用于屏下光学指纹采集的手指异常检测方法及系统

摘要

本发明属于指纹采集检测技术领域，具体涉及一种用于屏下光学指纹采集的手指异常检测方法及系统，其中用于屏下光学指纹采集的手指异常检测方法包括：采集手指触屏数据；以及对采集到的手指触屏数据进行处理分析，并根据处理分析结果判断手指触屏情况；本发明用于屏下光学指纹采集的手指异常检测方法通过采集手指触屏数据，并通过对手指触屏数据进行处理分析，以获得手指触屏情况，解决了现有技术需硬件实现导致增加了硬件布线的复杂度或者更改布线带来的设计成本上升的问题；且本发明用于屏下光学指纹采集的手指异常检测方法可以动态监测手指的移动、搓动或抬起情况，更能有效判断手指触屏操作是否正常，确保了指纹图像的成像效果。

说明书

技术领域

本发明属于指纹采集检测技术领域，具体涉及一种用于屏下光学指纹采集的手指异常检测方法及系统。

背景技术

如今，智能手机已经普及，而各种人工智能装置也配置在手机上，指纹识别便是其中之一。指纹识别技术包含电容类、超声类及屏下光学类等。

在屏下光学指纹方案中，采集指纹图像时需要感应器采集指纹图像，通常需要手指较稳定地按压在感应器对应的触摸屏位置才能获取较好的指纹成像。

在大尺寸屏下光学指纹设备上，因为区域较大（有的甚至可以达到手机屏幕三分之一或者一半的尺寸），系统需要获取手指当前触控的触屏坐标，然后在该位置发光（圆形或者椭圆或者方形，颜色视不同厂家而不同）。然后，将该坐标告知指纹感应器并配置其他一些曝光参数，指纹感应器才能开始扫描曝光采集手指图像数据，这个采集过程会持续一段时间（约几百毫秒）。此采集过程也需要手指稳定的按压在某个区域内，不能出现抬起、移动、搓动等异常操作行为。

而在实际用户使用时，在触控触摸屏幕时，手指可能会因为外在因素或者无意识地出现快抬或者搓动操作，这会造成感应器获取不到完整的手指图像或者非手指图像。此类图像，如果送入匹配算法与指纹模板进行匹配，会导致造成不能识别手指的糟糕体验，或者一定概率导致错误识别手指的安全风险。

目前市面上，有些厂家通过在触摸屏驱动芯片和指纹驱动芯片之间连接一根中断线，实现检测手指是否按压和抬起，这种由硬件方案实现的缺点是：（一）增加了硬件布线的复杂度；（二）需要触摸屏厂家和指纹厂家联调，增加了工作量；（三）无法检测手指是否移动或者搓动。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于屏下光学指纹采集的手指异常检测方法及系统。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于屏下光学指纹采集的手指异常检测方法，包括：采集手指触屏数据；对采集到的手指触屏数据进行处理分析，并根据处理分析结果判断手指触屏情况；以及通过显示模块显示手指触屏情况。

进一步，所述手指触屏数据包括：手指触控坐标和手指触控压力。

进一步，采集手指触屏数据的方法包括：采集初始触屏时的手指触屏数据和结束触屏时的手指触屏数据。

进一步，对采集到的手指触屏数据进行处理分析，并根据处理分析结果判断手指触屏情况的方法包括：计算初始触屏时和结束触屏时的手指触控坐标的差值；若手指触控坐标的差值超出预设的差值阈值，则判断手指存在触控移动或搓动的情况。

进一步，对采集到的手指触屏数据进行处理分析，并根据处理分析结果判断手指触屏情况的方法还包括：计算初始触屏时和结束触屏时的手指触控压力的差值；若手指触控压力的差值超出预设的压力差值阈值，则判断手指存在触控移动、搓动或者按压重心不稳的情况。

进一步，对采集到的手指触屏数据进行处理分析，并根据处理分析结果判断手指触屏情况的方法还包括：若结束触屏时的手指触控压力为0，则判断手指存在快抬的情况。

进一步，采集手指触屏数据的方法包括：实时采集触屏过程中的手指触屏数据。

进一步，对采集到的手指触屏数据进行处理分析，并根据处理分析结果判断手指触屏情况的方法包括：实时计算当前时刻和上一时刻的手指触控坐标的前后差值；若手指触控坐标的前后差值超出预设的差值阈值，则判断当前时刻手指存在触控移动或搓动的情况。

进一步，对采集到的手指触屏数据进行处理分析，并根据处理分析结果判断手指触屏情况的方法还包括：实时计算当前时刻和上一时刻的的手指触控压力的前后差值；若手指触控压力的前后差值超出预设的压力差值阈值，则判断当前时刻手指存在触控移动、搓动或者按压重心不稳的情况。

