專利名稱：一種多分辨率指紋識(shí)別方法和多分辨率指紋識(shí)別系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及指紋識(shí)別技術(shù)，更具體地說(shuō)，涉及一種多分辨率指紋識(shí)別方法 和多分辨率指紋識(shí)別系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，隨著研發(fā)力度的不斷加大，指紋識(shí)別技術(shù)日趨成熟。在技術(shù)和市 場(chǎng)的共同推動(dòng)下，各類指紋識(shí)別產(chǎn)品漸漸走出實(shí)驗(yàn)室，邁進(jìn)了人們的生活。根據(jù)實(shí)現(xiàn)平臺(tái)上的區(qū)別，可將目前的各類指紋識(shí)別產(chǎn)品劃分為兩大類，一類是基于嵌入式平臺(tái)的指紋識(shí)別產(chǎn)品，另 一類M于PC(個(gè)人計(jì)算機(jī)，Personal Computer)平臺(tái)的指紋識(shí)別產(chǎn)品。其中，基于嵌入式平臺(tái)的指紋識(shí)別產(chǎn)品因具 有體積小、重量輕、便于攜帶、易與其他產(chǎn)品組合多諸多優(yōu)點(diǎn)而備受用戶青睞， 逐漸成為指紋識(shí)別產(chǎn)品的主流發(fā)展方向。在指紋識(shí)別系統(tǒng)的各項(xiàng)性能參數(shù)中，指紋識(shí)別速度歷來(lái)備受關(guān)注，速度過 低將大大影響用戶體驗(yàn)。而指紋識(shí)別速度與指紋識(shí)別產(chǎn)品核心處理器的性能以 及指紋圖像的分辨率密切相關(guān)，核心處理器的性能越高，識(shí)別速度越快；指紋 圖像的分辨率越低，識(shí)別速度越快。受產(chǎn)品體積的限制，嵌入式指紋識(shí)別產(chǎn)品 只能選用尺寸較小的核心處理器。基于目前的集成電蹤4支術(shù)，核心處理器的性 能基本與其尺寸成正比，因此尺寸較小的核心處理器，其性能往往不高。在這 種情況下，為保證指紋識(shí)別速度，目前的指紋識(shí)別產(chǎn)品通常采用降低指紋圖像 的分辨率的方法來(lái)降低核心處理器的數(shù)據(jù)處理量。例如，在保證指紋識(shí)別精確 度的前提下，現(xiàn)有的嵌入式指紋識(shí)別產(chǎn)品通常以500DPI的分辨率來(lái)采集、生 成指紋圖像模板。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，基于這一分辨率的指紋識(shí)別精確度已基本能 夠滿足成人需要。然而，面對(duì)日漸增多的低齡用戶，現(xiàn)有的嵌入式指紋識(shí)別產(chǎn)品暴露出了嚴(yán)重的缺陷。與成人相比，兒童指紋的脊線通常很細(xì)，這使得適用于成人的
500DPI的分辨率在識(shí)別兒童指紋時(shí)，誤差將會(huì)增大。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，隨著用 戶年齡的逐步降低，基于500DPI分辨率的指紋設(shè)備的識(shí)別誤差將逐漸增大， 當(dāng)用戶年齡低至6歲以下時(shí)，識(shí)別誤差更是隨著年齡的逐漸降低而急劇增大； 而當(dāng)用戶年齡降低至1周歲時(shí)，基于這一分辨率的指紋識(shí)別產(chǎn)品已基本無(wú)法工 作。
由于分辨率增加將增大指紋圖像的清晰程度，從而提高指紋識(shí)別的精確 度，因此現(xiàn)有技術(shù)通過增加指紋圖像的分辨率來(lái)解決上述問題。然而這種方式 同樣也將不必要的增大成人用戶指紋圖像的分辨率，因此勢(shì)必影響其指紋識(shí)別 速度。當(dāng)用戶群中成人用戶比例較大時(shí)，上述方案將大大降低指紋識(shí)別產(chǎn)品的 整體識(shí)別速度，明顯弊大于利，基本無(wú)法推廣應(yīng)用。
因此，需要一種指紋識(shí)別方案，既能實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶群中低齡用戶(6歲以下) 的準(zhǔn)確識(shí)別，又不影響用戶群中成人用戶的識(shí)別速度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)為適應(yīng)低齡用戶而增大指紋 圖像分辨率從而導(dǎo)致整體識(shí)別速度過慢的缺陷，提供一種多分辨率指紋識(shí)別方 法和多分辨率指紋識(shí)別系統(tǒng)。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是 一種多分辨率指紋識(shí)別方 法，包括將現(xiàn)場(chǎng)捕捉的原始指紋圖像與指紋模板進(jìn)行匹配，其中，所述指紋模 板的生成過程包括捕捉用戶的至少一張?jiān)贾讣y圖像的步驟，所述指紋模板的 生成過程還包括，確定所述用戶的年齡層次并依據(jù)該年齡層次選擇指紋圖像處
理方式的步驟，以;^依據(jù)確定的指紋圖像處理方式對(duì)所述至少一張?jiān)贾讣y圖
像進(jìn)行處理以生成指故模板的步驟。
在本發(fā)明所述的多分辨率指紋識(shí)別方法中，所述將現(xiàn)場(chǎng)捕捉的原始指紋圖 像與所述指纟文模板進(jìn)行匹配包括，按照生成指紋模板的過程對(duì)所述現(xiàn)場(chǎng)捕捉的 原始指紋圖像進(jìn)行處理，生成待匹配指紋圖像，再將待匹配指紋圖像與指紋模 板進(jìn)4亍匹配。
6在本發(fā)明所述的多分辨率指紋識(shí)別方法中，所述年齡層次包括第一層次和 第二層次，
所述確定所述用戶的年齡層次并依據(jù)該年齡層次選擇指紋圖像處理方式 的步驟和依據(jù)確定的指紋圖像處理方式對(duì)所述至少一張?jiān)贾讣y圖像進(jìn)行處 理以生成指紋模板的步驟包括，
當(dāng)所述年齡層次為第一層次時(shí)，選擇高分辨率處理方式，對(duì)所述至少一張 原始指紋圖像進(jìn)行高分辨率抽值，生成高分辨率抽值圖像，依據(jù)高分辨率抽值
圖像生成第一層次指紋模板；當(dāng)所述年齡層次為第二層次時(shí)，選擇低分辨率處 理方式，對(duì)所述至少一張?jiān)贾讣y圖像進(jìn)行低分辨率抽值，生成低分辨率抽值 圖像，依據(jù)低分辨率抽值圖像生成第二層次指紋模板。
在本發(fā)明所述的多分辨率指紋識(shí)別方法中，在所述捕捉用戶的至少一張?jiān)?始指紋圖像的步驟后，所述確定所述用戶的年齡層次并依據(jù)該年齡層次選擇指 紋圖像處理方式的步驟包括
51、 計(jì)算所述至少一張?jiān)贾讣y圖像的脊線寬度；
52、 依據(jù)脊線寬度確定所述年齡層次。
