TWI691882B - 可自動調整感測信號處理參數的指紋感測方法、指紋感測器及資訊處理裝置 - Google Patents

可自動調整感測信號處理參數的指紋感測方法、指紋感測器及資訊處理裝置 Download PDF

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Abstract

一種可自動調整感測信號處理參數的指紋感測方法，包含：設置複數個感測信號處理參數組合，係用以在一信號採集操作過程中對一感測信號進行一偏移及放大運算以產生一類比信號，且所述類比信號係用以經一類比數位轉換運算以產生一數位值，及用以在一信號還原操作過程中對該數位值進行一逆轉運算；偵測依複數個所述感測信號處理參數組合各進行所述信號採集操作及所述信號還原操作所能產生的複數個第一感測信號還原值中的最大值及最小值以產生一第一範圍，在複數個所述第一範圍中擇一以作為一預設感測值範圍，並將與該預設感測值範圍對應的一所述感測信號處理參數組合設定為一預設參數組合；依該預設參數組合進行一指紋採集操作，對與複數個指紋像素對應的複數個所述感測信號進行所述信號採集操作及所述信號還原操作以產生複數個第二感測信號還原值，及依複數個所述第二感測信號還原值中的最大值和最小值產生一第二範圍；自複數個所述第一範圍中選定大於且最接近該第二範圍的一最終範圍，並將與該最終範圍對應的一所述感測信號處理參數組合設定為一最終參數組合；以及依該最終參數組合進行所述的指紋採集操作以獲得一幀數位指紋資料。

Description

可自動調整感測信號處理參數的指紋感測方法、指紋感測器 及資訊處理裝置
本發明係關於一種自動調整參數裝置及自動調整參數方法，特別是關於一種用於圖像之自動調整參數裝置及方法。
隨著科技的發展與進步，生物識別技術(例如：指紋辨識)已被廣泛應用上各種領域上，像是指紋識別通行、手機指紋辨識解鎖或身分識別等都大量的存在人們日常生活當中。
現有的指紋辨識大多使用電容感測器辨識，然而電容式指紋感測器會因封裝、電壓或人體間的差異，使得感測的電容有很大的差別。有時大到甚至超出類比數位轉換器的量化範圍，而造成飽和或者截斷。有時又小到集中在很小的一段數值範圍內。
為了充分利用類比數位轉換器的量化深度，會設置不同的放大倍數或偏移量，使採集的指紋資料分佈在合理的區間範圍內。因此在實際應用中，常常遍歷多個參數，重複採集圖像，以尋找合適的增益與偏移參數，而耗費大量時間。
為解決上述問題，本領域亟需一新穎的指紋感測器的感測參數調整技術。
本發明之一目的在於提供一種可自動調整感測信號處理參數的指紋感測方法，其可透過在複數個感測信號處理參數組合中自動選擇一最終參數組合以進行一指紋採集操作，其中，該最終參數組合所能處理的感測值範圍恰好大於該指紋採集操作所產生的一幀指紋感測值的範圍。
本發明之另一目的在於提供一種指紋感測器，其可透過在複數個感測信號處理參數組合中自動選擇一最終參數組合以進行一指紋採集操作，其 中，該最終參數組合所能處理的感測值範圍恰好大於該指紋採集操作所產生的一幀指紋感測值的範圍。
本發明之又一目的在於提供一種資訊處理裝置，其具有一指紋感測器，且該指紋感測器可透過在複數個感測信號處理參數組合中自動選擇一最終參數組合以進行一指紋採集操作，其中，該最終參數組合所能處理的感測值範圍恰好大於該指紋採集操作所產生的一幀指紋感測值的範圍。
