CN105893989A - 用于超声波指纹识别的动态校准方法、装置及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于超声波指纹识别的动态校准方法、装置及电子设备，该方法包括：获取外界环境的当前温度值；如果当前温度值满足触发校准的条件，则：进行背景图片的校准，并根据校准结果进行背景图片的更新。本发明方法、装置及电子设备通过根据环境温度触发背景图片校准的动态校准方案，有效提高了超声波指纹传感器在不同环境温度下的识别准确性。

Description

用于超声波指纹识别的动态校准方法、装置及电子设备

技术领域

本发明涉及超声波指纹识别技术领域，更具体地，涉及一种用于超声波指纹识别的背景图片的动态校准方法、一种用于超声波指纹识别的背景图片的动态校准装置、及一种具有背景图片的动态校准功能的电子设备。

背景技术

由于每个人的皮肤纹路(包括指纹在内)在图案、断点和交叉点上各不相同，也就是唯一的，并且终生不变，因此，依靠这种唯一性和稳定性，创造出了指纹识别技术，即指纹识别技术是把一个人同他的指纹对应起来，通过将采集到的指纹与预先保存的指纹进行比较，验证其真实身份的技术。而且随着电子信息技术的发展，指纹识别技术还应用于触摸屏操作***中，为人们操作电子设备带来了便利。

由于超声波(频率高于20000赫兹的声波)具有较好的方向性及强穿透能力，能够识别出用户手指的三维细节和独特指纹特征，因此，现在已经有越来越多的电子设备生产厂商青睐于采用超声波指纹传感器进行指纹识别。

超声波指纹传感器进行指纹识别的基本原理为：预先存储传感器上没有手指时的图片作为背景图片，采集传感器上有手指时的图片，并将采集到的图片减去背景图片即得到手指的指纹信息。在此，由于超声波在不同的环境温度下具有不同的传播速度，因此，环境温度的变化将会导致背景图片的真实性变差，进而将影响超声波指纹传感器的识别准确度，这就需要对背景图片进行校准。

现有的校准方案是在产线上手动触发校准，校准基于的是当时的环境温度，而由于用户在使用电子设备时所处的环境温度很可能与校准时基于的环境温度不同，且会发生变化，因此，现有的校准方法仍然无法保证超声波指纹传感器能在不同环境温度下均保证识别的准确性。

发明内容

本发明实施例的一个目的是提供一种可以根据环境温度进行背景图片的动态校准的新的技术方案。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于超声波指纹识别的动态校准方法，其包括：

获取外界环境的当前温度值；

如果所述当前温度值满足触发校准的条件，则：

进行背景图片的校准；

根据校准结果进行背景图片的更新。

可选的是，所述触发校准的条件为：所述当前温度值与标准温度值之间的差值的绝对值超过设定阈值。

可选的是，所述方法还包括：

记录进行当前校准对应的当前温度值作为触发下一次校准的条件中的标准温度值。

可选的是，所述方法还包括：

如果所述当前温度值满足触发校准的条件，则先判断当前时间是否满足进行下一次背景图片的校准的时间要求，如是，再进行背景图片的校准。

根据本发明的第二方面，提供了一种用于超声波指纹识别的动态校准装置，其包括：

温度获取模块，用于获取外界环境的当前温度值；

校准触发模块，用于判断所述当前温度值是否满足触发校准的条件，如是，则触发校准：

图片校准模块，用于在所述校准触发模块触发校准的情况下，进行背景图片的校准；以及，

图片更新模块，用于根据校准结果进行背景图片的更新。

可选的是，所述触发校准的条件为：所述当前温度值与标准温度值之间的差值的绝对值超过设定阈值。

可选的是，所述装置还包括：

条件更新模块，记录进行当前校准对应的当前温度值作为触发下一次校准的条件中的标准温度值。

可选的是，所述装置还包括：

时间判断模块，用于在所述校准触发模块触发校准的情况下，先判断当前时间是否满足进行下一次背景图片的校准的时间要求，如是，再使所述图片校准模块进行背景图片的校准。

根据本发明的第三方面，提供了一种电子设备，其包括根据本发明第二方面所述的动态校准装置。

根据本发明的第四方面，提供了一种电子设备，其包括存储器、处理器和超声波指纹传感器，所述存储器用于存储指令，所述指令用于控制所述处理器进行操作以执行根据本发明第一方面所述的动态校准方法；所述电子设备还包括温度传感器，所述温度传感器用于输出温度信号至处理器，以使所述处理器根据所述温度信号获取外界环境的当前温度值。

本发明的发明人发现，在现有技术中，存在现有的校准方法无法保证超声波指纹传感器能在不同环境温度下均保证识别的准确性的问题。而在本发明实施例中，采用了根据环境温度触发背景图片校准的动态校准方案，这将有效解决该问题，进而提高超声波指纹传感器在用户使用中的识别准确性。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1是根据本发明动态校准方法的一种实施方式的流程图；

