分段式的图像辨识方法及其区域式辨识装置.pdf

1、(10)申请公布号 CN 102446271 A (43)申请公布日 2012.05.09 CN 102446271 A *CN102446271A* (21)申请号 201010512839.5 (22)申请日 2010.10.08 G06K 9/00(2006.01) (71)申请人 金佶科技股份有限公司 地址 中国台湾新竹市 (72)发明人 雷智吉 洪浚郎 (74)专利代理机构 隆天国际知识产权代理有限 公司 72003 代理人 郑小军 冯志云 (54) 发明名称 分段式的图像辨识方法及其区域式辨识装置 (57) 摘要 一种分段式的图像辨识方法及区域式辨识 装置， 应用在低储存容量的区域

2、式指纹辨识装置 中， 包括 ： 设定图像选取框 ； 根据图像选取框提取 相应的指纹图像区块 ； 对指纹图像区块进行特征 转换程序， 借以生成指纹图像区块相应的特征区 块图像 ； 重复上述步骤， 直至取得所有指纹图像 区块所相应的特征区块图像为止 ； 接着依照指纹 图像区块的获取顺序， 将相应的特征区块图像进 行图像接合程序， 产生指纹图像相应的特征图像 ； 对特征图像进行指纹辨识程序 ； 根据指纹辨识程 序所得到的辨识结果， 由区域式指纹辨识装置发 出相应的回应信息， 通知使用者辨识结果。 本发明 不需设置大容量的储存单元也可以实现指纹辨识 的目的， 而且不会产生按压时施力不均等图像错 位的问

3、题。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 3 页 说明书 9 页 附图 20 页 CN 102446292 A1/3 页 2 1. 一种分段式的图像辨识方法， 应用于具有低储存容量的存储器的一区域式指纹辨识 装置， 该辨识方法包括以下步骤 ： 步骤 a. 设定一图像选取框 ； 步骤 b. 根据该图像选取框提取相应大小的一指纹图像区块 ； 步骤 c. 对该指纹图像区块进行一特征转换程序， 用以生成该指纹图像区块相应的一 特征区块图像 ； 步骤 d. 重复步骤 b 与步骤 c， 直至取得所有所述指纹图像区块所相应的该特征区块图 像为止 ；

4、 步骤 e. 依照所述指纹图像区块的获取顺序， 将相应的该特征区块图像进行一图像接 合程序， 产生所述指纹图像区块相应的一特征图像 ； 步骤 f. 对该特征图像进行一指纹辨识程序 ； 以及 步骤 g. 根据该指纹辨识程序所得到的一辨识结果， 由该区域式指纹辨识装置发出相 应的一回应信息。 2. 如权利要求 1 所述的分段式的图像辨识方法， 其中在进行该特征转换程序中更包 括 ： 对该指纹图像区块进行一二值化程序， 用以产生具有多笔指纹线段的该特征区块图像。 3. 如权利要求 2 所述的分段式的图像辨识方法， 其中该图像接合程序根据该特征区块 图像中的所述指纹线段的方向性用以连接连续的两张该特征

5、区块图像， 直至完成所有所述 特征区块图像为止， 并产生该特征图像。 4. 如权利要求 3 所述的分段式的图像辨识方法， 其中在产生该特征图像步骤前更包 括 ： 对具有所述指纹线段的该特征图像进行一特征点转换程序， 转换成相应的多个特征点 的该特征图像。 5. 如权利要求 2 所述的分段式的图像辨识方法， 其中在步骤 d 中对取得所述指纹图像 区块更包括 ： 根据前一该指纹图像区块的位置， 取得与前一该指纹图像区块不重叠的新的 该指纹图像区块。 6. 如权利要求 2 所述的分段式的图像辨识方法， 其中在步骤 d 中对取得所述指纹图像 区块更包括 ： 根据前一该指纹图像区块的位置， 取得与前一该

6、指纹图像区块部分重叠的新 的该指纹图像区块。 7. 如权利要求 1 所述的分段式的图像辨识方法， 其中在进行该特征转换程序中更包 括 ： 对该指纹图像区块进行一特征点转换程序， 转换成相应多个特征点的该特征区块图像。 8. 如权利要求 7 所述的分段式的图像辨识方法， 其中在步骤 c 中对取得所述指纹图像 区块更包括 ： 根据前一该指纹图像区块的位置， 取得与前一该指纹图像区块不重叠的新的 该指纹图像区块。 9. 如权利要求 8 所述的分段式的图像辨识方法， 其中在步骤 c 中对取得所述指纹图像 区块更包括 ： 根据前一该指纹图像区块的位置， 取得与前一该指纹图像区块部分重叠的新 的该指纹图像

