專利名稱：連續(xù)圖像配準(zhǔn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及方法、指紋讀取裝置、設(shè)備、以及計算機(jī)程序。
背景技術(shù)：
很久以前已經(jīng)知道可以使用指紋來識別人。最初，通過用手指的第一 關(guān)節(jié)蘸取墨水并將其按到一張紙上來人工采集指紋。線的圖案因此被印到
所述紙上，其中所述線對應(yīng)于手指表皮上的隆起(ridges)，而所述線之間 的空間則對應(yīng)于手指表皮上的凹槽。如今采用傳感器來采集指紋，所述傳 感器能夠檢測手指按壓在該傳感器上的部分的表皮上的圖案。
傳統(tǒng)上，指紋技術(shù)主要用于識別罪犯，但是近年來也開始被用于訪問控制。
已知的訪問控制系統(tǒng)是根據(jù)將能夠訪問某些東西的人，在安全條件下 記錄下他的指紋。所記錄的指紋被存儲在存儲器中，例如數(shù)據(jù)庫或個人數(shù) 據(jù)載體上。
當(dāng)要執(zhí)行訪問控制時，該人將他的手指放在記錄當(dāng)前指紋的傳感器上。 將該所記錄的當(dāng)前指紋與存儲器中先前所記錄的指紋相比較，以便檢查所 記錄的當(dāng)前指紋是否與先前所記錄的指紋或先前所記錄的指紋中的任何一 個相同，并因此核查該人屬于經(jīng)許可的人。如果是這樣，系統(tǒng)發(fā)送指示確 實如此的信號。該信號能夠控制對例如可適用的前端、計算機(jī)或信息的訪 問。
使用硬件或軟件并根據(jù)指紋的數(shù)字表示，來檢査當(dāng)前記錄的指紋與先 前記錄的指紋是否相同。必須以高分辨率表示指紋，因為只有微小的細(xì)節(jié) 才能將不同的指紋相互區(qū)別開。這意味著對于每個指紋必須要存儲的大量信息，而且必須有大量的信息進(jìn)行比較以便確定兩個指紋是否源于同一個 人。
簡化存儲的和比較的信息量的一種方式是利用"特征提取"。據(jù)此，記 錄被準(zhǔn)許訪問受到系統(tǒng)保護(hù)的任何項目的人的指紋，尋找該指紋中的特定 特征，諸如隆起分開的點和隆起終止的點，并確定這些特征的位置。只有 所述特征的位置信息和分類被存儲在系統(tǒng)的存儲器中。當(dāng)要檢査一個人的 授權(quán)時，再次記錄此人的指紋并隨后進(jìn)行這樣的檢査，即當(dāng)前記錄的指紋 中在與先前存儲的指紋相同的位置上是否重現(xiàn)與之相同的特征。
在指紋系統(tǒng)中使用的傳感器基于各種檢測技術(shù)。有光學(xué)傳感器，其主 要包括用戶將其手指按壓其上的透明表面、透鏡系統(tǒng)和具有感光面的適當(dāng) 傳感器。所述透鏡系統(tǒng)將指紋的縮小圖像投影到所述傳感器上。由于該透 鏡系統(tǒng)，光學(xué)傳感器具有設(shè)計上笨拙的缺點。
也有所謂的硅傳感器，其中用戶的手指與傳感器的有源表面直接接觸。
目前，最常見的硅傳感器是電容式的。其具有至少100mn^的傳感器表面。 電容式硅傳感器相對昂貴，因為它們需要大的硅面積。
另外，還提供了所謂的觸擊傳感器。當(dāng)要讀取指紋時，用戶使其手指 在傳感器上經(jīng)過，該傳感器以高頻率并使用例如電容式檢測來記錄當(dāng)時在 傳感器上的那部分手指的一系列"圖像"。所述一系列"圖像"隨后被歸總 成整個指紋的單個"圖像"。然后以常規(guī)的方式將整個圖像與先前記錄的圖 像相比較。比起從保持不動的手指上記錄整個指紋的傳感器，此傳感器需 要較小的硅面積。
觸擊傳感器的問題在于要有效地使用由傳感器獲得的多個圖像以進(jìn)行 指紋的檢測。

發(fā)明內(nèi)容
8鑒于上述事項，本發(fā)明的目的是解決或至少減輕上文討論的問題。特 別地，本發(fā)明的一個目的是提供一種就存儲器消耗而言使用所述多個圖像 的有效方法。
本發(fā)明是基于這樣的理解，即，當(dāng)按照獲取序列來考慮相鄰圖像時， 獲取的多個圖像中的圖像將重疊，并因此提供冗余信息。本發(fā)明已實現(xiàn)這 樣的事實，即通過只存儲包括來自所獲取圖像的圖像線在內(nèi)的圖像數(shù)據(jù)的 有限集合以及例如圖像線的偏移等關(guān)于組成參數(shù)的信息，可以以簡單并因 此具有存儲器效率的方式，在獲取期間從所述多個圖像提取所期望的數(shù)據(jù)。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種方法，包括在手指與圖像傳感 器進(jìn)行相對運動時從手指獲取指紋的圖像；從所獲取的圖像中選擇表示所 述指紋的新區(qū)域的線；確定每個所選擇的線的組成參數(shù)；以及存儲所述組 成參數(shù)和所述所選擇的線，以使得能夠組成包括所述所選擇的線的合成圖 像。
從而，可根據(jù)存儲的簡化信息來組成合成圖像。
在這里，將線視為圖像的一部分，該部分的尺寸基本上具有用于獲取 的傳感器的寬度和單個像素的高度、或者少數(shù)像素的預(yù)定高度。
