CN105760021B - 一种通过指纹采集获取压力的方法和装置 - Google Patents

一种通过指纹采集获取压力的方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种通过指纹采集获取压力的方法和装置，以提高指纹识别的准确率，加快指纹识别的速度。所述方法包括：确定采集到的指纹图像的左边缘、右边缘、上边缘和下边缘；根据指纹图像的左边缘、右边缘、上边缘和下边缘计算指纹图像中心区域的平均灰度I和指纹图像的中心(X，Y)；按照公式Z＝Zmax*I/Imax计算用户手指按压指纹采集设备接触面的压力值Z，所述Zmax为系统注册的最大压力值，所述Imax为灰度最大值。本发明提供的技术方案能够提高获取3D触摸技术中Z轴坐标值的准确率并延长触摸屏的使用寿命。

Description

一种通过指纹采集获取压力的方法和装置
技术领域
本发明属于模式识别领域，尤其涉及一种通过指纹采集获取压力的方法和装置。
背景技术
指纹识别是将一个人同他的指纹对应起来，通过比较他的指纹和预先保存的指纹进行比较来验证他的真实身份，具体是根据人体指纹的纹路、细节特征等信息对操作或被操作者进行身份鉴定。得益于现代电子集成制造技术和快速而可靠的算法研究，指纹识别已经开始走入我们的日常生活，成为目前生物检测学中研究最深入、应用最广泛和发展最成熟的技术之一。
随着智能移动终端技术的发展，各种触摸屏应用至智能手机、平板电脑等智能移动终端上。例如，现有的3D触摸屏，就是将二维的触摸屏视为二维的XoY坐标平面，当用户手指与触摸屏进行良好接触，并使用一定的压力按压触摸屏时，算法处理模块将按压触摸屏时的手指按压力转化为三维坐标系的Z轴坐标值，如此，二维的触摸屏实际上实现了3D的效果。
然而，由于智能移动终端的触摸屏面积较大，而且有越来越大的趋势。如此，当采用手指直接按压触摸屏获得Z轴坐标值时，一方面，随着触摸屏的屏幕面积越来越大，这种获得Z轴坐标值的方法可能越来越不精确；另一方面，直接按压触摸屏，天长日久，对触摸屏也是一种损耗，容易缩短触摸屏的使用寿命。
目前，业界尚无解决上述提及的问题的较好方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种通过指纹采集获取压力的方法和装置，以通过指纹模组获取压力。
本发明第一方面提供一种通过指纹采集获取压力的方法，所述方法包括：
确定采集到的指纹图像的左边缘、右边缘、上边缘和下边缘，所述指纹图像的左边缘以所述指纹图像在二维坐标系中具有最小横坐标的像素点的横坐标Xmin表示，所述指纹图像的右边缘以所述指纹图像在所述二维坐标系中具有最大横坐标的像素点的横坐标Xmax表示，所述指纹图像的上边缘以所述指纹图像在所述二维坐标系中具有最大纵坐标的像素点的横坐标Ymax表示，所述指纹图像的下边缘以所述指纹图像在二维坐标系中具有最小纵坐标的像素点的横坐标Ymin表示；
根据所述Xmin、Xmax、Ymin和Ymax计算指纹图像中心区域的平均灰度I和所述指纹图像的中心(X，Y)，所述X为所述指纹图像的中心在所述二维坐标系的横坐标，所述Y为所述指纹图像的中心在所述二维坐标系的纵坐标；
按照公式Z＝Zmax*I/Imax计算用户手指按压指纹采集设备接触面的压力值Z，所述Zmax为系统注册的最大压力值，所述Imax为灰度最大值。
本发明第二方面提供一种二维触摸屏上Z轴坐标值的获取装置，所述装置包括：
指纹图像边缘确定模块，用于确定采集到的指纹图像的左边缘、右边缘、上边缘和下边缘，所述指纹图像的左边缘以所述指纹图像在二维坐标系中具有最小横坐标的像素点的横坐标Xmin表示，所述指纹图像的右边缘以所述指纹图像在所述二维坐标系中具有最大横坐标的像素点的横坐标Xmax表示，所述指纹图像的上边缘以所述指纹图像在所述二维坐标系中具有最大纵坐标的像素点的纵坐标Ymax表示，所述指纹图像的下边缘以所述指纹图像在二维坐标系中具有最小纵坐标的像素点的纵坐标Ymin表示；
第一计算模块，用于根据所述Xmin、Xmax、Ymin和Ymax计算指纹图像中心区域的平均灰度I和所述指纹图像的中心(X，Y)，所述X为所述指纹图像的中心在所述二维坐标系的横坐标，所述Y为所述指纹图像的中心在所述二维坐标系的纵坐标；