7、区块。 10. 一种应用权利要求 1 的区域式图像辨识装置， 其包括 ： 一图像提取单元， 用以提取所述指纹图像区块 ； 一储存单元， 包括指纹图像区块、 特征转换模块、 图像接合模块与该指纹辨识模块 ； 以 及 权 利 要 求 书 CN 102446271 A CN 102446292 A2/3 页 3 一处理单元， 电性连接于该图像提取单元与该储存单元， 该处理单元根据该图像选取 框再通过该图像提取单元依序获取该指纹图像区块， 该处理单元对该指纹图像区块运行该 特征转换模块， 生成相应该指纹图像区块的该特征区块图像， 该处理单元将所述特征区块 图像通过该图像接合模块， 得到该特征图像， 该

8、处理单元根据该特征图像运行该指纹辨识 模块， 并返回相应的该回应信息。 11. 如权利要求 10 所述的区域式辨识装置， 其中该特征转换模块为一二值化模块或一 特征点转换模块。 12. 如权利要求 11 所述的区域式辨识装置， 其中对该指纹图像区块进行该二值化模 块， 用以产生具有多笔指纹线段的该特征区块图像， 该图像接合模块根据所述指纹线段的 方向性用以连接连续的两张该特征区块图像， 直至完成所有所述特征区块图像为止， 并产 生该特征图像。 13. 如权利要求 12 所述的区域式辨识装置， 其中在产生该特征图像步骤前更包括 ： 对 具有所述指纹线段的该特征图像进行该特征点转换模块， 转换成相

9、应的多个特征点的该特 征图像。 14. 一种分段式的图像辨识方法， 应用于具有低储存容量的一区域式指纹辨识装置， 该 辨识方法包括以下步骤 ： 步骤 a. 设定一图像选取框 ； 步骤 b. 根据该图像选取框提取相应大小的一指纹图像区块 ； 步骤 c. 对该指纹图像区块进行一正规化程序， 用以获取该指纹图像区块的一对比值 与一变异数值 ； 步骤 d. 重复步骤 b 至步骤 c， 直至记录所有所述指纹图像区块的该对比值与该变异数 值 ； 步骤 e. 重复取得该指纹图像区块， 并计算该指纹图像区块的一方向性参数与一遮罩 范围 ； 步骤 f. 重复步骤 e， 直至记录所有所述指纹图像区块的该方向性参数

10、与该遮罩范围 ； 步骤 g. 重复取得该指纹图像区块， 将所取得的该指纹图像区块与相应的该对比值与 该变异数值进行一正规化处理， 用以产生一第一特征区块图像 ； 步骤 h. 该第一特征区块图像根据相应位置的该方向性参数与该遮罩范围， 产生一第 二特征区块图像 ； 步骤 i. 对该第二特征区块图像进行一二值化程序， 产生一第三特征区块图像 ； 步骤 j. 重复步骤 g 至步骤 i， 直至取得所有所述第三特征区块图像 ； 步骤 k. 依照所述第三特征区块图像的获取顺序进行一图像接合程序， 产生所述第三 特征区块图像相应的一特征图像 ； 步骤 l. 对该特征图像进行一指纹辨识程序 ； 以及 步骤 m

11、. 根据该指纹辨识程序所得到的一辨识结果， 由该区域式指纹辨识装置发出相 应的一回应信息。 15. 如权利要求 14 所述的分段式的图像辨识方法， 其中在步骤 k 产生该特征图像后更 包括 ： 对该特征图像进行一二值化程序， 用以产生具有多笔指纹线段的该特征图像。 16. 一种分段式的图像辨识方法， 应用于具有低储存容量的存储器的一图像提取装置， 权 利 要 求 书 CN 102446271 A CN 102446292 A3/3 页 4 用以处理所接收的多张输入图像， 该分段式的图像辨识方法包括以下步骤 ： 步骤 a. 设定一图像选取框 ； 步骤 b. 根据该图像选取框提取相应大小的一图像区

12、块 ； 步骤 c. 对该图像区块进行一二值化程序， 用以生成该图像区块相应的一特征区块图 像 ； 步骤 d. 重复步骤 b 与步骤 c， 直至取得所有所述图像区块所相应的该特征区块图像为 止 ； 步骤 e. 依照所述图像区块的获取顺序， 将相应的该特征区块图像进行一图像接合程 序， 产生所述输入图像所相应的一特征图像 ； 步骤 f. 对该特征图像进行一图像辨识程序 ； 以及 步骤 g. 根据该图像辨识程序所得到的一辨识结果， 由该图像提取装置发出相应的一 回应信息。 17. 如权利要求 16 所述的分段式的图像辨识方法， 其中该输入图像为一文字图像、 一 指纹图像或一人脸图像。 18. 如权利