這里，表示所述指紋的新區(qū)域的線是表示未被任何先前所選的線所表 示的指紋區(qū)域，即沿垂直于線的延長線的方向所計算的新區(qū)域。
所述組成參數(shù)可以包括每個所選擇的線的偏移值。優(yōu)選地，沿著平行 于線的延長線的方向考慮所述偏移。所述偏移值將使得能夠進(jìn)行所選擇的 線的配準(zhǔn)。
所述方法還可以包括刪除所述獲取圖像的未被選用于所述合成圖像的 圖像線?？商鎿Q地，所述方法還可以包括使得能夠重寫所述獲取圖像的未 被選用于所述合成圖像的圖像線。這將確保存儲容量不被用于冗余圖像數(shù) 據(jù)。所述方法還可以包括在所述所選擇的線達(dá)到預(yù)定量時，形成包括所選
擇的線的集合的子圖像；將所述子圖像與參考圖像相比較；以及在執(zhí)行所 述比較之后刪除所述集合中的所述線。所述子圖像的形成可以基于所存儲 的組成參數(shù)和所述集合，且所述子圖像的形成可以包括根據(jù)所述組成參數(shù) 而對所述集合的所述線進(jìn)行配準(zhǔn)。所述比較可以包括從所述子圖像提取特 征；以及將所提取的特征與所述參考圖像的特征相比較。所述特征可以包 括指紋的細(xì)節(jié)或頻率信息。子圖像的使用將使得能夠進(jìn)一步降低存儲器要 求，因為在獲取期間對子圖像進(jìn)行處理，即進(jìn)行組成和比較，并且可以隨 后將其刪除。
所述方法還可以包括在獲取了所有圖像時形成所述合成圖像；以及將 所述合成圖像與參考圖像相比較。所述合成圖像的形成可以基于所存儲的 組成參數(shù)和所述所選擇的線，且所述合成圖像的形成可以包括根據(jù)所述組 成參數(shù)而對所述集合的所述線進(jìn)行配準(zhǔn)。所述比較可以包括從所述合成圖 像中提取特征；以及將所提取的特征與所述參考圖像的特征相比較。所述 特征可以包括使得指紋可與其它指紋區(qū)別開的任何數(shù)據(jù)。例如，所述特征 可以包括指紋的任何細(xì)節(jié)或頻率信息。所述頻率信息可以是圖像或圖像的 部分的純粹頻率變換。所述頻率信息可以是頻譜分量，諸如頻率、方向、 和/或相位。作為另外的示例，所提取的特征可以基于沿不同方向的Gabor 值、骨架數(shù)據(jù)、和/或二值圖像。可以由易與相應(yīng)的存儲特征碼相比較的特 征碼來表示所提取的特征。
選擇所述線中的線可以包括至少選擇表示所述指紋的所述新區(qū)域的第 一獲取的線。
選擇所述線中的線可以包括對表示所述指紋的所述新區(qū)域的至少兩個 獲取的線取平均，并將所述獲取的線的平均確定為所述所選擇的線。
選擇所述線中的線可以包括將表示所述指紋的所述新區(qū)域的至少兩個
10獲取的線中的一個確定為最能表示所述新區(qū)域的線，并將最能表示所述新 區(qū)域的那一個獲取的線選為所述所選擇的線。
可以在任何方向上實現(xiàn)手指與圖像傳感器之間的相對運動。這將在使 用圖像傳感器保持人的可行用戶交互的同時，提供圖像傳感器的替換定位。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種指紋讀取裝置，包括傳感器， 其被配置成在手指與所述圖像傳感器進(jìn)行相對運動時從手指獲取指紋的圖 像；處理器，其被配置成從所述獲取圖像中選擇表示所述指紋的新區(qū)域的 線，以使得能夠組成合成圖像，并且該處理器還被配置成確定每個所選擇 的線的組成參數(shù)；以及存儲器，其被配置成存儲所述組成參數(shù)和所述所選 擇的線。
表示所述指紋的新區(qū)域的線是尚未由所選擇的線表示的線，即沿垂直 于線的延長線方向計算的新區(qū)域。
所述組成參數(shù)可以包括每個所選擇的線的偏移值。
所述處理器可以被配置成提供控制信號，該控制信號導(dǎo)致對所述獲取 的圖像的未被選擇用于所述合成圖像的圖像線的刪除?；蛘?，所述處理器 被配置成使得能夠重寫所述獲取的圖像中的未被選擇用于所述合成圖像的 圖像線。
所述裝置還可以包括子圖像生成器，其被配置成在所述所選擇的線 達(dá)到預(yù)定量時形成包括所選擇的線的集合的子圖像；以及比較器，其被配 置成將所述子圖像與參考圖像相比較，其中，在執(zhí)行所述比較之后可刪除 所述集合中的所述線。
所存儲的組成參數(shù)和所述集合中的所述線可以被輸入到所述子圖像生 成器中，使得所述子圖像生成器能夠根據(jù)所述組成參數(shù)對所述線進(jìn)行配準(zhǔn) 以形成所述子圖像。
所述比較器可以包括被配置成從所述子圖像提取特征以使得所述特征能夠與所述參考圖像的特征相比較的特征提取器。所述特征可以包括指紋 的細(xì)節(jié)或頻率信息。
所述裝置還可以包括合成圖像生成器，其被配置成在獲取了所有圖 像時形成包括所述所選擇的線的合成圖像；以及比較器，其被配置成將所
述合成圖像與參考圖像相比較。
所存儲的組成參數(shù)和所述集合的所述線可以被輸入到所述合成圖像生 成器中，使得所述合成圖像生成器能夠根據(jù)所述組成參數(shù)對所述所選擇的 線進(jìn)行配準(zhǔn)以形成所述合成圖像。
