指紋成像方法和指紋成像系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及指紋識別領(lǐng)域，特別涉及一種指紋成像方法和指紋成像系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]指紋成像識別技術(shù)，是通過指紋傳感器采集到人體的指紋圖像，然后與系統(tǒng)里的已有指紋成像信息進(jìn)行比對，來判斷正確與否，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)身份識別的技術(shù)。由于其使用的方便性，以及人體指紋的唯一性，指紋識別技術(shù)已經(jīng)大量應(yīng)用于各個領(lǐng)域。比如公安局、海關(guān)等安檢領(lǐng)域，樓宇的門禁系統(tǒng)，以及個人電腦和手機(jī)等消費(fèi)品領(lǐng)域等等。
[0003]指紋成像技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方式有光學(xué)成像、電容成像、超聲成像等多種技術(shù)。相對來說，光學(xué)成像技術(shù)，其成像效果相對較好，設(shè)備成本相對較低。
[0004]參考圖1，示出了現(xiàn)有一種指紋成像系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0005]采集指紋圖像時，人體指頭I放置于保護(hù)玻璃2上；背光板3的出射光31透過光學(xué)圖像傳感器4和保護(hù)玻璃2，在人體指頭I與保護(hù)玻璃2的接觸界面發(fā)生反射和透射；反射光12透過保護(hù)玻璃2，照射到光學(xué)圖像傳感器4上，進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換和信號處理，實(shí)現(xiàn)指紋圖像的采集。人體指頭I與保護(hù)玻璃2的接觸面特征反映了人體的指紋特征，而且此接觸面的特征會直接影響反射光12的特征，因此，光學(xué)圖像傳感器4采集到的圖像直接反映了人體指紋的特征。
[0006]但是現(xiàn)有的光學(xué)式指紋識別設(shè)備的成像系統(tǒng)，只能在合適的光照情況下采集指紋圖像，在強(qiáng)環(huán)境光和太陽光下無法采集符合要求的指紋圖像，限制了指紋識別系統(tǒng)的功能和應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明解決的問題是提供一種指紋成像方法和指紋成像系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)在正常情況下和強(qiáng)環(huán)境光情況下都能夠采集指紋圖像。
[0008]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種指紋成像方法，包括:
[0009]開啟背光；
[0010]通過圖像傳感器獲取背光手指圖像；
[0011]識別所述圖像傳感器的工作環(huán)境是否為強(qiáng)光環(huán)境；
[0012]當(dāng)所述圖像傳感器在非強(qiáng)光環(huán)境下工作時，根據(jù)所述背光手指圖像，獲得指紋圖像；
[0013]當(dāng)所述圖像傳感器在強(qiáng)光環(huán)境下工作時，關(guān)閉背光，獲取環(huán)境光手指圖像；根據(jù)所述背光手指圖像和環(huán)境光手指圖像，獲得指紋圖像。
[0014]可選的，所述獲得指紋圖像的步驟之后，所述成像方法還包括顯示所述指紋圖像。
[0015]可選的，獲得指紋圖像的步驟包括:根據(jù)所述背光手指圖像和環(huán)境光手指圖像每個像素光強(qiáng)的差值，獲得指紋圖像。
[0016]可選的，獲取背光手指圖像的步驟之后，獲得指紋圖像的步驟之前，所述指紋成像方法還包括:使所述背光手指圖像每個像素的光強(qiáng)乘以預(yù)先設(shè)定的放大系數(shù)，以獲得背光放大手指圖像；獲得指紋圖像的步驟包括:根據(jù)背光放大手指圖像和環(huán)境光手指圖像每個像素光強(qiáng)的差值，獲得指紋圖像。
[0017]可選的，當(dāng)所述圖像傳感器在強(qiáng)光環(huán)境下工作時，獲得指紋圖像的步驟之前，所述指紋成像方法還包括:識別所述圖像傳感器的工作環(huán)境是否為極強(qiáng)光環(huán)境；在所述圖像傳感器的工作環(huán)境為極強(qiáng)光環(huán)境時，使所述背光手指圖像每個像素的光強(qiáng)乘以預(yù)先設(shè)定放大系數(shù)，以獲得背光放大手指圖像；獲得指紋圖像的步驟中，根據(jù)背光放大手指圖像和環(huán)境光手指圖像，獲得指紋圖像。