13、要求 16 所述的分段式的图像辨识方法， 其中对该图像区块进行该二值化程 序， 用以产生具有多笔线段或多个特征点的该特征区块图像。 权 利 要 求 书 CN 102446271 A CN 102446292 A1/9 页 5 分段式的图像辨识方法及其区域式辨识装置 技术领域 0001 一种图像辨识方法与其电子装置， 特别涉及一种分段式的图像辨识方法及其区域 式辨识装置。 背景技术 0002 随着科技的日益精进， 使得保护个人数据的重要性也相对的提高。目前最普遍的 被使用来验证使用者身份的方式由使用者输入帐号与密码。 当所输入的帐号与密码都正确 时， 电子装置才允许使用者进行存取。 为能确保密码

14、的复杂性， 一般电子装置均会现在密码 的最短长度与字元种类。 但由于输入密码时， 容易遭到有心人士的记录， 因此输入密码仍存 在着风险。 此外， 使用者通常不止会记忆一组密码而已， 这样就会产生使用者遗忘所设定的 密码的窘境。 0003 所以为能减少使用者记忆密码的问题， 因此有厂商提出了利用生物特征来作为辨 识的手段。例如 ： 虹膜辨识、 声纹辨识或指纹辨识。由于指纹辨识所需要的成本设备相较于 其他生物特征辨识的成本来的低廉， 而且每一枚指纹具有唯一性所以不会与他人相同， 因 此指纹辨识便成为身份识别另一种常用手段。 0004 在公知的指纹辨识方式中通过图像提取装置取得使用者的指纹图像， 而

15、不同图像 提取装置获取指纹图像的方式也有所差异。以线性感测模块 110(Linear Sensor) 的读取 方式则是需要使用者将手指依照一定速度与按压力道从线性感测模块 110 上方滑过， 借以 令线性感测模块 110 可以分批读出使用者的指纹图像。请参考 “图 1A” 所示， 其为公知技术 的线性感测模块的指纹图像提取示意图。 0005 而区域式指纹图像提取装置而言， 使用者需要将手指按压于区域式指纹图像提 取装置上。区域式指纹图像提取装置会将完整的指纹图像一次读出并进行辨识处理。请 参考 “图 1B” 所示， 其为公知技术的区域式指纹图像提取取装置的指纹图像提取示意图。 一般常见的区域式

16、指纹图像提取装置 120 通过互补金属氧化物半导体 (Complementary metal-oxide-semiconductor， CMOS) 感光元件或感光耦合元件 (charge-coupled device， CCD) 所构成。 0006 公知的各种图像提取装置均存在着不同的缺陷。而线性感测模块 110 虽然不需较 大的缓冲空间， 但是在使用者按压手指的过程中容易产生手指移位或施力不均， 导致取得 不完整的指纹图像。虽然区域式指纹图像提取装置 120 可以快速的获取指纹图像， 但是区 域式指纹图像提取装置 120 需要较大的缓冲空间来储存指纹图像。 0007 若采用区域式指纹图像提取

17、装置 120， 厂商需要采用大容量的缓冲空间的电子装 置， 这样一来势必得提高小型的嵌入式装置的制造成本。 发明内容 0008 鉴于以上的问题， 本发明在于提供一种分段式的图像辨识方法， 其应用于具有低 储存容量的区域式指纹图像提取装置。 说 明 书 CN 102446271 A CN 102446292 A2/9 页 6 0009 解决前述问题， 本发明所揭示的分段式的图像辨识方法包括以下步骤 ： 设定一固 定大小的图像选取框 ； 根据图像选取框提取相应大小的指纹图像区块 ； 对指纹图像区块进 行特征转换程序， 用以生成指纹图像区块相应的特征区块图像 ； 重复上述提取与转换的步 骤， 直至取

18、得所有指纹图像区块所相应的特征区块图像为止 ； 依照指纹图像区块的获取顺 序， 将相应的特征区块图像进行图像接合程序， 产生指纹图像相应的特征图像 ； 对特征图像 进行指纹辨识程序 ； 根据指纹辨识程序所得到的辨识结果， 由区域式指纹辨识装置发出相 应的回应信息。 0010 除了上述实施方式外， 本发明提出另一种实现分段式的图像辨识方法， 其包括以 下步骤 ： 步骤 a. 设定图像选取框 ； 步骤 b. 根据图像选取框提取相应大小的指纹图像区块 ； 步骤 c. 对指纹图像区块进行正规化程序， 用以获取指纹图像区块的对比值 (Mean) 与变异 数值 (Variance) ； 步骤 d. 重复步

