ITBO20060180A1

ITBO20060180A1 - LINEAR IMAGE DETECTION DEVICE WITH IMAGE ADAPTATION FUNCTION AND RELATIVE PROCESSING METHOD

Info

Publication number: ITBO20060180A1
Authority: IT
Inventors: Jer-Wei Chang; Bruce C S Chou; Yung-Pin Lee
Original assignee: Lighttunig Tech Inc
Priority date: 2006-03-15
Filing date: 2006-03-15
Publication date: 2006-09-19

Description

DISPOSITIVO LINEARE DI RILEVAZIONE DELL’IMMAGINE CON FUNZIONE DI ADATTAMENTO DELL’IMMAGINE E METODO DI ELABORAZIONE RELATIVO LINEAR IMAGE DETECTION DEVICE WITH IMAGE ADAPTATION FUNCTION AND RELATIVE PROCESSING METHOD

CONTESTO DELL'INVENZIONE BACKGROUND OF THE INVENTION

Campo dell’Invenzione Field of the Invention

L'invenzione riguarda un dispositivo lineare di rilevazione dell'immagine con funzione di adattamento dell'immagine ed un metodo di elaborazione relativo, e più in particolare un dispositivo lineare di rilevazione di impronta digitale, il quale contiene un buffer di memoria ed una logica di adattamento dell'immagine (o algoritmo) e può elaborare in modo continuo intere immagini frammentate in ingresso, immagazzinarle temporaneamente ed emettere le continue immagini frammentate parziali, e poi assemblare queste ultime in una immagine completa di impronta digitale secondo una modalità di disposizione delle immagini fianco a fianco. L’immagine frammentata intera ha dimensioni identiche a quelle dell'area del sensore, e l’immagine frammentata parziale ha dimensioni inferiori di quelle dell'area del sensore. L'invenzione è inoltre correlata alle domande di brevetto di uno degli inventori: (a). Domanda di brevetto in Taiwan No. 091106806, depositata il 3 aprile, 2002, intitolata “SENSORE CAPACITIVO DI IMPRONTA DIGITALE", pubblicata come TW583592 ed ora corrispondente al brevetto d'invenzione numero 200040; (b). Domanda di brevetto in Taiwan No. 090112023, depositata il 17 maggio, 2001, intitolata “MICROSENSORE DI PRESSIONE CAPACITIVO E METODO PER LA FABBRICAZIONE DELLO STESSO E DI RILEVAZIONI DI SEGNALI DELLO STESSO", ora corrispondente al brevetto d'invenzione numero 182652; (c). Domanda di brevetto in Taiwan No. 090113755, depositata il 6 luglio, 2001, ed intitolata “SENSORE TERMOELETTRICO PER LA FORMAZIONE DI IMMAGINI TERMICHE DI IMPRONTE DIGITALI”, pubblicata come TW558686 ed ora corrispondente al brevetto d’invenzione numero 189671; (d). Domanda di brevetto in Taiwan No. 092113528, depositata il 20 maggio, 2003, ed intitolata “MODULO SENSORE DI IMPRONTA DIGITALE DEL TIPO A DEFLESSIONE E RELATIVO METODO DI RILEVAZIONE"; e (e). Domanda di brevetto in Taiwan No. The invention relates to a linear image detection device with image adaptation function and a related processing method, and more particularly a linear fingerprint detection device, which contains a memory buffer and a logic of image adaptation (or algorithm) and can continuously process entire input fragmented images, store them temporarily and output the continuous partial fragmented images, and then assemble the latter into a complete fingerprint image in a side image arrangement mode next to. The whole fragmented image has dimensions identical to those of the sensor area, and the partial fragmented image has dimensions smaller than those of the sensor area. The invention is also related to the patent applications of one of the inventors: (a). Taiwan Patent Application No. 091106806, filed April 3, 2002, entitled “CAPACITIVE FINGERPRINT SENSOR”, published as TW583592 and now corresponding to Invention Patent No. 200040; (b) Taiwan Patent Application No. 090112023, filed on May 17, 2001, entitled "CAPACITIVE PRESSURE MICROSENSOR AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME AND SIGNAL DETECTION OF THE SAME", now corresponding to the invention patent number 182652; (c). Patent application in Taiwan No. 090113755, filed on July 6, 2001, and entitled "THERMOELECTRIC SENSOR FOR THE FORMATION OF THERMAL IMAGES OF FINGERPRINTS", published as TW558686 and now corresponding to the invention patent number 189671; (d). Taiwan Patent Application No. 092113528, filed May 20, 2003, and entitled “DEFLECTION TYPE FINGERPRINT SENSOR MODULE AND RELEVANT DETECTION METHOD”; and (e). Taiwan Patent Application No.

