TWI733168B - 基於滑動式採樣的指紋範本註冊方法 - Google Patents

基於滑動式採樣的指紋範本註冊方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI733168B
TWI733168B TW108129704A TW108129704A TWI733168B TW I733168 B TWI733168 B TW I733168B TW 108129704 A TW108129704 A TW 108129704A TW 108129704 A TW108129704 A TW 108129704A TW I733168 B TWI733168 B TW I733168B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
fingerprint
image
images
valid
entry
Prior art date
Application number
TW108129704A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201945981A (zh
Inventor
翟劍鋒
龍文勇
李進
Original Assignee
開曼群島商敦泰電子有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to CN201910105883.5A priority Critical patent/CN110020591A/zh
Priority to CN201910105883.5 priority
Application filed by 開曼群島商敦泰電子有限公司 filed Critical 開曼群島商敦泰電子有限公司
Publication of TW201945981A publication Critical patent/TW201945981A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI733168B publication Critical patent/TWI733168B/zh

Links

Images

Abstract

本發明提出基於滑動式採樣的指紋範本註冊方法及指紋識別裝置,所述指紋範本註冊方法包括基於滑動式採樣的指紋範本錄入步驟,該步驟包括對n個指紋圖像進行以下篩選步驟:所述篩選步驟包括選取起始圖像程序、選取終止圖像程序和指紋圖像選定程序。本發明藉由對採集的指紋圖像的篩選步驟,減少註冊指紋圖像資料處理步驟中的重合指紋圖像,剔除非完全按壓指紋圖像;且對指紋圖像進行篩選,減少指紋圖像註冊步驟的資料處理量,進而提高資料處理效率,有助於實現指紋範本的快速錄入,並提升用戶的指紋錄入體驗。本發明採用滑動式和按壓式結合的採樣方式,擷取兩者優點,又藉由篩選步驟克服兩者的缺陷,更利於提升用戶體驗和指紋識別率。

Description

基於滑動式採樣的指紋範本註冊方法
本發明係關於一種資料處理方法及裝置,特別是關於一種指紋資料獲取的處理方法及指紋識別裝置。
在基於小面積感測器的指紋識別的實現方案中,用於指紋範本註冊的指紋錄入方式係包括按壓式錄入和滑動式錄入。
習知技術之按壓式錄入係藉由多次按壓採集待註冊的指紋資料,且由於每次按壓的位置差異,所採集的指紋範本容易形成偏差範本,且多次按壓錄入容易採集到高重合度的指紋圖像;另外,按壓式的指紋錄入步驟需要用戶進行十幾次、甚至幾十次的按壓操作,故用戶體驗較差。
習知技術之滑動式錄入係藉由手指滑過指紋感測器的步驟,採集多個連續的指紋圖像資料,故指紋資訊採集量大,能夠提升用戶體驗。但是,滑動式錄入仍然會產生大量具有高重合度的指紋圖像,增加指紋註冊步驟中的指紋圖像拼接處理的難度,造成資料處理時間增長;且指紋圖像拼接後圖像面積大,造成指紋圖像識別時間也增加。
本發明所要解決的技術問題在於避免習知技術的不足之處,而提出一種能夠篩除高重合度指紋圖像和非完全按壓指紋圖像,來提升指紋錄入註冊效率,進而能夠有助於提升指紋識別率、增強滑動解鎖體驗;本發明提供 一種提升用戶體驗效果的指紋範本註冊方法,以及實現該方法的指紋識別裝置。
本發明解決所述技術問題可以藉由採用以下技術方案來實現:提出一種基於滑動式採樣能夠快速篩選圖像的指紋範本註冊方法,其係基於包括指紋採集感測器、數據處理器和記憶體的指紋識別裝置。所述方法包括以下步驟:基於滑動式採樣的指紋範本錄入步驟,其係提示用戶以手指滑過指紋採集窗的方式,進行指紋範本錄入;指紋採集感測器採集n個指紋圖像;對所述n個指紋圖像進行以下篩選步驟:選取起始圖像程序,其係根據圖像重合判別標準,按照指紋採集時間從前至後的順序,偵測相鄰兩指紋圖像的重合程度,選取第一對不符合圖像重合判別標準的相鄰指紋圖像中,較早的一個指紋圖像為起始圖像;選取終止圖像程序,其係根據完全按壓圖像標準,按照指紋採集時間從後至前的順序,選取第一個符合完全按壓圖像標準的指紋圖像為終止圖像;指紋圖像選定程序,其係自起始圖像至終止圖像的一組指紋圖像中,按照篩選標準,選取一組待註冊指紋圖像組;指紋範本錄入步驟,其係對各待註冊指紋圖像組進行處理並存儲至記憶體內; 檢測是否達到滑動式指紋錄入的滑動次數閾值;如果沒有達到滑動次數閾值,返回至提示用戶以手指滑過指紋採集窗的方式進行指紋範本錄入;如果達到滑動次數閾值,終止基於滑動式採樣的指紋範本錄入步驟。
