CN113065487B - 指纹识别的方法、装置和电子设备 - Google Patents

Abstract

一种指纹识别方法，包括：根据采样参数，采集第一指纹图像；根据所述第一指纹图像和预存的基准图像确定所述第一指纹图像的采集环境，所述基准图像为基准光环境下获取的指纹图像；根据所述采集环境对应的处理参数处理所述第一指纹图像；根据处理后的所述第一指纹图像进行指纹识别。本申请通过预存基准图像，只需采集一张指纹图像即可判断指纹的采集环境，节省了采集指纹图像和判断采集环境的时间，有效提升了指纹识别效率。

Description

指纹识别的方法、装置和电子设备

技术领域

本申请涉及光学指纹技术领域，并且更具体地，涉及一种指纹识别的方法、装置和电子设备。

背景技术

随着智能设备的不断发展，屏下指纹识别技术得到了广泛的应用。屏下指纹识别技术是通过指纹的脊与谷对光的反射能力的不同进行成像，从而进行指纹识别的。通常，指纹识别的结果会受到外界环境的影响，例如，当终端设备处于光照比较强的环境中，可能使信号超过指纹设备的量程，而无法得到有效的指纹图像数据。因此，如何在外界环境变化的情况下提高指纹识别的准确率，是一项亟待解决的问题。

发明内容

本申请实施例提供了一种指纹识别的方法、装置和电子设备，在不额外增加硬件的同时，实现指纹识别的动态调整，提高指纹成像质量。

第一方面，提供一种指纹识别的方法，包括：根据采样参数，采集第一指纹图像；根据所述第一指纹图像和预存的基准图像确定所述第一指纹图像的采集环境，所述基准图像为基准光环境下获取的指纹图像；根据所述采集环境对应的处理参数处理所述第一指纹图像；根据处理后的所述第一指纹图像进行指纹识别。

应理解，所述基准图像可以是指纹图像，也可以是基准光环境下模拟手指按压的模拟图像。

本申请实施例的技术方案中，通过预存基准光环境下的基准图像，在不增加额外的强光感应单元的情况下，从采集到的指纹图像中提取采集环境的光线特征与预存的基准图像的光线特征进行对比处理，判断所述指纹图像的采集环境，根据采集环境对应的处理参数处理所述指纹图像。由于预存了基准图像，指纹识别装置仅采集一张图像就能实现指纹的采集环境的快速判断，节省了采集指纹图像和判断指纹的采集环境的时间，提升了指纹采集装置的工作效率。

在一种可能的实现方式中，所述采集环境包括：所述基准光环境或非基准光环境。

本申请实施例的技术方案中，基准光环境包括光照强度为0-1000Lux的正常光环境，非基准光环境包括光照强度大于等于1000Lux的强光环境。

在一种可能的实现方式中，所述根据所述第一指纹图像和预存的基准图像确定所述第一指纹图像的采集环境包括：根据所述第一指纹图像和预存的所述基准图像的像素值差值确定所述第一指纹图像的采集环境。

在一种可能的实现方式中，所述根据所述第一指纹图像和预存的基准图像确定所述第一指纹图像的采集环境包括：根据所述第一指纹图像和预存的所述基准图像的边界像素值变化趋势确定所述第一指纹图像的采集环境。

本申请实施例的技术方案中，指纹识别装置不需要在有背光和没有背光的情况下各采集一张图片进行比较确定环境光从而根据环境光判断指纹的采集环境，而是直接将采集到的指纹图像与基准图像的特征进行对比即可判断采集环境，简化了采集指纹图像与判断采集环境的步骤，提升了指纹识别装置的工作效率。

在一种可能的实现方式中，所述根据所述第一指纹图像和预存的所述基准图像的像素值差值确定所述第一指纹图像的采集环境包括：当所述第一指纹图像的多个区域中所述像素值差值的平均数大于第一预设平均数的区域数量大于预设区域数量时，确定所述指纹图像所在的指纹识别环境为所述非基准光环境。

在一种可能的实现方式中，所述根据所述第一指纹图像和预存的所述基准图像的像素值差值确定所述第一指纹图像的采集环境包括：当所述第一指纹图像的多个区域中所述像素值差值的平均数大于第一预设平均数的区域数量小于或等于预设区域数量时，确定所述指纹图像所在的指纹识别环境为所述基准光环境。

应理解，区域中所述像素值差值的平均数为第一指纹图像的一个区域中第一指纹图像的像素值与基准图像对应区域的像素值的差值的平均数，即第一指纹图像的一个区域的像素值差值的平均数。

本申请实施例的技术方案中，将采集到的指纹图像分成若干个区域进行处理，相应地，基准图像也被分成若干个区域与指纹图像的若干个区域进行对比，将指纹图像细化成不同区域，统计各个区域每个像素点与对应的基准图像的像素点的像素值差值的平均值，再判断区域平均值大于第一预设平均数的区域数量是否大于预设区域数量，能够更加全面、合理地判断指纹图像的整体情况。

应理解，所述第一预设平均数为判断每个所述区域的像素值差值平均数的阈值，与所述区域的数量呈正相关。

在一种可能的实现方式中，所述根据所述第一指纹图像和预存的基准图像确定所述第一指纹图像的采集环境包括：根据所述第一指纹图像和预存的所述基准图像的像素值差值与所述第一指纹图像的像素值确定所述第一指纹图像的采集环境。

本申请实施例的技术方案中，通过采集到的指纹图像的自身像素数据和指纹图像与基准图像的比较数据两种参数结合，能够更加准确判断采集环境，进一步提升指纹识别装置对采集环境的判断能力。