在本發(fā)明所述的多分辨率指紋識(shí)別方法中，在所述捕捉用戶的至少一張?jiān)?始指紋圖像的步驟之前，所述確定所述用戶的年齡層次并依據(jù)該年齡層次選擇 指紋圖像處理方式的步驟包括
Sl'、接收年齡層次指示信號(hào)；
S2'、依據(jù)年齡層次指示信號(hào)確定年齡層次。
在本發(fā)明所述的多分辨率指紋識(shí)別方法中，所述依據(jù)確定的指紋圖i"象處理 方式對(duì)所述至少一張?jiān)贾讣y圖像進(jìn)行處理以生成指紋才莫板的步驟包括依據(jù) 確定的指紋圖像處理方式對(duì)所述至少一張?jiān)贾讣y圖像進(jìn)行處理，使得經(jīng)過處 理的原始指紋圖像大小是歸 一化的。
在本發(fā)明所述的多分辨率指紋識(shí)別方法中，在所述確定所述用戶的年齡層 次并依據(jù)該年齡層次選擇指紋圖像處理方式的步驟中，若選擇的指紋圖像處理 方式為所述高分辨率處理方式，則所述依據(jù)確定的指紋圖像處理方式對(duì)所述至 少 一張?jiān)贾讣y圖像進(jìn)行處理以生成指紋模板的步驟包括，計(jì)算并截取所述原始指紋圖像的指紋圖像區(qū)域，依據(jù)高分辨率處理方式對(duì)截取的指紋圖像區(qū)域進(jìn) 行處理以生成指紋圖像才莫板。
在本發(fā)明所述的多分辨率指紋識(shí)別方法中，在將所述待匹配指紋圖像與指 紋模板進(jìn)行匹配時(shí)，將所述待匹配指紋圖像與同該指紋圖像所屬用戶的年齡層 次相同的指紋模板進(jìn)行匹配。
在本發(fā)明所述的多分辨率指紋識(shí)別方法中，若采用通過脊線寬度確定年齡 層次的方式，則在將所述待匹配指紋圖像與指紋模板進(jìn)行匹配時(shí)，使用預(yù)先設(shè) 定的轉(zhuǎn)換參數(shù)對(duì)待匹配指紋圖像進(jìn)行轉(zhuǎn)換，然后將轉(zhuǎn)換后的待匹配指紋圖像與 同該待匹配指紋圖像所屬用戶的年齡層次不同的指紋模板進(jìn)行匹配。
本發(fā)明還提供了 一種多分辨率指紋識(shí)別系統(tǒng)，用于將現(xiàn)場(chǎng)捕捉的原始指紋 圖像與指紋模板進(jìn)行指紋匹配，包括感光器件和存儲(chǔ)模塊，感光器件用于在生
成指紋模板的過程中捕捉并發(fā)出用戶的至少 一 張?jiān)贾讣y圖像；存儲(chǔ)模塊用于 存儲(chǔ)指紋模板，還包括
年齡判定模塊，用于在生成指故模板的過程中確定所述用戶的年齡層次， 發(fā)出包含所述年齡層次的處理命令；
處理模塊，與感光器件、存儲(chǔ)模塊和年齡判定模塊相連，用于在生成指紋 模板的過程中接收處理命令和所述至少一張?jiān)贾讣y圖像，提取年齡層次，并 依據(jù)與該年齡層次對(duì)應(yīng)的指紋圖像處理方式對(duì)所述至少一張?jiān)贾讣y圖像進(jìn) 行處理，將處理得到的指紋模板存儲(chǔ)到存儲(chǔ)模塊中。
在本發(fā)明所述的多分辨率指紋識(shí)別系統(tǒng)中，在所述指紋匹配過程中，
所述感光器件用于現(xiàn)場(chǎng)捕捉原始指紋圖像，并發(fā)出現(xiàn)場(chǎng)捕捉的原始指紋圖
像；
所述年齡判定模塊用于確定現(xiàn)場(chǎng)捕捉的原始指紋圖像所屬用戶的年齡層 次，發(fā)出包含所述年齡層次的處理命令；
所述處理模塊用于接收處理命令和現(xiàn)場(chǎng)捕捉的原始指紋圖像，提取年齡層 次，并依據(jù)與該年齡層次對(duì)應(yīng)的指紋圖像處理方式對(duì)現(xiàn)場(chǎng)捕捉的原始指紋圖像 進(jìn)行處理，生成并發(fā)出待匹配指紋圖像；
所述指紋識(shí)別系統(tǒng)還包括匹配模塊，用于接收待匹配指紋圖像，將其與所述存儲(chǔ)模塊中存儲(chǔ)的指紋 模板進(jìn)行匹配。
在本發(fā)明所述的多分辨率指紋識(shí)別系統(tǒng)中，所述年齡層次包括第 一層次和 第二層次，在生成指紋模板的過程中，
當(dāng)所述年齡層次為第 一層次時(shí)，所述處理才莫塊依據(jù)高分辨率處理方式對(duì)所 述至少一張?jiān)贾讣y圖像進(jìn)行高分辨率抽值，生成高分辨率抽值圖像，并依據(jù)
高分辨率抽值圖像生成第一層次指紋^^板；
當(dāng)所述年齡層次為第二層次時(shí)，所述處理才莫塊依據(jù)^f氐分辨率處理方式對(duì)所 述至少一張?jiān)贾讣y圖像進(jìn)行低分辨率抽值，生成低分辨率抽值圖像，并依據(jù) 低分辨率抽值圖像生成第二層次指故才莫板。
在本發(fā)明所述的指紋識(shí)別系統(tǒng)中，所述年齡判定模塊為脊線寬度計(jì)算模 塊，其與所述感光器件相連，用于在生成指纟丈模板的過程中接收所述至少一張
原始指紋圖像并計(jì)算其脊線寬度，依據(jù)所述脊線寬度確定所述年齡層次。
在本發(fā)明所述的多分辨率指紋識(shí)別系統(tǒng)中，所述年齡判定模塊為信號(hào)接收 模塊，用于在生成指紋模板的過程中接收年齡層次指示信號(hào)，依據(jù)該年齡層次 指示信號(hào)確定所述年齡層次。
在本發(fā)明所述的多分辨率指紋識(shí)別系統(tǒng)中，所述處理模塊包括抽值模塊， 用于在生成指紋模板的過程中按照所述指紋圖像處理方式對(duì)所述至少一張?jiān)?始指紋圖像進(jìn)行抽值，生成并發(fā)出抽值指紋圖像。
在本發(fā)明所述的多分辨率指紋識(shí)別系統(tǒng)中，所述處理^f莫塊包括插值;f莫塊， 與所述抽值模塊相連，用于在生成指紋模板的過程中接收所述抽值指紋圖像并 對(duì)其進(jìn)行插值，生成歸一化大小的插值指紋圖像。
在本發(fā)明所述的多分辨率指紋識(shí)別系統(tǒng)中，所述處理模塊包括截取模塊， 用于在生成指紋模板的過程中，當(dāng)提取的年齡層次為第一層次時(shí)，計(jì)算并截取 所述至少 一 張?jiān)贾讣y圖像的指紋圖像區(qū)域，生成截取指紋圖像發(fā)往所述抽值 模塊進(jìn)行抽值。
在本發(fā)明所述的多分辨率指紋識(shí)別系統(tǒng)中，所述匹配模塊用于將所述待匹 配指紋圖像與同該待匹配指紋圖像所屬用戶的年齡層次相同的指紋模板進(jìn)行匹配。
在本發(fā)明所述的指紋識(shí)別系統(tǒng)中，所述匹配模塊包括轉(zhuǎn)換模塊，若所述年 齡判定模塊為脊線寬度計(jì)算模塊，則轉(zhuǎn)換模塊使用預(yù)先設(shè)定的轉(zhuǎn)換參數(shù)對(duì)待匹 配指紋圖像進(jìn)行轉(zhuǎn)換，然后將轉(zhuǎn)換后的待匹配指紋圖像與同該待匹配指紋圖像 所屬用戶的年齡層次不同的指紋模板進(jìn)行匹配。
實(shí)施本發(fā)明的技術(shù)方案，具有以下有益效果通過辨識(shí)用戶的年齡層次， 本發(fā)明可針對(duì)不同年齡層次的用戶采用不同分辨率的識(shí)別方法，僅對(duì)低齡用戶 進(jìn)行高分辨率識(shí)別，而對(duì)成人用戶仍然采用低分辨率識(shí)別，如此一來(lái)既能實(shí)現(xiàn) 低齡用戶的準(zhǔn)確識(shí)別，又不會(huì)影響成人用戶的指紋識(shí)別速度。


