光学识别方法与系统与流程

文档序号:14911729发布日期:2018-07-10 23:36阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种光学识别方法,用以感测一生理特征,其特征在于,包含:

投射光至一生理部位以产生一反射光;

通过一感测单元接收该反射光,以产生至少一原始影像;

根据该至少一原始影像以产生对应的多个斜纹信息;

转换该些斜纹信息为至少一纹理识别矩阵;以及

根据该纹理识别矩阵,以决定该生理特征;

其中,该感测单元具有一水平方向与一垂直方向,各该斜纹信息具有一正斜率纹理或一负斜率纹理,其中该正斜率纹理对应于该水平方向与该垂直方向,具有介于零与正无限大之间的一正斜率;该负斜率纹理对应于该水平方向与该垂直方向,具有介于零与负无限大之间的一负斜率。

2.权利要求1所述的光学识别方法,其中,该生理部位包含一手指、一手掌、或一虹膜,其对应的该生理特征分别包含一指纹特征、一手指运动轨迹、一手势轨迹、一手势方向、或一虹膜特征。

3.权利要求1所述的光学识别方法,其中,该原始影像具有一像素矩阵,而前述的根据该至少一原始影像以产生对应的该些斜纹信息的步骤包含:于该像素矩阵中选取一像素取样矩阵,该像素取样矩阵包含一中心像素、以及依照该水平方向与该垂直方向围绕该中心像素的右上角像素、右下角像素、左上角像素、与左下角像素;以及根据该像素取样矩阵,以获取该像素取样矩阵对应的该斜纹信息。

4.权利要求3所述的光学识别方法,其中,该原始影像具有多个水平像素列,该些水平像素列于该水平方向上具有多个位像素,该些水平像素列于该垂直方向上排列以形成该像素矩阵,该像素取样矩阵包含该中心像素、该右上角像素、该右下角像素、该左上角像素、与该左下角像素,以使该像素取样矩阵形成一方形像素矩阵。

5.权利要求3所述的光学识别方法,其中,前述的根据该至少一原始影像以产生对应的该些斜纹信息的步骤还包含:将该像素取样矩阵转换为一特征矩阵,其中该特征矩阵于该水平方向与该垂直方向,具有相同数目的水平元素列与垂直元素列,其中同一该水平元素列内元素的位值相加总和为零,以及同一该垂直元素列内元素的位值相加总和为零。

6.权利要求5所述的光学识别方法,其中,前述的根据该至少一原始影像以产生对应的该些斜纹信息的步骤还包含:通过一屏蔽矩阵,与各该特征矩阵进行卷积运算,以产生对应各该像素取样矩阵的该斜纹信息。

7.权利要求6所述的光学识别方法,其中,前述的产生对应各该像素取样矩阵的该斜纹信息的步骤包含:将对应各该像素取样矩阵的该卷积运算值,转换为单个1位斜纹信息。

8.权利要求6所述的光学识别方法,其中,前述的转换该些斜纹信息为该至少一纹理识别矩阵的步骤包含:将对应各该像素取样矩阵的该斜纹信息,转换为原始影像该纹理识别矩阵中对应于该原始影像的元素位置的该斜纹信息。

9.权利要求6所述的光学识别方法,还包含:获取各该像素取样矩阵中对应的一直纹信息,该直纹信息包含对应于该垂直方向的垂直纹信息、或对应于该水平方向的水平纹信息;以及将各该像素取样矩阵中对应的该斜纹信息或该直纹信息,转换为单个2位信息。

10.权利要求9所述的光学识别方法,其中,前述的根据该像素取样矩阵,以获取该像素取样矩阵对应的该直纹信息的步骤,包含:通过一水平屏蔽矩阵与一垂直屏蔽矩阵,与各该特征矩阵进行卷积运算,以产生对应该像素取样矩阵的该直纹信息。

11.权利要求1所述的光学识别方法,其中,该至少一原始影像包含多个该原始影像,该至少一纹理识别矩阵包含依序获取自该些原始影像的多个该纹理识别矩阵,该生理部位为一手指,该生理特征为一手指运动轨迹,其中,前述的根据该纹理识别矩阵,以决定该生理特征的步骤包含:根据前后转换的该些纹理识别矩阵,以计算该手指运动轨迹。