图2是根据本发明动态校准方法的另一种实施方式的流程图；

图3是根据本发明动态校准装置的一种实施结构的方框原理图；

图4是根据本发明动态校准装置的另一种实施结构的方框原理图；

图5是根据本发明电子设备的一种实施结构的方框原理图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

本发明为了解决在产线上手动触发校准无法保证超声波指纹传感器能在不同环境温度下均保证识别的准确性的问题，提供了一种根据环境温度动态触发背景图片校准的技术方案。

图1是根据本发明动态校准方法的一种实施方式的流程图。

根据图1所示，本发明方法包括如下步骤：

步骤S101，获取外界环境的当前温度值，以进行环境温度的检测。

该步骤S101可进一步包括：接收安装在电子设备上的温度传感器采集到的温度信号；根据该温度信号获取外界环境的当前温度值。

在此，本发明方法可支持用户选择是否开启动态校准功能，这样，在执行本发明方法时，需要先检测动态校准功能是否处于开启状态，如是，才进行环境温度的检测。

步骤S102，判断当前温度值是否满足触发校准的条件，如是，则执行步骤S103，如否，则回到步骤S101继续进行环境温度的检测。

在此，可以设置一个触发校准的条件，也可以根据需要设置两个以上(包括两个)触发校准的条件，对于后者，可以设置为如果满足任一触发校准的条件即执行步骤S103，也可以设置为满足所有触发校准的条件才执行步骤S103。

该触发校准的条件可至少包括：当前温度值与标准温度值之间的差值的绝对值超过设定阈值。该差值可以是绝对差值，也可以是相对差值。

该标准温度值例如是对应获得原始背景图片的温度，以提高触发校准的有效性。

该设定阈值可根据实测设置，例如对超声波指纹传感器无法准备识别指纹信息的最小温度变化(相对标准温度值的变化)进行实测确定。

该标准温度值可以固定不变，也可以随着校准的进行发生变化。对于前者，适合于每次以原始背景图片为基准进行校准的情况。对于后者，例如可以在每次触发校准时，记录进行当前校准对应的当前温度值，并将记录的温度值作为触发下一次校准的条件中的标准温度值，该种情况适合于以通过当前校准获得的背景图片为基准进行下一次校准的情况。

步骤S103，进行背景图片的校准，并在完成校准后执行步骤S104。

在此，可以采用现有的校准步骤进行背景图片的校准。在进行背景图片的校准过程中可以轮询手指状态，以在检测到超声波指纹传感器上没有手指的情况下进行背景图片的采集及校准，该轮询频率例如为5Hz。

步骤S104，根据校准结果进行背景图片的更新，以保证超声波指纹传感器在当前环境温度下的识别准确性。

在完成步骤S104后可以通知***未检测到手指，并已完成背景图片的更新。

由此可见，本发明方法是一种在使用过程中根据环境温度触发背景图片校准的动态校准方案，其相对在产线上手动触发一次校准的方案明显具有更好的温度适应性，进而能够保证电子设备的指纹识别在不同环境温度下的有效性。

由于动态校准的实施会增加能耗，因此，为了不影响电子设备的待机时间，可以设置校准周期对动态校准的实施进行限制，图2是基于该种限制的一种实施方式的流程图。

根据图2所示，本发明的方法包括如下步骤：

步骤S201，获取外界环境的当前温度值。

步骤S202，判断当前温度值是否满足触发校准的条件，如是，则执行步骤S203，如否，则回到步骤S201继续进行环境温度的检测。

步骤S203，判断当前时间是否满足进行下一次背景图片的校准的时间要求，如是，则再执行步骤S204，如否，则继续执行步骤S203进行是否满足时间要求的判断。

该时间要求例如为：进行相邻两次校准的时间差至少应该满足设定时长，该时长例如是3小时，这样，该步骤也即为判断当前时间相对进行上一次背景图片的校准的时间差是否达到设定时长。

步骤S204，进行背景图片的校准，并在完成校准后执行步骤S205。

步骤S205，根据校准结果进行背景图片的更新。

本发明还提供了一种动态更新装置，图3为该装置的一种实施结构的方框原理图。

根据图3所示，该装置300包括温度获取模块301、校准触发模块302、图片校准模块303和图片更新模块304。

上述温度获取模块301用于获取外界环境的当前温度值。

上述校准触发模块302用于判断所述当前温度值是否满足触发校准的条件，如是，则触发校准。

上述图片校准模块303用于在校准触发模块302触发校准的情况下，进行背景图片的校准。

上述图片更新模块304用于根据校准结果进行背景图片的更新。

上述触发校准的条件可以为：当前温度值与标准温度值之间的差值的绝对值超过设定阈值。

本发明装置300还可进一步包括条件更新模块(图中未示出)，其用于记录进行当前校准对应的当前温度值作为触发下一次校准的条件中的标准温度值。

为了不影响电子设备的待机时间，图4示出了本发明装置的另一种实施结构的方框原理图。

根据图4所示，该装置400除了包括对应温度获取模块301的温度获取模块401、对应校准触发模块301的校准触发模块402、对应图片校准模块303的图片校准模块403和对应图片更新模块304的图片更新模块404之外，还包括时间判断模块405，该时间判断模块405用于在校准触发模块402触发校准的情况下，先判断当前时间是否满足进行下一次背景图片的校准的时间要求，如是，再使图片校准模块303进行背景图片的校准。