所述比較器可以包括被配置成從所述合成圖像提取特征以使得所述特 征能夠與所述參考圖像的特征相比較的特征提取器。所述特征可以包括指 紋的細(xì)節(jié)或頻率信息。
至少一個所述所選擇的線每個可以是表示所述指紋的新區(qū)域的第一獲 取的線。
所述所選擇的線中的至少一個可以包括表示所述指紋的新區(qū)域的至少 兩個獲取的線的平均。
所述所選擇的線中的至少一個可以包括至少兩個獲取的線中的一個， 所述至少兩個獲取的線中的一個被確定為表示所述指紋的新區(qū)域并被確定 為所述至少兩個線中最能表示所述新區(qū)域的線。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種設(shè)備，其包括根據(jù)本發(fā)明的第二
方面的裝置，所述設(shè)備是包括以下各項的群組中的任何項門鎖、個人計 算機(jī)、移動電話、個人數(shù)字助理、車輛、武器、玩具、智能卡、票、以及 便攜式存儲設(shè)備。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供了一種包括程序代碼裝置的計算機(jī)程序， 所述程序代碼裝置能夠當(dāng)在處理器上運行所述程序時執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的第 一方面的方法的任何動作。所述計算機(jī)程序可以被存儲在計算機(jī)可讀介質(zhì)
12上。
本發(fā)明的第二至第四方面的術(shù)語定義和優(yōu)點與本發(fā)明的第一方面類
通常，除非本文另外明確定義，否則對于權(quán)利要求所使用的所有術(shù)語， 應(yīng)根據(jù)其在技術(shù)領(lǐng)域中的普通意義來對其進(jìn)行解釋。除非另外明確說明， 否則應(yīng)將對"一個/一種/該[元件、設(shè)備、組件、裝置、步驟等]"的參考開 放式地解釋為參考所述元件、設(shè)備、組件、裝置、步驟等的至少一個實例。 除非明確說明，否則不必按照所公開的精確順序來執(zhí)行本文所公開的任何 方法的步驟。
通過以下詳細(xì)公開、通過所附從屬權(quán)利要求以及通過附圖，本發(fā)明的 其它目的、特征和優(yōu)點將顯而易見。


參照附圖，通過以下針對本發(fā)明優(yōu)選實施方式的說明性且非限制性詳 細(xì)說明，將更好地理解本發(fā)明的上述以及其它目的、特征和優(yōu)點，在附圖 中相同的附圖標(biāo)記將用于類似的元件，其中
圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的具體實施方式
的方法的流程圖； 圖2示意地示出根據(jù)本發(fā)明的具體實施方式
的指紋讀取裝置； 圖3示出根據(jù)本發(fā)明的具體實施方式
的指紋讀取設(shè)備； 圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的具體實施方式
的方法的流程圖； 圖5示意地示出根據(jù)本發(fā)明的具體實施方式
的指紋讀取裝置； 圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的具體實施方式
的方法的流程圖； 圖7是示出根據(jù)本發(fā)明的具體實施方式
的方法的流程圖； 圖8是用于選擇線的選擇標(biāo)準(zhǔn)的示意圖9是示出根據(jù)本發(fā)明的具體實施方式
的用于形成并比較所獲取的指紋的流程圖；以及
圖10示意地示出包括將由處理器執(zhí)行的計算機(jī)程序的計算機(jī)可讀介質(zhì)。
具體實施例方式
圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的具體實施方式
的方法的流程圖。在圖像獲取 步驟100中獲取指紋的圖像。例如通過使手指在傳感器上掠過，在圖像傳 感器與要成像的手指之間進(jìn)行相對運動時獲取圖像，同時依次獲取多個圖 像。
所述傳感器優(yōu)選地是觸擊傳感器，其具有沿垂直于該傳感器的延長線 方向執(zhí)行手指的相對運動的細(xì)長傳感器區(qū)域。通常，傳感器的寬度約為正 常指尖的寬度，而沿運動方向的傳感器的尺寸僅為一毫米或幾毫米。從而， 每個獲取的圖像包括指紋的一部分。
根據(jù)相對運動，依次獲取的圖像之間的重疊可以不同，而且根據(jù)相對 運動的方向和直線性，依次獲取的圖像之間的配準(zhǔn)可以不同。然而，通過 圖像處理，可以確定并克服這些問題。
如果存儲容量是無限的，則在以許多方式來存儲獲取的圖像并通過圖 像處理形成合成圖像時將不存在問題。實際上，存儲容量局限于能夠提供 低價、小型、快速、和/或具有低功耗的指紋獲取裝置。因此，在線選擇步 驟102中，從獲取的圖像中選擇一個或多個線。所選擇的線表示指紋的新 區(qū)域，即表示未被任何先前的所選擇的線表示的區(qū)域。通過此選擇，只選 擇不冗余的圖像信息。在這里，應(yīng)將"線"理解為圖像的一部分，該部分 的尺寸基本上為具有用于獲取的傳感器的寬度和單個像素的即沿著相對運 動方向的高度或者兩個或幾個像素的預(yù)定高度。