第二计算模块，用于按照公式Z＝Zmax*I/Imax计算用户手指按压指纹采集设备接触面的压力值Z，所述Zmax为系统注册的最大压力值，所述Imax为灰度最大值。
从上述本发明技术方案可知，可以精确地计算出所采集到的指纹图像的中心，通过指纹图像中心区域的平均灰度I转化为手指按压指纹采集设备接触面时3D触摸屏上对应的Z轴坐标值，由于指纹采集设备接触面不同于二维的触摸屏，因此，这种方案能够提高获取3D触摸技术中Z轴坐标值的准确率，并延长触摸屏的使用寿命。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的通过指纹采集获取压力的方法的实现流程示意图；
图2是本发明实施例二提供的矩阵形式的指纹图像的像素点及其灰度分布示意图；
图3是本发明实施例三提供的通过指纹采集获取压力的装置的结构示意图；
图4是本发明实施例四提供的通过指纹采集获取压力的装置的结构示意图；
图5是本发明实施例五提供的通过指纹采集获取压力的装置的结构示意图；
图6是本发明实施例六提供的通过指纹采集获取压力的装置的结构示意图；
图7是本发明实施例七提供的通过指纹采集获取压力的装置的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供一种通过指纹采集获取压力的方法，所述方法包括：确定采集到的指纹图像的左边缘、右边缘、上边缘和下边缘，所述指纹图像的左边缘以所述指纹图像在二维坐标系中具有最小横坐标的像素点的横坐标Xmin表示，所述指纹图像的右边缘以所述指纹图像在所述二维坐标系中具有最大横坐标的像素点的横坐标Xmax表示，所述指纹图像的上边缘以所述指纹图像在所述二维坐标系中具有最大纵坐标的像素点的纵坐标Ymax表示，所述指纹图像的下边缘以所述指纹图像在二维坐标系中具有最小纵坐标的像素点的纵坐标Ymin表示；根据所述Xmin、Xmax、Ymin和Ymax计算指纹图像中心区域的平均灰度I和所述指纹图像的中心(X，Y)，所述X为所述指纹图像的中心在所述二维坐标系的横坐标，所述Y为所述指纹图像的中心在所述二维坐标系的纵坐标；按照公式Z＝Zmax*I/Imax计算用户手指按压指纹采集设备接触面的压力值Z，所述Zmax为系统注册的最大压力值，所述Imax为灰度最大值。本发明实施例还提供相应的二维触摸屏上Z轴坐标值的获取装置。以下分别进行详细说明。
请参阅附图1，是本发明实施例一提供的通过指纹采集获取压力的方法的实现流程示意图，主要包括以下步骤S101至步骤S103：
S101，确定采集到的指纹图像的左边缘、右边缘、上边缘和下边缘。
在本发明实施例中，指纹图像的左边缘以所述指纹图像在二维坐标系中具有最小横坐标的像素点的横坐标Xmin表示，指纹图像的右边缘以所述指纹图像在所述二维坐标系中具有最大横坐标的像素点的横坐标Xmax表示，指纹图像的上边缘以所述指纹图像在所述二维坐标系中具有最大纵坐标的像素点的纵坐标Ymax表示，指纹图像的下边缘以所述指纹图像在二维坐标系中具有最小纵坐标的像素点的纵坐标Ymin表示。
作为本发明一个实施例，确定采集到的指纹图像的的左边缘、右边缘、上边缘和下边缘可以对采集到的指纹图像通过垂直投影和水平投影来确定，具体地，包括如下步骤S1011至步骤S1014实现：
S1011，逐列扫描所述指纹图像，将同一列上所扫描到的像素点的灰度值相加得到该列所有像素点的灰度之和f(xi)，此处，
在图像处理领域，二维图像一般视为以矩阵形式排列在平面上的像素点组成。由于本发明涉及的指纹图像是二维的图像，因此，指纹图像也可以视为以矩阵形式排列在平面上的像素点组成。在本发明实施例中，对采集到的指纹图像通过水平投影以确定指纹图像的左边缘和右边缘，第一步是逐列扫描指纹图像，将同一列上所扫描到的像素点的灰度值相加得到该列所有像素点的灰度之和f(xi)，即，此处的f(xi,yj)表示指纹图像第j行i列的像素点的灰度值，n为指纹图像的行数。如此，经过逐列扫描，可以得到指纹图像任意第i列上所扫描到的像素点的灰度值之和f(xi)。