CN107358188B - 指纹传感器及其校正方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种指纹传感器及其校正方法，所述指纹传感器具有供手指接触的感应面，包括多个感应单元、处理单元和校正单元，其中：感应单元，用于开始校正时，感应指纹信号并输出第一数据；处理单元，用于根据数学模型，通过第一数据计算对应的感应单元新的校正系数；校正单元，用于根据新的校正系数，校正对应的感应单元输出的第二数据。本发明的指纹传感器能够在自身物理特性发生变化时自动修正校正系数，达到减小产品返修概率及延长产品使用寿命的效果，并且省掉了出厂前的校正环节，降低了生产难度及生产成本。

Description

指纹传感器及其校正方法
技术领域
本发明涉及指纹识别技术领域，尤其是涉及一种指纹传感器及其校正方法。
背景技术
指纹是手指表面皮肤凹凸不平形成的纹理，指纹的纹理特征具有唯一性、稳定性，因此常常被用来作为身份识别的依据。指纹传感器就是一种通过指纹来识别身份的传感器。
如图1所示，指纹传感器包括指纹传感芯片10和通过粘合剂30固定于指纹传感芯片10表面的保护盖20(Cover)，保护盖20用于保护指纹传感芯片10。指纹传感芯片10上具有多个感应单元11(Pixel)，如图2所示，多个感应单元11呈矩阵排布，感应单元11用于感应指纹信号并输出数据，该指纹信号即指纹纹理的深度信息。保护盖20表面作为指纹传感器的感应面，当手指按压感应面时，所有感应单元11输出的指纹纹理的深度信息组成的矩阵就是手指的纹理信息。
在实际环境中，同一指纹传感器中的不同感应单元11存在差异，加上粘合剂30的不均匀性及其杂质、保护盖20的平整度等，均会导致各感应单元11之间响应不均匀，因此不能通过指纹传感器输出的数据直接获取准确的指纹纹理特征，必须对输出的数据进行校正，以消除这种不均匀性。
为此，现有技术中的做法是在出厂前对指纹传感器进行一次校正操作，校正操作采用的是两点校正法。这种方法是基于感应单元11输出的数据和感应单元11的输入信号(即指纹纹理的深度信息)成线性关系，设感应单元11输出的数据为y，感应单元11输入的信号为x，则存在系数k、b满足直线方程式y＝kx+b，所以通过直线上的两个点P1(x1,y1)和P2(x2,y2)就能够得到如图3所示的直线方程。
两点校正法的具体流程为：首先获取指纹传感器空载时(即传感器的感应面上没有物体按压时)感应单元11输出的一帧数据，然后获取指纹传感器上放有一块平整金属块50时感应单元11输出的一帧数据(如图4所示)。通过上面两帧数据对每一个感应单元11分别建立如下方程组：
Figure BDA0001342502360000021
其中，P1(x1,y1)为空载时输出的数据，P2(x2,y2)为放金属块时输出的数据，解得：
Figure BDA0001342502360000022
另外，如图3所示，x1为空载时的输入信号大小，即为0；x2为放金属块时的输入信号大小，可以定义为1。代入到方程(2)中即可求得：
Figure BDA0001342502360000023
求得k、b值之后，就可以通过下式对输出的数据进行校正：
Figure BDA0001342502360000024
其中N、M分别为指纹传感器中感应单元11的行数和列数，y为感应单元11输出的数据，x即为校正后的数据(即感应单元11的输入信号)。
然而，现有技术中对指纹传感器的校正方法，具有以下缺陷：
1)、必须在出厂前进行一次校正，校正环节提高了产品成本。
2)、对校正环境要求高：即需要使用非常平整的金属块去校正，校正时指纹传感器的感应面不能有灰尘等杂质。
3)、因为指纹传感器的物理特性会随着时间的变化而变化，而现有技术中仅仅在出厂前进行一次校正，当指纹传感器的物理特性发生变化时，之前校正获得的校正系数(即k、b值)将会失效，从而导致指纹传感器无法正常使用，缩短了产品的使用寿命。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种指纹传感器及其校正方法，旨在实现在使用过程中对指纹传感器进行校正，自动修正校正系数，以减小产品返修概率，延长产品使用寿命。