在一种可能的实现方式中，所述根据所述第一指纹图像和预存的所述基准图像的像素值差值与所述第一指纹图像的像素值确定所述第一指纹图像的采集环境包括：当所述第一指纹图像中所述像素值饱和的像素数目与所述第一指纹图像的像素数目的比值大于预设比值，且所述第一指纹图像中所述像素值差值的平均数大于第一预设平均数的区域数量大于预设区域数量时，确定所述第一指纹图像的采集环境为所述非基准光环境。

在一种可能的实现方式中，所述根据所述第一指纹图像和预存的所述基准图像的像素值差值与所述第一指纹图像的像素值确定所述第一指纹图像的采集环境包括：当所述第一指纹图像中所述像素值饱和的像素数目与所述第一指纹图像的像素数目的比值小于或等于预设比值，和/或所述第一指纹图像中所述像素值差值的平均数大于第一预设平均数的区域数量小于或等于预设区域数量时，确定所述指纹图像所在的指纹识别环境为所述基准光环境。

在一种可能的实现方式中，所述根据所述第一指纹图像和预存的所述基准图像的像素值差值与所述第一指纹图像的像素值确定所述第一指纹图像的采集环境包括：当所述第一指纹图像中所述像素值饱和的像素数目与所述第一指纹图像的像素数目的比值大于预设比值，且所述像素值差值的平均数大于第二预设平均数时，确定所述第一指纹图像的采集环境为所述非基准光环境。

在一种可能的实现方式中，所述根据所述第一指纹图像和预存的所述基准图像的像素值差值与所述第一指纹图像的像素值确定所述第一指纹图像的采集环境包括：当所述第一指纹图像中所述像素值饱和的像素数目与所述第一指纹图像的像素数目的比值小于或等于预设比值，和/或所述像素值差值的平均数小于或等于第二预设平均数时，确定所述第一指纹图像的采集环境为所述基准光环境。

应理解，所述第二预设平均数为判断所述指纹图像与所述基准图像全图像素值差值平均数的阈值，可根据像素数目进行配置。

本申请实施例的技术方案中，在引入指纹图像自身像素数据的情况下，可以不对指纹图像与基准图像进行区域划分，通过统计采集的指纹图像中像素值饱和的像素点的数目占全图像素点的比例，以及指纹图像与基准图像全图的每个像素点的像素值差值的平均数，与预设比值和第二预设平均数进行比较，既避免仅使用单个判断条件进行判断时可能造成的误差，又简化了判断过程，进一步优化指纹制备装置对采集环境的判断能力。

在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：根据所述非基准光环境调整所述采样参数。

本申请实施例的技术方案中，在非基准光环境下，完成指纹识别后对采样参数进行调整优化，使得后续采样使用调整后的采样参数，进一步避免在非基准光环境下采样参数不当造成的指纹图形不清晰等问题。通过判断采集环境能够动态调整指纹图像的采集参数，能够从后续采集到的指纹图像获中取更多有效的指纹信息，提升指纹识别装置的识别性能。

在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：根据处理后的所述第一指纹图像对应的识别结果，调整所述第一预设平均数和所述预设区域数量。

在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：根据处理后的所述第一指纹图像对应的识别结果，调整所述第二预设平均数和所述预设比值。

在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：根据处理后的所述第一指纹图像对应的识别结果，调整所述第一预设平均数、所述预设区域数量和所述预设比值。

本申请实施例的技术方案中，在基准光环境下，进行指纹识别后得到对应的指纹识别结果，当指纹图像纹理不清晰，识别不成功时，具有反馈机制，能够根据识别结果，动态调整采集环境的判断参数，即所述第一预设平均数、所述第二预设平均数、所述预设区域数量和所述预设比值。通过反馈识别结果，自适应调整采集环境的判断参数，能够提升指纹识别装置对采集环境判断的准确性，使指纹识别装置使用对应的处理参数处理指纹图像以获得更多有效的指纹信息。

在一种可能的实现方式中，所述采样参数包括曝光时间、增益参数和曝光区域。

在一种可能的实现方式中，所述根据所述非基准光环境调整所述采样参数包括：根据所述非基准光环境减少曝光时间，和/或减小增益参数。

在一种可能的实现方式中，所述根据处理后的所述第一指纹图像对应的识别结果，调整所述第一预设平均数和所述预设区域数量包括：当所述第一指纹图像识别不成功时，下调所述第一预设平均数和/或所述预设区域数量。

在一种可能的实现方式中，所述根据处理后的所述第一指纹图像对应的识别结果，调整所述第二预设平均数和所述预设比值包括：当所述第一指纹图像识别不成功时，下调所述第二预设平均数和/或所述预设比值。

第二方面，提供一种指纹识别装置，包括：

光学指纹传感器，用于根据采样参数，采集第一指纹图像；

处理单元，用于根据所述第一指纹图像和预存的基准图像确定所述第一指纹图像的采集环境，所述基准图像为基准光环境下获取的指纹图像，根据所述采集环境对应的处理参数处理所述第一指纹图像，根据处理后的所述第一指纹图像进行指纹识别。

在一种可能的实现方式中，所述采集环境包括：所述基准光环境或非基准光环境。

在一种可能的实现方式中，所述处理单元用于：根据所述第一指纹图像和预存的所述基准图像的像素值差值确定所述第一指纹图像的采集环境。

在一种可能的实现方式中，所述处理单元用于：根据所述第一指纹图像和预存的所述基准图像的边界像素值变化趋势确定所述第一指纹图像的采集环境。

在一种可能的实现方式中，所述处理单元用于：当所述第一指纹图像的多个区域中所述像素值差值的平均数大于第一预设平均数的区域数量大于预设区域数量时，确定所述指纹图像所在的指纹识别环境为所述非基准光环境。

