图像采集方法、芯片及图像采集装置

技术领域

本申请涉及图像识别技术领域，具体涉及一种图像采集方法、芯片及图像采集装置。

背景技术

图像采集装置，如指纹传感器，是用于对指纹成像的传感器装置。已经广泛地用于门禁系统、考勤系统、诸如手机和平板电脑之类的移动终端中，用于验证用户的身份。指纹识别方式包含光学式、电容式和超声波式。现有技术中，电容式指纹识别通过获取手指有效区域的各个局部位置的电容特性，并利用电容的变化量形成指纹图像。

所述电容式指纹传感器为了降低功耗，在进行指纹图像扫描之前都会有一个指纹侦测的模式，从而先确定是否有指纹贴近，当确定有指纹贴近的时候再启动图像扫描模式获得指纹图像。一般在指纹侦测模式下会设定一个阈值，当检测到变化量超过该设置阈值时启动图像扫描模式。目前，指纹侦测模式的阈值一般在进行调试的时候根据经验设置一个固定的值。但是在实际的应用中，因为指纹传感器本身灵敏度的差异，封装加工导致的厚度差异或者封装材料的差异会导致灵敏度存在个体差异。同样的阈值，在不同的指纹传感器上表现不一样，有的灵敏度偏低，需要稍用力按压才有反应，用户体验不好；有的过于灵敏，还没有完全接触好就触发，导致读取的图像质量不佳，同样会影响用户的解锁成功率。

发明内容

鉴于以上问题，本申请提出一种图像采集方法、芯片及图像采集装置，可以提高所述图像采集装置采集到的图像的质量。

本申请的第一方面提供一种图像采集方法，所述方法包括：获取所述图像采集装置在当前感应阈值下的阈值变化量；根据所述阈值变化量确定所述图像采集装置是否被触发；若所述图像采集装置被触发，控制所述图像采集装置采集图像；计算采集的图像的参数；比对所述参数与参数阈值，并根据比对结果更新所述当前感应阈值，所述更新的感应阈值用于判定下一次图像采集后所述图像采集装置是否被触发。

根据本申请的一些实施方式，获取所述图像采集装置在当前感应阈值下的阈值变化量前，所述方法还包括：设置图像采集装置的初始化感应阈值。

根据本申请的一些实施方式，更新后的所述感应阈值小于或等于当前所述阈值变化量的二分之一。

根据本申请的一些实施方式，所述根据比对结果更新所述当前感应阈值包括：

若所述参数小于所述参数阈值，增大所述当前感应阈值；及

若所述参数大于所述参数阈值，减小初所述当前感应阈值。

根据本申请的一些实施方式，所述更新所述当前感应阈值包括：

以固定步长增大或减小所述当前感应阈值；或者

动态增大或减小所述当前感应阈值。

根据本申请的一些实施方式，所述根据所述阈值变化量确定所述图像采集装置是否被触发包括：

判断所述阈值变化量是否大于或等于预设阈值；

若所述阈值变化量大于或等于所述预设阈值，确定所述图像采集装置被触发；

若所述阈值变化量小于所述预设阈值，确定所述图像采集装置没有被触发。本申请的第二方面提供一种生物识别芯片，所述芯片包括：

获取模块，用于获取图像采集装置在当前感应阈值下的阈值变化量；

确定模块，用于根据所述阈值变化量确定所述图像采集装置是否被触发；

控制模块，用于若所述图像采集装置被触发，控制所述图像采集装置采集图像；

计算模块，用于计算采集的图像的参数；

更新模块，用于比对所述参数与参数阈值，并根据比对结果更新所述当前感应阈值，更新后的所述当前感应阈值用于判定下一次图像采集后所述图像采集装置是否被触发。

根据本申请的一些实施方式，所述芯片还包括：初始化模块，用于设置图像采集装置的初始化感应阈值。

本申请第三方面提供一种图像采集装置，所述图像采集装置包括：处理器；以及存储器，所述存储器中存储有多个程序模块，所述多个程序模块由所述处理器加载并执行如前所述的图像采集方法。