所述所選擇的線可以是表示所述新區(qū)域的第一獲取的線、表示新區(qū)域的來自所獲取的不同重疊圖像的兩個或更多獲取的線的集合線、或者從來 自所獲取的不同重疊圖像的兩個或更多線中的選擇線。
這三種方法中的所使用的方法可以被預(yù)定為設(shè)計參數(shù)，或者可以是在 連續(xù)獲取期間執(zhí)行的方法的動態(tài)選擇。例如，如果認(rèn)為第一獲取的線令人 滿意，例如線的全寬包括與指紋有關(guān)的圖像數(shù)據(jù)，則優(yōu)選第一種方法，但 如果無法令人滿意，則嘗試采用最后一種方法，例如，檢查是否存在提供 令人滿意質(zhì)量的表示來自相鄰獲取圖像的相同區(qū)域的任何線。如果這些方 法中沒有一種能夠提供令人滿意的線，則應(yīng)用使用集合線的方法。線的集 合可以包括取兩個或更多線的平均。
對于每個所選擇的線，在組成參數(shù)確定步驟104中確定組成參數(shù)。所 述組成參數(shù)可以包括偏移值，即指示沿平行于線的延長線方向與每個圖像 部分(即線)的標(biāo)準(zhǔn)位置的偏移的量。所述組成參數(shù)還可以包括關(guān)于線的 圖像數(shù)據(jù)的明亮度、對比度、色彩、質(zhì)量信息等。
在存儲步驟106中，存儲所選擇的線(即所選擇的線的圖像數(shù)據(jù))和 組成參數(shù)。通過此存儲，每當(dāng)需要合成圖像時，可以通過使用所存儲的組 成數(shù)據(jù)由所存儲的圖像數(shù)據(jù)來形成合成圖像。
圖2示意地示出根據(jù)本發(fā)明的具體實施方式
的指紋讀取裝置200。例如，
所述指紋讀取裝置包括被配置為在手指與圖像傳感器之間進(jìn)行相對運動時 從手指獲取指紋的圖像的傳感器202，例如如圖3所示，圖3示出具有傳感 器302的指紋讀取器300，在所述傳感器302上，手指304沿著箭頭306所 指示的方向從虛線手指位置所描繪的第一位置觸擊至實線手指位置所描繪 的第二位置?？商鎿Q地，手指保持在固定位置，并移動傳感器，或者將手 指與傳感器的運動組合。
應(yīng)注意的是，本發(fā)明將在手指與圖像傳感器之間沿任何方向進(jìn)行相對 運動的情況下起作用。這將在保持使用圖像傳感器人的可行用戶交互的同
15時，提供圖像傳感器的替換定位。示例是使用附件指紋讀取裝置，該附件 指紋讀取裝置能夠根據(jù)設(shè)備的附件端口等的定位而被附著于設(shè)備的不同 側(cè)，在這種情況下使用指紋讀取裝置。然后，用戶能夠朝著自己拉動手指， 這對于用戶來說通常是最自然的，與附件指紋讀取裝置被附著于哪一側(cè)無 關(guān)。類似的示例適用于可以沿著任何方向取向的便攜式指紋讀取裝置。對 于偏好在傳感器上推動手指或側(cè)向滑動其手指的用戶來說，本發(fā)明也可適 用。
參照圖2，處理器204被配置成從獲取圖像中選擇線。線是獲取的圖像 的一部分。優(yōu)選地，此部分的尺寸具有對應(yīng)于由傳感器所提供的圖像的寬 度和單個像素的高度或者兩個或幾個像素的預(yù)定高度。所選擇的線優(yōu)選地 為表示指紋的新區(qū)域的線。這里，表示指紋的新區(qū)域的線是表示未被任何 先前所選的線表示的指紋區(qū)域、即沿垂直于線的延長線方向計算的新區(qū)域 的線。因此，通過以這種方式選擇線，可由這些線組成合成圖像。為了能 夠組成合成圖像，處理器204還被配置成確定每個所選擇的線的組成參數(shù)。 例如所述組成參數(shù)可以是偏移值，即指示沿著平行于線的延長線方向與每 個圖像部分(即線)的標(biāo)準(zhǔn)位置的偏移的量。所述組成參數(shù)還可以包括關(guān) 于線的圖像數(shù)據(jù)的明亮度、對比度、色彩、質(zhì)量信息等。
裝置200還包括被配置成存儲組成參數(shù)和所選擇的線的存儲器206。 圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的具體實施方式
的方法的流程圖。在圖像獲取 步驟400中獲取指紋的圖像。例如通過使手指在傳感器上掠過，在圖像傳 感器與要成像的手指之間進(jìn)行相對運動時獲取圖像，同時依次獲取多個圖 像。
在線選擇步驟402，從獲取的圖像中選擇一個或多個線。所選擇的線表 示指紋的新區(qū)域，即表示未被任何先前所選的線表示的區(qū)域。通過此選擇， 只選擇不冗余的圖像信息。以與對參照圖1所述的具體實施方式
的說明類似的方式來執(zhí)行選擇。
在線刪除步驟403中，從存儲未被選擇的線(即獲取圖像的冗余部分) 的任何位置將其刪除。這將進(jìn)一步減少存儲容量的負(fù)載。
對于每個所選擇的線，在組成參數(shù)確定步驟404中確定組成參數(shù)。所 述組成參數(shù)可以包括偏移值，即指示沿平行于線的延長線方向與每個圖像 部分(即線)的標(biāo)準(zhǔn)位置的偏移的量。所述組成參數(shù)還可以包括關(guān)于線的 圖像數(shù)據(jù)的明亮度、對比度、色彩、質(zhì)量信息等。