在一种可能的实现方式中，所述处理单元用于：当所述第一指纹图像的多个区域中所述像素值差值的平均数大于第一预设平均数的区域数量小于或等于预设区域数量时，确定所述指纹图像所在的指纹识别环境为所述基准光环境。

在一种可能的实现方式中，所述处理单元用于：根据所述第一指纹图像和预存的所述基准图像的像素值差值与所述第一指纹图像的像素值确定所述第一指纹图像的采集环境。

在一种可能的实现方式中，所述处理单元用于：当所述第一指纹图像中所述像素值饱和的像素数目与所述第一指纹图像的像素数目的比值大于预设比值，且所述像素值差值的平均数大于第二预设平均数时，确定所述第一指纹图像的采集环境为所述非基准光环境。

在一种可能的实现方式中，所述处理单元用于：当所述第一指纹图像中所述像素值饱和的像素数目与所述第一指纹图像的像素数目的比值小于或等于预设比值，和/或所述像素值差值的平均数小于或等于第二预设平均数时，确定所述第一指纹图像的采集环境为所述基准光环境。

在一种可能的实现方式中，所述处理单元还用于：根据所述非基准光环境调整所述采样参数。

在一种可能的实现方式中，所述处理单元还用于：根据处理后的所述第一指纹图像对应的识别结果，调整所述第一预设平均数和所述预设区域数量。

在一种可能的实现方式中，所述处理单元还用于：根据处理后的所述第一指纹图像对应的识别结果，调整所述第二预设平均数和所述预设比值。

在一种可能的实现方式中，所述采样参数包括曝光时间、增益参数和曝光区域。

在一种可能的实现方式中，所述处理单元还用于：根据所述非基准光环境减少曝光时间，和/或减小增益参数。

在一种可能的实现方式中，当所述第一指纹图像识别不成功时，下调所述第一预设平均数和/或所述预设区域数量。

在一种可能的实现方式中，所述处理单元还用于：当所述第一指纹图像识别不成功时，下调所述第二预设平均数和/或所述预设比值。

第三方面，提供一种电子设备，包括：显示屏，以及第二方面中的任一种可能的实现方式中的指纹识别装置。

附图说明

图1A和图1B是本申请实施例可以适用的电子设备的示意图。

图2是本申请实施例一种指纹识别方法的示意性流程图。

图3是本申请实施例一种指纹图像的若干区域的示意图。

图4是本申请实施例另一种指纹识别方法的示意性流程图。

图5是本申请实施例又一种指纹识别方法的示意性流程图。

图6是本申请实施例一种指纹识别装置的示意图。

图7是本申请实施例一种电子设备的示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

应理解，本申请实施例可以应用于光学指纹系统，包括但不限于光学指纹识别系统和基于光学指纹成像的产品，本申请实施例仅以光学指纹系统为例进行说明，但不应对本申请实施例构成任何限定，本申请实施例同样适用于其他采用光学成像技术的系统等。

作为一种常见的应用场景，本申请实施例提供的光学指纹系统可以应用在智能手机、平板电脑以及其他具有显示屏的移动终端或者其他电子设备；更具体地，在上述电子设备中，光学指纹模组可以设置在显示屏下方的局部区域或者全部区域，从而形成屏下(Under-display或Under-screen)光学指纹系统。或者，所述光学指纹模组也可以部分或者全部集成至所述电子设备的显示屏内部，从而形成屏内(In-display或In-screen)光学指纹系统。

屏下光学指纹检测技术使用从设备显示组件的顶面返回的光线来进行指纹感应和其他感应操作。所述返回的光线携带与该顶面接触的物体，例如手指的信息，通过采集和检测该手指返回的光，实现位于显示屏下方的特定光学传感器模块的光学指纹检测。光学传感器模块的设计可以为通过恰当地配置用于采集和检测返回的光的光学元件来实现期望的光学成像。

图1A是本申请实施例一种电子设备的平面示意图。该电子设备可以包括但不限于移动终端(Mobile Terminal)、移动电话(Mobile Telephone)、用户设备(User Equipment，UE)、手机(handset)及便携设备(portable equipment)等。如图1A所示，电子设备10包括显示屏120和指纹识别装置130。其中，指纹识别装置130设置在所述显示屏120下方的局部区域。指纹识别装置130包括光学指纹传感器，所述光学指纹传感器包括具有多个光学感应单元131(也称为像素、感光像素、像素单元等)的感应阵列133。所述感应阵列133所在区域或者其感应区域为指纹识别装置130的指纹识别区域103。如图1A所示，所述指纹识别区域103位于所述显示屏120的显示区域之中。在一种替代的实现方式中，指纹识别装置130设置在其他位置，比如设置在所述显示屏120的侧面或者所述电子设备10的边缘非透光区域，并通过光路设计来将来自所述显示屏120的至少部分显示区域的光信号导引到指纹识别装置130，从而使得指纹识别区域103实际上位于所述显示屏120的显示区域。

应理解，指纹识别区域103的面积可以与指纹识别装置130的感应阵列133的面积不同，例如通过透镜成像的光路设计、反射式折叠光路设计或者其他光线会聚或者反射等光路设计，使得指纹识别装置130的指纹识别区域103的面积大于指纹识别装置130的感应阵列133的面积。在其他替代的实现方式中，如果采用例如光线准直的方式进行光路引导，指纹识别装置130的指纹识别区域103也可以设计成与指纹识别装置130的感应阵列133的面积基本一致。

因此，用户在需要对所述电子设备10进行解锁或者其他指纹验证的时候，只需要将手指按压在位于所述显示屏120的指纹识别区域103，便可以实现指纹输入。由于指纹检测可以在屏内实现，因此采用上述结构的电子设备10无需其正面专门预留空间来设置指纹按键(比如Home键)，从而可以采用全面屏方案，即所述显示屏120的显示区域可以基本扩展到整个电子设备10的正面。

