光學指紋傳感器的實時梯形失真校正方法及其系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及光學指紋傳感器。本發(fā)明針對現(xiàn)有技術中，數(shù)字圖像校正方法的運算量大、速度慢及空間資源消耗大不能在運算能力有限的低端嵌入式系統(tǒng)中完成實施校正梯形失真的問題，提供光學指紋傳感器的實時梯形失真校正系統(tǒng)，包括圖像傳感器、硬件采集模塊、存儲模塊四、存儲模塊一、存儲模塊二、存儲模塊三及處理模塊，所述圖像傳感器通過硬件采集模塊與存儲模塊四連接，存儲模塊四分別與存儲模塊一、存儲模塊三、及存儲模塊二連接，存儲模塊一、存儲模塊三、及存儲模塊二分別與處理模塊連接。適用于光學指紋傳感器的實時梯形失真校正方法及其系統(tǒng)。
【專利說明】光學指紋傳感器的實時梯形失真校正方法及其系統(tǒng)

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及光學指紋傳感器，特別涉及光學指紋傳感器的實時梯形失真校正方法。

【背景技術】
[0002]光學指紋傳感器主要是利用光的折射和反射原理，光從底部射向三棱鏡，并經(jīng)棱鏡射出，射出的光線在手指表面指紋凹凸不平的線紋上折射的角度及反射回去的光線明暗就會不一樣。圖像傳感器(CMOS Sensor，以下簡稱CMOS)或者C⑶的光學器件就會收集到不同明暗程度的圖片信息，就會完成指紋的采集。因此，指紋圖像的失真度和面積是指紋采集系統(tǒng)的重要指標。
[0003]而在光學指紋采集系統(tǒng)中，手指按壓棱鏡表面進行指紋采集，因為手指接觸面與透鏡主光軸不是垂直關系，造成了成像的CMOS上獲得的是一幅上窄下寬的梯形畸變圖像。這樣的梯形形變會使指紋紋路嚴重失真，最終影響指紋的后續(xù)處理。圖像的面積跟微處理器的SRAM空間有直接的關系，而在嵌入式系統(tǒng)中資源空間是十分有限的，較小的圖像面積會一定程度地影響指紋的識別效果。
[0004]為解決這種梯形形變通常有兩種辦法:光學校正和數(shù)字圖像校正。光學校正的常規(guī)做法是增加一個遠心透鏡，使聚焦光束始終垂直于焦平面。數(shù)字圖像校正則是在采集到的有形變的圖像上通過數(shù)學運算，把圖像上的像素點位置重新映射，進而消除梯形形變。
[0005]而其中基于數(shù)字圖像校正方法的現(xiàn)有技術方案是，微處理器將傳感器的圖像數(shù)據(jù)采集并存儲在靜態(tài)隨機存儲器(Static Random Access Memory, SRAM)中，待采集完畢后對有形變的圖像做梯形形變校正。光學校正系統(tǒng)中增加了遠心透鏡的，因為鏡頭口徑較大，會增加系統(tǒng)成本，同時也增加了指紋采集儀的裝配難度。
[0006]其中，數(shù)字圖像校正的具體做法是:對于梯形形變圖像上的任意點坐標，計算出該點在無形變圖像上對應的坐標。這種映射要求事先計算映射方程的系數(shù)，該映射方程有多個未知系數(shù)，求取該系數(shù)的運算量很大，在低端嵌入式系統(tǒng)中無法快速運算完成。為解決運算量的問題，通常都會在個人電腦上先計算出映射方程的系數(shù)，然后統(tǒng)一配置到嵌入式系統(tǒng)中。但是指紋傳感器由于在組裝的過程中并不能做到每個傳感器完全一致，對應的形變程度也會不同。一組事先計算的系數(shù)不能滿足個體傳感器的校正需求。同時，數(shù)字圖像校正的速度慢，在采集當前一幀圖像數(shù)據(jù)完后，要等待微處理器校正有形變的圖像完成后，才能采集下一幀圖像數(shù)據(jù)，無法做到實時地梯形校正。并且，空間資源消耗大，在梯形校正前的有效指紋圖像(寬:404高:304)大小是119KB(404*304/1024KB)，而校正后的指紋圖像(寬:224高:288)大小是63KB，這個過程消耗的最大空間是119KB。若單片機的資源不足以提供119KB的空間，那么就要將有效指紋圖像的面積縮小，來滿足系統(tǒng)運行。但是這會一定程度影響指紋的識別效果。