092114621, depositata il 29 maggio, 2003, ed intitolata “DISPOSITIVO A SCHEDA CON UN SENSORE DI IMPRONTA DIGITALE DEL TIPO A DEFLESSIONE”, ed ora corrispondente al brevetto d'invenzione numero 225623. 092114621, filed on May 29, 2003, and entitled "CARD DEVICE WITH A DEFLECTION-TYPE FINGERPRINT SENSOR", and now corresponding to the invention patent number 225623.

Descrizione dell’arte nota Description of the known art

Esistono molte tecniche note di autenticazione delle impronte digitali. L'uso di un tampone di inchiostro ed il trasferimento diretto di inchiostro mediante pollice o dito dal tampone ad una scheda di registrazione è la modalità standard di eseguire questa autenticazione. Poi, uno scanner ottico scansiona la scheda di registrazione per ottenere un’immagine, che viene poi confrontata con le immagini di impronte digitali o memorizzata nella banca dati del computer. Comunque, il più seno inconveniente del sopra menzionato metodo è che l'identificazione dell’impronta digitale non può essere elaborata in tempo reale, e cosi non può soddisfare le richieste dell’autenticazione in tempo reale, cosi come la autenticazione in rete, l'e-business, i prodotti portatili elettronici, le carte personali ID, i sistemi di sicurezza, e simili. There are many known techniques of fingerprint authentication. Using an ink pad and direct thumb or finger ink transfer from the pad to a registration card is the standard way to perform this authentication. Then, an optical scanner scans the registration card to obtain an image, which is then compared with the fingerprint images or stored in the computer database. However, the major drawback of the aforementioned method is that the fingerprint identification cannot be processed in real time, and thus cannot meet the demands of real-time authentication, as well as network authentication, e-business, portable electronic products, personal ID cards, security systems, and the like.

Il metodo per la lettura di una impronta digitale in tempo reale è diventato un problema rilevante nel mercato biometrico. Convenzionalmente, un sensore ottico di impronta digitale può essere usato per leggere un'impronta digitale in tempo reale. Comunque, il sensore ottico di impronta digitale ha alcuni inconvenienti come le sue dimensioni ed il suo elevato consumo energetico. Conseguentemente, vengono sviluppati i sensori di impronta digitale al silicio, i quali superano gli inconvenienti dei sensori ottici e sono costituiti da una tecnologia del silicio a semiconduttore. Per esempio, il sensore di impronta digitale capacitivo con il prodotto di modello numero LTT-C500 disponibile dalla risulta vantaggioso. The method for reading a fingerprint in real time has become a major problem in the biometric market. Conventionally, an optical fingerprint sensor can be used to read a fingerprint in real time. However, the optical fingerprint sensor has some drawbacks such as its size and its high power consumption. Consequently, silicon fingerprint sensors are developed, which overcome the drawbacks of optical sensors and consist of a semiconductor silicon technology. For example, the capacitive fingerprint sensor with product model number LTT-C500 available from is advantageous.

A causa delle dimensioni del dito, l'area di rilevazione del sensore di impronta digitale al silicio di tipo convenzionale è grande, per esempio, essa è maggiore di 9mm * 9mm. Ulteriormente, a causa delle limitazioni nella produzione del circuito integrato al silicio, solo da 50 a 70 piastrine possono essere realizzate in un wafer da 6 pollici. Il sensore è costoso per varie applicazioni. Così, questo prezzo costoso può limitare il sensore di impronta digitale al silicio in diverse applicazioni elettroniche del consumatore quali i computer portatili, i telefoni cellulari, i computer palmari, i prodotti collegabili ai computer, o perfino le carte personali equipaggiate con il sensore di impronta digitale. Allo scopo di superare i problemi di costo, è possibile ridurre una lunghezza unidimensionale della convenzionale area tipo a due dimensioni (2D) del sensore di impronta digitale al silicio a quella della struttura lineare del sensore in modo da incrementare il numero di piastrine e decrementare il prezzo del dispositivo di rilevazione. In questo caso, il dito scorre attraverso la superficie del sensore ed il dito nel suo complesso viene scansionato in modo sequenziale in una pluralità di immagini intere frammentate, le quali vengono poi ricostruite in un'immagine completa. Due to the size of the finger, the detection area of the conventional type silicon fingerprint sensor is large, for example, it is larger than 9mm * 9mm. Further, due to the limitations in manufacturing the silicon integrated circuit, only 50 to 70 chips can be made in a 6-inch wafer. The sensor is expensive for various applications. Thus, this expensive price may limit the silicon fingerprint sensor in various consumer electronic applications such as laptops, cell phones, handheld computers, computer-connectable products, or even personal cards equipped with the fingerprint sensor. digital. In order to overcome cost problems, it is possible to reduce a one-dimensional length of the conventional two-dimensional (2D) type area of the silicon fingerprint sensor to that of the linear structure of the sensor in order to increase the number of platelets and decrease the price of the detection device. In this case, the finger slides across the sensor surface and the finger as a whole is sequentially scanned in a plurality of fragmented whole images, which are then reconstructed into a complete image.