应理解，在具体实现上，所述电子设备10还可以包括透明保护盖板，所述盖板可以为玻璃盖板或者蓝宝石盖板，其位于所述显示屏120的上方并覆盖所述电子设备10的正面。因此，本申请实施例中，所谓的手指按压在所述显示屏120实际上是指按压在所述显示屏120上方的盖板或者覆盖所述盖板的保护层表面。

可选地，如图1B所示，所述显示屏120可以采用具有自发光显示单元的显示屏，比如有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)显示屏或者微型发光二极管(Micro-LED)显示屏。以采用OLED显示屏为例，指纹识别装置130可以利用所述OLED显示屏120位于所述指纹识别区域103的显示单元(即OLED光源)作为光学指纹检测的激励光源。当手指140按压在所述指纹识别区域103时，所述显示屏120向所述指纹识别区域103上方的手指140发出一束光111，光111在手指140的表面发生反射形成反射光或者经过所述手指140内部散射而形成散射光。在相关专利申请中，为便于描述，也将上述反射光和散射光统称为反射光。由于指纹的脊(ridge)141与谷(valley)142对于光的反射能力不同，因此，来自指纹脊的反射光151和来自指纹谷的反射光152具有不同的光强，反射光经过光学组件后，被指纹识别装置130中的感应阵列133接收并转换为相应的电信号，即指纹检测信号。基于所述指纹检测信号便可以获得指纹图像数据，并进一步进行指纹匹配验证，从而在所述电子设备10中实现光学指纹检测功能。

可选地，指纹识别装置130也可以采用内置光源或者外置光源来提供用于进行指纹检测的光信号。在这种情况下，指纹识别装置130可以适用于非自发光显示屏，比如液晶显示屏或者其他的被动发光显示屏。以应用在具有背光模组和液晶面板的液晶显示屏为例，为支持液晶显示屏的屏下指纹检测，所述电子设备10的光学指纹系统还可以包括用于光学指纹检测的激励光源，所述激励光源可以具体为红外光源或者特定波长非可见光的光源，其可以设置在所述液晶显示屏的背光模组下方或者设置在所述电子设备10的保护盖板下方的边缘区域，而指纹识别装置130可以设置液晶面板或者保护盖板的边缘区域下方并通过光路引导以使得指纹检测光可以到达指纹识别装置130；或者，指纹识别装置130也可以设置在所述背光模组下方，且所述背光模组通过对扩散片、增亮片、反射片等膜层进行开孔或者其他光学设计以允许指纹检测光穿过液晶面板和背光模组并到达指纹识别装置130。当采用指纹识别装置130采用内置光源或者外置光源来提供用于进行指纹检测的光信号时，其检测原理与上面描述内容是一致的。

所述电子设备10还可以包括电路板，电路板设置在指纹识别装置130的下方。指纹识别装置130可以通过背胶粘接在电路板上，并通过焊盘及金属线焊接与电路板实现电性连接。指纹识别装置130可以通过电路板实现与其他外围电路或者电子设备10的其他元件的电性互连和信号传输。例如，指纹识别装置130可以通过电路板接收电子设备10的处理单元的控制信号，并且还可以通过电路板将来自指纹识别装置130的指纹检测信号输出给终端设备10的处理单元或者控制单元等。

在实际的光学指纹检测过程中，由于待识别的指纹所在的光环境有强度不可控的环境光，会影响经过指纹反射的反射光，当环境光较强时，容易超过光学指纹传感器中像素单元的量程，从而失去指纹纹理信息，影响指纹识别装置的识别性能。针对上述强光场景，可以在指纹传感器中额外设置强光感应单元，根据强光感应单元接收的光信号判断当前是否处于强光场景，从而调整指纹识别装置在采集指纹信息时的工作条件或在采集指纹信息后的成像条件等，但额外增设的强光感应单元，会增加指纹识别装置的成本。另外指纹识别装置可以在显示屏发光和不发光的情况下各采集一张指纹图片，根据两张图片的指纹清晰程度判断是否处于强光场景，但此种方案需要采集两张图片才能判断环境光的强弱情况，导致指纹识别装置的响应速度比较慢。

有鉴于此，本申请实施例提出了一种指纹识别的方法，通过预存正常环境光场景下的基准图像，只需要采集一张图片即可与预存的基准图像比较进行强光场景的判断，通过指纹识别结果反馈机制能够不断动态调整强光场景的判断参数、在采集待识别指纹的指纹图像时的采样参数，进而减少环境光对指纹检测过程中指纹采集的影响。

图2是本申请实施例的一种指纹识别方法的示意性流程图。

在S201中，根据采样参数，采集第一指纹图像。

具体地，指纹识别装置根据初始的采样参数，使用默认采样参数进行采样，获取指纹图像，采样参数包括曝光时间、曝光区域、增益参数等。

在S202中，根据所述第一指纹图像和预存的基准图像确定所述第一指纹图像的采集环境，所述基准图像为基准光环境下获取的指纹图像。

具体地，在指纹识别装置出厂时预存基准图像，根据采集到的第一指纹图像与预存的基准图像进行对比处理，判断第一指纹图像的采集环境。应理解，所述基准图像可以是指纹图像，也可以是基准光环境下模拟手指按压的模拟图像，例如，基准光环境下肉色按压模拟图像，即采用与真实手指接近的肉色模拟手指获取基准图像。