为达以上目的，本发明提出一种指纹传感器，具有供手指接触的感应面，包括多个感应单元、处理单元和校正单元，
感应单元，用于开始校正时，感应指纹信号并输出第一数据；
处理单元，用于根据数学模型，通过所述第一数据计算对应的感应单元新的校正系数；
校正单元，用于根据所述新的校正系数，校正对应的感应单元输出的第二数据。
本发明同时提出一种指纹传感器的校正方法，所述指纹传感器具有供手指接触的感应面，所述感应面包括多个感应单元，包括步骤：
S10：开始校正时，获取每个感应单元输出的第一数据；
S20：根据数学模型，通过所述第一数据计算对应的感应单元新的校正系数；
S30：根据所述新的校正系数，校正对应的感应单元输出的第二数据。
本发明所提供的一种指纹传感器，在使用过程中通过感应实际手指按压产生的指纹信号并获取感应单元输出的数据，以计算校正系数，从而能够在使用过程中随时进行校正操作，当指纹传感器的物理特性发生变化时，能够自动修正校正系数，从而达到减小产品返修概率及延长产品使用寿命的效果。并且，本发明实施例的指纹传感器简化或省掉了出厂前的校正环节，从而降低了生产难度及生产成本。
附图说明
图1是指纹传感器的结构示意图；
图2是感应单元的排布示意图；
图3是感应单元输出的数据与输入信号的函数关系示意图；
图4是现有技术中指纹传感器出厂前进行校正的示意图；
图5是本发明指纹传感器的模块示意图；
图6是本发明指纹传感器第一实施例的模块示意图；
图7是本发明指纹传感器第一实施例中手指按压指纹传感器的示意图；
图8是本发明指纹传感器第一实施例中手指多次按压指纹传感器的示意图；
图9是本发明指纹传感器第二实施例的模块示意图；
图10是本发明指纹传感器第三实施例的模块示意图；
图11是本发明指纹传感器的校正方法第一实施例的流程图；
图12是本发明指纹传感器的校正方法第二实施例的流程图；
图13是本发明指纹传感器的校正方法第三实施例的流程图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参见图5提出本发明指纹传感器的模块示意图，该指纹传感器具有一供手指按压的感应面，感应面上通常覆盖了如图1所示的保护盖。所述感应面包括多个呈阵列排布的感应单元、一处理单元和一校正单元。
感应单元：用于开始校正时，感应指纹信号并输出第一数据。
处理单元：用于根据数学模型，通过第一数据计算对应的感应单元新的校正系数。
具体的，指纹传感器具有正常模式和校正模式两个模式。其中，正常模式用于进行正常的指纹感应并输出感应数据，校正模式用于对指纹感应器进行校正，获得校正系数。新的校正系数包括但不限于通过神经网络、数据统计、曲线拟合、数学模型等方式计算得到，如y＝kx+b线性模型。指纹传感器可以通过一模式切换单元来进行模式切换。
校正单元：用于根据新的校正系数，校正对应的感应单元输出的第二数据。
如图6所示，作为本发明的第一实施例，感应单元用于获取指纹传感器在空载时输出的一帧数据，还用于获取指纹传感器在手指按压感应面不同位置时输出的至少两帧数据，并将这些数据发送到处理单元。
当指纹传感器切换到校正模式后，感应单元感应指纹信号，获取一帧指纹传感器空载时(即感应面没有任何物体按压时)输出的第一数据。所有感应单元输出的第一数据即为一帧数据。然后提示用户用手指按压感应面的不同位置，当用户手指每按压一次感应面，则获取一帧感应单元输出的数据，即手指按压感应面多少次，则获取多少帧数据。
当指纹脊部(即指纹凸出的部分)按到感应面上时，即按到感应单元上，该感应单元输出的数据为最大值；而当指纹沟部(即指纹凹陷的部分)按到感应面上时，对应的感应单元输出的数据为一个较小的值。例如，当手指以如图7所示方式按压感应面时，感应单元11b、11h、11m、11n、11s将输出最大值，而其它感应单元则将输出较小的值。
