专利名称：指纹识别系统及方法
技术领域：
本发明涉及一种身份识别系统及方法，特别涉及一种利用指纹识别用户身份的系
统及方法。
背景技术：
随着社会的发展，人们对社会公共安全和个人的信息安全提出了更高的要求，可
靠高效的身份识别变得起来越重要.传统的钥匙、密码、识别卡等安全验证方法已不能满
足现代安全防范的需要。基于人体生理特征的身份识别系统逐渐为社会所瞩目。 生物识别技术是基于人体的生物特征来进行身份验证的技术。人体的生物特征包
括指纹、声音、面孔、指纹、视网膜、掌纹等。生物识别的优势在于方便和安全，生物识别技术
被认为是网络安全和身份识别的未来方向。 指纹识别是目前对人体最不构成侵犯、方便、实用、可靠和价格便宜的一种技术手 机，是最且有代表性和最有应用前景的生物识别技术。但是，目前大多指纹识别系统需对获 取到的指纹电压信号的分布图像进行处理(例如，调整图像色阶、亮度等)后才去获取相应 的指纹特征，从而导致所述指纹识别系统在识别用户身份的过程需要很长时间。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种指纹识别系统，其无需对获取的指纹电压信号的 分布图做处理，从而提高身份识别的速度。 此外，还有必要提供一种指纹识别方法，其无需对获取的指纹电压信号的分布图 做处理，从而提高身份识别的速度。 —种指纹识别系统，安装于电子装置中，所述的电子装置包括触控屏幕及内存，所 述的内存中存储有作为识别码的各用户的原始指纹的特征点的特征值，该系统包括
获取模块，用于获取待验证身份的用户按压触控屏幕产生的指纹电压信号的分布 图； 特征提取模块，用于在获取的指纹电压信号的分布图中提取待验证指纹的特征 点，并计算所提取的待验证指纹各特征点的特征值；及 比对模i央，用于比对所提取的待验证指纹的特征点的特征值是否与内存中的识别
码相符，并在所提取的待验证指纹的特征点的特征值与内存中的识别码相符时确认该用户 通过身份验证。 —种指纹识别方法，应用于电子装置中，所述的电子装置包括触控屏幕及内存，该 方法包括如下步骤 在所述的内存中存储作为识别码的各用户的原始指纹的特征点的特征值；
获取待验证身份的用户按压所述触控屏幕产生的指纹电压信号的分布图；
在获取的指纹电压信号的分布图中提取待验证指纹的特征点，并计算所提取的待 验证指纹各特征点的特征值；
比对所提取的待验证指纹的特征点的特征值是否与内存中的识别码相符；及
若所提取的待验证指纹的特征点的特征值与内存中的识别码相符，则确认该用户 通过身份验证。 相较于现有技术，所述的指纹识别系统及方法可提高身份识别的速度。
图1是本发明指纹识别系统的较佳实施方式的运用环境及功能模块图。 图2是本发明利用的触控屏幕的结构示意图。 图3发明指纹识别方法较佳实施方式的流程图。 图4本发明指纹识别系统的指纹电压示意图。 图5本发明指纹识别系统的指纹特征点坐标图。 图6本发明指纹识别系统的指纹特征点间的相对位置的示意图。
具体实施例方式
如图l所示，是本发明指纹识别系统较佳实施方式的运用环境及功能模块图。 所述的指纹识别系统10安装并运行在电子装置1中。所述的电子装置1可以是手机、 PDA(personaldigital assistant,个人数字助理)、掌上游戏机、数码相机或掌上电脑等便 携式电子装置，也可以是固定的门禁系统。 所述的电子装置1还包括触控屏幕12、处理器14以及内存16。所述的触控屏幕 12通常包括电阻式或电容式触控屏幕等。在本较佳实施例中，所述触控屏幕12是电阻式 触控屏幕，如图2所示。电阻式触控屏幕12的触控面板由IT0 Filml20和ITO Glassl26 所组成，中间由D0T124所隔开，在IT0 Film和ITO Glass之间通入5V的电压，通过手指或 触控笔去触碰ITOFilm形成凹陷然后下层的ITO Glass接触而产生电压的变化，再经由A/ D转换器(图中未示出)转为数字讯号的指纹电压信号，所述指纹电压信号的分布图如图 4所示。