CN110457976A - 指纹成像方法和指纹成像系统 - Google Patents

Abstract

一种指纹成像方法和指纹成像系统，所述指纹成像方法包括：获得成像环境的环境光强；基于所述环境光强，获得成像条件，所述成像条件包括与所述环境光强相对应的转换条件，或者所述成像条件包括与所述环境光强相对应的驱动条件；根据所述成像条件对待成像件进行成像，以获得指纹图像。本发明技术方案能够使所述指纹图像的成像与环境光强相适应，能够有效的提高所述指纹图像的成像质量，有利于不同光强环境下高质量指纹图像的获得，特别是有利于强光环境下指纹图像质量的改善。

Description

指纹成像方法和指纹成像系统

技术领域

本发明涉及指纹识别领域，特别涉及一种指纹成像方法和指纹成像系统。

背景技术

指纹成像识别技术，是通过指纹传感器采集到人体的指纹图像，然后与系统里的已有指纹成像信息进行比对，来判断正确与否，进而实现身份识别的技术。由于其使用的方便性，以及人体指纹的唯一性，指纹识别技术已经大量应用于各个领域。比如公安局、海关等安检领域，楼宇的门禁系统，以及个人电脑和手机等消费品领域等等。

指纹成像技术的实现方式有光学成像、电容成像、超声成像等多种技术。相对来说，光学成像技术，其成像效果相对较好，设备成本相对较低。

参考图1，示出了现有一种指纹成像系统的结构示意图。

采集指纹图像时，人体指头1放置于保护玻璃2上；背光板3的出射光31透过光学图像传感器4和保护玻璃2，在人体指头1与保护玻璃2的接触界面发生反射和透射；反射光12透过保护玻璃2，照射到光学图像传感器4上，进行光电转换和信号处理，实现指纹图像的采集。人体指头1与保护玻璃2的接触面特征反映了人体的指纹特征，而且此接触面的特征会直接影响反射光12的特征，因此，光学图像传感器4采集到的图像直接反映了人体指纹的特征。

但是现有的光学式指纹识别设备的成像系统，只能在合适的光照情况下采集指纹图像，在强环境光和太阳光下无法采集符合要求的指纹图像，限制了指纹识别系统的功能和应用。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种指纹成像方法和指纹成像系统，提高强环境光情况下指纹成像的效果。

为解决上述问题，本发明提供一种指纹成像方法，包括：

获得成像环境的环境光强；基于所述环境光强，获得成像条件，所述成像条件包括与所述环境光强相对应的转换条件，或者所述成像条件包括与所述环境光强相对应的驱动条件；根据所述成像条件对待成像件进行成像，以获得指纹图像。

可选的，所述成像条件包括与所述环境光强相对应的转换条件；获得所述成像条件的步骤包括：根据所述环境光强，查询预先存储的转换数据库以获得所述转换条件，所述转换数据库包括光强档位以及与光强档位相对应的转换条件。

可选的，所述成像条件包括与所述环境光强相对应的转换条件；根据所述成像条件，获得所述指纹图像的步骤包括：采集原始图像；基于所述转换条件对所述原始图像进行压缩或者锐化，以获得所述指纹图像。

可选的，所述转换条件包括：转换窗宽和与转换窗位。

可选的，所述成像条件包括与所述环境光强相对应的驱动条件；获得所述成像条件的步骤包括：根据所述环境光强，查询预先存储的驱动数据库以获得所述驱动条件，所述驱动数据库包括光强档位以及与光强档位相对应的驱动条件。

可选的，根据所述成像条件，获得所述指纹图像的步骤包括：以所述驱动条件控制图像传感器采集图像以获得所述指纹图像。

可选的，所述图像传感器的像素为线性器件。

可选的，所述驱动条件包括：驱动时间。

可选的，获得环境光强之后，获得成像条件之前，还包括：基于所述环境光强，判断所述成像环境是否是可调环境；判断所述成像环境是可调环境时，基于所述环境光强获得成像条件的步骤中，所述成像条件包括与所述环境光强相对应的转换条件；判断所述成像环境不是可调环境时，基于所述环境光强获得成像条件的步骤中，所述成像条件包括与所述环境光强相对应的驱动条件。

可选的，判断所述成像环境是否为可调环境的步骤包括：比较所述环境光强和预设的可调光强阈值的相对大小，在所述环境光强小于或等于所述可调光强阈值时，判断所述成像环境是可调环境；在所述环境光强大于所述可调光强阈值时，判断所述成像环境不是可调环境。

可选的，获得环境光强的步骤包括：通过环境光探测器获得所述环境光强。

可选的，所述环境光探测器以预设的扫描频率进行刷新，以获得所述环境光强。

相应的，本发明还提供一种指纹成像系统，包括：获取模块，所述获取模块适宜于获得成像环境的环境光强；设定模块，所述设定模块适宜于根据所述获取模块获得的所述环境光强获得成像条件，所述成像条件包括与所述环境光强相对应的转换条件，或者所述成像条件包括与所述环境光强相对应的驱动条件；采集模块，所述采集模块适宜于在所述设定模块设定的成像条件下，获得指纹图像。

