專利名稱：用于獲取指紋圖像的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及指紋的識別，以及更具體地，涉及基于能夠檢測指紋的突起和凹入的細(xì)長條傳感器，在手指相對于傳感器基本上垂直于該條的伸長方向相對運(yùn)動期間，進(jìn)行識別。
背景技術(shù)：
已經(jīng)描述了這類細(xì)長狀傳感器，它們小于待收集的手指圖像，并且因此除了依靠相對運(yùn)動之外不能收集所述圖像。這些傳感器能夠主要通過光學(xué)、電容、熱學(xué)、或者壓電檢測來操作。
與手指固定放置的無運(yùn)動傳感器相比，這些傳感器具有的優(yōu)點(diǎn)在于由于它們所占用的硅面積小從而減少了成本。但是，它們要求手指全局圖像的重構(gòu)，這是因?yàn)閮H僅逐行地或者每次若干行地獲取所述圖像。
如果這樣漸進(jìn)地獲取所述圖像，在原理上，必須具有手指相對于傳感器相對運(yùn)動速度的參考，或者設(shè)置一個(gè)固定的運(yùn)動速度。因此，這需要附加的特定手段。
在法國專利公開號FR2749955中，已經(jīng)描述了一種通過包括若干行的細(xì)長傳感器進(jìn)行檢測的原理，用于連續(xù)獲取指紋的局部圖像，這些圖像相互重疊，使得可以通過搜索兩個(gè)連續(xù)圖像之間的相關(guān)來疊置利用手指運(yùn)動而前后移位的連續(xù)圖像，并且漸進(jìn)地重構(gòu)全局圖像，同時(shí)不需要通過附加的手段來獲知手指相對于傳感器的運(yùn)動速度。
這類重構(gòu)可以很好地操作，但是需要用于增加可以保持進(jìn)行操作的運(yùn)動速度范圍的工具。它也需要用于減少重構(gòu)圖像所進(jìn)行的計(jì)算之?dāng)?shù)量的工具，同時(shí)維持良好的精度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是改進(jìn)重構(gòu)圖像而沒有過度增加用于該重構(gòu)的計(jì)算量的可能性。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種通過在細(xì)長圖像傳感器前面移動手指來獲取指紋圖像的方法，該方法包括以下步驟-在處理器的控制下，獲取一連串相互重疊的局部圖像；-搜索第一圖像相對于第二圖像的位移，所述位移提供了所述兩個(gè)圖像之間的最佳相關(guān)，以及確定所述位移在垂直于所述細(xì)長傳感器的方向的分量，作為多個(gè)圖像像素；-將所述位移分量與至少一個(gè)門限值進(jìn)行比較；-根據(jù)所述比較的結(jié)果，維持延遲T，或者以一個(gè)時(shí)間增量dT增加或者減少延遲T，所述延遲T是在獲取一下圖像之前由處理器強(qiáng)加的。因此，局部圖像的獲取速率根據(jù)手指在傳感器上期望運(yùn)動方向上的位移而變化。
此后，根據(jù)在運(yùn)動方向上和垂直于運(yùn)動的方向上的位移，重構(gòu)圖像，在兩個(gè)連續(xù)重疊圖像之間所考慮的位移是給出圖像之間最佳相關(guān)的位移。相關(guān)值是一個(gè)數(shù)學(xué)量，它代表兩個(gè)圖像之間較大或者較少的相似性，以及可以選擇當(dāng)所述兩個(gè)圖像(第一圖像以及移位的第二圖像)相同時(shí)呈現(xiàn)最大值或者(優(yōu)選地)最小值的函數(shù)作為相關(guān)量。在每個(gè)新的圖像處，在一個(gè)方向上，重新調(diào)整獲取延遲，其中所述方向趨向于使給出最佳相關(guān)的位移圍繞所考慮的門限值幾乎保持恒定。
優(yōu)選地，具有一上限和一下限，高于所述上限導(dǎo)致延遲T減少dT，以及低于所述下限導(dǎo)致所述延遲T增加dT。優(yōu)選地，所述門限是幾個(gè)像素。優(yōu)選地，上限和下限之差是一個(gè)像素。優(yōu)選地，門限分別為2個(gè)和3個(gè)像素。這意味著永久地調(diào)整在兩個(gè)連續(xù)獲取之間設(shè)置的延遲，使得兩個(gè)連續(xù)獲取之間的圖像位移為大約2個(gè)到3個(gè)像素。