選取起始圖像程序係具體如下:設定圖像局部區域相關係數閾值,圖像局部區域相關係數反映兩圖像重合程度;按照指紋採集時間從前至後的順序,依次選取相鄰的指紋圖像,進行以下圖像重合判定程序:其係在該相鄰的兩指紋圖像上選取相同的局部區域,比較兩該局部區域,判斷兩局部區域的重合程度,計算出兩指紋圖像的局部區域相關係數;如果所述局部區域相關係數大於圖像局部區域相關係數閾值,則判定兩該局部區域分別所在的指紋圖像重合,符合圖像重合判別標準;否則,判定兩該局部區域分別所在的指紋圖像不重合,不符合圖像重合判別標準;當找到第一對不符合圖像重合判別標準的相鄰指紋圖像時,選取兩該相鄰指紋圖像中,較早的一個指紋圖像為起始圖像。
選取終止圖像程序係具體如下:設定非按壓區域占比的閾值;按照指紋採集時間從後至前的順序,對每一幅指紋圖像進行非按壓區域判定步驟, 所述非按壓區域判定步驟係根據指紋圖像的灰度值計算出該指紋圖像的按壓區域和非按壓區域、以及非按壓區域面積占指紋圖像面積的非按壓區域占比值;將指紋圖像的非按壓區域占比值與非按壓區域占比閾值比較,如果非按壓區域占比值不大於非按壓區域占比閾值,則判定為符合完全按壓圖像標準;如果非按壓區域占比值大於非按壓區域占比閾值,則判定為不符合完全按壓圖像標準;當找到第一個符合完全按壓圖像標準的指紋圖像時,選取該指紋圖像為終止圖像。
所述指紋圖像選定程序係具體如下:自起始圖像至終止圖像所獲取的包括sn個指紋圖像的備選圖像組中,按照指紋採集時間從前至後的順序將每一指紋圖像順序編號;依據指紋識別裝置的運行參數,確定有效圖像數量valid_n;如果sn
Figure 108129704-A0305-02-0006-1
valid_n,則所有sn個指紋圖像都被選為待註冊指紋圖像組;如果sn>valid_n,則進行篩選採樣,從備選圖像組中選取序號為sid的指紋圖像作為待註冊指紋圖像組中的第i個指紋圖像,sid=round(i0+(i-1)×sf),其中,i0是起始圖像的序號;i是待註冊指紋圖像組內的各指紋圖像的序號,且i是獨立變數、i是自然數,1
Figure 108129704-A0305-02-0006-2
i
Figure 108129704-A0305-02-0006-3
valid_n;sid為備選圖像組中指紋圖像的序號,且sid是因變數、sid是自然數,1
Figure 108129704-A0305-02-0006-7
sid
Figure 108129704-A0305-02-0006-8
sn; sf是篩選採樣頻率,且sf=sn/valid_n,sf是浮點數;round(x)是將變數x四捨五入所獲取之整數的函數。
具體而言,依據指紋識別裝置的運行參數確定有效圖像數量valid_n為:計算有效圖像數量valid_n=(tl/ll-1)/r+1,其中,tl是人類指腹的最大總長度經驗值,ll是指紋採集感測器所採集之單幅正方形圖像邊長,r是圖像重合比例係數,且0.2
Figure 108129704-A0305-02-0007-10
r
Figure 108129704-A0305-02-0007-11
0.5。
具體而言,所述篩選步驟還包括以下程序:建立圖像緩存區程序,計算有效圖像數量valid_n,valid_n=(tl/ll-1)/r+1,其中,tl是人類指腹的最大總長度經驗值, ll是指紋採集感測器採集單幅正方形圖像的邊長, r是圖像重合比例係數,0.2
Figure 108129704-A0305-02-0007-12
r
Figure 108129704-A0305-02-0007-13
0.5;計算存儲圖像數量save_n,save_n=q×valid_n,其中,q是分配比例係數,1.2
Figure 108129704-A0305-02-0007-14
q
Figure 108129704-A0305-02-0007-15
1.5;在記憶體中,為了篩選步驟分配用於存儲save_n個指紋圖像的存儲空間。
另外,本發明所述基於滑動式採樣能夠快速篩選圖像的指紋範本註冊方法,還包括以下基於按壓式採樣的指紋範本錄入步驟:提示用戶以手指按壓在指紋採集窗; 獲取一待註冊指紋圖像;檢測是否達到按壓式指紋錄入的按壓次數閾值,如果沒有達到按壓次數閾值,返回至提示用戶以手指按壓在指紋採集窗;如果達到按壓次數閾值,進行指紋範本錄入步驟;指紋範本錄入步驟,其係對上述按壓式錄入獲取的待註冊指紋圖像組進行處理並存儲至記憶體內。