多次按压时，用户手指每次按压感应面的位置、角度都是不同的，所以当用户多次用手指按压指纹传感器后，指纹传感器上的每个感应单元都可以被指纹脊部按到。手指按压感应面的次数，即非空载时获取的帧数，根据实际需要而定，通常感应面越大则需获取的帧数越多，感应面越小则需获取的帧数越少，总之以所有感应单元均被手指脊部按到为准。例如，如图8所示，经过手指5次按压后每个感应单元都曾被指纹脊部按压过，感应单元相应地获取5帧输出数据。
处理单元包括选取子单元和第二计算子单元，选取子单元用于从上述至少两帧数据中选取每个感应单元对应的最大值。第二计算子单元用于计算感应单元新的校正系数。
具体的，选取子单元从非空载时获取的至少两帧数据中选出每个感应单元对应的最大值，即相当于组成一帧所有感应单元均被指纹脊部按压时输出的数据，而这一帧数据与现有技术中进行校正时用平整金属块按压感应面时感应单元输出的数据近似，用这一帧数据和一帧空载时感应单元输出的数据就可以进行一次校正。
设空载时一个感应单元获取的数据为Dmin，非空载时该感应单元获取的数据的最大值为Dmax，手指按压感应面Num次(Num为常数，根据具体情况而定)，多个感应单元呈N行M列排布，则Dmaxi,j＝MAX(D1i,j,D2i,j,D3i,j,…,Dnumi,j)，其中Dnumi,j代表第i行第j列的感应单元输出的第Num帧的数据，i∈[1,N]，j∈[1,M]。
然后，第二计算子单元根据y＝kx+b线性模型计算校正系数k、b的值：
Figure BDA0001342502360000061
Figure BDA0001342502360000062
若指纹传感器之前做过校正或者在出厂时做过初始校正，存储单元存储有校正系数，将本次校正获得的校正系数作为新的校正系数替换旧的校正系数，并将该新的校正系数存储起来；或者将旧的校正系数和本次校正获得的校正系数加权求和后替换旧的校正系数，并予以存储。设本次校正获得的校正系数为knew和bnew，旧的校正系数为kold和bold，新的校正系数为k和b，权值为0.8和0.2，权值可以根据具体情况设定，则有：
Figure BDA0001342502360000063
Figure BDA0001342502360000064
新旧校正系数加权求和后的替换方式，相对于直接替换方式，能够加快校正系数计算的收敛速度，并提高系统的鲁棒性。
若指纹传感器以前没有做过校正，本次校正为首次校正，则将本次获得的校正系数作为指纹传感器新的校正系数，并予以存储。
当指纹传感器切换至正常模式，感应指纹信息时，校正单元根据下式对感应单元输出的数据进行校正：
Figure BDA0001342502360000071
其中N、M分别为指纹传感器中感应单元的行数和列数，为感应单元输出的第二数据，x即为经新的校正系数校正后的数据。
本发明第一实施例中的指纹传感器，通过获取至少两帧手指按压感应面不同位置时感应单元输出的数据，并从中选取出最大值，从而组成一帧所有感应单元均被指纹脊部按压时输出的数据，而这一帧数据与现有技术中进行校正时用平整金属块按压感应面时感应单元输出的数据近似，用这一帧数据和一帧空载时感应单元输出的数据就可以对指纹传感器进行一次校正，获得校正系数。本发明实施例的指纹传感器能够在使用过程中随时进行校正操作，当指纹传感器物理特性发生变化时能够自动修正校正系数，从而达到减小产品返修概率及延长产品使用寿命的效果。并且，本发明实施例的指纹传感器简化或省掉了出厂前的校正环节，从而降低了生产难度及生产成本。
参见图9，作为本发明的指纹传感器第二实施例，本实施例中，处理单元包括第一计算子单元，其用于根据数学模型，通过感应单元输出的第一数据和对应的旧的校正系数，计算新的校正系数。
Figure BDA0001342502360000072
bnew＝1-σ)bold+σ[y-Avg(Y)]
