TW201624348A - 指紋識別系統及指紋識別方法及電子設備 - Google Patents

Abstract

在本發明揭露的指紋識別系統中，指紋感測器採集使用者滑動輸入的多訊框指紋圖像，判斷單元判斷目前訊框指紋圖像與前一訊框指紋圖像是否有重疊區域，若是，判斷單元將目前訊框指紋圖像的重疊區域去掉並將目前訊框指紋圖像與前一訊框指紋圖像疊加形成疊加指紋圖像，判斷單元完成多訊框指紋圖像的判斷並得到範本指紋圖像，處理單元保存範本指紋圖像的特徵點。指紋感測器還採集使用者按壓輸入的待識別指紋圖像，處理單元判斷待識別指紋圖像的特徵點與範本指紋圖像的特徵點是否匹配。上述指紋識別系統，在建立範本指紋庫時，採集使用者滑動輸入的指紋及後續匹配時採集使用者按壓輸入的指紋，因此，輸入及識別效率相對現有的方法高很多。本發明還揭露指紋識別方法及電子設備。

Description

指紋識別系統及指紋識別方法及電子設備

本發明涉及於指紋識別領域，更具體而言，涉及一種指紋識別系統、一種指紋識別方法及一種電子設備。

現在的面積式指紋感測器都是採用按壓式輸入方法，輸入的時候，將手指按壓在指紋感測器上面，一次性捕捉到按壓部分的指紋資訊，不需移動手指，但是由於指紋掃描模組面積有限，每一次按壓所檢測到指紋的面積比較小，一般需要進行多次輸入才能採集到較為完整的指紋資訊。

同時，因為結構的限制，或者是為了更為美觀，現在指紋感測器的指紋掃描模組向著越來越小的方向發展，在輸入指紋時，每次按壓所能獲取的指紋資訊也越來越少，必須通過多次按壓輸入以確保採集到足夠的特徵點，才能進行後期的匹配，這樣導致了指紋庫的輸入過程非常繁瑣，也非常耗時。

本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本發明需要提供一種指紋識別系統及識別方法及一種電子設備。

一種指紋識別系統，包括指紋感測器、判斷單元及處理單元；

該指紋感測器用於採集使用者滑動輸入的多訊框指紋圖像；

該判斷單元用於判斷該多訊框指紋圖像中目前訊框指紋圖像與前一訊框指紋圖像是否有第一重疊區域；

若是，該判斷單元還用於將在該目前訊框指紋圖像中的該第一重疊區域去掉並將去掉該第一重疊區域後的該目前訊框指紋圖像與該前一訊框指紋圖像像疊加形成疊加指紋圖像；

或該判斷單元用於將在該前一訊框指紋圖像中的該第一重疊區域去掉並將去掉該第一重疊區域後的該前一訊框指紋圖像與該目前訊框指紋圖像疊加形成該疊加指紋圖像；

該判斷單元還用於判斷後一訊框指紋圖像與該疊加指紋圖像是否有第二重疊區域，直至完成該多訊框指紋圖像的判斷並得到一幅範本指紋圖像；

若否，該指紋感測器用於重新採集使用者滑動輸入的該多訊框指紋圖像；

該處理單元用於提取並保存該幅範本指紋圖像的特徵點；

該指紋感測器還用於採集使用者按壓輸入的待識別指紋圖像，該處理單元用於提取該待識別指紋圖像的特徵點並判斷該待識別指紋圖像的特徵點與該幅範本指紋圖像的特徵點是否匹配；

若是，該處理單元用於識別該待識別指紋圖像為匹配指紋圖像，若否，該處理單元用於識別該待識別指紋圖像為非匹配指紋圖像。

上述指紋識別系統，在建立範本指紋庫的時候，利用指紋感測器採集使用者滑動輸入的多訊框指紋圖像，判斷單元利用圖像拼接技術將滑動採集的圖像拼接在一起。因此，每次滑動輸入採集到的資訊量比現有方法的按壓式輸入採集到的資訊量大很多，輸入效率相對現有的方法高很多，只需要手指例如左側、中間及右側分別進行一次採集就可以完成輸入過程，輸入方便，避免了繁瑣的操作，提高了使用者體驗，在後續匹配過程中，使用者手指按壓在指紋感測器上，此時指紋感測器會採集按壓部分的指紋，處理單元並能夠將該指紋與資料庫進行判斷比對，也許使用者在登記指紋時是很常規的角度，在匹配時依然能夠在各種角度成功識別。

在一個實施方式中，該處理單元用於對該幅範本指紋圖像進行圖像濾波處理、二元化處理及細化處理後提取該幅範本指紋圖像的該特徵點。

在一個實施方式中，該前一訊框指紋圖像包括前一訊框圖像部分，該目前訊框指紋圖像包括多個目前訊框圖像部分，該判斷單元用於計算該前一訊框圖像部分的第一灰階分別與該多個目前訊框圖像部分的多個第二灰階的灰階差以得到多個灰階差，並比較該多個灰階差；

若其中一個第二灰階與該第一灰階的灰階差為該多個灰階差中的最小值且最小值的該灰階差小於臨界值，則該判斷單元用於判斷該其中一個第二灰階所對應的其中一個目前訊框圖像部分為該第一重疊區域。

在一個實施方式中，該前一訊框指紋圖像包括前一訊框圖像部分，該目前訊框指紋圖像包括多個目前訊框圖像部分組合，每個目前訊框圖像部分組合包括第一目前訊框圖像部分、第二目前訊框圖像部分及第三目前訊框圖像部分；

