通过手机摄像头放大，聚焦功能提取指纹图像的系统及其方法与流程

本发明涉及指纹提取领域，尤其涉及一种通过手机摄像头放大，聚焦功能提取指纹图像的系统及其方法。

背景技术：

在网络化时代的今天，我们每个人都拥有大量的认证密码，比如开机密码、邮箱密码、银行密码等等，并配备了各种钥匙。这些都是传统的安全系统所采用的方式，随着社会的发展，其安全性越来越弱。而在信息社会人们对安全性的要求越来越高，同时希望认证的方式简单快速。于是就出现了通过利用生物特征的唯一性来进行身份认证的方法，其中指纹认证的使用尤为广泛，进而指纹提取技术的发展也备受人们关注。

在现有的手机指纹提取技术中，普遍采用接触式指纹提取技术，但是接触式指纹提取技术存在许多弊端，比如接触式指纹提取会发生指纹变形、受手指干湿度的影响也十分大、会留下痕迹为复制指纹提供模板、需要相应的硬件来对指纹进行提取和无法一次性提取完整的指纹等问题。

技术实现要素：

针对上述技术中存在的不足之处，本发明设计一种非接触式且通过手机摄像头放大聚焦即可拍摄指纹的通过手机摄像头放大，聚焦功能提取指纹图像的系统及其方法。

为实现上述目的，本发明提供的通过手机摄像头放大，聚焦功能提取指纹图像的系统，包括用于发送指纹拍摄请求的指纹拍摄请求模块、用于对指纹进行拍摄的指纹拍摄模块、用于对拍摄出来的指纹图片进行处理的指纹图片处理模块、对处理后的指纹图片进行合格性确认的指纹图片确认模块和用于储存指纹拍摄模块、指纹图片处理模块和指纹图片确认模块的指令信息和运行数据的服务器；所述指纹拍摄请求模块的输出端与指纹拍摄模块的输入端相连，所述指纹拍摄模块的输出端与指纹图片处理模块的输入端相连，所述指纹图片处理模块的输出端与指纹图片确认模块相连，且指纹拍摄请求模块、指纹拍摄模块、指纹图片处理模块和指纹图片确认模块均与服务器通讯连接；

所述指纹拍摄模块包括摄像头、显示屏、处理单元、聚焦单元、对所要拍摄的指纹进行放大的放大单元和对控制实施指纹拍摄动作的指纹拍摄点击单元；所述指纹拍摄点击单元、聚焦单元和放大单元均与处理单元的输入端电连接，所述处理单元的输出端分别与摄像头和显示屏电连接；将放大单元的放大信号、聚焦单元的聚焦信号及指纹拍摄点击单元的拍摄点击确认信号发送给处理单元进行处理，处理后发送给摄像头进行对应的指纹放大和聚焦并进行拍摄，拍摄信息在处理单元处理后发送到显示屏上进行显示。

其中，所述指纹拍摄模块还包括用于对拍摄环境进行补光的补光单元和用于对于拍摄时的成像色调进行调节的调色单元，所述补光单元和调色单元均与处理单元的输入端电连接；补光单元发出的补光信号和调色单元发出的调色信号经过处理单元处理后发送到显示屏上进行显示。

其中，所述指纹图片处理模块包括对指纹图片的指纹纹理中心进行计算的计算单元、对指纹图片进行部分截取的截取单元和对截取单元所要截取的指纹图片大小进行设置的参数设置单元，所述计算单元和参数设置单元的输出端均与截取单元电连接，且截取单元输出端与服务器通讯连接；计算单元将计算出来的指纹纹理中心信号发送到截取单元，且参数设置单元将设置的指纹图片大小信号发送到截取单元，截取单元依据指纹纹理中心信号和指纹图片大小信号对指纹图片进行截取。

其中，所述指纹图片确认模块包括设置有指纹清晰度标准的指纹参照单元和对比单元，所述指纹参照单元和截取单元均与对比单元的输入端电连接，且对比单元的输出端与服务器通讯连接，所述截取单元截取出来的指纹图片输入对比单元中，且指纹参照单元中的指纹清晰度标准输入对比单元中，所述对比单元将指纹图片和指纹清晰度标准做对比后，将达到指纹清晰度标准的指纹图片确认为合格图片，并输出使用。

其中，该系统还包括用于与外部设备或需要用到指纹数据登陆的APP进行指纹数据传输的传输模块，所述传输模块的输入端与对比单元的输出端电连接，且其输出端与外部设备或需要用到指纹数据登陆的APP通讯连接，所述对比单元对拍摄出来的指纹图片进行合格性确认之后，指纹图片数据通过传输模块进行传输。