在存儲步驟406中存儲所選擇的線(即所選擇的線的圖像數(shù)據(jù))和組 成參數(shù)。通過此存儲，每當(dāng)需要合成圖像時，可以通過使用所存儲的組成 數(shù)據(jù)由所存儲的圖像數(shù)據(jù)來形成合成圖像。
圖5示意地示出根據(jù)本發(fā)明的具體實施方式
的指紋讀取裝置500。例如， 所述指紋讀取裝置包括傳感器502，傳感器502被配置成在手指與圖像傳感 器之間進(jìn)行相對運動時從手指獲取指紋的圖像，如圖3所示。
參照圖5，處理器504被配置成從獲取的圖像中選擇線。以類似于參照 圖2所公開的方式來執(zhí)行線的選擇。為了能夠組成合成圖像，處理器504 還被配置成確定每個選擇線的組成參數(shù)。例如，所述組成參數(shù)可以是偏移 值，即指示沿著平行于線的延長線方向與每個圖像部分(即線)的標(biāo)準(zhǔn)位 置的偏移的量。所述組成參數(shù)還可以包括關(guān)于線的圖像數(shù)據(jù)的明亮度、對 比度、色彩、質(zhì)量信息等。所選擇的線和組成參數(shù)被存儲在存儲器506中。
裝置500還包括圖像生成器508，其被配置成根據(jù)所存儲的選擇線和組 成參數(shù)生成合成圖像。所述圖像生成器在獲取所有圖像時形成完整合成圖 像，或者在線和組成參數(shù)的存儲量足以形成優(yōu)選尺寸的子圖像時形成子圖 像。裝置500還包括比較器510，比較器510被配置成將合成圖像或子圖像 的指紋圖像數(shù)據(jù)與參考指紋圖像數(shù)據(jù)相比較。所述比較可以基于純圖像比 較、或基于諸如頻率信息或細(xì)節(jié)等提取的特征。
17圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的具體實施方式
的方法的流程圖。在圖像獲取 步驟600中獲取指紋的圖像。如上所述，例如通過使手指在傳感器上掠過, 在圖像傳感器與要成像的手指之間進(jìn)行相對運動時獲取圖像，同時依次獲 取多個圖像。
在線選擇步驟602中，從獲取的圖像中選擇一個或多個線。所選擇的 線表示指紋圖像的新區(qū)域，即表示未被任何先前所選的線表示的區(qū)域。所 選擇的線可以是表示新區(qū)域的第一獲取的線、表示新區(qū)域的來自所獲取的 不同重疊圖像的兩個或更多獲取的線的集合線、或者從來自所獲取的不同 重疊圖像的兩個或更多線中選擇的線。可以根據(jù)上文參照圖1所述來應(yīng)用 這些方法。
可選地，可以刪除未被選擇的線，因為它們只包括冗余信息。
對于每個所選擇的線，在組成參數(shù)確定步驟604中確定組成參數(shù)。所 述組成參數(shù)可以包括偏移值，即指示沿平行于線的延長線方向與每個圖像 部分(即線)的標(biāo)準(zhǔn)位置的偏移的量。所述組成參數(shù)還可以包括關(guān)于線的 圖像數(shù)據(jù)的明亮度、對比度、色彩、質(zhì)量信息等。
在存儲步驟606中存儲所選擇的線(即所選擇的線的圖像數(shù)據(jù))和組 成參數(shù)。通過此存儲，每當(dāng)需要合成圖像時，可以通過使用所存儲的組成 數(shù)據(jù)由所存儲的圖像數(shù)據(jù)來形成合成圖像。
在確定步驟608中，確定是否選擇并因此存儲了足以進(jìn)行局部比較的 線。這可以通過應(yīng)用包括線的預(yù)定數(shù)目的閾值來執(zhí)行。如果沒有足以用于 局部比較的線，則過程返回到圖像獲取步驟600，用于獲取更多圖像。另一 方面，如果有足夠的線，則過程繼續(xù)至子圖像形成步驟610，在該步驟中基 于所存儲的選擇線和相應(yīng)的組成參數(shù)來形成子圖像。然后在子圖像比較步 驟612中，將所述子圖像與參考指紋相比較。所述比較可以基于純圖像比 較、或基于諸如頻率信息或細(xì)節(jié)等提取的特征。在后一種情況下，對形成的子圖像執(zhí)行細(xì)節(jié)提取或頻率分析，并分別將所述細(xì)節(jié)或頻率信息與所存 儲的參考指紋的細(xì)節(jié)或頻率信息相比較。
在進(jìn)行比較之后，如果手指仍在與傳感器進(jìn)行相對運動，則過程回到
圖像獲取步驟600，用于獲取更多圖像?？蛇x地，在回到圖像獲取步驟600 之前，過程可以執(zhí)行可選線刪除步驟614，在該步驟中刪除用于形成子圖像 的線。此選擇可以進(jìn)一步節(jié)省存儲器使用。
圖7是示出根據(jù)本發(fā)明的具體實施方式
的方法的流程圖。在圖像獲取 步驟700中獲取指紋的圖像。如上所述，例如通過使手指在傳感器上掠過， 在圖像傳感器與要成像的手指之間進(jìn)行相對運動時獲取圖像，同時依次獲 取多個圖像。
在線選擇步驟702中，從獲取的圖像中選擇一個或多個線。所選擇的 線表示指紋圖像的新區(qū)域，即表示未被任何先前所選的線表示的區(qū)域。所 選擇的線可以是表示新區(qū)域的第一獲取的線、表示新區(qū)域的來自所獲取的 不同重疊圖像的兩個或更多獲取的線的集合線、或者從來自所獲取的不同 重疊圖像的兩個或更多線中選擇的線?？梢愿鶕?jù)上文參照圖1所述來應(yīng)用 這些方法。