19、骤 b 至步骤 c， 直至记录所有的指纹图像区块的对比值与 变异数值 ； 步骤 e. 重复取得该指纹图像区块， 并计算指纹图像区块的方向性参数与遮罩 范围 ； 步骤 f. 重复步骤 e.， 直至记录所有的指纹图像区块的方向性参数与遮罩范围 ； 步骤 g. 重复取得指纹图像区块， 将所取得的指纹图像区块与相应的对比值与变异数值进行正规 化处理， 用以产生第一特征区块图像 ； 步骤 h. 第一特征区块图像根据相应位置的方向性参 数与遮罩范围， 产生第二特征区块图像 ； 步骤 i. 对第二特征区块图像进行二值化程序， 产 生第三特征区块图像 ； 步骤j.重复步骤g至步骤i， 直至取得所有的第三特征区

20、块图像 ； 步 骤 k. 依照第三特征区块图像的获取顺序进行图像接合程序， 产生第三特征区块图像相应 的特征图像 ； 步骤 l. 对特征图像进行指纹辨识程序 ； 步骤 m. 根据指纹辨识程序所得到的 辨识结果， 由区域式指纹辨识装置发出相应的回应信息。 0011 为能实现本发明的运作， 本发明也提出一种分段式的区域式图像辨识装置， 其包 括 ： 图像提取单元、 储存单元与处理单元。图像提取单元用以提取指纹图像区块 ； 储存单元 包括储存指纹图像区块、 特征转换模块、 图像接合模块与指纹辨识模块 ； 处理单元电性连接 于图像提取单元与储存单元 ； 处理单元根据图像选取框再通过图像提取单元依序获取

21、指纹 图像区块 ； 处理单元对指纹图像区块运行特征转换模块， 生成相应指纹图像区块的特征区 块图像 ； 处理单元将特征区块图像通过图像接合模块， 得到特征图像 ； 处理单元根据特征 图像运行指纹辨识模块， 并返回相应的回应信息。 0012 除了上述实施方式外， 本发明提出另一种分段式的图像辨识方法， 应用于具有低 储存容量的存储器的一图像提取装置， 用以处理所接收的多张输入图像， 该分段式的图像 辨识方法包括以下步骤 ： 步骤 a. 设定一图像选取框 ； 步骤 b. 根据该图像选取框提取相应 大小的一图像区块 ； 步骤 c. 对该图像区块进行一二值化程序， 用以生成该图像区块相应的 一特征区块

22、图像 ； 步骤 d. 重复步骤 b 与步骤 c， 直至取得所有所述图像区块所相应的该特 征区块图像为止 ； 步骤 e. 依照所述图像区块的获取顺序， 将相应的该特征区块图像进行一 图像接合程序， 产生所述输入图像所相应的一特征图像 ； 步骤 f. 对该特征图像进行一图像 辨识程序 ； 以及步骤 g. 根据该图像辨识程序所得到的一辨识结果， 由该图像提取装置发出 相应的一回应信息。 0013 本发明提出一种分段式的图像辨识方法与其装置， 其通过预先设定的图像选取框 并依序的提取不同位置的指纹图像区块。 辨识装置从指纹图像区块取得相应的特征区块图 像。辨识装置最后将所有的特征区块图像进行接合， 产

23、生完整的特征图像。如此一来， 辨识 说 明 书 CN 102446271 A CN 102446292 A3/9 页 7 装置不需设置大容量的储存单元也可以实现指纹辨识的目的， 而且使用者不需滑动手指所 以也不会产生按压时施力不均等图像错位的问题。 0014 有关本发明的特征与实施， 配合附图作最佳实施例详细说明如下。 附图说明 0015 图 1A 为公知技术的线性感测模块的指纹图像提取示意图。 0016 图 1B 为公知技术的区域式指纹图像提取装置的指纹图像提取示意图。 0017 图 2 为本发明的架构示意图。 0018 图 3 为本发明的整体运作流程示意图。 0019 图 4A 为本发明的

24、图像选取框横向选取示意图。 0020 图 4B 为本发明的图像选取框纵向选取示意图。 0021 图 4C 为本发明的图像选取框斜向选取示意图。 0022 图 5 为本发明的特征图像接合示意图。 0023 图 6A 为本发明的一种实施方式的运作流程示意图。 0024 图 6B 为本发明的图像选取框以不重叠方式进行提取。 0025 图 6C 为本发明的具有多个特征点的特征区块图像。 0026 图 6D 本发明的为特征图像示意图。 0027 图 7A 为本发明的一种实施方式的运作流程示意图。 0028 图 7B 为本发明的重叠选取图像选取框示意图。 0029 图 7C 为本发明的指纹线段的特征区块图