【發(fā)明內容】

[0007]本發(fā)明所要解決的技術問題，就是針對現(xiàn)有技術中，數(shù)字圖像校正方法的運算量大、速度慢及空間資源消耗大不能在運算能力有限的低端嵌入式系統(tǒng)中完成實施校正梯形失真的問題，提供光學指紋傳感器的實時梯形失真校正方法，以達到實時判斷傳感器形變程度，并采用一個低復雜度運算的方式完成像素點映射的計算效果，同時達到運算速度快及空間資源消耗小的效果。
[0008]本發(fā)明解決所述技術問題，采用的技術方案是，光學指紋傳感器的實時梯形失真校正方法，包括:采集指紋傳感器表面形變的矩形圖，確定頂點坐標，將頂點坐標信息數(shù)據(jù)進行存儲后，對頂點坐標信息其進行實時梯形失真校正，并將實時梯形失真校正結果進行存儲；
[0009]所述將頂點坐標信息數(shù)據(jù)進行存儲，包括以下幾個步驟:
[0010]步驟11、首先將頂點坐標信息數(shù)據(jù)存儲至存儲模塊一，將當存儲模塊一存儲滿時，將存儲地址指向存儲模塊二，同時系統(tǒng)對存儲模塊一中的數(shù)據(jù)進行實時梯形失真校正，并將實時梯形失真校正結果存儲至存儲模塊三；
[0011]步驟12、當存儲模塊二存儲滿時，系統(tǒng)重新將存儲地址指向存儲模塊一，同時系統(tǒng)對存儲模塊二中的數(shù)據(jù)進行實時梯形失真校正，并將實時梯形失真校正結果存儲至存儲模塊三；
[0012]所述對頂點坐標信息其進行實時梯形失真校正，包括以下幾個步驟:
[0013]步驟21、系統(tǒng)根據(jù)梯形頂點坐標計算出中心點校正前坐標，根據(jù)目標校正圖像計算出中心點校正后坐標，根據(jù)中心點校正前坐標及校正后坐標，計算出縱軸方向壓縮及拉伸比例；
[0014]步驟22、系統(tǒng)在斜邊上計算出任意點對應的平行點，所述平行點與任意點連接成直線后與梯形上下邊平行；
[0015]步驟23、系統(tǒng)計算出平行點的校正前坐標及校正后坐標，并計算出橫向壓縮比例；
[0016]步驟24、系統(tǒng)根據(jù)任意點校正前坐標、縱軸方向壓縮及拉伸比例及橫向壓縮比例，計算出任意點校正后坐標。
[0017]具體的，所述存儲模塊一、存儲模塊二及存儲模塊三為靜態(tài)隨機存儲器。
[0018]具體的，所述步驟11，系統(tǒng)對存儲模塊一中的數(shù)據(jù)進行實時梯形失真校正的時間小于存儲模塊二存儲滿的時間。
[0019]具體的，所述步驟12，系統(tǒng)對存儲模塊二中的數(shù)據(jù)進行實時梯形失真校正的時間小于存儲模塊一存儲滿的時間。
[0020]具體的，所述步驟21中，系統(tǒng)根據(jù)頂點坐標利用相似三角形方法，計算出中心點校正前坐標。
[0021]光學指紋傳感器的實時梯形失真校正系統(tǒng)，包括圖像傳感器、硬件采集模塊、存儲模塊四、存儲模塊一、存儲模塊二、存儲模塊三及處理模塊，所述圖像傳感器通過硬件采集模塊與存儲模塊四連接，存儲模塊四分別與存儲模塊一、存儲模塊三、及存儲模塊二連接，存儲模塊一、存儲模塊三、及存儲模塊二分別與處理模塊連接；
[0022]所述圖像傳感器，用于采集指紋傳感器表面矩形圖，采集到的圖像形變?yōu)樘菪螆D，并將梯形圖傳輸給硬件采集模塊；