該判斷單元用於計算該前一訊框圖像部分的第一灰階分別與在同一個目前訊框圖像部分組合中的第一目前訊框圖像部分的第一灰階、第二目前訊框圖像部分的第二灰階及第三目前訊框圖像部分的第三灰階的灰階差以分別對應得到第一灰階差、第二灰階差及第三灰階差，計算該第一灰階差、該第二灰階差及該第三灰階差的灰階和值以得到多個灰階和值，比較該多個灰階和值；

若其中一個目前訊框圖像部分組合對應的灰階和值為該多個灰階和值中的最小值，則該判斷單元用於比較該其中一個目前訊框圖像部分組合對應的第一灰階差、第二灰階差及第三灰階差；

若得到最小值的其中一個灰階差且最小值的該其中一個灰階差小於臨界值，則該判斷單元用於判斷最小值的該其中一個灰階差對應的目前訊框圖像部分為該第一重疊區域。

一種指紋識別方法，包括步驟：

S1：指紋感測器採集使用者滑動輸入的多訊框指紋圖像；

S2：判斷單元判斷該多訊框指紋圖像中目前訊框指紋圖像與前一訊框指紋圖像是否有第一重疊區域，若是則進入步驟S3，若否則返回步驟S1；

S3：該判斷單元將在該目前訊框指紋圖像中的該第一重疊區域去掉並將去掉該第一重疊區域後的該目前訊框指紋圖像與該前一訊框指紋圖像疊加形成疊加指紋圖像，或該判斷單元將在該前一訊框指紋圖像中的該第一重疊區域去掉並將去掉該第一重疊區域後的該前一訊框指紋圖像與該目前訊框指紋圖像疊加形成該疊加指紋圖像；

S4：該判斷單元判斷後一訊框指紋圖像與該疊加指紋圖像是否有第二重疊區域，直至完成該多訊框指紋圖像的判斷並得到一幅範本指紋圖像；

S5：處理單元提取並保存該幅範本指紋圖像的特徵點；

S6：該指紋感測器採集使用者按壓輸入的待識別指紋圖像；

S7：該處理單元提取該待識別指紋圖像的特徵點並判斷該待識別指紋圖像的特徵點與該幅範本指紋圖像的特徵點是否匹配，若是則進入步驟S8，若否則進入步驟S9；

S8：該處理單元識別該待識別指紋圖像為匹配指紋圖像；

S9：該處理單元識別該待識別指紋圖像為非匹配指紋圖像。

在一個實施方式中，在步驟S5中，該處理單元對該幅範本指紋圖像進行圖像濾波處理、二元化處理及細化處理後提取該幅範本指紋圖像的該特徵點。

在一個實施方式中，在步驟S2中，該前一訊框指紋圖像包括前一訊框圖像部分，該目前訊框指紋圖像包括多個目前訊框圖像部分，該判斷單元計算該前一訊框圖像部分的第一灰階分別與該多個目前訊框圖像部分的多個第二灰階的灰階差以得到多個灰階差，並比較該多個灰階差；

若其中一個第二灰階與該第一灰階的灰階差為該多個灰階差中的最小值且最小值的該灰階差小於臨界值，則該判斷單元判斷該其中一個第二灰階所對應的其中一個目前訊框圖像部分為該第一重疊區域。

在一個實施方式中，在步驟S2中，該前一訊框指紋圖像包括前一訊框圖像部分，該目前訊框指紋圖像包括多個目前訊框圖像部分組合，每個目前訊框圖像部分組合包括第一目前訊框圖像部分、第二目前訊框圖像部分及第三目前訊框圖像部分；

該判斷單元計算該前一訊框圖像部分的第一灰階分別與在同一個目前訊框圖像部分組合中的第一目前訊框圖像部分的第一灰階、第二目前訊框圖像部分的第二灰階及第三目前訊框圖像部分的第三灰階以分別對應得到第一灰階差、第二灰階差及第三灰階差，計算該第一灰階差、該第二灰階差及該第三灰階差的灰階和值以得到多個灰階和值，比較該多個灰階和值；