Mainguet et. al. e Kramer trattano sensori lineari d’impronta digitale e metodi per la ricostruzione di immagini multiple intere sovrapposte in un'immagine completa nel brevetto U.S. 6,289,114 e 6,317,508, come mostrato nelle figure 1 e 2. La figura 1 è una illustrazione schematica mostrante l'architettura convenzionale che usa un sensore lineare di impronta digitale per leggere le immagini di un'impronta digitale. Il sensore 110 è un dispositivo a matrice avente una dimensione orizzontale sostanzialmente uguale alla larghezza del dito 120 ed una dimensione verticale molto inferiore della dimensione orizzontale, in cui il dito scorre verticalmente. Così, viene definita una velocità relativa di movimento V fra il dito 120 ed il sensore 110. Ciò vale a dire che il dito 120 scorre sulla superficie del sensore 110 alla velocità V. Così, il sensore 110 può continuamente acquisire immagini frammentate intere, quali immagini frammentate continue intere da 121 a a 121s di figura 2A. Le immagini frammentate continue intere da 121 a a 121s possono essere inviate ad un microprocessore 130 con il formato dell'informazione come illustrato in figura 2B, e poi immagazzinate in una memoria ad accesso casuale (RAM) 140. In seguito, il microprocessore 130 estrae le immagini frammentate continue da 121 a a 121s e ricostruisce l'immagine di impronta digitale secondo la logica del programma caricato nella memoria di sola lettura (ROM) 150. Prima, le immagini 121 a e 121 b vengono ricostruite in una immagine 121 ab, e poi le immagini 121c e 121 ab vengono ricostruite in una immagine 121abc, come mostrato in figura 2C. Il processo viene ripetuto in modo analogico così che le immagini frammentate da 121 a a 121s vengano ricostruite in una immagine completa di impronta digitale 122 corrispondente all'impronta digitale, come mostrato in figura 2D. Questo metodo dovrebbe acquisire una immagine di impronta digitale relativamente grande senza l’utilizzo di un sensore ad elevata area, e questo è vantaggioso per la riduzione del costo, ed il miglioramento della qualità dell'identificazione, quale una bassa probabilità che l'immagine di impronta digitale acquisita venga erroneamente associata ad una immagine memorizzata in banca dati (FAR, false access rate) ed una bassa probabilità che l'immagine di impronta digitale acquisita non venga associata ad una corrispondente immagine memorizzata in banca dati (FRR, false rejection rate), il che è similare a quanto ottenuto dal sensore di impronta digitale ad elevata area. Mainguet et. to the. and Kramer discuss linear fingerprint sensors and methods for the reconstruction of multiple whole images superimposed on a complete image in U.S. Pat. 6,289,114 and 6,317,508, as shown in Figures 1 and 2. Figure 1 is a schematic illustration showing conventional architecture that uses a linear fingerprint sensor to read images of a fingerprint. The sensor 110 is a matrix device having a horizontal dimension substantially equal to the width of the finger 120 and a vertical dimension much smaller than the horizontal dimension, in which the finger slides vertically. Thus, a relative speed of movement V is defined between the finger 120 and the sensor 110. That is to say, the finger 120 slides over the surface of the sensor 110 at the speed V. Thus, the sensor 110 can continuously acquire whole fragmented images, such as whole continuous fragmented images from 121a to 121s of Figure 2A. The whole continuous fragmented images 121a to 121s can be sent to a microprocessor 130 with the information format as illustrated in Figure 2B, and then stored in a random access memory (RAM) 140. Thereafter, the microprocessor 130 extracts the continuous fragmented images from 121 a to 121s and reconstructs the fingerprint image according to the logic of the program loaded into the read-only memory (ROM) 150. First, images 121 a and 121 b are reconstructed into an image 121 ab, and then the images 121c and 121 ab are reconstructed into an image 121abc, as shown in figure 2C. The process is repeated in an analog manner so that the fragmented images 121 to 121s are reconstructed into a complete fingerprint image 122 corresponding to the fingerprint, as shown in Figure 2D. This method would have to acquire a relatively large fingerprint image without using a large area sensor, and this is advantageous for cost reduction, and improvement of identification quality, such as a low probability that the image of acquired fingerprint is erroneously associated with an image stored in the database (FAR, false access rate) and a low probability that the acquired fingerprint image is not associated with a corresponding image stored in the database (FRR, false rejection rate) , which is similar to what was achieved by the high-area fingerprint sensor.