對于根據(jù)計(jì)算時(shí)間的可接受折衷，對傳感器所提供圖像的受限部分執(zhí)行相關(guān)。例如，對由一行局部圖像的一個(gè)或者多個(gè)分段組成的圖像部分進(jìn)行相關(guān)在一行第二圖像中搜索具有與第一圖像相同的構(gòu)成但是考慮第一圖像獲取和第二圖像獲取之間發(fā)生的相對位移而位于圖像中的不同位置的分段。為了在行分段上的相關(guān)搜索，傳感器優(yōu)選地包括小的矩形區(qū)域，其中在幾個(gè)像素在運(yùn)動方向上全局移位之后，可以找到分段的圖像。
在特定的實(shí)施例中，可以想出僅僅在傳感器的中心區(qū)域執(zhí)行相關(guān)，以及細(xì)長傳感器具有圖像檢測區(qū)域，該圖像檢測區(qū)域?qū)嶋H上僅僅包括在中心處的小矩形區(qū)域(為了相關(guān)和重構(gòu)，可以檢測位移的若干行)以及中心區(qū)域之外的單行(或者嚴(yán)格地說是幾行，但是行數(shù)比中心區(qū)域的少)。檢測區(qū)域的這種形狀使得在矩形硅芯片上留有更多的空間，以放置用于圖像相關(guān)和重構(gòu)或者甚至用于指紋識別的信號處理電路。
為了簡化用于計(jì)算最佳相關(guān)的操作，將僅僅利用在與手指相對于傳感器的期望運(yùn)動方向?qū)?yīng)的方向上而不是相反方向上移位的圖像，來執(zhí)行用于相關(guān)的搜索。例如，將通過執(zhí)行第二圖像的連續(xù)位移的相關(guān)搜索領(lǐng)域限制在幾個(gè)方向上，并且利用幾個(gè)可能的幅度，而且僅僅沿著與期望理論運(yùn)動方向之間的角度小于45°或者更小的方向。
在為了重構(gòu)而計(jì)算相關(guān)期間，可以對于作為整數(shù)像素間隔的位移，執(zhí)行給出最佳相關(guān)值的相關(guān)計(jì)算；但是，當(dāng)位移是慢的時(shí)，像素間隔內(nèi)的相關(guān)可能不是足夠精確。在這種情況下，可以觀察在相鄰位置(像素內(nèi))所獲得最佳相關(guān)，以及根據(jù)找到的與最佳相關(guān)相鄰的兩個(gè)(或者多個(gè))相關(guān)，執(zhí)行內(nèi)插，以計(jì)算中間位移值，其應(yīng)當(dāng)對應(yīng)于更好的理論相關(guān)；該位移值然后是像素間隔的非整數(shù)值，并且該非整數(shù)值被用于重構(gòu)。優(yōu)選地，這在運(yùn)動方向和垂直方向上進(jìn)行。


通過閱讀以下參考附圖給出的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加明顯，其中圖1表示整個(gè)指紋獲取系統(tǒng)；圖2表示圖像傳感器的有源區(qū)域的優(yōu)選形狀；
圖3表示圖像獲取得的整個(gè)步驟的示例性流程圖；圖4表示按照可變速度的獲取的示例性流程圖；以及圖5表示用于確定多于一個(gè)像素內(nèi)的最佳相關(guān)的內(nèi)插計(jì)算方案。
具體實(shí)施例方式
指紋獲取系統(tǒng)包括圖像傳感器，該圖像傳感器包括細(xì)長條(一行或者多行像素)，在該細(xì)長條前面將放置手指。該條小于手指圖像，使得只有手指相對于傳感器的相對運(yùn)動才能重構(gòu)全局指紋圖像。
圖1顯示了使用傳感器10和電子處理電路12進(jìn)行獲取的原理，電子處理電路12用于根據(jù)通過傳感器連續(xù)監(jiān)測的局部圖像重構(gòu)全局圖像。
傳感器沒有必要是在具有多行的傳統(tǒng)檢測中的條或者陣列，其中所有行具有相同的像素?cái)?shù)；它基本上大概是N個(gè)像素的一主行或者多個(gè)主行(main row)，它們實(shí)際上將用作檢測整個(gè)手指圖像，以及形成中心陣列的若干行和若干列的矩陣，具體地用于連續(xù)局部圖像的相關(guān)。