目前，电阻式触控屏幕有四线式或五线式。四线电阻式线路XY轴分别分布在ITO Film和ITO Glass,当ITOFilm被严重刮伤时将会形成断路，而造成触控面板无法操作。五 线式是四线式触控面板的改良型，整个电场均匀的建立在ITO Glass,上层ITO Film纯粹为 一导体，所以当ITO Film遭到刮伤时只有该处无法使用其它部分依然可以动作。但是，当 下层ITO Glass也被刮伤时则会造成触控面板的故障，因此为了提高指纹电压信号的分布 图的分辨率，可通过在触控面板上增加ITO Filml20的数量，即将四线式或五线式改为多线 式，例如560线式。 在本较佳实施方式中，所述的触控屏幕12用于当用户按压该触控屏幕12产生指 纹电压信号的分布图，如图4所示。 所述的内存16可内置于所述电子装置l，还可以是独立的外部存储卡，如SM卡
(SmartMedia Card,智能媒体卡)、SD卡(Secure Digital Card，安全数字卡)等。所述的
内存16用于存储各类数据，包括利用所述触控屏幕12获取的指纹电压信号的分布图、利用
所述的指纹识别系统10对获取的指纹电压信号的分布图中提取的特征点及特征值等。 所述处理器14用于执行所述电子装置1中的操作系统及各应用程序。 所述的指纹识别系统10主要包括获取模块100、特征提取模块101、存储模块102及比对模块103。 所述的获取模块100与所述的触控屏幕12相连，用于获取的用户按压所述触控屏
幕12产生的指纹电压信号的分布图，所述指纹电压信号的分布图如图4所示。 所述的特征提取模块101，用于在原始指纹电压信号中提取原始指纹的特征点，并
计算所提取的原始指纹各特征点的特征值。其中，所述的原始指纹的特征点包括主特征点
与次特征点，所述的特征点的特征值包括，但不限于，特征点数量、特征点坐标、特征点的形
状及特征点距离。 如图4所示为指纹结构的简单示意图。其中，圆圈42和方框40部分的指纹即为 所提取的原始指纹特征点。方框40部分的指纹为指纹主特征点，包括回圈形状纹路和三角 形状的纹路。圆圈42部分的指纹为指纹辅特征点，包括指纹断线点和指纹分叉点。
在其它实施例中，也可仅选择一种纹路，例如，将回圈形状纹路为主特征点；也可 仅选择一种纹路，例如，将分叉点做为辅特征点。 所述的特征提取模块101计算原始指纹各特征点的坐标。提取原始指纹的主特征 点和次特征点后，在各主特征点和次特征点上建立坐标图，然后根据该坐标图可以计算出 原始指纹各特征点的坐标。所述提取的原始指纹各特征点的坐标如图5所示，在该图5中 原始指纹的主特征点的数量为2，次特征点的数量为17。 所述的特征提取模块101计算原始指纹各特征点的形状。如图6所示，所述的特征 提取模块101将每个特征点与其距离最近的特征点相连，连接后得到图形就是原始指纹的 特征点的形状。此外，还可根据所计算出的各特征点的坐标，计算出各特征点之间的距离。
所述的存储模块102，用于将特征提取模块101所提取的原始指纹各特征点以及 所计算的各特征点的特征值存储至内存16，作为电子装置1识别各用户身份的识别码。所 述内存16中存储有一组或者多组识别码以识别一个或者多个用户的身份。