下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中
圖1是依據(jù)本發(fā)明一較佳實(shí)施例的指紋圖像捕捉過程的示意圖2為圖1指紋圖像捕捉過程中指纟丈投影過程的示意圖3是依據(jù)本發(fā)明一較佳實(shí)施例的指纟丈模板生成方法的流程圖4是脊線方向累加計(jì)算結(jié)果的示意圖5A是依據(jù)本發(fā)明 一較佳實(shí)施例的截取指紋圖像區(qū)域的過程示意圖； 圖5B是依據(jù)本發(fā)明一較佳實(shí)施例的所截取指紋圖像區(qū)域的邊界示意圖； 圖6A是依據(jù)本發(fā)明 一較佳實(shí)施例的指紋區(qū)域截取過程中原始指紋圖像的 示意圖6B是依據(jù)本發(fā)明一較佳實(shí)施例的指紋區(qū)域截取過程中對(duì)原始指紋圖像 進(jìn)行隔點(diǎn)抽取后生成的隔點(diǎn)抽取指紋圖像的示意圖6C是依據(jù)本發(fā)明 一較佳實(shí)施例的指紋區(qū)域截取過程中所截取指紋圖像 的示意圖6D是依據(jù)本發(fā)明 一較佳實(shí)施例的對(duì)截取的指紋區(qū)域進(jìn)行高分辨率抽值 后生成的高分辨率抽值圖像的示意圖7A是依據(jù)本發(fā)明一較佳實(shí)施例的插值前后的低分辨率抽值圖像的比較 示意10圖7B是依據(jù)本發(fā)明一較佳實(shí)施例的抽值前后的低分辨率抽值圖像的比較 示意圖8是依據(jù)本發(fā)明一較佳實(shí)施例的指紋匹配方法的流程圖9是依據(jù)本發(fā)明一較佳實(shí)施例的指紋模板生成方法的流程圖IO是依據(jù)本發(fā)明一較佳實(shí)施例的指紋識(shí)別系統(tǒng)1000的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提供了一種指紋識(shí)別方法和與其對(duì)應(yīng)的指紋識(shí)別系統(tǒng)，能夠辨識(shí)用 戶的年齡層次，并針對(duì)不同年齡層次的用戶采用不同分辨率的識(shí)別方法，從而 既能實(shí)現(xiàn)低齡用戶的準(zhǔn)確識(shí)別，又不會(huì)影響成人用戶的指紋識(shí)別速度。以下就 結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行描述。
圖1是依據(jù)本發(fā)明一較佳實(shí)施例的指紋圖像捕捉過程100的示意圖。如圖 l所示，手指102按壓指紋識(shí)別系統(tǒng)指紋采集窗口上的三棱鏡104斜面后，其 指紋圖像經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)的三棱鏡104和透鏡組106投影后被系統(tǒng)內(nèi)的感光器件(例 如但不限于CMOS或CCD芯片)108捕捉到，并發(fā)往圖像處理器。
如上文所述，用戶的年齡越小，其指紋脊線越細(xì)，因此，若想對(duì)低齡用戶 (6歲以下)進(jìn)行準(zhǔn)確識(shí)別，必須捕捉分辨率足夠高的指紋圖像。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯 示，當(dāng)指紋圖4象的分辨率達(dá)到700DPI時(shí)，已足以辨識(shí)1歲以下兒童甚至新生 嬰兒的指紋。因此，在本發(fā)明的技術(shù)方案中，要求用于捕捉原始指紋圖像的感 光器件的分辨率必須能夠捕捉分辨率至少能夠達(dá)到700DPI的指紋圖像。在下 文中，本發(fā)明采用一固定頭見格的CMOS ( Complementary Metal-Oxide Semiconductor,互補(bǔ)性氧化金屬半導(dǎo)體)芯片作為感光器件來(lái)描述本發(fā)明的技 術(shù)方案。該CMOS芯片能夠捕捉像素?cái)?shù)量為640 x 480 (水平x垂直)的原始 指紋圖^f象，且該圖^f象的水平分辨率高于1000DPI,垂直分辨率高于700DPI, 因此原始指紋圖像的整體分辨率高于700DPI。盡管下文以上述特定規(guī)格的 CMOS芯片來(lái)闡述本發(fā)明的技術(shù)方案，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，本發(fā)明 的范圍不受上述固定規(guī)格的CMOS芯片的限制，在具體實(shí)現(xiàn)過程中，還可采用更高分辨率的其他感光器件如CCD (Charge-coupled Device,光電耦合元件) 來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案。
圖2為圖1指紋圖像捕捉過程中指紋才殳影過程的示意圖。如圖2所示，目 前業(yè)界慣用的實(shí)現(xiàn)方式是，在捕捉指紋圖像過程中，由感光器件的長(zhǎng)邊(像素 數(shù)量為640的一邊)對(duì)應(yīng)指紋的短邊，由感光器件的短邊(像素?cái)?shù)量為480 的一邊)對(duì)應(yīng)指紋的長(zhǎng)邊。如此一來(lái)，如指故投影200所示，^接壓在指紋頭三 棱鏡上的指紋，在投影后由瘦長(zhǎng)形變?yōu)楸馄叫?。在上述業(yè)界慣用的實(shí)現(xiàn)方式中， 根據(jù)較為常見的設(shè)計(jì)參數(shù)，分辨率最低的部分正好是指紋投影200的縱向部 分，大約是700DPI左右，而指纟丈投影200橫向部分的分辨率可以達(dá)到1000DPI 左右。因此，從整體上來(lái)說(shuō)，指紋投影200的綜合分辨率在700DPI左右，即 等于指紋投影200縱向部分的分辨率。由于指紋經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)如三棱鏡104 和透鏡組106投影到感光器件上是有變形的，導(dǎo)致橫向分辨率和縱向分辨率不 一致，因此為了獲得可供運(yùn)算的指紋圖像，需要對(duì)捕捉的指紋圖像進(jìn)行插值等 處理，具體插值過程將在下文進(jìn)行詳細(xì)描述。
應(yīng)注意，在實(shí)際使用過程中，由于透鏡組106的作用，捕獲的原始指紋圖 像應(yīng)為一倒置圖像，為便于理解，在圖2展示的投影過程中并未考慮透鏡組 106的作用。