其中，knew和bnew为感应单元新的校正系数，kold和bold为感应单元旧的校正系数，y为该感应单元输出的第一数据，Y为所有感应单元输出的第一数据组成的图像，F(Y)为对Y进行中值滤波后对应的感应单元的数据，Avg(Y)为对Y求平均值后对应的感应单元的数据，σ为学习因子，取值范围在[0,1]，
Figure BDA0001342502360000073
xold为感应单元经旧的校正系数校正后得到的数据。
当指纹传感器切换至正常模式，感应指纹信息时，校正单元根据下式对感应单元输出的数据进行校正：
Figure BDA0001342502360000081
其中N、M分别为指纹传感器中感应单元的行数和列数，y′为感应单元输出的第二数据，x即为经新的校正系数校正后的数据。
本发明第二实施例中的指纹传感器，通过手指一次按压得到一帧第一数据，结合旧的校正系数计算得到新的校正系数。本发明实施例的指纹传感器能够在使用过程中随时进行校正操作，当指纹传感器物理特性发生变化时能够自动修正校正系数，从而达到减小产品返修概率及延长产品使用寿命的效果。
参见图10，作为本发明的第三实施例，与第一实施例和第二实施例的区别在于增加一判断单元。判断单元用于判断是否满足校正条件，当判定满足校正条件时则开启校正模式，开始校正操作。校正条件包括但不限于指纹传感器首次启用、到达预设的校正时间、接收到校正指令、经旧的校正系数校正的效果未达到指定要求中的一种。
判断单元检测到指纹传感器首次启动时，则判定为满足校正条件，开启校正模式。
可选地，可以设定校正时间，当判断单元检测到到达预设的校正时间时，则判定满足校正条件，开启校正模式。校正时间可以是具体的时刻，如设定某月某日某时进行一次校正；也可以是间隔时间，如设定每隔三个月进行一次校正。
可选地，可以评价经旧的校正系数校正的效果，当判断单元判定该效果未达到指定要求时，则满足校正条件，开启校正模式。经旧的校正系数校正的效果由所有感应单元输出数据经旧的校正系数校正后的均方根误差或者图像光滑度来评价。
Figure BDA0001342502360000082
Figure BDA0001342502360000091
其中N、M分别为指纹传感器中感应单元的行数和列数，y为感应单元输出的数据，xold为感应单元经旧的校正系数校正后的数据，f为所有感应单元校正后的数据图像，h1＝[1,-1]。当均方根误差或者图像光滑度大于预设阈值时，则判定为校正效果未达到指定要求。
此外，用户也可以手动启用校正模式。例如，用户通过菜单选项、功能或虚拟按键、触控指令、预设手势动作等发出校正指令，判断单元接收到该校正指令后，则判定满足校正条件，开启校正模式。
可选地，判断单元也可以通过判断当前的模式来判断是否满足校正条件，如检测到当前处于校正模式时，则判定满足校正条件。
可以理解，除了上述列举的例子外，还可以设定其它校正条件来启动校正模式，在此不再赘述。
参见图11，提出本发明指纹传感器的校正方法第一实施例，指纹传感器具有供手指接触的感应面，该感应面包括多个感应单元，该校正方法包括以下步骤：
步骤S100：切换至校正模式。
本实施例中，指纹传感器具有正常模式和校正模式两个模式。其中，正常模式用于进行正常的指纹感应并输出感应数据，校正模式用于对指纹传感器进行校正，获得校正系数。当指纹传感器切换到校正模式后，则开始进行校正操作。
步骤S110：获取指纹传感器在空载时感应单元输出的一帧数据。
指纹传感器具有一供手指按压的感应面，该感应面上通常覆盖有如图1所示的保护盖。指纹传感器包括多个呈阵列排布的感应单元，该感应单元用于感应指纹信号并输出数据。开始校正后，指纹传感器自动获取指纹传感器空载时(即感应面没有任何物体按压时)所有感应单元输出的一帧数据。
步骤S120：获取指纹传感器在手指按压感应面不同位置时感应单元输出的至少两帧数据。
