TWI639961B - 具有指紋預判定功能的指紋檢測方法及裝置 - Google Patents

Abstract

一種具有指紋預判定功能的指紋檢測方法，由指紋檢測模組進行指紋偵測以產生一圖像並傳送給圖像處理模組，使圖像處理模組對該圖像的至少一第一長條區域及至少一第二長條區域進行數位化及二值化處理，以得到至少一第一二值化區域及至少一第二二值化區域，並且計算該至少一第一二值化區域中某一顏色的連通區域的一第一數量，以及計算該至少一第二二值化區域中該顏色的連通區域的一第二數量並提供給一控制器，該控制器判斷該第一數量及該第二數量各別或其總合大於一預設值時，判定該圖像為指紋圖像，否則判定該圖像為非指紋圖像。

Description

具有指紋預判定功能的指紋檢測方法及裝置

本發明是有關於一種指紋檢測方法，特別是指一種具有指紋預判定功能的指紋檢測方法。

現有許多手機已將指紋識別功能做為其標準配備。指紋識別功能藉由外露的一指紋檢測模組在偵測到被一物體觸碰或按壓時，對該物體進行檢測以產生一圖像，並將該圖像傳送到後端的一指紋識別模組，使對該圖像進行預處理、特徵點檢測及匹配等動作。但由於指紋檢測模組是一個外露的裝置，較容易發生誤碰等操作，例如使用者的手背或其他物件誤觸到指紋檢測模組時，也會觸發指紋檢測模組進行檢測，並將產生的圖像傳送給指紋識別模組。然而，由於指紋識別模組進行一次指紋識別的動作，不但需要大量的資料傳輸及運算，而且增加電力消耗。因此，若能在傳送圖像給指紋識別模組之前，預先判斷該圖像是否為指紋圖像，再將該圖像傳送給指紋識別模組，則能有效降低指紋檢測模組與指紋識別模組之間的資料傳輸量、指紋識別模組的運算量以及電力的消耗。

因此，本發明之目的，即在提供一種能解決上述問題之具有指紋預判定功能的指紋檢測方法及裝置。

於是，本發明一種具有指紋預判定功能的指紋檢測方法是由具有指紋預判定功能的指紋檢測裝置執行，該裝置包括一控制器、一與該控制器電耦接的圖像處理模組，及一與該控制器及該圖像處理模組電耦接的指紋檢測模組；該方法是當該指紋檢測模組在偵測到被碰觸時，該指紋檢測模組進行指紋偵測以產生一圖像，並將該圖像傳送給該圖像處理模組；且該控制器控制該圖像處理模組對該圖像的至少一第一長條區域及至少一第二長條區域進行數位化及二值化處理，以得到至少一第一二值化區域及至少一第二二值化區域；該圖像處理模組計算該至少一第一二值化區域中某一顏色的連通區域的一第一數量，以及計算該至少一第二二值化區域中該顏色的連通區域的一第二數量並提供給該控制器，該控制器判斷該第一數量及該第二數量各別或其總合大於一預設值時，判定該圖像為指紋圖像，否則判定該圖像為非指紋圖像。

在本發明的一些實施態樣中，該圖像處理模組還與一指紋識別模組電耦接，且該控制器判定該圖像為指紋圖像後，控制該圖像處理模組再次取得該指紋檢測單元產生的該圖像，並將該圖像全部數位化後傳送至該指紋識別模組進行指紋識別。

