[发明专利]指纹子图像的重建

说明书

本发明涉及根据光学微透镜阵列指纹传感器(102)捕获的多个指纹子图像来重建指纹图像的方法，以及执行该方法的传感器系统(100)。在本发明的一方面，提供了一种根据光学微透镜阵列指纹传感器(102)捕获的多个指纹子图像重建指纹图像的方法，光学微透镜阵列指纹传感器(102)布置在设备(100)的触摸显示器(104)下方。该方法包括：使用指纹传感器(102)捕获(S101)指纹的图像；针对阵列(110)中的每个微透镜，从捕获的指纹图像中提取(S102)指纹子图像；使用具有已知均匀性属性的均匀性校准图像的相应子图像对经校正的指纹子图像进行归一化(S105)；在保持经归一化的指纹子图像相对于从中提取出指纹子图像的所捕获的指纹图像的相对位置的同时，将经归一化的指纹子图像旋转(S106)180度；以及将经旋转和归一化的指纹子图像组合(S107)成指纹图像。

技术领域

本发明涉及根据由光学微透镜阵列指纹传感器捕获的多个指纹子图像来重建指纹图像的方法，以及执行该方法的传感器系统。

背景技术

用于光学指纹检测的新的有希望的方法利用与指纹传感器一起实现的微透镜阵列。微透镜阵列用作在底层图像传感器上创建对象(即手指)的子图像阵列的单独的平行微型摄像装置，这些子图像可以被组合为完整的指纹图像。

因此，光学系统可以被制作成以很少的光学元件在z方向上具有小的尺寸，同时仍然在xy方向上可缩放，从而增加感测面积。

然而，使用微透镜阵列的问题是：所得到的子图像遭受伪影(artefact)，诸如例如不均匀的照度和透镜畸变，这将影响通过组合子图像而创建的部分指纹图像或完整指纹图像的质量。

发明内容

本发明的目的是解决或至少减轻该问题，并且因此提供一种利用使用微透镜阵列的指纹传感器来捕获指纹图像的改进的方法。

在本发明的第一方面中，通过一种根据光学微透镜阵列指纹传感器捕获的多个指纹子图像重建指纹图像的方法来实现该目的，该光学微透镜阵列指纹传感器布置在设备的触摸显示器下方。该方法包括：使用指纹传感器捕获指纹的图像；针对阵列中的每个微透镜，从捕获的指纹图像中提取指纹子图像；使用具有已知均匀性属性的均匀性校准图像的相应子图像对指纹子图像进行归一化；在保持经归一化的指纹子图像相对于从中提取出指纹子图像的所捕获的指纹图像的相对位置的同时，将经归一化的指纹子图像旋转180度；以及将经旋转和经归一化的指纹子图像组合成指纹图像。

在本发明的第二方面，通过一种指纹感测系统的方法来实现该目的，该指纹感测系统包括：微透镜阵列和布置在设备的触摸显示器下方的光学指纹传感器，以及处理单元，处理单元被配置成根据由传感器捕获的多个指纹子图像重建指纹图像。传感器被配置成：捕获指纹的图像；处理单元被配置成：针对阵列中的每个微透镜，从捕获的指纹图像中提取指纹子图像；使用具有已知均匀性属性的均匀性校准图像的相应子图像对指纹子图像进行归一化；在保持经归一化的指纹子图像相对于从中提取出指纹子图像的所捕获的指纹图像的相对位置的同时，将经归一化的指纹子图像旋转180度；以及将经旋转和归一化的指纹子图像组合成指纹图像。

当使用光学微透镜阵列指纹传感器时，将在指纹传感器上的每个微透镜下方创建子图像。因此，使用微透镜阵列的情况下，所捕获的指纹图像将由多个子图像表示，该多个子图像随后从所捕获的指纹图像中提取，并且将多个子图像组合为单个部分的或完整的指纹图像。

不可避免地，光学微透镜阵列指纹传感器会遭受伪影，例如：与触摸显示器的对象相比围绕每个光轴旋转180度(上下以及左右翻转)、径向辐照度下降、不均匀的照度、缩小、透镜畸变等。

本发明提出了通过校准光学微透镜阵列指纹传感器来改善所捕获的图像的质量的方法。

为了补偿上面提及的伪影中的一个或更多个，捕获被称为均匀性校准图像的图像。该均匀性校准图像是具有已知反射率(至少具有比任何手指反射比高的反射)的对象的图像，并且优选地具有高均匀性。