為達上述目的，一種自動調整感測信號處理參數的指紋感測方法乃被提出，其係透過一控制電路實現，且包含以下步驟：設置複數個感測信號處理參數組合，其中，所述感測信號處理參數組合包含一偏移值及一放大倍數，係用以供該控制電路進行一信號採集操作以獲得一數位值，該信號採集操作包括對一感測信號進行一偏移及放大運算以產生一類比信號，及對所述類比信號進行一類比數位轉換運算以產生所述的數位值；以及用以供該控制電路進行一信號還原操作，該信號還原操作包括利用該偏移值及該放大倍數對該數位值進行一逆轉運算；偵測依複數個所述感測信號處理參數組合各進行所述的信號採集操作及所述的信號還原操作所能產生的複數個第一感測信號還原值中的最大值及最小值以產生一第一範圍，在複數個所述第一範圍中擇一以作為一預設感測值範圍，並將與該預設感測值範圍對應的一所述感測信號處理參數組合設定為一預設參數組合；依該預設參數組合進行一指紋採集操作，對與複數個指紋像素對應的複數個所述感測信號進行所述的信號採集操作及所述的信號還原操作以產生複數個第二感測信號還原值，及依複數個所述第二感測信號還原值中的最大值和最小值產生一第二範圍；自複數個所述第一範圍中選定大於且最接近該第二範圍的一最終範圍，並將與該最終範圍對應的一所述感測信號處理參數組合設定為一最終參數組合；以及依該最終參數組合進行所述的指紋採集操作以獲得一幀數位指 紋資料。
在一實施例中，該預設感測值範圍係複數個所述第一範圍中的最大範圍。
在可能的實施例中，所述感測信號可為一電容式感測信號、一光學式感測信號或一聲波式感測信號。
為達上述目的，本發明更揭露一種指紋感測器，其具有一感測陣列及用以驅動該感測陣列之一控制電路，該控制電路係用以執行一種可自動調整感測信號處理參數的指紋感測方法，其包含以下步驟：設置複數個感測信號處理參數組合，其中，所述感測信號處理參數組合包含一偏移值及一放大倍數，係用以供該控制電路進行一信號採集操作以獲得一數位值，該信號採集操作包括對一感測信號進行一偏移及放大運算以產生一類比信號，及對所述類比信號進行一類比數位轉換運算以產生所述的數位值；以及用以供該控制電路進行一信號還原操作，該信號還原操作包括利用該偏移值及該放大倍數對該數位值進行一逆轉運算；偵測依複數個所述感測信號處理參數組合各進行所述的信號採集操作及所述的信號還原操作所能產生的複數個第一感測信號還原值中的最大值及最小值以產生一第一範圍，在複數個所述第一範圍中擇一以作為一預設感測值範圍，並將與該預設感測值範圍對應的一所述感測信號處理參數組合設定為一預設參數組合；依該預設參數組合進行一指紋採集操作，對與複數個指紋像素對應的複數個所述感測信號進行所述的信號採集操作及所述的信號還原操作以產生複數個第二感測信號還原值，及依複數個所述第二感測信號還原值中的最大值和最小值產生一第二範圍；自複數個所述第一範圍中選定大於且最接近該第二範圍的一最終範圍，並將與該最終範圍對應的一所述感測信號處理參數組合設定為一最終參數組合；以及 依該最終參數組合進行所述的指紋採集操作以獲得一幀數位指紋資料。
在一實施例中，該預設感測值範圍係複數個所述第一範圍中的最大範圍。
在可能的實施例中，該感測陣列可為一電容式感測陣列、一光學式感測陣列或一聲波式感測陣列。
另外，本發明進一步揭露一種資訊處理裝置，其具有一中央處理器及如前述之指紋感測器，其中，該中央處理器係與所述之電容式指紋感測器耦接以接收所述的數位指紋資料。
在可能的實施例中，該資訊處理裝置可為一智慧型手機或一可攜式電腦裝置。
為使 貴審查委員能進一步瞭解本發明之結構、特徵及其目的，茲附以圖式及較佳具體實施例之詳細說明如後。
100:指紋感測器
110:感測陣列
120:控制電路
200:資訊處理裝置
210:中央處理器
220:指紋感測器
步驟a:設置複數個感測信號處理參數組合，其中，所述感測信號處理參數組合包含一偏移值及一放大倍數，係用以供該控制電路進行一信號採集操作以獲得一數位值，該信號採集操作包括對一感測信號進行一偏移及放大運算以產生一類比信號，及對所述類比信號進行一類比數位轉換運算以產生所述的數位值；以及用以供該控制電路進行一信號還原操作，該信號還原操作包括對該數位值進行一逆轉運算
步驟b:偵測依複數個所述感測信號處理參數組合各進行該信號採集操作及該信號還原操作所能產生的複數個第一感測信號還原值中的最大值及最小值以產生一第一範圍，在複數個所述第一範圍中擇一以作為一預設感測值範圍，並將與該預設感測值範圍對應的一所述感測信號處理參數組合設定為一預設參數組合