本发明还提供了一种电子设备，根据一方面，该电子设备包括本发明的动态校准装置300或者动态校准装置400。

图5为根据本发明另一方面的该电子设备的实施结构的方框原理图。

根据图5所示，该电子设备500包括存储器501和处理器502，该存储器501用于存储指令，该指令用于控制处理器502进行操作以执行上述动态校准方法。

除此之外，根据图5所示，该电子设备500还包括接口装置503、输入装置504、显示装置505、通信装置506、扬声器507、麦克风508、温度传感器(图中未示出)、超声波指纹传感器(图中未示出)等等。尽管在图5中示出了多个装置，但是，本发明电子设备可以仅涉及其中的部分装置，例如，处理器501、存储器502、温度传感器、超声波指纹传感器等。

上述温度传感器用于输出温度信号至处理器502，以使处理器502根据该温度信号获取外界环境的当前温度值。

上述通信装置506例如能够进行有有线或无线通信。

上述接口装置503例如包括耳机插孔、USB接口等。

上述输入装置504例如可以包括触摸屏、按键等。

上述显示装置505例如是液晶显示屏、触摸显示屏等。

本发明电子设备例如是手机、平板电脑等。

上述各实施例主要重点描述与其他实施例的不同之处，但本领域技术人员应当清楚的是，上述各实施例可以根据需要单独使用或者相互结合使用。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分相互参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，但本领域技术人员应当清楚的是，上述各实施例可以根据需要单独使用或者相互结合使用。另外，对于装置实施例而言，由于其是与方法实施例相对应，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的对应部分的说明即可。以上所描述的***实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的。

本发明可以是装置、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于使处理器实现本发明的各个方面的计算机可读程序指令。

计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是――但不限于――电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波(例如，通过光纤电缆的光脉冲)、或者通过电线传输的电信号。

这里所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发该计算机可读程序指令，以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。

用于执行本发明操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，所述编程语言包括面向对象的编程语言—诸如Smalltalk、C++等，以及常规的过程式编程语言—诸如“C”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。在一些实施例中，通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA)，该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本发明的各个方面。

这里参照根据本发明实施例的方法、装置(***)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本发明的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。

这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器，从而生产出一种机器，使得这些指令在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，这些指令使得计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式工作，从而，存储有指令的计算机可读介质则包括一个制造品，其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。

也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。

附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的***、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，所述模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的***来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。对于本领域技术人员来说公知的是，通过硬件方式实现、通过软件方式实现以及通过软件和硬件结合的方式实现都是等价的。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种用于超声波指纹识别的动态校准方法，其特征在于，包括：

获取外界环境的当前温度值；

如果所述当前温度值满足触发校准的条件，则：

进行背景图片的校准；

根据校准结果进行背景图片的更新。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述触发校准的条件为：所述当前温度值与标准温度值之间的差值的绝对值超过设定阈值。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

记录进行当前校准对应的当前温度值作为触发下一次校准的条件中的标准温度值。

4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

如果所述当前温度值满足触发校准的条件，则先判断当前时间是否满足进行下一次背景图片的校准的时间要求，如是，再进行背景图片的校准。

5.一种用于超声波指纹识别的动态校准装置，其特征在于，包括：

温度获取模块，用于获取外界环境的当前温度值；

校准触发模块，用于判断所述当前温度值是否满足触发校准的条件，如是，则触发校准：

图片校准模块，用于在所述校准触发模块触发校准的情况下，进行背景图片的校准；以及，

图片更新模块，用于根据校准结果进行背景图片的更新。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述触发校准的条件为：所述当前温度值与标准温度值之间的差值的绝对值超过设定阈值。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

条件更新模块，记录进行当前校准对应的当前温度值作为触发下一次校准的条件中的标准温度值。

8.根据权利要求5、6或7述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

时间判断模块，用于在所述校准触发模块触发校准的情况下，先判断当前时间是否满足进行下一次背景图片的校准的时间要求，如是，再使所述图片校准模块进行背景图片的校准。

9.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求5至8中任一项所述的动态校准装置。

10.一种电子设备，包括存储器、处理器和超声波指纹传感器，其特征在于，所述存储器用于存储指令，所述指令用于控制所述处理器进行操作以执行根据权利要求1至4中任一项所述的动态校准方法；所述电子设备还包括温度传感器，所述温度传感器用于输出温度信号至处理器，以使所述处理器根据所述温度信号获取外界环境的当前温度值。