指纹传感器可以提示用户用手指按压感应面的不同位置，当用户手指每按压一次感应面，则获取一帧所有感应单元输出的数据，即手指按压感应面多少次，则获取多少帧第二数据。
在实际使用过程中，用户手指每次按压感应面的位置、角度都是不同的，所以当用户多次用手指按压指纹传感器后，指纹传感器上的每个感应单元都可以被指纹脊部按到。手指按压感应面的次数，即获取数据的帧数，根据实际需要而定，通常感应面越大则需获取的帧数越多，感应面越小则需获取的帧数越少，总之以所有感应单元均被手指脊部按到为准。例如，如图8所示，经过手指5次按压后每个感应单元都曾被指纹脊部按压过，相应的获取5帧感应单元输出的数据。
步骤S130：从上述至少两帧数据中选取每个感应单元对应的最大值。
指纹传感器从每个感应单元输出的至少两帧数据中选出最大值，就相当于组成一帧所有感应单元均被指纹脊部按压时输出的数据，而这一帧数据与现有技术中进行校正时用平整金属块按压感应面时感应单元输出的数据近似，用这一帧数据和一帧空载时的数据就可以进行一次校正。
设空载时的数据为Dmin，手指按压时的最大值为Dmax，手指按压感应面Num次(Num为常数，根据具体情况而定)，多个感应单元呈N行M列排布，则Dmaxi,j＝MAX(D1i,j,D2i,j,D3i,j,…,Dnumi,j)，其中Dnumi,j代表第i行第j列感应单元输出的第Num帧的数据，i∈[1,N]，j∈[1,M]。
步骤S140：计算感应单元新的校正系数：knew＝对应的最大值-空载时输出的数据，bnew＝空载时输出的数据。
将选取的最大值Dmax与Dmin，根据y＝kx+b线性模型计算获得校正系数k、b的值：
Figure BDA0001342502360000101
Figure BDA0001342502360000102
步骤S150：判断是否有旧的校正系数。
若指纹传感器以前做过校正或者在出厂时做过初始校正，存储有旧的校正系数，则进入步骤S160；若指纹传感器以前没有做过校正，本次校正为首次校正，不存在旧的校正系数，则进入步骤S170。
步骤S160：将本次校正获得的校正系数作为新的校正系数替换旧的校正系数。
当有旧的校正系数时，指纹传感器则将本次校正获得的校正系数作为新的校正系数替换旧的校正系数，并将该新的校正系数存储起来。
在某些实施例中，也可以对新的校正系数和旧的校正系数加权求和，将计算结果作为新的校正系数替换旧的校正系数，并予以存储。设本次校正获得的校正系数为knew和bnew，旧的校正系数为kold和bold，新的校正系数为k和b，权值为0.8和0.2，权值可以根据具体情况设定，则有：
Figure BDA0001342502360000111
Figure BDA0001342502360000112
新旧校正系数加权求和后的替换方式，相对于直接替换方式，能够加快校正系数计算的收敛速度，并提高系统的鲁棒性。
步骤S170：直接将本次校正获得的校正系数作为指纹传感器的校正系数。
当没有旧的校正系数时，指纹传感器则直接将本次获得的校正系数作为指纹传感器的校正系数，并予以存储。
至此校正完成。当指纹传感器切换至正常模式，感应指纹信息时，则根据下式对感应单元输出的数据进行校正：
Figure BDA0001342502360000121
其中N、M分别为指纹传感器中感应单元的行数和列数，y′为感应单元输出的第二数据，x即为经新的校正系数校正后的数据。
在某些实施例中，也可以在步骤S130选取出最大值之后再执行步骤S110获取空载时的数据。
本发明实施例通过获取至少两帧手指按压感应面不同位置时感应单元输出的数据，并从中选取出最大值，从而组成一帧所有感应单元均被指纹脊部按压时输出的数据，而这一帧数据与现有技术中进行校正时用平整金属块按压感应面时感应单元输出的数据相同，用这一帧数据和一帧空载时感应单元输出的数据就可以对指纹传感器进行一次校正，获得校正系数。本发明实施例的指纹传感器能够在使用过程中随时进行校正操作，当指纹传感器特性发生变化时能够自动修正校正系数，从而达到减小产品返修概率及延长产品正常使用寿命的效果。并且，本发明实施例的指纹传感器简化或省掉了出厂前的校正环节，从而降低了生产难度及生产成本。