可選地，可以刪除未被選擇的線，因為它們只包括冗余信息。
對于每個所選擇的線，在組成參數(shù)確定步驟704中確定組成參數(shù)。所 述組成參數(shù)可以包括偏移值，即指示沿平行于線的延長線方向與每個圖像 部分(即線)的標(biāo)準(zhǔn)位置的偏移的量。所述組成參數(shù)還可以包括關(guān)于線的 圖像數(shù)據(jù)的明亮度、對比度、色彩、質(zhì)量信息等。
在存儲步驟706中存儲所選擇的線(即所選擇的線的圖像數(shù)據(jù))和組 成參數(shù)。通過此存儲，每當(dāng)需要合成圖像時，可以通過使用所存儲的組成 數(shù)據(jù)由所存儲的圖像數(shù)據(jù)來形成合成圖像。
在確定步驟708中，確定是否獲取了所有圖像，或者手指是否仍在進(jìn)行與傳感器的相對運動。如果手指仍在進(jìn)行與傳感器的相對運動，則過程
返回圖像獲取步驟700，用于獲取更多圖像。
如果獲取了手指的所有圖像，或者選擇并因此存儲了可以通過應(yīng)用包 括線的預(yù)定數(shù)目的閾值來確定的足以形成可用于比較的合成圖像的線，則 過程繼續(xù)至合成圖像形成步驟710，在該步驟中基于所存儲的所選擇的線和 相應(yīng)的合成參數(shù)來形成合成圖像。然后在合成圖像比較步驟712中，將所 述合成圖像與參考指紋相比較。所述比較可以基于純圖像比較、或基于諸 如頻率信息或細(xì)節(jié)等提取的特征。在后一種情況下，對形成的合成圖像執(zhí) 行細(xì)節(jié)提取或頻率分析，并分別將所述細(xì)節(jié)或頻率信息與所存儲的參考指 紋的細(xì)節(jié)或頻率信息相比較。
圖8是上文參照圖1 7中的任何一個所討論的用于選擇線的選擇標(biāo)準(zhǔn) 的示意圖。如第一獲取的線選擇方法800所表示的那樣，所選擇的線可以 是表示新區(qū)域的第一獲取的線。如由集合線方法802所表示的那樣，所選 擇的線可以是表示新區(qū)域的兩個或更多獲取的線的集合線，其中，所述兩 個或更多獲取的線來自所獲取的不同重疊圖像。線的集合可以包括取兩個 或更多線的平均，或者將被集合的線的所選部分的集合，其中基于其各自 的所確定的圖像質(zhì)量來拾取所述部分。如最佳線選擇方法804所表示的那 樣，所選擇的線可以是從所獲取的不同重疊圖像的兩個或更多線中選擇的 線，其中，選擇提供兩個或更多線的最佳圖像質(zhì)量的線。
在設(shè)計指紋讀取裝置時，可以將這三種方法800、 802、 804中的所使 用的一種預(yù)定為設(shè)計參數(shù)。方法的選擇可以是由在連續(xù)獲取期間的方法的 標(biāo)準(zhǔn)選擇機(jī)制806所實現(xiàn)的動態(tài)選擇。所述標(biāo)準(zhǔn)選擇機(jī)制可以基于標(biāo)準(zhǔn)選 擇規(guī)則在方法800、 802、 804中的兩個或更多個之間進(jìn)行選擇。例如，所 述標(biāo)準(zhǔn)選擇規(guī)則可以包括如果認(rèn)為第一獲取的線令人滿意，例如線的全寬 包括與指紋有關(guān)的圖像數(shù)據(jù)，則優(yōu)選第一種方法，但如果不是這樣，則嘗
20試最后一種方法，例如，檢査是否存在提供滿意質(zhì)量的來自相鄰獲取圖像的表示相同區(qū)域的任何線。如果這些方法中沒有一種能夠提供令人滿意的線，則應(yīng)用使用集合線的方法?？梢詰?yīng)用其它標(biāo)準(zhǔn)選擇規(guī)則來提供線的適
當(dāng)選擇。
圖9是示出根據(jù)本發(fā)明的具體實施方式
的用于形成并比較根據(jù)上文參照圖1 8所討論的任何具體實施方式
獲取的指紋的程序的流程圖。在線配準(zhǔn)步驟900中，對經(jīng)選擇并存儲的線進(jìn)行配準(zhǔn)以形成指紋或一部分指紋的合成圖像。在特征提取步驟902中，從所述合成圖像中提取特征。所述特征可以包括細(xì)節(jié)以及位置、具有相對位置的成對細(xì)節(jié)、或者具有相對位置的成組細(xì)節(jié)。細(xì)節(jié)可以包括關(guān)于類型、和/或方向的信息，并且可以由笛卡爾坐標(biāo)或極坐標(biāo)表示來定義位置?？梢杂删嚯x和/或方向來表示相對位置。所述特征可以包括關(guān)于合成圖像的頻率信息?？梢詫φ麄€圖像或由該圖像劃分成的圖像的許多部分提供頻率信息。
將所提取的特征與所存儲的指紋特征(即所謂的模板)相比較，例如將針對所述模板來認(rèn)證所獲取的指紋。模板的比較和存儲的至少一部分優(yōu)選地在安全的處理和存儲裝置中執(zhí)行，諸如智能卡或個人處理設(shè)備的安全部分、諸如個人計算機(jī)、個人數(shù)字助理、或移動電話。