可选的，所述设定模块设定的成像条件包括与所述环境光强相对应的转换条件；所述设定模块内预先存储有转换数据库，所述转换数据库包括光强档位以及与光强档位相对应的转换条件；所述设定模块适宜于根据所述环境光强，查询所述转换数据库以获得所述转换条件。

可选的，所述设定模块设定的成像条件包括与所述环境光强相对应的转换条件；所述采集模块包括：图像传感器，所述图像传感器适宜于采集原始图像；图像处理器，所述图像处理器基于所述转换条件对所述原始图像进行压缩或锐化，以获得所述指纹图像。

可选的，所述转换条件包括：转换窗宽和与转换窗位。

可选的，所述设定模块设定的成像条件包括与所述环境光强相对应的驱动条件；所述设定模块内预先存储有驱动数据库，所述驱动数据库包括光强档位以及与光强档位相对应的驱动条件；所述设定模块适宜于根据所述环境光强，查询所述驱动数据库以获得所述驱动条件。

可选的，所述设定模块设定的成像条件包括与所述环境光强相对应的驱动条件；所述采集模块包括：图像传感器，所述图像传感器适宜于在所述驱动条件的控制下采集图像以获得所述指纹图像。

可选的，所述图像传感器的像素为线性器件。

可选的，所述驱动条件包括：驱动时间。

可选的，还包括：判别模块，所述判别模块适宜于根据所述环境光强，判断所述成像环境是否是可调环境；所述判别模块判断所述成像环境是可调环境时，所述设定模块设定的成像条件包括与所述环境光强相对应的转换条件；所述判别模块判断所述成像环境不是可调环境时，所述设定模块设定的成像条件包括与所述环境光强相对应的驱动条件。

可选的，所述判别模块包括：比较单元，所述比较单元内预先设置有可调光强阈值，所述比较单元适宜于比较所述环境光强和预设的可调光强阈值的相对大小；判断单元，所述环境光强小于或等于所述可调光强阈值时，所述判断单元适宜于判断所述成像环境是可调环境；所述环境光强大于所述可调光强阈值时，所述判断单元适宜于判断所述成像环境不是可调环境。

可选的，所述获取模块包括环境光探测器，所述环境光探测器适宜于获得所述环境光强。

可选的，所述环境光探测器以预设的扫描频率进行刷新，以获得所述环境光强。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

本发明技术方案，在获得环境光强之后，基于所述环境光强设置成像条件；并在相应的成像条件下获得指纹图像。根据不同的环境光强，设置相对应的成像条件，能够使所述指纹图像的成像与环境光强相适应，能够有效的提高所述指纹图像的成像质量，有利于不同光强环境下高质量指纹图像的获得，特别是有利于强光环境下指纹图像质量的改善。

本发明可选方案中，所述成像条件包括与环境光强相对应的转换条件，所述转换条件包括转换窗宽和转换窗位；通过图像处理过程中，采用与环境光强相适应的转换条件，能够有效提高图像处理的效果，而且无需对现有指纹成像设备的硬件进行较大改动即可实现，在改善强光环境下指纹图像质量的前提下，降低硬件改造成本，有利于实现成本和性能改善的兼顾。

本发明可选方案中，所述成像条件包括与环境光强相对应的驱动条件，所述驱动条件包括驱动时间；通过使图像传感器的驱动时间与环境光强相适应，能够在不同光强条件下，以适合的曝光条件获得较好的成像质量，有利于不同环境光条件下高质量指纹图像的获得，特别是有利于强光环境下指纹图像质量的改善。

本发明其他实施例中，在获得环境光强之后，还包括：判断所述成像环境是否为可调环境；根据所述成像环境的具体情况，选择合适调节方式，能够在更大光强范围内，对所述指纹图像的质量进行改善，有利于高质量指纹图像的获得，有利于系统负载的降低。

附图说明

图1是一种指纹成像系统的结构示意图；

图2是本发明指纹成像方法一实施例的流程示意图；

图3是图2所示指纹成像方法实施例中获得成像条件的步骤和获得指纹图像步骤的具体流程示意图。

图4是本发明指纹成像系统一实施例的功能框图。

具体实施方式

由背景技术可以知道，现有指纹成像系统存在无法获取强环境光情况下的指纹图像的问题，现结合指纹图像成像原理，分析问题原因：如图1所述，现有指纹成像系统是通过入射光31在保护玻璃2和被照射的人体指头1的接触面发生反射和透射，发生反射的光形成反射光12返回到光学图像传感器4；发生透射的光则无法被光学图像传感器4接收，从而在光学图像传感器4的成像表面就形成了仅由反射光12形成的图像，所述图像与保护玻璃2和被照射的人体指头1的接触面一致，所述接触面的特征反应了人体的指纹特征，从而光学图像传感器4实现了指纹图像的采集。

