CN107729828A - 一种指纹图像采集方法、电子设备、存储介质及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种指纹图像采集方法，包括通过图像传感器获取手指的第一原始指纹图像；对第一原始指纹进行性状分析，得到第一原始指纹图像性状，根据第一原始指纹图像性状重新配置图像传感器参数；根据重新配置图像传感器参数的图像传感器对第一原始指纹图像进行二次获取，得到第二原始指纹图像，对第二原始指纹进行性状分析，得到第二原始指纹图像性状。本发明的一种指纹图像采集方法，通过对手指的原始指纹图像进行性状分析，并重新配置图像传感器参数；再重新对干湿指纹进行二次获取，并在此进行处理，得到清晰的指纹图像性状；降低了图像的偏差，可以轻松采集到手指的指纹图像。

Description

一种指纹图像采集方法、电子设备、存储介质及系统

技术领域

本发明涉及图像处理领域，尤其涉及一种指纹图像采集方法、电子设备、存储介质及系统。

背景技术

由于手指指纹在不同的个体之间有不同的性状，有的人手指容易出汗或较油性，我们称之为湿手指，有的人手指较干我们称之为干手指。夏天人们的手指容易变成湿手指，冬天则为干手指。现有技术由于不能自动调整不同性状手指按压在指纹模块时形成的指纹图像，不能自动调整干湿手指图像导致模块采集的图像偏差非常大，影响模块后续指纹算法的性能。因此目前采集的干湿手指的极限性状范围较小，手指干到一点程度就会由于指纹灰度太白导致不能采集，或者湿手指太湿导致指纹灰度太黑，导致手指指纹不能采集以及采集到的图像偏差太大。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种指纹图像采集方法，其能解决目前采集的手指的极限性状范围较小导致采集到的图像偏差太大的问题。

本发明的目的之二在于提供一种电子设备，其能解决目前采集的手指的极限性状范围较小导致采集到的图像偏差太大的问题。

本发明的目的之三在于提供一种计算机可读存储介质，其能解决目前采集的手指的极限性状范围较小导致采集到的图像偏差太大的问题。

本发明的目的之四在于提供一种指纹图像采集系统，其能解决目前采集的手指的极限性状范围较小导致采集到的图像偏差太大的问题。

本发明的目的之一采用以下技术方案实现：

一种指纹图像采集方法，该方法包括以下步骤:

步骤A：通过图像传感器获取手指的第一原始指纹图像；

步骤B：对所述第一原始指纹进行性状分析，得到第一原始指纹图像性状，根据所述第一原始指纹图像性状重新配置图像传感器参数；

步骤C：图像传感器对所述第一原始指纹图像进行二次获取，得到第二原始指纹图像；

步骤D：对所述第二原始指纹进行性状分析，得到第二原始指纹图像性状。

进一步地，所述步骤B包括以下步骤：

步骤B1：根据图像分析算法对所述第一原始指纹图像进行第一关键区域提取，并计算第一原始指纹图像基本参数以及第一关键区域纹线参数，所述第一原始指纹图像基本参数包括第一原始指纹图像方差、第一原始指纹图像灰度值；

步骤B2：根据仲裁算法综合所述第一原始指纹图像灰度值以及所述第一关键区域纹线参数确定第一原始指纹图像质量，根据所述第一原始指纹图像灰度值确定第一原始指纹图像性状，所述第一原始指纹图像性状为所述第一原始指纹图像的特征图像。

进一步地，所述根据所述第一原始指纹图像性状重新配置图像传感器参数具体为：根据所述第一原始指纹图像质量确定图像传感器的优化阈值，根据所述优化阈值重新配置图像传感器参数。

进一步地，所述步骤D包括以下步骤：

步骤D1：根据图像分析算法对所述第二原始指纹图像进行第二关键区域提取，并计算第二原始指纹图像基本参数以及第二关键区域纹线参数，所述第二原始指纹图像基本参数包括第二原始指纹图像方差、所述第二原始指纹图像灰度值；

步骤D2：根据仲裁算法综合所述第二原始指纹图像灰度值以及所述第二关键区域纹线参数确定第二原始指纹图像质量，根据所述第二原始指纹图像灰度值确定第二原始指纹图像性状，所述第二原始指纹图像性状为所述第二原始指纹图像的特征图像。

进一步地，所述步骤D2还包括根据指纹区域判断算法以及所述第一原始指纹图像方差捕获所述第一原始指纹的有效按压范围，根据所述第一关键区域纹线参数抽象化图像空间布局，剔除干扰块信息。