25、像示意图。 0030 图 7D 为本发明的特征点的特征区块图像示意图。 0031 图 7E 为本发明的次一张特征点的特征区块图像示意图。 0032 图 7F 本发明的为特征图像示意图。 0033 图 8A 为本发明的另一指纹图像辨识方法流程示意图。 0034 图 8B 为本发明的另一指纹图像辨识运作架构示意图。 0035 图 9 为本发明应用于其他图像中的辨识流程示意图。 0036 上述附图中的附图标记说明如下 ： 0037 线性感测模块 110 0038 区域式指纹图像提取装置 120 0039 指纹辨识装置 200 0040 图像提取单元 210 0041 储存单元 220 0042 指纹

26、图像区块 221 0043 特征转换程序 222 0044 图像接合程序 223 0045 指纹辨识程序 224 0046 处理单元 230 0047 指纹图像 300 0048 图像选取框 310 说 明 书 CN 102446271 A CN 102446292 A4/9 页 8 0049 特征区块图像 510 0050 多指纹线段的特征区块图像 511 0051 多个特征点的特征区块图像 512 0052 特征图像 520 具体实施方式 0053 请参考 “图2” 所示， 其为本发明的架构示意图。 本发明的区域式指纹辨识装置(以 下简称指纹辨识装置 200) 包括 ： 图像提取单元 21

27、0、 储存单元 220 与处理单元 230。图像提 取单元 210 用以提取指纹图像区块 221。储存单元 220 用以储存指纹图像区块 221、 特征转 换程序 222、 图像接合程序 223 与指纹辨识程序 224。储存单元 220 的种类可以是随机存取 存储器 (random access memory， RAM)、 快闪存储器 (flash memory) 或只读存储器 (read only memory， ROM) 的任一或是其组合。 0054 举例来说， 特征转换程序 222、 图像接合程序 223 与指纹辨识程序 224 这些内置的 程序可以储存在快闪存储器或只读存储器的中， 而

28、指纹辨识装置 200 所得到的指纹图像则 可以暂存于是随机存取存储器之中。 当然也可以将上述的图像与各式程序储存在快闪存储 器中。 0055 处理单元 230 电性连接于图像提取单元 210 与储存单元 220。图像提取单元 210 用以提取指纹图像区块 221。需注意的是， 本发明的指纹辨识装置 200， 使用者仅需将手指 按压于一压板上固定不动， 不需要移动手指在压板上滑移手指， 以供图像提取单元 210 提 取按压在压板上的指纹图像。 储存单元220用以储存指纹图像区块221、 特征转换程序222、 图像接合程序 223 与指纹辨识程序 224。 0056 处理单元 230 电性连接于图

29、像提取单元 210 与储存单元 220。处理单元 230 将所 提取到的指纹图像区块 221 进行以下辨识处理， 请参考 “图 3” 所示， 其为本发明的一种实施 方式的运作流程示意图。 0057 步骤 S310 ： 设定图像选取框 ； 0058 步骤 S320 ： 根据图像选取框提取相应大小的指纹图像区块 ； 0059 步骤 S330 ： 对指纹图像区块进行特征转换程序， 用以生成指纹图像区块相应的特 征区块图像 ； 0060 步骤S340 ： 重复步骤S320与步骤S330， 直至取得所有指纹图像区块所相应的特征 区块图像为止 ； 0061 步骤 S350 ： 依照指纹图像区块的获取顺序，

30、 将相应的特征区块图像进行图像接合 程序， 产生指纹图像相应的特征图像 ； 0062 步骤 S360 ： 对特征图像进行指纹辨识程序 ； 以及 0063 步骤 S370 ： 根据指纹辨识程序所得到的辨识结果， 由指纹辨识装置发出相应的回 应信息。 0064 本发明的指纹辨识装置 200 主要应用于小容量的储存单元 220 中， 并且指纹辨识 装置 200 设定一图像选取框 310( 对应步骤 S310)， 而图像选取框 310 的大小范围小于一枚 完整的指纹图像 300。举例来说， 图像选取框 310 的顺序可以如同 “图 4A” 以纵轴方向的由 上至下逐一选取， 或是如 “图 4B” 以横轴