[0018]可選的，所述識別所述圖像傳感器的工作環(huán)境是否為強(qiáng)光環(huán)境的步驟包括:獲取環(huán)境光強(qiáng)；比較環(huán)境光強(qiáng)是否大于預(yù)先設(shè)定的強(qiáng)光閾值；當(dāng)環(huán)境光強(qiáng)大于所述強(qiáng)光閾值時，判斷所述圖像傳感器的工作環(huán)境為強(qiáng)光環(huán)境。
[0019]可選的，判斷所述圖像傳感器的工作環(huán)境為強(qiáng)光環(huán)境時，進(jìn)一步判斷所述環(huán)境光強(qiáng)是否大于預(yù)先設(shè)定的放大閾值，所述放大閾值大于所述強(qiáng)光閾值；當(dāng)所述環(huán)境光強(qiáng)大于或等于放大閾值時，識別所述圖像傳感器的工作環(huán)境為極強(qiáng)光環(huán)境，并使所述背光手指圖像每個像素的光強(qiáng)乘以預(yù)先設(shè)定放大系數(shù)，以獲得背光放大手指圖像；獲得指紋圖像的步驟中，根據(jù)背光放大手指圖像和環(huán)境光手指圖像，獲得指紋圖像。
[0020]可選的，所述放大系數(shù)根據(jù)所述背光手指圖像設(shè)定。
[0021]可選的，在獲取指紋圖像的步驟之后，還包括對所述指紋圖像進(jìn)行圖像增強(qiáng)。
[0022]相應(yīng)的，本發(fā)明還提供一種指紋成像系統(tǒng)，包括
[0023]背光板，用于提供照亮手指的出射光；
[0024]圖像傳感器，用于獲取手指圖像；
[0025]控制處理模塊，用于在背光板處于打開狀態(tài)時獲得圖像傳感器形成的背光手指圖像；還用于判斷所述圖像傳感器是否在強(qiáng)光環(huán)境下工作；在所述圖像傳感器在非強(qiáng)光環(huán)境下工作時，根據(jù)所述背光手指圖像獲取指紋圖像；在所述圖像傳感器在強(qiáng)光環(huán)境下工作時，控制所述背光板關(guān)閉，在所述背光板關(guān)閉后控制所述圖像傳感器獲取環(huán)境光手指圖像，并根據(jù)背光手指圖像和環(huán)境光手指圖像獲得指紋圖像。
[0026]可選的，所述控制處理模塊包括:識別單元，用于識別所述圖像傳感器的工作環(huán)境是否為強(qiáng)光環(huán)境；控制單元，在所述識別單元判斷所述圖像傳感器的工作環(huán)境為強(qiáng)光環(huán)境時，控制所述背光板在圖像傳感器獲取背光手指圖像之后，關(guān)閉背光板；還用于在所述背光板關(guān)閉后，控制所述圖像傳感器獲取環(huán)境光手指圖像；處理單元，用于在所述識別單元判斷所述圖像傳感器的工作環(huán)境為非強(qiáng)光環(huán)境時，接收背光板處于打開狀態(tài)時所述圖像傳感器獲取的背光手指圖像，根據(jù)所述背光手指圖像，獲取指紋圖像；還用于在所述識別單元判斷所述圖像傳感器的工作環(huán)境為強(qiáng)光環(huán)境時，接收背光板處于打開狀態(tài)時所述圖像傳感器獲取的背光手指圖像和背光板關(guān)閉后圖像傳感器獲取的所述環(huán)境光手指圖像，并根據(jù)所述背光手指圖像和所述環(huán)境光手指圖像，獲得指紋圖像。
[0027]可選的，所述控制單元包括:背光控制器，用于在所述識別單元判斷所述圖像傳感器的工作環(huán)境為強(qiáng)光環(huán)境時，控制所述背光板在圖像傳感器獲取背光手指圖像之后，關(guān)閉背光板；圖像控制器，用于在所述識別單元判斷所述圖像傳感器的工作環(huán)境為強(qiáng)光環(huán)境時，在背光板控制器關(guān)閉背光板后，控制所述圖像傳感器獲取環(huán)境光手指圖像。
[0028]可選的，所述指紋成像系統(tǒng)還包括環(huán)境光探測器，用于探測環(huán)境光強(qiáng)；所述識別單元包括:強(qiáng)光比較器，用于判斷環(huán)境光探測器獲取的環(huán)境光強(qiáng)是否小于預(yù)先設(shè)定的強(qiáng)光閾值；識別器，在所述強(qiáng)光比較器判斷所述環(huán)境光強(qiáng)大于或等于所述強(qiáng)光閾值時，識別所述圖像傳感器的工作環(huán)境為強(qiáng)光環(huán)境。