当环境光很强的时候，所述光学图像传感器4接受的光信号除了包含有反射光12，还包含有大量的环境光，从而使反映人体指纹特征的反射光12在所述光学图像传感器4所接收的光信号中所占的比重很小，所以光学图像传感器4所获得图像主要是环境光的光信号，因此现有技术的指纹成像系统无法在强环境光情况下获得指纹图像。

为解决所述技术问题，本发明提供一种指纹成像方法和指纹成像系统，通过不同光强环境下，设置对应的成像条件，以使所述指纹图像的采集与环境光强相适应，从而达到提高所述指纹图像的成像质量、改善指纹成像效果的目的。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

参考图2至图3，示出了本发明指纹成像方法一实施例的流程示意图。

如图2所示，所述指纹成像方法包括：

首先，执行步骤S100，获得成像环境的环境光强。

所述环境光强的获得，能够为成像环境光照条件的分析提供依据，从而为后续成像条件的获得提供基础。

本实施例中，所述指纹成像方法所采用指纹成像模组包括环境光探测器，所述环境光探测器适宜于获得所述环境光强。因此，获得环境光强的步骤包括：通过环境光探测器获得所述环境光强。

通过独立的环境光探测器获得所述环境光强，能够有效提高所获得环境光强的精度，能够降低环境光强获得对正常指纹图像采集的影响，有利于高质量指纹图像的获得。

本实施例中，所述环境光探测器持续对环境光进行探测，以获得所述环境光强的实时数据。具体的，所述环境光探测器以预设的扫描频率进行刷新，以获得所述环境光强。

获得所述环境光强的实时数据，能够提高对成像环境光照条件判断的准确性，从而提高后续所获得成像条件的精度，有利于高质量、高精度指纹图像的获得。

具体的，为了保证所述环境光强的获得，提高所获得环境光强的精度，本实施例中，所述环境光探测器的感光面积大于50μm×50μm的范围。

需要说明的是，本实施例中，以独立的环境光探测器获得所述环境光强的做法仅为一实例。本发明其他实施例中，所述环境光强也可以通过其他形式获得，例如，可以利用用于获得指纹图像的图像传感器获得所述环境光强，即所述图像传感器即用于采集环境光获得环境光强，也用于采集信号光以获得指纹图像。

继续参考图2，接着，执行步骤S200，基于所述环境光强，获得成像条件，所述成像条件包括与所述环境光强相对应的转换条件，或者所述成像条件包括与所述环境光强相对应的驱动条件。

所述成像条件适宜于为指纹图像的获得提供参数依据；根据环境光强获得所述成像条件的做法，能够根据所述环境光强的高低，适度调整所述成像条件，以使所述指纹图像的成像条件与所述指纹图像采集时的成像环境光照条件相适应，从而达到提高不同光照条件下所获得指纹图像质量的目的，能够有效的提高所述指纹图像的成像质量，有利于不同光强环境下高质量指纹图像的获得，特别是有利于强光环境下指纹图像质量的改善。

具体的，所述成像条件包括转换条件和驱动条件。所述转换条件适宜于表征原始数据转换为指纹图像时的处理依据，其中原始数据为图像传感器采集光信号并将所采集的光信号转换为电信号所获得的；所述驱动条件适宜于表征采集光信号时，图像传感器的控制依据。

所述转换条件为与所述环境光强相适应的转换条件。由于原始数据未经处理，即原始数据未经压缩或者锐化处理，因此原始数据内包括有更多的信息，特别是包括更大范围内的信号强度值；转换条件与所述环境光强相适应，使原始数据处理以获得指纹图像的过程根据所述环境光强的强弱而进行，从而改善不同光强环境下指纹图像的质量，特别提高强环境光情况下指纹图像的质量。

获得所述成像条件的步骤包括：根据所述环境光强，查询预先存储的转换数据库以获得所述转换条件，所述转换数据库包括光强档位以及与光强档位相对应的转换条件。

光强档位即为环境光强的范围，即所述转换数据库包括不同的转换条件以及不同转换条件所适宜的环境光强范围。在获得所述环境光强后，通过查询所述转换数据库，根据所述环境光强，获得相对应的光强档位，即包括有所述环境光强的光强范围，进而获得与所述光强范围相适应的转换条件。

通过预先存储不同的转换条件以及转换条件所适宜的光强档位，能够有效提高获得与所述环境光强相对应转换条件的效率，能够有效降低实现所述指纹成像方法的负载。

具体的，所述转换条件包括：转换窗宽和与转换窗位。转换窗宽(Window Width)表示图像所显示信号强度值的范围；转换窗位是指转换窗宽上下限的平均数。转换窗宽越小，所获得指纹图像所显示信号强度的范围越小；转换窗位越小，所获得指纹图像所显示的信号值越小。因此根据所述环境光强，设置合适的转换窗宽与转换床位，能够使所述指纹图像显示具有更好信噪比范围内的信号，从而达到提高所获得指纹图像质量的目的。

通过图像处理过程中，采用与环境光强相适应的转换条件，能够有效提高图像处理的效果，而且无需对现有指纹成像设备的硬件进行较大改动即可实现，在改善强光环境下指纹图像质量的前提下，降低硬件改造成本，有利于实现成本和性能改善的兼顾。

