一种光学指纹识别方法、装置、电子设备及存储介质

技术领域

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

背景技术

在全面屏普及之后，大多数的终端中都采用屏下指纹识别技术来进行指纹识别。屏下指纹识别技术的原理为：终端中的光源发射出光线，该光线经过手指反射后被位于屏幕下方的光线采集模块采集到，由于指纹谷脊对光线的反射率不同，因此，光学采集模块对指纹谷脊采集到的光信号也不同。光学采集模块对光信号的差异进行光电转换后再进行放大和量化，得到指纹图像，最后将得到的指纹图像上传到应用程序，由应用程序利用指纹识别算法对该指纹图像进行识别。

由于指纹采集是利用光线的反射来形成灰阶的指纹图像，而外界的环境光会经过手指后透射进光线采集模块，从而对形成的指纹图像产生干扰。

现有技术中，在利用指纹识别算法对指纹图像进行识别时，若对第一帧指纹图像识别失败，则会继续获取第二帧指纹图像，再对第二帧指纹图像进行识别，从而通过多次识别来提高识别率。

图1为采集指纹图像的原理示意图，如图1所示，屏幕中的光源向外发射光线，该光线被位于玻璃盖板上的手指反射，光线采集模块可以采集反射光，再对反射光进行处理，得到指纹图像。

图2采集指纹图像时环境光透射原理示意图，如图2所示，外界的环境光也会透过手指透射到光线采集模块中，从而对指纹图像产生干扰。

图3为现有技术指纹识别方法流程示意图，如图3所示，采集指纹图像和利用算法识别指纹可以并行执行。即，采集第一帧指纹图像；在采集第二帧指纹图像时，对第一帧指纹图像进行指纹识别；在采集第三帧指纹图像时，对第二帧指纹图像进行指纹识别，依此类推。

若对第一帧指纹图像的指纹识别失败，则会继续对后续采集到的多帧指纹图像进行指纹识别，以期通过多次识别来提高识别率。然而在强环境光的环境下，强环境光对指纹图像的干扰不会随着采集次数的增多而减小，所以，即使多次采集指纹图像进行识别，仍然无法识别出指纹。

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识别方法、装置、电子设备及存储介质，先消除强环境光对指纹图像的干扰，再利用消除干扰后的指纹图像进行指纹识别，可以提高指纹的识别率。

为了实现上述目的，本发明提供一种光学指纹识别方法，包括以下步骤：

对环境光进行判断，确认所述环境光为强环境光；

在光源为高亮模式下，采集指纹图像并获取第一指纹图像；

在光源为低亮模式下，采集指纹图像并获取第二指纹图像；

根据所述第一指纹图像和所述第二指纹图像，获取第三指纹图像；

对所述第三指纹图像进行指纹识别；

所述高亮模式为光源的亮度大于第一阈值的模式，所述低亮模式为光源的亮度小于第二阈值的模式，所述第二阈值小于第一阈值。

进一步地，所述对环境光进行判断，确认所述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，所述在光源为高亮模式下，采集指纹图像并获取第一指纹图像的步骤，还包括，

采集一帧指纹图像作为第一指纹图像；或，

采集至少两帧指纹图像，将最后一帧指纹图像作为第一指纹图像；或，

采集至少两帧指纹图像，计算所有指纹图像中相同位置的像素的灰度平均值，将所有灰度平均值的像素组成的图像作为第一指纹图像。

进一步地，所述在光源为低亮模式下，采集指纹图像并获取第二指纹图像步骤，还包括，在光源为低亮模式下采集指纹图像，并将采集的指纹图像作为第二指纹图像。

进一步地，所述在光源为低亮模式下，采集指纹图像并获取第二指纹图像的步骤，还包括，关闭光源的亮度采集指纹图像，并将采集指纹图像作为第二指纹图像。

更进一步地，所述根据所述第一指纹图像和所述第二指纹图像，获取第三指纹图像的步骤，还包括：

将所述第一指纹图像中每个像素的灰度值减去所述第二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所述第三指纹图像中对应位置的像素的灰度值。

为了实现上述目的，本发明还提供一种光学指纹识别装置，包括，获取模块、计算模块及识别模块，其中，

所述获取模块，其获取第一指纹图像和第二指纹图像；

所述计算模块，用于根据所述第一指纹图像和所述第二指纹图像，获取第三指纹图像；

所述识别模块，其对所述第三指纹图像进行指纹识别。

为了实现上述目的，本发明还提供一种光学指纹识别芯片，包括，光学指纹识别装置以及控制单元，所述光学指纹识别装置采用上述的光学指纹识别装置；所述控制单元，控制所述光学指纹识别装置的图像采集和识别。