[0029]可選的，所述處理單元包括:常規(guī)處理器，用于在所述識別單元判斷所述圖像傳感器的工作環(huán)境為非強(qiáng)光環(huán)境時，根據(jù)背光板處于打開狀態(tài)時所述圖像傳感器獲取的背光手指圖像，獲取指紋圖像；強(qiáng)光處理器，用于在所述識別單元判斷所述圖像傳感器的工作環(huán)境為強(qiáng)光環(huán)境時，根據(jù)背光板處于打開狀態(tài)時所述圖像傳感器獲取的背光手指圖像和背光板關(guān)閉后圖像傳感器獲取的所述環(huán)境光手指圖像，獲得指紋圖像。
[0030]可選的，所述強(qiáng)光處理器根據(jù)背光手指圖像和環(huán)境光手指圖像每個像素光強(qiáng)的差值，獲得指紋圖像。
[0031]可選的，所述強(qiáng)光處理器還包括放大裝置，用于使所述背光手指圖像每個像素的光強(qiáng)乘以預(yù)先設(shè)定的放大系數(shù)，以獲得背光放大手指圖像；所述強(qiáng)光處理器，還用于根據(jù)所述背光放大手指圖像和所述環(huán)境光手指圖像，獲得指紋圖像。
[0032]可選的，所述識別單元在判斷圖像傳感器在強(qiáng)光環(huán)境下工作后，還用于判斷所述圖像傳感器是否在極強(qiáng)光環(huán)境下工作；所述強(qiáng)光處理器還包括放大裝置，用于在識別單元判斷所述圖像傳感器在極強(qiáng)光環(huán)境下工作時，使所述背光手指圖像每個像素的光強(qiáng)乘以預(yù)先設(shè)定的放大系數(shù)，以獲得背光放大手指圖像；所述強(qiáng)光處理器，還用于根據(jù)所述背光放大手指圖像和所述環(huán)境光手指圖像，獲得指紋圖像。
[0033]可選的，所述指紋成像系統(tǒng)還包括環(huán)境光探測器，用于探測環(huán)境光強(qiáng)；所述識別單元包括:強(qiáng)光比較器，預(yù)先設(shè)定有強(qiáng)光閾值和放大閾值，所述放大閾值大于所述強(qiáng)光閾值，用于判斷環(huán)境光探測器獲取的環(huán)境光強(qiáng)是否大于所述強(qiáng)光閾值，還用于在判斷環(huán)境光探測器獲取的環(huán)境光強(qiáng)大于所述強(qiáng)光閾值時，判斷所述環(huán)境光強(qiáng)是否大于所述放大閾值；識別器，在所述強(qiáng)光比較器判斷所述環(huán)境光強(qiáng)大于或等于所述強(qiáng)光閾值時，識別所述圖像傳感器的工作環(huán)境為強(qiáng)光環(huán)境，在判斷所述環(huán)境光強(qiáng)大于或等于所述放大閾值時，識別所述圖像傳感器的工作環(huán)境為極強(qiáng)光環(huán)境。
[0034]可選的，所述放大系數(shù)根據(jù)所述背光手指圖像設(shè)定。
[0035]可選的，所述處理單元還包括后置增強(qiáng)器，用于增強(qiáng)所述指紋圖像。
[0036]可選的，所述指紋成像系統(tǒng)還包括:顯示模塊，與所述控制處理模塊相連，用于顯示所述指紋圖像。
[0037]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0038]本發(fā)明通過識別所述指紋成像系統(tǒng)的工作環(huán)境，選擇不同的方法獲取指紋圖像:當(dāng)所述指紋成像系統(tǒng)在非強(qiáng)光環(huán)境下工作時，直接通過背光手指圖像獲得指紋圖像；當(dāng)所述指紋成像系統(tǒng)在強(qiáng)光環(huán)境下工作時，通過控制背光板和圖像傳感器，再次獲得環(huán)境光指紋圖像，通過在背光手指圖像中去除環(huán)境光產(chǎn)生的環(huán)境光手指圖像，從而實(shí)現(xiàn)了在強(qiáng)光環(huán)境下采集到符合要求的指紋圖像，實(shí)現(xiàn)了在各種不同環(huán)境光情況下均能采集到符合要求的指紋圖像，提升了系統(tǒng)的擴(kuò)展性和可靠性。
[0039]可選的，本發(fā)明還通過環(huán)境光探測器直接探測環(huán)境光強(qiáng)，并根據(jù)環(huán)境光強(qiáng)自動識別指紋成像系統(tǒng)的工作環(huán)境，自動選擇獲取指紋圖像的方法，并且根據(jù)背光手指圖像信息，自動設(shè)定放大系數(shù)，放大背光手指圖像，提升了系統(tǒng)使用的便捷性和智能性。
【附圖說明】
[0040]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中一種指紋成像系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0041]圖2是本發(fā)明所提供指紋成像系統(tǒng)一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042]圖3是圖2所示指紋成像系統(tǒng)中控制