CN105787322B - 指纹识别的方法及装置、移动终端 - Google Patents

指纹识别的方法及装置、移动终端 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种指纹识别的方法及装置、移动终端。该方法包括：获取并检测指纹信息；获取手指的双目图像；利用所述双目图像进行颜色突变检测；根据指纹信息检测结果和/或颜色突变检测结果进行识别判断。本发明的指纹识别的方法及装置、移动终端，在检测指纹信息的基础上，加入颜色突变检测，提高指纹识别的安全性。同时，加入手指按压动作的检测，进一步防止侵入识别系统来进行指纹认证的行为。采用手指活体检测提高了指纹识别认证的安全性和准确性。

Description

指纹识别的方法及装置、移动终端
技术领域
本发明总体涉及生物识别技术领域，具体而言，涉及一种指纹识别的方法及装置、移动终端。
背景技术
指纹识别装置已经广泛应用于各种终端设备，例如移动终端、银行系统、考勤系统等等。然而，现有指纹识别技术及产品还存在着与需求不相适应的以下缺点：指纹识别装置通过使用可辨认指头的塑性印记复制件即可比对成功，因此不能排除虚假指纹的读取；或者也可能出现并没有实际进行指纹按压动作，而是通过侵入识别系统来进行指纹认证，从而产生了安全隐患。
因此，针对上述问题需要一种新的指纹识别的方法及装置、移动终端。
在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
本发明提供一种指纹识别的方法及装置、移动终端，能够实现安全识别指纹。
本发明的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本公开的实践而习得。
根据本发明的一方面，一种指纹识别的方法，包括：获取并检测指纹信息；获取手指的双目图像；利用所述双目图像进行颜色突变检测；根据指纹信息检测结果和/或颜色突变检测结果进行识别判断。
根据本发明的一实施方式，对所述双目图像进行归一化和畸变校正处理，对双目摄像进行立体标定；基于HSV颜色空间对比所述双目图像与模型数据；基于RGB颜色空间通过逐个对比像素对比所述双目图像与模型数据。
根据本发明的一实施方式，还包括计算所述双目图像中手指与识别终端之间的距离。
根据本发明的一实施方式，所述计算所述双目图像中手指与终端之间的距离包括：利用三角测距法计算所述距离。
根据本发明的第二方面，一种指纹识别的装置，包括：
指纹模块，用于获取并检测指纹信息；
图像模块，用于获取手指的双目图像；
检测模块，用于利用所述双目图像进行颜色突变检测；
判断模块，用于根据指纹信息检测结果和/或颜色突变检测结果进行识别判断。
根据本发明的一实施方式，所述颜色突变检测包括：对所述双目图像进行归一化和畸变校正处理，对双目摄像进行立体标定；基于HSV颜色空间对比所述双目图像与模型数据；基于RGB颜色空间通过逐个对比像素对比所述双目图像与模型数据。
根据本发明的一实施方式，还包括测距模块，用于计算所述双目图像中手指与识别终端之间的距离。
根据本发明的一实施方式，所述测距模块，还用于利用三角测距法计算所述距离。
根据本发明的第三方面，一种移动终端，包括：关于指纹识别按键的中心轴对称设置的双目摄像头。
根据本发明的一实施方式，所述双目摄像头设置在移动终端的正面边框处、背面边框处或者侧面。
根据本发明的一实施方式，所述双目摄像头为红外摄像头。
根据本发明的第四方面，一种移动终端，包括：
处理器；
用于存储处理器可执行指令的存储器；
其中，所述处理器被配置为：
获取并检测指纹信息；
获取手指的双目图像；
利用所述双目图像进行颜色突变检测；
根据指纹信息检测结果和/或颜色突变检测结果进行识别判断。
本发明的指纹识别的方法及装置、移动终端，在检测指纹信息的基础上，加入颜色突变检测，提高指纹识别的安全性。同时，加入手指按压动作的检测，进一步防止侵入识别系统来进行指纹认证的行为。采用手指活体检测提高了指纹识别认证的安全性和准确性。
附图说明
通过参照附图详细描述其示例实施例，本发明的上述和其它目标、特征及优点将变得更加显而易见。