本发明的目的之二采用以下技术方案实现：

一种电子设备，包括：处理器；

存储器；以及程序，其中所述程序被存储在所述存储器中，并且被配置成由处理器执行，所述程序包括用于执行本发明一种指纹图像采集方法。

本发明的目的之三采用以下技术方案实现：

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行本发明一种指纹图像采集方法。

本发明的目的之四采用以下技术方案实现：

一种指纹图像采集系统，该系统包括：

图像传感器，用于获取第一原始指纹图像和第二原始指纹图像；

性状分析模块，用于对所述第一原始指纹进行性状分析，得到第一原始指纹图像性状，所述图像分析模块还用于对所述第二原始指纹进行性状分析，得到第二原始指纹图像性状；

配置模块，用于根据所述第一原始指纹图像性状重新配置图像传感器参数。

进一步地，所述性状分析模块包括图像分析单元和仲裁单元，所述图像分析单元用于对所述第一原始指纹图像进行第一关键区域提取，并计算第一原始指纹图像方差、第一原始指纹图像灰度值以及第一关键区域纹线参数；

所述图像分析单元还用于对所述第二原始指纹图像进行第二关键区域提取，并计算第二原始指纹图像方差、第二原始指纹图像灰度值以及第二关键区域纹线参数；

所述仲裁单元用于综合所述第一原始指纹图像灰度值以及所述第一关键区域纹线参数确认第一原始指纹图像质量，根据所述第一原始指纹图像灰度值确定第一原始指纹图像性状；所述仲裁单元还用于综合所述第二原始指纹图像灰度值以及所述第二关键区域纹线参数确认第二原始指纹图像质量，根据所述第二原始指纹图像灰度值确认第二原始指纹图像性状。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：本发明的一种指纹图像采集方法，通过图像传感器获取手指的第一原始指纹图像；对第一原始指纹进行性状分析，得到第一原始指纹图像性状，根据第一原始指纹图像性状重新配置图像传感器参数；根据重新配置图像传感器参数的图像传感器对第一原始指纹图像进行二次获取，得到第二原始指纹图像，对第二原始指纹进行性状分析，得到第二原始指纹图像性状。本发明的一种指纹图像采集方法，通过对手指的原始指纹图像进行性状分析，并重新配置图像传感器参数；再重新对干湿指纹进行二次获取，并在此进行处理，得到清晰的指纹图像性状；降低了图像的偏差，可以轻松采集到干手指或湿手指的指纹图像。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明的一种指纹图像采集方法的流程图；

图2为本发明的一种指纹图像采集系统的架构图；

图3为本发明的一种指纹图像采集方法的湿手指第一原始指纹图像；

图4为本发明的一种指纹图像采集方法中对干手指的第一原始指纹图像进行图像分析算法和仲裁算法处理时的状态展示图；

图5为本发明的一种指纹图像采集方法中经过图像分析算法和仲裁算法处理后的干手指的第二原始指纹图像；

图6为本发明的一种指纹图像采集方法中对湿手指的第一原始指纹图像进行图像分析算法和仲裁算法处理时的状态展示图；

图7为本发明的一种指纹图像采集方法中经过图像分析算法和仲裁算法处理后的湿手指的第二原始指纹图像。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

如图1所示，本发明的一种指纹图像采集方法包括以下步骤：

步骤A：通过图像传感器获取手指的第一原始指纹图像；初始化图像传感器，图像传感器采集手指的第一原始指纹图像，此处的第一只是为了便于区分，第一自身不做限定作用；此时的干手指的第一原始指纹图像灰度比较白，会照成图像不清晰，因此未在本发明的说明书附图中列出，湿手指的第一原始指纹图像如图3所示，第一原始指纹图像灰度太黑，两种干湿指纹图像都不能作为采集的标本。

在采集到第一原始指纹图像后，对第一指纹图像进行畸变矫正以及自动对比度预处理，因为第一原始指纹图像在获取或显示过程中往往会产生各种畸变(失真)：几何形状失真、灰度失真、颜色失真，因此需要对第一原始指纹图像进行畸变矫正以及自动对比度预处理。

步骤B：对第一原始指纹进行性状分析，得到第一原始指纹图像性状，根据第一原始指纹图像性状重新配置图像传感器参数。还包括根据第一原始指纹图像质量确定图像传感器的优化阈值，根据优化阈值重新配置图像传感器参数。根据第一原始指纹图像质量查找图像传感器阈值参数表，筛选出对应的优化阈值，在根据优化阈值获得对应的曝光值、对比度、图像增益参数，根据上述参数中心配置图像传感器，具体为重新配置图像传感器的CMOS参数。

步骤B中的对第一原始指纹进行性状分析具体包括以下步骤：

步骤B1：根据图像分析算法对第一原始指纹图像进行第一关键区域提取，并计算第一原始指纹图像基本参数以及第一关键区域纹线参数，第一原始指纹图像基本参数包括第一原始图像方差、第一原始指纹图像灰度值。如图4和图5所示，第一原始指纹图像灰度值形成灰度值直方图，第一原始指纹图像灰度值即为第一关键区域内的色素值以及色素分布(即颜色分量所占百分比)。

