n满足公式（7)。
[0037] 上面的系数k是一个大于0小于1的可调节的小数，可以根据芯片的应用环境调 整，如果数据稳定，k可以接近于0,如果芯片应用环境电噪声很大，数据不稳定，可以大于 0〇
[0038] 以下以图2中所示的图像为例，进一步说明本实施例的实施过程，指纹识别芯片， 最大量程DFS= 255,芯片中模数转换器的初始化增益值GAIN_ini为1，初始化转换偏移值 SHFT_ini为1，系数k= 0. 2,如图2所示指纹识别芯片采集到的一幅指纹图像，这幅图像整 体的对比度较低，并且图像像素灰度值整体偏高并且图像中指纹的辨识度较低，原因是封 装介质厚度太小或手指死皮层厚度太小或是其他因素导致像素灰度值整体偏高。应用本实 施例增强指纹图像对比度的过程如下：
[0039]步骤201，选定图像区域中间420个像素点作为采集样本，得到一帧数据，如表1所 不。
[0040] 表1.对比度增强前的指纹图像数据
[0041] 步骤202 :找出这帧数据的最大值D_为200和最小值D_为129 ;
[0042] 步骤203 :计算图像数据的中间值：
[0043]
[0044] 步骤204 :选取一个小于DFS的数200作为R_full来计算数据的最大差值占满量 程的比例：
[0045] ζυυ
zuu
[0046] 步骤205 :查找如表2示出的增益配置表，将配置6作为新的增益配置，即GAIN_ adj= 0. 361 〇
[0047] 表2.增益配置表
[0048]
[0049] 并计算采用新的增益配置6之后，图像数据的中间值，即：
[0050]
[0051] 步骤206 :根据初始化转换偏移配置值SHFT_ini=1，查找表3中与转换偏移配置 相对应的步进值R_s/g为4，
[0052] 表3.转换偏移查找表
[0053]
[0054] 计算需要调整的转换偏移的长度，即：
[0055]
[0056] 所以，新的转换偏移配置将会是：
[0057]SHFT_adj=SHFT_ini-SHFT，= 1-11 = -10
[0058] 步骤207 :采用新的转换增益配置GAIN_adj= 0. 361和转换偏移配置SHFT_adj =-10,重复步骤201-204,采集的图像数据如表4所示，其中图像数据最大值D_为250和 最小值〇_为68。
[0059] 表4.经过第一次调整之后的指纹图像数据
[0060]
[0061] 计算得到采用新的转换配置之后的图像数据的中间值：
[0062]
[0063]此时，R_mid分别符合条件R_mid< (l-k)*DMID，即 96 < (1-0. 2)*255/2 = 102， 所以新的转换偏移配置为SHFT_adj+l= -9。
[0064] 采用调整后的的转换偏移配置SHFT_adj= -9,重复步骤201-204,采集的图像数 据如表5所示，其中图像数据最大值D_为230和最小值D_为42。
[0065]表5.经过第二次调整后的指纹图像数据[0066]
[0067] 计算得到采用新的转换配置之后的图像数据的中间值:
[0068]
[0069]此时，R_mid分别符合条件（1-k)*DMID<R_mid< (1+k) *DMID，即（1-0. 2) *255/2 =102 < 119 < (1+0. 2) *255/2 = 153,计算得到最大差值占满量程的比例：
[0070]
[0071] 此时1-k<R_gain< 1，即1-0. 2 = 0· 8 < 0· 94 < 1，到此模数转换器的增益R_ gain和转换偏移配置SHFT_adj为最优的参数配置。图3为根据调整后的最优模数转换器 的增益和转换偏移配置采集的指纹图像，图中指纹图像的对比度得到明显增强和提高，指 纹的辨识度明显增强。
[0072] 由以上实施例的具体实现可知，本发明提出的指纹图像优化方法中，通过选取一 块区域的指纹图像数据作为参数调整的样本数据，减少了算法的复杂度，提高模数转换器 的转换增益和转换偏移的动态调整的效率，避免了现有技术中参数调整依靠人工调整优化 的缺陷。
[0073] 本发明提出的指纹图像优化方法中，通过调整指纹识别芯片中的模数转换器的转 换增益和转换偏移，有效提高了采集的指纹图像的对比度，克服了现有技术中，筛选指纹图 像，通过后期的图像处理算法对采集指纹图像增强图像对比度的繁琐过程，实现了在采集 过程中对指纹图像的优化，此外也避免了指纹采集过程中按压力度和芯片封装引起的图像 质量对比度降低以及为提高质量而使被采集者调整姿势的过程。
[0074] 在具体应用中，可以当模数转换器的转换偏移量调整完毕后，再进行模数转换器 的增益的调整，从而避免了现有技术中偏移量设置对系统动态范围的负面影响，简化了调 整过程，提高了指纹识别传感设备的响应速度和辨识性能。