本發明解決所述技術問題還可以藉由採用以下技術方案來實現:設計、製造一種基於滑動式採樣註冊指紋範本且能夠快速篩選圖像的指紋識別裝置,其係包括:數據處理器及電連接於該數據處理器的指紋採集感測器、和記憶體。所述數據處理器係包括兩個以上電子元器件,各電子元器件的組成和連接結構,使指紋識別裝置能夠完成以下的指紋範本註冊步驟:基於滑動式採樣的指紋範本錄入步驟,其係提示用戶以手指滑過指紋採集窗的方式進行指紋範本錄入;指紋採集感測器採集n個指紋圖像;對所述n個指紋圖像進行以下篩選步驟:選取起始圖像程序,其係根據圖像重合判別標準,按照指紋採集時間從前至後的順序,偵測相鄰兩指紋圖像的重合程度,選取第一對不符合圖像重合判別標準的相鄰指紋圖像中較早的一個指紋圖像為起始圖像;選取終止圖像程序, 其係根據完全按壓圖像標準,按照指紋採集時間從後至前的順序,選取第一個符合完全按壓圖像標準的指紋圖像為終止圖像;指紋圖像選定程序,其係自起始圖像至終止圖像的一組指紋圖像中,按照篩選標準,選取一組待註冊指紋圖像組;指紋範本錄入步驟,其係對各待註冊指紋圖像組進行處理並存儲至記憶體內;檢測是否達到滑動式指紋錄入的滑動次數閾值;如果沒有達到滑動次數閾值,返回至提示用戶以手指滑過指紋採集窗的方式進行指紋範本錄入;如果達到滑動次數閾值,終止基於滑動式採樣的指紋範本錄入步驟。
另外,數據處理器的各電子元器件的組成和連接結構,使指紋識別裝置能夠讓指紋範本註冊步驟還包括以下基於按壓式採樣的指紋範本錄入程序:提示用戶以手指按壓在指紋採集窗;獲取一待註冊指紋圖像;檢測是否達到按壓式指紋錄入的按壓次數閾值,如果沒有達到按壓次數閾值,返回至提示用戶以手指按壓在指紋採集窗;如果達到按壓次數閾值,進行指紋範本錄入步驟;指紋範本錄入步驟,其係對上述按壓式錄入獲取的待註冊指紋圖像組進行處理並存儲至記憶體內。
相較於習知技術,本發明“基於滑動式採樣的指紋範本註冊方法及指紋識別裝置”的技術效果在於:藉由對採集的指紋圖像的篩選步驟,減少註冊指紋圖像資料處理步驟中的重合指紋圖像,且剔除非完全按壓指紋圖像,對指紋圖像進行篩選,進而減少指紋圖像註冊步驟的資料處理量,提高資料處理效率,有助於實現指紋範本的快速錄入,並提升用戶指紋錄入體驗;藉由所述篩選步驟剔除重複無用的資料而增加有效的指紋範本註冊資訊,提升指紋識別率。
本發明基於滑動式採樣方式,有助於提升指紋識別滑動解鎖體驗。
本發明採用滑動式和按壓式結合的採樣方式,擷取兩者優點,又藉由篩選步驟克服兩者的缺陷,更有助於提升用戶體驗和提升指紋識別率。
1:數據處理器
2:指紋採集感測器
3:記憶體
5~8:流程
61~66:流程
631~634:流程
71~74:流程
1,2,...,n:圖像(第幾個)
A:指示部分
tl:人類指腹的最大總長度經驗值
ll:邊長
S1:指紋圖像
S2:指紋圖像
Y:局部區域相關係數
Z:局部區域
圖1係本發明“基於滑動式採樣的指紋範本註冊方法及指紋識別裝置”第一實施例的電原理之示意框圖。
圖2係所述第一實施例的指紋範本註冊方法的流程之示意圖。
圖3係典型全指紋之示意圖。
圖4係圖3中A指示部分之局部放大示意圖。
圖5係相鄰指紋圖像的局部區域重合判斷原理之示意圖。
圖6係所述第一實施例選取起始圖像和終止圖像之示意圖。
圖7係本發明第二實施例的指紋範本註冊方法的流程之示意圖。
以下,結合圖式所示各實施例,作進一步詳述。
本發明提出一種基於滑動式採樣註冊指紋範本且能夠快速篩選圖像的指紋識別裝置。本發明第一實施例和第二實施例,如圖1所示,包括數據處理器1,以及電連接該數據處理器1的指紋採集感測器2和記憶體3。該指紋識別裝置作為生物特徵身份識別裝置,而能夠用於電腦、移動通訊終端、平板電腦、電子手錶、視音訊播放機等電子設備,來實現解鎖功能、付費確認功能及身份驗證功能;也可以用於獨立解鎖設備、獨立的身份驗證設備等。在指紋範本採集時,藉由指紋採集感測器2採集指紋資訊並將其轉換為原始指紋資料而發送至數據處理器1。數據處理器1對原始指紋資料進行處理後形成指紋範本註冊資料並存儲至記憶體3。在進行生物特徵身份識別時,數據處理器1將指紋採集感測器2所採集的指紋資料與記憶體3內存儲的指紋範本註冊資料一一比對判斷,進而依據判斷結果進行後續的相關處理步驟。本發明著重於指紋範本採集步驟中進行指紋範本註冊的資料處理步驟。所述數據處理器1包括兩個以上電子元器件,各電子元器件的組成和連接結構使指紋識別裝置能夠實現本發明之基於滑動式採樣能夠快速篩選圖像的指紋範本註冊方法。
本發明第一實施例,如圖2所示,除了標識所述方法起始的指紋範本註冊開始流程5和指紋範本註冊結束流程8外,本發明的基於滑動式採樣能夠快速篩選圖像的指紋範本註冊方法,係包括基於滑動式採樣的指紋範本錄入步驟6。
