一帧图像对应的平均灰度值和第二帧图像对应的平均灰度值对用户的手指触按压力进行检测时，还根据第一帧图像与第二帧图像之间的脊线像素数量变化值和/或谷线像素数量变化值计算用户的手指触按压力相对值。
例如，可以将平均灰度值和脊线或谷线像素数量按照预设的经验公式换算成相应的压力值，然后传给主机(例如终端设备中的控制器)作为压力检测的数值。其中，可以将脊线像素数量的增加量乘以一个系数，得到用户手指触按压力相对值。具体地，如果第一帧图像中间的64*64个像素里有2000个脊线像素，而第二帧图像有3000个脊线像素，系数为1/2048，则压力的相对值为(3000-2000)/2048，结果为压力约等于48％。
在本发明的一个实施例中，如果第二帧图像的脊线像素数量等于第一帧图像的脊线像素数量和/或第二帧图像的谷线像素数量等于第一帧图像的谷线像素数量，压力检测模块130则判断用户的手指触按压力保持不变，即言，用户在两帧图像中对终端设备的触按力度基本相同，且触按区域不变，可判断用户的手指触按压力保持不变。
在本发明的一个实施例中，压力检测模块130根据第一帧图像对应的平均灰度值和第二帧图像对应的平均灰度值对用户的手指触按压力进行检测时，进一步对第一帧图像对应的平均灰度值与第二帧图像对应的平均灰度值进行比较，其中，如果第一帧图像对应的平均灰度值小于第二帧图像对应的平均灰度值，压力检测模块130则判断用户的手指触按压力变小；如果第一帧图像对应的平均灰度值大于第二帧图像对应的平均灰度值，压力检测模块130则判断用户的手指触按压力变大；如果第一帧图像对应的平均灰度值等于第二帧图像对应的平均灰度值，压力检测模块130则判断用户的手指触按压力保持不变。
本发明实施例的基于终端设备的指纹测压装置，在用户通过手指触发终端设备时，可通过采集模块例如终端设备中的指纹采集芯片采集用户指纹以得到不同时刻的用户指纹图像例如第一帧图像和第二帧图像，并通过计算模块计算第一帧图像和第二帧图像的预设区域的平均灰度值，以及压力检测模块根据第一帧图像对应的平均灰度值和第二帧图像对应的平均灰度值对用户的手指触按压力进行检测，从而能够利用指纹图像的灰度来检测手指在不同时刻的触按压力，进而能够实现不同的功能应用，提升了用户体验。
图14为根据本发明实施例的根据手指触按压力对终端设备进行控制的方法的流程图。如图14所示，该根据手指触按压力对终端设备进行控制的方法包括以下步骤：
S301，在终端设备中提供操作界面。
其中，操作界面中具有操作项。
具体而言，上述操作界面可以是终端设备应用中的操作界面，如在射击游戏中的投掷界面、横板过关游戏中的蹦跳界面等。进一步地，操作项可以是操作界面中的按键或相关位置。
S302，根据基于终端设备的指纹测压方法确定手指触按压力。
S303，根据手指触按压力生成相应的控制力度，并根据控制力度控制操作项。
在本发明的一个实施例中，控制力度可以对应终端设备中的操作界面中操作项的跳跃高度、发射力度、奔跑速度或加速度。
具体而言，在一些终端设备应用中，如在射击游戏中，有掷手雷的动作。用户在通过手指进行投掷操作时，可以根据本发明第一方面实施例的指纹测压方法对用户的手指触按压力进行检测，进而可以根据手指触按压力生成对应投掷距离或高度的控制力度，控制力度越大，投掷越远或越高，即方便快捷地控制投掷动作，可以加快用户的进攻节奏，从而提升了用户体验。
再比如，在横板过关游戏(例如超级玛丽、神庙逃亡等)中，很多地方需要蹦跳。用户在通过手指进行蹦跳操作时，可以根据本发明第一方面实施例的指纹测压方法对用户的手指触按压力进行检测，进而可以根据手指触按压力生成对应蹦跳高低、远近或速度的控制力度，控制力度越大，蹦跳越高、越远或越快，从而可以更方便地对需要连续蹦跳的位置进行操作，用户体验感更好。
在本发明的另一个实施例中，控制力度还可以调节音量、调节照相时的焦距等。
根据本发明实施例的根据手指触按压力对终端设备进行控制的方法，能够根据不同的手指触按压力生成相应的控制力度，进而对终端设备的相应的操作项进行控制，提升了用户体验。
图15为根据本发明实施例的根据手指触按压力对终端设备进行控制的装置的方框示意图。如图15所示，该根据手指触按压力对终端设备进行控制的装置200包括：界面提供模块210、基于终端设备的指纹测压装置100和控制模块220。
界面提供模块210用于在终端设备中提供操作界面。
其中，操作界面中具有操作项。