如圖2所示，通過設(shè)置圖1中三棱鏡104、透鏡組106和感光器件108的 位置(例如三者之間的垂直間距以及軸線間距)，可以實(shí)現(xiàn)指紋的投影200不 完全占據(jù)整個(gè)感光器件108，這樣一來(lái)，捕捉到的原始指紋圖像的像素?cái)?shù)量將 小于整個(gè)感光器件能夠捕捉的像素?cái)?shù)量。這樣做的好處在于可以有效消除生產(chǎn) 過程中的誤差給產(chǎn)品帶來(lái)的影響(例如三棱鏡104、透鏡組106和感光器件108 三者相對(duì)位置上的偏差可能導(dǎo)致捕捉的原始指紋圖像不完整)。為便于描述， 在下面的描述中，設(shè)定捕捉到的原始指紋圖像的像素?cái)?shù)量為512x 384 (水平 x垂直)。這一點(diǎn)可通過設(shè)置圖1中三棱鏡104、透鏡組106和感光器件108 三者的相對(duì)位置來(lái)實(shí)現(xiàn)。應(yīng)注意，所設(shè)定的捕捉到的原始指紋圖像的像素?cái)?shù)量 不應(yīng)理解為用于限制本發(fā)明的范圍。
如上文所述，由于所采用的感光器件的分辨率足夠高，因此本發(fā)明提供的技術(shù)方案完全能夠適用于采集1歲甚至年齡更低兒童的指紋。然而，分辨率的 提高使得指紋圖像的處理負(fù)擔(dān)也隨之加大，從而導(dǎo)致處理時(shí)間過長(zhǎng)(對(duì)嵌入式 系統(tǒng)尤為如此)，嚴(yán)重影響用戶體驗(yàn)。為解決這一問題，本發(fā)明首先將用戶按
其年齡劃歸到第一層次和第二層次兩個(gè)層次之中，其中6歲以下的用戶將歸入 第一層次，6歲以上的用戶將歸入第二層次。隨后，針對(duì)不同年齡層次的用戶， 本發(fā)明采用不同分辨率的識(shí)別方法，僅對(duì)第 一層次的用戶即低齡用戶進(jìn)行高分 辨率識(shí)別，而對(duì)第二層次的用戶即成人用戶仍然采用j氐分辨率識(shí)別，如此一來(lái) 既能滿足低齡用戶的識(shí)別需要，又不會(huì)影響成人用戶的指紋識(shí)別速度。下面就 結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)描述。
圖3是依據(jù)本發(fā)明一較佳實(shí)施例的指紋;漠板生成方法300的流程圖。如圖 3所示，方法300開始于步驟302。
隨后，在下一步驟304，捕捉原始指紋圖像。
隨后，在下一步驟306,計(jì)算捕捉到的原始指紋圖像的脊線寬度。由于年 齡越大，指紋脊線越寬，因此可通過計(jì)算指紋的脊線可寬度來(lái)確定用戶的年齡 層次。
隨后，在下一步驟308,依據(jù)計(jì)算得到的脊線寬度判斷用戶是否屬于第一 層次，若是，則轉(zhuǎn)到步驟310，否則轉(zhuǎn)到步驟316。為實(shí)現(xiàn)這一目的，可預(yù)先 設(shè)定一脊線寬度閾值RWo，在計(jì)算得到的脊線寬度大于RWo時(shí)，認(rèn)定用戶屬 于第二層次，否則，認(rèn)定用戶屬于第一層次。
隨后，在下一步驟310，從捕捉到的原始指紋圖像中截取指紋圖像區(qū)域。 由于第一層次用戶即兒童的指紋較小，其投影往往不會(huì)覆蓋整個(gè)感光器件，因 此，得到的原始指紋圖像中有相當(dāng)一部分為非指紋圖像(空白)。由此可從原 始指紋圖像中截取指紋圖像區(qū)域，以此來(lái)加快處理速度。有關(guān)截取指紋圖像區(qū) 域的方法將在下文結(jié)合具體實(shí)例進(jìn)行詳細(xì)描述。應(yīng)注意，步驟310為可選步驟。
隨后，在下一步驟312，對(duì)截取的指紋圖像區(qū)域進(jìn)行高分辨率抽值(高分 辨率處理方式)，生成高分辨率抽值圖像。有關(guān)抽值的具體過程將在下文結(jié)合 具體實(shí)例進(jìn)行詳細(xì)描述。
隨后，在下一步驟314,對(duì)抽值得到的抽值圖像進(jìn)行歸一化，使得圖像包含的像素?cái)?shù)量為預(yù)先設(shè)定值。由于嵌入式系統(tǒng)的資源比較有限，為了簡(jiǎn)化系統(tǒng)
的設(shè)計(jì)以及方便實(shí)現(xiàn)，可對(duì)抽值圖像進(jìn)行歸一化處理。應(yīng)注意，步驟314為可 選步驟。
隨后，在下一步驟318,依據(jù)歸一化后的指紋圖像生成指紋模板。 若在步驟308認(rèn)定用戶并非屬于第一層次而是屬于第二層次，則轉(zhuǎn)到步驟 316,對(duì)截取的指紋圖像區(qū)域進(jìn)行低分辨率抽值(低分辨率處理方式)，生成低 分辨率抽值圖像。有關(guān)抽值的具體過程將在下文結(jié)合具體實(shí)例進(jìn)行詳細(xì)描述。 隨后，轉(zhuǎn)到步驟318。
最后，方法300結(jié)束于步驟320。
應(yīng)注意，在具體實(shí)現(xiàn)過程中，對(duì)于同一用戶，上述模板生成過程可能需要 進(jìn)行多次，然后將多份模板平均化，以降低因指紋表面清潔程度等各種因素在 生成模板過程中造成的影響。
下面，以上文設(shè)定的CMOS芯片為例對(duì)方法300進(jìn)行解釋。如上文所述， 該CMOS芯片能夠捕捉像素?cái)?shù)量為640 x 480 (水平x垂直)的圖像，其中該 圖像中包含的原始指紋圖像的像素?cái)?shù)量為512 x 384 (水平x垂直)，且該圖像 的水平分辨率高于1000DPI,垂直分辨率高于700DPI，因此原始指紋圖像的 整體分辨率高于700DPI。
步驟306是計(jì)算捕捉到的原始指紋圖像的脊線寬度。計(jì)算脊線寬度首先要 計(jì)算指紋圖像的方向場(chǎng)。對(duì)于指紋圖像T，我們把圖像分成8x8的區(qū)域塊，在 塊內(nèi)計(jì)算它的x方向和y方向的梯度值Tx， Ty。計(jì)算梯度采用的是Sobel梯 度算子，其矩陣表達(dá)式如下
—1 —2 —1 < 000 > 1 2 1
Sobel水平方向算子
一l 0 -l —2 0 0 > —10 1
Sobel垂直方向算子
對(duì)于這個(gè)小區(qū)域，其方向可通過下面的^^式1進(jìn)行計(jì)算:V , ) 乂
(公式1)
其中變量(i, j)范圍就在8x8的區(qū)域內(nèi)。
上述得到的是分塊的指紋圖的方向場(chǎng)，接下來(lái)就可以繼續(xù)計(jì)算脊線寬度。 對(duì)于分塊圖像，我們以分塊圖像中心為圓點(diǎn)，沿著指紋脊線的方向計(jì)算出長(zhǎng)度 為1^32的，高度為』=16的脊線的累加值。這里根據(jù)脊線方向的變換的公式如 公式2所示
w = (/-8)cos"(A:-16)sin^ (A戈" v-(/一8)sin夕-("16)cos^ "
累加計(jì)算結(jié)果如圖4所示，累加后的數(shù)據(jù)存在波峰和波谷。其中波峰之間的距
離的累加和除以波峰個(gè)數(shù)就是這個(gè)區(qū)域的脊線寬度i 『目，所有區(qū)域脊線寬度
的累加平均就是指紋圖像的平均脊線寬度及『。^Z及『"^^。有關(guān)脊線寬度的
計(jì)算方法在現(xiàn)有技術(shù)中已做了詳細(xì)描述，本文不再贅述。