[0075] 在本说明书的描述中，参考术语"一个实施例"、"一些实施例"、"示例"、"具体示 例"、或"一些示例"等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特 点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不 一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何 的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0076] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不 脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本 发明的范围由权利要求及其等同物限定。
【主权项】
1. 一种指纹识别传感设备的指纹图像优化方法，其特征在于：所述方法包括： 步骤1 :选取指纹图像数据区域作为帧数据； 步骤2 :获取帧数据的最大值和最小值； 步骤3 :获取所述最大值和最小值的第一中心值； 步骤4 :获取所述最大值和最小值的差值占满量程的比例； 步骤5 :在增益查找表中查找出大于所述比例且最接近所述比例的增益配置，将所述 增益配置对应的增益值作为模数转换器的增益，获取采用所述模数转换器的增益之后的帧 数据的第二中心值； 步骤6:获取模数转换器的转换偏移调整量，在转换偏移查找表中查找出与所述转换 偏移调整量相等的转换偏移配置，根据所述转换偏移配置以及初始转换偏移配置获取调整 后的转移配置； 步骤7 :应用所述模数转换器的增益以及所述调整后的转移配置，采集指纹图像。2. -种如权利要求1所述的指纹图像优化方法，所述方法还包括在应用所述模数转换 器的增益以及所述调整后的转移配置采集指纹图像之后，重复步骤1-4,获得所述第一中心 值和所述占满量程的比例。3. -种如权利要求2所述的指纹图像优化方法，所述方法还包括判断所述第一中心值 和所述占满量程的比例是否分别在预设的阈值范围内，当述第一中心值和所述占满量程的 比例在预设的阈值范围之内时则指纹识别芯片的模数转换器应用此时的模数转换器的增 益以及转移配置采集图像。4. 一种如权利要求3所述的指纹图像优化方法，当所述第一中心值在所述预设的阈值 范围内而所述占满量程的比例未在所述预设的阈值范围内时，重复步骤1-7直至所述占满 量程的比例在预设的阈值范围内。5. -种如权利要求3所述的指纹图像优化方法，当所述第一中心值小于所述预设的阈 值范围的下限时，重复步骤1_4,7和所述调整后的转移配置增加一个步进单位，直至所述 第一中心值在所述预设的阈值范围内。6. -种如权利要求3所述的指纹图像优化方法，当所述第一中心值大于所述预设的阈 值范围的上限时，重复步骤1_4,7和所述调整后的转移配置减少一个步进单位，直至所述 第一中心值在所述预设的阈值范围内。7. -种如权利要求1所述的指纹图像优化方法，所述获取模数转换器的转换偏移调整 量SHFP满足以下关系：其中的DMID = DFS/2, DFS为指纹识别芯片的最大量程，f _mid为所述第二中心值， R_s/g是初始模数转换器偏移配置在转换偏移查找表中对应的步进值，GAIN_ini为初始模 数转换器增益配置在增益配置表中对应的增益值，GAIN_adj为在增益查找表中查找出大于 所述比例且最接近所述比例的所述增益配置，对SHFT'取整。8. -种如权利要求1所述的指纹图像优化方法，所述调整后的转移配置为所述当前转 换偏移配置与所述转换偏移调整量之差。9. 一种如权利要求1-8任一项所述的指纹图像优化方法，所述指纹图像数据区域是一 块或几块特定区域的图像数据。10. -种指纹识别传感设备，应用如权利要求1~9任一项所述指纹图像优化方法进行 调整。
【专利摘要】本发明公开了一种指纹图像优化方法，该方法通过指纹采集芯片内部模数转换电路改变增益和转换偏移来改变采集图像的数据大小。通过采集一块或几块特定区域的图像数据来做为帧数据，根据所述帧数据来改变芯片内部模数转换电路的增益和转换偏移以使得所采集图像数据的差值达到最大，并且数据的平均值处于满量程的中间，从而使得采集的指纹图像的对比度最高，便于识别。
【IPC分类】G06K9/00
【公开号】CN105335739
【申请号】CN201510890614
【发明人】刘成, 李卓, 张晋芳
【申请人】北京集创北方科技有限公司
【公开日】2016年2月17日
【申请日】2015年12月8日