在本發明的一些實施態樣中，該至少一第一長條區域與該至少一第二長條區域垂直或平行。

在本發明的一些實施態樣中，該顏色是黑色或白色。

在本發明的一些實施態樣中，該圖像處理模組包括一類比/數位轉換單元、一記憶體單元及一資料處理單元，且該控制器與該類比/數位轉換單元電連接，以控制該類比/數位轉換單元取得該圖像的該至少一第一長條區域及該至少一第二長條區域，並將其數位化，以得到該至少一第一長條區域及該至少一第二長條區域中的像素值並儲存在該記憶體單元中，且該資料處理單元對數位化的該至少一第一長條區域及該至少一第二長條區域進行二值化處理，將該至少一第一長條區域及該至少一第二長條區域中像素值大於一閾值的像素值設為1，否則設為0，以得到該至少一第一二值化區域及該至少一第二二值化區域並儲存在該記憶體單元中；且該資料處理單元計算該至少一第一二值化區域中該顏色的連通區域的該第一數量，以及計算該至少一第二二值化區域中該顏色的連通區域的該第二數量。

本發明之功效在於：該圖像處理模組傳送圖像給指紋識別模組之前，藉由指紋預判定機制預先判斷該圖像，並在判定該圖像為指紋圖像時，才將該指紋檢測單元產生的圖像全部經由該圖像處理模組數位化後傳送給指紋識別模組，藉此，能有效降低指紋檢測模組與指紋識別模組之間的資料傳輸量和指紋識別模組的運算量，並減少電力的消耗。

在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖1所示，是本發明具有指紋預判定功能的指紋檢測方法的一實施例，且本實施例是藉由圖2所示的一具有指紋預判定功能的指紋檢測裝置(以下及圖2中簡稱指紋檢測裝置1)來實現，該指紋檢測裝置1主要包括一控制器2、一與該控制器2電耦接的圖像處理模組3，以及一與該控制器2及該圖像處理模組3電耦接的指紋檢測模組4。且如圖3所示，指紋檢測模組4具有由多個感測器41排列呈一矩陣的一感測器陣列。而本實施例的方法步驟如下。

首先，該控制器2控制指紋檢測模組4開始運作之後，如圖1的步驟S1，當指紋檢測模組4偵測到被碰觸時，其控制該等感測器41進行指紋偵測，以產生由該等感測器41之感測訊號(類比訊號，例如電壓)構成的一圖像，並傳送該圖像給該圖像處理模組3，且指紋檢測模組4同時傳送一第一訊號給該控制器2。然後，如圖1的步驟S2所示，當控制器2收到第一訊號時，控制器2控制圖像處理模組3對該圖像的至少一第一長條區域及至少一第二長條區域進行類比/數位轉換及二值化處理，亦即圖像處理模組3只對該圖像的第一長條區域及第二長條區域包含的該等感測訊號進行類比/數位轉換及二值化處理，以得到至少一第一二值化區域及至少一第二二值化區域。

在本實施例中，假設指紋檢測模組4採集到的該圖像是如圖4所示的一指紋圖像，且第一長條區域及第二長條區域皆以三個為例，即第一長條區域n0、n1、n2，以及第二長條區域m0、m1、m2，且第一長條區域n0、n1、n2與第二長條區域m0、m1、m2相互垂直。則如圖4所示，圖像處理模組3的一類比/數位轉換單元31會先將該第一長條區域n0、n1、n2與第二長條區域m0、m1、m2包含的該等感測訊號數位化，以得到該第一長條區域n0、n1、n2與第二長條區域m0、m1、m2包含的複數個像素值(即一感測訊號對應一像素值)，並將該等像素值儲存(暫存)在圖像處理模組3的一記憶體單元32中。當然，該第一長條區域及該第二長條區域也可以只有一個或二個或三個以上，且該第一長條區域及該第二長條區域也可以是平行的區域，並不以本實施例為限。

接著，圖像處理模組3的一資料處理單元33對數位化的該第一長條區域n0、n1、n2與第二長條區域m0、m1、m2進行二值化處理，亦即該資料處理單元33從記憶體單元32中讀取該第一長條區域n0、n1、n2與第二長條區域m0、m1、m2的該等像素值，並將其中像素值大於一閾值的像素值設為1，否則設為0，藉此，得到二值化(即像素值不是0就是1)後的第一二值化長條區域N0、N1、N2與第二二值化長條區域M0、M1、M2，如圖5所示，並儲存在該記憶體單元32中。