Comunque, l’architettura ed il metodo relativo al sensore 110 presentano alcuni inconvenienti. Prima di tutto, centinaia di immagini frammentate devono essere acquisite entro un periodo di tempo molto ristretto (inferiore ad un secondo). Ad esempio, se la velocità di scorrimento del dito è di 10 cm/sec e le specifiche del sensore di impronta digitale sono di 8*280 (queste sono le specifiche della “Atmel Fingerchip", 500dpi), la memoria di accesso casuale 140 deve avere una capacità maggiore di 600 Kbyte od una memoria buffer più grande è necessaria per il processo di ricostruzione successivo, ed il costo del sistema viene così incrementato. Il brevetto ‘114 combina una prima immagine combinata, la quale è formata per combinazione di una prima immagine frammentata con una seconda immagine frammentata, con una terza immagine di impronta digitale per formare una seconda immagine combinata. Poi, la seconda immagine combinata viene combinata con una quarta immagine di impronta digitale per formare una terza immagine combinata. In questo caso, la memoria occupata dalla immagine combinata aumenta gradualmente, e la memoria buffer deve essere grande abbastanza in modo che tutte le immagini di impronta digitale possano essere combinate. However, the architecture and the method relating to the sensor 110 have some drawbacks. First of all, hundreds of fragmented images must be acquired within a very short period of time (less than one second). For example, if the finger swipe speed is 10cm / sec and the fingerprint sensor specifications are 8 * 280 (these are the specifications of the "Atmel Fingerchip", 500dpi), the random access memory 140 must having a capacity greater than 600 Kbytes or a larger buffer memory is necessary for the subsequent reconstruction process, and the cost of the system is thus increased. The '114 patent combines a first combined image, which is formed by combination of a first fragmented image with a second fragmented image, with a third fingerprint image to form a combined second image. Then, the combined second image is combined with a fourth fingerprint image to form a combined third image. In this case, the memory occupied by the combined image gradually increases, and the buffer memory must be large enough so that all fingerprint images can be c umbinate.

Ulteriormente, al fine di terminare i processi di riconoscimento dell'impronta digitale in un secondo (il periodo tipicamente ammissibile è inferiore ai due secondi) dopo lo scorrimento del dito al disopra della facciata del chip, l'interfaccia di comunicazione fra il chip del sensore 110 ed il microprocessore 130 del sistema terminale deve essere un'interfaccia, quale un'interfaccia parallela avente la modalità DMA o l’interfaccia seriale rapida dell'USB2.0, avente una larghezza di banda più grande. Così, la tipica l<2>C o l'SPI a bassa velocità o l'interfaccia RS232 non possono essere adottate per la trasmissione, e la flessibilità della soluzione viene limitata. Il microprocessore deve essere, per esempio, un DSP poiché la velocità di funzionamento del microprocessore deve essere piuttosto alta. Further, in order to finish the fingerprint recognition processes in one second (the typically allowable period is less than two seconds) after sliding the finger over the face of the chip, the communication interface between the sensor chip 110 and the microprocessor 130 of the terminal system must be an interface, such as a parallel interface having the DMA mode or the fast serial interface of USB2.0, having a larger bandwidth. Thus, the typical I <2> C or low speed SPI or RS232 interface cannot be adopted for transmission, and the flexibility of the solution is limited. The microprocessor must be, for example, a DSP since the operating speed of the microprocessor must be quite high.

