一种光学指纹采集器的背光调节方法及产品与流程

1.本技术实施例涉及光学指纹采集器技术领域，具体而言，涉及一种光学指纹采集器的背光调节方法及产品。


背景技术：

2.光学指纹传感器，是通过指纹谷和指纹脊反射差异获得指纹信息的传感器。指纹的谷和脊由于其距离传感器表面距离的不同，反射不同的光通量，下一步指纹传感器将光通量转换为模拟信号，读取芯片将模拟信号转换成数字信号，最后处理器将多条读取芯片的数据整合为整张图片进行输出。
3.光学指纹传感器相对于电容指纹传感器，解决了它无法实现大面积和穿透深度低的问题。但是光学指纹传感器容易在使用时可能出现指纹图像不完整和不清晰的问题。


技术实现要素：

4.本技术实施例在于提供一种光学指纹采集器的背光调节方法及产品，旨在改善指纹图像不完整和不清晰的问题。
5.本技术实施例第一方面提供一种光学指纹采集器的背光调节方法，所述调节方法包括：
6.获取当前指纹帧图像，所述当前指纹帧图像包括指纹区域图像和非指纹区域图像；
7.对所述当前指纹帧图像进行识别分割，以获得所述指纹区域图像；
8.在所述指纹区域图像的目标参数不满足预设条件时，根据所述指纹区域图像的目标参数，调节所述光学指纹采集器的背光电压，并重复执行获取当前指纹帧图像，以及对所述当前指纹帧图像进行识别分割的步骤，直到重新获取的指纹区域图像满足所述预设条件。
9.可选地，所述在所述指纹区域图像的目标参数不满足预设条件时的步骤之前，所述调节方法还包括：
10.确定所述指纹区域图像是否为封闭图形；
11.在所述指纹区域图像为封闭图形时，确定所述指纹区域图像的目标参数；
12.在所述指纹区域图像不为封闭图形时，确定所述指纹区域图像的平均灰度，并根据所述平均灰度，调节背光电压，并重复执行获取当前指纹帧图像，以及对所述当前指纹帧图像进行识别分割的步骤，直到重新获取的指纹区域图像为封闭图形。
13.可选地，所述确定所述指纹区域图像是否为封闭图形的步骤，所述调节方法包括：
14.确定所述指纹区域图像的面积是否大于目标指纹面积，以及确定所述指纹区域图像的形状是否异常；
15.在所述指纹区域图像的面积大于或等于目标指纹面积且所述指纹区域图像的形状不异常时，确定所述指纹区域图像为封闭图形；
16.在所述指纹区域图像的面积小于所述目标指纹面积或所述指纹区域图像的形状异常时，确定所述指纹区域图像不为封闭图形。
17.可选地，在所述获取当前指纹帧图像的步骤之前，所述调节方法还包括：
18.获取当前环境光强度值；
19.根据预先设定的环境光强度值与背光电压之间的对应关系，确定所述当前环境光强度值对应的当前背光电压。
20.可选地，所述根据预先设定的环境光强度值与背光电压之间的对应关系，确定所述当前环境光强度值对应的当前背光电压的步骤，所述调节方法包括：
21.在所述环境光强度值大于目标阈值时，调节所述背光电压为零。
22.可选地，所述获取当前环境光强度值的步骤，所述调节方法包括：
23.在环境光变化值大于目标变化值时，重新获取所述环境光强度值，并根据重新获取的所述环境光强度值调节背光电压。
24.可选地，所述目标参数包括以下至少之一：平均灰度、动态灰阶范围和指纹谷脊信号量。
25.本技术实施例第二方面提供一种光学指纹采集器，包括：
26.环境光传感器、指纹传感器、显示面板和控制器，所述控制器与所述环境光传感器、所述指纹传感器以及所述显示面板的背光模组连接；
27.所述环境光传感器，用于获取当前环境光强度值，并发送所述当前环境光强度值给所述控制器；
28.所述指纹传感器用于获取当前指纹帧图像，并发送所述当前指纹帧图像给所述控制器；
29.所述控制器用于根据所述当前环境光强度值以及所述当前指纹帧图像，调节所述背光模组的电压。