基於滑動式採樣的指紋範本錄入步驟6係包括以下程序:如圖2所示流程61,提示用戶以手指滑過指紋採集感測器2的指紋採集窗的方式,進行指紋範本錄入; 如圖2所示流程62,在手指滑過指紋採集窗的步驟中,指紋採集感測器2採集n個指紋圖像,如圖6所示;如圖2所示流程63,對所述n個指紋圖像進行篩選步驟。該篩選步驟包括選取起始圖像程序632、選取終止圖像程序633和指紋圖像選定程序634。具體如下:如圖2所示流程632,選取起始圖像程序,其係根據圖像重合判別標準,按照指紋採集時間從前至後的順序,偵測相鄰兩指紋圖像的重合程度,選取第一對不符合圖像重合判別標準的相鄰指紋圖像中,較早的一指紋圖像為起始圖像;如圖2所示流程633,選取終止圖像程序,其係根據完全按壓圖像標準,按照指紋採集時間從後至前的順序,選取第一個符合完全按壓圖像標準的指紋圖像為終止圖像;如圖2所示流程634,指紋圖像選定程序,其係自起始圖像至終止圖像的一組指紋圖像中,按照篩選標準,選取一組待註冊指紋圖像組;藉由篩選標準儘可能地剔除不需進行後續處理的指紋圖像,而選出待註冊指紋圖像組,從而減少後續流程的資料處理量,增加有助於指紋識別的指紋範本註冊資訊。
在完成上述篩選步驟後,進行指紋範本錄入步驟:如圖2所示流程64,對各待註冊指紋圖像組進行處理並存儲至記憶體3內;如圖2所示流程65,檢測是否達到滑動式指紋錄入的滑動次數閾值;如果沒有達到滑動次數閾值,返回至提示用戶以手指滑過指紋採集窗的方式進行指 紋範本錄入,即返回至圖2所示流程61;如果達到滑動次數閾值,如圖2所示流程66,終止基於滑動式採樣的指紋範本錄入步驟,即完成基於滑動式採樣的指紋範本錄入。
本發明基於滑動式採樣方式,使指紋識別裝置內存儲的指紋範本相應地能夠用於滑動指紋識別解鎖,有助於提升指紋識別滑動解鎖體驗。本發明藉由對採集的指紋圖像的篩選步驟63,減少註冊指紋圖像資料處理步驟中的重合指紋圖像,剔除非完全按壓指紋圖像,並對指紋圖像進行篩選,減少指紋圖像註冊步驟的資料處理量,進而提高資料處理效率,有益於實現指紋範本的快速錄入,且提升用戶指紋錄入體驗;藉由所述篩選步驟63剔除重複無用的資料,而增加有效的指紋範本註冊資訊,提升指紋識別率。
篩選步驟63之選取起始圖像程序632和選取終止圖像程序633的執行順序可以互換。
篩選步驟主要係針對滑動指紋錄入遇到的三個實際問題: 1.手指滑動初始階段採集的指紋圖像容易出現相鄰圖像完全重合的問題; 2.手指滑動末尾階段採集的指紋圖像容易出現非全指圖像的問題; 3.手指滑動中間階段採集的相鄰指紋圖像仍然容易出現具有較大重合面積的問題。
上述問題都會對於後續指紋圖像拼接處理和形成指紋範本處理,帶來較多冗餘數據而增大資料處理量。篩選步驟63即是為了克服上述三個問題,而有目的性地,對採集的指紋圖像做預處理,從而減少後續處理的資料處理量,進而提高資料處理效率,提升用戶體驗。
為了解決手指滑動初始階段採集的指紋圖像容易出現相鄰圖像完全重合的問題,選取起始圖像程序632對初始階段採集的指紋圖像進行重合判斷區別,可以依據應用場景、手指滑過速度和經驗值設置,捨棄最早採集的幾幅指紋圖像,或者藉由圖像匹配,判斷重合圖像並捨棄等。本發明第一實施例係選取起始圖像程序632係採用圖像固定局部區域相關係數,判別圖像重合程度。如圖5所示,在兩相鄰指紋圖像S1和S2上的固定位置,選取局部區域Z,依據局部區域Z的資料判斷它們的相關程度;局部區域Z的資料例如特徵點的數量、特徵點的數值、固定局部區域的對比度等,使用圖像局部區域相關係數Y表現它們之間的相關程度。局部區域相關係數Y越趨近於1,意味著兩相鄰指紋圖像S1,S2越趨於完全重合。從而藉由圖像局部區域相關係數,判斷相鄰指紋圖像的重合度。
本發明第一實施例,如圖6所示,選取起始圖像程序632係具體如下:設定圖像局部區域相關係數閾值,本發明第一實施例設定圖像局部區域相關係數閾值為0.9。圖像局部區域相關係數反映兩圖像重合程度。
按照指紋採集時間從前至後的順序,依次選取相鄰的指紋圖像,進行以下圖像重合判定程序:在該相鄰的兩指紋圖像上選取相同的局部區域,比較兩該局部區域,判斷兩局部區域的重合程度,計算出兩指紋圖像的局部區域相關係數;如果所述局部區域相關係數大於圖像局部區域相關係數閾值,就判定兩該局部區域分別所在的指紋圖像重合,符合圖像重合判別標準;否則,就判定兩該局部區域分別所在的指紋圖像不重合,不符合圖像重合判別標準; 當找到第一對不符合圖像重合判別標準的相鄰指紋圖像時,選取該兩相鄰指紋圖像中,較早的一指紋圖像為起始圖像。
本發明第一實施例,如圖6所示,在依採集時間排序的n幅指紋圖像中,從相鄰的圖像1和圖像2開始進行比對。針對圖像1和圖像2的各自局部區域Z,計算它們的圖像局部區域相關係數;圖像1和圖像2的圖像局部區域相關係數大於圖像局部區域相關係數閾值0.9,從而判斷圖像1和圖像2屬於重合圖像。接著,針對圖像2和圖像3的各自局部區域Z,計算它們的圖像局部區域相關係數,若圖像2和圖像3的圖像局部區域相關係數小於圖像局部區域相關係數閾值0.9,則圖像3相對圖像2有明顯位移,判斷圖像2和圖像3不屬於重合圖像,且在圖像2和圖像3中,選取採集較早的圖像2作為起始圖像。
本發明第一實施例選取起始圖像程序632係採用局部區域完成比對資料計算,以較少的資料處理量完成比對,穩定性和執行效率高。