若其中一個目前訊框圖像部分組合對應的灰階和值為該多個灰階和值中的最小值，則該判斷單元比較該其中一個目前訊框圖像部分組合對應的第一灰階差、第二灰階差及第三灰階差；

若得到最小值的灰階差且最小值的該灰階差小於臨界值，則該判斷單元判斷最小值的該灰階差對應的目前訊框圖像部分為該第一重疊區域。

一種電子設備，包括指紋識別系統，該指紋識別系統包括指紋感測器、判斷單元及處理單元；

該指紋感測器用於採集使用者滑動輸入的多訊框指紋圖像；

該判斷單元用於判斷該多訊框指紋圖像中目前訊框指紋圖像與前一訊框指紋圖像是否有第一重疊區域；

若是，該判斷單元還用於將在該目前訊框指紋圖像中的該第一重疊區域去掉並將去掉該第一重疊區域後的該目前訊框指紋圖像與該前一訊框指紋圖像疊加形成疊加指紋圖像；

或該判斷單元用於將在該前一訊框指紋圖像中的該第一重疊區域去掉並將去掉該第一重疊區域後的該前一訊框指紋圖像與該目前訊框指紋圖像疊加形成該疊加指紋圖像；

該判斷單元還用於判斷後一訊框指紋圖像與該疊加指紋圖像是否有第二重疊區域直至完成該多訊框指紋圖像的判斷並得到一幅範本指紋圖像；

該處理單元用於提取並保存該幅範本指紋圖像的特徵點；

若否，該指紋感測器用於重新採集使用者滑動輸入的該多訊框指紋圖像；

該指紋感測器還用於採集使用者按壓輸入的待識別指紋圖像；

該處理單元用於提取該待識別指紋圖像的特徵點並判斷該待識別指紋圖像的特徵點與該幅範本指紋圖像的特徵點是否匹配；

若是，該處理單元用於識別該待識別指紋圖像為匹配指紋圖像，若否，該處理單元用於識別該待識別指紋圖像為非匹配指紋圖像。

本發明的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐瞭解到。

10‧‧‧紋識別系統

20‧‧‧電子設備

100‧‧‧手指

102、202‧‧‧指紋感測器

104‧‧‧判斷單元

106‧‧‧處理單元

A、P、Q‧‧‧訊框圖像部分

B‧‧‧目前訊框圖像部分組合

I、O‧‧‧訊框指紋圖像

本發明的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施方式的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

第1圖是較佳實施方式的指紋識別系統的模組示意圖。

第2圖是使用者在指紋感測器上輸入手指指紋的示意圖。

第3圖是使用者在指紋感測器上輸入手指不同位置指紋的示意圖。

第4圖是本發明較佳實施方式的指紋識別系統的原理示意圖。

第5圖是本發明較佳實施方式的指紋識別系統的另一原理示意圖。

第6圖是本發明較佳實施方式的指紋識別方法的流程示意圖。

第7圖是本發明較佳實施方式的電子設備的結構示意圖。

下面詳細描述本發明的實施方式，該實施方式的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施方式是示例性的，僅用於解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。

在本發明的描述中，需要理解的是，術語“第一”、“第二”僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特徵的數量。由此，限定有“第一”、“第二”的特徵可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特徵。在本發明的描述中，“多個”的含義是兩個或兩個以上，除非另有明確具體的限定。

在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接或可以相互通訊；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關係。對於本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

下文的揭露提供了許多不同的實施方式或例子用來實現本發明的不同結構。為了簡化本發明的揭露，下文中對特定例子的組件和設定進行描述。當然，它們僅僅為示例，並且目的不在於限制本發明。此外，本發明可以在不同例子中重複參考數位和/或參考字母，這種重複是為了簡化和清楚的目的，其本身不指示所討論各種實施方式和/或設定之間的關係。此外，本發明提供了的各種特定的製程和材料的例子，但是本領域普通技術人員可以意識到其他製程的應用和/或其他材料的使用。

請參閱第1圖，本發明較佳實施方式的紋識別系統10包括指紋感測器102、判斷單元104及處理單元106。

該指紋感測器102用於採集使用者滑動輸入的多訊框指紋圖像。該指紋感測器102例如可採用面狀電容式指紋感測器，尺寸約4*8mm，508dpi，解析度為80*160。該多訊框指紋圖像通過滑動式輸入方式由使用者輸入，請參第2圖，如使用者將手指100滑動經過指紋感測器102的檢測面板，指紋感測器102便能一次可以採集到很多訊框手指的滑動指紋圖像序列。

該判斷單元104用於判斷該多訊框指紋圖像中目前訊框指紋圖像與前一訊框指紋圖像是否有第一重疊區域，若是，該判斷單元102還用於將在該目前訊框指紋圖像中的該第一重疊區域去掉並將去掉該第一重疊區域後的該目前訊框指紋圖像與該前一訊框指紋圖像疊加形成疊加指紋圖像，若否，該指紋感測器102用於重新採集使用者滑動輸入的該多訊框指紋圖像，該判斷單元104還用於判斷後一訊框指紋圖像與該疊加指紋圖像是否有第二重疊區域，直至完成該多訊框指紋圖像的判斷並得到一幅範本指紋圖像。

在其它實施方式中，該判斷單元104還可用於將在該前一訊框指紋圖像中的該第一重疊區域去掉並將去掉該第一重疊區域後的該前一訊框指紋圖像與該目前訊框指紋圖像疊加形成疊加指紋圖像。 由於指紋感測器102面積小，指紋面積大，在採集指紋時，指紋感測器102會採集到一訊框一訊框的指紋圖像，當相鄰兩訊框指紋圖像具有一部分相同的區域，判斷單元104就可以將他們拼接在一起成為另一訊框指紋圖像。所以，請參第3圖，使用者將手指100左側，中間及右側分別在指紋感測器102的檢測面板進行滑動輸入，在每一次滑動輸入時，判斷單元104可將指紋感測器102採集到使用者滑動輸入的多訊框指紋圖像拼接為一幅的範本指紋圖像，後將三幅的範本指紋圖像拼接可以得到手指的整個範本指紋圖像。

具體地，在本實施方式中，該前一訊框指紋圖像包括前一訊框圖像部分，該目前訊框指紋圖像包括多個目前訊框圖像部分組合，每個目前訊框圖像部分組合包括第一目前訊框圖像部分、第二目前訊框圖像部分及第三目前訊框圖像部分。

該判斷單元104用於計算該前一訊框圖像部分的第一灰階分別與在同一個目前訊框圖像部分組合中的第一目前訊框圖像部分的第一灰階、第二目前訊框圖像部分的第二灰階及第三目前訊框圖像部分的第三灰階的灰階差以分別對應得到第一灰階差、第二灰階差及第三灰階差，計算該第一灰階差、該第二灰階差及該第三灰階差的灰階和值以得到多個灰階和值，比較該多個灰階和值。

