[发明专利]侦测模块、指纹感测装置及指纹影像产生方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种指纹影像的产生方法，特别是涉及一种通过电路参数回授设定，以输出像素灰阶分布均匀的原始指纹影像的指纹影像产生方法。

背景技术

指纹辨识是一种常见的生物特征辨识技术，目前已广泛运用于门户安全管理、电子装置身份认证、金融系统身份认证及犯罪侦查等领域。依据指纹辨识的运作原理，指纹辨识装置可区分为光学式、温度感测式、压力感测式及电容式等类型，但上述各种指纹辨识装置的运作流程大多包含(1)原始指纹影像的取得；(2)指纹影像的影像前处理；(3)指纹影像的特征值撷取；及(4)指纹影像的特征值比对等步骤。

在上述指纹辨识过程中，指纹影像通常会以灰阶图像呈现，以便于进行指纹特征值撷取与特征值比对的步骤。以8位元的指纹影像的像素信息来说，其各个像素最多会有256种灰阶颜色变化，且各种灰阶颜色可以0～255的数值表示，较深的颜色（此处定义为较大的灰阶值）对应于指纹峰(Ridge)的部分，较浅的颜色（此处定义为较小的灰阶值）则对应指纹谷(Valley)的部分。

参阅图1，为理想的指纹影像的像素灰阶值分布图。以该指纹影像来说，其像素灰阶值分布在3～250的范围内，且几乎每个灰阶值都有对应的像素分布，因此除了对应指纹峰、谷的深、浅部分之外，还有其他不同层次的灰阶颜色，而能呈现出指纹影像的细节。

然而，环境温湿度、手指的表面状态、手指接触于指纹辨识装置的状况(如面积、角度、力道)、指纹辨识装置内部电路与感测器的特性设定等因素，都会影响原始指纹影像的灰阶分布状态，使指纹辨识装置不易产生灰阶分布理想的原始指纹影像。

参阅图2～图4，即为三个灰阶分布不理想的原始指纹影像。此三个指纹影像的共同问题是灰阶分布过度集中，使指纹峰、谷部分的深浅程度过于接近而不易辨识特征，例如图3是指纹影像整体颜色偏浅，图4则是指纹影像整体颜色偏深，而不利于指纹特征值撷取与特征值比对的进行。

针对上述问题，一般会采用影像处理技术以调整指纹影像的灰阶值，也就是通过影像处理技术，将灰阶分布不理想的原始指纹影像调整为趋近于图1的状态后，再进行指纹特征值撷取与特征值比对的步骤。但是以此种方式调整指纹影像的灰阶分布，其处理步骤较为繁复，且不易将灰阶分布重新调整为理想状态（例如可能因调整灰阶分布而导致指纹影像失真），而影响后续指纹辨识结果的正确性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种指纹影像产生方法，通过该方法，可获取灰阶分布均匀的原始指纹影像，而能省略后续的灰阶调整步骤，并提升指纹辨识结果的正确性。

本发明的另一目的，在于提供一种执行前述指纹影像产生方法的指纹感测装置。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。本发明指纹影像产生方法，由指纹感测装置执行。该指纹感测装置包含侦测模块及控制模块，该侦测模块包括指纹感应单元、信号放大单元、信号转换单元及处理单元。该指纹影像产生方法包含以下步骤：（A）该指纹感应单元侦测指纹，并输出对应该指纹的原始影像信号至该信号放大单元；（B）该信号放大单元依据增益参数，将该原始影像信号放大转换为增益影像信号，并输出至该信号转换单元；（C）该信号转换单元依据偏移参数，将该增益影像信号转换为对应特定灰阶值的数字影像信号，并输出至该处理单元；（D）该处理单元将储存该数字影像信号的指纹影像信息传输至该控制模块；（E）该控制模块判断该指纹影像信息的灰阶分布是否均匀；若判断结果为「否」，则该控制模块发出总控制信号至该侦测模块，令该侦测模块先重新设定该信号放大单元的增益参数或该信号转换单元的偏移参数，且随后重新执行步骤（A）。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

较佳地，在步骤（E）该控制模块是通过该指纹影像信息的灰阶值的平均值或加权平均值，或是该指纹影像信息的灰阶值的最大值与最小值，以判断该指纹影像信息的灰阶分布是否均匀。

较佳地，在步骤（E）该总控制信号是由该处理单元接收，且该处理单元分别输出第一控制信号至该信号放大单元，或输出第二控制信号至该信号转换单元，以分别执行该增益参数或该偏移参数的重新设定。

较佳地，该指纹影像信息对应于完整的指纹影像。

较佳地，该指纹影像信息对应于局部的指纹影像，且在步骤（E）若该判断结果为「是」，则执行步骤（F）：该控制模块判断指纹影像信息的数量是否大于一笔，若判断结果为「否」，则重新执行步骤（A），以产生另一笔相异的指纹影像信息。