La Ericson divulga nel brevetto U.S. pubblicazione No.2003/0021495 un dispositivo di rilevazione dell'impronta digitale contenente un buffer di memoria. Il vantaggio del brevetto ‘495 è che la trasmissione dell'immagine del microprocessore del sistema terminale è più flessibile. Comunque, i problemi nella capacità della memoria ad accesso casuale del sistema terminale e nella trasmissione dell'informazione sull’immagine entro un perìodo di tempo davvero breve (inferiore ad un secondo) attraverso un'interfaccia a banda larga non può ancora essere risolto. Il microprocessore deve essere, per esempio, un DSP poiché la velocità di funzionamento del microprocessore deve essere piuttosto elevata. In aggiunta, il brevetto '495 non menziona come risolvere il problema nel successivo metodo di elaborazione delle immagini. Ericson discloses in U.S. Pat. Publication No. 2003/0021495 a fingerprinting device containing a memory buffer. The advantage of the '495 patent is that the image transmission of the terminal system's microprocessor is more flexible. However, the problems in the capacity of the random access memory of the terminal system and in the transmission of image information within a very short period of time (less than one second) through a broadband interface cannot yet be solved. The microprocessor must be, for example, a DSP since the operating speed of the microprocessor must be quite high. In addition, the '495 patent does not mention how to solve the problem in the subsequent image processing method.

SOMMARIO DELL’INVENZIONE SUMMARY OF THE INVENTION

E' perciò oggetto dell’invenzione fornire un dispositivo lineare di rilevazione dell'immagine con funzione di adattamento dell'immagine ed un relativo metodo di elaborazione, in cui il dispositivo di rilevazione dell'immagine emette in uscita una pluralità di immagini frammentate parziali non sovrapposte così da ridurre notevolmente il formato dell'informazione emessa dal dispositivo di rilevazione dell'immagine, la larghezza di banda di trasmissione dell'informazione fra il chip ed il sistema terminale, e cosi la capacità di memoria per il dispositivo di rilevazione dell’immagine e la velocità del sistema terminale CPU. It is therefore an object of the invention to provide a linear image detection device with image adaptation function and a related processing method, in which the image detection device outputs a plurality of non-superimposed partial fragmented images. thereby considerably reducing the format of the information emitted by the image detection device, the information transmission bandwidth between the chip and the terminal system, and thus the memory capacity for the image detection device and the speed of the CPU terminal system.

L'invenzione consegue le finalità di cui sopra fornendo un dispositivo di rilevazione dell'immagine destinato ad essere elettricamente connesso ad un sistema terminale. Il dispositivo di rilevazione dell’immagine comprende una matrice lineare di sensori, un amplificatore di guadagno programmabile, un convertitore analogico-digitale, un modulo di adattamento dell'immagine, un’interfaccia di input/output ed una logica di controllo. La matrice lineare di sensori rileva una pluralità di immagini frammentate intere sovrapposte di un oggetto quando l'oggetto si muove sulla matrice lineare di sensori sostanzialmente lungo una direzione di avanzamento, e così emette una pluralità di segnali analogici di immagini frammentate intere. L'amplificatore a guadagno programmabile amplifica i segnali analogici delle immagini frammentate intere e poi emette una pluralità di segnali amplificati. Il convertitore analogico-digitale riceve in modo sequenziale e converte i segnali amplificati in una pluralità di segnali d'immagine digitale. Il modulo di adattamento dell'immagine riceve ed adatta i segnali di immagine digitale, e rigenera in modo sequenziale le immagini frammentate parziali non sovrapposte, che non si sovrappongono l'una con l'altra. L'interfaccia di input/output, che è elettricamente connessa al sistema terminale mediante collegamento a filo (diretto) o senza filo (indiretto), emette in modo sequenziale le immagini frammentate parziali non sovrapposte al sistema terminale. La logica di controllo controlla le operazioni della matrice lineare di sensori, dell'amplificatore a guadagno programmabile, del convertitore analogico-digitale, del modulo di adattamento dell'immagine e dell'interfaccia di input/output. The invention achieves the above purposes by providing an image detection device intended to be electrically connected to a terminal system. The image detection device includes a linear array of sensors, a programmable gain amplifier, an analog-to-digital converter, an image adaptation module, an input / output interface and a control logic. The linear array of sensors detects a plurality of superimposed whole fragmented images of an object as the object moves on the linear array of sensors substantially along a direction of travel, and thus emits a plurality of analogue whole fragmented image signals. The programmable gain amplifier amplifies the analog signals of the whole fragmented images and then outputs a plurality of amplified signals. The analog-to-digital converter sequentially receives and converts the amplified signals into a plurality of digital image signals. The image adaptation module receives and adapts the digital image signals, and sequentially regenerates the non-overlapping partial fragmented images, which do not overlap each other. The input / output interface, which is electrically connected to the terminal system by wire (direct) or wireless (indirect) connection, sequentially outputs the partial fragmented images not superimposed on the terminal system. The control logic controls the operations of the linear sensor array, programmable gain amplifier, analog-to-digital converter, image matching module, and input / output interface.