其中，所述放大单元包括对拍摄的物体进行低倍放大的放大镜部件和对拍摄的物体进行高倍放大的显微镜部件，所述放大镜部件和显微镜部件均与处理单元的输入端电连接。

其中，所述指纹拍摄请求模块包括通过识别语音来发送拍摄请求的语音请求单元、通过识别用户指纹来发送指纹拍摄请求的指纹拍摄请求模块和通过输入密码来发送指纹拍摄请求的密码请求单元，所述语音请求单元、指纹请求单元和密码请求单元均与服务器通讯连接，且三者均与处理单元的输入端电连接，语音请求单元、指纹请求单元和密码请求单元将请求信息发送到处理单元后，指纹拍摄模块进入拍摄状态。

本发明还公开了一种通过手机摄像头放大，聚焦功能提取指纹的系统及其方法，包括以下步骤：

步骤1，指纹拍摄请求，通过指纹拍摄请求模块向指纹拍摄模块发送指纹拍摄的请求；

步骤2，指纹拍摄，指纹拍摄模块通过摄像头捕捉指纹图像，并将指纹图像显示在显示屏上，并通过放大单元、聚焦单元、指纹拍摄点击单元、补光单元、处理单元和调色单元的辅助对指纹图像进行拍摄；

步骤3，指纹图片处理，通过对指纹图片的指纹纹理中心进行计算的计算单元和对截取单元所要截取的指纹图片大小进行设置的参数设置单元二者控制截取单元对拍摄出来的指纹图片进行截取，得到所需要的指纹图片；

步骤4，指纹图片确认，将经过指纹图片处理后的指纹图片与设置有指纹清晰度标准的指纹参照单元通过对比单元对比，将达到了指纹参照单元设定的指纹清晰度标准的指纹图片确认为合格的指纹图片。

其中，还包括步骤5，指纹图片应用，通过用于与外部设备或需要用到指纹数据登陆的APP进行指纹数据传输的传输模块将合格的指纹图片传输到外部设备或需要用到指纹数据登陆的APP中进行使用。

其中，步骤2中的放大单元包括对拍摄的物体进行低倍放大的放大镜部件和对拍摄的物体进行高倍放大的显微镜部件。

本发明的优势在于：

1、本发明通过指纹拍摄模块的摄像头对人体指纹信息放大，聚焦进行拍摄，然后再进行处理得到清晰的指纹图片，可以直接用于诸多需要用到指纹的地方，这种拍摄式指纹提取方式能够一次性提取到完整的指纹图片，并且可以克服接触式指纹提取受手指干湿度等外界影响较大的问题,且不会留下痕迹为复制指纹提供模板。

2、本发明通过指纹拍摄请求模块、指纹拍摄模块、指纹图片处理模块和指纹图片确认模块依次工作即可自动化的到清晰可用的指纹图片，并通过服务器储存上述模块的指令信息和运行数据来保证各模块正常运行，不仅提升了指纹提取的可靠性，还减少了现有指纹提取技术人工提取指纹的诸多人为操作。

3、本发明通过摄像头、放大单元和聚焦单元指纹拍摄点击单元的组合可以实现指纹拍摄时焦距的自由调节，在识别不同大小的手指指纹时，只需通过调节拍摄时的焦距即可一次性提取到完整的指纹图片，避免了现有指纹提取技术中在提取不同手指大小的指纹时出现的无法提取或提取错误的问题。

附图说明

图1为本发明通过手机摄像头放大，聚焦功能提取指纹图像的系统的方框图；

图2为本发明通过手机摄像头放大，聚焦功能提取指纹图像的方法的流程图。

主要元件符号说明如下：

1、指纹拍摄请求模块 2、指纹拍摄模块

3、指纹图片处理模块 4、指纹图片确认模块

5、服务器 6、传输模块

11、语音请求单元 12、指纹请求单元

13、密码请求单元 21、摄像头

22、显示屏 23、处理单元

24、放大单元 25、指纹拍摄点击单元

26、补光单元 27、调色单元

28、聚焦单元 31、计算单元

32、截取单元 33、参数设置单元

41、指纹参照单元 42、对比单元。

具体实施方式

为了更清楚地表述本发明，下面结合附图对本发明作进一步地描述。

请参阅图1，本发明提供的通过手机摄像头放大，聚焦功能提取指纹图像的系统，包括用于发送指纹拍摄请求的指纹拍摄请求模块1、用于对指纹进行拍摄的指纹拍摄模块2、用于对拍摄出来的指纹图片进行处理的指纹图片处理模块3、对处理后的指纹图片进行合格性确认的指纹图片确认模块4和用于储存指纹拍摄模块2、指纹图片处理模块3和指纹图片确认模块4的指令信息和运行数据的服务器5；指纹拍摄请求模块1的输出端与指纹拍摄模块2的输入端相连，指纹拍摄模块2的输出端与指纹图片处理模块3的输入端相连，指纹图片处理模块3的输出端与指纹图片确认模块4相连，且指纹拍摄请求模块1、指纹拍摄模块2、指纹图片处理模块3和指纹图片确认模块4均与服务器5通讯连接；