可选地，采集环境包括基准光环境和非基准光环境。

示例性地，基准光环境包括光照强度为0-1000Lux的正常光环境，非基准光环境包括光照强度大于等于1000Lux的强光环境。

在S203中，根据所述采集环境对应的处理参数处理所述第一指纹图像。

具体地，基准光环境与非基准光环境下指纹识别装置使用不同的指纹识别处理参数，指纹识别装置在对采集环境进行判断后根据与采集环境对应的处理参数对指纹图像进行处理。处理参数可以是指纹识别装置中预设的，也可以是根据采集环境动态调整的，本申请实施例对此不做限定。

示例性地，处理参数包括像素值量化尺度、光学指纹传感器的本底噪声等。例如，在非基准光环境下，使用非基准光下像素值的量化尺度提取指纹纹理以获得更加清晰的指纹图像。

像素值量化尺度指将不同曝光时间，不同增益参数采集的数据，调整到同一个曝光时间，同一个增益参数对应的数据的过程中使用的参数。例如，默认采样时曝光时间为100μs，非基准光环境采样时曝光时间为50μs，非基准光环境下的采样数据需乘以像素值量化尺度，即乘以2，再与默认条件下采样的数据进行比较。光学指纹传感器使用不同的采集参数来采集数据时，其本底噪声(sensor base)不同，因此需要减去采用不同采集参数时对应的本底噪声，才能得到光学指纹传感器实际的感应值。

在S204中，根据处理后的所述第一指纹图像进行指纹识别。

在本实施例中，通过预存基准光环境下的基准图像，在不增加额外的强光感应单元的情况下，从采集到的指纹图像中提取采集环境的光线特征与预存的基准图像的光线特征进行对比处理，判断所述指纹图像的采集环境，根据采集环境对应的处理参数处理所述指纹图像。由于预存了基准图像，指纹识别装置仅采集一张图像就能实现指纹的采集环境的快速判断，节省了采集指纹图像以及判断指纹采集环境的时间，提升了指纹采集装置的工作效率。通过判断采集环境能够动态调整指纹图像的处理参数，提升指纹识别装置的识别性能。

可选地，在S202中，根据所述第一指纹图像和预存的所述基准图像的像素值差值确定所述第一指纹图像的采集环境。

具体地，在指纹识别装置采集到第一指纹图像后，统计第一指纹图像的每个像素点的像素值，由于已经预存了基准图像，指纹识别装置只需提取基准图像的像素值信息计算与第一指纹图像的像素值差值，即可通过像素值差值的情况判断第一指纹图像的采集环境。例如，所述像素值差值的平均数大于预设值时，判断采集环境为非基准环境。

可选地，在S202中，根据所述第一指纹图像和预存的所述基准图像的边界像素值变化趋势确定所述第一指纹图像的采集环境。

具体地，在指纹识别装置采集到第一指纹图像后，统计第一指纹图像的边界像素点的像素值变化趋势，提取基准图像相应的边界像素点的像素值变化趋势，通过边界像素值的变化趋势判断第一指纹图像的采集环境。例如，第一指纹图像的边界像素值变化趋势大于基准图像的边界像素值变化趋势，判断采集环境为非基准环境。

在本实施例中，指纹识别装置不需要在有背光和没有背光的情况下各采集一张图片进行比较确定环境光从而根据环境光判断指纹的采集环境，而是直接将采集到的指纹图像与基准图像的特征进行对比即可判断采集环境，简化了采集指纹图像与判断采集环境的步骤，提升了指纹识别装置的工作效率。

可选地，在S202中，当所述第一指纹图像中所述像素值差值的平均数大于第一预设平均数的区域数量大于预设区域数量时，确定所述指纹图像所在的指纹识别环境为所述非基准光环境。

可选地，在S202中，当所述第一指纹图像的多个区域中所述像素值差值的平均数大于第一预设平均数的区域数量小于或等于预设区域数量时，确定所述指纹图像所在的指纹识别环境为所述基准光环境。

具体地，将第一指纹图像300分成若干个区域，如图3所示。将第一指纹图像每个像素点的像素值与基准图像对应的每个像素点的像素值做差后，统计每个区域的像素值差值平均值，将每个区域的差值平均值与第一预设平均数比较后，统计差值平均值大于第一预设平均数的区域的数量，只有当区域数量大于预设数量时，判断采集环境为非基准光环境；其他情况均为基准光环境。

应理解，所述第一预设平均数为判断每个所述区域的像素值差值平均数的阈值，与所述区域的数量呈正相关。

应理解，所述预设数量根据可根据所述区域数量、第一预设平均数进行配置。

在本实施例中，将采集到的指纹图像细化成若干个区域进行判断，使得判断结果能够更全面、平均地反应第一指纹图像全图的整体环境光情况。

可选地，在S202中，根据所述第一指纹图像和预存的所述基准图像的像素值差值与所述第一指纹图像的像素值确定所述第一指纹图像的采集环境。

具体地，指纹识别装置在采集到第一指纹图像后，统计整个第一指纹图像中给像素值大于一定预设值或像素值饱和的像素点的数量，结合第一指纹图像与基准图像的像素值差值，若这些像素点的数量大于预设像素点数量，且像素值差值大于预设差值，判断采集环境为非基准环境。

可选地，当所述第一指纹图像中所述像素值饱和的像素数目与所述第一指纹图像的像素数目的比值大于预设比值，且所述第一指纹图像中所述像素值差值的平均数大于第一预设平均数的区域数量大于预设区域数量时，确定所述第一指纹图像的采集环境为所述非基准光环境。

可选地，当所述第一指纹图像中所述像素值饱和的像素数目与所述第一指纹图像的像素数目的比值小于或等于预设比值，和/或所述第一指纹图像中所述像素值差值的平均数大于第一预设平均数的区域数量小于或等于预设区域数量时，确定所述指纹图像所在的指纹识别环境为所述基准光环境。