在圖2中示出了傳感器10的有源區(qū)域的形狀一個(gè)小的矩形中心區(qū)域20和兩個(gè)垂直于箭頭30所示的運(yùn)動方向設(shè)置的長條形側(cè)翼22和24；所述側(cè)翼分別在中心區(qū)域的任意一側(cè)；它們被對準(zhǔn)并且比中心區(qū)域窄。對準(zhǔn)的側(cè)翼和通過結(jié)合它們而延伸的中心區(qū)域部分構(gòu)成了圖像檢測條，其長度對應(yīng)于想要檢測的圖像的寬度，例如，行得長度對應(yīng)于手指的寬度(借助于例子，為大約1到2cm)，優(yōu)選地，圖像檢測條由單行像素構(gòu)成，但是，如果想最優(yōu)化重構(gòu)，可以規(guī)定條包括若干行像素。檢測條提供用于重構(gòu)全局圖像的局部圖像。
中心區(qū)域是將用作進(jìn)行相關(guān)計(jì)算的區(qū)域；并且因此它是將記錄局部重疊的圖像的區(qū)域(如果中心區(qū)域提供了一些，則檢測條本身沒有必要提供局部重疊的圖像)。選擇中心區(qū)域的像素?cái)?shù)，使得小得足以對相關(guān)計(jì)算時(shí)間是可接受的，由此沒有過度地減少相關(guān)計(jì)算的精確度。原理上，中心區(qū)域20的行數(shù)大于側(cè)翼22和24的行數(shù)。
圖像傳感器在處理器控制下操作，其中處理器將確定手指在運(yùn)動期間的局部圖像的各種獲取速度，以及將確定必須重構(gòu)局部圖像以便得到全局指紋圖像的方式。處理器可以由兩部分組成(兩個(gè)處理器)，一個(gè)放置局部圖像在內(nèi)存中，用于隨后計(jì)算。另一個(gè)執(zhí)行相關(guān)計(jì)算，但是，在原理上，單個(gè)處理器足以執(zhí)行這兩個(gè)任務(wù)。
優(yōu)選地，處理器與圖像傳感器位于同一芯片上，但不是必須的。在圖1中，已經(jīng)假設(shè)處理器形成了電子電路12的一部分，電子電路12位于構(gòu)成圖像傳感器的芯片的外部。
局部圖像的獲取必須快得足以使局部圖像之間具有足夠的重疊，達(dá)不到這個(gè)，實(shí)際上不可能進(jìn)行重構(gòu)。手指的移動速度例如可以在1cm/s到20cm/s之間變化，通常為7cm/s量級。
圖像像素的大小通常為50微米量級，對于該速度范圍，這對應(yīng)于在傳感器中每秒200到4000個(gè)像素的表觀速度，例如每毫秒0.2到4個(gè)像素。
假設(shè)圖像傳感器包括僅僅在用于相關(guān)的區(qū)域因此在必須是連續(xù)圖像的特定重疊的區(qū)域中的八行，可以看到，每秒大約700到1000個(gè)局部圖像的連續(xù)獲取是必須的，以便即使當(dāng)以20cm/s的最大速度放置手指時(shí)也可以獲得圖像重疊。然后，重疊將是在2或者3行上，這就是說，在原理上，第二圖像的頭兩或者三行等于第一圖像的最后兩或者三行。因此，相對于第一圖像，第二圖像將具有2或者3行公共行以及6或者5個(gè)新的行。
這給出了所必須提供的獲取速度的大小的量級。當(dāng)然，可以通過增加在中心區(qū)域20中的傳感器行數(shù)來改進(jìn)局部重疊。該數(shù)目例如可以是20或者30行，而不是8行，但是，顯然這樣做在根據(jù)硅面積的成本上是不利的。
順便指出，在重構(gòu)之后，手指的全局圖像可以對應(yīng)于大約300×400像素。
如圖3所看到的，用于獲取圖像的順序可以如下-等待階段獲取幾個(gè)圖像(例如三個(gè))，并且通過計(jì)算檢測手指的存在性。如果檢測到存在，則行進(jìn)到下一階段，否則，在新的幾個(gè)圖像獲取和新的存在性檢測之間，等待幾十毫秒；幾十毫秒的滯后確保了即使在20cm/s的最大速度下，如果手指開始在兩個(gè)檢測企圖之間運(yùn)動，則損失不超過幾毫米；-主獲取階段，在例如四分之三秒內(nèi)任意獲取局部圖像；在大多數(shù)下，該時(shí)間段足以完成手指圖像的獲取，因?yàn)椋摃r(shí)間段對應(yīng)于相當(dāng)?shù)偷乃俣?對于2cm長的圖像為2.6cm/s)；在該時(shí)間之后，計(jì)算在最后幾個(gè)局部圖像中手指的存在；如果仍然存在手指的話，則進(jìn)行到下一階段；否則，結(jié)束圖像獲取，并且可以進(jìn)行到下一階段。