步驟c:依該預設參數組合進行一指紋採集操作，對與複數個指紋像素對應的複數個所述感測信號進行該信號採集操作及該信號還原操作以產生複數個第二感測信號還原值，及依複數個所述第二感測信號還原值中的最大值和最小值產生一第二範圍
步驟d:自複數個所述第一範圍中選定大於且最接近該第二範圍的一最終範圍，並將與該最終範圍對應的一所述感測信號處理參數組合設定為一最終參數組合
步驟e:依該最終參數組合進行所述的指紋採集操作以獲得一幀數位指紋資料
圖1繪示本發明之自動調整感測信號處理參數的指紋感測方法之一實施例流程圖。
圖2繪示本發明之指紋感測器之一實施例方塊圖。
圖3繪示本發明之資訊處理裝置之一實施例方塊圖。
請參照圖1，其繪示本發明之自動調整感測信號處理參數的指紋感測方法之一實施例流程圖，其中，該指紋感測方法係透過一控制電路實現。
如圖1所示，該自動調整感測信號處理參數的指紋感測方法包含以下步驟：設置複數個感測信號處理參數組合，其中，所述感測信號處理參數組合包含一偏移值及一放大倍數，係用以供該控制電路進行一信號採集操作以獲得一數位值，該信號採集操作包括對一感測信號進行一偏移及放大運算以產 生一類比信號，及對所述類比信號進行一類比數位轉換運算以產生所述的數位值；以及用以供該控制電路進行一信號還原操作，該信號還原操作包括利用該偏移值及該放大倍數對該數位值進行一逆轉運算(步驟a)；偵測複數個所述感測信號處理參數組合各進行所述的信號採集操作及所述的信號還原操作所能產生的複數個第一感測信號還原值中的最大值及最小值以產生一第一範圍，在複數個所述第一範圍中擇一以作為一預設感測值範圍，並將與該預設感測值範圍對應的一所述感測信號處理參數組合設定為一預設參數組合(步驟b)；依該預設參數組合進行一指紋採集操作，對與複數個指紋像素對應的複數個所述感測信號進行所述的信號採集操作及所述的信號還原操作以產生複數個第二感測信號還原值，及依複數個所述第二感測信號還原值中的最大值和最小值產生一第二範圍(步驟c)；自複數個所述第一範圍中選定大於且最接近該第二範圍的一最終範圍，並將與該最終範圍對應的一所述感測信號處理參數組合設定為一最終參數組合(步驟d)；以及依該最終參數組合進行所述的指紋採集操作以獲得一幀數位指紋資料(步驟e)。
在步驟a中，所述類比數位轉換運算係利用一類比數位轉換器(analog-to-digital conversion；ADC)實現。以8位元的類比數位轉換器為例，經過該類比數位轉換運算後的數位值範圍是0~255，而該數位值範圍(0~255)由不同的所述感測信號處理參數組合(包含偏移值及放大倍數)產生時，是對應到不同的感測信號值的，因此，所述逆轉運算即是利用所述感測信號處理參數組合(包含偏移值及放大倍數)對所述數位值進行所述偏移及放大運算的反運算(即進行除法運算及偏移還原運算)，以獲得對應的感測信號值。雖然在上述的說明中，所述感測信號處理參數組合係以偏移值及放大倍數為例，但本發明並不以此為限，其亦可包含信號處理領域中會用到的其它參數。
另外，該預設感測值範圍可為複數個所述第一範圍中的最大範圍。
另外，所述感測信號可為一電容式感測信號、一光學式感測信號或一聲波式感測信號。
也就是說，透過在複數個所述感測信號處理參數組合中自動選擇所述最終參數組合以進行一指紋採集操作，本發明即可適應性的選擇感測參數以避免感測信號產生飽和或者截斷現象，從而正確獲得一幀數位指紋資料。