[0023]所述硬件采集模塊，用于將采集到的梯形圖轉換為電信號，傳輸給存儲模塊四；
[0024]存儲模塊四，用于將電信號存儲至存儲模塊一或存儲模塊二中；
[0025]存儲模塊一，用于接收存儲模塊四傳輸過來的電信號，同時將電信號傳輸給處理模塊進行處理，當存儲模塊一存儲滿時，將存儲地址指向存儲模塊二 ；
[0026]所述存儲模塊二，用于接收存儲模塊四傳輸過來的電信號，同時將電信號傳輸給處理模塊進行處理，當存儲模塊二存儲滿時，將存儲地址指向存儲模塊一；
[0027]所述處理模塊，用于對存儲模塊一或存儲模塊二中的電信號進行處理，并將處理結果存儲至存儲模塊三中；
[0028]所述存儲模塊三，用于接收處理模塊處理的結果，并存儲。
[0029]具體的,所述存儲模塊四為直接存儲器(direct memory access,以下簡稱DMA)。
[0030]具體的，所述存儲模塊一、存儲模塊二及存儲模塊三為靜態(tài)隨機存儲器(StaticRandom Access Memory,以下簡稱 SRAM)。
[0031]本發(fā)明的有益效果是，通過優(yōu)化了梯形矯正算法，使其算法只涉及到簡單的比例運算，該運算方法簡單，快速，能夠在低端嵌入式平臺上實時完成。同時，在采集圖像時，硬件采集模塊通過DMA模塊將采集的數(shù)據(jù)存儲在內部SRAM中時，首先將數(shù)據(jù)緩存在SRAMl里，當SRAMl存儲滿時，DMA將存儲地址指向SRAM2。當SRAMl存儲滿，DMA將存儲地址指向SRAM2時，微處理器對SRAMl的圖像數(shù)據(jù)進行處理，當SRAM2存儲滿，DMA將存儲地址指向SRAMl時，微處理器對SRAM2的圖像數(shù)據(jù)進行處理，并將結果存儲在SRAM3中。因為梯形校正算法已針對嵌入式系統(tǒng)優(yōu)化過，其校正SRAMl或SRAM2中圖像數(shù)據(jù)的時間小于采集的時間，這就實現(xiàn)了同步實時地實現(xiàn)梯形校正。內存消耗空間等于SRAMl的大小+SRAM2的大小+SRAM3的大??；之前需要消耗119KB空間的圖像就順利轉換成63KB的圖像數(shù)據(jù)，消耗的最大資源是63.4KB (224* (288+2)/1024)?？梢?，本發(fā)明對內存資源的消耗比現(xiàn)有技術少一半，且有效的指紋圖像沒有損失。同時，在處理的時間上面達到實時的要求。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0032]圖1為本發(fā)明光學指紋傳感器的實時梯形失真校正系統(tǒng)實施例的系統(tǒng)結構框圖；
[0033]圖2為本發(fā)明光學指紋傳感器的實時梯形失真校正方法實施例的指紋傳感器表面矩形圖；
[0034]圖3為本發(fā)明光學指紋傳感器的實時梯形失真校正方法實施例的矩形圖校正前圖像；
[0035]圖4為本發(fā)明光學指紋傳感器的實時梯形失真校正方法實施例的矩形圖校正后圖像；
[0036]圖5為本發(fā)明光學指紋傳感器的實時梯形失真校正方法實施例的實施例存儲流程圖。

【具體實施方式】
[0037]下面結合附圖及實施例詳細描述本發(fā)明的技術方案:
[0038]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術中，數(shù)字圖像校正方法的運算量大、速度慢及空間資源消耗大不能在運算能力有限的低端嵌入式系統(tǒng)中完成實施校正梯形失真的問題，提供光學指紋傳感器的實時梯形失真校正方法，光學指紋傳感器的實時梯形失真校正方法，包括:采集指紋傳感器表面形變的矩形圖，確定頂點坐標，將頂點坐標信息數(shù)據(jù)進行存儲后，對頂點坐標信息其進行實時梯形失真校正，并將實時梯形失真校正結果進行存儲；所述將頂點坐標信息數(shù)據(jù)進行存儲包括:首先，將頂點坐標信息數(shù)據(jù)存儲至存儲模塊一，將當存儲模塊一存儲滿時，將存儲地址指向存儲模塊二，同時系統(tǒng)對存儲模塊一中的數(shù)據(jù)進行實時梯形失真校正，并將實時梯形失真校正結果存儲至存儲模塊三；其次，當存儲模塊二存儲滿時，系統(tǒng)重新將存儲地址指向存儲模塊一，同時系統(tǒng)對存儲模塊二中的數(shù)據(jù)進行實時梯形失真校正，并將實時梯形失真校正結果存儲至存儲模塊三；所述對頂點坐標信息其進行實時梯形失真校正，包括:首先，、系統(tǒng)根據(jù)梯形頂點坐標計算出中心點校正前坐標，根據(jù)目標校正圖像計算出中心點校正后坐標，根據(jù)中心點校正前坐標及校正后坐標，計算出縱軸方向壓縮及拉伸比例；其次，系統(tǒng)在斜邊上計算出任意點對應的平行點，所述平行點與任意點連接成直線后與梯形上下邊平行；然后，系統(tǒng)計算出平行點的校正前坐標及校正后坐標，并計算出橫向壓縮比例；最后，系統(tǒng)根據(jù)任意點校正前坐標、縱軸方向壓縮及拉伸比例及橫向壓縮比例，計算出任意點校正后坐標。光學指紋傳感器的實時梯形失真校正系統(tǒng)，包括圖像傳感器、硬件采集模塊、存儲模塊四、存儲模塊一、存儲模塊二、存儲模塊三及處理模塊，所述圖像傳感器通過硬件采集模塊與存儲模塊四連接，存儲模塊四分別與存儲模塊一、存儲模塊三、及存儲模塊二連接，存儲模塊一、存儲模塊三、及存儲模塊二分別與處理模塊連接；所述圖像傳感器，用于采集指紋傳感器表面矩形圖，采集到的圖像形變?yōu)樘菪螆D，并將梯形圖傳輸給硬件采集模塊；所述硬件采集模塊，用于將采集到的梯形圖轉換為電信號，傳輸給存儲模塊四；存儲模塊四，用于將電信號存儲至存儲模塊一或存儲模塊二中；存儲模塊一，用于接收存儲模塊四傳輸過來的電信號，同時將電信號傳輸給處理模塊進行處理，當存儲模塊一存儲滿時，將存儲地址指向存儲模塊二；所述存儲模塊二，用于接收存儲模塊四傳輸過來的電信號，同時將電信號傳輸給處理模塊進行處理，當存儲模塊二存儲滿時，將存儲地址指向存儲模塊一；所述處理模塊，用于對存儲模塊一或存儲模塊二中的電信號進行處理，并將處理結果存儲至存儲模塊三中；所述存儲模塊三，用于接收處理模塊處理的結果，并存儲。。通過優(yōu)化了梯形矯正算法，使其算法只涉及到簡單的比例運算，該運算方法簡單，快速，能夠在低端嵌入式平臺上實時完成。同時，在采集圖像時，硬件采集模塊通過硬件采集模塊通過DMA模塊將采集的數(shù)據(jù)存儲在內部SRAM中時，首先將數(shù)據(jù)緩存在SRAMl里，當SRAMl存儲滿時，DMA將存儲地址指向SRAM2。當SRAMl存儲滿，DMA將存儲地址指向SRAM2時，微處理器對SRAMl的圖像數(shù)據(jù)進行處理，當SRAM2存儲滿，DMA將存儲地址指向SRAMl時，微處理器對SRAM2的圖像數(shù)據(jù)進行處理，并將結果存儲在SRAM3中。因為梯形校正算法已針對嵌入式系統(tǒng)優(yōu)化過，其校正SRAMl或SRAM2中圖像數(shù)據(jù)的時間小于采集的時間，這就實現(xiàn)了同步實時地實現(xiàn)梯形校正。內存消耗空間等于SRAMl的大小+SRAM2的大小+SRAM3的大??；之前需要消耗119KB空間的圖像就順利轉換成63KB的圖像數(shù)據(jù)，消耗的最大資源是63.4KB(224*(288+2)/1024)。可見，本發(fā)明對內存資源的消耗比現(xiàn)有技術少一半，且有效的指紋圖像沒有損失。同時，在處理的時間上面達到實時的要求。