31、方向的由左至右逐一选取。 说 明 书 CN 102446271 A CN 102446292 A5/9 页 9 0065 而图像选取框 310 的选取方式除了上述纵轴方向或横轴方向的选取外， 也可以利 用斜向选取 (zigzag) 实现， 请参考 “图 4C” 所示， 在 “图 4C” 左上方为图像选取框 310， 黑色 箭头为图像选取框 310 的移动路径。 0066 接着， 处理单元 230 根据图像选取框 310 的大小驱动图像提取单元 210 依序的拍 摄不同部分的指纹图像 300， 在此将所选取的部分指纹图像定义为指纹图像区块 221。指纹 图像区块221的拍摄顺序可以是但不限定由纵

32、轴方向、 横轴方向或斜向选取(zigzag)的方 式进行拍摄， 而且图像提取单元 210 对于前后两张指纹图像区块 221 以不重叠或是部分图 像重叠的方式进行拍摄。 0067 图像提取单元 210 在获取到每一张指纹图像区块 221 后， 则对指纹图像区块 221 进行特征转换程序 222， 并生成相应指纹图像区块 221 的特征区块图像。其中， 特征转换 程序 222 的种类可以是但不限制为二值化程序或特征点转换程序， 当然也可以是两者的组 合， 后文将针对不同的特征转换程序 222 进行说明。 0068 指纹图像区块221在经过特征转换程序222的处理后所产生的特征区块图像的数 据量小于

33、指纹图像区块221。 并且处理单元230每完成一次特征区块图像后， 将清除指纹图 像区块 221 的数据。因此储存单元 220 不需耗费大量的空间来存放所拍摄的指纹图像区块 221。处理单元 230 会重复提取指纹图像区块 221 与特征转换程序 222 的步骤， 直至完成对 指纹图像 300 整体的拍摄。 0069 处理单元 230 针对储存单元 220 中所有的特征区块图像 510 进行图像接合的处 理， 处理单元 230 依序将特征区块图像 510 进行接合成为一张相应完整指纹图像 300 的特 征图像 520， 请参考 “图 5” 所示， 其为本发明的特征图像接合示意图。处理单元 23

34、0 根据特 征图像 520 运行指纹辨识程序 224。当欲辨识的特征图像 520 与储存单元 220 中的使用者 的指纹相符时， 则处理单元230将返回一个确认的回应信息 ； 若是欲辨识的特征图像520与 储存单元 220 中的使用者不相符时， 则处理单元 230 将返回一个错误的回应信息。而回应 信息除了可以通过显示单元在画面上播放外， 也可以通过喇叭发出相应的警示声音。 0070 在前文述及本发明可以根据不同的特征转换程序 222 进行相应的处理， 以下针对 二值化程序或特征点转换程序进行说明。特别注意的是， 以下所述的图像选取框 310 的范 围设定、 选取框的选取方式以及各种特征转换程

35、序 222 的组合可以视辨识装置的不同加以 组合变化。 0071 下文以特征点转换程序图像进行说明， 并请参考 “图 6A” 所示。 0072 步骤 S610 ： 设定图像选取框 ； 0073 步骤 S620 ： 根据图像选取框提取相应大小的指纹图像区块 ； 0074 步骤 S630 ： 对指纹图像区块进行特征点转换程序， 转换成相应多个特征点的特征 区块图像 ； 0075 步骤S640 ： 重复步骤S620与步骤S630， 直至取得所有指纹图像区块所相应的特征 区块图像为止 ； 0076 步骤 S650 ： 将所有的特征区块图像进行图像接合程序， 产生指纹图像相应的特征 图像 ； 0077

36、步骤 S660 ： 对特征图像进行指纹辨识程序 ； 以及 0078 步骤 S670 ： 根据指纹辨识程序所得到的辨识结果， 由指纹辨识装置发出相应的回 说 明 书 CN 102446271 A CN 102446292 A6/9 页 10 应信息。 0079 为能清楚说明此一运作方式， 所以在本说明中以 100*40 像素大小的指纹图像 300 并设定 10*40 像素大小的图像选取框 310 作为说明， 且图像选取框 310 以不重叠方式进 行提取。处理单元 230 以纵轴方向的由上往下方式逐一提取指纹图像区块 221。由于图 像选取框 310 是以不重叠的方式选取， 所以处理单元 230

37、将分为 10 次提取指纹图像区块 221(100/10 10)， 请配合 “图 6B” 所示。 0080 接着， 处理单元 230 对指纹图像区块 221 进行特征点转换程序， 转换成相应多个 特征点 (Minutiae) 的特征区块图像 510， 请参考 “图 6C” 所示， 其为具有多个特征点的特征 区块图像示意图。其中， 指纹特征点指的是指纹的交叉点以及指纹的中断点。当处理单元 230 找到这些指纹特征点后， 它会将特征点与特征点之间的向量关系储存下来， 以作为指纹 比对的依据， 剩余的指纹数据此时将被抛弃。而指纹图像的特征点一般可分为下述几种类 别 ： 1.纹型线(Type Lines