例如，假设指纹图像是由10行10列的像素点组成，进一步假设f(1，1)＝10，f(1，2)＝10，f(1，3)＝10，f(1，4)＝10，f(1，5)＝10，f(1，6)＝10，f(1，7)＝10，f(1，8)＝10，f(1，9)＝10，f(1，10)＝10；f(2，1)＝15，f(2，2)＝15，f(2，3)＝15，f(2，4)＝15，f(2，5)＝15，f(2，6)＝50，f(2，7)＝15，f(2，8)＝15，f(2，9)＝30，f(2，10)＝15；f(3，1)＝40，f(3，2)＝30，f(3，3)＝30，f(3，4)＝30，f(3，5)＝30，f(3，6)＝30，f(3，7)＝30，f(3，8)＝30，f(3，9)＝30，f(3，10)＝20；f(4，1)＝70，f(4，2)＝60，f(4，3)＝80，f(4，4)＝70，f(4，5)＝60，f(4，6)＝50，f(4，7)＝30，f(4，8)＝30，f(4，9)＝30，f(4，10)＝40；f(5，1)＝60，f(5，2)＝50，f(5，3)＝90，f(5，4)＝80，f(5，5)＝50，f(5，6)＝60，f(5，7)＝70，f(5，8)＝40，f(5，9)＝30，f(5，10)＝25；f(6，1)＝50，f(6，2)＝90，f(6，3)＝90，f(6，4)＝60，f(6，5)＝40，f(6，6)＝80，f(6，7)＝90，f(6，8)＝70，f(6，9)＝30，f(6，10)＝50；f(7，1)＝80，f(7，2)＝60，f(7，3)＝50，f(7，4)＝40，f(7，5)＝50，f(7，6)＝90，f(7，7)＝70，f(7，8)＝80，f(7，9)＝20，f(7，10)＝10；f(8，1)＝10，f(8，2)＝20，f(8，3)＝20，f(8，4)＝20，f(8，5)＝10，f(8，6)＝20，f(8，7)＝10，f(8，8)＝85，f(8，9)＝10，f(8，10)＝10；f(9，1)＝15，f(9，2)＝10，f(9，3)＝10，f(9，4)＝10，f(9，5)＝10，f(9，6)＝10，f(9，7)＝10，f(9，8)＝20，f(9，9)＝20，f(9，10)＝25；f(10，1)＝50，f(10，2)＝50，f(10，3)＝40，f(10，4)＝30，f(10，5)＝40，f(10，6)＝10，f(10，7)＝30，f(10，8)＝10，f(10，9)＝20，f(10，10)＝10，如附图2所示：最下边一行为第1行，最上边一行为第10行，最左边一列为第1列，最右边一列为第10列，有灰度的圆圈代表像素点，其中的数值代表该像素点的灰度f(xi,yj)，例如，f(3，5)＝30就表示指纹图像第5行3列这个位置的像素点的灰度值为30。若要计算f(x3)＝f(3)，即计算第3列上所有像素点的灰度值之和，则
需要说明的是，在本发明实施例中，逐列扫描指纹图像可以是从上至下对指纹图像逐列扫描，也可以是从下至上对指纹图像逐列扫描，本发明对此不加限制。
S1012，逐行扫描所述指纹图像，将同一行上所扫描到的像素点的灰度值相加得到该行所有像素点的灰度之和f(yj)，此处，
本步骤中，公式中的f(xi,yj)表示指纹图像第j行i列的像素点的灰度值，m为指纹图像的列数。步骤S1012与步骤S1011的实现原理类似，经过逐行扫描，可以得到指纹图像任意第j列上所扫描到的像素点的灰度值之和f(yj)。例如，若要计算f(y4)＝f(4)，即计算第4行上所有像素点的灰度值之和，则f(4)＝f(1，4)+f(2，4)+f(3，4)+f(4，4)+f(5，4)+f(6，4)+f(7，4)+f(8，4)+f(9，4)+f(10，4)＝10+15+30+70+80+60+40+20+10+30＝365。与逐列扫描指纹图像类似，在本发明实施例中，逐行扫描指纹图像可以是从左至右对指纹图像逐行扫描，也可以是从右至左对指纹图像逐行扫描，本发明对此不加限制。
另需说明的是，步骤S1011和步骤S1012可颠倒，即，可以先逐行扫描指纹图像以得到该行所有像素点的灰度之和f(yj)，然后，逐列扫描所述指纹图像以得到该列所有像素点的灰度之和f(xi)。
S1013，比较各个f(xi)与第一边缘阈值的大小，将所有大于所述第一边缘阈值的f(xi)所对应的i值中最小的i值确定为所述指纹图像的左边缘，将所有大于所述第一边缘阈值的f(xi)所对应的i值中最大的i值确定为所述指纹图像的右边缘。
