指紋偵測方法及裝置與流程

本申請涉及一種指紋偵測方法及裝置，尤其涉及一種用于指紋辨識的快速指紋偵測方法。

背景技術：

隨著科技的發展與進步，移動電話、數字相機、平板計算機、筆記本電腦等移動電子裝置已經成為了人們生活中不可或缺的工具。為了能夠有效避免個人移動電子裝置的內部數據遭竊，各種不同的保護方法也隨之產生。例如，密碼認證、聲紋辨識或指紋辨識等，其中，近期光學式指紋辨識受到廣泛的使用。然而，一般的光學式指紋辨識傳感器在初步偵測是否受到的按壓是否來自手指時，受限于功耗的要求，無法使用過于復雜的運算方法，使得偵測時間拉長或容易誤判傳感器受到手指的按壓。

技術實現要素：

本發明部分實施例的主要目的即在于提供一種指紋偵測方法及裝置，以節省功耗并且降低錯誤率，以提升使用者使用指紋辨識時的便利性。

為了解決上述技術問題，本申請提供一種指紋偵測方法，包括根據一感測組件的一第一感測區域所感測的一信號源，采集所述第一感測區域內的一影像；擷取所述影像的一第一圖像，并將所述第一圖像轉換為頻域上對應于所述第一圖像的一第一頻域圖像及多個數據點；以及根據所述第一頻域圖像的所述多個數據點，判斷所述信號源為一指紋。

例如，所述第一感測區域為所述感測組件的完整感測區域的一部分。

例如，通過快速傅立葉變換，以將所述第一圖像轉換為頻域上對應于所述第一圖像的所述第一頻域圖像及所述多個數據點。

例如，當所述第一頻域圖像的一區域內存在有一組對稱數據點，且當所述組對稱數據點的一第一對稱數據點滿足一判斷標準時，判斷所述影像為所述指紋。

例如，所述區域是一環狀區域。

例如，所述判斷標準是所述組對稱數據點的所述第一對稱數據點的值大于所述環狀區域內的所有數據點的平均值與一第一臨限值的總和。

例如，所述感測組件是一光學式感測組件。

為了更好解決上述技術問題，本申請還提供了一種指紋偵測裝置，包括一感測組件，用來以一第一感測區域偵測一信號源，并采集所述第一感測區域內的一影像；一擷取轉換電路，連接于該感測組件，用來擷取所述影像的一第一圖像，并且將所述第一圖像轉換為頻域上對應于所述第一圖像的一第一頻域圖像，以及產生對應于所述第一頻域圖像的多個數據點；以及一判斷電路，連接于所述擷取轉換電路，用來根據所述第一頻域圖像的所述多個數據點，判斷所述信號源為一指紋。

本申請提供的指紋偵測方法，其利用快速運算圖像的方法，具有加快指紋掃描的速度，以達到有效降低誤判的機率以及節省功耗的優點。

附圖說明

圖1為本申請實施例的一指紋偵測裝置的示意圖。

圖2為本申請實施例的一指紋偵測方法流程的示意圖。

圖3為本申請實施例的一指紋影像及其對應的頻域圖像的示意圖。

具體實施方式

為了使本申請的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本申請進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本申請，并不用于限定本申請。

請參考圖1，圖1為本申請實施例一指紋偵測裝置10的示意圖。指紋偵測裝置10用來偵測指紋，指紋偵測裝置10包括一感測組件102、一擷取轉換電路104以及一判斷電路106。感測組件102利用完整感測區中的一小部份(即一第一感測區)來偵測一信號源s，并且采集第一感測區內的一影像。例如，請同時參考圖3，圖3為本申請實施例的一指紋影像i及其對應的頻域圖像的示意圖。當光學式傳感器的第一感測區偵測到信號源，采集第一感測區內的影像，擷取轉換電路104擷取與第一感測區相應的一第一圖像3a，并且將第一圖像3a轉換至頻域以得到一第一頻域圖像3a’，以及產生對應于第一頻域圖像3a’的多個數據點。詳細來說，擷取轉換電路104轉換成頻域上圖像的數據點為對應于圖像的離散數據點。判斷電路106連接于擷取轉換電路104，用來根據第一頻域圖像3a’的多個數據點，判斷信號源s是否為指紋。由于第一感測區僅為感測組件102的完整感測區中的一小部份，指紋偵測裝置10僅需利用完整感測區的一部分感測區快速地執行指紋偵測，而不需以完整感測區持續偵測指紋，進而有效降低功耗。

請參考圖2，圖2為本申請實施例的一指紋偵測流程20的示意圖。指紋偵測流程20可被應用于指紋偵測裝置10，以執行對應操作。指紋偵測流程20包括下列步驟：

步驟202：根據感測組件102的第一感測區域所感測的信號源s，采集第一感測區域內的影像。

步驟204：擷取第一感測區域內影像相應的第一圖像，并將第一圖像轉換為頻域上對應于第一圖像的第一頻域圖像及多個數據點。

步驟206：根據第一頻域圖像的多個數據點，判斷信號源s為指紋。

步驟208：結束。

根據指紋偵測流程20，首先，于步驟202中，指紋偵測裝置10利用感測組件102的第一感測區域來感測信號源s，并且采集第一感測區域內的影像。于步驟204中，擷取轉換電路104將第一感測區域內的影像擷取出第一圖像，并且利用快速傅立葉變換(fastfouriertransform)將第一圖像轉換為第一頻域圖像，以及產生對應于第一頻域圖像的多個數據點。接著，于步驟206中，判斷電路106根據第一頻域圖像的多個數據點來判斷信號源s是否為指紋。如此一來，指紋偵測裝置10便可根據指紋偵測流程20，正確且低功耗地偵測指紋。