本实施例中，在可见光波段，光照强度在0lux到100000lux范围内，每1000lux设置一组转换窗宽和转换窗位。所以所述转换数据库包括0lux到100000lux的光照强度范围内，100个光强档位以及每个光强档位所对应的转换窗位和转换窗宽。

所述驱动条件为与所述环境光强相适应的驱动条件。由于所述指纹图像的采集是通过图像传感器对光信号的采集而实现的，因此在不同环境光强条件下，以合适的驱动条件控制图像传感器，能够有效提高所述图像传感器所采集光信号的信噪比，从而改善不同光强环境下指纹图像的质量，特别提高强环境光情况下指纹图像的质量。

获得所述成像条件的步骤包括：根据所述环境光强，查询预先存储的驱动数据库以获得所述驱动条件，所述驱动数据库包括光强档位以及与光强档位相对应的驱动条件。

与所述转换条件的获得类似，光强档位即为环境光强的范围，所以驱动数据库包括不同的驱动条件以及与所述驱动条件相适宜的环境光强范围。在获得所述环境光强后，通过查询所述驱动数据库，根据所述环境光强，获得相对应的光强档位，即包括有所述环境光强的光强范围，进而获得与所述光强范围相适应的驱动条件。

通过预先存储不同的驱动条件以及驱动条件所适宜的光强档位，能够有效提高获得与所述环境光强相对应转换条件的效率，能够有效降低实现所述指纹成像方法的负载。

具体的，所述转换条件包括：驱动时间。驱动时间表示图像传感器采集光信号的时间长度。驱动时间越短，图像传感器采集光信号强度越小。因此根据所述环境光强，设置合适的驱动时间，能够有效降低所述图像传感器采集光信号中噪声信号的比例，从而达到提高信噪比，改善所获得指纹图像质量的目的。

通过使图像传感器的驱动时间与环境光强相适应，能够在不同光强条件下，以适合的曝光条件获得较好的成像质量，有利于不同环境光条件下高质量指纹图像的获得，特别是有利于强光环境下指纹图像质量的改善。

本实施例中，在可见光波段，光照强度在0lux到100000lux范围内，每1000lux设置一个驱动时间。所以所述转换数据库包括0lux到100000lux的光照强度范围内，100个光强档位以及每个光强档位所对应的驱动时间。

需要说明的是，使所述驱动条件的设置更好的提高所获得指纹图像的质量，从而达到改善不同光强环境下指纹图像质量的目的，本实施例中，所述图像传感器的像素为线性器件。

结合参考图3，示出了图2所示指纹成像方法实施例中步骤S200的具体流程示意图。

不同的成像条件对环境光强的宽容度并不相同，由于驱动条件适用于光信号的采集过程，因此通过将驱动条件设置为与环境光强相适宜的驱动条件的做法，具有更大的光强宽容性，能够在更大环境光强的成像环境中获得较好的指纹图像，但是驱动条件的变化不仅能够抑制图像传感器对噪声光信号的采集，也会影响图像传感器对有效光信号的采集，会增大光信号采集之后降噪处理的难度。

由于转换条件适用于原始数据采集之后的图像处理过程，光信号采集以获得原始数据的过程并未受到影响，将转换条件设置为与环境光相适宜的转换条件，能够保证所采集信号中有效信号的强度，能够有效降低降噪处理的难度；但是转换条件的重新设定会增大原始数据处理过程的负载，可能会影响获得所述指纹图像的效率。

为了获得高质量的指纹图像，并降低数据处理负载，如图3所示，本实施例中，在执行步骤S100，获得环境光强之后，执行步骤S200，获得成像条件之前，所述指纹成像方法还包括：执行步骤S210，基于所述环境光强，判断所述成像环境是否是可调环境；判断所述成像环境是可调环境时，执行步骤S221，基于所述环境光强获得成像条件的步骤中，所述成像条件包括与所述环境光强相对应的转换条件；判断所述成像环境不是可调环境时，执行步骤S222，基于所述环境光强获得成像条件的步骤中，所述成像条件包括与所述环境光强相对应的驱动条件。

判断所述成像环境是否为可调环境的做法，能够根据所述环境光强的具体高低，选择合适的成像条件，从而在保证指纹图像质量的前提下，降低数据负载，实现高效率和高性能的兼顾。

具体的，判断所述成像环境是否为可调环境的步骤包括：比较所述环境光强和预设的可调光强阈值的相对大小，在所述环境光强小于或等于所述可调光强阈值时，判断所述成像环境是可调环境；在所述环境光强大于所述可调光强阈值时，判断所述成像环境不是可调环境。

获得所述成像条件之后，执行步骤S300，根据所述成像条件对待成像件进行成像，以获得指纹图像。

由于所述成像条件与所述环境光强相关，因此根据不同的环境光强，设置相对应的成像条件，能够使所述指纹图像的成像与环境光强相适应，能够有效的提高所述指纹图像的成像质量，有利于不同光强环境下高质量指纹图像的获得，特别是有利于强光环境下指纹图像质量的改善。