然後，如圖1的步驟S3，該圖像處理模組3從該記憶體單元32讀取第一二值化長條區域N0、N1、N2與第二二值化長條區域M0、M1、M2，其平行排列的圖像例如圖6之示意圖所示，且該圖像處理模組3計算第一二值化長條區域N0、N1、N2中某一顏色(例如白色或黑色)的連通區域的一第一數量，以及計算第二二值化長條區域M0、M1、M2中該顏色的連通區域的一第二數量，並提供給該控制器2。因此，例如圖6所示，該圖像處理模組3可以計算出第一二值化長條區域N0、N1、N2中白色的連通區域的第一數量分別為12、13、9，且可以計算出第二二值化長條區域M0、M1、M2中白色的連通區域的第二數量分別為12、13、12。當然，該圖像處理模組3也可以計算第一二值化長條區域N0、N1、N2中黑色的連通區域的該第一數量，以及計算第二二值化長條區域M0、M1、M2中黑色的連通區域的該第二數量。

則如圖1的步驟S4，控制器2判斷該等第一數量及該等第二數量各別皆大於一預設值，例如7時，則如步驟S5，判定該圖像為指紋圖像，否則如步驟S6，判定該圖像為非指紋圖像，並重新回到步驟S1。其中該預設值可以根據經驗值或實驗結果而定。此外，在步驟S4中，控制器2亦可判斷該等第一數量及該等第二數量的總合(即71)是否大於一預設值，例如42時，則判定該圖像為指紋圖像，否則判定該圖像為非指紋圖像，並重新回到步驟S1。

且在本實施例中，如圖2及圖3所示，該圖像處理模組3的類比/數位轉換單元31還與一指紋識別模組5電耦接，且該控制器2判定該圖像為指紋圖像後，如圖1的步驟S7，該控制器2會控制該圖像處理模組3的類比/數位轉換單元31再次取得該指紋檢測模組4檢測指紋而產生的該圖像，並將該圖像全部經過類比/數位轉換單元31數位化後，將數位化的該圖像全部直接送至該指紋識別模組5進行指紋識別作業。

綜上所述，上述實施例在該圖像處理模組3傳送圖像給指紋識別模組5之前，藉由指紋預判定機制預先判斷該圖像，並在判定該圖像為指紋圖像時，才將指紋檢測模組4檢測指紋而產生的該圖像全部經由圖像處理模組3數位化後傳送給指紋識別模組5，而能有效降低指紋檢測模組4與指紋識別模組5之間的資料傳輸量和指紋識別模組5的運算量，並減少電力的消耗，確實達到本發明之功效與目的。

惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

1‧‧‧指紋檢測裝置
2‧‧‧控制器
3‧‧‧圖像處理模組
4‧‧‧指紋採集模組
5‧‧‧指紋識別模組
31‧‧‧類比/數位轉換單元
32‧‧‧記憶體單元
33‧‧‧資料處理單元
41‧‧‧感測器
n0、n1、n2‧‧‧第一長條區域
m0、m1、m2‧‧‧第二長條區域
N0、N1、N2‧‧‧第一二值化長條區域
M0、M1、M2‧‧‧第二二值化長條區域
S1~S7‧‧‧步驟

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地顯示，其中： 圖1是本發明具有指紋預判定功能的指紋檢測方法的一實施例的主要流程圖； 圖2是本發明具有指紋預判定功能的指紋檢測裝置的一實施例的主要構件方塊圖； 圖3顯示本實施例的圖像處理模組包含的細部構件方塊圖； 圖4顯示本實施例的指紋檢測模組產生的一指紋圖像及其中的第一長條區域和第二長條區域； 圖5顯示本實施例對圖4的指紋圖像中的第一長條區域和第二長條區域進行二值化處理的結果；及 圖6顯示經過二值化處理後的第一長條區域和第二長條區域平行排列的示意圖。

