一种光学指纹采集方法、装置、电子设备及存储介质

技术领域

本发明涉及图像识别技术领域，尤其涉及一种光学指纹图像处理方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术

随着全面屏智能终端的普及，屏下光学指纹识别逐渐成为智能终端的标准配置。指纹采集时的是光的反射，利用光学指纹采集的一个挑战在于外界环境光的变化剧烈，比如室内光照约100lx，而室外晴天太阳光下，可能达到10万lx。虽然环境光经过手指过滤后被大大衰减，但仍会造成干扰，外界环境光照射，会通过透射形成相反的图像，两者叠加后造成采集到的图像衰减。

另一方面，手指并非均匀材料，投射过程中会形成新的图像，同样会干扰真实指纹图像。如何在强光的环境下精确的获得指纹信息，成为了业内亟待解决的难题。

发明内容

为了解决现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种光学指纹采集方法、装置、电子设备及存储介质，在外界强光的环境下，从采集的图像中分离出环境光的干扰，获取真实的反射图像信息。

为实现上述目的，本发明提供的光学指纹采集方法，包括：

在光源处于高亮度模式时，采集第一帧指纹图像；

进行环境光的判断，确认环境光为强环境光；

调整光源的亮度，并采集第二帧指纹图像；

根据所述第一帧指纹图像和所述第二帧指纹图像，获取指纹识别图像；

所述高亮度模式为光源的亮度大于第一阈值的模式。

进一步地，所述进行环境光的判断，确认环境光为强环境光的步骤，还包括，

利用光线传感器，获取环境光的测量数据，并将该测量数据与预设亮度阈值进行比较，若该测量数据大于预设亮度阈值，则确认外界环境光为强环境光；或，

在光源处于高亮模式时采集一帧指纹图像，从所述指纹图像中提取出手指按压区域图像；若手指按压区域图像中所有像素的平均灰度值大于灰度阈值，则确认外界环境光为强环境光。

进一步地，所述进行环境光的判断，确认环境光为强环境光的步骤，还包括，从所述第一帧指纹图像中提取出手指按压区域图像；若手指按压区域图像中所有像素的平均灰度值大于灰度阈值，则确认外界环境光为强环境光。

进一步地，所述调整光源的亮度，并采集第二帧指纹图像的步骤，还包括，

将光源的亮度调整至低亮度模式，采集第二帧指纹图像；

所述低亮度模式，为光源的亮度小于第二亮度阈值的模式。

进一步地，所述在调整光源的亮度，并采集第二帧指纹图像的步骤，还包括，关闭光源的亮度，采集第二帧指纹图像。

更进一步地，所述根据所述第一帧指纹图像和所述第二帧指纹图像，获取指纹识别图像的步骤，还包括，

将所述第一帧指纹图像中每个像素的灰度值减去所述第二帧指纹图像中对应位置的像素的灰度值；

将得到的灰度差值确定为指纹识别图像中对应位置的像素的灰度值。

为实现上述目的，本发明还提供一种光学指纹采集装置，包括，指纹采集模块、环境光判断模块、亮度调整模块，以及计算模块，其中，

所述指纹采集模块，其在高亮度模式下采集第一帧指纹图像，在低亮度模式下采集第二帧指纹图像；所述高亮度模式为光源的亮度大于第一亮度阈值的模式；所述低亮度模式为光源的亮度小于第二亮度阈值的模式，第二亮度阈值小于第一亮度阈值。

所述环境光判断模块，其对环境光进行判断并确认环境光为强环境光；

所述亮度调整模块，其将光源调整为高亮度模式或低亮度模式；

所述计算模块，其根据所述第一帧指纹图像和所述第二帧指纹图像，获取指纹识别图像。

为实现上述目的，本发明还提供一种光学指纹采集芯片，包括，光学指纹采集装置以及控制单元，其中，所述光学指纹采集装置采用上述的光学指纹采集装置；所述控制单元，控制所述光学指纹采集装置的图像采集和处理。

为实现上述目的，本发明提供一种触控显示器，包括，光学指纹采集芯片以及触摸屏，其中，所述光学指纹采集芯片采用上述的光学指纹采集芯片，通过所述触摸屏进行屏下指纹图像的采集。

为实现上述目的，本发明还提供一种信息处理装置，包括，触控显示器以及中央处理器，其中，所述触控显示器采用上述的触控显示器；所述中央处理器与所述触控显示器之间进行信息交互。

为实现上述目的，本发明还提供一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行计算机程序以执行上述的光学指纹采集方法的步骤。

为实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的光学指纹采集方法的步骤。

本发明实施例的光学指纹采集方法，在强光情景下通过光源的调整获得指纹识别图像，使得指纹采集不再受到环境光的影响，提升了指纹采集质量的同时，改善了用户的使用体验。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

