[發明專利]偵測模塊、指紋感測裝置及指紋影像產生方法

在審

• 申請號: 201310001142.5
• 申請日: 2013-01-04
• 公開（公告）號: CN103914694A
• 公開（公告）日: 2014-07-09
• 發明（設計）人: 劉李財
• 申請（專利權）人: 貝倫企業股份有限公司
• 主分類號: G06K9/20
• 分類號: G06K9/20;G06K9/00
• 代理公司: 北京中原華和知識產權代理有限責任公司 11019
• 代理人: 壽寧;張華輝

技術領域

本發明涉及一種指紋影像的產生方法，特別是涉及一種通過電路參數回授設定，以輸出像素灰階分布均勻的原始指紋影像的指紋影像產生方法。

背景技術

指紋辨識是一種常見的生物特征辨識技術，目前已廣泛運用于門戶安全管理、電子裝置身份認證、金融系統身份認證及犯罪偵查等領域。依據指紋辨識的運作原理，指紋辨識裝置可區分為光學式、溫度感測式、壓力感測式及電容式等類型，但上述各種指紋辨識裝置的運作流程大多包含(1)原始指紋影像的取得；(2)指紋影像的影像前處理；(3)指紋影像的特征值擷取；及(4)指紋影像的特征值比對等步驟。

在上述指紋辨識過程中，指紋影像通常會以灰階圖像呈現，以便于進行指紋特征值擷取與特征值比對的步驟。以8位元的指紋影像的像素信息來說，其各個像素最多會有256種灰階顏色變化，且各種灰階顏色可以0～255的數值表示，較深的顏色（此處定義為較大的灰階值）對應于指紋峰(Ridge)的部分，較淺的顏色（此處定義為較小的灰階值）則對應指紋谷(Valley)的部分。

參閱圖1，為理想的指紋影像的像素灰階值分布圖。以該指紋影像來說，其像素灰階值分布在3～250的范圍內，且幾乎每個灰階值都有對應的像素分布，因此除了對應指紋峰、谷的深、淺部分之外，還有其他不同層次的灰階顏色，而能呈現出指紋影像的細節。

然而，環境溫濕度、手指的表面狀態、手指接觸于指紋辨識裝置的狀況(如面積、角度、力道)、指紋辨識裝置內部電路與感測器的特性設定等因素，都會影響原始指紋影像的灰階分布狀態，使指紋辨識裝置不易產生灰階分布理想的原始指紋影像。

參閱圖2～圖4，即為三個灰階分布不理想的原始指紋影像。此三個指紋影像的共同問題是灰階分布過度集中，使指紋峰、谷部分的深淺程度過于接近而不易辨識特征，例如圖3是指紋影像整體顏色偏淺，圖4則是指紋影像整體顏色偏深，而不利于指紋特征值擷取與特征值比對的進行。

針對上述問題，一般會采用影像處理技術以調整指紋影像的灰階值，也就是通過影像處理技術，將灰階分布不理想的原始指紋影像調整為趨近于圖1的狀態后，再進行指紋特征值擷取與特征值比對的步驟。但是以此種方式調整指紋影像的灰階分布，其處理步驟較為繁復，且不易將灰階分布重新調整為理想狀態（例如可能因調整灰階分布而導致指紋影像失真），而影響后續指紋辨識結果的正確性。

發明內容

本發明的目的在于提供一種指紋影像產生方法，通過該方法，可獲取灰階分布均勻的原始指紋影像，而能省略后續的灰階調整步驟，并提升指紋辨識結果的正確性。

本發明的另一目的，在于提供一種執行前述指紋影像產生方法的指紋感測裝置。

本發明的目的及解決其技術問題是采用以下技術方案來實現的。本發明指紋影像產生方法，由指紋感測裝置執行。該指紋感測裝置包含偵測模塊及控制模塊，該偵測模塊包括指紋感應單元、信號放大單元、信號轉換單元及處理單元。該指紋影像產生方法包含以下步驟：（A）該指紋感應單元偵測指紋，并輸出對應該指紋的原始影像信號至該信號放大單元；（B）該信號放大單元依據增益參數，將該原始影像信號放大轉換為增益影像信號，并輸出至該信號轉換單元；（C）該信號轉換單元依據偏移參數，將該增益影像信號轉換為對應特定灰階值的數字影像信號，并輸出至該處理單元；（D）該處理單元將儲存該數字影像信號的指紋影像信息傳輸至該控制模塊；（E）該控制模塊判斷該指紋影像信息的灰階分布是否均勻；若判斷結果為「否」，則該控制模塊發出總控制信號至該偵測模塊，令該偵測模塊先重新設定該信號放大單元的增益參數或該信號轉換單元的偏移參數，且隨后重新執行步驟（A）。

本發明的目的及解決其技術問題還可采用以下技術措施進一步實現。

較佳地，在步驟（E）該控制模塊是通過該指紋影像信息的灰階值的平均值或加權平均值，或是該指紋影像信息的灰階值的最大值與最小值，以判斷該指紋影像信息的灰階分布是否均勻。

較佳地，在步驟（E）該總控制信號是由該處理單元接收，且該處理單元分別輸出第一控制信號至該信號放大單元，或輸出第二控制信號至該信號轉換單元，以分別執行該增益參數或該偏移參數的重新設定。

較佳地，該指紋影像信息對應于完整的指紋影像。

較佳地，該指紋影像信息對應于局部的指紋影像，且在步驟（E）若該判斷結果為「是」，則執行步驟（F）：該控制模塊判斷指紋影像信息的數量是否大于一筆，若判斷結果為「否」，則重新執行步驟（A），以產生另一筆相異的指紋影像信息。