在所述成像条件包括与所述环境光强相对应的转换条件时，获得所述指纹图像的步骤包括：执行步骤S310，采集原始图像；之后，执行步骤S320，基于所述转换条件对所述原始图像进行压缩或者锐化，以获得所述指纹图像。

由于所述转换条件与所述环境光强相适应，因此在对所述原始图像的压缩或者锐化过程中，提取原始图像中信噪比较好的部分数据以获得指纹图像，从而达到改善指纹图像质量的目的。

需要说明的是，为了保证所获得指纹图像的质量，防止压缩或者锐化后指纹图像失真或者畸变等现象的出现，本实施例中，所述原始图像的位数大于8。具体的，所述原始图像的位数为12或者16。

在所述成像条件包括与所述环境光强相对应的驱动条件时，获得所述指纹图像的步骤包括：执行步骤S330，以所述驱动条件控制图像传感器采集图像以获得所述指纹图像。

由于所述驱动条件与所述环境光强相适应，因此在所述指纹图像的光信号采集过程中，能够有效抑制所采集噪声光信号的强度，从而达到改善信噪比，提高指纹图像质量的目的。

相应的，本发明还提供一种指纹成像系统。

参考图4，示出了本发明指纹成像系统一实施例的功能框图。

所述指纹成像系统包括：

获取模块110，所述获取模块110适宜于获得成像环境的环境光强；设定模块120，所述设定模块120适宜于根据所述获取模块110获得的所述环境光强获得成像条件，所述成像条件包括与所述环境光强相对应的转换条件，或者所述成像条件包括与所述环境光强相对应的驱动条件；采集模块130，所述采集模块130适宜于在所述设定模块120设定的成像条件下，获得指纹图像。

在所述获取模块110获得环境光强之后，所述设定模块120基于所述环境光强设置成像条件；所述采集模块130在相应的成像条件下获得指纹图像。根据不同的环境光强，所述设定模块120设置相对应的成像条件，能够使所述采集模块130的成像与环境光强相适应，能够有效的提高所获得指纹图像的成像质量，有利于不同光强环境下高质量指纹图像的获得，特别是有利于强光环境下指纹图像质量的改善。

所述获取模块110适宜于所述环境光强的获得，能够为成像环境光照条件的分析提供依据，从而为后续成像条件的获得提供基础。

本实施例中，所述获取模块110包括环境光探测器，所述环境光探测器适宜于获得所述环境光强。通过独立的环境光探测器获得所述环境光强，能够有效提高所获得环境光强的精度，能够降低环境光强获得对正常指纹图像采集的影响，有利于高质量指纹图像的获得。

本实施例中，所述环境光探测器持续对环境光进行探测，以获得所述环境光强的实时数据。具体的，所述环境光探测器以预设的扫描频率进行刷新，以获得所述环境光强。获得所述环境光强的实时数据，能够提高对成像环境光照条件判断的准确性，从而提高后续所获得成像条件的精度，有利于高质量、高精度指纹图像的获得。

具体的，为了保证所述环境光强的获得，提高所获得环境光强的精度，本实施例中，所述环境光探测器的感光面积大于50μm×50μm的范围。

需要说明的是，本实施例中，所述获取模块110包括环境光探测器，但是不能以此限制本发明。本发明其他实施例中，所述获取模块也可以通过其他装置获得所述环境光强。

所述设定模块120与所述获取模块相连，所述设定模块120适宜于从所述获取模块110获得所述环境光强；所述设定模块120还适宜于根据所述获取模块获得的所述环境光强获得成像条件，所述成像条件包括与所述环境光强相对应的转换条件，或者所述成像条件包括与所述环境光强相对应的驱动条件；

所述成像条件适宜于为指纹图像的获得提供参数依据；根据环境光强获得所述成像条件的做法，能够根据所述环境光强的高低，适度调整所述成像条件，以使所述指纹图像的成像条件与所述指纹图像采集时的成像环境光照条件相适应，从而达到提高不同光照条件下所获得指纹图像质量的目的，能够有效的提高所述指纹图像的成像质量，有利于不同光强环境下高质量指纹图像的获得，特别是有利于强光环境下指纹图像质量的改善。

具体的，所述成像条件包括转换条件。所述转换条件适宜于表征原始数据转换为指纹图像时的处理依据，其中原始数据为图像传感器采集光信号并将所采集的光信号转换为电信号所获得的。

所述转换条件为与所述环境光强相适应的转换条件。由于原始数据未经处理，即原始数据未经压缩或者锐化处理，因此原始数据内包括有更多的信息，特别是包括更大范围内的信号强度值；转换条件与所述环境光强相适应，使原始数据处理以获得指纹图像的过程根据所述环境光强的强弱而进行，从而改善不同光强环境下指纹图像的质量，特别提高强环境光情况下指纹图像的质量。

所述设定模块120内预先存储有转换数据库，所述转换数据库包括光强档位以及与光强档位相对应的转换条件。光强档位即为环境光强的范围，即所述转换数据库包括不同的转换条件以及不同转换条件所适宜的环境光强范围。

