CN106056119A - 指纹照片压缩传输的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种指纹照片压缩传输的方法及系统，包括：获取指纹原始图片及其上的像素点信息值；设置像素点的信息阈值，并生成二值化图片；将所述二值化图片进行比特位压缩，并进行传输。通过上述方式，本发明可极大的降低数据量，减少硬件内存占用，提高传输效果，并且在应用场景中对实际流程并无不良影响。

Description

指纹照片压缩传输的方法及系统

技术领域

本发明涉及生物识别技术领域，尤其是涉及一种指纹照片压缩传输的方法及系统。

背景技术

在指纹识别的现有技术中，对于特征码的读取需要对采集到的指纹图片经过二值化之后，再对其上的特征部位进行算法识别，生成特定的特征码。而原始采集到的指纹图片由于其数据量太大，在通过串口等之类的低速传输通道时，会产生极大的延时效应。

指纹识别方案中二值化的本质是为了去除无关干扰，强化特征信息为目的，原始指纹图片会由于传感器的差异产生一些杂质信息，表现为每个像素的字节转化成整数后产生小范围的上下波动。

一幅图像包括目标物体、背景还有噪声，要想从多值的数字图像中直接提取出目标物体，最常用的方法就是设定一个全局的阈值T，用T将图像的数据分成两部分：大于T的像素群和小于T的像素群。将大于T的像素群的像素值设定为白色(或者黑色)，小于T的像素群的像素值设定为黑色(或者白色)。

图片是由ARGB，即透明度和RGB值组成，指纹图片由于传感器的不同，多数并不具备颜色识别能力，由于手指的受力不同，指纹的纹路凹凸并不呈现百分百与现实指纹相同，这在传感器中会产生电平的变化，电平信号的变化就会引起图片上有灰阶的变化。

指纹的凹凸在这个电平变化中的是最明显的，RGB的灰阶值在0x00～0xff之间变化，如果呈现是凹的时候，在图片上会呈现白色，但是灰阶值一般都不会达到0xff，同理，黑色也不会全为0x00，通常是在一个较小的范围波动，如0x10～0x23这样的值，但是黑色和白色相差的范围会非常巨大。

由于在二值化后，未进一步进行压缩图片，使得要传输的图片信息量仍然巨大，占用空间大，因此传输时对机器要求较高，也正由于其运算量大，目前的存量机器，如单线8位机等这样内存小的机器在运算时，整体负荷较大，甚至会造成死机。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供指纹照片压缩传输技术方式，可极大的降低数据量，减少硬件内存占用，提高传输效果，并且在应用场景中对实际流程并无不良影响。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：提供一种指纹照片压缩传输的方法，包括：

获取指纹原始图片及其上的像素点信息值；

设置像素点的信息阈值，并生成二值化图片；

将所述二值化图片进行比特位压缩，并进行传输。

为解决上述问题，本发明还提供一种指纹照片压缩传输的系统，包括：

数据获取模块，用于获取指纹原始图片及其上的像素点信息值；

数据处理模块，用于设置像素点信息阈值，并生成二值化图片；

压缩传输模块，用于将所述二值化图片进行比特位压缩，并进行传输。

本发明的有益效果在于：区别于现有技术，本发明在获取图片上像素点信息值后，设置信息阈值，并进行二值化，然后再进行比特位压缩传输。通过上述方式，本发明可极大的降低数据量，减少硬件内存占用，提高传输效果，并且在应用场景中对实际流程并无不良影响。

附图说明

图1为本发明方法实施例一的流程示意图；

图2为本发明字节比特化压缩示意图；

图3为本发明系统实施例二的结构示意图。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

本发明最关键的构思在于:设置像素点信息阈值，并二值化图片，然后进行比特位压缩，传输。

请参照图1，本发明实施例一提供一种指纹照片压缩传输的方法，包括：

S1：获取指纹原始图片及其上的像素点信息值；

S2：设置像素点的信息阈值，并生成二值化图片；

S3：将所述二值化图片进行比特位压缩，并进行传输。

本发明二值化图片的方法可包括以下几种：

方法一：

对RGB彩色图像灰度化以后，扫描图像的每个像素值，值小于127的将像素值设为0(黑色)，值大于等于127的像素值设为255(白色)。该方法的好处是简单，计算量少速度快，这种方法方式极端，对整幅图像进行一刀切，却不考虑图像的像素分布情况与像素值特征，精度差。

方法二：

相比于方法一，该方法没有对整幅图像进行一刀切，而是计算像素的平均值K，扫描图像的每个像素值；如像素值大于K像素值设为255(白色)，值小于等于K像素值设为0(黑色)。但这种方法计算复杂，效果类似于对图像进行二次采样，实际应用时，对操作人员素质及机器要求较高，局限性很大。