L'invenzione inoltre consegue il sopra identificato oggetto fornendo un metodo di elaborazione per un dispositivo di rilevazione dell'immagine. Il metodo comprende le fasi di: utilizzare una matrice lineare di sensori per rilevare una pluralità di immagini frammentate intere non sovrapposte di un oggetto mentre l'oggetto si muove sostanzialmente lungo una direzione di avanzamento e per ottenere una pluralità di segnali analogici di immagini frammentate; amplificare i segnali analogici di immagini frammentate ed emettere una pluralità di segnali amplificati; convertire in modo sequenziale i segnali amplificati in una pluralità di segnali di immagini digitali; e di adattare i segnali di immagini digitali e di rigenerare in modo sequenziale le immagini frammentate parziali non sovrapposte, le quali non si sovrappongono Cuna all'altra. The invention further achieves the above identified object by providing a processing method for an image detection device. The method comprises the steps of: using a linear array of sensors to detect a plurality of non-overlapping whole fragmented images of an object while the object is moving substantially along a direction of travel and to obtain a plurality of analog fragmented image signals; amplifying the analog signals of fragmented images and outputting a plurality of amplified signals; sequentially converting the amplified signals into a plurality of digital image signals; and to adapt the digital image signals and to sequentially regenerate the non-overlapping partial fragmented images, which do not overlap each other.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

La figura 1 è una illustrazione schematica illustrante l'architettura convenzionale che utilizza un sensore lineare di impronta digitale per leggere le immagini di una impronta digitale. Figure 1 is a schematic illustration illustrating conventional architecture that uses a linear fingerprint sensor to read images of a fingerprint.

Le figure dalla 2A alla 2D mostrano un esempio di combinazione di immagini frammentate multiple in una immagine di impronta digitale completa. Figures 2A to 2D show an example of combining multiple fragmented images into a complete fingerprint image.

La figura 3 è un diagramma a blocchi mostrante un dispositivo lineare di rilevazione dell'immagine con funzione di adattamento dell'immagine secondo una prima forma realizzativa dell’invenzione. Figure 3 is a block diagram showing a linear image detection device with image adaptation function according to a first embodiment of the invention.

La figura 4 è una illustrazione schematica mostrante immagini acquisite utilizzando il dispositivo di rilevazione dell'immagine dell'invenzione. Figure 4 is a schematic illustration showing images acquired using the image detection device of the invention.

La figura 5 è una illustrazione schematica che riporta l'adattamento dell'immagine fra il segnale di prima immagine frammentata ed il segnale di seconda immagine frammentata di figura 4. Figure 5 is a schematic illustration showing the image matching between the first fragmented image signal and the second fragmented image signal of Figure 4.

La figura 6 è una illustrazione schematica che riporta l'adattamento dell'immagine fra il segnale di seconda immagine frammentata ed il segnale di terza immagine frammentata di figura 4. Figure 6 is a schematic illustration showing the image matching between the second fragmented image signal and the third fragmented image signal of Figure 4.

La figura 7 è un diagramma a blocchi che mostra un dispositivo lineare di rilevazione dell’immagine con funzione di adattamento dell'immagine sulla base di una seconda forma realizzativa dell'invenzione. Figure 7 is a block diagram showing a linear image detection device with image adaptation function based on a second embodiment of the invention.

La figura 8 è un diagramma a blocchi che mostra un dispositivo lineare di rilevazione dell’immagine con funzione di adattamento dell'immagine secondo una terza forma realizzativa dell’invenzione. Figure 8 is a block diagram showing a linear image detection device with image adaptation function according to a third embodiment of the invention.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL’INVENZIONE DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

La figura 3 è un diagramma a blocchi che mostra un dispositivo lineare di rilevazione dell'immagine con funzione di adattamento dell'immagine secondo una prima forma realizzativa dell'invenzione. La figura 4 è una illustrazione schematica che mostra le immagini acquisite utilizzando il dispositivo di rilevazione dell’immagine dell'invenzione. La figura 5 è una illustrazione schematica che mostra l'adattamento dell'immagine fra il segnale di prima immagine frammentata ed il segnale di seconda immagine frammentata di figura 4. La figura 6 è una illustrazione schematica che mostra l'adattamento dell'immagine fra il segnale di seconda immagine frammentata ed il segnale di terza immagine frammentata di figura 4. Figure 3 is a block diagram showing a linear image detection device with image adaptation function according to a first embodiment of the invention. Figure 4 is a schematic illustration showing the images acquired using the image detection device of the invention. Figure 5 is a schematic illustration showing the image matching between the first fragmented image signal and the second fragmented image signal of Figure 4. Figure 6 is a schematic illustration showing the image matching between the second fragmented image signal and the third fragmented image signal of Figure 4.