本申请中图像采集方法、芯片及图像采集装置，可以通过图像采集装置在初始化设置的感应阈值下的所述参数变化量，确定所述图像采集装置是否被触发。并在确定图像采集装置被触发后，采集待测物体的图像，并计算采集的图像的参数，根据所述参数来动态调整所述感应阈值。使得图像采集装置在待测物体与所述装置接触良好时才触发，并能提高所述图像采集装置采集到的图像的质量。

附图说明

图1是本申请一实施例所提供的图像采集方法的流程示意图。

图2是本申请实施例所提供的生物识别芯片示意图。

图3是本申请一实施方式提供的图像采集装置架构示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本申请的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施例对本申请进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

请参阅图1，图1为本申请一个实施例提供的图像采集方法的流程示意图。根据不同的需求，该流程图中步骤的顺序可以改变，某些步骤可以省略。为了便于说明，仅示出了与本申请实施例相关的部分。所述图像采集方法应用于图像采集装置中。

在一实施方式中，所述图像采集装置可以是指纹采集设备，所述指纹采集设备可以是设置于手机、平板电脑、工业设备等智能终端中的，用于采集用户指纹进行身份认证。所述指纹采集设备还可以是设置于考勤装置中的，用于采集用户指纹进行考勤等。所述指纹采集设备可以是通过光学指纹采集技术、电容式传感器指纹采集技术、超声波指纹采集技术、或电磁波指纹采集技术等手段采集指纹图像的设备。在其他实施方式中，所述图像采集装置还可以是掌纹采集设备等其他纹理图像采集装置。

现有技术中，所述图像采集装置一般包括图像侦测模式和图像扫描模式。所述感应阈值为所述图像侦测模式下设定的一个阈值。当图像采集装置检测到的阈值变化量超过所述感应阈值时，可以控制所述图像采集装置从所述图像侦测模式进入到所述图像扫描模式。

如图1所示，所述图像采集方法包括以下步骤。

步骤S1、获取所述图像采集装置在当前感应阈值下的阈值变化量。

在本实施方式中，通过先获取所述图像采集装置在当前感应阈值下的阈值变化量，再比对所述阈值变化量与预设阈值，以确定所述图像采集装置在所述当前感应阈值下是否被触发。

需要说明的是，所述阈值变化量为所述图像采集装置的物理变化量，根据所述图像采集装置的不同而不同。例如，当所述图像采集装置为电容式指纹传感器时，所述阈值变化量为电容变化量。

步骤S2、根据所述阈值变化量控制所述图像采集装置的触发。

在本实施方式中，通过判断所述阈值变化量是否大于或等于所述预设阈值，以判断所述图像采集装置在所述当前感应阈值下是否被触发。若所述阈值变化量大于或等于所述预设阈值，确定所述图像采集装置在所述当前感应阈值下被触发，流程进入步骤S4；若所述阈值变化量小于所述第一阈值预设阈值，确定所述图像采集装置在所述当前感应阈值下没有被触发。

在本实施方式中，所述图像采集装置在进行图像扫描之前，会启动图像侦测模式，以确认是否有待测物体接近所述图像采集装置。当确定有待测物体接近所述图像采集装置时，获取所述图像采集装置在所述当前感应阈值下的阈值变化量，再根据所述阈值变化量控制是否触发所述图像采集装置，所述图像采集装置被触发后，启动图像扫描模式获得所述待测物体的图像。

可以通过侦测所述图像采集装置的阈值变化量来判断是否有待测物体接近所述图像采集装置。当侦测到所述图像采集装置的阈值变化量时，确定有待测物体接近所述图像采集装置，获取所述图像采集装置在所述当前感应阈值下的阈值变化量，且所述阈值变化量大于或等于所述预设阈值，触发所述图像采集装置启动图像扫描模式，以获得所述待测物体的图像；当没有侦测到所述图像采集装置的阈值变化量时，确定没有待测物体接近所述图像采集装置，不触发所述图像采集装置启动图像扫描模式；当侦测到所述图像采集装置的阈值变化量时，确定有待测物体接近所述图像采集装置，但获取所述图像采集装置在所述当前感应阈值下的阈值变化量，且所述阈值变化量小于所述预设阈值，也不触发所述图像采集装置启动图像扫描模式。