图1示意性示出根据本发明示例实施方式的移动终端示意图。
图2示意性示出根据本发明示例实施方式的指纹识别的方法流程图。
图3示意性示出根据本发明示例实施方式的对双目图像进行颜色突变检测的流程图。
图4示意性示出根据本发明示例实施方式的另一指纹识别的方法流程图。
图5示意性示出根据本发明示例实施方式的指纹识别的装置示意图。
图6示意性示出根据本发明示例实施方式的另一移动终端示意图。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。附图仅为本发明的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。
此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本发明的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本发明的技术方案而省略所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、方法、装置、实现、材料或者操作以避免喧宾夺主而使得本发明的各方面变得模糊。
附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。
图1示意性示出根据本发明示例实施方式的移动终端示意图。
如图1所示，移动终端100包括关于指纹识别按键102的中心轴对称设置的双目摄像头101。该移动终端可为手机、计算机、平板电脑等设备，本公开不以此为限。双目摄像头101可设置在移动终端的正面边框处，例如图1中，以手机为例，双目摄像头101关于指纹识别按键102的中心轴对称设置，也可以设置在设备的背面边框处或者侧面，本公开不以此为限。
根据一示例实施例，双目摄像头101可为红外摄像头。
依据本公开示出的移动终端100，利用其双目摄像头101采集的双目图像进行指纹识别。
图2示意性示出根据本发明示例实施方式的指纹识别的方法流程图。
如图2所示，在需要进行指纹识别时，首先进行常规的初始化步骤，启动图像获取装置，然后进行指纹识别，具体包括步骤S202至S206：
在步骤S202中，获取并检测指纹信息。
其中，获取需要识别的指纹信息，可将指纹信息与数据库中预存的指纹模型进行比对，如果一致，则指纹信息检测通过。
在步骤S204中，获取手指的双目图像。
其中，在手指进行按压动作时，获取手指的双目图像。
在步骤S206中，利用双目图像进行颜色突变检测。
其中，可利用双目图像进行手指的颜色突变检测，将双目图像与数据库中预存的指纹图像数据进行比对，如果一致，则指纹图像检测通过。
在步骤S208中，根据指纹信息检测结果和/或颜色突变检测结果进行识别判断。
其中，指纹信息检测和指纹图像检测是并行的，可采取指纹信息检测通过即认证通过的方式，也可采取指纹图像检测通过即认证通过的方式，或者两项检测都须通过才能认证通过，对于检测结果的使用可自行设定。
本实施方式的指纹识别方法在指纹信息检测的基础上，加入了指纹图像对比，提高了指纹认证的安全性。
图3示意性示出根据本发明示例实施方式的对双目图像进行颜色突变检测的流程图。
如图3所示，颜色突变检测包括步骤S302至S306：
在步骤S302中，对双目图像进行归一化和畸变校正处理，对双目摄像进行立体标定。
其中，获取双目图像后，可对其进行归一化处理。双目图像归一化处理是进行一系列变换，例如，可利用图像的不变矩寻找一组参数使其能够消除其他变换函数对图像变换的影响。经过变换之后将待处理的原始图像转换成相应的标准形式，该标准形式图像对平移、旋转、缩放等仿射变换具有不变特性。
由于图像在生成和传输的过程中，有可能会产生畸变，例如，偏色、模糊、几何失真、几何倾斜等，因此，可对图像进行畸变校正。校正主要是根据空间投影关系计算出投影矩阵，逆运算出原来的图像来进行畸变校正。
还可对双目摄像进行立体标定，利用已知世界坐标系(标定板)和图像坐标系(对标定板图像处理后结果)的对应关系，计算出双目图像获取装置在当前位置关系下的参数信息。