步驟310是從捕捉到的原始指紋圖像中截取指紋區(qū)域。在具體實(shí)現(xiàn)過程， 可現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算指紋區(qū)域的邊界，也可根據(jù)統(tǒng)計(jì)得到的第一層次用戶即兒童的指紋 的實(shí)際大小預(yù)先設(shè)定指紋區(qū)域的大小?？紤]到現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算的方式會(huì)增加系統(tǒng)的計(jì) 算負(fù)擔(dān)，因此在系統(tǒng)資源有限的情況下，采用預(yù)先設(shè)定的方式更為實(shí)際。例如， 為便于描述，如圖5A所示，下文將指紋區(qū)域504的大小設(shè)定為406x304 (依 據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果進(jìn)行設(shè)定)。在采用預(yù)先設(shè)定的方式時(shí)，需要計(jì)算指紋區(qū)域的中心。 在具體實(shí)現(xiàn)過程中，可將原始指紋圖像502的質(zhì)心視為指紋區(qū)域504的中心。 可按照下列步驟計(jì)算原始指紋圖像502的質(zhì)心。首先，分別在規(guī)格為512 x 384 的原始指紋圖像502 (對(duì)應(yīng)的真實(shí)指紋圖像如圖6A所示)的行和列方向上每 隔1個(gè)像素取一個(gè)點(diǎn)，這樣可以得到一個(gè)包含256 x 192個(gè)像素的指紋圖像(對(duì) 應(yīng)的真實(shí)指紋圖像如圖6B所示)，該指紋圖像的像素?cái)?shù)量是原始指紋圖像的
151/4。隨后，以寬度8對(duì)生成的指紋圖像按照進(jìn)行分塊處理。這樣可以分成32 x24個(gè)小塊區(qū)域。每個(gè)小塊區(qū)域我們用A.表示，其中0《/<32, 0<j'<24。 將圖像進(jìn)行3x3的平均值濾波后，計(jì)算每個(gè)小塊的均值M,和方差^。在此之
后，使用每個(gè)小塊的方差^通過下列公式計(jì)算分割閾值r0:
To-
61
、2x24
+ 12
乂
(公式3)
隨后，計(jì)算每個(gè)小塊的圖像值Mcw^:
o 其他
(公式4 )
對(duì)于每個(gè)小塊，如果其M"W等于l,則說(shuō)明該小塊內(nèi)存在指紋圖像，否則說(shuō) 明該小塊內(nèi)不存在指紋圖像。然后通過下列公式計(jì)算指紋區(qū)域的質(zhì)心M^ (即 指紋圖像區(qū)域的中心)
脫
,1 =
(公式5 )
應(yīng)注意，這里的A,凡為原始指紋圖像(其包含像素?cái)?shù)量為512x384)中的 坐標(biāo)。在計(jì)算得到指紋區(qū)域504的中心后，所要截取的指紋區(qū)域504的起始點(diǎn) 坐標(biāo)即為(jcc-203, 乂_ 152)(即cc-406/2, 乂-304/2)。由于是從512x384 的原始指紋圖像502中截取406 x 304的指紋區(qū)域504，所以截取的起始點(diǎn)范 圍是有限制的，具體來(lái)說(shuō)，如下圖5B所示，截取的指紋區(qū)域504的起始點(diǎn)的橫坐標(biāo)；c,應(yīng)滿足如下條件xs + 406<512,如此可以得到x,的范圍，即0〈;c, 《106。同理，起始點(diǎn)的縱坐標(biāo)乂應(yīng)滿足如下條件》+ 304<384，如此可以 得到凡的范圍，即0<》《80。如果計(jì)算出來(lái)的起始點(diǎn)坐標(biāo)超出上述范圍(例 如在按壓指紋時(shí)，按壓位置過偏，導(dǎo)致指紋圖像向右(導(dǎo)致起始點(diǎn)橫坐標(biāo)x, 大于106)或向上偏出(導(dǎo)致起始點(diǎn)縱坐標(biāo)為大于80))，則會(huì)導(dǎo)致截取的指紋 區(qū)域504超出圖5B中定義的512x 384的區(qū)域，此時(shí)只需取邊^(qū)H"直即可，即 當(dāng)起始點(diǎn)的橫坐標(biāo)x,大于106時(shí)，則所要截取的指紋區(qū)域504的右邊界為圖 5B中定義的512x384的區(qū)域的右邊界(邊界^f黃坐標(biāo)為512)，當(dāng)起始點(diǎn)的縱 坐標(biāo)為大于80時(shí)，則所要截取的指紋區(qū)域504的上邊界為圖5B中定義的512 x 384的區(qū)域的上邊界(邊界縱坐標(biāo)為384 )。截取的指紋區(qū)域(規(guī)格為406 x 304)所對(duì)應(yīng)的真實(shí)指紋圖像如圖6C所示。應(yīng)注意，在采用現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算指紋區(qū) 域的方式時(shí)，也可按照上述分塊等計(jì)算步驟來(lái)計(jì)算指紋區(qū)域的模糊邊界，以此 來(lái)降低計(jì)算量。
步驟312是對(duì)截取的指紋圖像區(qū)域進(jìn)行高分辨率抽值，生成高分辨率抽值 圖像。本發(fā)明所列舉的CMOS芯片所捕捉的原始指紋圖像的水平分辨率為 IOOODPI，垂直分辨率為700DPI。如上文所述，為能識(shí)別第一層次用戶即兒童 的指紋，要求原始指紋圖像的分辨率必須在700DPI以上，因此對(duì)CMOS芯片 所捕捉的原始指紋可不再進(jìn)行抽值，或者只在水平方向上進(jìn)行抽值，生成水平 分辨率和垂直分辨率均為700DPI的高分辨率抽值圖《象。在抽值時(shí)可使用現(xiàn)有 技術(shù)中任一適當(dāng)?shù)某橹捣椒ǎ唧w內(nèi)容本文不再贅述。若在水平方向上進(jìn)行抽 值，則基于截取后像素?cái)?shù)量為406 (512x304/384) x 304的指紋圖像區(qū)域， 生成的水平分辨率和垂直分辨率均為700DPI的高分辨率抽值圖^f象的大小都?xì)w 一^f匕為256 x 304,其所對(duì)應(yīng)的真實(shí)指紋圖^f象如圖6D所示。
步驟316是對(duì)截取的指紋圖像區(qū)域進(jìn)行低分辨率抽值，生成低分辨率抽值 圖像。如上文所述，為能識(shí)別成人指紋，要求原始指紋圖像的分辨率必須在 500DPI以上，而CMOS芯片所捕捉的原始指紋圖像在水平和垂直方向上的分 辨率分別為1000DPI和700DPI,因此需要同時(shí)對(duì)CMOS芯片所捕捉的原始指 紋圖像在水平和垂直方向上進(jìn)行抽值。由于步驟316是對(duì)成人指紋進(jìn)行處理，因此捕捉的原始指紋圖像未經(jīng)過截取，其包含的像素?cái)?shù)量仍然為512x 384。 在進(jìn)行低分辨率抽值時(shí)，可以采用例如但不限于隔一個(gè)點(diǎn)抽取一個(gè)像素的方 法，這樣一來(lái)，抽值得到的低分辨率抽值圖像的像素?cái)?shù)量為256x 192。應(yīng)注 意，此種方法得到的低分辨率抽值圖像的分辨率實(shí)際上是不足700DPI的，但 在識(shí)別精確度下降不大(此種情況下的識(shí)別精度足以識(shí)別成人指紋)的情況下， 這種方法可以大幅節(jié)省存儲(chǔ)空間。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，采用這種方法得到的低分辨 率抽值圖像只需要7汰的存儲(chǔ)空間。除上述方法外，還可采用例如但不限于僅 在水平方向上隔一個(gè)點(diǎn)抽取一個(gè)像素，在垂直方向上則全部抽取，這樣一來(lái)，