圖10示意地示出包括將由處理器1002執(zhí)行的計算機(jī)程序的計算機(jī)可讀介質(zhì)1000。根據(jù)本發(fā)明的任何具體實施方式
的方法適合于計算機(jī)實現(xiàn)。計算機(jī)程序可以被存儲在計算機(jī)可讀介質(zhì)1002上，所述計算機(jī)程序包括適合于當(dāng)在處理器1000上運行該程序時執(zhí)行所公開的方法的任何動作的程序代碼裝置。所述計算機(jī)程序還可以作為信號來分布。
上文已主要參照幾個具體實施方式
對本發(fā)明進(jìn)行了描述。然而，如本領(lǐng)域的技術(shù)人員很容易認(rèn)識到的那樣，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，同樣可以有除上文公開的具體實施方式
之外的實施方式，所述本發(fā)明的范圍如隨附專利權(quán)利要求所定義。
權(quán)利要求
1、一種方法，該方法包括在手指與圖像傳感器之間進(jìn)行相對運動時從所述手指獲取指紋的圖像；從所獲取的圖像中選擇表示所述指紋的新區(qū)域的線；確定每個所選擇的線的組成參數(shù)；以及存儲所述組成參數(shù)和所述所選擇的線，以使得能夠組成包括所述所選擇的線的合成圖像。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述組成參數(shù)包括每個所選擇的 線的偏移值。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，該方法還包括 刪除所獲取的圖像中的未被選擇用于所述合成圖像的圖像線。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，該方法還包括 使得能夠重寫所獲取的圖像中的未被選擇用于所述合成圖像的圖像線。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項權(quán)利要求所述的方法，該方法還包括當(dāng)所述所選擇的線達(dá)到預(yù)定量時，形成包括所述所選擇的線的集合的子圖像；將所述子圖像與參考圖像相比較；以及 在執(zhí)行所述比較之后，刪除所述集合中的所述線。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述子圖像的形成基于所存儲的組成參數(shù)和所述集合，并且所述子圖像的形成包括根據(jù)所述組成參數(shù)而對 所述集合中的所述線進(jìn)行配準(zhǔn)。
7、根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的方法，其中所述比較包括: 從所述子圖像中提取特征；以及 將所提取的特征與所述參考圖像的特征相比較。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項權(quán)利要求所述的方法，該方法還包括 當(dāng)獲取了所有圖像時，形成所述合成圖像；以及 將所述合成圖像與參考圖像相比較。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述合成圖像的形成基于所存儲 的組成參數(shù)和所述所選擇的線，并且所述合成圖像的形成包括根據(jù)所述組 成參數(shù)而對所述集合中的所述線進(jìn)行配準(zhǔn)。
10、根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的方法，其中所述比較包括: 從所述合成圖像中提取特征；以及 將所提取的特征與所述參考圖像的特征相比較。
11、 根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項權(quán)利要求所述的方法，其中選擇所 述線中的線包括至少選擇表示所述指紋的所述新區(qū)域的第一獲取的線。
12、 根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項權(quán)利要求所述的方法，其中選擇所 述線中的線包括對表示所述指紋的所述新區(qū)域的至少兩個獲取的線取平 均，并將所述線的平均確定為所述所選擇的線。
13、 根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項權(quán)利要求所述的方法，其中選擇所 述線中的線包括將表示所述指紋的所述新區(qū)域的至少兩個獲取的線中的一 個確定為最能表示所述新區(qū)域的線，并將最能表示所述新區(qū)域的那一個獲 取的線選為所述所選擇的線。
14、 根據(jù)權(quán)利要求1至13中任一項權(quán)利要求所述的方法，其中能夠在 任何方向上實現(xiàn)所述手指與所述圖像傳感器之間的所述相對運動。