Claims (9)

1. 一種具有指紋預判定功能的指紋檢測方法，包括： 一指紋檢測模組在偵測到被碰觸時，進行指紋偵測以產生一圖像，並將該圖像傳送給一圖像處理模組； 一控制器控制該圖像處理模組對該圖像的至少一第一長條區域及至少一第二長條區域進行數位化及二值化處理，以得到至少一第一二值化區域及至少一第二二值化區域； 該圖像處理模組計算該至少一第一二值化區域中某一顏色的連通區域的一第一數量，以及計算該至少一第二二值化區域中該顏色的連通區域的一第二數量並提供給該控制器；及 該控制器判斷該第一數量及該第二數量各別或其總合大於一預設值時，判定該圖像為指紋圖像，否則判定該圖像為非指紋圖像。
2. 如請求項1所述具有指紋預判定功能的指紋檢測方法，其中該圖像處理模組還與一指紋識別模組電耦接，且該控制器判定該圖像為指紋圖像後，控制該圖像處理模組再次取得該指紋檢測單元產生的該圖像，並將該圖像全部數位化後傳送至該指紋識別模組進行指紋識別。
3. 如請求項1所述具有指紋預判定功能的指紋檢測方法，其中該至少一第一長條區域與該至少一第二長條區域垂直或平行。
4. 如請求項1所述具有指紋預判定功能的指紋檢測方法，其中該顏色是黑色或白色。
5. 一種具有指紋預判定功能的指紋檢測裝置，包括： 一控制器； 一圖像處理模組，與該控制器電耦接；及 一指紋檢測模組，與該控制器及該圖像處理模組電耦接，該指紋檢測模組在偵測到被碰觸時，會進行指紋偵測以產生一圖像，並傳送該圖像給該該圖像處理模組，且該控制器控制該圖像處理模組對該圖像的至少一第一長條區域及至少一第二長條區域進行數位化及二值化處理，以得到至少一第一二值化區域及至少一第二二值化區域，且該圖像處理模組計算該至少一第一二值化區域中某一顏色的連通區域的一第一數量，以及計算該至少一第二二值化區域中該顏色的連通區域的一第二數量並提供給該控制器，且該控制器判斷該第一數量及該第二數量各別或其總合大於一預設值時，判定該圖像為指紋圖像。
6. 如請求項5所述具有指紋預判定功能的指紋檢測裝置，其中該圖像處理模組還與一指紋識別模組電耦接，且該控制器判定該圖像為指紋圖像後，控制該圖像處理模組再次取得該指紋檢測單元產生的該圖像，並將該圖像全部數位化後傳送至該指紋識別模組進行指紋識別。
7. 如請求項5所述具有指紋預判定功能的指紋檢測裝置，其中該至少一第一長條區域與該至少一第二長條區域垂直或平行。
8. 如請求項5所述具有指紋預判定功能的指紋檢測裝置，其中該顏色是黑色或白色。
9. 如請求項5至8其中任一項所述具有指紋預判定功能的指紋檢測裝置，其中該圖像處理模組包括一類比/數位轉換單元、一記憶體單元及一資料處理單元，且該控制器與該類比/數位轉換單元電連接，以控制該類比/數位轉換單元取得該圖像的該至少一第一長條區域及該至少一第二長條區域，並將其數位化，以得到該至少一第一長條區域及該至少一第二長條區域中的像素值並儲存在該記憶體單元中，且該資料處理單元對數位化的該至少一第一長條區域及該至少一第二長條區域進行二值化處理，將該至少一第一長條區域及該至少一第二長條區域中像素值大於一閾值的像素值設為1，否則設為0，以得到該至少一第一二值化區域及該至少一第二二值化區域並儲存在該記憶體單元中；且該資料處理單元計算該至少一第一二值化區域中該顏色的連通區域的該第一數量，以及計算該至少一第二二值化區域中該顏色的連通區域的該第二數量。