所述设定模块120适宜于根据所述环境光强，查询所述转换数据库以获得所述转换条件。具体的，所述设定模块120在获得所述环境光强后，通过查询所述转换数据库，根据所述环境光强，获得相对应的光强档位，即包括有所述环境光强的光强范围，进而获得与所述光强范围相适应的转换条件。通过预先存储不同的转换条件以及转换条件所适宜的光强档位，能够有效提高获得与所述环境光强相对应转换条件的效率，能够有效降低实现所述指纹成像方法的负载。

具体的，所述转换条件包括：转换窗宽和与转换窗位。转换窗宽(Window Width)表示图像所显示信号强度值的范围；转换窗位是指转换窗宽上下限的平均数。转换窗宽越小，所获得指纹图像所显示信号强度的范围越小；转换窗位越小，所获得指纹图像所显示的信号值越小。因此根据所述环境光强，设置合适的转换窗宽与转换床位，能够使所述指纹图像显示具有更好信噪比范围内的信号，从而达到提高所获得指纹图像质量的目的。

通过图像处理过程中，采用与环境光强相适应的转换条件，能够有效提高图像处理的效果，而且无需对现有指纹成像设备的硬件进行较大改动即可实现，在改善强光环境下指纹图像质量的前提下，降低硬件改造成本，有利于实现成本和性能改善的兼顾。

本实施例中，在可见光波段，光照强度在0lux到100000lux范围内，每1000lux设置一组转换窗宽和转换窗位。所以所述转换数据库包括0lux到100000lux的光照强度范围内，100个光强档位以及每个光强档位所对应的转换窗位和转换窗宽。

所述成像条件还包括驱动条件。所述驱动条件适宜于表征采集光信号时，图像传感器的控制依据。所述驱动条件为与所述环境光强相适应的驱动条件。由于所述指纹图像的采集是通过图像传感器对光信号的采集而实现的，因此在不同环境光强条件下，以合适的驱动条件控制图像传感器，能够有效提高所述图像传感器所采集光信号的信噪比，从而改善不同光强环境下指纹图像的质量，特别提高强环境光情况下指纹图像的质量。

所述设定模块120内还预先存储有驱动数据库，所述驱动数据库包括光强档位以及与光强档位相对应的驱动条件。与所述转换条件的获得类似，光强档位即为环境光强的范围，所以驱动数据库包括不同的驱动条件以及与所述驱动条件相适宜的环境光强范围。

所述设定模块120适宜于根据所述环境光强，查询所述驱动数据库以获得所述驱动条件。所述设定模块120在获得所述环境光强后，通过查询所述驱动数据库，根据所述环境光强，获得相对应的光强档位，即包括有所述环境光强的光强范围，进而获得与所述光强范围相适应的驱动条件。通过预先存储不同的驱动条件以及驱动条件所适宜的光强档位，能够有效提高获得与所述环境光强相对应转换条件的效率，能够有效降低实现所述指纹成像方法的负载。

具体的，所述转换条件包括：驱动时间。驱动时间表示图像传感器采集光信号的时间长度。驱动时间越短，图像传感器采集光信号强度越小。因此根据所述环境光强，设置合适的驱动时间，能够有效降低所述图像传感器采集光信号中噪声信号的比例，从而达到提高信噪比，改善所获得指纹图像质量的目的。

通过使图像传感器的驱动时间与环境光强相适应，能够在不同光强条件下，以适合的曝光条件获得较好的成像质量，有利于不同环境光条件下高质量指纹图像的获得，特别是有利于强光环境下指纹图像质量的改善。

本实施例中，在可见光波段，光照强度在0lux到100000lux范围内，每1000lux设置一个驱动时间。所以所述转换数据库包括0lux到100000lux的光照强度范围内，100个光强档位以及每个光强档位所对应的驱动时间。

需要说明的是，使所述驱动条件的设置更好的提高所获得指纹图像的质量，从而达到改善不同光强环境下指纹图像质量的目的，本实施例中，所述图像传感器的像素为线性器件。

不同的成像条件对环境光强的宽容度并不相同，由于驱动条件适用于光信号的采集过程，因此通过将驱动条件设置为与环境光强相适宜的驱动条件的做法，具有更大的光强宽容性，能够在更大环境光强的成像环境中获得较好的指纹图像，但是驱动条件的变化不仅能够抑制图像传感器对噪声光信号的采集，也会影响图像传感器对有效光信号的采集，会增大光信号采集之后降噪处理的难度。

由于转换条件适用于原始数据采集之后的图像处理过程，光信号采集以获得原始数据的过程并未受到影响，将转换条件设置为与环境光相适宜的转换条件，能够保证所采集信号中有效信号的强度，能够有效降低降噪处理的难度；但是转换条件的重新设定会增大原始数据处理过程的负载，可能会影响获得所述指纹图像的效率。