例如，当所述图像采集装置为指纹传感器时，所述指纹传感器在采集指纹图像之前，会进行指纹侦测，以确定是否有指纹靠近所述指纹传感器。当确认有指纹靠近所述指纹传感器且电容变化量超过所述预设阈值时，启动图像扫描模式以获取指纹图像。

步骤S3、控制所述图像采集装置采集图像。

在本实施方式中，当所述图像扫描模式启动后，所述图像采集装置在所述当前感应阈值下被触发，从而可以扫描采集所述图像。

步骤S4、计算采集图像的参数。

在本实施方式中，所述图像的参数为可以表征图像质量的参数。例如，所述图像的参数包括灰度均值、灰度方差、小梯度优势、大梯度优势、灰度分布不均匀性、梯度分布不均匀性、能量、灰度平均、梯度平均、梯度均方差、相关性、灰度熵、梯度熵、混合熵、差分矩、逆差分矩等其中的一种或多种。

步骤S5、比对所述参数与参数阈值，并根据比对结果保存或调整所述当前感应阈值。

在本实施方式中，所述参数阈值为开发者采集大量图像后根据经验预设的参数值。参数值达到所述参数阈值的图像证明其质量符合要求，为理想图像。例如，当所述图像采集装置为指纹采集设备时，所述理想图像为指纹图像质量好的图像。如所述指纹图像的脊线和谷线清晰，无粘连和断裂现象。

在本实施方式中，所述根据比对结果调整所述当前感应阈值包括：

若所述表征图像质量的参数小于所述参数阈值，则判定目前图像质量稍差，需要提高所述当前感应阈值，来保证后续图像采集时，需等待测物体按压好图像采集装置后再触发，从而保证能够读取到比当下质量更加良好的图像。及若所述参数大于所述参数阈值，则判定目前图像质量良好，可以降低所述当前感应阈值来提升触发所述图像采集装置的灵敏度。调整后的感应阈值更新为后续使用的感应阈值。若所述参数和所述参数阈值的差值在设定误差范围内，则判定目前图像质量符合要求，保存当前感应阈值继续使用。需要说明的是，若所述表征图像质量的参数等于所述参数阈值，则判定目前图像质量无变化，无需对所述当前感应阈值进行调整。

在一实施方式中，可以通过固定的步长(例如，步长为2)，也可以使用动态的步长，来调整所述当前感应阈值。需要说明的是，调整后的感应阈值小于或等于所述阈值变化量的二分之一，同时不能小于最小感应阈值，也不能大于最大感应阈值，调整后的感应阈值更新为下次使用的感应阈值。

图像采集装置从步骤S1开始下一次图像采集。

进一步，本发明还包括步骤：设置图像采集装置的初始化感应阈值。

在一实施方式中，为了保证所述感应阈值不会出现异常，开发者根据经验会设定最小感应阈值Tmin及最大感应阈值Tmax，最小感应阈值和最大感应阈值之间的感应阈值都是正常的。一般情况下，图像采集装置在初始化的时候会将感应阈值设置为Tmin。

随后再获取所述图像采集装置在初始化感应阈值下的阈值变化量。如阈值变化量大于或等于初始化感应阈值，图像采集装置触发图像扫描模式，从而可以扫描采集所述图像。并根据采集图像的参数与参数阈值比对结果减小或增大所述初始化感应阈值第一阈值或继续采用所述初始化感应阈值。

图1详细介绍了本申请的阈值调整，通过所述方法，通过即时调整触发所述图像采集装置的感应阈值，从而能够保证在所述图像采集装置与待测物体接触良好后再触发所述图像采集设备，保证能够读取到质量良好的图像，并能适当调整灵敏度，提升图像采集效率。下面结合图2和图3，对实现所述阈值调整的软件芯片的功能模块以及硬件装置架构进行介绍。应该了解，所述实施例仅为说明之用，在专利申请范围上并不受此结构的限制。

