【專利解密】虹軟科技打造加強型、高效率屏下指紋解鎖方案

【嘉勤點評】虹軟科技發(fā)明的應(yīng)用于屏下指紋解鎖方案的指紋圖像增強、識別方案，可以減少指紋采集次數(shù)和指紋采集的繁瑣度，同時提高指紋圖像的質(zhì)量以及指紋解鎖效率，從而帶給用戶更好的使用體驗。

伴隨著移動智能設(shè)備從功能機向智能機的發(fā)展轉(zhuǎn)變，智能設(shè)備的解鎖方式也在不斷發(fā)生改變，從最早的以數(shù)字密碼或圖案為主的解鎖方式，向以指紋、人臉、虹膜等為主的生物識別解鎖方式轉(zhuǎn)變。

如今，屏下指紋解鎖方案擁有美觀、便捷、解鎖速度快、符合用戶習(xí)慣等優(yōu)點，成為當下手機解鎖的主流方式之一，在該技術(shù)不斷突破的同時，利用屏下指紋解鎖的便捷性與安全性也得到大幅提升。

但是，目前絕大多數(shù)的屏下指紋解鎖方案中，由于采集的指紋圖像不清晰、不完整或變形等原因，使得用戶在注冊時需要反復(fù)將手指放置到指紋采集區(qū)域，采集多次局部指紋，較為繁瑣，并且在解鎖時由于指紋圖像的質(zhì)量問題也導(dǎo)致解鎖效率低。

為了提高屏下指紋解鎖的解鎖效率，帶給用戶更好的使用體驗，虹軟科技在2019年3月15日申請了一項名為“一種指紋圖像增強、指紋識別和應(yīng)用程序啟動方法”的發(fā)明專利（申請?zhí)枺?01910198302.7），申請人為虹軟科技股份有限公司。

根據(jù)該專利目前公開的相關(guān)資料，讓我們一起來看看這項技術(shù)方案吧。

如上圖，為該專利中發(fā)明的指紋圖像增強方法的流程示意圖，首先，系統(tǒng)需要消除當前幀指紋圖像的背景紋理，從而獲取純指紋圖像，這是因為在屏下指紋解鎖的過程中，由于屏下采集的光學(xué)指紋圖像較弱，使得解鎖過程中通常需要多次采集指紋圖像進行驗證，這樣會增加用戶操作的繁瑣度，并降低用戶的體驗感。

因此，需要先對當前幀的指紋圖像進行預(yù)處理，因為通常采集到的圖像中不僅包含指紋，同時也包含有指紋圖像的背景紋理，例如屏幕自身的紋理、殘留的指紋圖像等，因此在增強處理中可以先對指紋和背景紋理進行分離，以得到純指紋圖像。

其次，需要對純指紋圖像進行第一預(yù)處理，從而獲得第一預(yù)處理圖像，第一預(yù)處理通常包括例如對純指紋圖像進行對比度增強、去噪的操作，這些算法可以對原始純指紋圖像進行對比增強，以及對指紋圖像的噪聲進行抑制、對邊緣信息進行保留等效果。再選取質(zhì)量較好的區(qū)域的圖像為有效區(qū)域，并對有效區(qū)域進行方向場估計和方向場校正，方向場是指紋圖像的一個固有屬性，它定義了指紋的脊線和谷線在局部鄰域內(nèi)的不變坐標，該步驟可以對初始方向場中錯誤的部分進行糾正，得到更加準確的方向場結(jié)果。

如上圖，為這種采用方向場字典的方法對有效區(qū)域的初始方向場中錯誤的部分進行糾正的方法流程圖，首先，將有效區(qū)域劃分成多個區(qū)塊，并計算每個區(qū)塊中的方向分布特性；其次，將每個區(qū)塊中的方向分布特性與預(yù)設(shè)的方向場字典進行比較，得到相似度參數(shù)；最后，將相似度參數(shù)大于預(yù)設(shè)的相似性閾值的方向場字典中的區(qū)塊作為參考區(qū)塊，根據(jù)參考區(qū)塊中的方向分布特性，校正所述有效區(qū)域中的相應(yīng)區(qū)塊的方向分布特性。

最后，對經(jīng)過方向場校正的所述有效區(qū)域進行第二預(yù)處理，就可以獲得指紋增強圖像，對于第二預(yù)處理的過程，如上圖所示。首先，需要對有效區(qū)域進行去噪，再獲取二值化圖像，并將二值化圖像中的指紋脊線進行細化，獲得指紋增強圖像。

最后，我們再具體來看看該專利中發(fā)明的指紋識別方法的流程圖，首先，對采集的當前幀指紋圖像進行增強處理，對當前幀指紋圖像進行背景紋理消除以獲得純指紋圖像；其次，對指紋增強圖像進行特征提取，以獲取特征數(shù)據(jù)；最后，即可根據(jù)特征數(shù)據(jù)與指紋模板的特征數(shù)據(jù)的比對完成指紋識別。

以上就是虹軟科技發(fā)明的應(yīng)用于屏下指紋解鎖方案的指紋圖像增強、識別方案，借助于該方案，可以減少指紋采集次數(shù)和指紋采集的繁瑣度，同時可以提高指紋圖像的質(zhì)量以及指紋解鎖效率，從而帶給用戶更好的使用體驗。

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