附图说明

图1为根据本发明的光学指纹采集方法流程图；

图2为根据本发明的强光环境下采集第一帧指纹图像示意图；

图3为根据本发明的光学指纹采集装置结构示意图；

图4为根据本发明的光学指纹采集芯片结构示意图；

图5为根据本发明的触控显示器结构示意图；

图6为根据本发明的信息处理装置结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用语限定本发明。

本发明实施例中，光学指纹采集方法是在强光情景下的通过设备自身光源的调整精确的获得指纹信息。

实施例1

图1为根据本发明的光学指纹采集方法流程图，下面将参考图1，对本发明的光学指纹采集方法进行详细描述。

首先，在步骤101，在光源处于高亮度模式下，进行第一帧指纹图像的采集。

本发明实施例中，所述高亮度模式为光源发出的光的亮度大于第一亮度阈值的模式。

其中，设置光源的高亮度模式可以通过调用预设的调用接口实现：获取预设的高亮度模式的调用接口；通过调用接口设置光源处于高亮度模式。

在步骤102，对环境光进行判断，确认环境光为强环境光。

本实施例中，如果是在强光环境下，且光源为高亮度模式时，采集的第一指纹图像中，既包含反射光线的指纹信息，还包含有环境光透过手指的投射光线的干扰信息，如图2所示。

本实施例中，确认外界环境光为强环境光，有以下两种方式：

1)利用光线传感器，获取环境光的测量数据，并将该测量数据与预设亮度阈值进行比较，若该测量数据大于预设亮度阈值，则确认外界环境光为强环境光。

2)在光源处于高亮度模式时采集一帧指纹图像，从该指纹图像中提取出手指按压区域图像；若手指按压区域图像中所有像素的平均灰度值大于灰度阈值，则确认外界环境光为强环境光。

本实施例中，优选利用采集的第一帧指纹图像确认外界环境光为强环境光。

在步骤103，将光源调整至低亮度模式，采集第二帧指纹图像。

本发明实施例中，所述低亮度模式为光源发出的光的亮度小于第二亮度阈值的模式，第二亮度阈值小于第一亮度阈值。

本发明实施例中，第二阈值可以是一个很小的阈值，在一种极端的情况下，可以将光源的亮度调节为0，即关闭光源的亮度，以使光源处于低亮度模式，使采集到的第二帧指纹图像只包含环境光产生的透射光的干扰信息或包含的光源产生的光线反射信息很弱而不影响指纹图像的采集。

本实施例中，由于光源处于低亮模式，采集不到光源反射光指纹图像或光源反射光指纹图像可以忽略不计，因此可以认为第二帧指纹图像只包含强环境光的透过光干扰图像。

在步骤104，根据第一帧指纹图像和第二帧指纹图像，获取去除了强环境光的干扰的指纹识别图像。

本发明实施例中，将上述第一帧指纹图像(第一帧指纹图像包含环境光产生的透射光的干扰信息与光源产生的反射光的指纹信息)与第二帧指纹图像(第二帧指纹图像包含外界环境光的光线透射信息，不包含光源产生的光线反射信息，或包含的光源产生的光线反射信息很弱而不影响指纹图像的采集)进行比对，获得单纯的光源产生的光线反射指纹信息，从而准确获得指纹识别图像。

实施例2

本发明的实施例还提供一种光学指纹采集装置，图3为根据本发明的光学指纹采集装置结构示意图，如图3所示，本发明的光学指纹采集装置20，包括，指纹采集模块31、环境光判断模块32、亮度调整模块33，以及计算模块34，其中，

指纹采集模块31，其在高亮度模式下采集第一帧指纹图像，在低亮度模式下采集第二帧指纹图像。

本发明实施例中，所述高亮度模式为光源发出的光的亮度大于第一亮度阈值的模式；所述低亮度模式为光源发出的光的亮度小于第二亮度阈值的模式，第二亮度阈值小于第一亮度阈值。

环境光判断模块32，其对外界的环境光强度进行判断。

本发明实施例中，环境光判断模块32对环境光强度判断，采用的方式包括：

1)通过光线传感器，获取光线传感器当前的测量数据，并将该测量数据与预设亮度阈值进行比较，若该测量数据大于预设亮度阈值，则确定环境光为强环境光。

2)从第一帧指纹图像中提取出手指按压区域图像，如果手指按压区域图像中所有像素的平均灰度值大于预设灰度阈值，则确定环境光为强环境光。

亮度调整模块33，其用于将光源的工作模式调整为高亮度模式或低亮度模式。

计算模块34，其根据第一帧指纹图像，第二帧指纹图像，获取最终的指纹识别图像。

实施例3

本发明的实施例还提供一种光学指纹采集芯片，图4为根据本发明的光学指纹采集芯片结构示意图，如图4所示，本发明的光学指纹采集芯片40，包括，光学指纹采集装置41以及控制单元42，其中，

光学指纹采集装置41为上述实施例中的光学指纹采集装置20。

控制单元42，用于控制光学指纹采集装置20的图像采集和处理。

实施例4

本发明的实施例还提供一种触控显示器，图5为根据本发明的触控显示器结构示意图，如图5所示，本发明的触控显示器50，包括，光学指纹采集芯片51以及触摸屏52，其中，

光学指纹采集芯片51，其采用上述实施例中的光学指纹采集芯片40，通过触摸屏52进行屏下指纹图像的采集。

本发明实施例中，触摸屏52为液晶显示屏、OLED显示屏、QLED显示屏、Mini LED显示屏或Micro LED显示屏。

实施例5

本发明的实施例还提供一种信息处理装置。图6为根据本发明的信息处理装置结构示意图，如图6所示，本发明的信息处理装置60，包括，触控显示器61以及中央处理器62，其中，

触控显示器61，其采用上述实施例中的触控显示器50。

中央处理器62与触控显示器61之间进行信息交互。

实施例6

本发明的实施例还提供了一种电子设备，包括处理器，以及存储器，其中，存储器存储有计算机程序，计算机程序在被处理器读取执行时，执行上述光学指纹采集方法实施例中的步骤。

实施例7

本发明的实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有计算机程序，其中，该计算机程序被设置为运行时执行上述光学指纹采集方法实施例中的步骤。

在本实施例中，上述计算机可读存储介质可以包括但不限于：U盘、只读存储器(Read-Only Memory，简称为ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称为RAM)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储计算机程序的介质。

本领域普通技术人员可以理解：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。