若其中一個目前訊框圖像部分組合對應的灰階和值為該多個灰階和值中的最小值，則該判斷單元104用於比較該其中一個目前訊框圖像部分組合對應的第一灰階差、第二灰階差及第三灰階差。

若得到最小值的其中一個灰階差且最小值的該其中一個灰階差小於臨界值，則該判斷單元104用於判斷最小值的該其中一個灰階差對應的目前訊框圖像部分為該第一重疊區域。若不存在小於臨界值的情況，則判斷單元104提示使用者重新滑動輸入指紋圖像。

例如，請結合第4圖，該前一訊框指紋圖像I1（解析度為8*128）包括前一訊框圖像部分A1（解析度為2*80），該目前訊框指紋圖像I2（解析度為8*128）包括7個目前訊框圖像部分組合B1~B7（每個目前訊框圖像部分組合Bn的解析度為2*82，n=1、2、…、7）。

前一訊框圖像部分A1位於前一訊框指紋圖像I1最後兩行的中間位置，即前一訊框圖像部分A1為前一訊框指紋圖像I1的第7至第8行的第25至第104列的圖像部分。

每個目前訊框圖像部分組合Bn包括第一目前訊框圖像部分Bn1、第二目前訊框圖像部分Bn2及第三目前訊框圖像部分Bn3。第一目前訊框圖像部分Bn1的解析度、第二目前訊框圖像部分Bn2的解析度及第三目前訊框圖像部分Bn3的解析度均為2*80，第二目前訊框圖像部分Bn2位於目前訊框圖像部分組合Bn的中間，且位於目前訊框指紋圖像I2沿解析度行方向的中間，即第二目前訊框圖像部分Bn2的最左側距目前訊框指紋圖像I2的最左側之間的解析度列數與第二目前訊框圖像部分Bn2的最右側距目前訊框指紋圖像I2的最右側之間的解析度列數相等。第一目前訊框圖像部分Bn1沿解析度的行方向從第二目前訊框圖像部分Bn2左偏移1列，第三目前訊框圖像部分Bn3沿解析度的行方向從第二目前訊框圖像部分Bn2右偏移1列。如此取偏移的圖像部分，是將使用者手指100滑動輸入指紋過程中有向左及/或向右轉動的因素考慮進去，使得指紋拼接的精度更高。

例如，對於目前訊框圖像部分組合B1，目前訊框圖像部分組合B1包括第一目前訊框圖像部分B11、第二目前訊框圖像部分B12及第三目前訊框圖像部分B13，第一目前訊框圖像部分B11為目前訊框參考指紋圖像I2的第1至第2行的第24至第103列的圖像部分，第二目前訊框圖像部分B12為第1至第2行的第25至第104列的圖像部分，第三目前訊框圖像部分B13為第1至第2行的第26至第105列的圖像部分。

對於目前訊框圖像部分組合B2，目前訊框圖像部分組合B2包括第一目前訊框圖像部分B21、第二目前訊框圖像部分B22及第三目前訊框圖像部分B23，第一目前訊框圖像部分B21為第2至第3行的第24至第103列的圖像部分，第二目前訊框圖像部分B22為第2至第3行的第25至第104列的圖像部分，第三目前訊框圖像部分B23為第2至第3行的第26至第105列的圖像部分。其它目前訊框圖像部分組合依此類推。

該判斷單元104用於計算該前一訊框圖像部分A1的第一灰階G1分別與在同一個目前訊框圖像部分組合Bn中的第一目前訊框圖像部分Bn1的第一灰階Gn1、第二目前訊框圖像部分Bn2的第二灰階Gn2及第三目前訊框圖像部分Bn3的第三灰階Gn3的灰階差以分別對應得到第一灰階差Dn1、第二灰階差Dn2及第三灰階差Dn3，計算該第一灰階差Dn1、該第二灰階差Dn2及該第三灰階差Dn3的灰階和值以得到多個灰階和值Sn，比較該多個灰階和值Sn。

若其中一個目前訊框圖像部分組合Bn對應的灰階和值Sn為該多個灰階和值中的最小值，則該判斷單元104用於比較該其中一個目前訊框圖像部分組合Bn對應的第一灰階差Dn1、第二灰階差Dn2及第三灰階差Dn3。

若得到最小值的灰階差min_Dni，i=1，2，3且最小值的該灰階差min_Dni小於臨界值，則該判斷單元104用於判斷最小值的該灰階差min_Dni對應的目前訊框圖像部分Bni為該第一重疊區域。

具體地，判斷單元104計算第一灰階G1與目前訊框圖像部分組合B1中的第一目前訊框圖像部分B11的第一灰階G11、第二目前訊框圖像部分B12的第二灰階G12及第三目前訊框圖像部分B13的第三灰階G13的灰階差，得到第一灰階差D11、第二灰階差D12及第三灰階差D13，並計算第一灰階差D11、第二灰階差D12及第三灰階差D13的灰階和值S1。類似地，判斷單元104計算得到目前訊框圖像部分組合B2對應的灰階和值S2、目前訊框圖像部分組合B3對應的灰階和值S3、目前訊框圖像部分組合B4對應的灰階和值S4、目前訊框圖像部分組合B5對應的灰階和值S5、目前訊框圖像部分組合B6對應的灰階和值S6及目前訊框圖像部分組合B7對應的灰階和值S7。