具體而言，指紋偵測裝置10可應用于一光學式指紋辨識系統，在一實施例中，指紋偵測裝置10利用感測組件102的一小部分感測區域以大幅地節省感測信號源的功耗，當指紋偵測裝置10藉由一小部分感測區域確認指紋按壓時，再感測完整的指紋，以降低整體系統的功耗。例如，一般的光學式指紋偵測傳感器使用92*195或是更高的圖像分辨率來持續感測信號源，而本申請實施例僅需利用一部分感測區16*16的圖像分辨率來感測信號源。當擷取轉換電路104將感測組件102所感測的影像擷取第一圖像，對第一圖像進行快速傅立葉變換為頻域的第一頻域圖像以及產生多個數據點時。此外，由于具有指紋特征的圖像轉換為頻域圖像時，會由于指紋的波峰及波谷而于頻域上產生對稱點。因此，當判斷電路106于第一頻域圖像的一環狀區域內確認存在有對稱于環狀區域圓心的一組對稱數據點時，則根據對稱數據點的一數值平均值a、環狀區域內所有數據點的一數值平均值m，以及一臨限值th來判斷信號源s是否具有指紋的特征，進而判斷所述的圖像是否為指紋。詳細來說，當對稱點的數值平均值a大于或等于環狀區域內數據點的數值平均值m及臨限值th的總和(a≥m+th)時，則判斷電路106判斷圖像為具有條紋狀的指紋。其中，環狀區域的內緣半徑值以及外圓半徑值與會隨著感測區的圖像分辨率而改變，臨限值th可通過計算機隨機、用戶或通過多次實驗的統計結果決定。如此一來，通過指紋偵測裝置可以快速、低耗能的偵測是否有指紋，并且降低指紋偵測的錯誤率。

請繼續參考圖3，如圖3所示，指紋偵測裝置10通過擷取轉換電路104將圖像3a、3b及3c轉換為頻域圖像3a’、3b’及3c’以及對應于頻域圖像3a’、3b’及3c’的多個數據點。再通過判斷電路106根據上述的判斷標準，于頻域圖像3a’、3b’及3c’中找到對稱數據點，并且當對稱數據點滿足判斷標準時，確定圖像3a、3b及3c具有指紋特征，再擷取完整的指紋影像。舉例來說，當擷取轉換電路104擷取影像i中的圖像3a，并且將圖像3a通過擷取轉換電路104轉換為頻域圖像3a’，接著，找到頻域圖像3a’在環狀區域內存在有一組對稱數據點d及d’時，取得對稱數據點d及d’的平均值ad，再通過判斷電路106依照上述的判斷標準：ad≥m+th來確定圖像3a是否具有指紋特征。相似地，圖像3b通過擷取轉換電路104轉換為頻域圖像3b’，接著，找到頻域圖像3b’在環狀區域內存在有一組對稱數據點后，取得對稱數據點的平均值，再通過判斷電路106依照上述的判斷標準來確定圖像3b是否具有指紋特征。又例如，當擷取轉換電路104擷取圖像3c時，其轉換為頻域圖像3c’后，由于在環狀區域內找不到對稱數據點，因此，在此情況下，判斷電路106則判斷圖像3c不具有指紋特征。值得注意的是，由于擷取轉換電路104于實作上擷取圖像時，對稱數據點的周圍容易受到噪聲影響。因此，頻域圖像上計算對稱數據點的平均值除了可為單一數據點來計算之外，也可根據對稱點周圍區域內的所有數據點的平均值來做判斷，不限于此。如此一來，指紋偵測裝置10便能快速、正確地且低功耗地偵測指紋。

值得注意的是，擷取轉換電路104只需完整感測區中的任一部份感測區來進行指紋偵測，例如，根據對應于部分感測區的圖像3a、3b或3c中的至少其中任一者，即可判斷所述圖像是否具有指紋特征，并于確認所述圖像具有指紋特征時，再啟動完整的感測區感測整張指紋圖像，以進行后續指紋辨識的程序。此外，頻域圖像中的對稱點方向會隨著指紋的斜紋方向而改變、頻域圖像中的對稱點之間的距離也會隨著指紋的疏密而改變，例如，當指紋密度越高時，則對稱點之間的距離越遠；反之，當指紋密度越低時，則對稱點之間的距離越近。

再者，前述實施例是用以說明本申請的概念，本領域技術人員可據以做不同的修飾，而不限于此。舉例來說，判斷是否存在有對稱數據點的環狀區域的范圍大小、判斷對稱點是否滿足判斷標準，除了可以根據環狀區域內數據點的數值平均值作為判斷標準之外，也可根據頻域圖像內所有數據點的數值平均值作為標準、使用不同的圖像處理技術，將感測組件所偵測到的影像轉換為頻域的方法、使用不同的方法來決定臨限值，皆屬本申請的范疇。

綜上所述，本申請利用感測組件完整感測區域的一部分感測區域進行指紋感測，使光學式指紋辨識裝置可以降低持續偵測指紋的功耗量，并且具有快速偵測、低功耗以及降低誤判機率的優點。

以上所述僅為本申請的部分實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包括在本發明的保護范圍之內。