本实施例中，通过采集到的指纹图像的自身像素数据和指纹图像与基准图像的比较数据两种参数结合，能够更加准确判断采集环境，进一步提升指纹识别装置对采集环境的判断能力。

可选地，在S202中，当所述第一指纹图像中所述像素值饱和的像素数目与所述第一指纹图像的像素数目的比值大于预设比值，且所述像素值差值的平均数大于第二预设平均数时，确定所述第一指纹图像的采集环境为所述非基准光环境。

可选地，在S202中，当所述第一指纹图像中所述像素值饱和的像素数目与所述第一指纹图像的像素数目的比值小于或等于预设比值，和/或所述像素值差值的平均数小于或等于第二预设平均数时，确定所述第一指纹图像的采集环境为所述基准光环境。

具体地，指纹识别装置采集第一指纹图像后，统计第一指纹图像中像素值已经饱和的像素点占全全图像素点的比例，计算第一指纹图像与基准图像全图的每个像素点的像素值差值的平均数，只有当所述比例大于预设比值且所述平均数大于第二预设平均数时，判断采集环境为非基准光环境；其他情况均为基准光环境。

应理解，所述第二预设平均数为判断所述指纹图像与所述基准图像全图像素值差值平均数的阈值。

应理解，在引入指纹图像自身像素数据的情况下，可以结合对指纹图像进行分区的方法，例如，利用指纹图像的多个区域中像素值饱和的像素点的数目大于预设数目的区域数量与预设数量的比较进行采集环境的判断；也可以不对指纹图像与基准图像进行区域划分，通过统计采集的指纹图像中像素值饱和的像素点的数目占全图像素点的比例，以及指纹图像与基准图像全图的每个像素点的像素值差值的平均数，与预设比值和第二预设平均数进行比较即可判断采集环境。

在本实施例中，能够通过两种角度的判断参数综合判断采集环境，避免仅使用单个判断条件进行判断时可能造成的误差，简化了判断过程，进一步优化指纹制备装置对采集环境的判断能力。

可选地，如图4所示，是本申请实施例的另一指纹识别方法的示意性流程图，所述指纹识别方法还包括：

S205，根据所述非基准光环境调整所述采样参数。

具体地，当指纹识别装置根据非基准光环境对应的处理参数处理指纹图像并进行指纹识别后，调整采样参数。

例如，在判断为非基准光环境并进行指纹识别后，减小指纹识别装置中光学指纹传感器的曝光时间，使得后续采样的曝光时间缩短，减少非基准光环境，如强光环境下，采样过饱和导致的指纹纹理不清晰的情况，在非基准光环境下指纹识别装置的后续采样的指纹图像的有效面积增加。

又例如，在判断为非基准光环境并进行指纹识别后，减小光学指纹传感器的灵敏度增益，灵敏度为光学指纹传感器单位光照下的光通感应量，在非基准光环境下减小灵敏度增益，降低光学指纹传感器的感应量，能够降低后续采样图像过饱和的概率，使采集到的指纹图像更加清晰，具有更多有效的指纹信息。

再例如，在判断为非基准光环境并进行指纹识别后，选择非基准光环境的区域作为曝光区域，针对性地调整曝光区域的曝光时间以及增益参数，使得采集到的指纹图像更加清晰具备更多细节。

可选地，如图5所示，是本申请实施的又一指纹识别方法的示意性流程图，所述方法还包括：

S206，根据处理后的所述第一指纹图像对应的识别结果，调整所述采集环境的判断依据。

具体地，根据处理后的所述第一指纹图像对应的识别结果，调整所述第一预设平均数和所述预设区域数量。

例如，当指纹识别装置根据基准光环境对应的处理参数处理指纹图像并进行指纹识别后，得到指纹识别结果，当指纹识别不成功时，说明虽然判定为正常光环境，但指纹纹理仍不清晰，需调整采集环境的判断参数，如下调所述第一预设平均数和/或所述预设区域数量，使采集环境更容易被判定为非基准光环境，使用非基准光环境对应的处理参数处理指纹图像避免处理参数不当造成的指纹图像细节丢失。又例如，当指纹识别成功时，上调所述第一预设平均数和/或所述预设区域数量，或维持所述第一预设平均数和/或所述预设区域数量不变。

具体地，根据处理后的所述第一指纹图像对应的识别结果，调整所述第二预设平均数和所述预设比值。

例如，当指纹识别装置根据基准光环境对应的处理参数处理指纹图像并进行指纹识别后，得到指纹识别结果，当指纹识别不成功时，下调所述第二预设平均数和/或所述预设比值，使采集环境更容易被判定为非基准光环境，使用非基准光环境对应的处理参数处理指纹图像。

又例如，当指纹识别成功时，上调所述第二预设平均数和/或所述预设比值，或维持所述第二预设平均数和/或所述预设比值不变。

在本实施例中，指纹识别装置内部具有自反馈机制，能够根据指纹识别结果动态改变采集环境的判断参数，使得指纹识别装置能够不断自适应调整对采集环境的判断，在提升指采集环境判断的准确性的同时，通过更加灵活准确的采集环境判断使得指纹识别装置使用更加合理的处理参数处理指纹识别图像，提升指纹识别装置的工作效率。

如图6所示，为本申请实施例提供的一种指纹识别装置600的示意图，指纹识别装置包括：

光学指纹传感器601，用于根据采样参数，采集第一指纹图像；

处理单元602，用于根据所述第一指纹图像和预存的基准图像确定所述第一指纹图像的采集环境，所述基准图像为基准光环境下获取的指纹图像，根据所述采集环境对应的处理参数处理所述第一指纹图像，根据处理后的所述第一指纹图像进行指纹识别。