例如，假设第一边缘阈值的大小为130，对于附图2示例的指纹图像，除了f(x1)＝f(1)＝100小于第一边缘阈值之外，其余的f(xi)均大于第一边缘阈值的大小，其中，f(x2)＝f(2)对应的i值即2是所有大于第一边缘阈值的f(xi)中所对应的i值最小的一个，而f(x10)＝f(10)对应的i值即10是所有大于第一边缘阈值的f(xi)中所对应的i值最大的一个，因此，f(x2)对应的列值即2确定为指纹图像的左边缘，而f(x10)对应的列值即10确定为所述指纹图像的右边缘。
S1014，比较各个f(yj)与第二边缘阈值的大小，将所有大于所述第二边缘阈值的f(yj)所对应的j值中最小的j值确定为所述指纹图像的下边缘，将所有大于所述第二边缘阈值的f(yj)所对应的j值中最大的j值确定为所述指纹图像的上边缘。
与步骤S1013类似，假设第二边缘阈值的大小为220，对于附图2示例的指纹图像，除了f(y10)＝f(10)＝210小于第二边缘阈值之外，其余的f(yj)均大于第二边缘阈值的大小，其中，f(y1)＝f(1)对应的j值即1是所有大于第一边缘阈值的f(yj)中所对应的j值最小的一个，而f(y9)＝f(9)对应的j值即9是所有大于第二边缘阈值的f(yj)中所对应的j值最大的一个，因此，f(y1)对应的行值即2确定为指纹图像的下边缘，而f(y9)对应的行值即9确定为所述指纹图像的上边缘。
需要说明的是，步骤S1013和步骤S1014可颠倒，即，可以确定指纹图像的上边缘和下边缘，然后，确定指纹图像的左边缘和右边缘。
S102，根据指纹图像的左边缘Xmin、指纹图像的右边缘Xmax、指纹图像的上边缘Ymin和指纹图像的下边缘Ymax计算指纹图像中心区域的平均灰度I和指纹图像的中心(X，Y)，其中，X为指纹图像的中心在二维坐标系的横坐标，Y为指纹图像的中心在二维坐标系的纵坐标。
作为本发明一个实施例，根据指纹图像的左边缘Xmin、指纹图像的右边缘Xmax、指纹图像的上边缘Ymin和指纹图像的下边缘Ymax计算指纹图像中心区域的平均灰度I和指纹图像的中心(X，Y)可通过如下步骤S1021至步骤S1023得到：
S1021，按照公式X＝(Xmin+Xmax)/2和公式Y＝(Ymin+Ymax)/2，分别计算得到指纹图像的中心(X，Y)的横坐标和纵坐标。
S1022，以指纹图像的中心(X，Y)为中心，确定指纹图像中心区域的左边缘、右边缘、上边缘和下边缘。
本发明实施例中，指纹图像中心区域的左边缘以所述指纹图像中心区域在二维坐标系中具有最小横坐标的像素点的横坐标Xmin_n表示，指纹图像中心区域的右边缘以所述指纹图像中心区域在所述二维坐标系中具有最大横坐标的像素点的横坐标Xmax_n表示，指纹图像中心区域的上边缘以所述指纹图像中心区域在所述二维坐标系中具有最大纵坐标的像素点的纵坐标Ymax_n表示，指纹图像中心区域的下边缘以所述指纹图像中心区域在二维坐标系中具有最小纵坐标的像素点的纵坐标Ymin_n表示。
在本发明一个实施例中，以指纹图像的中心(X，Y)为中心，确定指纹图像中心区域的左边缘、右边缘、上边缘和下边缘可以是：以指纹图像的中心(X，Y)为圆心，取预设值为半径确定指纹图像中心区域，根据所述预设值，计算指纹图像中心区域的左边缘、右边缘、上边缘和下边缘。具体地，例如，若预设值是以指纹图像的中心(X，Y)为圆心所在的圆的1/2半径，则根据所述预设值，计算指纹图像中心区域的左边缘、右边缘、上边缘和下边缘可以是分别按照公式Xmin_n＝(Xmax+Xmin)/2-(Xmax-Xmin)/4、Xmax_n＝(Xmax+Xmin)/2+(Xmax-Xmin)/4、Ymax_n＝(Ymax+Ymin)/2+(Ymax-Ymin)/4和Ymin_n＝(Ymax+Ymin)/2-(Ymax-Ymin)/4，计算得到指纹图像中心区域的左边缘Xmin_n、右边缘Xmax_n、上边缘Ymax_n和下边缘Ymin_n。
S1023，按照公式计算得到指纹图像中心区域的平均灰度I。
S103，按照公式Z＝Zmax*I/Imax计算用户手指按压指纹采集设备接触面的压力值Z。