30.本技术实施例第三方面提供一种电子设备，所述电子设备包括：
31.处理器；
32.用于存储所述处理器可执行指令的存储器；
33.其中，所述处理器被配置为执行所述指令，以实现如本技术实施例第一方面提供的方法。
34.本技术实施例第四方面提供一种非瞬态计算机可读存储介质，当所述非瞬态计算机可读存储介质中的指令由电子设备的处理器执行时，使得所述电子设备能够执行如本技术实施例第一方面提供的方法
35.有益效果：
36.本技术提供一种光学指纹采集器的背光调节方法，通过获取包含指纹区域图像和非指纹区域图像的当前指纹帧图像，并对当前指纹帧图像进行识别分割后获得指纹区域图像，在指纹区域的图像不满足预设条件时，根据指纹区域图像的目标参数，调节光学指纹采集器的背光电压，并重复执行获取当前指纹帧图像以及对当前指纹帧图像进行识别分割的步骤，直至重新获取的指纹区域图像满足预设条件；这样，通过在识别过程中不断地调节光学指纹采集器的背光，使得光学指纹采集器可以采集到完整且清晰的指纹图像。
附图说明
37.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对本技术实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
38.图1是本技术一实施例提出的一种光学指纹采集器的背光调节方法的步骤流程图；
39.图2是本技术一实施例提出的一种光学指纹采集器的结构示意图；
40.图3是本技术一实施例提出的一种光学指纹采集器的工作流程图。
具体实施方式
41.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
42.图1示出了一种光学指纹采集器的背光调节方法的步骤流程图。参照图1所示，本技术实施例公开一种光学指纹采集器的背光调节方法，所述调节方法包括：
43.步骤101：获取当前指纹帧图像，所述当前指纹帧图像包括指纹区域图像和非指纹区域图像。
44.具体地，在用户将手指放置在光学指纹采集器的显示面板上时，光学指纹采集器内置的指纹传感器会对用户的手指指纹进行采集，并生成模拟信号发送给读取芯片，读取芯片可以将模拟信号转换成数字信号，并且光学指纹采集器通常包括多个指纹传感器和对应的读取芯片，不同的指纹传感器采集显示面板上不同区域的手指指纹，对应的读取芯片再将不同指纹传感器采集的信号进行转换，最终光学指纹采集器内的处理器会接收所有读取芯片发送的数字信号，并整合成当前指纹帧图像。
45.并且，当前指纹帧图像包括指纹区域图像和非指纹区域图像。可以理解的是，在进行指纹采集时，用户的手指不能完全覆盖显示面板，因此最终生成的当前指纹帧图像中包括有指纹的部分和没有指纹的部分，其中有指纹的部分则为指纹区域图像，没有指纹的部分则为非指纹区域图像。
46.步骤102：对所述当前指纹帧图像进行识别分割，以获得所述指纹区域图像。
47.具体地，在处理器获取当前指纹帧图像后，处理器会对当前指纹帧图像进行识别分割，即剥离当前指纹帧图像中包含的非指纹区域图像，以最终得到指纹区域图像。
48.处理器可以通过读取芯片发送的数字信号来判断当前指纹帧图像中的指纹区域图像和非指纹区域图像。可以理解的是，指纹区域图像所包含的数字信号与非指纹区域图像包含的数字信号存在一定差异，而处理器可以通过这些差异将非指纹区域图像剥离，以便于后续对指纹区域图像进行处理。
49.步骤103：在所述指纹区域图像的目标参数不满足预设条件时，根据所述指纹区域图像的目标参数，调节所述光学指纹采集器的背光电压，并重复执行获取当前指纹帧图像，以及对所述当前指纹帧图像进行识别分割的步骤，直到重新获取的指纹区域图像满足所述
预设条件。