判斷單元104比較7個灰階和值S1、S2、…、S7，若目前訊框圖像部分組合B1對應的灰階和值S1為該7個灰階和值中的最小值，判斷單元104比較目前訊框圖像部分組合B1對應的第一灰階差D11、第二灰階差D12及第三灰階差D13。

若得到第二灰階差D12為最小值且最小值的第二灰階差D12小於臨界值，則判斷單元104判斷最小值的第二灰階差D12對應的第二目前訊框圖像部分B12為第一重疊區域。

判斷單元104將在目前訊框指紋圖像I2中的該第一重疊區域B12去掉後,將去掉第一重疊區域B12的目前訊框參考指紋圖像I2拼接到前一訊框參考指紋圖像I1中，使前一訊框參考指紋圖像I1中的前一訊框圖像部分A1位於去掉該第一重疊區域B12的位置，進而得到一幅疊加指紋圖像。判斷單元104完成剩下的多訊框指紋圖像的判斷並最終得到一幅完整的範本指紋圖像。

處理單元106用於提取並保存該幅範本指紋圖像的特徵點。處理單元106以此建立指紋庫，在後續匹配時作為指紋範本使用。

在後續匹配時，指紋感測器102還用於採集使用者按壓輸入的待識別指紋圖像。該處理單元106用於判斷該待識別指紋圖像的特徵點與該幅範本指紋圖像的特徵點是否匹配，若是，該處理單元106用於識別該待識別指紋圖像為匹配指紋圖像，若否，該處理單元106用於識別該待識別指紋圖像為非匹配指紋圖像。處理單元106對指紋感測器採集到由使用者按壓輸入的待識別指紋圖像經過濾波、二元化、細化等處理，提取特徵點資訊，與指紋庫範本資訊進行匹配。當採集的待識別指紋圖像的特徵點與範本指紋圖像的特徵點相匹配就可以匹配成功。

上述指紋識別系統10，在建立範本指紋庫的時候，利用指紋感測器102採集使用者滑動輸入的多訊框指紋圖像，判斷單元104利用圖像拼接技術將滑動採集的圖像拼接在一起。因此，每次滑動輸入採集到的資訊量比現有方法的按壓式輸入採集到的資訊量大很多，輸入效率相對現有的方法高很多，只需要手指例如左側、中間及右側分別進行一次採集就可以完成輸入過程，輸入方便，避免了繁瑣的操作，提高了使用者體驗。可以理解，使用者是在指紋識別系統10通過使用者介面，如通過顯示在顯示幕上的使用者介面提示使用者進行手指100相應位置指紋的滑動輸入，例如手指100左側的指紋輸入。在該手指100左側的指紋輸入成功後，使用者繼續在指紋識別系統的提示下完成手指100中間及右側的指紋輸入。

使用者在後續匹配的時候，不需要滑動輸入，也不需要進行拼接，只需按壓指紋感測器102的檢測面板採集指紋，在後續匹配過程中，使用者手指按壓在指紋感測器102上，此時指紋感測器102會採集按壓部分的指紋，處理單元106並能夠將該指紋與資料庫進行判斷比對，也許使用者在登記指紋時是很常規的角度，在匹配時依然能夠在各種角度成功識別。

本發明另一實施方式提供了一種指紋識別系統。本實施方式的指紋識別系統與上一實施方式的指紋識別系統基本相同，其不同之處在於，本實施方式的指紋識別系統中，前一訊框指紋圖像包括前一訊框圖像部分，目前訊框指紋圖像包括多個目前訊框圖像部分，該判斷單元用於計算該前一訊框圖像部分的第一灰階分別與該多個目前訊框圖像部分的多個第二灰階的灰階差以得到多個灰階差，並比較該多個灰階差。

若其中一個第二灰階與該第一灰階的灰階差為該多個灰階差中的最小值且最小值的該灰階差小於臨界值，則該判斷單元用於判斷該其中一個第二灰階所對應的其中一個目前訊框圖像部分為第一重疊區域。若不存在小於臨界值的情況，則判斷單元提示使用者重新滑動輸入指紋圖像。

例如，請結合第5圖，該前一訊框指紋圖像O1（解析度為8*128）包括前一訊框圖像部分P1（解析度為2*80），該目前訊框指紋圖像O2（解析度為8*128）包括7個目前訊框圖像部分Qn（n=1、2、…、7）。

前一訊框圖像部分P1位於前一訊框指紋圖像O1最後兩行的中間位置，即前一訊框圖像部分P1為前一訊框指紋圖像O1的第7至第8行的第25至第104列的圖像部分。

目前訊框圖像部分Qn位於目前訊框指紋圖像O2沿解析度行方向的中間，即目前訊框圖像部分Qn的最左側距目前訊框指紋圖像O2的最左側之間的解析度列數與目前訊框圖像部分Qn的最右側距目前訊框指紋圖像O2的最右側之間的解析度列數相等。

例如，對於目前訊框圖像部分Q1，目前訊框圖像部分Q1為目前訊框指紋圖像O2的第1至第2行的第25至第104列的圖像部分。

對於目前訊框圖像部分Q2，目前訊框圖像部分Q2為目前訊框指紋圖像O2的第2至第3行的第25至第104列的圖像部分。其它目前訊框圖像部分依此類推。

該判斷單元用於計算該前一訊框圖像部分P1的第一灰階Go分別與該7個目前訊框圖像部分Qn的7個第二灰階Gn的灰階差以得到7個灰階差Dn，並比較該7個灰階差Dn。

若其中一個第二灰階Gn與該第一灰階Go的灰階差Dn為該多個灰階差中的最小值min_Dn且最小值的該灰階差min_Dn小於臨界值，則該判斷單元用於判斷該其中一個第二灰階Gn所對應的其中一個目前訊框圖像部分Qn為第一重疊區域。