为了实现上述目的，本发明还提供一种触控显示器，包括，光学指纹识别芯片以及触摸屏，其特征在于，所述光学指纹识别芯片采用上述的光学指纹识别芯片，通过所述触摸屏进行指纹图像的采集和识别。

为了实现上述目的，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，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。

为了实现上述目的，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识别方法的步骤。

为了实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，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识别方法的步骤。

本发明的目的在于提供一种光学指纹识别方法、装置、电子设备及存储介质，相当于现有技术，有益效果至少包括：

在处于强环境光的环境下时，可以先获取光源处于高亮模式时采集的第一指纹图像，再获取光源处于低亮模式时采集的第二指纹图像，这样，就可以根据第一指纹图像和第二指纹图像计算第三指纹图像，该第三指纹图像是去除了强环境光的干扰而得到的指纹图像，最后可以对第三指纹图像进行指纹识别，从而可以避免强环境光对指纹图像的干扰，提高了指纹识别的识别率。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，并与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为采集指纹图像的原理示意图；

图2采集指纹图像时环境光透射原理示意图；

图3为现有技术指纹识别方法流程示意图；

图4为根据本发明的指纹识别方法流程图；

图5为根据本发明的指纹识别方法的流程示意图；

图6为根据本发明的光学指纹识别装置结构框图；

图7为根据本发明的光学指纹识别芯片结构框图；

图8为根据本发明的触控显示器结构示意图；

图9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，并不用于限定本发明。

实施例1

图4为根据本发明的指纹识别方法流程图，下面将参考图4，对本发明的指纹识别方法进行详细描述。

首先，在步骤401，对外界环境光进行判断，确认外界环境光为强环境光。

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。

在步骤402，在强环境光下，获取光源处于高亮模式时的第一指纹图像。

本实施例中，高亮模式为光源发出的光的亮度大于第一阈值的模式，其中，设置高亮模式可以通过调用预设的调用接口实现：获取预设的高亮模式的调用接口；通过调用接口设置光源处于高亮模式。

本实施例中，在强环境光和光源处于高亮模式下，获取第一指纹图像的方式可以采用以下三种获取方式：

1)采集一帧指纹图像作为第一指纹图像。

2)采集至少两帧指纹图像，将最后一帧指纹图像作为第一指纹图像。

比如，在采集完第一帧指纹图像后，继续采集了第二、第三帧指纹图像，则将第三帧指纹图像作为第一指纹图像。

3)采集至少两帧指纹图像，计算所有指纹图像中相同位置的像素的灰度平均值，将所有灰度平均值的像素组成的图像作为第一指纹图像。

本实施例中，在强环境光和光源处于高亮模式下获取的第一指纹图像，包含有采集到的光源反射光指纹图像以及强环境光的透过光干扰图像。

在步骤403，在光源处于低亮模式下，获取第二指纹图像。

本实施例中，低亮模式为光源发出的光的亮度小于第二阈值的模式；其中，第二阈值小于第一阈值。

本实施例中，可以调节光源的亮度，使调节后的亮度小于第二阈值，从而使光源处于低亮模式。

本实施例中，可以将第二阈值设置为很小，极端的情况下将光源的亮度调节为0，即关闭光源的亮度，以使光源处于低亮模式。

本实施例中，将在光源处于低亮模式下，采集的指纹图像作为第二指纹图像。

图5为根据本发明的指纹识别方法的流程示意图，如图5所示，在采集完第二帧指纹图像后将光源设置为低亮模式，采集第三帧指纹图像，并将其作为第二指纹图像。

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，因此可以认为第二指纹图像只包含强环境光的透过光干扰图像。

步骤404，根据第一指纹图像和第二指纹图像计算第三指纹图像。

本实施例中，由于第一指纹图像包含有采集到的光源反射光指纹图像以及强环境光的透过光干扰图像，第二指纹图像只包含强环境光的透过光干扰图像，因此通过计算就能够得到去除了强环境光的干扰的只有光源反射光指纹图像。

具体的，根据第一指纹图像和第二指纹图像计算第三指纹图像，可以包括：将第一指纹图像中每个像素的灰度值减去第二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第三指纹图像中对应位置的像素的灰度值。

由于第一指纹图像是由反射光和透射光(环境光干扰)形成的图像，第二指纹图像是由透射光形成的图像，所以，将第一指纹图像每个像素的灰度值减去第二指纹图像中对应位置的像素的灰度值，即可去除透射光对指纹图像的影响，从而得到没有干扰的第三指纹图像。

步骤405，对第三指纹图像进行指纹识别。

本实施例中，可以采用多种算法对第三指纹图像进行指纹识别，本实施例不对具体算法作限定。

在对第三指纹图像进行指纹识别之后，还可以将光源由低亮模式切换为历史亮度模式，该历史亮度模式是在指纹识别之前为光源调节的亮度模式；以历史亮度模式显示指纹识别结果。其中，历史亮度模式可以是用户手动调节光源的亮度而得到的模式，也可以是光源的亮度为默认亮度的模式，本实施例不作限定。