进一步，对采集到的手指触屏数据进行处理分析，并根据处理分析结果判断手指触屏情况的方法还包括：若在触屏过程中任一时刻出现手指触控压力为0，则判断该时刻手指存在快抬的情况。

又一方面，本发明还提供了一种用于屏下光学指纹采集的手指异常检测系统，包括：显示模块，适于显示触摸区域；采集模块，适于采集手指触屏数据；以及处理模块，适于处理分析手指触屏数据，并将处理分析结果传输至显示模块，以通过显示模块显示手指触屏情况。

本发明的有益效果是，本发明用于屏下光学指纹采集的手指异常检测方法通过采集手指触屏数据，并通过对手指触屏数据进行处理分析，以获得手指触屏情况，解决了现有技术需硬件实现导致增加了硬件布线的复杂度或者更改布线带来的设计成本上升的问题；且本发明用于屏下光学指纹采集的手指异常检测方法可以动态监测手指的移动、搓动或抬起情况，更能有效判断手指触屏操作是否正常，确保了指纹图像的成像效果。

本发明的其他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。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明所涉及的用于屏下光学指纹采集的手指异常检测方法的流程图；

图2是本发明所涉及的用于屏下光学指纹采集的手指异常检测方法所示手指图像采集异常的一种实施例。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

名词定义：

快抬：指纹图像采集未结束，手指已经离开触摸屏抬起；

移动：指纹图像采集过程中，手指按压坐标与初始的手指按压坐标不吻合，存在一定的差值；

搓动：指纹图像采集过程中，手指的按压压力变化较大，且手指按压坐标存在一定的波动；

指纹模板：在第一次使用指纹识别前，需要先收集一些指纹图像数据，并从中提取指纹特征，将这些特征点以特定的数据格式存储，称为指纹模板；

匹配算法：将新采集的指纹图像进行处理，提取其中的指纹特征，然后与指纹模板中的指纹特征进行不同维度的比对，此过程实现称为匹配算法。

实施例1

如图1所示，本实施例1提供了一种用于屏下光学指纹采集的手指异常检测方法，包括：步骤S1，采集手指触屏数据；步骤S2，对采集到的手指触屏数据进行处理分析，并根据处理分析结果判断手指触屏情况；以及步骤S3，通过显示模块显示手指触屏情况。

在本实施例中，所述手指触屏数据包括：手指触控坐标和手指触控压力。手指触控坐标用于表示手指触屏的位置；手指触控压力用于表示手指触屏的力度大小。

作为采集手指触屏数据的一种方法，即

采集手指触屏数据的方法包括：采集初始触屏时的手指触屏数据和结束触屏时的手指触屏数据。

具体的，初始触屏至结束触屏（即触屏过程）的时长为指纹采集时长，即手指需持续触摸屏幕约几百毫秒；初始触屏即表示手指一开始触摸屏幕的时候；结束触屏即指纹采集时长结束的时候。

具体的，通过显示模块显示手指触屏情况，便于用户判断手指触屏操作是否正常，从而确保指纹采集的准确性。

在本实施例中，对采集到的手指触屏数据进行处理分析，并根据处理分析结果判断手指触屏情况的方法包括：计算初始触屏时和结束触屏时的手指触控坐标的差值；若手指触控坐标的差值超出预设的差值阈值，则判断手指存在触控移动或搓动的情况。

具体的，例如但不限于假定以触摸区域的中心点的坐标值作为手指触控坐标；当初始触屏时的手指触控坐标值与结束触屏时的手指触控坐标值的差值超出预设的差值阈值时，则判断手指存在触控移动或搓动的情况。

具体的，假设初始触屏时的手指触控坐标值为（x1，y1），结束触屏时的手指触控坐标值为（x2，y2），当x2与x1的差值和/或y2与y1的差值超出预设的差值阈值时，则判断手指存在触控移动或搓动的情况，比如图2所示的手指在触屏过程中，移动至（x2，y2）时，采集到的图像即为异常图像。

在本实施例中，对采集到的手指触屏数据进行处理分析，并根据处理分析结果判断手指触屏情况的方法还包括：计算初始触屏时和结束触屏时的手指触控压力的差值；若手指触控压力的差值超出预设的压力差值阈值，则判断手指存在触控移动、搓动或者按压重心不稳的情况。

具体的，例如但不限于假定以触摸区域的中心点感受到的压力作为手指触控压力；当初始触屏时触摸区域的中心点压力与结束触屏时触摸区域的中心点压力的差值超出预设的压力差值阈值时，则判定手指在按压触摸区域上存在触控移动、搓动或者按压重心不稳的情况，实际不管出现的时哪种情况，均判定出现了手指按压异常的情况。