具体而言，上述操作界面可以是终端设备应用中的操作界面，如在射击游戏中的投掷界面、横板过关游戏中的蹦跳界面等。进一步地，操作项可以是操作界面中的按键或相关位置。
基于终端设备的指纹测压装置100用于确定手指触按压力。
控制模块220用于根据手指触按压力生成相应的控制力度，并根据控制力度控制操作项。
在本发明的一个实施例中，控制力度可以对应终端设备中的操作界面中操作项的跳跃高度、发射力度、奔跑速度或加速度。
具体而言，在一些终端设备应用中，如在射击游戏中，有掷手雷的动作。用户在通过手指进行投掷操作时，可以根据本发明第一方面实施例的指纹测压方法对用户的手指触按压力进行检测，进而可以根据手指触按压力生成对应投掷距离或高度的控制力度，控制力度越大，投掷越远或越高，即方便快捷地控制投掷动作，可以加快用户的进攻节奏，从而提升了用户体验。
再比如，在横板过关游戏(例如超级玛丽、神庙逃亡等)中，很多地方需要蹦跳。用户在通过手指进行蹦跳操作时，可以根据本发明第一方面实施例的指纹测压方法对用户的手指触按压力进行检测，进而可以根据手指触按压力生成对应蹦跳高低、远近或速度的控制力度，控制力度越大，蹦跳越高、越远或越快，从而可以更方便地对需要连续蹦跳的位置进行操作，用户体验感更好。
在本发明的另一个实施例中，控制力度还可以调节音量、调节照相时的焦距等。
根据本发明实施例的根据手指触按压力对终端设备进行控制的装置，能够根据不同的手指触按压力生成相应的控制力度，进而对终端设备的相应的操作项进行控制，提升了用户体验。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (16)

1.一种基于终端设备的指纹测压方法，其特征在于，包括以下步骤：
在用户通过手指触发所述终端设备时，采集根据用户指纹生成的第一帧图像和第二帧图像；
计算所述第一帧图像和所述第二帧图像的预设区域的平均灰度值；
根据所述第一帧图像对应的平均灰度值和所述第二帧图像对应的平均灰度值对所述用户的手指触按压力进行检测。
2.如权利要求1所述的基于终端设备的指纹测压方法，其特征在于，所述根据所述第一帧图像对应的平均灰度值和所述第二帧图像对应的平均灰度值对所述用户的手指触按压力进行检测，包括：
根据所述第一帧图像对应的平均灰度值获取所述第一帧图像的脊线像素数量和/或谷线像素数量，并根据所述第二帧图像对应的平均灰度值获取所述第二帧图像的脊线像素数量和/或谷线像素数量；
对所述第一帧图像的脊线像素数量和/或谷线像素数量与所述第二帧图像的脊线像素数量和/或谷线像素数量进行比较；
如果所述第二帧图像的脊线像素数量大于所述第一帧图像的脊线像素数量和/或所述第二帧图像的谷线像素数量小于所述第一帧图像的谷线像素数量，则判断所述用户的手指触按压力变大；
如果所述第二帧图像的脊线像素数量小于所述第一帧图像的脊线像素数量和/或所述第二帧图像的谷线像素数量大于所述第一帧图像的谷线像素数量，则判断所述用户的手指触按压力变小。
3.如权利要求2所述的基于终端设备的指纹测压方法，其特征在于，其中，所述第一帧图像和所述第二帧图像中大于相应的平均灰度值的像素为谷线像素，所述第一帧图像和所述第二帧图像中小于相应的平均灰度值的像素为脊线像素。
4.如权利要求2所述的基于终端设备的指纹测压方法，其特征在于，所述根据所述第一帧图像对应的平均灰度值和所述第二帧图像对应的平均灰度值对所述用户的手指触按压力进行检测，还包括：
根据所述第一帧图像与所述第二帧图像之间的脊线像素数量变化值和/或谷线像素数量变化值计算所述用户的手指触按压力相对值。
5.如权利要求2所述的基于终端设备的指纹测压方法，其特征在于，所述根据所述第一帧图像对应的平均灰度值和所述第二帧图像对应的平均灰度值对所述用户的手指触按压力进行检测，还包括：
如果所述第二帧图像的脊线像素数量等于所述第一帧图像的脊线像素数量和/或所述第二帧图像的谷线像素数量等于所述第一帧图像的谷线像素数量，则判断所述用户的手指触按压力保持不变。
6.如权利要求1所述的基于终端设备的指纹测压方法，其特征在于，所述根据所述第一帧图像对应的平均灰度值和所述第二帧图像对应的平均灰度值对所述用户的手指触按压力进行检测，包括：
对所述第一帧图像对应的平均灰度值与所述第二帧图像对应的平均灰度值进行比较；
如果所述第一帧图像对应的平均灰度值小于所述第二帧图像对应的平均灰度值，则判断所述用户的手指触按压力变小；
如果所述第一帧图像对应的平均灰度值大于所述第二帧图像对应的平均灰度值，则判断所述用户的手指触按压力变大；