参见图12，提出本发明指纹传感器的校正方法第二实施例，校正方法包括以下步骤：
步骤S200：切换至校正模式。
步骤S210：开始校正时，感应指纹信号，获取每个感应单元输出的第一数据。
步骤S220：根据数学模型，通过第一数据和对应的感应单元旧的校正系数，计算对应的感应单元新的校正系数。
Figure BDA0001342502360000122
bnew＝1-σ)bold+σ[y-Avg(Y)]
其中，knew和bnew为感应单元新的校正系数，kold和bold为感应单元旧的校正系数，y为该感应单元输出的第一数据，Y为所有感应单元输出的第一数据组成的图像，F(Y)为对Y进行中值滤波后对应的感应单元的数据，Avg(Y)为对Y求平均值后对应的感应单元的数据，σ为学习因子，取值范围在[0,1]，
Figure BDA0001342502360000131
xold为感应单元经旧的校正系数校正后得到的数据。
步骤S230：判断是否有旧的校正系数。
若指纹传感器以前做过校正或者在出厂时做过初始校正，存储有旧的校正系数，则进入步骤S240；若指纹传感器以前没有做过校正，本次校正为首次校正，不存在旧的校正系数，则进入步骤S250。
步骤S240：将本次校正获得的校正系数作为新的校正系数替换旧的校正系数。
当有旧的校正系数时，指纹传感器则将本次校正获得的校正系数作为新的校正系数替换旧的校正系数，并将该新的校正系数存储起来。
在某些实施例中，也可以对新的校正系数和旧的校正系数加权求和，将计算结果作为新的校正系数替换旧的校正系数，并予以存储。设本次校正获得的校正系数为knew和bnew，旧的校正系数为kold和bold，新的校正系数为k和b，权值为0.8和0.2，权值可以根据具体情况设定，则有：
Figure BDA0001342502360000132
Figure BDA0001342502360000133
新旧校正系数加权求和后的替换方式，相对于直接替换方式，能够加快校正系数计算的收敛速度，并提高系统的鲁棒性。
步骤S250：直接将本次校正获得的校正系数作为指纹传感器的校正系数。
步骤S260：根据所述新的校正系数，校正对应的感应单元输出的第二数据。
当指纹传感器切换至正常模式，感应指纹信息时，根据下式对感应单元输出的数据进行校正：
Figure BDA0001342502360000141
其中N、M分别为指纹传感器中感应单元的行数和列数，y′为感应单元输出的第二数据，x即为经新的校正系数校正后的数据。
步骤S230、S240、S250分别与步骤S150、S160、S170一一对应并且相同，在此不再赘述。
本实施例通过手指一次按压得到一帧第一数据，结合旧的校正系数计算得到新的校正系数。本发明实施例的指纹传感器能够在使用过程中随时进行校正操作，当指纹传感器物理特性发生变化时能够自动修正校正系数，从而达到减小产品返修概率及延长产品使用寿命的效果。
参见图13，提出本发明指纹传感器的校正方法第三实施例，校正方法包括以下步骤：
步骤S300：判断是否满足校正条件。
本实施例通过设置校正条件来启用校正模式。当检测到指纹感应器首次启用、或者检测到到达预设的校正时间、或者接收到校正指令、或者经旧的校正系数校正的效果未达到指定要求，则判定满足校正条件，开启校正模式，进入步骤S310，开始校正操作。当判定不满足校正条件时，则继续进行侦测判断。
其中，当指纹传感器首次启用时，可以设置默认开启校正模式。可选地，可以设定校正时间，校正时间可以是具体的时刻，如设定某月某日某时进行校正；也可以是间隔时间，如设定每隔三天进行一次校正。还可以是，用户通过菜单选项、功能或虚拟按键、触控指令、预设手势动作等发出校正指令，手动启用校正模式。