指纹拍摄模块2包括摄像头21、显示屏22、处理单元23、聚焦单元28、对所要拍摄的指纹进行放大的放大单元24和对控制实施指纹拍摄动作的指纹拍摄点击单元25；指纹拍摄点击单元25、聚焦单元28和放大单元24均与处理单元23的输入端电连接，处理单元23的输出端分别与摄像头21和显示屏22电连接；将放大单元24的放大信号、聚焦单元28的聚焦信号及指纹拍摄点击单元25的拍摄点击确认信号发送给处理单元23进行处理，处理后发送给摄像头21进行对应的指纹放大和聚焦并进行拍摄，拍摄信息在处理单元23处理后发送到显示屏22上进行显示。在放大单元24与摄像头21的配合下，可以使得指纹清晰地显示在显示屏22上，克服了现有的接触式采集指纹技术需要多次采集指纹的缺陷；同时，通过指纹拍摄点击单元25可以使使用者在自己想要拍摄的时候拍摄，能够进一步保证所要拍摄的指纹的清晰度、角度、显示范围等都符合使用者自己的需求，避免了现有技术中自动提取指纹带来的指纹模糊不清、指纹显示范围不对或指纹拍摄角度不好等问题。

其中，指纹拍摄模块2还包括用于对拍摄环境进行补光的补光单元26和用于对于拍摄时的成像色调进行调节的调色单元27，补光单元26和调色单元27均与处理单元23的输入端电连接；补光单元26发出的补光信号和调色单元27发出的调色信号经过处理单元23处理后发送到显示屏22上进行显示。补光单元26和调色单元27的使用可以进一步增强指纹图片的显示清晰度，也能够使本系统能够适用于更加复杂的环境，比如光线微弱的环境、外部环境中有其他颜色的光线干扰等情况，从而增强了系统的实用性和应用范围。本系统中并不限于补光单元26和调色单元27，还可以通过实际应用的需要增加其他功能性模块，来辅助进行指纹图片的拍摄。

其中，指纹图片处理模块3包括对指纹图片的指纹纹理中心进行计算的计算单元31、对指纹图片进行部分截取的截取单元32和对截取单元所要截取的指纹图片大小进行设置的参数设置单元33，计算单元31和参数设置单元33的输出端均与截取单元32电连接，且截取单元32输出端与服务器5通讯连接；计算单元31将计算出来的指纹纹理中心信号发送到截取单元32，且参数设置单元33将设置的指纹图片大小信号发送到截取单元32，截取单元32依据指纹纹理中心信号和指纹图片大小信号对指纹图片进行截取。在实际使用过程中，拍摄出来的图片肯定会比用户所要使用到的指纹图片要大，因此需要对指纹图片进行截取来适应实际使用的需求，通过参数设置单元33对所要截取的图片大小进行设置，其中可以根据多种应用场景设置多组参数，然后对指纹图片的指纹纹理中心进行计算后，以纹理中心为基准，向外辐射参数中所设定的距离后，对指纹图片进行截取，得到所需要的指纹图片。

其中，指纹图片确认模块4包括设置有指纹清晰度标准的指纹参照单元41和对比单元42，指纹参照单元41和截取单元32均与对比单元42的输入端电连接，且对比单42元的输出端与服务器5通讯连接，截取单元32截取出来的指纹图片输入对比单元42中，且指纹参照单元41中的指纹清晰度标准输入对比单元42中，对比单元42将指纹图片和指纹清晰度标准做对比后，将达到指纹清晰度标准的指纹图片确认为合格图片，并输出使用。指纹的清晰度的判定有多种方法，在本系统中指纹参照单元41中的实先设定一个参数，即截取出来的指纹图片中指纹线条的清晰显示条数，即使用一般的指纹线条捕捉仪器能够捕捉出指纹参照单元41中设定的指纹条数，即判定为清晰。在本发明中，也可以在指纹参照单元中设定一个照片像素，当照片的像素达到了指定的大小时，就判定为清晰。