Come mostrato nelle figure dalla 3 alla 6, il dispositivo lineare di rilevazione dell'immagine 10 di questa forma di realizzazione è destinato ad essere elettricamente connesso ad un sistema terminale 40, quale un computer, un cellulare, un computer palmare, o simili. Il dispositivo lineare di rilevazione dell’immagine 10 comprende una matrice lineare di sensori 11, un amplificatore a guadagno programmabile 11 A, un convertitore analogico-digitale (A/D) 12, un modulo di adattamento dell'immagine 13, una interfaccia di input/output 14 ed una logica di controllo 15. As shown in Figures 3 to 6, the linear image detection device 10 of this embodiment is intended to be electrically connected to a terminal system 40, such as a computer, cell phone, handheld computer, or the like. The linear image detection device 10 comprises a linear array of sensors 11, a programmable gain amplifier 11 A, an analog-to-digital (A / D) converter 12, an image adaptation module 13, an input interface / output 14 and a control logic 15.

La matrice lineare di sensori 11 è disposta su un substrato. In questa forma di realizzazione, il substrato è costituito da semiconduttore quale materiale di silicio. In un’altra forma di realizzazione, questo substrato può essere costituito di materiale isolante quale vetro, polimero o altri materiali noti. Il sensore può essere un sensore capacitivo, un sensore di pressione, un sensore di temperatura, un sensore ottico, un sensore di campo elettrico, o un sensore di campo magnetico, come trattato nelle sopra menzionate domande di brevetto dalla (a) alla (c) od altre tipologie di sensori. In questa forma di realizzazione, il sensore è di tipo capacitivo, e la matrice di sensori ha le specifiche di 168*8 pixel di rilevazione. Ogni pixel di rilevazione comprende un elettrodo di rilevazione ed un circuito di rilevazione nel substrato sotto il pixel di rilevazione. Ogni pixel ha le dimensioni di 50*50 micron e la risoluzione di 508 DPI. Il dispositivo lineare di rilevazione dell'immagine 10 rileva una pluralità di immagini frammentate intere sovrapposte di un dito (un oggetto) mentre il dito si muove sulla matrice lineare di sensori 11 sostanzialmente lungo una direzione di avanzamento, e poi ottiene una pluralità di segnali analogici AFS di immagini frammentate intere. L'amplificatore a guadagno programmabile 11A amplifica in modo adeguato i segnali analogici AFS di immagini frammentate intere e poi emette in uscita segnali amplificati AFSA. Il convertitore analogico-digitale 12 riceve in modo sequenziale e converte i segnali amplificati AFSA in una pluralità di segnali DFS di immagine digitale. Per semplicità, i segnali DFS di immagine digitale comprendono in modo sequenziale un segnale DFS1 di prima immagine frammentata intera, un segnale DFS2 di seconda immagine frammentata intera ed un segnale DFS3 di terza immagine frammentata intera, come mostrato in figura 4. Il modulo di adattamento dell'immagine 13 riceve ed adatta i segnali DFS di immagine digitale e rigenera in modo sequenziale una pluralità di immagini RFS frammentate parziali non sovrapposte. L’immagine frammentata RFS comprende in modo sequenziale una prima immagine RFS1 frammentata parziale, una seconda immagine RFS2 frammentata parziale ed una terza immagine RFS3 frammentata parziale. Le immagini dalla RFS1 alla RFS3 hanno solitamente differenti lunghezze, ma possono avere la stessa lunghezza in condizioni particolari quando la velocità del dito è sempre costante. L'interfaccia di input/output 14 elettricamente connessa al sistema terminale 40 invia sequenzialmente le immagini RFS frammentate non sovrapposte al sistema terminale 40. Poiché la pluralità di immagini RFS frammentate non sovrapposte non si sovrappongono Cuna con l’altra, il numero di pixel di ciascuna immagine frammentata RFS nella direzione di avanzamento è inferiore o uguale al numero di unità di rilevazione della matrice lineare di sensori 11 nella direzione di avanzamento. In questa invenzione, l'immagine frammentata intera ha le dimensioni pari a quelle dell'area del sensore, e l'immagine frammentata parziale ha le dimensioni inferiori a quelle dell'area del sensore. The linear array of sensors 11 is arranged on a substrate. In this embodiment, the substrate consists of semiconductor such as silicon material. In another embodiment, this substrate can be made of insulating material such as glass, polymer or other known materials. The sensor can be a capacitive sensor, a pressure sensor, a temperature sensor, an optical sensor, an electric field sensor, or a magnetic field sensor, as covered in the aforementioned patent applications (a) to (c). ) or other types of sensors. In this embodiment, the sensor is capacitive type, and the sensor array has the specifications of 168 * 8 detection pixels. Each detection pixel comprises a detection electrode and a detection circuit in the substrate below the detection pixel. Each pixel has the size of 50 * 50 microns and the resolution of 508 DPI. The linear image detection device 10 detects a plurality of overlapping whole fragmented images of a finger (an object) as the finger moves on the linear array of sensors 11 substantially along a direction of travel, and then obtains a plurality of analog signals AFS of whole fragmented images. The programmable gain amplifier 11A adequately amplifies the AFS analog signals of whole fragmented images and then outputs AFSA amplified signals. The analog-to-digital converter 12 sequentially receives and converts the AFSA amplified signals into a plurality of digital image DFS signals. For simplicity, the digital image DFS signals sequentially comprise a full fragmented first image DFS1 signal, a full fragmented second image DFS2 signal, and a full fragmented third image DFS3 signal, as shown in Figure 4. image 13 receives and adapts the digital image signals DFS and sequentially regenerates a plurality of non-overlapping partial fragmented RFS images. The fragmented RFS image sequentially comprises a first partial fragmented RFS1 image, a second partial fragmented RFS2 image and a third partial fragmented RFS3 image. The images from RFS1 to RFS3 usually have different lengths, but they can have the same length in particular conditions when the speed of the finger is always constant. The input / output interface 14 electrically connected to the terminal system 40 sequentially sends the non-overlapping fragmented RFS images to the terminal system 40. Since the plurality of non-overlapping fragmented RFS images do not overlap with each other, the number of pixels of each fragmented RFS image in the forward direction is less than or equal to the number of detection units of the linear array of sensors 11 in the forward direction. In this invention, the whole fragmented image is the same size as the sensor area, and the partial fragmented image is smaller than the sensor area size.