可选地，可以评价经旧的校正系数校正的效果，当判断单元判定该效果未达到指定要求时，则满足校正条件，开启校正模式。经旧的校正系数校正的效果由所有感应单元输出数据经旧的校正系数校正后的均方根误差或者图像光滑度来评价。
Figure BDA0001342502360000151
Figure BDA0001342502360000152
其中N、M分别为指纹传感器中感应单元的行数和列数，y为感应单元输出的数据，xold为感应单元经旧的校正系数校正后的数据，f为所有感应单元校正后的数据图像，h1＝[1,-1]。当均方根误差或者图像光滑度大于预设阈值时，则判定为校正效果未达到指定要求。
可以理解，除了上述列举的例子外，还可以设定其它校正条件来启动校正功能，在此不再赘述。
可选地，指纹传感器也可以通过判断当前的模式来判断是否满足校正条件，如检测到当前处于校正模式时，则判定满足校正条件。
步骤S310：开始校正时，感应指纹信号，获取每个感应单元输出的第一数据。
步骤S320：根据数学模型，通过第一数据计算对应的感应单元新的校正系数。
步骤S330：判断是否有旧的校正系数。
如果有旧的校正系数，则进入步骤S340；否则，进入步骤S350。
步骤S340：将本次校正获得的校正系数作为新的校正系数替换旧的校正系数。
当有旧的校正系数时，指纹传感器则将本次校正获得的校正系数作为新的校正系数替换旧的校正系数，并将该新的校正系数存储起来。
在某些实施例中，也可以对新的校正系数和旧的校正系数加权求和，将计算结果作为新的校正系数替换旧的校正系数，并予以存储。设本次校正获得的校正系数为knew和bnew，旧的校正系数为kold和bold，新的校正系数为k和b，权值为0.8和0.2，权值可以根据具体情况设定，则有：
Figure BDA0001342502360000161
Figure BDA0001342502360000162
新旧校正系数加权求和后的替换方式，相对于直接替换方式，能够加快校正系数计算的收敛速度，并提高系统的鲁棒性。
步骤S350：直接将本次校正获得的校正系数作为指纹传感器的校正系数。
步骤S360：根据新的校正系数，校正对应的感应单元输出的第二数据。
需要说明的是：上述实施例提供的指纹传感器在进行校正时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成。另外，上述实施例提供的指纹传感器与指纹传感器的校正方法实施例属于同一构思，且方法实施例中的技术特征在指纹传感器实施例中均对应适用。
本领域普通技术人员可以理解,实现上述实施例方法中的全部或部分步骤可以通过程序来控制相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质可以是ROM/RAM、磁盘、光盘等。
以上参照附图说明了本发明的优选实施例，并非因此局限本发明的权利范围。本领域技术人员不脱离本发明的范围和实质，可以有多种变型方案实现本发明，比如作为一个实施例的特征可用于另一实施例而得到又一实施例。凡在运用本发明的技术构思之内所作的任何修改、等同替换和改进，均应在本发明的权利范围之内。

Claims (10)

1.一种指纹传感器，具有供手指接触的感应面，所述感应面包括多个感应单元，其特征在于，所述指纹传感器还包括处理单元和校正单元，其中：
感应单元，用于开始校正时，感应指纹信号并输出第一数据；
处理单元，用于根据数学模型，通过所述第一数据计算对应的感应单元新的校正系数；
校正单元，用于根据所述新的校正系数，校正对应的感应单元输出的第二数据；
其中，所述处理单元包括第一计算子单元，用于根据数学模型，通过所述第一数据和对应的感应单元旧的校正系数，计算对应的感应单元新的校正系数；
Figure FDA0003266287920000011
bnew＝(1-σ)bold+σ[y-Avg(Y)]