[0039]實施例
[0040]本例的光學指紋傳感器的實時梯形失真校正系統(tǒng)，包括圖像傳感器、硬件采集模塊、存儲模塊四、存儲模塊一、存儲模塊二、存儲模塊三及處理模塊，所述圖像傳感器通過硬件采集模塊與存儲模塊四連接，存儲模塊四分別與存儲模塊一、存儲模塊三、及存儲模塊二連接，存儲模塊一、存儲模塊三、及存儲模塊二分別與處理模塊連接；所述圖像傳感器，用于采集指紋傳感器表面矩形圖，采集到的圖像形變?yōu)樘菪螆D，并將梯形圖傳輸給硬件采集模塊；所述硬件采集模塊，用于將采集到的梯形圖轉換為電信號，傳輸給存儲模塊四；存儲模塊四，用于將電信號存儲至存儲模塊一或存儲模塊二中；存儲模塊一，用于接收存儲模塊四傳輸過來的電信號，同時將電信號傳輸給處理模塊進行處理，當存儲模塊一存儲滿時，將存儲地址指向存儲模塊二 ；所述存儲模塊二，用于接收存儲模塊四傳輸過來的電信號，同時將電信號傳輸給處理模塊進行處理，當存儲模塊二存儲滿時，將存儲地址指向存儲模塊一；所述處理模塊，用于對存儲模塊一或存儲模塊二中的電信號進行處理，并將處理結果存儲至存儲模塊三中；所述存儲模塊三，用于接收處理模塊處理的結果，并存儲。
[0041]具體的，所述存儲模塊四為直接存儲器DMA。所述存儲模塊一、存儲模塊二及存儲模塊三為靜態(tài)隨機存儲器SRAM。儲模塊一、存儲模塊二及存儲模塊三分別計為，SRAM1、SRAM2、SRAM3。如圖1所示，本例的光學指紋傳感器的實時梯形失真校正系統(tǒng)，包括圖像傳感器、硬件采集模塊、DMA、SRAM1、SRAM2、SRAM3及處理模塊，所述圖像傳感器通過硬件采集模塊與DMA連接，DMA分別與SRAMl、SRAM2及SRAM3連接，SRAMU SRAM2及SRAM3分別與處理模塊連接。
[0042]本例的光學指紋傳感器的實時梯形失真校正方法如下所示:
[0043]采集指紋傳感器表面形變的矩形圖，確定頂點坐標，將頂點坐標信息數(shù)據(jù)進行存儲后，對頂點坐標信息進行實時梯形失真校正，并將實時梯形失真校正結果進行存儲。
[0044]現(xiàn)有技術中，通常會對于梯形形變圖像上的任意點坐標，計算出該點在無形變圖像上對應的坐標。這種映射要求事先計算映射方程的系數(shù)，該映射方程有多個未知系數(shù)，求取該系數(shù)的運算量很大，在低端嵌入式系統(tǒng)中無法快速運算完成。為解決運算量的問題，通常都會在個人電腦上先計算出映射方程的系數(shù)，然后統(tǒng)一配置到嵌入式系統(tǒng)中。但是指紋傳感器由于在組裝的過程中并不能做到每個傳感器完全一致，對應的形變程度也會不同。一組事先計算的系數(shù)不能滿足個體傳感器的校正需求。
[0045]而本例中對頂點坐標信息進行實時梯形失真校正方法包括:
[0046]首先，在指紋傳感器表面貼矩形圖，采集圖像，搜索矩形圖的四個頂點坐標信息并存儲，確定該個體傳感器的形變大小。如圖2所示，在采集到圖像中，黑色部分為背景，白色為表面貼圖造成反光部分。原本是矩形的圖片，在采集圖中后變成白色的梯形。
[0047]在實際應用中，可以利用白色部分和黑色部分的明顯灰度變化，可求出梯形a，b，c，d四個點坐標。以a為例，求取圖像中縱向由白到黑變化最明顯的區(qū)域，可求得a的縱坐標；在a的縱坐標上，求取橫向由白到黑變化最明顯的區(qū)域，可求得a的橫坐標。其他b，C，d點得坐標算法與a點相同。所述,a, b, c, d四個點的坐標分別記為:(xa, ya), (xb, yb), (x。，yc)，(xa? yj。
[0048]然后，求0點校正前坐標。如圖3所示，可知，Aoab與Aocd是相似三角形，在已知a，b，c，d四點坐標的情況下，根據(jù)相似三角形的比例性質可易求得O點校正前坐標O (X。，y。)。根據(jù)如圖4所示的校正后圖像，可看出，O點以上，縱軸方向圖像被壓縮，O點以下，縱軸方向圖像被拉伸。橫軸方向，校正前圖像始終被壓縮。