為了解決手指滑動末尾階段採集的指紋圖像,容易出現非全指圖像的問題,選取終止圖像程序633係對末尾階段採集的指紋圖像進行非全指圖像區別;可以依據應用場景、手指滑過速度和經驗值設置,來捨棄最後採集的幾幅指紋圖像,或者藉由圖像特徵點數量判斷非全指圖像並捨棄等。本發明第一實施例中,選取終止圖像程序633係依據圖像灰度值區別非完全按壓的非全指圖像。灰度值區別可以採用依據應用環境即時光照情況,設置動態灰度閾值判斷區分按壓區域。
本發明第一實施例,採用灰度定閾值分割法判斷非按壓區域,具體如下: 設定非按壓區域占比閾值,本發明第一實施例,設置非按壓區域占比閾值為10%;按照指紋採集時間從後至前的順序,對每一幅指紋圖像進行非按壓區域判定步驟:根據指紋圖像的灰度值計算出該指紋圖像的按壓區域和非按壓區域、以及非按壓區域面積占指紋圖像面積的非按壓區域占比值;將指紋圖像的非按壓區域占比值與非按壓區域占比閾值比較,如果非按壓區域占比值不大於非按壓區域占比閾值,就判定為符合完全按壓圖像標準;如果非按壓區域占比值大於非按壓區域占比閾值,就判定為不符合完全按壓圖像標準;當找到第一個符合完全按壓圖像標準的指紋圖像時,選取該指紋圖像為終止圖像。
本發明第一實施例,如圖6所示,在依採集時間排序的n幅指紋圖像中,逆序進行終止圖像選取,即從圖像n開始選取步驟。針對圖像n的灰度值計算出按壓區域和非按壓區域,並且確定非按壓區域面積占圖像n面積的非按壓區域占比值。將該占比值與非按壓區域占比的閾值10%比較,如圖6所示,顯而易見地,圖像n的非按壓區域占比值大於10%,從而判定不符合完全按壓圖像標準。接著,對圖像n-1進行判定,依次類推,直至找到其非按壓區域占比值大於非按壓區域占比閾值10%的圖像n-4,即圖像n-4是第一個符合安全按壓圖像標準的指紋圖像,從而選取圖像n-4為終止圖像。
本發明第一實施例,如圖6所示,經過選取起始圖像程序632和選取終止圖像程序633,選取圖像2為起始圖像,且圖像n-4為終止圖像,共計n-5幅備選圖像組。
為了解決手指滑動中間階段採集的相鄰指紋圖像仍然容易出現具有較大重合面積的問題,指紋圖像選定程序634應當對備選圖像組中的圖像進行圖像重合區別,可以採用圖像比對的圖像匹配法、特徵點數據比對的特徵點判別法等。
本發明第一實施例採取抽樣提取方法,具體如下:自起始圖像至終止圖像獲取的包括sn個指紋圖像的備選圖像組中,按照指紋採集時間從前至後的順序為每一指紋圖像順序編號;依據指紋識別裝置的運行參數,確定有效圖像數量valid_n;指紋識別裝置的運行參數包括採樣頻率、指紋採集窗尺寸、設定的重合度、設定的手指長度經驗值等;有效圖像數量valid_n限定了待註冊指紋圖像組中指紋圖像數量的最大值,超過該值就可能出現冗餘數據,增加資料處理量;如果sn
Figure 108129704-A0305-02-0017-4
valid_n,所有sn個指紋圖像都被選為待註冊指紋圖像組;如果sn>valid_n,進行篩選採樣,從備選圖像組中選取序號是sid的指紋圖像,作為待註冊指紋圖像組中的第i個指紋圖像,sid=round(i0+(i-1)×sf),其中,i0是起始圖像的序號;i是待註冊指紋圖像組內的各指紋圖像的序號,i是獨立變數,且i是自然數,1
Figure 108129704-A0305-02-0017-16
i
Figure 108129704-A0305-02-0017-17
valid_n; sid是備選圖像組中指紋圖像的序號,sid是因變數,且sid是自然數,1
Figure 108129704-A0305-02-0018-35
sid
Figure 108129704-A0305-02-0018-36
sn;sf是篩選採樣頻率,sf=sn/valid_n,sf是浮點數;round(x)是將變數x四捨五入所獲取之整數的函數。
本發明第一實施例,係根據指紋識別裝置的運行參數確定的有效圖像數量valid_n=7,如果n=11,則依照前述選取起始圖像程序632和選取終止圖像程序633選取的備選圖像組的指紋圖像數sn=n-5=6,即圖像2至圖像7。因為此假設中sn<valid_n,備選圖像組的所有6幅指紋圖像都被選為待註冊指紋圖像組。
如果n=20,那麼依照前述選取起始圖像程序632和選取終止圖像程序633選取的備選圖像組的指紋圖像數sn=n-5=15,即圖像2至圖像16,且圖像2至圖像16已經按照指紋採集時間從前至後的順序編號,即i0=2,則以sf=sn/valid_n=15/7
Figure 108129704-A0305-02-0018-5
2.14的篩選採樣頻率進行篩選採樣:i=1時,sid=round(i0+(i-1)×sf)=round(2+(1-1)×2.14)=2,即待註冊指紋圖像組中的第1幅指紋圖像是備選圖像組的圖像2;i=2時,sid=round(i0+(i-1)×sf)=round(2+(2-1)×2.14)=4,即待註冊指紋圖像組中的第2幅指紋圖像是備選圖像組的圖像4;i=3時,sid=round(i0+(i-1)×sf)=round(2+(3-1)×2.14)=6,即待註冊指紋圖像組中的第3幅指紋圖像是備選圖像組的圖像6;i=4時,sid=round(i0+(i-1)×sf)=round(2+(4-1)×2.14)=8,即待註冊指紋圖像組中的第4幅指紋圖像是備選圖像組的圖像8; i=5時,sid=round(i0+(i-1)×sf)=round(2+(5-1)×2.14)=11,即待註冊指紋圖像組中的第5幅指紋圖像是備選圖像組的圖像11;i=6時,sid=round(i0+(i-1)×sf)=round(2+(6-1)×2.14)=13,即待註冊指紋圖像組中的第6幅指紋圖像是備選圖像組的圖像13;i=7時,sid=round(i0+(i-1)×sf)=round(2+(7-1)×2.14)=15,即待註冊指紋圖像組中的第7幅指紋圖像是備選圖像組的圖像15。