压力值Z和Zmax在这里可以是具体的压力单位，例如100N，200N等等，因为系统执行操作时不需要具体的压力单位，所以也可以是纯数值化代表压力大小，例如：5、10等等。Zmax是对应Imax的情况下Z的值。对于现有的3D触摸技术中可以将压力值Z对应为Z轴的坐标值。具体解释如下：
上述公式Z＝Zmax*I/Imax中，Zmax为手指按压指纹采集设备接触面产生最大压力时3D触摸屏上对应的Z轴坐标值，Imax为灰度最大值，例如，Imax可以为255，而指纹采集设备接触面不同于现有3D触摸技术中的触摸屏，其可以是远比触摸屏面积小的指纹模组，其材质也可以不同于触摸屏，能够经受长久的按压。
当计算得到用户手指按压指纹采集设备接触面时3D触摸屏上对应的Z轴坐标值后，可以将这个值传递至系统压控响应接口，以便系统做出相应的响应。
从上述附图1示例的通过指纹采集获取压力的方法可知，可以精确地计算出所采集到的指纹图像的中心，通过指纹图像中心区域的平均灰度I转化为手指按压指纹采集设备接触面时3D触摸屏上对应的Z轴坐标值，由于指纹采集设备接触面不同于二维的触摸屏，因此，这种方案能够提高获取3D触摸技术中Z轴坐标值的准确率，并延长触摸屏的使用寿命。
请参阅附图3，是本发明实施例三提供的通过指纹采集获取压力的装置的结构示意图。为了便于说明，附图3仅示出了与本发明实施例相关的部分。附图3示例的通过指纹采集获取压力的装置可以是附图1示例的通过指纹采集获取压力的方法的执行主体。附图3示例的通过指纹采集获取压力的装置主要包括指纹图像边缘确定模块301、第一计算模块302和第二计算模块303，其中：
指纹图像边缘确定模块301，用于确定采集到的指纹图像的左边缘、右边缘、上边缘和下边缘，所述指纹图像的左边缘以所述指纹图像在二维坐标系中具有最小横坐标的像素点的横坐标Xmin表示，所述指纹图像的右边缘以所述指纹图像在所述二维坐标系中具有最大横坐标的像素点的横坐标Xmax表示，所述指纹图像的上边缘以所述指纹图像在所述二维坐标系中具有最大纵坐标的像素点的纵坐标Ymax表示，所述指纹图像的下边缘以所述指纹图像在二维坐标系中具有最小纵坐标的像素点的纵坐标Ymin表示；
第一计算模块302，用于根据指纹图像边缘确定模块301确定的Xmin、Xmax、Ymin和Ymax计算指纹图像中心区域的平均灰度I和指纹图像的中心(X，Y)，其中，X为指纹图像的中心在二维坐标系的横坐标，Y为指纹图像的中心在二维坐标系的纵坐标；
第二计算模块303，用于按照公式Z＝Zmax*I/Imax计算用户手指按压指纹采集设备接触面的压力值Z，所述Zmax为系统注册的最大压力值，所述Imax为灰度最大值。
需要说明的是，以上附图3示例的通过指纹采集获取压力的装置的实施方式中，各功能模块的划分仅是举例说明，实际应用中可以根据需要，例如相应硬件的配置要求或者软件的实现的便利考虑，而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将所述通过指纹采集获取压力的装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。而且，实际应用中，本实施例中的相应的功能模块可以是由相应的硬件实现，也可以由相应的硬件执行相应的软件完成，例如，前述的指纹图像边缘确定模块，可以是具有执行前述确定采集到的指纹图像的左边缘、右边缘、上边缘和下边缘的硬件，例如指纹图像边缘确定器，也可以是能够执行相应计算机程序从而完成前述功能的一般处理器或者其他硬件设备；再如前述的第二计算模块，可以是执行按照公式Z＝Zmax*I/Imax计算用户手指按压指纹采集设备接触面的压力值Z的硬件，例如第二计算器，也可以是能够执行相应计算机程序从而完成前述功能的一般处理器或者其他硬件设备(本说明书提供的各个实施例都可应用上述描述原则)。
附图3示例的指纹图像边缘确定模块301可以包括水平投影单元401、垂直投影单元402、左右边缘确定单元403和上下边缘确定单元404，如附图4所示本发明实施例四提供的通过指纹采集获取压力的装置，其中：
水平投影单元401，用于逐列扫描指纹图像，将同一列上所扫描到的像素点的灰度值相加得到该列所有像素点的灰度之和f(xi)，其中，