50.具体地，在获取到指纹区域图像后，处理器会继续获取指纹区域图像的目标参数，并对这些目标参数与预设条件进行比较，以判断指纹区域图像是否符合要求。
51.示例性地，目标参数可以包括指纹区域图像的平均灰度、动态灰阶范围和指纹谷脊信号量等等。预设条件则是指正常指纹图像所包含的各项目标参数，正常指纹图像的各项目标参数可以由本领域技术人员的经验或者有限次的试验得出，在本技术实施例中不过多赘述。此外，预设条件也可以是全球高等级指纹标准：fbi fap60认证所要求的条件。
52.同时，在指纹区域图像的目标参数不满足预设条件时，处理器会根据指纹区域图像的目标参数调节光学指纹采集器的背光电压。示例性地，在指纹区域图像的平均灰度(平均灰度主要表征指纹区域图像的对比度)较小时，处理器会相应地增加光学指纹采集器的背光电压，从而提高背光亮度，以增大指纹区域图像的平均灰度；而在指纹区域图像的平均灰度较大时，处理器会相应地减少光学指纹采集器的背光电压，从而降低背光亮度，以减小指纹区域图像的平均灰度。
53.在光学指纹采集器的背光电压调节完成后，再重新获取当前指纹帧图像，并对重新获取的当前指纹帧图像进行识别分割，直至重新获取的指纹区域图像满足预设条件。也就是说，在采集指纹的过程中，对于指纹区域图像的评估以及对于背光电压的调节是持续不断的，而通过多次的评估和调节使得最终获得指纹图像更为清晰和完整。在指纹区域图像满足预设条件后，处理器会输出指纹区域图像到外部处理模块，并通过外部处理模块的指纹图像算法得到指纹图像。
54.通过上述调节方法，可以在采集指纹的过程中持续地对光学指纹采集器的背光进行调节，以使得光学指纹采集器可以采集到完整且清晰的指纹图像，提高了光学指纹采集器的采集效果。
55.进一步地，在所述指纹区域图像的目标参数不满足预设条件时的步骤之前，所述调节方法还包括：
56.步骤104：确定所述指纹区域图像是否为封闭图形；
57.在所述指纹区域图像为封闭图形时，确定所述指纹区域图像的目标参数；
58.在所述指纹区域图像不为封闭图形时，确定所述指纹区域图像的平均灰度，并根据所述平均灰度，调节背光电压，并重复执行获取当前指纹帧图像，以及对所述当前指纹帧图像进行识别分割的步骤，直到重新获取的指纹区域图像为封闭图形。
59.具体地，为了保证指纹图像的完整性，在确定指纹区域图像是否满足预设条件前，可以先确定指纹区域图像是否为封闭图形；并且在指纹区域图像不为封闭图形时，处理器可以根据指纹区域图像的平均灰度调节背光电压，然后再重新获取指纹区域图像。示例性地，在指纹区域图像不为封闭图形时，若指纹区域图像的平均灰度过大，且处理器会减少背光电压，从而增加降低指纹区域图像的平均灰度，以使光学指纹采集器可以采集到更为完整的指纹区域图像。
60.进一步地，所述确定所述指纹区域图像是否为封闭图形的步骤，所述调节方法包括：
61.步骤1041：确定指纹区域图像的面积是否大于目标指纹面积，以及确定指纹区域图像的形状是否异常。
62.具体地，指纹区域图像需要同时满足上述条件，才可以确定指纹区域图像为封闭图形。也即是，在指纹区域图像的面积大于或等于目标指纹面积且指纹区域图像的形状不异常时，可以确定指纹区域图像为封闭图形；在指纹区域图像的面积小于目标指纹面积或指纹区域图像的形状异常时，确定指纹区域图像不为封闭图形。
63.其中，指纹区域图像的面积是指构成指纹区域部分的面积，目标指纹面积则是在正常情况下指纹区域图像的最小面积，可以理解的是，不同用户的指纹大小是不同的，不同的指纹中的有效指纹面积是相同的，因此目标指纹面积也可以是有效指纹面积。