本發明指紋圖像選定程序634,藉由篩選採樣儘可能避免手指滑動中間階段採集的相鄰指紋圖像可能出現的具有較大重合面積的問題。
本發明第一實施例,上述依據指紋識別裝置的運行參數確定有效圖像數量valid_n的具體方法是:如圖3所示,在指紋識別裝置內設置人類指腹的最大總長度經驗值是tl,如圖4所示,指紋採集感測器2的指紋採集窗採集單幅正方形圖像邊長是ll,設置反映指紋圖像重合度的比例係數r,0.2
Figure 108129704-A0305-02-0019-18
r
Figure 108129704-A0305-02-0019-19
0.5,那麼有效圖像數量valid_n=(tl/ll-1)/r+1。
本發明第一實施例,如圖2所示,為了有足夠存儲空間處理篩選步驟資料,篩選步驟63還包括建立圖像緩存區程序631;建立圖像緩存區程序631通常應當設置在篩選處理之前,即選取起始圖像程序632、選取終止圖像程序633和指紋圖像選定程序634之前。
建立圖像緩存區程序631包括:計算有效圖像數量valid_n,valid_n=(tl/ll-1)/r+1,其中,tl是人類指腹的最大總長度經驗值, ll是指紋採集感測器採集單幅正方形圖像的邊長,r是圖像重合比例係數,0.2
Figure 108129704-A0305-02-0020-20
r
Figure 108129704-A0305-02-0020-21
0.5;計算存儲圖像數量save_n,save_n=q×valid_n,其中,q是分配比例係數,1.2
Figure 108129704-A0305-02-0020-22
q
Figure 108129704-A0305-02-0020-23
1.5;在記憶體3中,為了篩選步驟,分配用於存儲save_n個指紋圖像的存儲空間。
本發明基於滑動式採樣能夠快速篩選圖像的指紋範本註冊方法,在基於滑動式採樣的指紋範本錄入步驟6的基礎上,還增加基於按壓式採樣的指紋範本錄入步驟7。
本發明第二實施例,如圖7所示,基於按壓式採樣的指紋範本錄入步驟7包括:如圖7所示流程71,提示用戶以手指按壓在指紋採集感測器2的指紋採集窗;如圖7所示流程72,獲取一待註冊指紋圖像;如圖7所示流程73,檢測是否達到按壓式指紋錄入的按壓次數閾值,如果沒有達到按壓次數閾值,則返回至提示用戶以手指按壓在指紋採集窗,即圖7所示流程71;如果達到按壓次數閾值,則進行指紋範本錄入步驟,即圖7所示流程74;如圖7所示流程74,指紋範本錄入步驟,對上述按壓式錄入獲取的待註冊指紋圖像組進行處理並存儲至記憶體3內,從而完成基於按壓式採樣的指紋範本錄入步驟7。
基於滑動式採樣的指紋範本錄入步驟6與基於按壓式採樣的指紋範本錄入步驟7可以互換執行,即兩者執行順序可以依據使用情況做出調整,而不影響基於滑動式採樣能夠快速篩選圖像的指紋範本註冊方法的實現。
所述數據處理器1之各電子元器件的組成和連接結構,使指紋識別裝置能夠實現本發明第二實施例的基於滑動式採樣能夠快速篩選圖像的指紋範本註冊方法。
本發明採用滑動式和按壓式結合的採樣方式,擷取兩者優點,又藉由篩選步驟克服兩者的缺陷,更利於提升用戶體驗和提升指紋識別率。
以上所述者僅為本申請的較佳實施方式,應當指出,對於本技術領域的普通技術人員來說,在不脫離本申請原理的前提下,還可以做出若干改進和潤飾,這些改進和潤飾也應視為本申請的保護範圍。
Z:局部區域
1,2,...,n:圖像(第幾個)

Claims (6)

  1. 一種基於滑動式採樣能夠快速篩選圖像的指紋範本註冊方法,其係基於包括指紋採集感測器、數據處理器和記憶體的指紋識別裝置,其特徵在於所述方法包括以下步驟:基於滑動式採樣的指紋範本錄入步驟,其係提示用戶以手指滑過指紋採集窗的方式,進行指紋範本錄入;指紋採集感測器採集n個指紋圖像;對所述n個指紋圖像進行以下篩選步驟:選取起始圖像程序,其係根據圖像重合判別標準,按照指紋採集時間從前至後的順序,偵測相鄰兩指紋圖像的重合程度,選取第一對不符合圖像重合判別標準的相鄰指紋圖像中,較早的一個指紋圖像為起始圖像;選取終止圖像程序,其係根據完全按壓圖像標準,按照指紋採集時間從後至前的順序,選取第一個符合完全按壓圖像標準的指紋圖像為終止圖像;指紋圖像選定程序,其係自起始圖像至終止圖像的一組指紋圖像中,按照篩選標準,選取一組待註冊指紋圖像組;指紋範本錄入步驟,其係對各待註冊指紋圖像組進行處理並存儲至記憶體內; 