12.权利要求11所述的光学识别方法,其中,各该原始影像具有一像素矩阵,前述的根据该些原始影像以产生对应的该些斜纹信息的步骤包含:于该像素矩阵中选取一像素取样矩阵,该像素取样矩阵包含一中心像素、以及依照该水平方向与该垂直方向围绕该中心像素的右上角像素、右下角像素、左上角像素、与左下角像素;以及将该像素取样矩阵,转换为一特征矩阵,该特征矩阵于该水平方向与该垂直方向,具有相同数目的水平元素列与垂直元素列,其中同一该水平元素列内元素的位值相加总和为零,以及同一该垂直元素列内元素的位值相加总和为零;通过一屏蔽矩阵,与各该特征矩阵进行卷积运算,以产生对应各该像素取样矩阵的该斜纹信息;将各该像素取样矩阵的该卷积运算值,转换为单个1位斜纹信息。

13.权利要求12所述的光学识别方法,其中,该些纹理识别矩阵包含先转换的一第一纹理识别矩阵,以及其后转换的一第二纹理识别矩阵,其中前述的根据前后转换的该些纹理识别矩阵,以计算该手指运动轨迹的步骤,包含:于该第一纹理识别矩阵内选取一第一比较矩阵,并于其后的该第二纹理识别矩阵内选取与该第一比较矩阵具有相同矩阵维度且不同位置的多个第二比较矩阵,将该第一比较矩阵与该些第二比较矩阵中对应位置的该些1位斜纹信息分别进行比对,以计算该手指运动轨迹。

14.权利要求13所述的光学识别方法,其中,该1位斜纹信息为0或1,而前述该第一比较矩阵与该些第二比较矩阵中对应位置的1位斜纹信息分别进行比对的步骤,包含:逐次将该第一比较矩阵与各该第二比较矩阵中对应位置的该些1位斜纹信息进行异或运算,并将该些异或运算值全部相加,全部相加值中最小的该第二比较矩阵,为对应于该第二纹理识别矩阵中该手指的移动位置。

15.权利要求14所述的光学识别方法,其中,当该第一比较矩阵与各该第二比较矩阵中该些1位斜纹信息异或运算该全部相加值中,具有一最小值,且该最小值低于一第一阈值时,具有该最小值的该第二比较矩阵,为对应于该第二纹理识别矩阵中该手指的移动位置;或当该第一比较矩阵与该第二比较矩阵的该些1位斜纹信息异或运算的该全部相加值中的一最小值,高于一第一阈值时,选取该第二纹理识别矩阵的后转换的一第三纹理识别矩阵,于该第三纹理识别矩阵中选取与该第二比较矩阵具有相同矩阵维度且不同位置的多个第三比较矩阵,将该第二比较矩阵与各该第三比较矩阵中该些1位斜纹信息进行异或运算,以计算对应于该第二、三纹理识别矩阵间的该手指的移动位置。

16.权利要求15所述的光学识别方法,其中,当该第一比较矩阵与各该第二比较矩阵的该些1位斜纹信息异或运算的该全部相加值中,且具有最小值的该第二比较矩阵所对应于该第二纹理识别矩阵中该手指的位置,等同于该第一比较矩阵对应于该第一纹理识别矩阵该中手指的位置时,选取该第二纹理识别矩阵的后转换的一第三纹理识别矩阵,于该第三纹理识别矩阵中选取与该第一比较矩阵具有相同矩阵维度且不同位置的多个第三比较矩阵,将该第一比较矩阵与该些第三比较矩阵中对应位置的多个1位斜纹信息进行异或运算,以计算对应于该第一、三纹理识别矩阵间该手指运动轨迹。