当需要验证用户身份时，所述的获取模块100还用于获取待验证身份的用户按压 所述的触控屏幕12产生的指纹电压信号的分布图，该电压信号分布图如图4所示，为便于 描述，下文将待验证身份的用户的指纹统称为"待验证指纹"。 所述的特征提取模块101，用于在获取的指纹电压信号的分布图中提取待验证指 纹的特征点，并计算所提取的待验证指纹各特征点的特征值。其中，所述的待验证指纹的特 征点的提取方法与原始指纹特征点的提取方法相同，所述的待验证指纹的特征点的特征值 的计算方法与原始指纹特征点的特征值的计算方法相同。 所述的比对模块103，用于比对所述的待验证指纹特征点的特征值是否与内存16 中的识别码相符。若所述内存16存储多组识别码，则判断所述的待验证指纹特征点的特征 值是否与其中一组识别码相符。 其中，比对标准可以根据特征值的各参数进行设置，例如，比对标准包括，但不限 于如下细项细项一，当待验证指纹的主特征点与作为识别码的其中一个原始指纹的主特 征点的坐标相同，则可确认所述待验证指纹的主特征点与该原始指纹的主特征点相同；细 项二，当待验证指纹的次特征点的数量达到该原始指纹的次特征点数量的六成以上，则可 认为待验证指纹与该原始指纹在次特征点的数量上相符；细项三，当待验证指纹的各次特 征点的坐标与该原始指纹的各次特征点的坐标有六成以上相同，则可认为待验证指纹与该 原始指纹在次特征点的坐标上相符。上述比对标准的细项可根据实际要求进行设置、新增、减少或者修改。 所述的比对模块103，还用于当所述的待验证指纹的特征点的特征值满足比对标 准的各细项时，确认该待验证指纹的特征点的特征值与识别码相符，并确认该用户通过身 份识别。 所述指纹识别系统10进一步包括警告模块104，用于当该待验证指纹的特征点与 识别码不符时发出警告通知，如语音提示或文字提示。 如图3所示，是本发明指纹识别方法较佳实施方式的流程图。首先，步骤S300，所 述的获取模块100获取用户按压所述的触控屏幕12产生的指纹电压信号，所述指纹电压信 号的分布图如图4所示。 步骤S301，所述的特征提取模块101在获取的指纹电压信号中提取原始指纹的特 征点，并计算所提取的原始指纹各特征点的特征值。其中，所述的原始指纹的特征点包括主 特征点与次特征点，所述的特征点的特征值包括，但不限于，特征点数量、特征点坐标、特征 点的形状及特征点距离。 步骤S302，所述的存储模块102将所提取的原始指纹各特征点以及所计算的各特
征点的特征值存储至内存16内，作为电子装置1识别各用户身份的识别码。 步骤S303，所述的获取模块100获取待验证身份的用户的指纹电压信号的分布图。 步骤S304，所述的特征提取模块101在获取的指纹电压信号的分布图中提取待验 证指纹的特征点，并计算所提取的待验证指纹各特征点的特征值。其中，所述的待验证指纹 的特征点的提取方法与原始指纹特征点的提取方法相同，所述的待验证指纹的特征点的特 征值的计算方法与原始指纹特征点的特征值的计算方法相同。 步骤S305，所述比对模块103比对所述的待验证指纹特征点的特征值是否与内存 16中的识别码相符。若所述内存16中存储多组识别码，则判断所述的待验证指纹特征点 的特征值是否与其中一组识别码相符。如果不符，则发出警告以进行提示并结束流程；相反 地，若相符，则进入步骤S306，确认该用户通过身份验证。 以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方 式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案 进行修改或等同替换都不应脱离本发明技术方案的精神和范围。
权利要求
一种指纹识别系统，安装于电子装置中，所述的电子装置包括触控屏幕及内存，其特征在于，所述的内存中存储有作为识别码的各用户的原始指纹的特征点的特征值，该系统包括获取模块，用于获取待验证身份的用户按压触控屏幕产生的指纹电压信号的分布图；特征提取模块，用于在获取的指纹电压信号的分布图中提取待验证指纹的特征点，并计算所提取的待验证指纹各特征点的特征值；及比对模块，用于比对所提取的待验证指纹的特征点的特征值是否与内存中的识别码相符，并在所提取的待验证指纹的特征点的特征值与内存中的识别码相符时确认该用户通过身份验证。