其中，该系统还包括用于与外部设备或需要用到指纹数据登陆的APP进行指纹数据传输的传输模块6，传输模块6的输入端与对比单元42的输出端电连接，且其输出端与外部设备或需要用到指纹数据登陆的APP通讯连接，对比单元42对拍摄出来的指纹图片进行合格性确认之后，指纹图片数据通过传输模块6进行传输。系统得到的指纹最终就是用于使用，其中使用包括但不局限于APP登陆、支付验证、身份信息识别等用途，设置一个传输模块6能够很好的将系统处理得到的指纹图片与其他设备连接并用于使用。

其中，放大单元24包括对拍摄的物体进行低倍放大的放大镜部件和对拍摄的物体进行高倍放大的显微镜部件，述放大镜部件和显微镜部件均与处理单元的输入端电连接。放大单元22包括两种模式，其中两种模式分别代表放大镜部件和显微镜部件，其中最常用的用于指纹拍摄的是放大镜部件， 其中放大倍数为1-8倍，这这个倍数范围内，能够保证所有的指纹清楚显示；另外，显微镜部件的放大倍数为大于8倍，这个放大倍数能够使系统用于拍摄其他需要放大许多倍数才能拍摄清楚的物体，扩大的系统的使用范围。

其中，指纹拍摄请求模块1包括通过识别语音来发送拍摄请求的语音请求单元11、通过识别用户指纹来发送指纹拍摄请求的指纹拍摄请求模块12和通过输入密码来发送指纹拍摄请求的密码请求单元13，语音请求单元11、指纹请求单元12和密码请求单元13均与服务器5通讯连接，且三者均与处理单元23的输入端电连接，语音请求单元11、指纹请求单元12和密码请求单元13将请求信息发送到处理单元23后，指纹拍摄模块2进入拍摄状态。指纹拍摄请求模块1相当于向系统发出的一个拍摄的请求，请求进入指纹拍摄的步骤，也可以相当于一个身份验证的过程，其中用户可以通过说话识别语音、输入事先设定的密码、输入已储存的指纹信息等来开启指纹拍摄的功能。在本发明中，并不局限于上述集中指纹拍摄请求方法，也可以设置人脸、虹膜等信息的识别来实现拍摄请求。

本发明还公开了一种通过手机摄像头放大，聚焦功能提取指纹图像的方法，请参阅图2，包括以下步骤：

步骤1，指纹拍摄请求，通过指纹拍摄请求模块1向指纹拍摄模块2发送指纹拍摄的请求；

步骤2，指纹拍摄，指纹拍摄模块2通过摄像头21捕捉指纹图像，并将指纹图像显示在显示屏22上，并通过放大单元24、指纹拍摄点击单元25、聚焦单元28、补光单元26、处理单元23和调色单元27的辅助对指纹图像进行拍摄；

步骤3，指纹图片处理，通过对指纹图片的指纹纹理中心进行计算的计算单元31和对截取单元32所要截取的指纹图片大小进行设置的参数设置单元33二者控制截取单元32对拍摄出来的指纹图片进行截取，得到所需要的指纹图片；

步骤4，指纹图片确认，将经过指纹图片处理后的指纹图片与设置有指纹清晰度标准的指纹参照单元41通过对比单元42对比，将达到了指纹参照单元41设定的指纹清晰度标准的指纹图片确认为合格的指纹图片。

其中，还包括步骤5，指纹图片应用，通过用于与外部设备或需要用到指纹数据登陆的APP进行指纹数据传输的传输模块6将合格的指纹图片传输到外部设备或需要用到指纹数据登陆的APP中进行使用。

其中，步骤2中的放大单元22包括对拍摄的物体进行低倍放大的放大镜部件和对拍摄的物体进行高倍放大的显微镜部件。

本发明的优势在于：

1、本发明通过指纹拍摄模块的摄像头对人体指纹信息进行拍摄，然后再进行处理得到清晰的指纹图片，可以直接用于诸多需要用到指纹的地方，这种拍摄式指纹提取方式能够一次性提取到完整的指纹图片，并且可以克服接触式指纹提取受手指干湿度等外界影响较大的问题,且不会留下痕迹为复制指纹提供模板。

2、本发明通过指纹拍摄请求模块、指纹拍摄模块、指纹图片处理模块和指纹图片确认模块依次工作即可自动化的到清晰可用的指纹图片，并通过服务器储存上述模块的指令信息和运行数据来保证各模块正常运行，不仅提升了指纹提取的可靠性，还减少了现有指纹提取技术人工提取指纹的诸多人为操作。

3、本发明通过摄像头、放大单元、聚焦单元、指纹拍摄点击单元和处理单元的组合可以实现指纹拍摄时焦距的自由调节，在识别不同大小的手指指纹时，只需通过调节拍摄时的焦距即可一次性提取到完整的指纹图片，避免了现有指纹提取技术中在提取不同手指大小的指纹时出现的无法提取或提取错误的问题。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。