64.指纹区域图像的形状是指构成指纹区域部分的形状。可以理解的是，正常的指纹区域图像的形状应该是一个近似椭圆的形状，因此在实际应用中，本领域技术人员可以设置一个标准形状，再将采集的指纹区域图像的形状与这个标准形状进行比对，以判断指纹区域图像的形状是否异常。
65.通过上述方法，可以使光学指纹采集器每次采集的指纹具有更好的完整性与清晰度，并且使得每次采集的指纹具有较好的一致性，
66.进一步地，在所述获取当前指纹帧图像的步骤之前，所述调节方法还包括：
67.步骤105：获取当前环境光强度值；
68.根据预先设定的环境光强度值与背光电压之间的对应关系，确定当前环境光强度值对应的背光电压。
69.具体地，在光学指纹采集器采集指纹的过程中，由于指纹传感器是通过指纹谷和指纹脊反射光的光通量来转换模拟信号的，因此除了光学指纹采集器本身背光的影响外，环境光也会对指纹的采集的产生影响。例如在环境光过强时，则会导致采集的指纹图像的平均灰度过大。因此，在采集指纹前，可以先针对于环境光的强度对背光强度进行调整。环境光强度值可以通过安装在光学指纹采集器上的环境光传感器获取。
70.在本技术实施例中，处理器中预先设定有环境光强度值与背光电压之间的对应关系，也可以理解为处理器中预设有环境光强度值与背光电压之间的拟合函数，在得到环境光强度值后，便可以根据该拟合函数确定对应的背光电压。例如，在确定获取的环境光强度值为某个值后，处理器根据该拟合函数得到对应的背光电压值，再调节光学指纹采集器的背光模组的背光电压到对应的背光电压值。如此，便可以为整体指纹采集节约时间。
71.本领域技术人员可以通过采集涵盖多人种、多种情况(例如干手指、湿手指、男女手指)在不同环境光强度下，以及不同背光电压下得到的指纹数据，确定不同环境光强度下对应的最优背光电压，来得到环境光强度值与背光电压之间的拟合函数。当然，本领域技术人员还可以通过其他方式来得到该拟合函数，在本技术实施例中不过多赘述。
72.并且，需要说明的是，只有在每次开始采集指纹或者环境光急剧变化的时候才会通过该拟合函数对背光电压进行调节。在指纹采集的过程中，仅通过对指纹区域图像的评估来对背光电压进行调节。
73.进一步地，在根据预先设定的环境光强度值与背光电压之间的对应关系，确定所述当前环境光强度值对应的当前背光电压的步骤，所述调节方法包括：
74.步骤106：在所述环境光强度值大于目标阈值时，调节所述背光电压为零。
75.具体地，在实际应用中，在环境光强度过高时，背光对采集指纹所起到的效果较少，因此可以通过关闭光学指纹采集器的背光来提高指纹的采集效果。
76.目标阈值即为环境光强度的临界值，在环境光强度大于这个临界值时，说明整体亮度较亮，则可以关闭背光，即调节背光电压为零；而在环境光小于或等于这个临界值时，说明整体亮度较暗，因此需要结合背光和环境光来采集指纹。目标阈值的大小可以根据本领域技术人员的有限次实现得出，在本技术实施例中，目标阈值的大小为35k lux-45k lux。示例性地，目标阈值的大小可以包括35k lux、40k lux、45k lux等等。
77.进一步地，所述获取当前环境光强度值的步骤，所述调节方法包括：
78.步骤107：在环境光变化值大于目标变化值时，重新获取所述环境光强度值，并根据重新获取的所述环境光强度值调节背光电压。
79.具体地，在环境光急剧变化时，可能会对指纹的采集造成影响。例如，在光学指纹采集器从一个明亮的场景转换到一个较暗的场景时，若在明亮场景中光学指纹采集器的背光并未打开，那么到较暗的场景后，指纹谷和指纹脊反射的光通量减少，指纹传感器可能就无法完全采集到指纹信息。
80.在实际应用中，可以使环境光传感器每隔一个固定的时间段(例如1min、5min、10min等等)便获取一次环境光强度值，并且处理器对先后获取的两次环境光强度值进行比较，在两次环境光强度值之间的变化值大于目标变化值时，便重新获取环境光强度值，然后根据重新获取的所述环境光强度值调节背光电压。需要说明的是，目标变化值可以根据本领域技术人员的经验或有限次实验得出，在本技术实施例中不过多赘述。