为了获得高质量的指纹图像，并降低数据处理负载，如图4所示，本实施例中，所述指纹成像系统还包括：判别模块140，所述判别模块140适宜于根据所述环境光强，判断所述成像环境是否是可调环境；所述判别模块140判断所述成像环境是可调环境时，所述设定模块120设定的成像条件包括与所述环境光强相对应的转换条件；所述判别模块140判断所述成像环境不是可调环境时，所述设定模块120设定的成像条件包括与所述环境光强相对应的驱动条件。

通过所述判别模块140判断所述成像环境是否为可调环境的做法，使所述设定模块120能够根据所述环境光强的具体高低，选择合适的成像条件，从而在保证指纹图像质量的前提下，降低数据负载，实现高效率和高性能的兼顾。

具体的，所述判别模块140包括：比较单元141，所述比较单元141内预先设置有可调光强阈值，所述比较单元141还与所述获取模块110相连，从所述获取模块110获得所述环境光强，所述比较单元141还适宜于比较所述环境光强和预设的可调光强阈值的相对大小；判断单元142，所述判断单元142与所述比较单元141相连，从所述比较单元141获得所述环境光强和所述可调光强阈值相对大小的比较结果；在所述环境光强小于或等于所述可调光强阈值时，所述判断单元142还适宜于判断所述成像环境是可调环境；在所述环境光强大于所述可调光强阈值时，所述判断单元142还适宜于判断所述成像环境不是可调环境。

所述设定模块120与所述判断单元142相连，从所述判断单元142获得所述成像环境是否是可调环境的判断结果；在所述成像环境是可调环境时，所述设定模块120设定的成像条件包括与所述环境光强相对应的转换条件；在所述成像环境不是可调环境时，所述设定模块120设定的成像条件包括与所述环境光强相对应的驱动条件。

所述采集模块130适于在所述成像条件下获得指纹图像。

由于所述成像条件与所述环境光强相关，因此根据不同的环境光强，设置相对应的成像条件，能够使所述指纹图像的成像与环境光强相适应，能够有效的提高所述指纹图像的成像质量，有利于不同光强环境下高质量指纹图像的获得，特别是有利于强光环境下指纹图像质量的改善。

本实施例中，所述采集模块120包括：图像传感器131，所述图像传感器131适宜于采集原始图像；图像处理器132，所述图像处理器132适宜于对所述原始图像进行压缩或锐化，以获得所述指纹图像。

所述采集模块130与所述设定模块120相连，从所述设定模块120获得所述成像条件。具体的，所述图像处理器132与所述设定模块120相连，从所述设定模块120获得包括与所述环境光强相对应的转换条件；在所述成像条件包括与所述环境光强相对应的转换条件时，所述图像处理器132还适宜于基于所述转换条件对所述图像传感器131所获得的原始图像进行压缩或锐化，以获得所述指纹图像；所述图像传感器131也与所述设定模块120相连，从所述设定模块获得包括与所述环境光强相对应的驱动条件；在所述成像条件包括与所述环境光强相对应的驱动条件是，所述图像传感器131适宜于在所述驱动条件的控制下采集图像以获得所述指纹图像。

需要说明的是，本实施例中，所述指纹成像系统包括判别模块140，所述指纹成像系统能够根据所述环境光强的强弱选择设定所述成像条件为驱动条件还是转换条件，因此所述图像传感器131和所述图像处理器均与所述设定模块120相连。但是这种做法仅为一实例。

本发明其他实施例中，所述设定模块也可以仅仅适用于将所述成像条件设定为与所述环境光强相对应的驱动条件，或者仅仅适用于将所述成像条件设定为与所述环境光强相对应的转换条件。在所述设定模块将所述成像条件仅设定为驱动条件时，所述采集模块中也可以仅有所述图像传感器与所述设定模块相连；在所述设定模块将所述成像条件仅设定为转换条件时，所述采集模块中也可以仅有所述图像处理器与所述设定模块相连。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (24)