垂直投影单元402，用于逐行扫描所述指纹图像，将同一行上所扫描到的像素点的灰度值相加得到该行所有像素点的灰度之和f(yj)，其中，
左右边缘确定单元403，用于比较各个f(xi)与第一边缘阈值的大小，将所有大于第一边缘阈值的f(xi)所对应的i值中最小的i值确定为指纹图像的左边缘，将所有大于第一边缘阈值的f(xi)所对应的i值中最大的i值确定为指纹图像的右边缘；
上下边缘确定单元404，用于比较各个f(yj)与第二边缘阈值的大小，将所有大于第二边缘阈值的f(yj)所对应的j值中最小的j值确定为指纹图像的下边缘，将所有大于第二边缘阈值的f(yj)所对应的j值中最大的j值确定为指纹图像的上边缘；
附图4示例的通过指纹采集获取压力的装置中，f(xi,yj)表示指纹图像第j行i列的像素点的灰度值，n为指纹图像的行数，m为指纹图像的列数。
附图3示例的第一计算模块302可以包括中心计算单元501、中心区域边缘确定单元502和平均灰度计算单元503，如附图5所示本发明实施例五提供的通过指纹采集获取压力的装置，其中：
中心计算单元501，用于按照公式X＝(Xmin+Xmax)/2和公式Y＝(Ymin+Ymax)/2，分别计算得到指纹图像的中心(X，Y)的横坐标和纵坐标；
中心区域边缘确定单元502，用于以指纹图像的中心(X，Y)为中心，确定指纹图像中心区域的左边缘、右边缘、上边缘和下边缘，指纹图像中心区域的左边缘以指纹图像中心区域在二维坐标系中具有最小横坐标的像素点的横坐标Xmin_n表示，指纹图像中心区域的右边缘以指纹图像中心区域在二维坐标系中具有最大横坐标的像素点的横坐标Xmax_n表示，指纹图像中心区域的上边缘以指纹图像中心区域在二维坐标系中具有最大纵坐标的像素点的纵坐标Ymax_n表示，指纹图像中心区域的下边缘以指纹图像中心区域在二维坐标系中具有最小纵坐标的像素点的纵坐标Ymin_n表示；
平均灰度计算单元503，用于按照公式计算得到指纹图像中心区域的平均灰度I。
附图5示例的中心区域边缘确定单元502可以包括中心区域确定单元601和第三计算单元602，如附图6所示本发明实施例六提供的通过指纹采集获取压力的装置，其中：
中心区域确定单元601，用于以指纹图像的中心(X，Y)为圆心，取预设值为半径确定指纹图像中心区域；
第三计算单元602，用于根据预设值，计算指纹图像中心区域的左边缘、右边缘、上边缘和下边缘。
附图6示例的第三计算单元602可以包括第四计算单元701，如附图7所示本发明实施例七提供的通过指纹采集获取压力的装置。第四计算单元701用于分别按照公式Xmin_n＝(Xmax+Xmin)/2-(Xmax-Xmin)/4、Xmax_n＝(Xmax+Xmin)/2+(Xmax-Xmin)/4、Ymax_n＝(Ymax+Ymin)/2+(Ymax-Ymin)/4和Ymin_n＝(Ymax+Ymin)/2-(Ymax-Ymin)/4，计算得到指纹图像中心区域的左边缘、右边缘、上边缘和下边缘。
需要说明的是，上述装置各模块/单元之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本发明方法实施例基于同一构思，其带来的技术效果与本发明方法实施例相同，具体内容可参见本发明方法实施例中的叙述，此处不再赘述。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器(ROM，Read Only Memory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccess Memory)、磁盘或光盘等。
以上对本发明实施例所提供的通过指纹采集获取压力的方法和装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种通过指纹采集获取压力的方法，其特征在于，所述方法包括：
确定采集到的指纹图像的左边缘、右边缘、上边缘和下边缘，所述指纹图像的左边缘以所述指纹图像在二维坐标系中具有最小横坐标的像素点的横坐标Xmin表示，所述指纹图像的右边缘以所述指纹图像在所述二维坐标系中具有最大横坐标的像素点的横坐标Xmax表示，所述指纹图像的上边缘以所述指纹图像在所述二维坐标系中具有最大纵坐标的像素点的纵坐标Ymax表示，所述指纹图像的下边缘以所述指纹图像在二维坐标系中具有最小纵坐标的像素点的纵坐标Ymin表示；