檢測是否達到滑動式指紋錄入的滑動次數閾值;如果沒有達到滑動次數閾值,返回至提示用戶以手指滑過指紋採集窗的方式進行指紋範本錄入;如果達到滑動次數閾值,終止基於滑動式採樣的指紋範本錄入步驟;其中,選取起始圖像程序,其係設定圖像局部區域相關係數的閾值,圖像局部區域相關係數反映兩圖像重合程度;按照指紋採集時間從前至後的順序,依次選取相鄰的指紋圖像,進行以下圖像重合判定程序:其係在該相鄰的兩指紋圖像上選取相同的局部區域,比較兩該局部區域,判斷兩局部區域的重合程度,計算出兩指紋圖像的局部區域相關係數;如果所述局部區域相關係數大於圖像局部區域相關係數閾值,則判定兩該局部區域分別所在的指紋圖像重合,符合圖像重合判別標準;否則,判定兩該局部區域分別所在的指紋圖像不重合,不符合圖像重合判別標準;當找到第一對不符合圖像重合判別標準的相鄰指紋圖像時,選取兩該相鄰指紋圖像中,較早的一個指紋圖像為起始圖像。
  2. 如請求項1所述之基於滑動式採樣能夠快速篩選圖像的指紋範本註冊方法,其中,選取終止圖像程序, 其係設定非按壓區域占比的閾值;按照指紋採集時間從後至前的順序,對每一幅指紋圖像進行非按壓區域判定步驟,所述非按壓區域判定步驟係根據指紋圖像的灰度值計算出該指紋圖像的按壓區域和非按壓區域、以及非按壓區域面積占指紋圖像面積的非按壓區域占比值;將指紋圖像的非按壓區域占比值與非按壓區域占比閾值比較,如果非按壓區域占比值不大於非按壓區域占比閾值,則判定為符合完全按壓圖像標準;如果非按壓區域占比值大於非按壓區域占比閾值,則判定為不符合完全按壓圖像標準;當找到第一個符合完全按壓圖像標準的指紋圖像時,選取該指紋圖像為終止圖像。
  3. 如請求項1所述之基於滑動式採樣能夠快速篩選圖像的指紋範本註冊方法,其中,所述指紋圖像選定程序,其係自起始圖像至終止圖像所獲取的包括sn個指紋圖像的備選圖像組中,按照指紋採集時間從前至後的順序將每一指紋圖像順序編號;依據指紋識別裝置的運行參數,確定有效圖像數量valid_n;如果sn
    Figure 108129704-A0305-02-0025-6
    valid_n,則所有sn個指紋圖像都被選為待註冊指紋圖像組; 如果sn>valid_n,則進行篩選採樣,從備選圖像組中選取序號為sid的指紋圖像作為待註冊指紋圖像組中的第i個指紋圖像,sid=round(i0+(i-1)×sf),其中,i0是起始圖像的序號;i是待註冊指紋圖像組內的各指紋圖像的序號,且i是獨立變數、i是自然數,1
    Figure 108129704-A0305-02-0026-24
    i
    Figure 108129704-A0305-02-0026-25
    valid_n;sid為備選圖像組中指紋圖像的序號,且sid是因變數、sid是自然數,1
    Figure 108129704-A0305-02-0026-26
    sid
    Figure 108129704-A0305-02-0026-27
    sn;sf是篩選採樣頻率,且sf=sn/valid_n,sf是浮點數;round(x)是將變數x四捨五入所獲取之整數的函數。
  4. 如請求項3所述之基於滑動式採樣能夠快速篩選圖像的指紋範本註冊方法,其中,依據指紋識別裝置的運行參數確定有效圖像數量valid_n為,計算有效圖像數量valid_n=(tl/ll-1)/r+1,其中,tl是人類指腹的最大總長度經驗值,ll是指紋採集感測器所採集之單幅正方形圖像邊長,r是圖像重合比例係數,且0.2
    Figure 108129704-A0305-02-0026-28
    r
    Figure 108129704-A0305-02-0026-30
    0.5。
  5. 如請求項1所述之基於滑動式採樣能夠快速篩選圖像的指紋範本註冊方法,其中,所述篩選步驟還包括以下程序:建立圖像緩存區程序,其係計算有效圖像數量valid_n,valid_n=(tl/ll-1)/r+1, 其中,tl是人類指腹的最大總長度經驗值,ll是指紋採集感測器採集單幅正方形圖像的邊長,r是圖像重合比例係數,0.2
    Figure 108129704-A0305-02-0027-31
    r
    Figure 108129704-A0305-02-0027-32
    0.5;計算存儲圖像數量save_n,save_n=q×valid_n,其中,q是分配比例係數,1.2
    Figure 108129704-A0305-02-0027-33
    q
    Figure 108129704-A0305-02-0027-34
    1.5;在記憶體中,為了篩選步驟,分配用於存儲save_n個指紋圖像的存儲空間。
  6. 如請求項1~5中任一項所述之基於滑動式採樣能夠快速篩選圖像的指紋範本註冊方法,其中,還包括以下基於按壓式採樣的指紋範本錄入步驟:提示用戶以手指按壓在指紋採集窗;獲取一待註冊指紋圖像;檢測是否達到按壓式指紋錄入的按壓次數閾值,如果沒有達到按壓次數閾值,返回至提示用戶以手指按壓在指紋採集窗;如果達到按壓次數閾值,進行指紋範本錄入步驟;指紋範本錄入步驟,其係對上述按壓式錄入獲取的待註冊指紋圖像組進行處理並存儲至記憶體內。