1.一种指纹成像方法，其特征在于，包括：

获得成像环境的环境光强；

基于所述环境光强，获得成像条件，所述成像条件包括与所述环境光强相对应的转换条件，或者所述成像条件包括与所述环境光强相对应的驱动条件；

根据所述成像条件对待成像件进行成像，以获得指纹图像。

2.如权利要求1所述的指纹成像方法，其特征在于，所述成像条件包括与所述环境光强相对应的转换条件；

获得所述成像条件的步骤包括：

根据所述环境光强，查询预先存储的转换数据库以获得所述转换条件，所述转换数据库包括光强档位以及与光强档位相对应的转换条件。

3.如权利要求1所述的指纹成像方法，其特征在于，所述成像条件包括与所述环境光强相对应的转换条件；

根据所述成像条件，获得所述指纹图像的步骤包括：

采集原始图像；

基于所述转换条件对所述原始图像进行压缩或者锐化，以获得所述指纹图像。

4.如权利要求1～3任意一项所述的指纹成像方法，其特征在于，所述转换条件包括：转换窗宽和与转换窗位。

5.如权利要求1所述的指纹成像方法，其特征在于，所述成像条件包括与所述环境光强相对应的驱动条件；

获得所述成像条件的步骤包括：

根据所述环境光强，查询预先存储的驱动数据库以获得所述驱动条件，所述驱动数据库包括光强档位以及与光强档位相对应的驱动条件。

6.如权利要求5所述的指纹成像方法，其特征在于，根据所述成像条件，获得所述指纹图像的步骤包括：

以所述驱动条件控制图像传感器采集图像以获得所述指纹图像。

7.如权利要求6所述的指纹成像方法，其特征在于，所述图像传感器的像素为线性器件。

8.如权利要求5～7任意一项所述的指纹成像方法，其特征在于，所述驱动条件包括：驱动时间。

9.如权利要求1所述的指纹成像方法，其特征在于，获得环境光强之后，获得成像条件之前，还包括：

基于所述环境光强，判断所述成像环境是否是可调环境；

判断所述成像环境是可调环境时，基于所述环境光强获得成像条件的步骤中，所述成像条件包括与所述环境光强相对应的转换条件；

判断所述成像环境不是可调环境时，基于所述环境光强获得成像条件的步骤中，所述成像条件包括与所述环境光强相对应的驱动条件。

10.如权利要求9所述的指纹成像方法，其特征在于，判断所述成像环境是否为可调环境的步骤包括：比较所述环境光强和预设的可调光强阈值的相对大小，在所述环境光强小于或等于所述可调光强阈值时，判断所述成像环境是可调环境；在所述环境光强大于所述可调光强阈值时，判断所述成像环境不是可调环境。

11.如权利要求1所述的指纹成像方法，其特征在于，获得环境光强的步骤包括：通过环境光探测器获得所述环境光强。

12.如权利要求11所述的指纹成像方法，其特征在于，所述环境光探测器以预设的扫描频率进行刷新，以获得所述环境光强。

13.一种指纹成像系统，其特征在于，包括：

获取模块，所述获取模块适宜于获得成像环境的环境光强；

设定模块，所述设定模块适宜于根据所述获取模块获得的所述环境光强获得成像条件，所述成像条件包括与所述环境光强相对应的转换条件，或者所述成像条件包括与所述环境光强相对应的驱动条件；

采集模块，所述采集模块适宜于在所述设定模块设定的成像条件下，获得指纹图像。

14.如权利要求13所述的指纹成像系统，其特征在于，所述设定模块设定的成像条件包括与所述环境光强相对应的转换条件；

所述设定模块内预先存储有转换数据库，所述转换数据库包括光强档位以及与光强档位相对应的转换条件；

所述设定模块适宜于根据所述环境光强，查询所述转换数据库以获得所述转换条件。

15.如权利要求13所述的指纹成像系统，其特征在于，所述设定模块设定的成像条件包括与所述环境光强相对应的转换条件；

所述采集模块包括：

图像传感器，所述图像传感器适宜于采集原始图像；

图像处理器，所述图像处理器基于所述转换条件对所述原始图像进行压缩或锐化，以获得所述指纹图像。

16.如权利要求13～15任意一项所述的指纹成像系统，其特征在于，所述转换条件包括：转换窗宽和与转换窗位。

17.如权利要求13所述的指纹成像系统，其特征在于，所述设定模块设定的成像条件包括与所述环境光强相对应的驱动条件；

所述设定模块内预先存储有驱动数据库，所述驱动数据库包括光强档位以及与光强档位相对应的驱动条件；

所述设定模块适宜于根据所述环境光强，查询所述驱动数据库以获得所述驱动条件。

18.如权利要求13所述的指纹成像系统，其特征在于，所述设定模块设定的成像条件包括与所述环境光强相对应的驱动条件；

所述采集模块包括：

图像传感器，所述图像传感器适宜于在所述驱动条件的控制下采集图像以获得所述指纹图像。

19.如权利要求18所述的指纹成像系统，其特征在于，所述图像传感器的像素为线性器件。

20.如权利要求17～19任意一项所述的指纹成像系统，其特征在于，所述驱动条件包括：驱动时间。

21.如权利要求13所述的指纹成像系统，其特征在于，还包括：

判别模块，所述判别模块适宜于根据所述环境光强，判断所述成像环境是否是可调环境；

所述判别模块判断所述成像环境是可调环境时，所述设定模块设定的成像条件包括与所述环境光强相对应的转换条件；

所述判别模块判断所述成像环境不是可调环境时，所述设定模块设定的成像条件包括与所述环境光强相对应的驱动条件。

22.如权利要求21所述的指纹成像系统，其特征在于，所述判别模块包括：

比较单元，所述比较单元内预先设置有可调光强阈值，所述比较单元适宜于比较所述环境光强和预设的可调光强阈值的相对大小；

判断单元，所述环境光强小于或等于所述可调光强阈值时，所述判断单元适宜于判断所述成像环境是可调环境；所述环境光强大于所述可调光强阈值时，所述判断单元适宜于判断所述成像环境不是可调环境。

23.如权利要求13所述的指纹成像系统，其特征在于，所述获取模块包括环境光探测器，所述环境光探测器适宜于获得所述环境光强。

24.如权利要求23所述的指纹成像系统，其特征在于，所述环境光探测器以预设的扫描频率进行刷新，以获得所述环境光强。