抽值得到的低分辨率抽值圖像的像素?cái)?shù)量為256x384。采用這種方法得到的 低分辨率抽值圖像的分辨率為500DPI x 700DPI,其大致需要98k的存儲(chǔ)空間。 步驟314是對(duì)抽值得到的抽值圖像進(jìn)行歸一化。在具體實(shí)現(xiàn)過程中，可依 照多種標(biāo)準(zhǔn)來(lái)設(shè)定歸一化抽值圖像的像素?cái)?shù)量，例如，為保證不損失高分辨率 抽值圖像的分辨率，可將歸一化抽值圖像的像素?cái)?shù)量設(shè)置為與高分辨率抽值圖 像的像素?cái)?shù)量相同。如上文所述，高分辨率抽值圖像的^f象素?cái)?shù)量為256x304， 低分辨率抽值圖像包含的像素?cái)?shù)量為256x 192 (采用水平方向和垂直方向均 隔點(diǎn)抽取的方法)如此一來(lái)，就需要對(duì)低分辨率抽值圖像在垂直方向上進(jìn)行插 值，使其垂直方向的像素?cái)?shù)量增加到304個(gè)。請(qǐng)參見圖7A,其為插值前后的 低分辨率抽值圖像的比較示意圖。其中圖像700為插值前的低分辨率抽值圖 像，圖像702為插值后的低分辨率抽值圖像。如圖7A所示，在插值前后，低 分辨率抽值圖像的水平像素?cái)?shù)未發(fā)生變化，但插值后圖像的垂直像素?cái)?shù)增多， 由插值前的192變?yōu)椴逯岛蟮?04,從而導(dǎo)致指紋圖傳4皮縱向拉伸。在插值時(shí) 可使用現(xiàn)有技術(shù)中任一適當(dāng)?shù)牟逯捣椒?，具體內(nèi)容本文不再贅述。應(yīng)注意，為 簡(jiǎn)化計(jì)算量，應(yīng)采用計(jì)算量4交小的插值方法，如線性插值。
像時(shí)，生成的低分辨率抽值圖像的像素?cái)?shù)量為256x384。由于高分辨率抽值 圖像的像素?cái)?shù)量為256x304，因此可對(duì)低分辨率抽值圖像在垂直方向上進(jìn)一 步抽值，使得其垂直方向上的像素?cái)?shù)量變?yōu)?04。請(qǐng)參見圖7B，其為抽值前 后的低分辨率抽值圖像的比較示意圖。其中圖像700'為抽值前的低分辨率抽值圖像，圖像702'為抽值后的低分辨率抽值圖像。如圖7B所示，在抽值前后， 低分辨率抽值圖像的水平像素?cái)?shù)未發(fā)生變化，但抽值后圖像的垂直像素?cái)?shù)減 少，由抽值前的384變?yōu)槌橹岛蟮?04，從而導(dǎo)致指紋圖像被縱向壓縮(為保 證分辨率不發(fā)生變化，因此圖像被縱向壓縮)。
應(yīng)注意，在具體實(shí)現(xiàn)過程中，在進(jìn)行歸一化處理時(shí)，應(yīng)盡量減少插值或抽 值處理的次數(shù)(例如僅進(jìn)行一次插值或抽值)，已降低處理時(shí)間。這一 目的可 通過對(duì)低分辨率抽值圖像和高分辨率抽值圖像所含像素?cái)?shù)量進(jìn)行預(yù)先設(shè)定來(lái) 實(shí)現(xiàn)。
通過上文描述可知，圖3所示的方法300能夠有選擇的采用高分辨率處理 方式，即，僅針對(duì)第一層次用戶即兒童才采用高分辨率處理方式，以實(shí)現(xiàn)對(duì)兒 童用戶的準(zhǔn)確識(shí)別；而針對(duì)第二層次用戶即成人用戶則仍然采用低分辨率處理 方式，以此來(lái)保證成人用戶的識(shí)別速度不受影響。因此，本發(fā)明能夠克服現(xiàn)有 技術(shù)為適應(yīng)低齡用戶而對(duì)所有用戶均增大指紋圖像分辨率從而導(dǎo)致整體識(shí)別 速度過慢的缺陷。
下面來(lái)描述本發(fā)明的指紋匹配方法。
圖8是依據(jù)本發(fā)明一較佳實(shí)施例的指紋匹配方法800的流程圖。如圖8 所示，方法800開始于步驟802。
隨后，在下一步驟804,現(xiàn)場(chǎng)采集原始指紋圖像。
隨后，在下一步驟806,依據(jù)原始指紋圖像生成待匹配指紋圖像。在本步 驟中，按照指紋模板生成過程生成待匹配指紋圖像，其中，指紋模板生成過程 可按照?qǐng)D3中方法300進(jìn)行。應(yīng)注意，在待匹配指紋圖像的生成過程中，可以 得到原始指紋圖像所屬用戶的年齡層次。
隨后，在下一步驟808,將生成的待匹配指紋圖像與相同年齡層次的指紋 模板進(jìn)行比較。例如，若待匹配指紋圖像所屬用戶的年齡層次為第一層次，則 與兒童指紋模板(第一層次用戶對(duì)應(yīng)的指紋模板)進(jìn)行比較。
隨后，在下一步驟810，對(duì)待匹配指紋圖像進(jìn)行轉(zhuǎn)換，將其轉(zhuǎn)換為不同年 齡層次指紋模板所對(duì)應(yīng)分辨率的指紋圖像。
由于本實(shí)施例采用計(jì)算脊線寬度的方式來(lái)確定年齡層次，因此脊線寬度出現(xiàn)偏差很有可能導(dǎo)致將指紋圖像所屬用戶劃入不同的年齡層次，例如在生成模板過程中將用戶認(rèn)定為屬于第 一層次，并采用對(duì)應(yīng)第 一層次的高分辨率處理方式生成指紋模板，但在匹配過程中將同一用戶認(rèn)定為屬于第二層次，并采用對(duì)應(yīng)第二層次的低分辨率處理方式生成待匹配指紋圖像，再將待匹配指紋圖像與成人指故模板(第二層次用戶對(duì)應(yīng)的指故模板)而非兒童指紋模板進(jìn)行匹配，導(dǎo)致出現(xiàn)匹配錯(cuò)誤。
針對(duì)這一情況，本發(fā)明通過將待匹配指紋圖像轉(zhuǎn)換為不同年齡層次指紋模板所對(duì)應(yīng)分辨率的指紋圖像來(lái)避免出現(xiàn)上述錯(cuò)誤。通過上文圖3可知，當(dāng)指紋
產(chǎn)品成型后，CMOS芯片各項(xiàng)參數(shù)、針對(duì)第一層次用戶即兒童用戶的所截取指紋區(qū)域的像素?cái)?shù)量、高、低分辨率抽值方式和歸一化方式均已固定，因此高分辨率抽值圖像和低分辨率抽值圖像之間存在固定的比例尺大小/1。由此一來(lái)，
在本步驟中，可通過比例尺大小；i將高分辨率指紋圖像轉(zhuǎn)換為低分辨率指紋圖
像(例如將高分辨率指紋圖像坐標(biāo)數(shù)據(jù)(X,少)轉(zhuǎn)為低分辨率指紋圖像坐標(biāo)數(shù)據(jù)(h，々))，或者通過比例尺大小l"將高分辨率指紋圖像轉(zhuǎn)換為低分辨率