根据所述Xmin、Xmax、Ymin和Ymax计算指纹图像中心区域的平均灰度I和所述指纹图像的中心(X，Y)，所述X为所述指纹图像的中心在所述二维坐标系的横坐标，所述Y为所述指纹图像的中心在所述二维坐标系的纵坐标；
按照公式Z＝Zmax*I/Imax计算用户手指按压指纹采集设备接触面的压力值Z，所述Zmax为系统注册的最大压力值，所述Imax为灰度最大值，I为指纹图像中心区域的平均灰度。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定采集到的指纹图像的左边缘、右边缘、上边缘和下边缘，包括：
逐列扫描所述指纹图像，将同一列上所扫描到的像素点的灰度值相加得到该列所有像素点的灰度之和f(xi)，以及逐行扫描所述指纹图像，将同一行上所扫描到的像素点的灰度值相加得到该行所有像素点的灰度之和f(yj)，所述所述
比较各个f(xi)与第一边缘阈值的大小，将所有大于所述第一边缘阈值的f(xi)所对应的i值中最小的i值确定为所述指纹图像的左边缘，将所有大于所述第一边缘阈值的f(xi)所对应的i值中最大的i值确定为所述指纹图像的右边缘，以及比较各个f(yj)与第二边缘阈值的大小，将所有大于所述第二边缘阈值的f(yj)所对应的j值中最小的j值确定为所述指纹图像的下边缘，将所有大于所述第二边缘阈值的f(yj)所对应的j值中最大的j值确定为所述指纹图像的上边缘；
所述f(xi,yj)表示所述指纹图像第j行i列的像素点的灰度值，所述n为所述指纹图像的行数，所述m为所述指纹图像的列数。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述Xmin、Xmax、Ymin和Ymax计算指纹图像中心区域的平均灰度I和所述指纹图像的中心(X，Y)，包括：
按照公式X＝(Xmin+Xmax)/2和公式Y＝(Ymin+Ymax)/2，分别计算得到所述指纹图像的中心(X，Y)的横坐标和纵坐标；
以所述指纹图像的中心(X，Y)为中心，确定所述指纹图像中心区域的左边缘、右边缘、上边缘和下边缘，所述指纹图像中心区域的左边缘以所述指纹图像中心区域在二维坐标系中具有最小横坐标的像素点的横坐标Xmin_n表示，所述指纹图像中心区域的右边缘以所述指纹图像中心区域在所述二维坐标系中具有最大横坐标的像素点的横坐标Xmax_n表示，所述指纹图像中心区域的上边缘以所述指纹图像中心区域在所述二维坐标系中具有最大纵坐标的像素点的纵坐标Ymax_n表示，所述指纹图像中心区域的下边缘以所述指纹图像中心区域在二维坐标系中具有最小纵坐标的像素点的纵坐标Ymin_n表示；
按照公式计算得到所述指纹图像中心区域的平均灰度I。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述以所述指纹图像的中心(X，Y)为中心，确定所述指纹图像中心区域的左边缘、右边缘、上边缘和下边缘，包括：
以所述指纹图像的中心(X，Y)为圆心，取预设值为半径确定所述指纹图像中心区域；
根据所述预设值，计算指纹图像中心区域的左边缘、右边缘、上边缘和下边缘。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述预设值是以所述指纹图像的中心(X，Y)为圆心所在的圆的1/2半径，所述根据所述预设值，计算指纹图像中心区域的左边缘、右边缘、上边缘和下边缘，包括：
分别按照公式Xmin_n＝(Xmax+Xmin)/2-(Xmax-Xmin)/4、Xmax_n＝(Xmax+Xmin)/2+(Xmax-Xmin)/4、Ymax_n＝(Ymax+Ymin)/2+(Ymax-Ymin)/4和Ymin_n＝(Ymax+Ymin)/2-(Ymax-Ymin)/4，计算得到所述指纹图像中心区域的左边缘、右边缘、上边缘和下边缘。
6.一种通过指纹采集获取压力的装置，其特征在于，所述装置包括：