其中，knew和bnew为感应单元新的校正系数，kold和bold为感应单元旧的校正系数，y为该感应单元输出的第一数据，Y为所有感应单元输出的第一数据组成的图像，F(Y)为对Y进行中值滤波后对应的感应单元的数据，Avg(Y)为对Y求平均值后对应的感应单元的数据，σ为学习因子，取值范围在[0，1]，
Figure FDA0003266287920000012
xold为感应单元经旧的校正系数校正后得到的数据。
2.根据权利要求1所述的指纹传感器，其特征在于，还包括存储单元，用于存储校正系数，当所述指纹传感器中存储有旧的校正系数时，以新的校正系数替换旧的校正系数，或者将新的校正系数和旧的校正系数加权求和后替换旧的校正系数。
3.根据权利要求2所述的指纹传感器，其特征在于，还包括判断单元，用于判断是否满足校正条件，所述校正条件包括所述指纹传感器首次启用、到达预设的校正时间、接收到校正指令、经旧的校正系数校正的效果未达到指定要求中的一种或者多种。
4.根据权利要求3所述的指纹传感器，其特征在于，所述经旧的校正系数校正的效果，由所有感应单元输出数据经旧的校正系数校正后的均方根误差或者图像光滑度来评价，当所述均方根误差或者图像光滑度大于预设阈值时，为未达到指定要求。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的指纹传感器，其特征在于，所述校正单元具体用于：
计算
Figure FDA0003266287920000021
其中，knew和bnew为感应单元新的校正系数，y′为感应单元输出的第二数据，xnew为感应单元经新的校正系数校正后得到的数据。
6.一种指纹传感器的校正方法，所述指纹传感器具有供手指接触的感应面，所述感应面包括多个感应单元，其特征在于，包括步骤：
S10：开始校正时，感应指纹信号，获取每个感应单元输出的第一数据；
S20：根据数学模型，通过所述第一数据计算对应的感应单元新的校正系数；
S30：根据所述新的校正系数，校正对应的感应单元输出的第二数据；
其中，所述步骤S20具体为：根据数学模型，通过所述第一数据和对应的感应单元旧的校正系数，计算对应的感应单元新的校正系数；
Figure FDA0003266287920000022
bnew＝(1-σ)bold+σ[y-Avg(Y)]
其中，knew和bnew为感应单元新的校正系数，kold和bold为感应单元旧的校正系数，y为该感应单元输出的第一数据，Y为所有感应单元输出的第一数据组成的图像，F(Y)为对Y进行中值滤波后对应的感应单元的数据，Avg(Y)为对Y求平均值后对应的感应单元的数据，σ为学习因子，取值范围在[0，1]，
Figure FDA0003266287920000023
xold为感应单元经旧的校正系数校正后得到的数据。
7.如权利要求6所述的校正方法，其特征在于，在所述步骤S20之后、步骤S30之前，还包括：
当所述指纹传感器中存储有旧的校正系数时，以新的校正系数替换旧的校正系数，或者将新的校正系数和旧的校正系数加权求和后替换旧的校正系数。
8.根据权利要求7所述的校正方法，其特征在于，在所述步骤S10之前，还包括：
判断是否满足校正条件，当满足校正条件时执行步骤S10，所述校正条件包括所述指纹传感器首次启用、到达预设的校正时间、接收到校正指令、经旧的校正系数校正的效果未达到指定要求。
9.根据权利要求8所述的校正方法，其特征在于，所述经旧的校正系数校正的效果，由所有感应单元输出数据经旧的校正系数校正后的均方根误差或者图像光滑度来评价，当所述均方根误差或者图像光滑度大于预设阈值时，为未达到指定要求。
10.根据权利要求6-9中任一项所述的校正方法，其特征在于，所述步骤S30具体为：
根据公式
Figure FDA0003266287920000031
校正所述第二数据，其中，knew和bnew为感应单元新的校正系数，y′为感应单元输出的第二数据，xnew为感应单元经新的校正系数校正后得到的数据。
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