例如，第二灰階G2與第一灰階Go的灰階差D2為該7個灰階差中的最小值，且灰階差D2小於臨界值，則判斷單元判斷第二灰階G2對應的目前訊框圖像部分Q2為第一重疊區域。

判斷單元將在目前訊框指紋圖像O2中的該第一重疊區域Q2去掉後,將去掉第一重疊區域Q2的目前訊框指紋圖像O2拼接到前一訊框參考指紋圖像O1中，使前一訊框參考指紋圖像O1中的前一訊框圖像部分P1位於去掉第一重疊區域Q2的位置，進而得到一幅疊加指紋圖像。判斷單元完成剩下的多訊框指紋圖像的判斷並最終得到一幅完整的範本指紋圖像。

本實施方式的指紋識別系統，要求使用者滑動輸入指紋時，手指儘量不轉動，進而能提高輸入成功率。

請參第6圖，本發明較佳實施方式的指紋識別方法，包括步驟：

S1：指紋感測器採集使用者滑動輸入的多訊框指紋圖像；

S2：判斷單元判斷該多訊框指紋圖像中目前訊框指紋圖像與前一訊框指紋圖像是否有第一重疊區域，若是則進入步驟S3，若否則返回步驟S1；

S3：該判斷單元將在該目前訊框指紋圖像中的該第一重疊區域去掉並將去掉該第一重疊區域後的該目前訊框指紋圖像與該前一訊框指紋圖像疊加形成疊加指紋圖像，或該判斷單元將在該前一訊框指紋圖像中的該第一重疊區域去掉並將去掉該第一重疊區域後的該前一訊框指紋圖像與該目前訊框指紋圖像疊加形成該疊加指紋圖像；

S4：該判斷單元判斷後一訊框指紋圖像與該疊加指紋圖像是否有第二重疊區域直至完成該多訊框指紋圖像的判斷並得到一幅範本指紋圖像；

S5：處理單元提取並保存該幅範本指紋圖像的特徵點；

S6：該指紋感測器採集使用者按壓輸入的待識別指紋圖像；

S7：該處理單元提取該待識別指紋圖像的特徵點並判斷該待識別指紋圖像的特徵點與該幅範本指紋圖像的特徵點是否匹配，若是則進入步驟S8，若否則進入步驟S9；

S8：該處理單元識別該待識別指紋圖像為匹配指紋圖像；

S9：該處理單元識別該待識別指紋圖像為非匹配指紋圖像。

可以理解，上述指紋識別方法可由以上指紋識別系統執行實現。上述步驟S3及S4可以理解為對指紋圖像的拼接步驟。

在一個實施方式中，在步驟S5中，該處理單元對該幅範本指紋圖像進行圖像濾波處理、二元化處理及細化處理後提取該幅範本指紋圖像的該特徵點。

在一個實施方式中，在步驟S2中，該前一訊框指紋圖像包括前一訊框圖像部分，該目前訊框指紋圖像包括多個目前訊框圖像部分，該判斷單元計算該前一訊框圖像部分的第一灰階分別與該多個目前訊框圖像部分的多個第二灰階的灰階差以得到多個灰階差，並比較該多個灰階差；

若其中一個第二灰階與該第一灰階的灰階差為該多個灰階差中的最小值且最小值的該灰階差小於臨界值，則該判斷單元判斷該其中一個第二灰階所對應的其中一個目前訊框圖像部分為該第一重疊區域。

在一個實施方式中，在步驟S2中，該前一訊框指紋圖像包括前一訊框圖像部分，該目前訊框指紋圖像包括多個目前訊框圖像部分組合，每個目前訊框圖像部分組合包括第一目前訊框圖像部分、第二目前訊框圖像部分及第三目前訊框圖像部分；

該判斷單元計算該前一訊框圖像部分的第一灰階分別與在同一個目前訊框圖像部分組合中的第一目前訊框圖像部分的第一灰階、第二目前訊框圖像部分的第二灰階及第三目前訊框圖像部分的第三灰階以分別對應得到第一灰階差、第二灰階差及第三灰階差，計算該第一灰階差、該第二灰階差及該第三灰階差的灰階和值以得到多個灰階和值，比較該多個灰階和值；

若其中一個目前訊框圖像部分組合對應的灰階和值為該多個灰階和值中的最小值，則該判斷單元比較該其中一個目前訊框圖像部分組合對應的第一灰階差、第二灰階差及第三灰階差；

若得到最小值的灰階差且最小值的該灰階差小於臨界值，則該判斷單元判斷最小值的該灰階差對應的目前訊框圖像部分為該第一重疊區域。

上述指紋識別方法，在建立範本指紋庫的時候，利用指紋感測器採集使用者滑動輸入的多訊框指紋圖像，判斷單元利用圖像拼接技術將滑動採集的圖像拼接在一起。因此，每次滑動輸入採集到的資訊量比現有方法的按壓式輸入採集到的資訊量大很多，輸入效率相對現有的方法高很多，只需要手指例如左側、中間及右側分別進行一次採集就可以完成輸入過程，輸入方便，避免了繁瑣的操作，提高了使用者體驗，在後續匹配過程中，使用者手指按壓在指紋感測器上，此時指紋感測器會採集按壓部分的指紋，處理單元並能夠將該指紋與資料庫進行判斷比對，也許使用者在登記指紋時是很常規的角度，在匹配時依然能夠在各種角度成功識別。