38、)2.内端(Core)及三角(Delta)， 在本发明中并不限定使用于何 种类型。 0081 处理单元 230 在完成所有特征区块图像 510 后， 处理单元 230 将所有的特征区块 图像 510 进行接合， 并将接合的结果输出为特征图像 520， 请参考 “图 6D” 所示， 其为特征图 像示意图。最后， 处理单元 230 根据特征图像 520 进行指纹辨识程序 224， 处理单元 230 根 据指纹辨识程序 224 所得到的辨识结果， 由指纹辨识装置 200 发出相应的回应信息。 0082 除了上述的特征转换程序外， 本发明更可以同时结合特征点转换程序与二值化程 序作为处理， 请参考 “

39、图 7A” 所示， 其为本发明的另一特征转换程序运作流程示意图。 0083 步骤 S710 ： 设定图像选取框 ； 0084 步骤 S720 ： 根据图像选取框提取相应大小的指纹图像区块 ； 0085 步骤 S730 ： 对指纹图像区块进行二值化程序， 产生具有多笔指纹线段的特征区块 图像 ； 0086 步骤 S740 ： 对具有指纹线段的该特征图像进行特征点转换程序， 转换成相应的多 个特征点的特征区块图像 ； 0087 步骤S750 ： 重复步骤S720与步骤S740， 直至取得所有指纹图像区块所相应的特征 区块图像为止 ； 0088 步骤 S760 ： 将所有的特征区块图像进行图像接合程

40、序， 产生指纹图像相应的特征 图像 ； 0089 步骤 S770 ： 对特征图像进行指纹辨识程序 ； 以及 0090 步骤 S780 ： 根据指纹辨识程序所得到的辨识结果， 由指纹辨识装置发出相应的回 应信息。 0091 本实施方式中以 100*40 像素大小的指纹图像 300 并设定 10*40 像素大小的图 像选取框 310 作为说明， 且图像选取框 310 以 5 个像素作为重叠方式进行提取。由于图 像选取框 310 是以重叠的方式选取， 所以处理单元 230 将分为 20 次提取指纹图像区块 221(100/10*2 20)， 请配合 “图 7B” 所示。在 “图 7B” 中为能凸显图

41、像选取框 310 的重叠 选取， 因此在 “图 7B” 中将连续的图像选取框 310 以长度不同的方式作为表示， 但实际上图 像选取框 310 的大小仍是一致。进一步而言， 在 “图 7B” 中第一个图像选取框 310 以较短的 选取框显示， 而第二个图像选取框 310 则以较长的选取框作为显示， 第三个图像选取框 310 说 明 书 CN 102446271 A CN 102446292 A7/9 页 11 又以较短的选取框显示， 依序类推。 0092 由于指纹图像 300 中的指纹线段的间距过近， 所以容易造成特征点辨识上的困 难。因此可以通过二值化程序对指纹图像 300 进行线段的细化处

42、理， 借以产生更为清晰的 指纹图像 300。在经过步骤 S720 与 S730 的处理后， 将得到如 “图 7C” 的具有多指纹线段的 特征区块图像 511。并根据特征区块图像 511 的指纹线段的方向性判断前后两张特征区块 图像 511 的接合区域。 0093 接着， 处理单元230二值化处理后的特征区块图像510再进行特征点转换程序， 用 以产生相应的多个特征点的特征区块图像 512， 请参考 “图 7D” 所示。由于本实施方式采用 重叠的方式取得特征区块图像 510， 因此第二张特征区块图像 510( 如 “图 7E” ) 将会有部分 图像与前一特征区块图像 510 重叠。 0094 处

43、理单元 230 重复执行上述步骤后， 处理单元 230 将会取得 20 张的特征区块图像 510。由于这 20 张的特征区块图像 510 中均有部分图像与之前 / 之后的特征区块图像 512 重叠， 所以处理单元 230 也可以根据特征点的对位来进行图像接合的处理。随后， 处理单元 230 将所有的特征区块图像 512 进行接合， 并将接合后的图像经过特征点转换程序， 再输出 为特征图像 520， 请参考 “图 7F” 所示。 0095 最后， 处理单元 230 根据特征图像 520 进行指纹辨识程序 224， 处理单元 230 根据 指纹辨识程序 224 所得到的辨识结果， 由指纹辨识装置