15、 一種指紋讀取裝置，該裝置包括傳感器，該傳感器被配置成在手指與所述圖像傳感器進(jìn)行相對運動時 從所述手指獲取指紋的圖像；處理器，該處理器被配置成從所獲取的圖像中選擇表示所述指紋的新 區(qū)域的線以使得能夠組成合成圖像，并且所述處理器還被配置成確定每個 所選擇的線的組成參數(shù)；以及存儲器，該存儲器被配置成存儲所述組成參數(shù)和所述所選擇的線。
16、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，其中所述組成參數(shù)包括每個所選擇 的線的偏移值。
17、 根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的裝置，其中所述處理器被配置成提 供控制信號，該控制信號導(dǎo)致對所述獲取的圖像的未被選擇用于所述合成 圖像的圖像線的刪除。17、根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的裝置，其中所述處理器被配置成使 得能夠重寫所述獲取的圖像中的未被選擇用于所述合成圖像的圖像線。
18、 根據(jù)權(quán)利要求15至17中任一項權(quán)利要求所述的裝置，該裝置還包括子圖像生成器，該子圖像生成器被配置成當(dāng)所述所選擇的線達(dá)到預(yù)定量時形成包括所選擇的線的集合的子圖像；以及比較器，該比較器被配置成將所述子圖像與參考圖像相比較，其中所 述集合中的所述線在執(zhí)行所述比較之后能夠被刪除。
19、 根據(jù)權(quán)利要求18所述的裝置，其中所述存儲的組成參數(shù)和所述集 合中的所述線被輸入到所述子圖像生成器中，以使得所述子圖像生成器能 夠根據(jù)所述組成參數(shù)而對所述線進(jìn)行配準(zhǔn)以形成所述子圖像。
20、 根據(jù)權(quán)利要求18或19所述的裝置，其中所述比較器包括特征提 取器，該特征提取器被配置成從所述子圖像中提取特征以使得所述特征能 夠與所述參考圖像的特征相比較。
21、 根據(jù)權(quán)利要求15至17中任一項權(quán)利要求所述的裝置，該裝置還 包括合成圖像生成器，該合成圖像生成器被配置成在獲取了所有圖像時形 成包括所述所選擇的線的合成圖像；以及比較器，該比較器被配置成將所述合成圖像與參考圖像相比較。
22、 根據(jù)權(quán)利要求21所述的裝置，其中所述存儲的組成參數(shù)和所述集 合中的所述線被輸入到所述合成圖像生成器中，以使得所述合成圖像生成 器能夠根據(jù)所述組成參數(shù)而對所述所選擇的線進(jìn)行配準(zhǔn)以形成所述合成圖 像。
23、 根據(jù)權(quán)利要求21或22所述的裝置，其中所述比較器包括特征提 取器，該特征提取器被配置成從所述合成圖像中提取特征以使得所述特征 能夠與所述參考圖像的特征相比較。
24、 根據(jù)權(quán)利要求15至23中任一項權(quán)利要求所述的裝置，其中至少 一個所述所選擇的線每個是表示所述指紋的新區(qū)域的第一獲取的線。
25、 根據(jù)權(quán)利要求15至24中任一項權(quán)利要求所述的裝置，其中所述 所選擇的線中的至少一個包括表示所述指紋的新區(qū)域的至少兩個獲取的線 的平均。
26、 根據(jù)權(quán)利要求15至25中任一項權(quán)利要求所述的裝置，其中所述 所選擇的線中的至少一個包括至少兩個獲取的線中的一個，所述至少兩個 獲取的線中的一個被確定為表示所述指紋的新區(qū)域并被確定為所述至少兩 個線中最能表示所述新區(qū)域的線。
27、 根據(jù)權(quán)利要求15至26中任一項權(quán)利要求所述的裝置，其中能夠 在任何方向上實現(xiàn)所述手指與所述圖像傳感器之間的所述相對運動。
28、 一種包括根據(jù)權(quán)利要求15至27中任一項權(quán)利要求所述的裝置的 設(shè)備，該設(shè)備是包括以下各項的群組中的任何項門鎖、個人計算機(jī)、移 動電話、個人數(shù)字助理、車輛、武器、玩具、智能卡、票、以及便攜式存 儲設(shè)備。
29、 一種包括程序代碼裝置的計算機(jī)程序，所述程序代碼裝置能夠當(dāng) 在處理器上運行所述程序時執(zhí)行權(quán)利要求1至14的任何動作。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于讀取指紋的方法，所述方法包括在手指與圖像傳感器之間進(jìn)行相對運動時從手指獲取指紋的圖像；從所獲取的圖像中選擇表示所述指紋的新區(qū)域的線；確定每個所選擇的線的組成參數(shù)；以及存儲所述組成參數(shù)和所述所選擇的線，以使得能夠組成包括所述所選擇的線的合成圖像。還公開了相應(yīng)的指紋讀取裝置、設(shè)備、以及計算機(jī)程序。
文檔編號G06K9/00GK101681424SQ200880015079
公開日2010年3月24日 申請日期2008年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月16日
發(fā)明者B·諾丁, K·瓦爾弗里德松 申請人:精密生物測定股份公司