方法三：

使用直方图方法来寻找二值化阈值，直方图是图像的重要特质，直方图方法选择二值化阈值主要是发现图像的两个最高的峰，然后在阈值取值在两个峰之间的峰谷最低处。

该方法相对前面两种方法而言精度更高一些，结果也更让人可以接受。此外本发明需要将原值信息量大小简化压缩为1/128，以生成二值化图片。

对于指纹识别来说，二值化是强化特征值的必要过程。

在使用单片机的应用场景中，受限于自身内存的大小，有时候很难保存整张的指纹原始图片，二值化的原理简单，无需增加额外的算力，在采集图片的过程中即可显性的压缩图片大小。

比如在小型的热敏和针式打印机中，传递整张图片将会占据大量的缓存，使用二值化传输更附合实际的应用。

二值化原理示意代码java实现如下：

在传输时修改原始文件为二值化的文件，是属于预处理操作，该操作并不会再次二值化的时候产生劣化，因为一张二值化的图片再次二值化数据都是不变的。所以采用该二值化后的图片，是可以用于提取指纹特征码的。

如图2所示，二值化的信息后，每个像素的信息将简化为原来的1/128，即将原值信息量大小简化压缩为1/128，使用比特位压缩，即直接使用字节的比特位进行表示，因为比特位变化只有0和1，一个字节能记录8个比特位，能大幅度增加压缩率。而计算量几乎没有增加。

所谓比特位压缩是在信息值变化只有两种的时候，在冯诺依曼体系结构与哈弗体系结构的二进制计算机中，可以仅依赖于比特位这一最小的存储单位来存储，即0和1来表示。

一个二值化的图片文件，经过比特位压缩后，每一个字节可以包含8个像素信息，大小仅为原始文件12.5％，而信息量和使用单一字节表示并无减少，和使用jpg，gif等压缩算法相比，实现原理简单易行，计算量极小，压缩比高。最后将所述二值化图片进行1/8比例压缩，以实现比特位压缩，比特位取值为0及1。

区别于现有技术，本发明经过实际研究测试发现，本方案可以极大的降低数据量，减少硬件内存占用，提高传输效果，并且在应用场景中对实际流程并无不良影响。如200*152像素大小的图片，使用串口传输耗时降低到2秒以内，MCU内存仅需4k。

如图3所示，本发明实例二提供一种指纹照片压缩传输的系统100，包括：

数据获取模块110，用于获取指纹原始图片及其上的像素点信息值；

数据处理模块120，用于设置像素点信息阈值，并生成二值化图片；

压缩传输模块130，用于将所述二值化图片进行比特位压缩，并进行传输。

其中所述数据处理模块120具体用于：

根据像素点信息值的直方图设置像素点信息阈值；

将像素点信息值大小简化压缩为1/128，以生成二值化图片。

所述压缩传输模块130将所述二值化图片进行1/8比例压缩，以实现比特位压缩，比特位取值为0及1。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种指纹照片压缩传输的方法，其特征在于，包括：

获取指纹原始图片及其上的像素点信息值；

设置像素点的信息阈值，并生成二值化图片；

将所述二值化图片进行比特位压缩，并进行传输。

2.根据权利要求1所述指纹照片压缩传输的方法，其特征在于，设置像素点信息阈值，并生成二值化图片的步骤具体为：

根据像素点信息值的直方图设置像素点信息阈值；

将像素点信息值大小简化压缩为1/128，以生成二值化图片。

3.根据权利要求1所述指纹照片压缩传输的方法，其特征在于，将所述二值化图片进行1/8比例压缩，以实现比特位压缩，比特位取值为0及1。

4.根据权利要求1所述指纹照片压缩传输的方法，其特征在于，设置像素点的信息阈值，并生成二值化图片的步骤具体为：

设置像素点的信息阈值；

将像素值小于阈值的像素点设为黑色，将像素值大于等于阈值的像素点设为白色，以生成二值化图片。

5.根据权利要求1所述指纹照片压缩传输的方法，其特征在于，设置像素点的信息阈值，并生成二值化图片的步骤具体为：

计算原始图片上像素点值的平均值，作为像素点的信息阈值；

将像素值小于信息阈值的像素点设为黑色，将像素值大于等于信息阈值的像素点设为白色，以生成二值化图片。

6.根据权利要求1所述指纹照片压缩传输的方法，其特征在于，设置像素点的信息阈值，并生成二值化图片的步骤具体为：

根据原始图片上像素点值，建立直方图；

将直方图上的两个最高峰之间的谷底数值作为像素点的信息阈值；

将像素值小于信息阈值的像素点设为黑色，将像素值大于等于信息阈值的像素点设为白色，以生成二值化图片。

7.一种指纹照片压缩传输的系统，其特征在于，包括：

数据获取模块，用于获取指纹原始图片及其上的像素点信息值；

数据处理模块，用于设置像素点信息阈值，并生成二值化图片；

压缩传输模块，用于将所述二值化图片进行比特位压缩，并进行传输。

8.根据权利要求7所述指纹照片压缩传输的系统，其特征在于，所述数据处理模块具体用于：

根据像素点信息值的直方图设置像素点信息阈值；

将像素点信息值大小简化压缩为1/128，以生成二值化图片。

9.根据权利要求7所述指纹照片压缩传输的系统，其特征在于，将所述二值化图片进行1/8比例压缩，以实现比特位压缩，比特位取值为0及1。