[0049]根據(jù)目標校正后圖像，可知校正后矩形的四個頂點，a’、b’、c’、d’的坐標，可根據(jù)a’、b’、c’、d’的坐標計算出中心點坐標，即O點校正后坐標，O點校正后坐標計為O’ (x0,,y。,)，經(jīng)比例計算，可以求得縱軸方向上下部分的壓縮比例。
[0050]求任意點q的校正后坐標，q點校正點為q’坐標計為q’ (xq>, yq>)，包括以下幾個步驟:
[0051]首先，求出q點校正后縱坐標；
[0052]具體的，在求得O’ (x0>, y。,)坐標后，根據(jù)0(x。，y。)及O’(x。,，y。,)也就確定了縱軸方向上下部分的壓縮比例。q’的縱坐標y,，即可根據(jù)q的縱坐標y,、O點的縱坐標y。以及O’縱坐標y。，，經(jīng)比例計算求得。
[0053]其次，求q點校正后橫坐標；
[0054]具體的,如圖3所示,在梯形斜邊上找出任意點q點對應的平行點P點，P點坐標計為(xp，Yp)，所述平行點與任意點連接成直線后與梯形上下邊平行，即將P點及q點連接后直線Pq與ab及Cd邊平行，即P點縱坐標與q點縱坐標相同。
[0055]同時,P點縱坐標與q點縱坐標相同，表明P點校正點P’和q點校正點q’在縱坐標方向的壓縮比例是相同的，即P’點縱坐標與q’點縱坐標也相同，所述P’點縱坐標計為yP，yP，=yq，。具體的，如圖4所示,P點的校正點P’，及q點校正點q’連接后直線P’q’與a’ b’及c’ d’邊平行。
[0056]根據(jù)p’點縱坐標及目標校正圖像的a’ c’邊，可求得P’點橫坐標xp,。綜上所述，P’點坐標由計算得出，為P’(Xp,, yp,)。
[0057]校正前圖形中，如圖3所示，Acpn與Λ cam為相似三角形，已知c點，a點坐標，可求得P點坐標(xa、yp)。
[0058]根據(jù)q點坐標,P點坐標,P’點坐標以及計算出的q’點縱坐標,根據(jù)P點橫軸方向的拉伸比例關系可求得q’點橫坐標，即q點校正后的橫坐標。
[0059]可以看出，對任意q點映射坐標的計算只涉及簡單的比例運算。該運算可在低端嵌入式平臺上實時完成。同時，能夠根據(jù)傳感器的差異，判斷傳感器形變程度。
[0060]現(xiàn)有技術中，通常微處理器將傳感器的圖像數(shù)據(jù)采集并存儲在內部SRAM中，待采集完畢后對有形變的圖像做梯形形變校正。這樣必須在采集當前一幀圖像數(shù)據(jù)完后，要等待微處理器校正有形變的圖像完成后，才能采集下一幀圖像數(shù)據(jù)，無法做到實時地梯形校正。同時，在梯形校正前的有效指紋圖像(寬:404高:304)大小是119KB(404*304/1024KB)，而校正后的指紋圖像(寬:224高:288)大小是63KB，這個過程消耗的最大空間是119KB。若單片機的資源不足以提供119KB的空間，那么就要將有效指紋圖像的面積縮小，來滿足系統(tǒng)運行。但是會一定程度影響指紋的識別效果。
[0061]而本例的對頂點坐標信息數(shù)據(jù)進行存儲的方法，包括:
[0062]首先，將頂點坐標信息數(shù)據(jù)存儲至SRAMlJfi SRAMl存儲滿時，將存儲地址指向SRAM2，同時系統(tǒng)對SRAMl中的數(shù)據(jù)進行實時梯形失真校正，并將實時梯形失真校正結果存儲至SRAM3 ；
[0063]其次，當SRAM2存儲滿時，系統(tǒng)重新將存儲地址指向SRAMl，同時系統(tǒng)對SRAM2中的數(shù)據(jù)進行實時梯形失真校正，并將實時梯形失真校正結果存儲至SRAM3 ；