44、200 发出相应的回应信息。 0096 本发明除了上述对指纹图像区块 221 进行处理的方式外， 本发明也可多次的提取 同一指纹图像区块221， 并在每一次提取指纹图像区块221的同时计算相应的特征参数。 请 同时参考 “图 8A” 与 “图 8B” 所示， 其分别为本发明的另一指纹图像辨识方法流程与运作架 构示意图。 0097 步骤 a ： 设定图像选取框 ； 0098 步骤 b ： 根据图像选取框提取相应大小的指纹图像区块 ； 0099 步骤 c ： 对指纹图像区块进行正规化程序， 用以获取指纹图像区块的对比值与变 异数值 ； 0100 步骤 d ： 重复步骤 b 至步骤 c， 直至记录所

45、有的指纹图像区块的对比值与变异数 值 ； 0101 步骤 e ： 重复取得该指纹图像区块， 并计算指纹图像区块的方向性参数与遮罩范 围 ； 0102 步骤 f ： 重复步骤 e.， 直至记录所有的指纹图像区块的方向性参数与遮罩范围 ； 0103 步骤 g ： 重复取得指纹图像区块， 将所取得的指纹图像区块与相应的对比值与变 异数值进行正规化处理， 用以产生第一特征区块图像 ； 0104 步骤 h ： 第一特征区块图像根据相应位置的方向性参数与遮罩范围， 产生第二特 征区块图像 ； 0105 步骤 i ： 对第二特征区块图像进行二值化程序， 产生第三特征区块图像 ； 0106 步骤 j ： 重复

46、步骤 g 至步骤 i， 直至取得所有的第三特征区块图像 ； 0107 步骤 k ： 依照第三特征区块图像的获取顺序进行图像接合程序， 产生第三特征区 块图像相应的特征图像 ； 0108 步骤 l ： 对特征图像进行指纹辨识程序 ； 以及 说 明 书 CN 102446271 A CN 102446292 A8/9 页 12 0109 步骤 m ： 根据指纹辨识程序所得到的辨识结果， 由指纹辨识装置发出相应的回应 信息。 0110 由于设定图像提取相应大小的指纹图像区块选取框 310 的运作与前述方式相同， 所以不再重复说明。在本运作方式中针对同一指纹图像区块 221 分别在不同期间进行提 取，

47、 为能区别不同时间时提取指纹图像区块 221， 在同一指纹图像中提取不同的指纹图像 300 时的处理时间将其定义为一运作回合。换言之， 在每一回合时会提取不同的指纹图像 300。 0111 首先， 在第一运作回合时， 对所提取的指纹图像区块 221 进行正规化程序， 借以计 算指纹图像区块221的对比值(Mean)与变异数值(Variance)。 接着， 重复进行不同指纹图 像区块 221 的提取， 并计算相应的对比值与变异数值。再将所有指纹图像区块 221 的对比 值与变异数值记录至储存单元中。 0112 在完成第一运作回合后， 重复开始进行指纹图像区块 221 的提取。但是于第一运 作回合

48、不同的是， 在第二运作回合中在取得指纹图像区块 221 后计算指纹图像区块 221 的 方向性参数与遮罩范围。方向性参数用以记录辨识指纹图像区块 221 中指纹线段的方向 性， 借以决定两张连续的指纹图像区块 221 的接合区域。遮罩范围用以决定本次获取的指 纹图像区块221的辨识范围， 换言之， 除了可以对所获取的整张指纹图像区块221进行处理 外， 也可以针对部分的指纹图像区块 221 进行处理。 0113 重复执行提取指纹图像区块 221 的处理， 直至取得所有指纹图像区块 221 的方向 性参数与遮罩范围。将所有指纹图像区块 221 的方向性参数与遮罩范围记录于储存单元 220 中。在

49、完成所有指纹图像区块 221 后， 则完成第二运作回合。 0114 第三运作回合开始时， 也是重复开始进行指纹图像区块 221 的提取。与前述运作 回合不同的是， 在第三运作回合所提取的指纹图像区块 221 将与相应位置的对比值及变异 数值进行处理， 并产生该位置指纹图像区块 221 的第一特征区块图像。接着， 将第一特征区 块图像根据相应位置的方向性参数与遮罩范围， 产生第二特征区块图像。 最后， 对第二特征 区块图像进行二值化程序， 产生第三特征区块图像。 重复上述步骤， 直至记录所有的指纹图 像区块 221 为止， 则完成第三运作回合。 0115 将第三运作回合所得到的第三特征区块图像依照获取的顺序进行图像接合程序， 产生第三特征区块图像相应的特征图像。在此一运作过程中， 对于特征图像还可以做出以 下处理 ： 对特征