需要说明的是，对双目图像进行归一化、畸变校正处理和对双目摄像进行立体标定均可采用现有技术，其不是本发明的发明点所在，故不详细描述，具体采用何种处理技术不构成对本发明的限制。
在步骤S304中，基于HSV颜色空间对比双目图像与模型数据。
HSV(Hue Saturation Value)是根据颜色的直观特性创建的一种颜色空间,也称六角锥体模型(Hexcone Model)。这个模型中颜色的参数分别是：色调(H)，饱和度(S)，明度(V)。基于HSV颜色空间，将双目图像与数据库中预存的模型数据进行比对，初步识别出手指的颜色是否符合数据库中的模型。在彩色空间中，由于皮肤颜色的分布较为集中，与其他景物颜色有较好的可区分性，因此，可以用模型描述或对样本进行学习的方法加以对比，判别图像中手指的颜色是否与模型数据相同。
在步骤S306中，基于RGB颜色空间通过逐个对比像素对比双目图像与模型数据。
RGB(Red Green Blue)色彩模式是工业界的一种颜色标准，是通过对红(R)、绿(G)、蓝(B)三个颜色通道的变化以及它们相互之间的叠加来得到各式各样的颜色，RGB即是代表红、绿、蓝三个通道的颜色，这个标准几乎包括了人类视力所能感知的所有颜色，是目前运用最广的颜色系统之一。基于RGB颜色空间，通过逐个对比像素，将双目图像中的手指颜色与模型数据进行对比，如果出现颜色突变，则判断指纹图像存在问题，检测不通过。
经过上述步骤后，即完成了对指纹图像的颜色突变检测，可通过手指的肤色是否有突变来判断是否存在假指纹膜。上述检测可利用HSV颜色空间和RGB颜色空间，也可采用其他技术，只要能够实现颜色突变检测即可，本公开不以此检测方式为限。
图4示意性示出根据本发明示例实施方式的另一指纹识别的方法流程图。
如图4所示，在需要进行指纹识别时，首先进行常规的初始化步骤，启动图像获取装置，然后进行指纹识别，具体包括步骤S402至S408：
在步骤S402中，获取并检测指纹信息。
其中，获取需要识别的指纹信息，将指纹信息与数据库中预存的指纹模型进行比对，如果一致，则指纹信息检测通过。
在步骤S404中，获取手指的双目图像。
其中，在手指进行按压动作时，获取手指的双目图像。
在步骤S406中，利用双目图像进行颜色突变检测。
其中，可利用双目图像进行手指的颜色突变检测，将双目图像与数据库中预存的指纹图像数据进行比对，如果一致，则指纹图像检测通过。
在步骤S408中，计算双目图像中手指与识别终端之间的距离。
其中，通过计算双目图像中手指与识别终端之间的距离，加入手指运动景深越来越靠近的比对，检测是否是真实按下动作。可先进行手指区域的检测，主要通过以下三个步骤完成：1.二值化手指图像，通过连通域检测，将手指的所有像素连接在一起；2.通过Hough空间变换，识别出一根手指半径粗的直线；3.通过直线寻找顶点，得到手指区域。在确定了手指的区域后，可利用三角测距法确定手指与识别终端的距离。根据测量的距离变化，得到手指的运动景深，判断是否是手指的真实按压动作。
上述计算双目图像中手指与识别终端之间距离的方法，仅为一种示例性的举例说明，其采用现有技术中的其它方法实现亦可，本公开不以此为限。
在本实施方式中，在指纹信息和颜色突变检测的基础上，加入了手指真实按压动作的检测，能够防止侵入识别系统来进行指纹认证的行为，手指活体检测进一步提高了指纹识别认证的安全性和准确性。
图5示意性示出根据本发明示例实施方式的指纹识别的装置示意图。
如图5所示，指纹识别装置包括：
指纹模块502，用于获取并检测指纹信息；
图像模块504，用于获取手指的双目图像；
检测模块506，用于利用双目图像进行颜色突变检测；
判断模块508，用于根据指纹信息检测结果和/或颜色突变检测结果进行识别判断。
关于上述实施方式中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
图6示意性示出根据本发明示例实施方式的另一移动终端示意图。
如图6所示，该移动终端600包括：