-輔助獲取階段，用于在手指運(yùn)動是特別慢的情況下；如果手指存在；局部圖像獲取繼續(xù)，但是僅僅持續(xù)四分之一秒；以及測試在最后幾片上手指的存在；如果存在手指，推薦獲取持續(xù)新的四分之一秒時(shí)間段，否則，結(jié)束獲取并且來進(jìn)行重構(gòu)。
考慮到它們隨后的處理，可以存儲這樣獲取的局部圖像，否則，可以在獲取周期期間漸進(jìn)地開始重構(gòu)。第一種情況要求大的內(nèi)存，以及更多的計(jì)算手段，第二中情況要求更多的計(jì)算手段以及更小的內(nèi)存。
通過監(jiān)測圖像的中心部分的像素的信號電平之間的標(biāo)準(zhǔn)偏差，可以實(shí)現(xiàn)手指的檢測。當(dāng)不存在手指時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)偏差是小的，它僅僅對應(yīng)于噪音。當(dāng)存在手指時(shí)，它極大地增加，它要求滿足選擇相當(dāng)高的檢測門限值，使得可以不觸發(fā)對簡單噪音的獲取。
經(jīng)過足夠的時(shí)間段(例如20ms)，按同樣的原理中斷獲取，因?yàn)榭隙ǖ氖?，手指已?jīng)完全離開傳感器(以及具有比前一個(gè)更低的門限值，以便避免不穩(wěn)定性)。
為了根據(jù)局部圖像執(zhí)行全局圖像重構(gòu)，必須計(jì)算手指從一個(gè)圖像到下一個(gè)圖像的位移。
為此，優(yōu)選地，采取要求僅僅小的計(jì)算量的相關(guān)方法，使得兩個(gè)連續(xù)圖像的相關(guān)花費(fèi)很少的時(shí)間(大小的量級1毫秒用于找到兩個(gè)圖像之間最佳的相關(guān))。
簡單而有效的相關(guān)計(jì)算包括計(jì)算兩個(gè)像素值Pi和Pj之間的差別，所述兩個(gè)像素對應(yīng)于在兩個(gè)連續(xù)局部圖像中相同的真實(shí)圖像點(diǎn)的兩個(gè)可能的位置；以及如果Pi是第一圖像的像素I的確定位置的信號值，Pi是在第二圖像中測量的像素j的另一個(gè)位置的值，以及像素I和j沿著橫坐標(biāo)分開距離x并且沿著縱坐標(biāo)分開距離y，則將對于相關(guān)區(qū)域中的所有像素Pi的偏差(或者可替換為偏差的平方)的絕對值相加在一起。在細(xì)長條的長度方向上計(jì)算橫坐標(biāo)，在垂直方向上(即基本上是手指的運(yùn)動方向上)計(jì)算縱坐標(biāo)。
根據(jù)對于相關(guān)區(qū)域的所有像素的偏差和的所述絕對值，計(jì)算待檢測的相關(guān)值；相關(guān)區(qū)域是比進(jìn)行相關(guān)的中心區(qū)域20小的第一圖像的矩形。對于位移(x，y)的相關(guān)值COR(x，y)與可能的圖像位移x，y相關(guān)，以及當(dāng)然，將要形成用于位移x，y的相關(guān)值的所述計(jì)算的主體的所有像素i(如果在像素區(qū)域中有n個(gè)像素，i從1變化到n)被移位相同的值x，y。相關(guān)值越小，第二圖像實(shí)際上是在以前獲取中第一圖像所看到的手指的相同部分的圖像的可能性越大。應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)圖像被更好地相關(guān)時(shí)，偏差Pi-Pj的總和是很小，因而，最佳相關(guān)值對應(yīng)于相關(guān)量的最小值；但是，可以選擇其它相關(guān)量，它可以對應(yīng)于搜索對于最大可能相關(guān)的最大值。這里所倡導(dǎo)的方案(通過搜索偏差和的最小值來優(yōu)化相關(guān))可以簡化計(jì)算。
對于x，y各種值，計(jì)算若干相關(guān)值，以及搜索給出最小值的位移x，y。
在原理上，x和y被表示為整數(shù)像素，但是，將可以看到，可以對于分?jǐn)?shù)像素，細(xì)化最大相關(guān)的搜索。