步骤B2：根据仲裁算法综合第一原始指纹图像灰度值以及第一关键区域纹线参数确定第一原始指纹图像质量，根据第一原始指纹图像灰度值确定第一原始指纹图像性状。根据仲裁算法综合第一原始指纹图像灰度值即图5和图6中直方图所示的颜色分量所占百分比以及第一关键区域纹线参数确定第一原始指纹图像质量，根据第一原始指纹图像灰度值获取第一关键区域内的色素值，并根据色素值分析色素值分布位置，根据色素值分布位置确定第一原始指纹图像的图像性状。步骤B2还包括在确定第一原始指纹图像质量之前，根据指纹区域判断算法以及第一原始指纹图像方差捕获第一原始指纹的有效按压范围，在有效按压范围内提取第一关键区域图像，根据第一关键区域纹线参数抽象化图像空间布局，剔除干扰块信息。第一关键区域如图4和图5中的原始指纹图像预览区中的框线内的区域。

步骤C：图像传感器对第一原始指纹图像进行二次获取，得到第二原始指纹图像；根据重新配置好参数的图像传感器对第一次采集到的第一指纹图像进行在此的获取，并非二次指纹采集，从而二次获取的第一原始指纹图像因为图像传感器参数不同则生成为第二原始指纹图像。

步骤D：对第二原始指纹进行性状分析，得到第二原始指纹图像性状。对第二原始指纹进行性状分析具体包括以下步骤：

步骤D1：根据图像分析算法对第二原始指纹图像进行第二关键区域提取，并计算第二原始指纹图像基本参数以及第二关键区域纹线参数，第二原始指纹图像基本参数包括第二原始图像方差、第二原始指纹图像灰度值；此步骤即使重复步骤B对第二次采集到的第二原始指纹图像进行处理。

步骤D2：根据仲裁算法综合第二原始图像灰度直方图以及第二关键区域纹线参数确定第二原始指纹图像质量，根据第二原始指纹图像灰度值确定第二原始指纹图像性状。此步骤也是针对第二原始指纹图像进行上述步骤C，具体过程不再赘述。步骤D2还包括根据指纹区域判断算法以及第一原始指纹图像方差捕获第一原始指纹的有效按压范围，根据第一关键区域纹线参数抽象化图像空间布局，剔除干扰块信息。

步骤E：此时对第二原始指纹图像性状进行后期优化处理。即可得到优化处理后的第二原始图像，并将优化处理后的第二原始图像进行输出，如图6所示为处理后的干手指的指纹图像，图7为处理后的湿手指的指纹图像。

本发明的一种电子设备，该设备包括：处理器；

存储器；以及程序，其中程序被存储在存储器中，并且被配置成由处理器执行，程序包括用于执行本发明一种指纹图像采集方法。

本发明的一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行本发明一种指纹图像采集方法。

本发明的一种指纹图像采集系统，该系统包括：

图像传感器，用于获取第一原始指纹图像和第二原始指纹图像；

性状分析模块，用于对第一原始指纹进行性状分析，得到第一原始指纹图像性状，图像分析模块还用于对第二原始指纹进行性状分析，得到第二原始指纹图像性状；

配置模块，用于根据第一原始指纹图像性状重新配置图像传感器参数。

性状分析模块包括图像分析单元和仲裁单元，图像分析单元用于对第一原始指纹图像进行第一关键区域提取，并计算第一原始指纹图像方差、第一原始指纹图像灰度值；

图像分析单元还用于对第二原始指纹图像进行第二关键区域提取，并计算第二原始指纹图像方差、第二原始指纹图像灰度值；

仲裁单元用于综合第一原始指纹图像灰度值以及第一关键区域纹线参数确认第一原始指纹图像质量，根据第一原始指纹图像灰度值确认第一原始指纹图像性状；仲裁单元还用于综合第二原始指纹图像灰度值以及第二关键区域纹线参数确认第二原始指纹图像质量，根据第二原始指纹图像灰度值确认第二原始指纹图像性状。

还包括预处理模块、按压范围捕获模块以及干扰块信息剔除模块，预处理模块用于对第一原始指纹图像进行畸变矫正及标准自动对比度预处理；按压范围捕获模块用于根据指纹区域判断算法以及第一原始指纹图像方差捕获第一原始指纹的有效按压范围，干扰块信息剔除模块用于根据第一关键区域纹线参数抽象化图像空间布局，剔除干扰块信息。