[0064]步驟3、當SRAM2存儲滿時，系統(tǒng)重新將存儲地址指向SRAM1，同時系統(tǒng)對SRAM2中的數(shù)據(jù)進行實時梯形失真校正，并將實時梯形失真校正結果存儲至SRAM3。具體的，如圖5所示，硬件采集模塊通過DMA模塊將采集的數(shù)據(jù)存儲在內部SRAM中。先將數(shù)據(jù)緩存在SRAMl里，當SRAMl存儲滿時，DMA將存儲地址指向SRAM2，如圖5中的BI ;當SRAM2存儲滿時，DMA將存儲地址指向SRAMl，如圖5中的Al。當SRAMl存儲滿，DMA將存儲地址指向SRAM2時，微處理器對SRAMl的圖像數(shù)據(jù)進行處理，如圖5中的B2，將結果存儲在SRAM3中；當SRAM2存儲滿，DMA將存儲地址指向SRAMl時，微處理器對SRAM2的圖像數(shù)據(jù)進行處理，如圖5中的A2，將結果存儲在SRAM3中；因為梯形校正算法已針對嵌入式系統(tǒng)優(yōu)化過，其校正SRAM1/2中圖像數(shù)據(jù)的時間小于采集的時間，這就實現(xiàn)了同步實時地實現(xiàn)梯形校正。內存消耗空間等于SRAMl的大小+SRAM2的大小+SRAM3的大小；之前需要消耗119KB空間的圖像就順利轉換成63KB的圖像數(shù)據(jù)，消耗的最大資源是63.4KB(224*(288+2)/1024)?？梢姡景l(fā)明對內存資源的消耗比現(xiàn)有技術少一半，且有效的指紋圖像沒有損失。同時，在處理的時間上面達到實時及快速的要求。
[0065]綜上所述，通過優(yōu)化了梯形矯正算法，使其算法只涉及到簡單的比例運算，該運算方法簡單，快速，能夠在低端嵌入式平臺上實時完成，且能夠根據(jù)個體傳感器的差異，判斷傳感器形變程度。同時，在采集圖像時，硬件采集模塊通過硬件采集模塊通過DMA模塊將采集的數(shù)據(jù)存儲在內部SRAM中時，首先將數(shù)據(jù)緩存在SRAMl里，當SRAMl存儲滿時，DMA將存儲地址指向SRAM2。當SRAMl存儲滿，DMA將存儲地址指向SRAM2時，微處理器對SRAMl的圖像數(shù)據(jù)進行處理，當SRAM2存儲滿，DMA將存儲地址指向SRAMl時，微處理器對SRAM2的圖像數(shù)據(jù)進行處理，并將結果存儲在SRAM3中。因為梯形校正算法已針對嵌入式系統(tǒng)優(yōu)化過，其校正SRAMl或SRAM2中圖像數(shù)據(jù)的時間小于采集的時間，這就實現(xiàn)了同步實時地實現(xiàn)梯形校正。內存消耗空間等于SRAMl的大小+SRAM2的大小+SRAM3的大??；之前需要消耗119KB空間的圖像就順利轉換成63KB的圖像數(shù)據(jù)，消耗的最大資源是63.4KB (224* (288+2)/1024)?？梢姡景l(fā)明對內存資源的消耗比現(xiàn)有技術少一半，且有效的指紋圖像沒有損失。同時，在處理的時間上面達到實時及快速的要求。
【權利要求】
1.光學指紋傳感器的實時梯形失真校正方法，其特征在于，包括:采集指紋傳感器表面的矩形圖，采集到的圖像形變?yōu)樘菪?