图2为本申请一实施方式提供的生物识别芯片的结构图。

在一些实施方式中，所述生物识别芯片200可以包括多个由程序代码段所组成的功能模块，以实现阈值调整的功能。

参考图2，本实施方式中，生物识别芯片200根据其所执行的功能，可以被划分为多个功能模块，所述各个功能模块用于执行图1对应实施方式中的各个步骤，以实现阈值调整的功能。本实施方式中，所述生物识别芯片200的功能模块包括：初始化模块201、获取模块202、确定模块203、控制模块204、计算模块205以及更新模块206。各个功能模块的功能将在下面的实施例中进行详述。

所述初始化模块201用于设置图像采集装置的初始化感应阈值，保存开发者根据经验设定的最小感应阈值Tmin和最大感应阈值Tmax，图像采集装置的初始化感应阈值优选为最小感应阈值Tmin。

现有技术中，所述图像采集装置一般包括图像侦测模式和图像扫描模式。所述感应阈值为所述图像侦测模式下设定的一个阈值。当图像采集装置检测到的阈值变化量超过所述感应阈值时，可以控制所述图像采集装置从所述图像侦测模式进入到所述图像扫描模式。一般情况下，所述感应阈值为所述图像采集装置在进行调试的时候，开发者根据经验设置一个固定的值。

在一实施方式中，为了保证所述感应阈值不会出现异常，设定所述感应阈值在最小感应阈值和最大感应阈值之间动态波动。

所述获取模块202用于获取所述图像采集装置在当前感应阈值下的阈值变化量。

在本实施方式中，通过先获取所述图像采集装置在当前感应阈值下的阈值变化量，再比对所述阈值变化量与预设阈值，以确定所述图像采集装置在所述当前感应阈值下是否被触发。

需要说明的是，所述阈值变化量为所述图像采集装置的物理变化量，根据所述图像采集装置的不同而不同。例如，当所述图像采集装置为电容式指纹传感器时，所述阈值变化量为电容变化量。

所述确定模块203用于根据所述阈值变化量控制所述图像采集装置的触发。

在本实施方式中，所述确定模块203通过判断所述阈值变化量是否大于或等于预设阈值，以判断所述图像采集装置在所述当前感应阈值下是否被触发。若所述阈值变化量大于或等于所述预设阈值，所述确定模块203确定所述图像采集装置在所述当前感应阈值下被触发；若所述阈值变化量小于所述预设阈值，所述确定模块203确定所述图像采集装置在所述当前感应阈值下没有被触发。

本实施方式中，所述图像采集装置在进行图像扫描之前，会启动图像侦测模式，以确认是否有待测物体接近所述图像采集装置。当确定有待测物体接近所述图像采集装置时，获取所述图像采集装置在所述当前感应阈值下的本变化量，再根据所述本变化量控制是否触发所述图像采集装置，在所述图像采集装置被触发后，启动图像扫描模式获得所述待测物体的图像。

可以通过侦测所述图像采集装置的阈值变化量来判断是否有待测物体接近所述图像采集装置。当侦测到所述图像采集装置的阈值变化量时，确定有待测物体接近所述图像采集装置，获取所述图像采集装置在所述当前感应阈值下的阈值变化量，且所述阈值变化量大于或等于所述预设阈值，触发所述图像采集装置启动图像扫描模式，以获得所述待测物体的图像；当没有侦测到所述图像采集装置的阈值变化量时，确定没有待测物体接近所述图像采集装置，不触发所述图像采集装置启动图像扫描模式；当侦测到所述图像采集装置的阈值变化量时，确定有待测物体接近所述图像采集装置，但获取所述图像采集装置在所述当前感应阈值下的阈值变化量，且所述阈值变化量小于所述预设阈值，也不触发所述图像采集装置启动图像扫描模式。

例如，当所述图像采集装置为指纹传感器时，所述指纹传感器在采集指纹图像之前，会进行指纹侦测，以确定是否有指纹靠近所述指纹传感器。当确认有指纹靠近所述指纹传感器且电容变化量超过所述预设阈值时，启动图像扫描模式以获取指纹图像。