81.通过上述调节方法，在使用光学指纹采集器时，可以通过环境光强度值与背光电压之间的对应关系先对背光进行调节，从而使得光学指纹采集器采集的指纹图像更符合预期，同时在采集过程中，再根据指纹区域图像的目标参数对背光电压进行持续地调节，进而使得最终得到的指纹图像更为清晰和完整。
82.基于同一发明构思，参照图2所示，本技术实施例还公开一种光学指纹采集器，该光学指纹采集器包括环境光传感器、指纹传感器、显示面板和控制器，控制器与环境光传感器、指纹传感器以及显示面板的背光模组连接。
83.具体地，环境光传感器用于获取当前环境光强度值，并发送该当前环境强度值给控制器，控制器可以根据当前环境光强度值对背光模组的背光电压进行初步调节。
84.指纹传感器用于获取当前指纹帧图像，并发送所述当前指纹帧图像给控制器，控制器再依据本技术实施例前文所述的调节方法，根据所述当前指纹帧图像调节背光模组的电压。
85.光学指纹采集器的工作流程可以参照图3所示的流程图，其大致流程如下：
86.在打开光学指纹采集器后，背光控制芯片会提供通用背光电压使背光模组发出光线，而后环境光传感器会采集当前环境光强度值传输给控制器，控制器首先根据当前环境光强度值对背光电压进行调节。
87.随后用户的手指放置到显示面板上，指纹传感器采集用户的指纹信息生成当前指纹帧图像并发送给控制器，控制器根据当前指纹帧图像得到指纹区域图像，并且通过评估指纹区域图像的目标参数来进一步调节背光电压。
88.在指纹区域图像的目标参数满足预设条件后，光学指纹采集器将指纹图像上传到上位机，上位机经过指纹图像算法优化处理，输出显示最终指纹图像；然后指纹传感器继续采集下一个用户的指纹信息，并重复上述步骤，直至光学指纹采集器关闭或断电。
89.通过本技术实施例提供的光学指纹采集器，可以通过环境光强度值以及指纹区域图像的目标参数对背光电压进行调节，使得最终采集的指纹图像更加清晰完整。
90.基于同一发明构思，本技术实施例还提供一种电子设备，该电子设备包括处理器，以及用于存储所述处理器可执行指令的存储器。
91.具体地，处理器被配置为执行所述指令，以实现如本技术实施例前文所述的任一种背光调节方法。
92.基于同一发明构思，本技术实施例还提供一种非瞬态计算机可读存储介质。
93.具体地，当所述非瞬态计算机可读存储介质中的指令由电子设备的处理器执行时，使得所述电子设备能够执行如本技术实施例前文所述的任一种背光调节方法。
94.需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
95.还需要说明的是，在本文中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，诸如“第一”和“第二”之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。
96.以上对本技术所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术，本说明书内容不应理解为对本技术的限制。同时，对于本领域的一般技术人员，依据本技术，在具体实施方式及应用范围上均会有不同形式的改变之处，这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举，而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本技术的保护范围之中。