本发明的一种指纹图像采集方法，通过图像传感器获取手指的第一原始指纹图像；对第一原始指纹进行性状分析，得到第一原始指纹图像性状，根据第一原始指纹图像性状重新配置图像传感器参数；根据重新配置图像传感器参数的图像传感器对第一原始指纹图像进行二次获取，得到第二原始指纹图像，对第二原始指纹进行性状分析，得到第二原始指纹图像性状。本发明的一种指纹图像采集方法，通过对手指的原始指纹图像进行性状分析，并重新配置图像传感器参数；再重新对干湿指纹进行二次获取，并在此进行处理，得到清晰的指纹图像性状；降低了图像的偏差，使手指的指纹图像也可以被采集。

以上，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上而顺畅地实施本发明；但是,凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时,凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种指纹图像采集方法，其特征在于包括以下步骤:

步骤A：通过图像传感器获取手指的第一原始指纹图像；

步骤B：对所述第一原始指纹进行性状分析，得到第一原始指纹图像性状，根据所述第一原始指纹图像性状重新配置图像传感器参数；

步骤C：图像传感器对所述第一原始指纹图像进行二次获取，得到第二原始指纹图像；

步骤D：对所述第二原始指纹进行性状分析，得到第二原始指纹图像性状。

2.如权利要求1所述的一种指纹图像采集方法，其特征在于：所述步骤B包括以下步骤：

步骤B1：根据图像分析算法对所述第一原始指纹图像进行第一关键区域提取，并计算第一原始指纹图像基本参数以及第一关键区域纹线参数，所述第一原始指纹图像基本参数包括第一原始指纹图像方差、第一原始指纹图像灰度值；

步骤B2：根据仲裁算法综合所述第一原始指纹图像灰度值以及所述第一关键区域纹线参数确定第一原始指纹图像质量，根据所述第一原始指纹图像灰度值确定第一原始指纹图像性状，所述第一原始指纹图像性状为所述第一原始指纹图像的特征图像。

3.如权利要求2所述的一种指纹图像采集方法，其特征在于：所述根据所述第一原始指纹图像性状重新配置图像传感器参数具体为：根据所述第一原始指纹图像质量确定图像传感器的优化阈值，根据所述优化阈值重新配置图像传感器参数。

4.如权利要求2所述的一种指纹图像采集方法，其特征在于：所述步骤D包括以下步骤：

步骤D1：根据图像分析算法对所述第二原始指纹图像进行第二关键区域提取，并计算第二原始指纹图像基本参数以及第二关键区域纹线参数，所述第二原始指纹图像基本参数包括第二原始指纹图像方差、所述第二原始指纹图像灰度值；

步骤D2：根据仲裁算法综合所述第二原始指纹图像灰度值以及所述第二关键区域纹线参数确定第二原始指纹图像质量，根据所述第二原始指纹图像灰度值确定第二原始指纹图像性状，所述第二原始指纹图像性状为所述第二原始指纹图像的特征图像。

5.如权利要求4所述的一种指纹图像采集方法，其特征在于：所述步骤D2还包括根据指纹区域判断算法以及所述第一原始指纹图像方差捕获所述第一原始指纹的有效按压范围，根据所述第一关键区域纹线参数抽象化图像空间布局，剔除干扰块信息。

6.一种电子设备，其特征在于包括：处理器；

存储器；以及程序，其中所述程序被存储在所述存储器中，并且被配置成由处理器执行，所述程序包括用于执行权利要求1-5任意一项所述的方法。

7.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行如权利要求1-5任意一项所述的方法。

8.一种指纹图像采集系统，其特征在于包括：

图像传感器，用于获取第一原始指纹图像和第二原始指纹图像；

性状分析模块，用于对所述第一原始指纹进行性状分析，得到第一原始指纹图像性状，所述图像分析模块还用于对所述第二原始指纹进行性状分析，得到第二原始指纹图像性状；

配置模块，用于根据所述第一原始指纹图像性状重新配置图像传感器参数。

9.如权利要求8所述的一种指纹图像采集系统，其特征在于：所述性状分析模块包括图像分析单元和仲裁单元，所述图像分析单元用于对所述第一原始指纹图像进行第一关键区域提取，并计算第一原始指纹图像方差、第一原始指纹图像灰度值以及第一关键区域纹线参数；

所述图像分析单元还用于对所述第二原始指纹图像进行第二关键区域提取，并计算第二原始指纹图像方差、第二原始指纹图像灰度值以及第二关键区域纹线参数；

所述仲裁单元用于综合所述第一原始指纹图像灰度值以及所述第一关键区域纹线参数确认第一原始指纹图像质量，根据所述第一原始指纹图像灰度值确定第一原始指纹图像性状；所述仲裁单元还用于综合所述第二原始指纹图像灰度值以及所述第二关键区域纹线参数确认第二原始指纹图像质量，根据所述第二原始指纹图像灰度值确认第二原始指纹图像性状。