優(yōu)選地，限制在其上執(zhí)行相關(guān)的像素?cái)?shù)。例如，在有源區(qū)的中心區(qū)域20提取的線段上執(zhí)行相關(guān)。優(yōu)選地，該段的長度小于中心區(qū)域的寬度，以便考慮以下事實(shí)圖像位移可以稍微偏斜。具體地，對于手指的運(yùn)動方向，起初在第一圖像的前部出現(xiàn)的手指圖像部分將在手指在所設(shè)計(jì)的方向前后運(yùn)動時(shí)逐漸地轉(zhuǎn)移到后部，以及可以搜索位于第一圖像前部的圖像線的一部分與位于接近后部的圖像線的一部分之間的相關(guān)。預(yù)先假設(shè)設(shè)置手指的運(yùn)動方向；在相反的情況下，在對于其尋找隨后圖像相關(guān)的線部分應(yīng)當(dāng)在區(qū)域20的中央部分。
應(yīng)當(dāng)注意如果傳感器的有源區(qū)域的形狀是簡單的矩形，與圖2所示的區(qū)域是叉形的情況相對比，可能不同地執(zhí)行相關(guān)，例如，在有源區(qū)中取得的若干行段上，可以尋找每段的相對位移。
對于相關(guān)計(jì)算來說，優(yōu)選地，在固定數(shù)目的像素上執(zhí)行相關(guān)計(jì)算，例如64，簡單的二進(jìn)制數(shù)，其簡化了相關(guān)計(jì)算的劃分。
例如根據(jù)下面水平和垂直表示的多個(gè)像素的圖像位移值來進(jìn)行相關(guān)計(jì)算(0，1)；(0，2)；(0，3)；(0，4)(在運(yùn)動方向上的位移)(1，1)；(1，2)；(1，3)；(1，4)(向右的稍微傾斜位移)(-1，1)；(-1，2)；(-1，3)；(-1，4)(向左的稍微傾斜位移)以及如果希望加寬對于與運(yùn)動的正常方向極大偏離的方向的位移檢測和重構(gòu)的可能性時(shí)，可能是其它更多位移的傾斜值。
根據(jù)本發(fā)明，通常，沒有必要對于比上述那些(在運(yùn)動方向上垂直的四個(gè)像素)幅度更大的位移來搜索相關(guān)?？傊?，從16個(gè)可能的位移值中搜索最佳相關(guān)對于本發(fā)明的原理來說足夠了。
具體地，人們根據(jù)相關(guān)結(jié)果選擇采用局部圖像的獲取速度，使得對于小的位移來說隨后的相關(guān)是優(yōu)化的。這意味著使圖像獲取速率適應(yīng)于在趨向于幫助相關(guān)計(jì)算和重構(gòu)的方向上的手指位移速度。
基本假設(shè)是位移手指，同時(shí)經(jīng)受僅僅小的加速度或者根本沒有加速度，因此可以假設(shè)如果速度在圖像獲取時(shí)刻具有給定值，則實(shí)際上它將在下面的獲取期間具有相同的值。
另一方面，這意味著實(shí)際上，可以預(yù)測(在允許速度的大約估計(jì)的幾次嘗試之后)下一個(gè)圖像在一個(gè)或者兩個(gè)像素內(nèi)的位置。但是，首先，可以適應(yīng)兩個(gè)獲取之間的時(shí)間間隔，使得兩個(gè)獲取之間的位移保持在平均等于2或者3個(gè)像素(特別是在相關(guān)區(qū)域中具有八行的傳感器中)。
如果傳感器在相關(guān)區(qū)域具有多于八行，則可以增加所述2或者3個(gè)像素值，但是，為了最小化計(jì)算，有益的是，沒有過度地增加相關(guān)區(qū)域的大小。
因此，獲取速率必須足夠，使得對于手指的最大速度，沒有超過2或者3個(gè)像素的位移(優(yōu)選值)；相反地，在慢的手指速度下，沒有維持該速率，因?yàn)榫S持它將導(dǎo)致兩個(gè)獲取之間具有過分小的圖像位移，以及對于兩個(gè)連續(xù)圖像之間的相關(guān)的搜索將變得沒有意義，特別是如果相關(guān)使得不能確定僅僅一個(gè)像素內(nèi)的位移時(shí)。
因此，在慢的位移的情況下，速率變慢，使得僅僅當(dāng)手指具有2個(gè)或者3個(gè)像素的位移時(shí)，獲取新的圖像。應(yīng)當(dāng)注意，當(dāng)傳感器的類型要求相當(dāng)長的集成時(shí)間以提供有用的信號時(shí)，該時(shí)間可以被采用，以便傳感器檢測的信號集成更長，這是傳感器在熱效應(yīng)下工作的情況(溫度變化或者指紋的突起和凹入之間的熱傳導(dǎo)的變化)。