17.权利要求15所述的光学识别方法,其中,前述的根据前后转换的该些纹理识别矩阵,以计算该手指运动轨迹的步骤,还包含:根据该第一比较矩阵与该第二比较矩阵,以产生该第一、二比较矩阵间的一位移(A1),其中该手指运动轨迹(B+A1×P1),为到该第一比较矩阵为止的原始手指运动轨迹(B),加上该位移(A1)乘以权重(P1),该权重(P1)对应于该第一比较矩阵与具有该最小值的该第二比较矩阵中对应位置的1位斜纹信息的异或运算全部相加值,其中该异或运算全部相加值越低时,该权重(P1)越高;或者,该异或运算全部相加值越高时,该权重(P1)越低。

18.权利要求15所述的光学识别方法,其中,前述的根据前后转换的该些纹理识别矩阵,以计算该手指运动轨迹的步骤,包含:根据前后依序转换的第一比较矩阵、第二比较矩阵、对应该第二纹理识别矩阵的后转换的一第三纹理识别矩阵的第三比较矩阵、对应该第三纹理识别矩阵的后转换的一第四纹理识别矩阵的第四比较矩阵,以分别产生该第一比较矩阵与该第二比较矩阵间的一第一位移(A1)、该第二比较矩阵与该第三比较矩阵间的一第二位移(A2)、以及该第三比较矩阵与该第四比较矩阵间的一第三位移(A3),其中当该第一位移(A1)与该第三位移(A3)的垂直与水平位移方向相同,且该第二位移(A2)与该第一、三位移(A1、A3)的垂直或水平位移方向相反时,该手指运动轨迹(B+A1+A3),为该第一比较矩阵的原始手指运动轨迹(B),加上该第一位移(A1)与该第三位移(A3),其中,该手指运动轨迹(B+A1+A3)中不包含该第二位移(A2)。

19.一种光学识别系统,用以感测一生理特征,其特征在于,包含:

一传感器,包含一光源以及一感测单元,该光源投射至该生理部位以产生一反射光,该感测单元接收该反射光以产生至少一原始影像;

一纹理获取器,根据该至少一原始影像以产生对应的多个斜纹信息,该纹理获取器转换该些斜纹信息为至少一纹理识别矩阵;以及

一计算器,根据前后转换的该至少一纹理识别矩阵,以计算该生理特征;

其中,该感测单元具有一水平方向与一垂直方向,各该斜纹信息具有一正斜率纹理或一负斜率纹理,其中该正斜率纹理对应于该水平方向与该垂直方向,具有介于零与正无限大之间的一正斜率;该负斜率纹理对应于该水平方向与该垂直方向,具有介于零与负无限大之间的一负斜率。

20.权利要求19所述的光学识别系统,其中,该生理部位包含一手指、一手掌、或一虹膜,其对应的该生理特征分别包含一指纹特征、一手指运动轨迹、一手势轨迹、一手势方向、或一虹膜特征。

21.权利要求19所述的光学识别系统,其中,该原始影像具有一像素矩阵,其中,该纹理获取器于该像素矩阵中选取一像素取样矩阵,该像素取样矩阵包含一中心像素、以及依照该水平方向与该垂直方向围绕该中心像素的右上角像素、右下角像素、左上角像素、与左下角像素,该纹理获取器根据该像素取样矩阵,以获取该像素取样矩阵对应的该斜纹信息。

22.权利要求21所述的光学识别系统,其中,该原始影像具有多个水平像素列,该些水平像素列于该水平方向上具有多个位像素,该些水平像素列于该垂直方向上排列以形成该像素矩阵,其中,该像素取样矩阵包含该中心像素、以及该右上角像素、该右下角像素、该左上角像素、与该左下角像素,以使该像素取样矩阵形成一方形像素矩阵。

23.权利要求21所述的光学识别系统,其中,该纹理获取器将该像素取样矩阵转换为一特征矩阵,该特征矩阵于该水平方向与该垂直方向,具有相同数目的水平元素列与垂直元素列,其中同一该水平元素列内的位元素相加总和为零,以及同一该垂直元素列内的位元素相加总和为零。

24.权利要求20所述的光学识别系统,其中,该纹理获取器,根据该至少一原始影像又产生对应的多个直纹信息,各该直纹信息包含对应于该垂直方向的垂直纹信息、或对应于该水平方向的水平纹信息,该纹理获取器转换该些斜纹信息与该些直纹信息为该些纹理识别矩阵,以计算该手指特征。

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