移动终端600可以是移动电话，计算机，数字广播终端，消息收发设备，平板设备，个人数字助理等。
如图6所示，移动终端600可以包括以下一个或多个组件：处理组件602，存储器604，电力组件606，多媒体组件608，音频组件610，输入/输出(I/O)的接口612，传感器组件614，以及通信组件616。
处理组件602通常控制移动终端600的整体操作，诸如与显示，电话呼叫，数据通信，相机操作和记录操作相关联的操作。处理组件602可以包括一个或多个处理器620来执行指令，以完成上述的方法的全部或部分步骤。此外，处理组件602可以包括一个或多个模块，便于处理组件602和其他组件之间的交互。例如，处理组件602可以包括多媒体模块，以方便多媒体组件608和处理组件602之间的交互。
存储器604被配置为存储各种类型的数据以支持在移动终端600的操作。这些数据的示例包括用于在移动终端600上操作的任何应用程序或方法的指令，联系人数据，电话簿数据，消息，图片，视频等。存储器604可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。
电力组件606为移动终端600的各种组件提供电力。电力组件606可以包括电源管理系统，一个或多个电源，及其他与为移动终端600生成、管理和分配电力相关联的组件。
多媒体组件608包括在移动终端600和用户之间的提供一个输出接口的屏幕。在一些实施例中，屏幕可以包括液晶显示器(LCD)和触摸面板(TP)。如果屏幕包括触摸面板，屏幕可以被实现为触摸屏，以接收来自用户的输入信号。触摸面板包括一个或多个触摸传感器以感测触摸、滑动和触摸面板上的手势。触摸传感器可以不仅感测触摸或滑动动作的边界，而且还检测与触摸或滑动操作相关的持续时间和压力。在一些实施例中，多媒体组件608包括一个前置摄像头和/或后置摄像头。当设备500处于操作模式，如拍摄模式或视频模式时，前置摄像头和/或后置摄像头可以接收外部的多媒体数据。每个前置摄像头和后置摄像头可以是一个固定的光学透镜系统或具有焦距和光学变焦能力。
音频组件610被配置为输出和/或输入音频信号。例如，音频组件610包括一个麦克风(MIC)，当移动终端600处于操作模式，如呼叫模式、记录模式和语音识别模式时，麦克风被配置为接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器604或经由通信组件616发送。在一些实施例中，音频组件610还包括一个扬声器，用于输出音频信号。
输入输出(I/O)接口612为处理组件602和外围接口模块之间提供接口，上述外围接口模块可以是键盘，点击轮，按钮等。这些按钮可包括但不限于：主页按钮、音量按钮、启动按钮和锁定按钮。
传感器组件614包括一个或多个传感器，用于为移动终端600提供各个方面的状态评估。例如，传感器组件614可以检测到移动终端600的打开/关闭状态，组件的相对定位，例如组件为移动终端600的显示器和小键盘，传感器组件614还可以检测移动终端600或移动终端600一个组件的位置改变，用户与移动终端600接触的存在或不存在，移动终端600方位或加速/减速和移动终端600的温度变化。传感器组件614可以包括接近传感器，被配置用来在没有任何的物理接触时检测附近物体的存在。传感器组件614还可以包括光传感器，如CMOS或CCD图像传感器，用于在成像应用中使用。在一些实施例中，该传感器组件614还可以包括加速度传感器，陀螺仪传感器，磁传感器，压力传感器或温度传感器。
通信组件616被配置为便于移动终端600和其他设备之间有线或无线方式的通信。移动终端600可以接入基于通信标准的无线网络，如WiFi，2G，3G或4G或它们的组合。在一个示例性实施例中，通信组件616经由广播信道接收来自外部广播管理系统的广播信号或广播相关信息。在一个示例性实施例中，通信组件616还包括近场通信(NFC)模块，以促进短程通信。例如，在NFC模块可基于射频识别(RFID)技术，红外数据协会(IrDA)技术，超宽带(UWB)技术，蓝牙(BT)技术和其他技术来实现。