指紋圖像(例如將低分辨率指紋圖像坐標(biāo)數(shù)據(jù)U， >;)轉(zhuǎn)為高分辨率指紋圖像坐標(biāo)數(shù)據(jù)(1/h, 1/>))。
隨后，在下一步驟812,將轉(zhuǎn)換后的指紋圖像與不同年齡層次的指故4莫板進(jìn)行比較。例如，若待匹配指紋圖像所屬用戶屬于第一層次，則將待匹配指紋圖像轉(zhuǎn)換為低分辨率形式，然后將轉(zhuǎn)換后的指紋圖像與成人指玟模板進(jìn)行匹配。
最后，方法800結(jié)束于步驟814。
圖3和圖8采用判斷脊線寬度的方法來(lái)確定用戶的年齡層次，脊線寬度由系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算，使用較為方便，但也會(huì)增加系統(tǒng)計(jì)算量。為降低系統(tǒng)計(jì)算量，加快處理速度，還可手動(dòng)設(shè)置用戶的年齡層次。下面就結(jié)合圖9對(duì)這種方案進(jìn)行描述。
圖9是依據(jù)本發(fā)明一較佳實(shí)施例的指紋模板生成方法900的流程圖。如圖9所示，方法900開始于步驟902。
隨后，在下一步驟904，發(fā)出年齡層次指示信號(hào)。例如，可在指紋識(shí)別系
20統(tǒng)上設(shè)置多個(gè)年齡層次按鈕，通過年齡層次按鈕來(lái)觸發(fā)年齡層次指示信號(hào)，進(jìn)而將用戶的年齡層次通知指紋識(shí)別系統(tǒng)。
隨后，在下一步驟906,捕捉原始指紋圖像。
隨后，在下一步驟908，依據(jù)年齡層次指示信號(hào)判斷用戶是否屬于第一層次，若是，則轉(zhuǎn)到步驟910,否則轉(zhuǎn)到步驟916。
隨后，在下一步驟910,從捕捉到的原始指紋圖像中截取指紋圖像區(qū)域。應(yīng)注意，步驟910為可選步驟。
隨后，在下一步驟912,對(duì)截取的指紋圖像區(qū)域進(jìn)行高分辨率抽值(高分辨率處理方式)，生成高分辨率抽值圖像。
隨后，在下一步驟914，對(duì)抽值得到的抽值圖像進(jìn)行歸一化，使得圖像包含的像素?cái)?shù)量為預(yù)先設(shè)定值。
隨后，在下一步驟918,依據(jù)歸一化后的指紋圖像生成指紋沖莫板。
若在步驟908認(rèn)定用戶并非屬于第一層次而是屬于第二層次，則轉(zhuǎn)到步驟916,對(duì)截取的指紋圖像區(qū)域進(jìn)行低分辨率抽值(低分辨率處理方式)，生成低分辨率抽值圖像。有關(guān)抽值的具體過程將在下文結(jié)合具體實(shí)例進(jìn)行詳細(xì)描述。隨后，轉(zhuǎn)到步驟918。
最后，方法900結(jié)束于步驟920。
應(yīng)注意，步驟卯6和步驟910-920已在前文結(jié)合圖3中的步驟304和步驟310 320進(jìn)行了詳細(xì)描述，因此此處不再贅述。
當(dāng)指纟丈模板生成方法采用圖9中描述的方法900時(shí)，指紋匹配過程與困8中描述的方法800相似，區(qū)別在于待匹配指紋圖像的生成過程應(yīng)按照?qǐng)D9中的指紋模板生成方法900進(jìn)行。由于釆用圖9中描述的方法900時(shí)不會(huì)出現(xiàn)同一用戶在指纟丈模板生成過程和指紋匹配過程中年齡層次不一致的情況，因此無(wú)需方法800中的步驟810和812。
本發(fā)明還提供了 一種與上述方法相對(duì)應(yīng)的指紋識(shí)別系統(tǒng)，下面就結(jié)合圖IO對(duì)其進(jìn)行描述。
圖10是依據(jù)本發(fā)明一較佳實(shí)施例的指紋識(shí)別系統(tǒng)1000的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖10所示，指紋識(shí)別系統(tǒng)1000包括感光器件1002、存儲(chǔ)模塊1004、年齡判定模塊1006、處理模塊1008和匹配模塊1010。
感光器件1002用于捕捉并發(fā)出原始指紋圖像，如上文所述，其可采用例如^f旦不限于CMOS或CCD來(lái)實(shí)現(xiàn)。
存儲(chǔ)模塊1004用于存儲(chǔ)指纟丈模板。
年齡判定模塊1006用于判定待識(shí)別用戶的年齡層次，并發(fā)出包含年齡層次的處理命令。如上文所述，年齡判定模塊1006可以是脊線寬度計(jì)算模塊，也可以是用于接收年齡層次指示信號(hào)的信號(hào)接收模塊。應(yīng)注意，當(dāng)年齡判定模塊1006為脊線寬度計(jì)算模塊時(shí)，其與感光器件1002相連，用于接收感光器件1002發(fā)出的原始指紋圖像，依此計(jì)算脊線寬度，并依據(jù)脊線寬度確定年齡層次。
處理模塊1008與感光器件1002、存儲(chǔ)模塊1004和年齡判定模塊1006相連，用于接收感光器件1002發(fā)出的原始指紋圖像和年齡判定模塊1006發(fā)出的包含年齡層次的處理命令，依據(jù)與該年齡層次對(duì)應(yīng)的指紋圖像處理方式對(duì)原始指紋圖像進(jìn)行處理，在指紋模板生成過程中生成指紋模板并存儲(chǔ)到存儲(chǔ)模塊中，在指紋匹配過程中生成并發(fā)出待匹配指紋圖像。
處理模塊1008進(jìn)一步包括抽值模塊和插值模塊(未示出)。抽值模塊用于對(duì)原始指紋圖像進(jìn)行抽值以及進(jìn)行歸一化處理，插值模塊用于對(duì)抽值指紋圖像進(jìn)行插值生成歸一化抽值圖像。有關(guān)抽值和插值的內(nèi)容已在前文做了詳細(xì)描述，此處不再贅述。當(dāng)年齡判定模塊1006為脊線寬度計(jì)算模塊時(shí)，處理模塊1008還包括截取模塊(未示出)，用于從原始指紋圖像中截取指紋圖像區(qū)域。有關(guān)截取指紋圖像區(qū)域的內(nèi)容已在前文做了詳細(xì)描述，此處不再贅述。
匹配模塊1010用于接收處理模塊1008發(fā)出的待匹配指紋圖像，將其與存儲(chǔ)模塊1004中存儲(chǔ)的指故模板進(jìn)行匹配。當(dāng)年齡判定模塊1006為脊線寬度計(jì)算模塊時(shí)，匹配模塊IOIO還包括轉(zhuǎn)換模塊(未示出)，用于將待匹配指紋圖像轉(zhuǎn)換不同年齡層次所對(duì)應(yīng)分辨率的指紋圖像。有關(guān)轉(zhuǎn)換原因及轉(zhuǎn)換方法已在前文做了詳細(xì)描述，此處不再贅述。
權(quán)利要求