2. 如权利要求1所述的指纹识别系统，其特征在于，所述的获取模块还用于获取原始 指纹电压信号的分布图；及所述的特征提取模块还用于在原始指纹电压信号的分布图中提取原始指纹的特征点， 并计算所提取的原始指纹各特征点的特征值。
3. 如权利要求1所述的指纹识别系统，其特征在于，该系统还包括存储模块，用于将所 提取的各原始指纹的特征点以及所计算的各原始指纹的特征点的特征值存储至内存，作为 识别各用户身份的识别码。
4. 如权利要求1所述的指纹识别系统，其特征在于，所述的原始指纹特征点的特征值 和待验证指纹特征点的特征值均包括特征点数量、特征点坐标、特征点的形状及特征点距 离。
5. 如权利要求4所述的指纹识别系统，其特征在于，所述的比对模块所依据的比对标 准包括一个或者多个如下细项当待验证指纹的主特征点与作为识别码的其中一个原始指纹的主特征点的坐标相同， 则可确认所述待验证指纹的主特征点与该原始指纹的主特征点相同；当待验证指纹的次特征点的数量达到该原始指纹的次特征点数量的六成以上，则可认 为待验证指纹与该原始指纹在次特征点的数量上相符；及当待验证指纹的各次特征点的坐标与该原始指纹的各次特征点的坐标有六成以上相 同，则可认为待验证指纹与该原始指纹在次特征点的坐标上相符。
6. —种指纹识别方法，应用于电子装置中，所述的电子装置包括触控屏幕及内存，该方 法包括如下步骤在所述的内存中存储作为识别码的各用户的原始指纹的特征点的特征值； 获取待验证身份的用户按压触控屏幕产生指纹电压信号的分布图；在获取的指纹电压信号的分布图中提取待验证指纹的特征点，并计算所提取的待验证指纹各特征点的特征值；比对所提取的待验证指纹的特征点的特征值是否与内存中的识别码相符；及 若所提取的待验证指纹的特征点的特征值与内存中的识别码相符，则确认该用户通过身份验证。
7. 如权利要求6所述的指纹识别方法，其特征在于，所述的存储作为识别码的各用户 的原始指纹的特征点的特征值包括步骤获取相应的原始指纹电压信号的分布图；在原始指纹电压信号的分布图中提取原始指纹的特征点，并计算所提取的原始指纹特 征点的特征值；及将所提取的原始指纹的特征点以及所计算的原始指纹的特征点的特征值存储至内存， 作为识别各用户身份的识别码。
8.如权利要求6所述的指纹识别方法，其特征在于，所述的比对步骤所依据的比对标 准包括一个或者多个如下细项当待验证指纹的主特征点与作为识别码的其中一个原始指纹的主特征点的坐标相同 时，则可确认所述待验证指纹的主特征点与该原始指纹的主特征点相同；当待验证指纹的次特征点的数量达到该原始指纹的次特征点数量的六成以上，则可认 为待验证指纹与该原始指纹在次特征点的数量上相符；及当待验证指纹的各次特征点的坐标与该原始指纹的各次特征点的坐标有六成以上相 同，则可认为待验证指纹与该原始指纹在次特征点的坐标上相符。
全文摘要
一种指纹识别系统，安装于电子装置中，所述的电子装置包括触控屏幕及内存，所述的内存中存储有作为识别码的各用户的原始指纹的特征点的特征值，该系统包括获取模块，用于获取待验证身份的用户按压触控屏幕产生的指纹电压信号的分布图；特征提取模块，用于在获取的指纹电压信号的分布图中提取待验证指纹的特征点，并计算所提取的待验证指纹各特征点的特征值；及比对模块，用于比对所提取的待验证指纹的特征点的特征值是否与内存中的识别码相符，并在所提取的待验证指纹的特征点的特征值与内存中的识别码相符时确认该用户通过身份验证。本发明还提供一种指纹识别方法。利用本发明可提高指纹识别用户身份的速度。
文档编号G06K9/62GK101739564SQ20081030548
公开日2010年6月16日 申请日期2008年11月12日 优先权日2008年11月12日
发明者周盟杰 申请人:深圳富泰宏精密工业有限公司;奇美通讯股份有限公司