，確定梯形頂點坐標，將梯形頂點坐標信息數(shù)據(jù)進行存儲后，對梯形頂點坐標信息其進行實時梯形失真校正，并將實時梯形失真校正結果進行存儲； 所述將梯形頂點坐標信息數(shù)據(jù)進行存儲，包括以下幾個步驟: 步驟11、首先將頂點坐標信息數(shù)據(jù)存儲至存儲模塊一，將當存儲模塊一存儲滿時，將存儲地址指向存儲模塊二，同時系統(tǒng)對存儲模塊一中的數(shù)據(jù)進行實時梯形失真校正，并將實時梯形失真校正結果存儲至存儲模塊三； 步驟12、當存儲模塊二存儲滿時，系統(tǒng)重新將存儲地址指向存儲模塊一，同時系統(tǒng)對存儲模塊二中的數(shù)據(jù)進行實時梯形失真校正，并將實時梯形失真校正結果存儲至存儲模塊三 所述對梯形頂點坐標信息其進行實時梯形失真校正，包括以下幾個步驟: 步驟21、系統(tǒng)根據(jù)梯形頂點坐標計算出中心點校正前坐標，根據(jù)目標校正圖像計算出中心點校正后坐標，根據(jù)中心點校正前坐標及校正后坐標，計算出縱軸方向壓縮及拉伸比例； 步驟22、系統(tǒng)在斜邊上計算出任意點對應的平行點，所述平行點與任意點連接成直線后與梯形上下邊平行； 步驟23、系統(tǒng)計算出平行點的校正前坐標及校正后坐標，并根據(jù)平行點的校正前坐標及校正后坐標，計算出橫向壓縮比例； 步驟24、系統(tǒng)根據(jù)任意點校正前坐標、縱軸方向壓縮及拉伸比例及橫向壓縮比例，計算出任意點校正后坐標。
2.根據(jù)權利要求1所述的光學指紋傳感器的實時梯形失真校正方法，其特征在于，所述存儲模塊一、存儲模塊二及存儲模塊三為靜態(tài)隨機存儲器。
3.根據(jù)權利要求1所述的光學指紋傳感器的實時梯形失真校正方法，其特征在于，所述步驟11，系統(tǒng)對存儲模塊一中的數(shù)據(jù)進行實時梯形失真校正的時間小于存儲模塊二存儲滿的時間。
4.根據(jù)權利要求1所述的光學指紋傳感器的實時梯形失真校正方法，其特征在于，所述步驟12，系統(tǒng)對存儲模塊二中的數(shù)據(jù)進行實時梯形失真校正的時間小于存儲模塊一存儲滿的時間。
5.根據(jù)權利要求1所述的光學指紋傳感器的實時梯形失真校正方法，其特征在于，所述步驟21中，系統(tǒng)根據(jù)頂點坐標利用相似三角形方法，計算出中心點校正前坐標。
6.光學指紋傳感器的實時梯形失真校正系統(tǒng)，其特征在于，包括圖像傳感器、硬件采集模塊、存儲模塊四、存儲模塊一、存儲模塊二、存儲模塊三及處理模塊，所述圖像傳感器通過硬件采集模塊與存儲模塊四連接，存儲模塊四分別與存儲模塊一、存儲模塊三、及存儲模塊二連接，存儲模塊一、存儲模塊三、及存儲模塊二分別與處理模塊連接； 所述圖像傳感器，用于采集指紋傳感器表面矩形圖，采集到的圖像形變?yōu)樘菪螆D，并將梯形圖傳輸給硬件采集模塊； 所述硬件采集模塊，用于將采集到的梯形圖轉換為電信號，傳輸給存儲模塊四； 存儲模塊四，用于將電信號存儲至存儲模塊一或存儲模塊二中；存儲模塊一，用于接收存儲模塊四傳輸過來的電信號，同時將電信號傳輸給處理模塊進行處理，當存儲模塊一存儲滿時，將存儲地址指向存儲模塊二 ； 所述存儲模塊二，用于接收存儲模塊四傳輸過來的電信號，同時將電信號傳輸給處理模塊進行處理，當存儲模塊二存儲滿時，將存儲地址指向存儲模塊一； 所述處理模塊，用于對存儲模塊一或存儲模塊二中的電信號進行處理，并將處理結果存儲至存儲模塊三中； 所述存儲模塊三，用于接收處理模塊處理的結果，并存儲。
7.根據(jù)權利要求6所述的光學指紋傳感器的實時梯形失真校正系統(tǒng)，其特征在于，所述存儲模塊四為直接存儲器。
8.根據(jù)權利要求6所述的光學指紋傳感器的實時梯形失真校正系統(tǒng)，其特征在于，所述存儲模塊一、存儲模 塊二及存儲模塊三為靜態(tài)隨機存儲器。
【文檔編號】H04N5/374GK104077586SQ201410281058
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年6月20日 優(yōu)先權日:2014年6月20日
【發(fā)明者】賈舒, 楊逸 申請人:深圳百佳安生物識別技術有限公司