[發(fā)明專利]一種屏下指紋圖像的生成方法和生成裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011033617.5
• 申請(qǐng)日: 2020-09-27
• 公開（公告）號(hào): CN112183324A
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周劍揚(yáng);莊銘泳;吳曉芳;黃敏君
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廈門大學(xué)
• 主分類號(hào): G06K9/00
• 分類號(hào): G06K9/00;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 廈門南強(qiáng)之路專利事務(wù)所(普通合伙) 35200
• 代理人: 馬應(yīng)森

一種屏下指紋圖像的生成方法和生成裝置，涉及圖像處理的技術(shù)領(lǐng)域。生成方法：訓(xùn)練一個(gè)生成對(duì)抗神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，用于非屏下指紋圖像與屏下指紋圖像相互轉(zhuǎn)換風(fēng)格；利用訓(xùn)練完成的生成對(duì)抗神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行圖像轉(zhuǎn)換，將輸入的非屏下指紋圖像轉(zhuǎn)換為生成的屏下指紋圖像。生成裝置依次設(shè)有獲取單元、轉(zhuǎn)換單元和輸出單元；獲取單元用于獲取非屏下指紋圖像；獲取單元的輸出端接轉(zhuǎn)換單元，轉(zhuǎn)換單元用于將獲取的屏下指紋圖像轉(zhuǎn)換為生成的屏下指紋圖像；轉(zhuǎn)換單元的輸出端接輸出單元，輸出單元用于輸出生成的屏下指紋圖像。該方法利用已有的大量非屏下指紋圖像來生成屏下指紋圖像，緩解了在指紋識(shí)別領(lǐng)域中現(xiàn)有的屏下指紋圖像樣本數(shù)量不足、采集困難、隱私泄露等問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及圖像處理的技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種屏下指紋圖像的生成方法和生成裝置。

背景技術(shù)

目前，指紋采集方式有光學(xué)式、超聲波式、電容式采集。在近幾年來，由于全屏智能手機(jī)的發(fā)展，屏下指紋傳感器開始被使用。屏下指紋傳感器也是基于光學(xué)式的指紋生物特征信息采集傳感器。但是，由于屏下指紋傳感器成像過程與非屏下指紋傳感器有所不同，屏下指紋傳感器采集到的屏下指紋圖像和非屏下指紋傳感器采集到的非屏下指紋圖像在圖像質(zhì)量、圖像特征上有所不同。屏下指紋傳感器由于沒有光學(xué)透鏡的輔助，導(dǎo)致采集到的屏下指紋圖像成像模糊、亮度不均勻。同時(shí)，屏下指紋傳感器感光元件和指紋之間隔著OLED屏幕像素單元，采集到的屏下指紋圖像帶有規(guī)律的網(wǎng)格狀噪聲干擾。上述的屏下指紋圖像網(wǎng)格狀噪聲特征是特有的，非屏下指紋圖像并不具備。

隨著人工智能技術(shù)的興起，基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的指紋識(shí)別設(shè)備開始被應(yīng)用；該種設(shè)備在研制過程中需要使用大量的指紋樣本對(duì)算法進(jìn)行訓(xùn)練，采用的指紋樣本越多，訓(xùn)練出來的算法性能越好；但是，屏下指紋圖像采集設(shè)備相對(duì)于非屏下指紋圖像采集設(shè)備普及率低，屏下指紋圖像帶有個(gè)人生物特征隱私信息而難以采集、采集成本高。

中國專利CN201880001637.9公開一種基于多傳感器的屏下指紋采集方法、系統(tǒng)和電子設(shè)備，該方法應(yīng)用于包括多個(gè)指紋傳感器的屏下指紋采集系統(tǒng)，包括：獲取所述多個(gè)指紋傳感器采集的用戶的指紋信息，其中，每個(gè)指紋傳感器對(duì)應(yīng)一個(gè)感應(yīng)區(qū)域，所述多個(gè)指紋傳感器對(duì)應(yīng)的感應(yīng)區(qū)域組成所述屏下指紋采集系統(tǒng)的指紋采集區(qū)域；根據(jù)所述用戶的指紋信息，確定所述多個(gè)指紋傳感器中被有效按壓的指紋傳感器，其中，所述被有效按壓的指紋傳感器采集的所述用戶的指紋信息用于所述用戶的指紋認(rèn)證。

中國專利CN201911058968.9公開一種屏下指紋圖像的處理方法、裝置和電子設(shè)備，包括：獲取屏下指紋圖像和與屏下指紋圖像對(duì)應(yīng)的屏上指紋圖像；確定任意兩張屏上指紋圖像之間的第一幾何映射關(guān)系；通過手眼標(biāo)定的方法確定屏上指紋圖像的坐標(biāo)系和屏下指紋圖像的坐標(biāo)系之間的第二幾何映射關(guān)系；基于第一幾何映射關(guān)系和第二幾何映射關(guān)系確定任意兩張屏下指紋圖像之間的目標(biāo)幾何映射關(guān)系。

現(xiàn)有的屏下指紋圖像樣本比非屏下指紋圖像少。屏下指紋圖像樣本數(shù)量的不足會(huì)導(dǎo)致基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的指紋識(shí)別算法性能下降。由于屏下指紋圖像特征與非屏下指紋圖像特征存在差別，直接利用非屏下指紋圖像替代屏下指紋圖像來訓(xùn)練基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的指紋識(shí)別算法，會(huì)導(dǎo)致指紋識(shí)別性能不佳。

綜上，屏下指紋圖像的訓(xùn)練樣本數(shù)量不足，會(huì)導(dǎo)致基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)指紋識(shí)別算法的性能不加。為了提高屏下指紋識(shí)別設(shè)備的性能，需要解決屏下指紋圖像訓(xùn)練樣本不足的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供可以利用現(xiàn)有的、大量的非屏下指紋圖像來生成屏下指紋圖像，解決基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的指紋識(shí)別設(shè)備在算法訓(xùn)練過程中屏下指紋圖像訓(xùn)練樣本不足等問題的一種屏下指紋圖像的生成方法及其裝置。

所述屏下指紋圖像的生成方法，包括以下步驟：

1)訓(xùn)練一個(gè)生成對(duì)抗神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，用于非屏下指紋圖像與屏下指紋圖像相互轉(zhuǎn)換風(fēng)格；

2)利用步驟1)訓(xùn)練完成的生成對(duì)抗神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行圖像轉(zhuǎn)換，將輸入的非屏下指紋圖像轉(zhuǎn)換為生成的屏下指紋圖像。