1、一種多分辨率指紋識(shí)別方法，包括將現(xiàn)場(chǎng)捕捉的原始指紋圖像與指紋模板進(jìn)行匹配，其中，所述指紋模板的生成過程包括捕捉用戶的至少一張?jiān)贾讣y圖像的步驟，其特征在于，所述指紋模板的生成過程還包括，確定所述用戶的年齡層次并依據(jù)該年齡層次選擇指紋圖像處理方式的步驟，以及依據(jù)確定的指紋圖像處理方式對(duì)所述至少一張?jiān)贾讣y圖像進(jìn)行處理以生成指紋模板的步驟。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多分辨率指紋識(shí)別方法，其特征在于，所述將 現(xiàn)場(chǎng)捕捉的原始指紋圖像與所述指紋模板進(jìn)行匹配包括，按照生成指紋模板的 過程對(duì)所述現(xiàn)場(chǎng)捕捉的原始指紋圖像進(jìn)行處理，生成待匹配指紋圖像，再將待 匹配指紋圖像與指故模板進(jìn)行匹配。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的多分辨率指紋識(shí)別方法，其特征在于，所述年 齡層次包括第 一層次和第二層次，所述確定所述用戶的年齡層次并依據(jù)該年齡層次選擇指紋圖像處理方式 的步驟和依據(jù)確定的指紋圖像處理方式對(duì)所述至少 一 張?jiān)贾讣y圖像進(jìn)行處 理以生成指纟丈模板的步驟包括，當(dāng)所述年齡層次為第一層次時(shí)，選擇高分辨率處理方式，對(duì)所述至少一張 原始指紋圖像進(jìn)行高分辨率抽值，生成高分辨率抽值圖像，依據(jù)高分辨率抽值 圖像生成第一層次指紋模板；當(dāng)所述年齡層次為第二層次時(shí)，選擇低分辨率處 理方式，對(duì)所述至少一張?jiān)贾讣y圖像進(jìn)行低分辨率抽值，生成低分辨率抽值 圖像，依據(jù)低分辨率抽值圖像生成第二層次指紋模板。
4、 根 據(jù)權(quán)利要求3所述的多分辨率指紋識(shí)別方法，其特征在于，在所述 捕捉用戶的至少一張?jiān)贾讣y圖像的步驟后，所述確定所述用戶的年齡層次并 依據(jù)該年齡層次選擇指紋圖像處理方式的步驟包括51、 計(jì)算所述至少一張?jiān)贾讣y圖像的脊線寬度；52、 依據(jù)脊線寬度確定所述年齡層次。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的多分辨率指紋識(shí)別方法，其特征在于，在所述捕捉用戶的至少一張?jiān)贾讣y圖像的步驟之前，所述確定所述用戶的年齡層次并依據(jù)該年齡層次選擇指紋圖像處理方式的步驟包括 Sl'、接收年齡層次指示信號(hào)； S2'、依據(jù)年齡層次指示信號(hào)確定年齡層次。
6、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的多分辨率指紋識(shí)別方法，其特征在于，所述依 據(jù)確定的指紋圖像處理方式對(duì)所述至少 一 張?jiān)贾讣y圖像進(jìn)行處理以生成指 紋模板的步驟包括依據(jù)確定的指紋圖像處理方式對(duì)所述至少一張?jiān)贾讣y圖 像進(jìn)行處理，使得經(jīng)過處理的原始指紋圖像大小是歸一化的。
7、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的多分辨率指紋識(shí)別方法，其特征在于，在所述 確定所述用戶的年齡層次并依據(jù)該年齡層次選擇指紋圖像處理方式的步驟中， 若選擇的指紋圖像處理方式為所述高分辨率處理方式，則所述依據(jù)確定的指紋 圖像處理方式對(duì)所述至少 一 張?jiān)贾讣y圖像進(jìn)行處理以生成指紋模板的步驟 包括，計(jì)算并截取所述原始指紋圖像的指紋圖像區(qū)域，依據(jù)高分辨率處理方式 對(duì)截取的指紋圖像區(qū)域進(jìn)行處理以生成指紋圖像模板。
8、 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的多分辨率指紋識(shí)別方法，其特征在于，在 將所述待匹配指紋圖像與指紋模板進(jìn)行匹配時(shí)，將所述待匹配指紋圖像與同該 指紋圖像所屬用戶的年齡層次相同的指紋模板進(jìn)行匹配。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的多分辨率指紋識(shí)別方法，其特征在于，若采用 通過脊線寬度確定年齡層次的方式，則在將所述待匹配指紋圖像與指紋模板進(jìn) 行匹配時(shí)，使用預(yù)先設(shè)定的轉(zhuǎn)換參數(shù)對(duì)待匹配指紋圖像進(jìn)行轉(zhuǎn)換，然后將轉(zhuǎn)換 后的待匹配指紋圖像與同該待匹配指紋圖像所屬用戶的年齡層次不同的指紋 模板進(jìn)行匹配。
10、 一種多分辨率指紋識(shí)別系統(tǒng)，用于將現(xiàn)場(chǎng)捕捉的原始指紋圖像與指紋 模板進(jìn)行指紋匹配，包括感光器件和存儲(chǔ)模塊，感光器件用于在生成指纟丈模板 的過程中捕捉并發(fā)出用戶的至少一張?jiān)贾讣y圖像；存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)指紋才莫 板，其特征在于，還包括年齡判定模塊，用于在生成指紋模板的過程中確定所述用戶的年齡層次， 發(fā)出包含所述年齡層次的處理命令；處理模塊，與感光器件、存儲(chǔ)模塊和年齡判定模塊相連，用于在生成指紋模板的過程中接收處理命令和所述至少一張?jiān)贾讣y圖像，提取年齡層次，并 依據(jù)與該年齡層次對(duì)應(yīng)的指紋圖像處理方式對(duì)所述至少一張?jiān)贾讣y圖像進(jìn)行處理，將處理得到的指纟丈模板存儲(chǔ)到存儲(chǔ)模塊中。
全文摘要
本發(fā)明涉及指紋識(shí)別技術(shù)，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)為適應(yīng)低齡用戶而增大指紋圖像分辨率而導(dǎo)致整體識(shí)別速度過慢的缺陷，提供一種指紋識(shí)別方法和指紋識(shí)別系統(tǒng)。方法包括將現(xiàn)場(chǎng)捕捉的原始指紋圖像與指紋模板進(jìn)行匹配，指紋模板的生成過程包括捕捉用戶的原始指紋圖像的步驟，指紋模板的生成過程還包括，確定用戶的年齡層次并依據(jù)該年齡層次選擇指紋圖像處理方式的步驟，以及依據(jù)確定的指紋圖像處理方式對(duì)原始指紋圖像進(jìn)行處理以生成指紋模板的步驟。本發(fā)明還提供了一種指紋識(shí)別系統(tǒng)。通過辨識(shí)用戶的年齡層次，可僅對(duì)低齡用戶進(jìn)行高分辨率識(shí)別，而對(duì)成人用戶仍然采用低分辨率識(shí)別，這樣既能實(shí)現(xiàn)低齡用戶的準(zhǔn)確識(shí)別，又不會(huì)影響成人用戶的指紋識(shí)別速度。
文檔編號(hào)G06K9/00GK101593268SQ200810067500
公開日2009年12月2日 申請(qǐng)日期2008年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月30日
發(fā)明者張能鋒 申請(qǐng)人:深圳市普羅巴克科技股份有限公司