如果所述第一帧图像对应的平均灰度值等于所述第二帧图像对应的平均灰度值，则判断所述用户的手指触按压力保持不变。
7.一种基于终端设备的指纹测压装置，其特征在于，包括：
采集模块，用于在用户通过手指触发所述终端设备时采集根据用户指纹生成的第一帧图像和第二帧图像；
计算模块，用于计算所述第一帧图像和所述第二帧图像的预设区域的平均灰度值；
压力检测模块，用于根据所述第一帧图像对应的平均灰度值和所述第二帧图像对应的平均灰度值对所述用户的手指触按压力进行检测。
8.如权利要求7所述的基于终端设备的指纹测压装置，其特征在于，所述压力检测模块根据所述第一帧图像对应的平均灰度值和所述第二帧图像对应的平均灰度值对所述用户的手指触按压力进行检测时，进一步根据所述第一帧图像对应的平均灰度值获取所述第一帧图像的脊线像素数量和/或谷线像素数量，并根据所述第二帧图像对应的平均灰度值获取所述第二帧图像的脊线像素数量和/或谷线像素数量，并对所述第一帧图像的脊线像素数量和/或谷线像素数量与所述第二帧图像的脊线像素数量和/或谷线像素数量进行比较，其中，
如果所述第二帧图像的脊线像素数量大于所述第一帧图像的脊线像素数量和/或所述第二帧图像的谷线像素数量小于所述第一帧图像的谷线像素数量，所述压力检测模块则判断所述用户的手指触按压力变大；
如果所述第二帧图像的脊线像素数量小于所述第一帧图像的脊线像素数量和/或所述第二帧图像的谷线像素数量大于所述第一帧图像的谷线像素数量，所述压力检测模块则判断所述用户的手指触按压力变小。
9.如权利要求8所述的基于终端设备的指纹测压装置，其特征在于，其中，所述第一帧图像和所述第二帧图像中大于相应的平均灰度值的像素为谷线像素，所述第一帧图像和所述第二帧图像中小于相应的平均灰度值的像素为脊线像素。
10.如权利要求8所述的基于终端设备的指纹测压装置，其特征在于，所述压力检测模块根据所述第一帧图像对应的平均灰度值和所述第二帧图像对应的平均灰度值对所述用户的手指触按压力进行检测时，还根据所述第一帧图像与所述第二帧图像之间的脊线像素数量变化值和/或谷线像素数量变化值计算所述用户的手指触按压力相对值。
11.如权利要求8所述的基于终端设备的指纹测压装置，其特征在于，如果所述第二帧图像的脊线像素数量等于所述第一帧图像的脊线像素数量和/或所述第二帧图像的谷线像素数量等于所述第一帧图像的谷线像素数量，所述压力检测模块则判断所述用户的手指触按压力保持不变。
12.如权利要求8所述的基于终端设备的指纹测压装置，其特征在于，所述压力检测模块根据所述第一帧图像对应的平均灰度值和所述第二帧图像对应的平均灰度值对所述用户的手指触按压力进行检测时，进一步对所述第一帧图像对应的平均灰度值与所述第二帧图像对应的平均灰度值进行比较，其中，
如果所述第一帧图像对应的平均灰度值小于所述第二帧图像对应的平均灰度值，所述压力检测模块则判断所述用户的手指触按压力变小；
如果所述第一帧图像对应的平均灰度值大于所述第二帧图像对应的平均灰度值，所述压力检测模块则判断所述用户的手指触按压力变大；
如果所述第一帧图像对应的平均灰度值等于所述第二帧图像对应的平均灰度值，所述压力检测模块则判断所述用户的手指触按压力保持不变。
13.一种根据手指触按压力对终端设备进行控制的方法，其特征在于，包括以下步骤：
在所述终端设备中提供操作界面，其中，所述操作界面中具有操作项；
根据权利要求1-6任一项所述的指纹测压方法确定手指触按压力；
根据所述手指触按压力生成相应的控制力度，并根据所述控制力度控制所述操作项。
14.如权利要求13所述的根据手指触按压力对终端设备进行控制的方法，其特征在于，所述的控制力度对应所述操作项的跳跃高度、发射力度、奔跑速度或加速度。
15.一种根据手指触按压力对终端设备进行控制的装置，其特征在于，包括：
界面提供模块，用于在所述终端设备中提供操作界面，其中，所述操作界面中具有操作项；
如权利要求7-12任一项所述的指纹测压装置，用于确定手指触按压力；
控制模块，用于根据所述手指触按压力生成相应的控制力度，并根据所述控制力度控制所述操作项。
16.如权利要求15所述的根据手指触按压力对终端设备进行控制的装置，其特征在于，所述的控制力度对应所述操作项的跳跃高度、发射力度、奔跑速度或加速度。
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