TW108129704A 2019-02-01 2019-08-20 基於滑動式採樣的指紋範本註冊方法 TWI733168B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910105883.5A CN110020591A (zh) 2019-02-01 2019-02-01 基于滑动式采样的指纹模板注册方法及指纹识别装置
CN201910105883.5 2019-02-01

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201945981A TW201945981A (zh) 2019-12-01
TWI733168B true TWI733168B (zh) 2021-07-11

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106778461A (zh) 2016-03-17 2017-05-31 深圳信炜科技有限公司 指纹处理方法、指纹处理装置、指纹识别系统及电子设备
TWI591546B (zh) 2014-12-19 2017-07-11 比亞迪股份有限公司 指紋識別系統及指紋識別方法及電子設備
CN107808084A (zh) 2017-10-18 2018-03-16 维沃移动通信有限公司 一种触控操作方法及移动终端
CN109241957A (zh) 2018-11-19 2019-01-18 Oppo广东移动通信有限公司 电子装置、指纹采集方法、装置、存储介质及移动终端

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI591546B (zh) 2014-12-19 2017-07-11 比亞迪股份有限公司 指紋識別系統及指紋識別方法及電子設備
CN106778461A (zh) 2016-03-17 2017-05-31 深圳信炜科技有限公司 指纹处理方法、指纹处理装置、指纹识别系统及电子设备
CN107808084A (zh) 2017-10-18 2018-03-16 维沃移动通信有限公司 一种触控操作方法及移动终端
CN109241957A (zh) 2018-11-19 2019-01-18 Oppo广东移动通信有限公司 电子装置、指纹采集方法、装置、存储介质及移动终端

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6444523B2 (ja) 指紋認識方法及び指紋認識装置
WO2017080278A1 (zh) 指纹识别方法、装置及终端设备
CN105868613A (zh) 一种生物特征识别方法、装置和移动终端
WO2017206914A1 (zh) 指纹识别方法、指纹识别系统、及电子设备
TWI599964B (zh) 手指靜脈辨識系統與方法
CN106778457A (zh) 可提高指纹识别率的指纹识别方法及系统
JP5504928B2 (ja) 生体認証装置、生体認証方法およびプログラム
WO2004079658A1 (ja) 生体画像照合装置およびその照合方法
JPH077458B2 (ja) 指紋照合方法
TWI437501B (zh) 基於生物特徵之身分驗證裝置及其方法
US10121050B2 (en) Method and fingerprint sensing system for forming a fingerprint representation
WO2017031969A1 (zh) 指纹验证方法、指纹验证装置和终端
CN102222216A (zh) 基于手指纹络生物特征的身份识别系统
WO2017020424A1 (zh) 指纹录入方法及装置
WO2020156033A1 (zh) 指纹验证方法及相关装置
WO2018205177A1 (zh) 指纹匹配方法、装置以及电子设备
WO2010069166A1 (zh) 快速指纹搜索方法及快速指纹搜索系统
Bong et al. Palm print verification system
TWI427544B (zh) 具智能學習功能之生物特徵辨識裝置及其方法
WO2016165107A1 (zh) 一种采集指纹的方法、指纹采集器以及终端
WO2011097937A1 (zh) 形变指纹图像的处理方法
TWI733168B (zh) 基於滑動式採樣的指紋範本註冊方法
TW201945981A (zh) 基於滑動式採樣的指紋範本註冊方法及指紋識別裝置
JPH11232459A (ja) 個人認証用の認証対象原情報登録方法および個人認証装置
JP2011203822A (ja) 生体認証装置、生体認証方法及びプログラム