如圖4所示，獲取速率適應(yīng)算法如下如果考慮圖像的讀取持續(xù)時(shí)間t1，以及在下一個(gè)圖像讀取之前的時(shí)間間隔或者“等待時(shí)間”為T，進(jìn)行如下a)初始地，兩個(gè)獲取之間的等待T被設(shè)置為零，這隱含著獲取速率最大；這對于在按照特定高速實(shí)現(xiàn)手指的位移的情況可以是優(yōu)先的；b)執(zhí)行圖像的第一獲取，之后利用兩者之間的零等待時(shí)間執(zhí)行第二獲?。籧)通過計(jì)算位移x，y的第二圖像和第一圖像之間的相關(guān)值來執(zhí)行最大相關(guān)搜索，以及對于第一圖像的各種位移x，y，執(zhí)行上述最大相關(guān)搜索；確定給出最佳相關(guān)值的值x，y；該值代表兩個(gè)獲取之間的手指圖像的位移矢量；d)如果位移(基本上在手指期望運(yùn)動的y方向)小于下限，優(yōu)選地，2個(gè)像素，則等待時(shí)間增加一特定值dT(通常為50微秒)；如果相反地，它大于上限，優(yōu)選地，3個(gè)像素，則它減少相同的量，前提是它不為零；如果位移等于2或者3個(gè)相似，則不修正等待時(shí)間。
在使得收斂到適應(yīng)于手指速度的等待時(shí)間T之后，改變是慢的，因?yàn)槭种附?jīng)歷無意義的加速度，以及等待時(shí)間在T-dT和T-Dt之間震蕩。
在搜索該對于合理等待時(shí)間的收斂中，等待時(shí)間被限制為一特定值Tmax，超過該特定值Tmax，它不再增加(通常為幾十微秒)；該最大值取決于手指位移所需要的最小速度，通常為1cm/s。在較低值，T明顯地被限制為0。
位移的下限和上限的選擇可以是2和3個(gè)像素的不同。極限可以相等，但是通過使它們不同，我們可以避免等待時(shí)間的無關(guān)震蕩。它們可以減少到1和2個(gè)像素，但是然后圖像重構(gòu)精確度減少；它們可以增加，但是然后必須確保傳感器在相關(guān)區(qū)域具有足夠的行，以考慮更大的位移，而且相關(guān)搜索花費(fèi)更多的時(shí)間，因?yàn)樵谠砩?，必須在更大的可能位移x，y范圍上計(jì)算更多數(shù)量的相關(guān)值。
圖4顯示了這部分處理的流程圖。當(dāng)然，在每個(gè)圖像獲取之后，引起新延遲T的計(jì)算，對于獲取序列和隨后的相關(guān)搜索，獲取的第二圖像變成第一圖像。
在獲取了根據(jù)手指位移速度漸進(jìn)移動的手指的各個(gè)局部圖像之后，重構(gòu)手指的全局圖像。根據(jù)計(jì)算量和可用于存儲局部圖像的內(nèi)存大小，在獲取前后或者在獲取結(jié)束之后進(jìn)行重構(gòu)。
在兩種情況下，從獲取速率已經(jīng)穩(wěn)定使得兩個(gè)獲取之間的圖像位移是常量(平均2或者3個(gè)像素)的時(shí)刻開始，實(shí)際上，不必考慮該速率值。為了重構(gòu)手指的全局圖像，足夠的是，并列每次移動所述位移值的連續(xù)圖像，該位移值給出了最佳可能相關(guān)，并且在運(yùn)動(垂直)方向上平均是2或者3個(gè)像素以及在垂直的方向(水平)上接近零，如果手指確實(shí)放置在運(yùn)動方向上的話。
但是，為了改進(jìn)圖像重構(gòu)，優(yōu)選地，在多于一個(gè)像素內(nèi)，垂直地和水平地搜索最大相關(guān)。具體地，在例如2或者3個(gè)像素的小位移上，找到相關(guān)值，它們具有對應(yīng)于等于整數(shù)像素圖像位移的小機(jī)會。
這樣，如果對于表示為整數(shù)像素的各種位移找到若干相關(guān)值，以及如果兩個(gè)相關(guān)值COR(x，y-1)和COR(x，y+1)包圍最高相關(guān)值COR(x，y)，則可以從三個(gè)值中導(dǎo)出表示為在運(yùn)動方向上的分?jǐn)?shù)像素的位移x，y’，它比明顯給出像素內(nèi)最佳相關(guān)的位移x，y更好地對應(yīng)于相關(guān)峰值。