指纹图像边缘确定模块，用于确定采集到的指纹图像的左边缘、右边缘、上边缘和下边缘，所述指纹图像的左边缘以所述指纹图像在二维坐标系中具有最小横坐标的像素点的横坐标Xmin表示，所述指纹图像的右边缘以所述指纹图像在所述二维坐标系中具有最大横坐标的像素点的横坐标Xmax表示，所述指纹图像的上边缘以所述指纹图像在所述二维坐标系中具有最大纵坐标的像素点的纵坐标Ymax表示，所述指纹图像的下边缘以所述指纹图像在二维坐标系中具有最小纵坐标的像素点的纵坐标Ymin表示；
第一计算模块，用于根据所述Xmin、Xmax、Ymin和Ymax计算指纹图像中心区域的平均灰度I和所述指纹图像的中心(X，Y)，所述X为所述指纹图像的中心在所述二维坐标系的横坐标，所述Y为所述指纹图像的中心在所述二维坐标系的纵坐标；
第二计算模块，用于按照公式Z＝Zmax*I/Imax计算用户手指按压指纹采集设备接触面的压力值Z，所述Zmax为系统注册的最大压力值，所述Imax为灰度最大值，I为指纹图像中心区域的平均灰度。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述指纹图像边缘确定模块包括：
水平投影单元，用于逐列扫描所述指纹图像，将同一列上所扫描到的像素点的灰度值相加得到该列所有像素点的灰度之和f(xi)，所述
垂直投影单元，用于逐行扫描所述指纹图像，将同一行上所扫描到的像素点的灰度值相加得到该行所有像素点的灰度之和f(yj)，所述
左右边缘确定单元，用于比较各个f(xi)与第一边缘阈值的大小，将所有大于所述第一边缘阈值的f(xi)所对应的i值中最小的i值确定为所述指纹图像的左边缘，将所有大于所述第一边缘阈值的f(xi)所对应的i值中最大的i值确定为所述指纹图像的右边缘；
上下边缘确定单元，用于比较各个f(yj)与第二边缘阈值的大小，将所有大于所述第二边缘阈值的f(yj)所对应的j值中最小的j值确定为所述指纹图像的下边缘，将所有大于所述第二边缘阈值的f(yj)所对应的j值中最大的j值确定为所述指纹图像的上边缘；
所述f(xi,yj)表示所述指纹图像第j行i列的像素点的灰度值，所述n为所述指纹图像的行数，所述m为所述指纹图像的列数。
8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一计算模块包括：
中心计算单元，用于按照公式X＝(Xmin+Xmax)/2和公式Y＝(Ymin+Ymax)/2，分别计算得到所述指纹图像的中心(X，Y)的横坐标和纵坐标；
中心区域边缘确定单元，用于以所述指纹图像的中心(X，Y)为中心，确定所述指纹图像中心区域的左边缘、右边缘、上边缘和下边缘，所述指纹图像中心区域的左边缘以所述指纹图像中心区域在二维坐标系中具有最小横坐标的像素点的横坐标Xmin_n表示，所述指纹图像中心区域的右边缘以所述指纹图像中心区域在所述二维坐标系中具有最大横坐标的像素点的横坐标Xmax_n表示，所述指纹图像中心区域的上边缘以所述指纹图像中心区域在所述二维坐标系中具有最大纵坐标的像素点的纵坐标Ymax_n表示，所述指纹图像中心区域的下边缘以所述指纹图像中心区域在二维坐标系中具有最小纵坐标的像素点的纵坐标Ymin_n表示；
平均灰度计算单元，用于按照公式计算得到所述指纹图像中心区域的平均灰度I。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述中心区域边缘确定单元包括：
中心区域确定单元，用于以所述指纹图像的中心(X，Y)为圆心，取预设值为半径确定所述指纹图像中心区域；
第三计算单元，用于根据所述预设值，计算指纹图像中心区域的左边缘、右边缘、上边缘和下边缘。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第三计算单元包括：
第四计算单元，用于分别按照公式Xmin_n＝(Xmax+Xmin)/2-(Xmax-Xmin)/4、Xmax_n＝(Xmax+Xmin)/2+(Xmax-Xmin)/4、Ymax_n＝(Ymax+Ymin)/2+(Ymax-Ymin)/4和Ymin_n＝(Ymax+Ymin)/2-(Ymax-Ymin)/4，计算得到所述指纹图像中心区域的左边缘、右边缘、上边缘和下边缘。
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