其中，指纹识别结果包括识别成功和识别失败这两种情况，则以历史亮度模式显示指纹识别结果，可以包括：若指纹识别结果为识别成功，则以历史亮度模式显示解锁成功画面；若指纹识别结果为识别失败，则以历史亮度模式显示解锁失败画面。

实施例2

本发明的实施例还提供一种光学指纹识别装置，图6为根据本发明的光学指纹识别装置结构框图，如图6所示，本发明的光学指纹识别装置60，包括，获取模块61、计算模块62，以及识别模块63，其中，

获取模块61，用于在强环境光的环境下时，获取光源处于高亮模式时采集的第一指纹图像，高亮模式是光源发出的光的亮度大于第一阈值的模式；

获取模块61，还用于获取光源处于低亮模式时采集的第二指纹图像，低亮模式是光源发出的光的亮度小于第二阈值的模式，第二阈值小于第一阈值；

计算模块62，用于根据第一指纹图像和第二指纹图像计算第三指纹图像，第三指纹图像是去除了强环境光的干扰而得到的指纹图像；

识别模块63，用于对第三指纹图像进行指纹识别。

在一个可选的实施例中，计算模块62，还用于：

将第一指纹图像中每个像素的灰度值减去第二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第三指纹图像中对应位置的像素的灰度值。

在一个可选的实施例中，该装置还包括：

设置模块，用于在进行指纹识别时，设置光源处于高亮模式；

采集模块，用于在光源处于高亮模式时采集第一帧指纹图像；

提取模块，用于从第一帧指纹图像中提取出手指按压区域图像；

确定模块，用于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，则确定终端处于强环境光的环境下。

在一个可选的实施例中，获取模块61，还用于：

将第一帧指纹图像确定为第一指纹图像；或者，

在采集完第一帧指纹图像后，继续采集至少一帧指纹图像，将最后一帧指纹图像确定为第一指纹图像；或者，

在采集完第一帧指纹图像后，继续采集至少一帧指纹图像，计算所有指纹图像中相同位置的像素的灰度平均值，将所有灰度平均值组成的图像确定为第一指纹图像。

在一个可选的实施例中，设置模块，还用于：

获取终端中预设的高亮模式的调用接口；

通过调用接口设置光源处于高亮模式。

在一个可选的实施例中，该装置还包括：

切换模块，用于在识别模块63对第三指纹图像进行指纹识别之后，将光源由低亮模式切换为历史亮度模式，历史亮度模式是在指纹识别之前为光源调节的亮度模式；

显示模块，用于以历史亮度模式显示指纹识别结果。

在一个可选的实施例中，显示模块，还用于：

若指纹识别结果为识别成功，则以历史亮度模式显示解锁成功画面；

若指纹识别结果为识别失败，则以历史亮度模式显示解锁失败画面。

实施例3

本发明的实施例还提供一种光学指纹识别芯片，图7为根据本发明的光学指纹识别芯片结构框图，如图7所示，本发明的光学指纹识别芯片70，包括，光学指纹识别装置71以及控制单元72，其中，

光学指纹识别装置71为上述实施例中的光学指纹识别装置60。

控制单元72，用于控制光学指纹识别装置71的图像采集和识别。

实施例4

本发明的实施例还提供一种触控显示器，图8为根据本发明的触控显示器结构示意图，如图8所示，本发明的触控显示器80，包括，光学指纹识别芯片81以及触摸屏82，其中，

光学指纹识别芯片81，其采用上述实施例中的光学指纹识别芯片70，通过触摸屏82进行指纹图像的采集和识别。

本发明实施例中，触摸屏82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9为根据本发明的信息处理装置结构示意图，如图9所示，本发明的信息处理装置90，包括，触控显示器91以及中央处理器92，其中，

触控显示器91，其采用上述实施例中的触控显示器80。

中央处理器92与触控显示器91之间进行信息交互。

本发明实施例中，信息处理装置90可以为移动终端、台式终端等终端设备。

实施例6

本发明一个实施例提供了一种电子设备，所述电子设备，包括，处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令，所述指令由所述处理器加载并执行以实现如上所述的光学指纹识别方法实施例中的步骤。

实施例7

本发明一个实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有至少一条指令，所述至少一条指令由处理器加载并执行以实现如上所述的光学指纹识别。

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。

需要说明的是：上述实施例提供的强环境光下的指纹识别装置在进行强环境光下的指纹识别时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将强环境光下的指纹识别装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的强环境光下的指纹识别装置与强环境光下的指纹识别方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。

以上所述并不用以限制本发明实施例，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明实施例的保护范围之内。