在本实施例中，对采集到的手指触屏数据进行处理分析，并根据处理分析结果判断手指触屏情况的方法还包括：若结束触屏时的手指触控压力为0，则判断手指存在快抬的情况。

具体的，同样例如但不限于假定以触摸区域的中心点感受到的压力作为手指触控压力；结束触屏时的手指触控压力为0，则判断手指存在快抬的情况，即指纹图像采集还未结束，手指已短暂抬起或离开触摸区域，因此，也判定出现了手指按压异常的情况。

为了避免初始触屏时和结束触屏时的手指触屏数据相同，使得触屏过程中的手指按压异常情况可能被忽略的问题，本实施例还提供了作为采集手指触屏数据的另一种方法，即

采集手指触屏数据的方法包括：实时采集触屏过程中的手指触屏数据。

在本实施例中，对采集到的手指触屏数据进行处理分析，并根据处理分析结果判断手指触屏情况的方法包括：实时计算当前时刻和上一时刻的手指触控坐标的前后差值；若手指触控坐标的前后差值超出预设的差值阈值，则判断当前时刻手指存在触控移动或搓动的情况。

具体的，同样的例如但不限于假定以触摸区域的中心点的坐标值作为手指触控坐标；当当前时刻的手指触控坐标值与上一时刻的手指触控坐标值的差值超出预设的差值阈值时，则判断手指存在触控移动或搓动的情况。

具体的，假设当前时刻的手指触控坐标值为（x3，y3），上一时刻的手指触控坐标值为（x4，y4），当x4与x3的差值和/或y4与y3的差值超出预设的差值阈值时，则判断手指存在触控移动或搓动的情况。

在本实施例中，对采集到的手指触屏数据进行处理分析，并根据处理分析结果判断手指触屏情况的方法还包括：实时计算当前时刻和上一时刻的的手指触控压力的前后差值；若手指触控压力的前后差值超出预设的压力差值阈值，则判断当前时刻手指存在触控移动、搓动或者按压重心不稳的情况。

具体的，同样例如但不限于假定以触摸区域的中心点感受到的压力作为手指触控压力；计算当前时刻和上一时刻的的手指触控压力的前后差值的方法参考前述的初始触屏时触摸区域的中心点压力与结束触屏时触摸区域的中心点压力的差值的方法，此处不做赘述。

在本实施例中，对采集到的手指触屏数据进行处理分析，并根据处理分析结果判断手指触屏情况的方法还包括：若在触屏过程中任一时刻出现手指触控压力为0，则判断该时刻手指存在快抬的情况。

具体的，同样例如但不限于假定以触摸区域的中心点感受到的压力作为手指触控压力；但任一时刻的手指触控压力为0，则判断该时刻手指存在快抬的情况，即指纹图像采集还未结束，手指已短暂抬起或离开触摸区域。

具体的，当前时刻与上一时刻间隔时间例如但不限于为8-12ms，例如当前时刻与上一时刻间隔时间为10ms。

具体的，通过实时计算当前时刻与上一时刻的手指触屏数据，可以在第一时间发现手指按压异常情况，而不用等到指纹图像采集结束的时刻在判断手指按压是否出现异常，使得手指按压情况的检测更加精准。

具体的，在本实施例中，差值阈值和压力差值阈值均可根据不同的使用要求或者不同的触摸屏类型，可以调整设置。

综上所述，本发明用于屏下光学指纹采集的手指异常检测方法通过采集手指触屏数据，并通过对手指触屏数据进行处理分析，以获得手指触屏情况，解决了现有技术需硬件实现导致增加了硬件布线的复杂度或者更改布线带来的设计成本上升的问题；且本发明用于屏下光学指纹采集的手指异常检测方法可以动态监测手指的移动、搓动或抬起情况，更能有效判断手指触屏操作是否正常，确保了指纹图像的成像效果。

实施例2

在实施例1的基础上，本实施例2提供了一种用于屏下光学指纹采集的手指异常检测系统，包括：显示模块，适于显示触摸区域；采集模块，适于采集手指触屏数据；以及处理模块，适于处理分析手指触屏数据，并将处理分析结果传输至显示模块，以通过显示模块显示手指触屏情况。

具体的，显示模块例如但不限于为触摸显示屏，触摸区域以圆形或椭圆形或方形的高亮图案显示在显示屏上；当出现异常的手指按压情况时，通过显示屏上的显示信息，可以提醒用户调整手指触屏操作。

具体的，采集手指触屏数据的方法以及处理分析手指触屏数据的方法参考实施例1中的描述，此处不做赘述。

综上所述，本发明的用于屏下光学指纹采集的手指异常检测系统可以在手指触屏出现异常的时候，通过显示模块显示异常情况，便于提醒用户及时调整手指触屏操作，提高用户体验。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。