所述控制模块204用于控制所述图像采集装置采集图像。

在本实施方式中，当所述图像扫描模式启动后，所述图像采集装置在所述当前阈值下被触发，从而可以扫描采集所述图像。

所述计算模块205用于计算采集图像的参数。

在本实施方式中，所述图像的参数为可以表征图像质量的参数。例如，所述图像的参数包括灰度均值、灰度方差、小梯度优势、大梯度优势、灰度分布不均匀性、梯度分布不均匀性、能量、灰度平均、梯度平均、梯度均方差、相关性、灰度熵、梯度熵、混合熵、差分矩、逆差分矩等其中的一种或多种。

所述更新模块206用于比对所述参数与参数阈值，并根据比对结果保存或调整所述当前感应阈值。

在本实施方式中，所述参数阈值为开发者采集大量图像后根据经验预设的参数值。参数值达到所述参数阈值的图像证明其质量符合要求，为理想图像。例如，当所述图像采集装置为指纹采集设备时，所述理想图像为指纹图像质量好的图像。如所述指纹图像的脊线和谷线清晰，无粘连和断裂现象。

在本实施方式中，所述根据比对结果调整所述当前感应阈值包括：

若所述表征图像质量的参数小于所述参数阈值，则判定目前图像质量稍差，需要提高所述当前感应阈值，来保证后续图像采集时，需等待测物体按压好图像采集装置后再触发，从而保证能够读取到比当下质量更加良好的图像。及若所述参数大于所述参数阈值，则判定目前图像质量良好，可以降低所述当前感应阈值来提升触发所述图像采集装置的灵敏度。调整后的所述当前感应阈值更新为后续使用的感应阈值。若所述参数和所述参数阈值的差值在设定误差范围内，则判定目前图像质量符合要求，保存当前感应阈值继续使用。需要说明的是，若所述表征图像质量的参数等于所述参数阈值，则判定目前图像质量无变化，无需对所述当前感应阈值进行调整。

在一实施方式中，可以通过固定的步长(例如，步长为2)，也可以使用动态的步长，来调整所述当前感应阈值。需要说明的是，调整后的感应阈值小于或等于所述阈值变化量的二分之一，同时不能小于最小感应阈值，也不能大于最大感应阈值，调整后的感应阈值更新为下次使用的感应阈值。

图3为本申请一实施方式提供的图像采集装置的功能模块示意图。所述图像采集装置10包括存储器11、处理器12以及存储在所述存储器11中并可在所述处理器12上运行的计算机程序13，例如图像采集的程序。

在本实施方式中，所述图像采集装置10可以是但不限于手机、平板电脑、指纹考勤机等纹理图像采集装置。

所述处理器12执行所述计算机程序13时实现上述方法实施例中阈值调整的步骤，用于调整图像采集设备10的感应阈值。或者，所述处理器13执行所述计算机程序13实现上述芯片实施例中各模块/单元的功能。

示例性的，所述计算机程序13可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器11中，并由所述处理器12执行，以完成本申请。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序13在所述图像采集装置10中的执行过程。例如，所述计算机程序13可以被分割成图2中的模块201-206。

本领域技术人员可以理解，所述示意图3仅仅是图像采集装置10的示例，并不构成对图像采集装置10的限定，图像采集装置10可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述图像采集装置10还可以包括输入输出设备等。

所称处理器12可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以包括其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器12是所述图像采集装置10的控制中心，利用各种接口和线路连接整个图像采集装置10的各个部分。

所述存储器11可用于存储所述计算机程序13和/或模块/单元，所述处理器12通过运行或执行存储在所述存储器11内的计算机程序和/或模块/单元，以及调用存储在存储器11内的数据，实现所述图像采集装置10的各种功能。存储器11可以包括外部存储介质，也可以包括内存。此外，存储器11可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(SecureDigital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。

所述图像采集装置10集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。

最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本申请进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本申请技术方案的精神和范围。