可选地，采集环境包括基准光环境和非基准光环境。

可选地，处理参数包括像素值量化尺度、光学指纹传感器的本底噪声。例如，在非基准光环境下，处理单元602使用非基准光下像素值的量化尺度提取指纹纹理以获得更加清晰的指纹图像。

应理解，处理单元602的功能可以由集成于指纹识别芯片内的处理器或处理模块执行，也可以由包括指纹识别装置的终端设备内的处理器或处理模块执行，本申请实施例对此不做限定。

处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，该处理器还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

本申请实施例中，指纹识别装置只需采集一张指纹图像，处理单元602通过提取预存的基准图像与采集到的指纹图像进行对比即可判断指纹图像的采集环境，节省了采集指纹图像以及判断指纹采集环境的时间，提升了指纹采集装置的工作效率。

在一种可能的实施方式中，所述处理单元602用于：根据所述第一指纹图像和预存的所述基准图像的像素值差值确定所述第一指纹图像的采集环境。

具体地，处理单元602能够提取预存于指纹识别装置内的基准图像，在光学指纹传感器601采集第一指纹图像后，提取第一指纹图像的像素值特征，与基准图像的相应像素值做差得到像素值差值，根据像素值差值进行采集环境判断。

在一种可能的实施方式中，所述处理单元602用于：根据所述第一指纹图像和预存的所述基准图像的边界像素值变化趋势确定所述第一指纹图像的采集环境。

在一种可能的实施方式中，所述处理单元602用于：当所述第一指纹图像中所述像素值差值的平均数大于第一预设平均数的区域数量大于预设区域数量时，确定所述指纹图像所在的指纹识别环境为所述非基准光环境。

在一种可能的实施方式中，所述处理单元602用于：根据所述第一指纹图像和预存的所述基准图像的像素值差值与所述第一指纹图像的像素值确定所述第一指纹图像的采集环境。

在一种可能的实施方式中，所述处理单元602用于：当所述第一指纹图像中所述像素值饱和的像素数目与所述第一指纹图像的像素数目的比值大于预设比值，且所述像素值差值的平均数大于第二预设平均数时，确定所述第一指纹图像的采集环境为所述非基准光环境。

在一种可能的实施方式中，所述处理单元602用于：当所述第一指纹图像中所述像素值饱和的像素数目与所述第一指纹图像的像素数目的比值小于或等于预设比值，和/或所述像素值差值的平均数小于或等于第二预设平均数时，确定所述第一指纹图像的采集环境为所述基准光环境。

在一种可能的实施方式中，所述处理单元602还用于：根据所述非基准光环境调整所述采样参数。

处理单元602在非基准光环境下识别指纹图像后调整采样参数，控制光学指纹传感器601在后续采样中使用调整后的参数采样，优化采样过程，避免了由于采样参数合适造成的指纹图像纹理不清晰等问题。

在一种可能的实施方式中，所述处理单元602还用于：根据所述识别结果调整所述采集环境的判断参数。

处理单元602在非基准光环境下识别指纹图像后调整采集环境的判断参数，在判断为基准光环境并进行指纹识别后得到识别结果，若识别不成功，调整判断参数使采集环境更易被判断成非基准光环境，避免因判断参数不当造成的判断误差，使得指纹识别装置能够通过识别结果不断自适应调节判断参数，提升判断采集环境的准确性，从而保证指纹识别装置采用更合理的对应的处理参数处理指纹识别图像，提升纹识别装置的工作效率。

例如，根据处理后的所述第一指纹图像对应的识别结果，调整所述第一预设平均数和所述预设区域数量。

具体地，当采集环境被判断为基准光环境进行指纹识别后，若识别不成功，下调所述第一预设平均数和/或所述预设区域数量；若识别成功，上调所述第一预设平均数和/或所述预设区域数量，或维持所述第一预设平均数和/或所述预设区域数量不变。

又例如，根据处理后的所述第一指纹图像对应的识别结果，调整所述第二预设平均数和所述预设比值。

具体地，当采集环境被判断为基准光环境进行指纹识别后，若识别不成功，下调所述第二预设平均数和/或所述预设比值；若识别成功，上调所述第二预设平均数和/或所述预设比值，或维持所述第二预设平均数和/或所述预设比值不变。

如图7所示，本申请实施例还提供一种电子设备700，包括：

显示屏701，

以及所述指纹识别装置600。

应理解，显示屏701可以为非折叠显示屏，也可以为可折叠显示屏，即柔性显示屏。

作为示例而非限定，本申请实施例中的电子设备可以为终端设备、手机、平板电脑、笔记本电脑、台式机电脑、游戏设备、车载电子设备或穿戴式智能设备等便携式或移动计算设备，以及电子数据库、汽车、银行自动柜员机(Automated Teller Machine，ATM)等其他电子设备。该穿戴式智能设备包括功能全、尺寸大、可不依赖智能手机实现完整或部分的功能，例如：智能手表或智能眼镜等，以及只专注于某一类应用功能，需要和其它设备如智能手机配合使用，如各类进行体征监测的智能手环、智能首饰等设备。

需要说明的是，在不冲突的前提下，本申请描述的各个实施例和/或各个实施例中的技术特征可以任意的相互组合，组合之后得到的技术方案也应落入本申请的保护范围。

应理解，在本申请实施例和所附权利要求书中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请实施例。例如，在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“上述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本申请实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (25)