依上述的說明，本發明進一步提出一種指紋感測器。請參照圖2，繪示本發明之指紋感測器之一實施例方塊圖。如圖2所示，一指紋感測器100具有一感測陣列110及用以驅動該感測陣列110之一控制電路120，其中，感測陣列110可為一電容式感測陣列、一光學式感測陣列或一聲波式感測陣列，且控制電路120係用以執行一種可自動調整感測信號處理參數的指紋感測方法，其包含以下步驟：(1)設置複數個感測信號處理參數組合，其中，所述感測信號處理參數組合包含一偏移值及一放大倍數，係用以供該控制電路120對該感測陣列110進行一信號採集操作以獲得一數位值，該信號採集操作包括對一感測信號進行一偏移及放大運算以產生一類比信號，及對所述類比信號進行一類比數位轉換運算以產生所述的數位值；以及用以供該控制電路120進行一信號還原操作，該信號還原操作包括對該數位值進行一逆轉運算，其中，所述逆轉運算是利用所述感測信號處理參數組合(包含偏移值及放大倍數)對所述數位值進行所述偏移及放大運算的反運算(即進行除法運算及偏移還原運算)；(2)偵測依複數個所述感測信號處理參數組合各進行該信號採集操作及該信號還原操作所能產生的複數個第一感測信號還原值中的最大值及最小值以產生一第一範圍，在複數個所述第一範圍中擇一以作為一預設感測值範圍，並將與該預設感測值範圍對應的一所述感測信號處理參數組合設定為一預設參數組合；(3)依該預設參數組合對該感測陣列110進行一指紋採集操作，對與複數個指紋像素對應的複數個所述感測信號進行該信號採集操作及該信號還原操作以產生複數個第二感測信號還原值，及依複數個所述第二感測信號還原值中的最大值和最小值產生一第二範圍；(4)自複數個所述第一範圍中選定大於且最接近該第二範圍的一 最終範圍，並將與該最終範圍對應的一所述感測信號處理參數組合設定為一最終參數組合；以及(5)依該最終參數組合對該感測陣列110進行所述的指紋採集操作以獲得一幀數位指紋資料。
也就是說，透過控制電路120在複數個所述感測信號處理參數組合中自動選擇所述最終參數組合以進行一指紋採集操作，指紋感測器100即可適應性的選擇感測參數以避免感測信號產生飽和或者截斷現象，從而自感測陣列110正確獲得一幀數位指紋資料。
依上述的說明，本發明進一步提出一種資訊處理裝置。請參照圖3，其繪示本發明之資訊處理裝置之一實施例方塊圖。如圖3所示，一資訊處理裝置200包含一中央處理器210及一指紋感測器220，其中，指紋感測器220係由圖2所示之指紋感測器100構成，且中央處理器210係與指紋感測器220耦接以接收所述的數位指紋資料。
藉由前述所揭露的設計，本發明乃具有以下的優點：
1.本發明的指紋感測方法可透過在複數個感測信號處理參數組合中自動選擇一最終參數組合以進行一指紋採集操作，以避免感測信號產生飽和或者截斷現象，從而正確獲得一幀數位指紋資料。
2.本發明的指紋感測方法可簡化感測信號處理參數組合的調整過程。
3.本發明指紋感測方法可降低指紋感測器的校正成本。
本案所揭示者，乃較佳實施例，舉凡局部之變更或修飾而源於本案之技術思想而為熟習該項技藝之人所易於推知者，俱不脫本案之專利權範疇。
綜上所陳，本案無論目的、手段與功效，皆顯示其迥異於習知技術，且其首先發明合於實用，確實符合發明之專利要件，懇請 貴審查委員明察，並早日賜予專利俾嘉惠社會，是為至禱。
步驟a:設置複數個感測信號處理參數組合，其中，所述感測信號處理參數組合包含一偏移值及一放大倍數，係用以供該控制電路進行一信號採集操作以獲得一數位值，該信號採集操作包括對一感測信號進行一偏移及放大運算以產生一類比信號，及對所述類比信號進行一類比數位轉換運算以產生所述的數位 值；以及用以供該控制電路進行一信號還原操作，該信號還原操作包括利用該偏移值及該放大倍數對該數位值進行一逆轉運算
步驟b:偵測依複數個所述感測信號處理參數組合各進行所述信號採集操作及所述信號還原操作所能產生的複數個第一感測信號還原值中的最大值及最小值以產生一第一範圍，在複數個所述第一範圍中擇一以作為一預設感測值範圍，並將與該預設感測值範圍對應的一所述感測信號處理參數組合設定為一預設參數組合
步驟c:依該預設參數組合進行一指紋採集操作，對與複數個指紋像素對應的複數個所述感測信號進行所述信號採集操作及所述信號還原操作以產生複數個第二感測信號還原值，及依複數個所述第二感測信號還原值中的最大值和最小值產生一第二範圍
步驟d:自複數個所述第一範圍中選定大於且最接近該第二範圍的一最終範圍，並將與該最終範圍對應的一所述感測信號處理參數組合設定為一最終參數組合