請參第7圖，本發明較佳實施方式的電子設備20包括以上任一實施方式的指紋識別系統。該電子設備20可為手機、平板電腦等終端設備。當指紋識別系統用於手機時，如第2圖所示，指紋感測器202位於電子設備20的下方Home鍵上、手機側面上或者手機背面等合適的位置。在使用者第一次使用時，請結合第3圖，將手指100按在指紋感測器202上，分別用手指100的左側、中間、右側滑過指紋感測器202，這樣通過滑動輸入指紋可以記錄整個手指100的指紋特徵點。使用者以後使用設備解鎖時只需將手指100按壓在指紋感測器202上，不需滑動，任何角度都可以識別。

在本說明書的描述中，參考術語“一個實施方式”、“一些實施方式”、“示意性實施方式”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施方式或示例描述的具體特徵、結構、材料或者特點包含於本發明的至少一個實施方式或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施方式或示例。而且，描述的具體特徵、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施方式或示例中以合適的方式結合。

儘管已經示出和描述了本發明的實施方式，本領域的普通技術人員可以理解：在不脫離本發明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施方式進行多種變化、修改、替換和變型，本發明的範圍由申請專利範圍及其等同物限定。

 

10‧‧‧紋識別系統

102‧‧‧指紋感測器

104‧‧‧判斷單元

106‧‧‧處理單元

Claims (9)