圖5描述了計(jì)算該位移的近似值的方法，其根據(jù)在一個(gè)像素內(nèi)做出的相關(guān)給出了在多于一個(gè)像素內(nèi)的最佳相關(guān)。算法如下根據(jù)視圖以及實(shí)施例所解釋的，算法當(dāng)然根據(jù)在視圖上表示曲線的公式通過軟件來執(zhí)行在視圖(沿著橫坐標(biāo)的位移y，沿著縱坐標(biāo)的相關(guān)值)上繪出的是三個(gè)值COR(x，y)、COR(x，y-1)和COR(x，y+1)，在它們當(dāng)中，存在具有最小相關(guān)值的最佳相關(guān)點(diǎn)COR(x，y)，具有最大相關(guān)值的點(diǎn)(其它兩個(gè)點(diǎn)中的一個(gè))，以及具有中間相關(guān)值的點(diǎn)(兩個(gè)點(diǎn)中的另一個(gè))；繪出了連接最大相關(guān)點(diǎn)和最小相關(guān)點(diǎn)的線段；確定具有中間相關(guān)值作為縱坐標(biāo)的所述線段的點(diǎn)的橫坐標(biāo)y”；以及計(jì)算橫坐標(biāo)y’，它是橫坐標(biāo)y’與中間相關(guān)點(diǎn)的橫坐標(biāo)(y+1或者y-1)之間的中點(diǎn)。
這樣，例如，如果具有中間相關(guān)值的點(diǎn)是具有橫坐標(biāo)x，y+1和具有縱坐標(biāo)COR(x，y+1)的點(diǎn)，則在多于一個(gè)像素內(nèi)估計(jì)的最佳相關(guān)點(diǎn)是具有橫坐標(biāo)的y’＝(y”+y+1)/2的點(diǎn)。
在相反的情況下，如果中間相關(guān)點(diǎn)是COR(x，y-1)，則多于一個(gè)像素內(nèi)的最大相關(guān)點(diǎn)是具有橫坐標(biāo)y’＝(y”+y-1)/2的點(diǎn)。
所述值y’將構(gòu)成第一圖像和第二圖像之間在運(yùn)動方向上的位移值Y。
根據(jù)最佳相關(guān)值COR(x，y)兩側(cè)的兩個(gè)相關(guān)值COR(x-1，y)和COR(x+1，y)，進(jìn)行相同的插入，以確定在多于一個(gè)像素內(nèi)在垂直于運(yùn)動方向的方向上的位移X。
在圖像重構(gòu)期間，每個(gè)圖像與相對于前一個(gè)圖像計(jì)算的位移X，Y相關(guān)聯(lián)；以及并列由此漸進(jìn)移位的圖像以重構(gòu)全局圖像。如果在多于一個(gè)像素內(nèi)尋找位移X，Y，則可以在具有比傳感器的一個(gè)像素更大的分辨率的矩陣中進(jìn)行該平列。但是，以及甚至優(yōu)選地在具有一個(gè)像素分辨率矩陣中進(jìn)行該平列，但是這假設(shè)了一個(gè)重構(gòu)方法的改型該改型如下為了全局圖像中局部圖像的重疊，定義位移值，它不是相對于前一個(gè)圖像獲取的(因?yàn)橛?jì)算在多于一個(gè)像素內(nèi)的位移然后將其轉(zhuǎn)換成在一個(gè)像素內(nèi)定義的圖像是無意義的)，而是相對于所獲取的整個(gè)第一圖像來獲取的，相對于整個(gè)第一圖像的圖像位移是每個(gè)在多于一個(gè)像素內(nèi)計(jì)算的所有連續(xù)位移的積分；以及該積分在一個(gè)像素內(nèi)轉(zhuǎn)換成全局圖像重構(gòu)矩陣。因此，局部圖像移位一位移值，該位移值相對于獲取的第一圖像通過累計(jì)在第一圖像和所考慮的局部圖像之間獲取的局部圖像的連續(xù)位移來計(jì)算。
權(quán)利要求
1.一種通過在細(xì)長圖像傳感器前面移動手指來獲取指紋圖像的方法，該方法包括以下操作-在處理器的控制下，獲取一連串相互重疊的局部圖像；-搜索第一圖像相對于第二圖像的位移，該位移提供了所述兩個(gè)圖像之間的最佳相關(guān)，以及確定該位移在垂直于所述細(xì)長傳感器的方向上的分量，作為多個(gè)圖像像素；-將該位移分量與至少一個(gè)門限值進(jìn)行比較；-根據(jù)所述比較的結(jié)果，維持延遲T，或者通過一個(gè)時(shí)間增量dT增加或者減少延遲T，其中所述延遲T是在獲取一下圖像之前由處理器強(qiáng)加的