步驟e:依該最終參數組合進行所述的指紋採集操作以獲得一幀數位指紋資料

Claims (8)

  1. 一種可自動調整感測信號處理參數的指紋感測方法，其係透過一控制電路實現，且包含以下步驟：設置複數個感測信號處理參數組合，其中，所述感測信號處理參數組合包含一偏移值及一放大倍數，係用以供該控制電路進行一信號採集操作以獲得一數位值，該信號採集操作包括對一感測信號進行一偏移及放大運算以產生一類比信號，及對所述類比信號進行一類比數位轉換運算以產生所述的數位值；以及用以供該控制電路進行一信號還原操作，該信號還原操作包括利用該偏移值及該放大倍數對該數位值進行一逆轉運算；偵測依複數個所述感測信號處理參數組合各進行所述的信號採集操作及所述的信號還原操作所能產生的複數個第一感測信號還原值中的最大值及最小值以產生一第一範圍，在複數個所述第一範圍中擇一以作為一預設感測值範圍，並將與該預設感測值範圍對應的一所述感測信號處理參數組合設定為一預設參數組合；依該預設參數組合進行一指紋採集操作，對與複數個指紋像素對應的複數個所述感測信號進行所述的信號採集操作及所述的信號還原操作以產生複數個第二感測信號還原值，及依複數個所述第二感測信號還原值中的最大值和最小值產生一第二範圍；自複數個所述第一範圍中選定大於且最接近該第二範圍的一最終範圍，並將與該最終範圍對應的一所述感測信號處理參數組合設定為一最終參數組合；以及依該最終參數組合進行所述的指紋採集操作以獲得一幀數位指紋資料。
  2. 如請求項1所述之可自動調整感測信號處理參數的指紋感測方法，其中該預設感測值範圍係複數個所述第一範圍中的最大範圍。
  3. 如請求項1所述之可自動調整感測信號處理參數的指紋感測方法，其中所述感測信號係一電容式感測信號、一光學式感測信號或一聲波式感測信號。
  4. 一種指紋感測器，其具有一感測陣列及用以驅動該感測陣列之一控制電路，該控制電路係用以執行一種可自動調整感測信號處理參數的指紋感測方法，其包含以下步驟：設置複數個感測信號處理參數組合，其中，所述感測信號處理參數組合包含一偏移值及一放大倍數，係用以供該控制電路對該感測陣列進行一信號採集操作以獲得一數位值，該信號採集操作包括對一感測信號進行一偏移及放大運算以產生一類比信號，及對所述類比信號進行一類比數位轉換運算以產生所述的數位值；以及用以供該控制電路進行一信號還原操作，該信號還原操作包括利用該偏移值及該放大倍數對該數位值進行一逆轉運算；偵測依複數個所述感測信號處理參數組合各進行所述的信號採集操作及所述的信號還原操作所能產生的複數個第一感測信號還原值中的最大值及最小值以產生一第一範圍，在複數個所述第一範圍中擇一以作為一預設感測值範圍，並將與該預設感測值範圍對應的一所述感測信號處理參數組合設定為一預設參數組合；依該預設參數組合對該感測陣列進行一指紋採集操作，對與複數個指紋像素對應的複數個所述感測信號進行所述的信號採集操作及所述的信號還原操作以產生複數個第二感測信號還原值，及依複數個所述第二感測信號還原值中的最大值和最小值產生一第二範圍；自複數個所述第一範圍中選定大於且最接近該第二範圍的一最終範圍，並將與該最終範圍對應的一所述感測信號處理參數組合設定為一最終參數組合；以及依該最終參數組合進行所述的指紋採集操作以獲得一幀數位指紋資料。
  5. 如請求項4所述之指紋感測器，其中該預設感測值範圍係複數個所述第一範圍中的最大範圍。
  6. 如請求項4所述之指紋感測器，其中該感測陣列係一電容式感測陣列、一光學式感測陣列或一聲波式感測陣列。
  7. 一種資訊處理裝置，其具有一中央處理器及如請求項4-6中任一 項所述之指紋感測器，其中，該中央處理器係與所述之指紋感測器耦接以接收所述的數位指紋資料。
  8. 如請求項7所述之資訊處理裝置，其係一智慧型手機或一可攜式電腦裝置。
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