1. 
   一種指紋識別系統，其特徵在於，包括指紋感測器、判斷單元及處理單元；
   該指紋感測器用於採集使用者滑動輸入的多訊框指紋圖像；
   該判斷單元用於判斷該多訊框指紋圖像中目前訊框指紋圖像與前一訊框指紋圖像是否有第一重疊區域；
   若是，該判斷單元還用於將在該目前訊框指紋圖像中的該第一重疊區域去掉並將去掉該第一重疊區域後的該目前訊框指紋圖像與該前一訊框指紋圖像像疊加形成疊加指紋圖像；
   或該判斷單元用於將在該前一訊框指紋圖像中的該第一重疊區域去掉並將去掉該第一重疊區域後的該前一訊框指紋圖像與該目前訊框指紋圖像疊加形成該疊加指紋圖像；
   該判斷單元還用於判斷後一訊框指紋圖像與該疊加指紋圖像是否有第二重疊區域，直至完成該多訊框指紋圖像的判斷並得到一幅範本指紋圖像；
   若否，該指紋感測器用於重新採集使用者滑動輸入的該多訊框指紋圖像；
   該處理單元用於提取並保存該幅範本指紋圖像的特徵點；
   該指紋感測器還用於採集使用者按壓輸入的待識別指紋圖像，該處理單元用於提取該待識別指紋圖像的特徵點並判斷該待識別指紋圖像的特徵點與該幅範本指紋圖像的特徵點是否匹配；
   若是，該處理單元用於識別該待識別指紋圖像為匹配指紋圖像，若否，該處理單元用於識別該待識別指紋圖像為非匹配指紋圖像。
2. 
   如申請專利範圍第1項所述的指紋識別系統，其特徵在於，該處理單元用於對該幅範本指紋圖像進行圖像濾波處理、二元化處理及細化處理後提取該幅範本指紋圖像的該特徵點。
3. 
   如申請專利範圍第1項所述的指紋識別系統，其特徵在於，該前一訊框指紋圖像包括前一訊框圖像部分，該目前訊框指紋圖像包括多個目前訊框圖像部分，該判斷單元用於計算該前一訊框圖像部分的第一灰階分別與該多個目前訊框圖像部分的多個第二灰階的灰階差以得到多個灰階差，並比較該多個灰階差；
   若其中一個第二灰階與該第一灰階的灰階差為該多個灰階差中的最小值且最小值的該灰階差小於臨界值，則該判斷單元用於判斷該其中一個第二灰階所對應的其中一個目前訊框圖像部分為該第一重疊區域。
4. 
   如申請專利範圍第1項所述的指紋識別系統，其特徵在於，該前一訊框指紋圖像包括前一訊框圖像部分，該目前訊框指紋圖像包括多個目前訊框圖像部分組合，每個目前訊框圖像部分組合包括第一目前訊框圖像部分、第二目前訊框圖像部分及第三目前訊框圖像部分；
   該判斷單元用於計算該前一訊框圖像部分的第一灰階分別與在同一個目前訊框圖像部分組合中的第一目前訊框圖像部分的第一灰階、第二目前訊框圖像部分的第二灰階及第三目前訊框圖像部分的第三灰階的灰階差以分別對應得到第一灰階差、第二灰階差及第三灰階差，計算該第一灰階差、該第二灰階差及該第三灰階差的灰階和值以得到多個灰階和值，比較該多個灰階和值；
   若其中一個目前訊框圖像部分組合對應的灰階和值為該多個灰階和值中的最小值，則該判斷單元用於比較該其中一個目前訊框圖像部分組合對應的第一灰階差、第二灰階差及第三灰階差；
   若得到最小值的其中一個灰階差且最小值的該其中一個灰階差小於臨界值，則該判斷單元用於判斷最小值的該其中一個灰階差對應的目前訊框圖像部分為該第一重疊區域。
5. 
   一種指紋識別方法，其特徵在於，包括步驟：
   S1：指紋感測器採集使用者滑動輸入的多訊框指紋圖像；
   S2：判斷單元判斷該多訊框指紋圖像中目前訊框指紋圖像與前一訊框指紋圖像是否有第一重疊區域，若是則進入步驟S3，若否則返回步驟S1；
   S3：該判斷單元將在該目前訊框指紋圖像中的該第一重疊區域去掉並將去掉該第一重疊區域後的該目前訊框指紋圖像與該前一訊框指紋圖像疊加形成疊加指紋圖像，或該判斷單元將在該前一訊框指紋圖像中的該第一重疊區域去掉並將去掉該第一重疊區域後的該前一訊框指紋圖像與該目前訊框指紋圖像疊加形成該疊加指紋圖像；
   S4：該判斷單元判斷後一訊框指紋圖像與該疊加指紋圖像是否有第二重疊區域，直至完成該多訊框指紋圖像的判斷並得到一幅範本指紋圖像；
   S5：處理單元提取並保存該幅範本指紋圖像的特徵點；
   S6：該指紋感測器採集使用者按壓輸入的待識別指紋圖像；
   S7：該處理單元提取該待識別指紋圖像的特徵點並判斷該待識別指紋圖像的特徵點與該幅範本指紋圖像的特徵點是否匹配，若是則進入步驟S8，若否則進入步驟S9；
   S8：該處理單元識別該待識別指紋圖像為匹配指紋圖像；
   S9：該處理單元識別該待識別指紋圖像為非匹配指紋圖像。
6. 
   如申請專利範圍第5項所述的指紋識別方法，其特徵在於，在步驟S5中，該處理單元對該幅範本指紋圖像進行圖像濾波處理、二元化處理及細化處理後提取該幅範本指紋圖像的該特徵點。
7. 
   如申請專利範圍第5項所述的指紋識別方法，其特徵在於，在步驟S2中，該前一訊框指紋圖像包括前一訊框圖像部分，該目前訊框指紋圖像包括多個目前訊框圖像部分，該判斷單元計算該前一訊框圖像部分的第一灰階分別與該多個目前訊框圖像部分的多個第二灰階的灰階差以得到多個灰階差，並比較該多個灰階差；
   若其中一個第二灰階與該第一灰階的灰階差為該多個灰階差中的最小值且最小值的該灰階差小於臨界值，則該判斷單元判斷該其中一個第二灰階所對應的其中一個目前訊框圖像部分為該第一重疊區域。
8. 
   如申請專利範圍第5項所述的指紋識別方法，其特徵在於，在步驟S2中，該前一訊框指紋圖像包括前一訊框圖像部分，該目前訊框指紋圖像包括多個目前訊框圖像部分組合，每個目前訊框圖像部分組合包括第一目前訊框圖像部分、第二目前訊框圖像部分及第三目前訊框圖像部分；
   該判斷單元計算該前一訊框圖像部分的第一灰階分別與在同一個目前訊框圖像部分組合中的第一目前訊框圖像部分的第一灰階、第二目前訊框圖像部分的第二灰階及第三目前訊框圖像部分的第三灰階以分別對應得到第一灰階差、第二灰階差及第三灰階差，計算該第一灰階差、該第二灰階差及該第三灰階差的灰階和值以得到多個灰階和值，比較該多個灰階和值；
   若其中一個目前訊框圖像部分組合對應的灰階和值為該多個灰階和值中的最小值，則該判斷單元比較該其中一個目前訊框圖像部分組合對應的第一灰階差、第二灰階差及第三灰階差；
   若得到最小值的灰階差且最小值的該灰階差小於臨界值，則該判斷單元判斷最小值的該灰階差對應的目前訊框圖像部分為該第一重疊區域。
9. 
   一種電子設備，其特徵在於，包括指紋識別系統，該指紋識別系統包括指紋感測器、判斷單元及處理單元；
   該指紋感測器用於採集使用者滑動輸入的多訊框指紋圖像；
   該判斷單元用於判斷該多訊框指紋圖像中目前訊框指紋圖像與前一訊框指紋圖像是否有第一重疊區域；
   若是，該判斷單元還用於將在該目前訊框指紋圖像中的該第一重疊區域去掉並將去掉該第一重疊區域後的該目前訊框指紋圖像與該前一訊框指紋圖像疊加形成疊加指紋圖像；
   或該判斷單元用於將在該前一訊框指紋圖像中的該第一重疊區域去掉並將去掉該第一重疊區域後的該前一訊框指紋圖像與該目前訊框指紋圖像疊加形成該疊加指紋圖像；
   該判斷單元還用於判斷後一訊框指紋圖像與該疊加指紋圖像是否有第二重疊區域直至完成該多訊框指紋圖像的判斷並得到一幅範本指紋圖像；
   該處理單元用於提取並保存該幅範本指紋圖像的特徵點；
   若否，該指紋感測器用於重新採集使用者滑動輸入的該多訊框指紋圖像；
   該指紋感測器還用於採集使用者按壓輸入的待識別指紋圖像；
   該處理單元用於提取該待識別指紋圖像的特徵點並判斷該待識別指紋圖像的特徵點與該幅範本指紋圖像的特徵點是否匹配；
   若是，該處理單元用於識別該待識別指紋圖像為匹配指紋圖像，若否，該處理單元用於識別該待識別指紋圖像為非匹配指紋圖像。