1.一种指纹识别方法，其特征在于，应用于指纹识别装置，所述方法包括：

根据采样参数，采集第一指纹图像；

根据所述第一指纹图像和预存的基准图像确定所述第一指纹图像的采集环境，所述基准图像为基准光环境下获取的指纹图像；

根据所述采集环境对应的处理参数处理所述第一指纹图像；

根据处理后的所述第一指纹图像进行指纹识别；

所述采集环境包括：所述基准光环境或非基准光环境；

所述根据所述第一指纹图像和预存的基准图像确定所述第一指纹图像的采集环境包括：

根据所述第一指纹图像和预存的所述基准图像的像素值差值确定所述第一指纹图像的采集环境；或

根据所述第一指纹图像和预存的所述基准图像的像素值差值与所述第一指纹图像的像素值确定所述第一指纹图像的采集环境。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一指纹图像和预存的所述基准图像的像素值差值确定所述第一指纹图像的采集环境包括：

当所述第一指纹图像的多个区域中所述像素值差值的平均数大于第一预设平均数的区域数量大于预设区域数量时，确定所述指纹图像所在的指纹识别环境为所述非基准光环境。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一指纹图像和预存的所述基准图像的像素值差值确定所述第一指纹图像的采集环境包括：

当所述第一指纹图像的多个区域中所述像素值差值的平均数大于第一预设平均数的区域数量小于或等于预设区域数量时，确定所述指纹图像所在的指纹识别环境为所述基准光环境。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一指纹图像和预存的所述基准图像的像素值差值与所述第一指纹图像的像素值确定所述第一指纹图像的采集环境包括：

当所述第一指纹图像中所述像素值饱和的像素数目与所述第一指纹图像的像素数目的比值大于预设比值，且所述像素值差值的平均数大于第二预设平均数时，确定所述第一指纹图像的采集环境为所述非基准光环境。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一指纹图像和预存的所述基准图像的像素值差值与所述第一指纹图像的像素值确定所述第一指纹图像的采集环境包括：

当所述第一指纹图像中所述像素值饱和的像素数目与所述第一指纹图像的像素数目的比值小于或等于预设比值，和/或所述像素值差值的平均数小于或等于第二预设平均数时，确定所述第一指纹图像的采集环境为所述基准光环境。

6.根据权利要求2或4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据所述非基准光环境调整所述采样参数。

7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据处理后的所述第一指纹图像对应的识别结果，调整所述第一预设平均数和所述预设区域数量。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据处理后的所述第一指纹图像对应的识别结果，调整所述第二预设平均数和所述预设比值。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采样参数包括曝光时间、增益参数和曝光区域。

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述非基准光环境调整所述采样参数包括：

根据所述非基准光环境减少曝光时间，和/或减小增益参数。

11.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据处理后的所述第一指纹图像对应的识别结果，调整所述第一预设平均数和所述预设区域数量包括：

当所述第一指纹图像识别不成功时，下调所述第一预设平均数和/或所述预设区域数量。

12.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据处理后的所述第一指纹图像对应的识别结果，调整所述第二预设平均数和所述预设比值包括：

当所述第一指纹图像识别不成功时，下调所述第二预设平均数和/或所述预设比值。

13.一种指纹识别装置，其特征在于，包括：

光学指纹传感器，用于根据采样参数，采集第一指纹图像；

处理单元，用于根据所述第一指纹图像和预存的基准图像确定所述第一指纹图像的采集环境，所述基准图像为基准光环境下获取的指纹图像，根据所述采集环境对应的处理参数处理所述第一指纹图像，根据处理后的所述第一指纹图像进行指纹识别；

所述采集环境包括：所述基准光环境或非基准光环境；

所述处理单元用于：

根据所述第一指纹图像和预存的所述基准图像的像素值差值确定所述第一指纹图像的采集环境；或

根据所述第一指纹图像和预存的所述基准图像的像素值差值与所述第一指纹图像的像素值确定所述第一指纹图像的采集环境。

14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述处理单元用于：

当所述第一指纹图像的多个区域中所述像素值差值的平均数大于第一预设平均数的区域数量大于预设区域数量时，确定所述指纹图像所在的指纹识别环境为所述非基准光环境。

15.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述处理单元用于：

当所述第一指纹图像的多个区域中所述像素值差值的平均数大于第一预设平均数的区域数量小于或等于预设区域数量时，确定所述指纹图像所在的指纹识别环境为所述基准光环境。

16.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述处理单元用于：

当所述第一指纹图像中所述像素值饱和的像素数目与所述第一指纹图像的像素数目的比值大于预设比值，且所述像素值差值的平均数大于第二预设平均数时，确定所述第一指纹图像的采集环境为所述非基准光环境。

17.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述处理单元用于：

当所述第一指纹图像中所述像素值饱和的像素数目与所述第一指纹图像的像素数目的比值小于或等于预设比值，和/或所述像素值差值的平均数小于或等于第二预设平均数时，确定所述第一指纹图像的采集环境为所述基准光环境。

18.根据权利要求14或16所述的装置，其特征在于，所述处理单元还用于：

根据所述非基准光环境调整所述采样参数。

19.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述处理单元还用于：

根据处理后的所述第一指纹图像对应的识别结果，调整所述第一预设平均数和所述预设区域数量。

20.根据权利要求17所述的装置，其特征在于，所述处理单元还用于：

根据处理后的所述第一指纹图像对应的识别结果，调整所述第二预设平均数和所述预设比值。

21.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述采样参数包括曝光时间、增益参数和曝光区域。

22.根据权利要求18所述的装置，其特征在于，所述处理单元还用于：

根据所述非基准光环境减少曝光时间，和/或减小增益参数。

23.根据权利要求19所述的装置，其特征在于，所述处理单元还用于：

当所述第一指纹图像识别不成功时，下调所述第一预设平均数和/或所述预设区域数量。

24.根据权利要求20所述的装置，其特征在于，所述处理单元还用于：

当所述第一指纹图像识别不成功时，下调所述第二预设平均数和/或所述预设比值。

25.一种电子设备，其特征在于，包括：

显示屏；以及

根据权利要求13至24中任一项所述的指纹识别装置。

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