在示例性实施例中，移动终端600可以被一个或多个应用专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述方法。
在示例性实施例中，还提供了一种包括指令的非临时性计算机可读存储介质，例如包括指令的存储器604，上述指令可由移动终端600的处理器620执行以完成上述方法。例如，非临时性计算机可读存储介质可以是ROM、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储设备等。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (11)

1.一种指纹识别的方法，其特征在于，包括：
获取并检测手指的指纹信息；
获取所述手指的双目图像；
利用所述双目图像进行颜色突变检测；
根据指纹信息检测结果和颜色突变检测结果进行识别判断；
所述颜色突变检测包括：
对所述双目图像进行归一化和畸变校正处理，对双目摄像进行立体标定；
基于HSV颜色空间对比所述双目图像与模型数据；
基于RGB颜色空间通过逐个对比像素对比所述双目图像与模型数据。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括计算所述双目图像中手指与识别终端之间的距离。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述计算所述双目图像中手指与终端之间的距离包括：利用三角测距法计算所述距离。
4.一种指纹识别的装置，其特征在于，包括：
指纹模块，用于获取并检测手指的指纹信息；
图像模块，用于获取所述手指的双目图像；
检测模块，用于利用所述双目图像进行颜色突变检测；
判断模块，用于根据指纹信息检测结果和颜色突变检测结果进行识别判断；
所述颜色突变检测包括：
对所述双目图像进行归一化和畸变校正处理，对双目摄像进行立体标定；
基于HSV颜色空间对比所述双目图像与模型数据；
基于RGB颜色空间通过逐个对比像素对比所述双目图像与模型数据。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，还包括测距模块，用于计算所述双目图像中手指与识别终端之间的距离。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述测距模块，还用于利用三角测距法计算所述距离。
7.一种移动终端，其特征在于，包括：关于指纹识别按键的中心轴对称设置的双目摄像头；其中，
所述指纹识别按键用于获取手指的指纹信息，以便于对所述指纹信息进行检测获得指纹信息检测结果；
所述双目摄像头用于获取所述手指的双目图像，以便于利用所述双目图像对所述手指进行颜色突变检测，根据所述指纹信息检测结果和颜色突变检测结果对所述手指进行识别判断；其中，
所述颜色突变检测包括：
对所述双目图像进行归一化和畸变校正处理，对双目摄像进行立体标定；
基于HSV颜色空间对比所述双目图像与模型数据；
基于RGB颜色空间通过逐个对比像素对比所述双目图像与模型数据。
8.如权利要求7所述的移动终端，其特征在于，所述双目摄像头设置在移动终端的正面边框处、背面边框处或者侧面。
9.如权利要求7所述的移动终端，其特征在于，所述双目摄像头为红外摄像头。
10.一种移动终端，其特征在于，包括：
处理器；
用于存储处理器可执行指令的存储器；
其中，所述处理器被配置为：
获取并检测手指的指纹信息；
获取所述手指的双目图像；
利用所述双目图像进行颜色突变检测；
根据指纹信息检测结果和颜色突变检测结果进行识别判断；
所述颜色突变检测包括：
对所述双目图像进行归一化和畸变校正处理，对双目摄像进行立体标定；
基于HSV颜色空间对比所述双目图像与模型数据；
基于RGB颜色空间通过逐个对比像素对比所述双目图像与模型数据。
11.一种计算机可读介质，其上存储有可执行指令，该指令被处理器执行时使处理器执行根据权利要求1～3任意一项所述的方法。
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