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于根據(jù)在所述圖像傳感器的長度方向以及寬度方向上的位移，尋找所述最佳相關(guān)，以及通過疊置移動圖像來重構(gòu)所述手指的全局圖像，其中所述移動圖像給出了連續(xù)圖像之間的最佳相關(guān)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或者2的方法，其特征在于在每個(gè)新的圖像處，在一個(gè)方向上，重新調(diào)整所述獲取延遲，其中，所述方向趨向于使給出所述最佳相關(guān)的所述位移在圍繞從一個(gè)獲取到下一個(gè)獲取所考慮的門限值保持幾乎恒定。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其特征在于存在對于上限和下限的規(guī)定，高于所述上限導(dǎo)致所述延遲T減少dT，以及低于所述下限導(dǎo)致所述延遲T增加dT。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其特征在于所述上限和所述下限之間的差值是一個(gè)像素。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其特征在于所述門限值分別為2個(gè)和3個(gè)像素。
7.根據(jù)權(quán)利要求1到6任意一個(gè)的方法，其特征在于對所述傳感器所提供圖像的受限部分執(zhí)行相關(guān)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其特征在于僅僅在所述傳感器的中心區(qū)域執(zhí)行相關(guān)，以及所述傳感器在其整個(gè)寬度上具有很少的若干行以及在其中心不分具有較小長度的附加行，使得構(gòu)成中心相關(guān)區(qū)域。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求任意一個(gè)的方法，其特征在于對于為整數(shù)像素間隔的位移執(zhí)行相關(guān)計(jì)算，以及根據(jù)與計(jì)算的所述最佳相關(guān)相鄰的兩個(gè)(或者多個(gè))相關(guān)來執(zhí)行內(nèi)插計(jì)算，以便找到在多于一個(gè)像素內(nèi)的中間位移的值，其應(yīng)當(dāng)對應(yīng)于更好的理論相關(guān)；以及在通過并列移動的局部圖像來重構(gòu)全局圖像期間，使用該中間位移。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其特征在于為了重構(gòu)全局圖像，將局部圖像移動一位移值，該位移值是相對于獲取的第一圖像通過累計(jì)在第一圖像和所考慮的局部圖像之間獲取的局部圖像的連續(xù)位移來計(jì)算的。
全文摘要
本發(fā)明涉及數(shù)字指紋的識別，更具體地，涉及基于能夠檢測指紋的突起和凹入的細(xì)長條傳感器，當(dāng)手指按照相對于所述條的伸長方向基本上平行的方式以相對方式在傳感器面前經(jīng)過時(shí)，進(jìn)行識別。該創(chuàng)造性的方法包括以下操作在處理器控制下，獲取連續(xù)部分重疊的圖像；檢查第一圖像相對于第二圖像的位移，以便提供兩個(gè)圖像之間更好的相關(guān)；在相對于細(xì)長條傳感器的垂直方向上，根據(jù)像素確定所述位移分量；將位移分量與至少一個(gè)門限值進(jìn)行比較；根據(jù)比較結(jié)果，保持延遲T，或者將延遲T增加或者減少一個(gè)時(shí)間增量dT，其中延遲T是在獲取下一個(gè)圖像之前的由處理器強(qiáng)加的。因此，使手指位移的相關(guān)搜索根據(jù)未知的速度而改變。
文檔編號G06K9/00GK1826605SQ200480020821
公開日2006年8月30日 申請日期2004年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月18日
發(fā)明者讓-弗朗索瓦·曼蓋 申請人:Atmel格勒諾布爾公司