Se la terza immagine frammentata RFS3 è l'ultimo segnale di uscita, il formato dell'informazione della prima immagine frammentata RFS1 o della seconda immagine frammentata RFS2 è inferiore o uguale al formato dell'informazione della terza immagine frammentata RFS3 poiché le immagini frammentate non sovrapposte RFS non si sovrappongono le une con le altre. If the third fragmented image RFS3 is the last output signal, the information format of the first fragmented image RFS1 or the second fragmented image RFS2 is less than or equal to the information format of the third fragmented image RFS3 since the fragmented images do not overlap RFS do not overlap with each other.

La logica di controllo 15 controlla il funzionamento della matrice lineare di sensori 11, deH'amplificatore a guadagno programmabile 11 A, del convertitore analogico-digitale 12, del modulo di adattamento dell'immagine 13 e dell'interfaccia di input/output 14. Il modulo di adattamento dell'immagine riceve ed adatta il segnale DFS1 di prima immagine frammentata ed il segnale DFS2 di seconda immagine frammentata e poi emette il risultato dell'adattamento. A questo punto, la prima immagine frammentata RFS1 è l’immagine non sovrapposta ottenuta sottraendo la porzione sovrapposta fra il segnale DFS2 di seconda immagine frammentata ed il segnale DFS1 di prima immagine frammentata dal segnale DFS1 di prima immagine frammentata. Allo scopo di ridurre l'area del chip, il costo e la potenza di consumo del dispositivo chip dell'invenzione, la logica di funzionamento (o algoritmo) adottata nel modulo di adattamento dell'immagine, che è un circuito integrato, nell'invenzione deve essere davvero semplice e non richiedere un microprocessore o l'architettura di un calcolo con virgola mobile in, per esempio, un DSP. Invece, un tipico circuito logico digitale è in grado di gestire l'elaborazione così che l'area sia piccola, la velocità sia elevata, e la potenza possa essere contenuta. La logica di adattamento dell’immagine utilizzata nella forma di realizzazione è destinata ad adattare le distribuzioni di intensità delle vicine due immagini frammentate basata sul metodo del minimo quadrato. E' anche possibile determinare la regione sovrapposta delle due immagini frammentate vicine mediante previsione del perìodo di tempo per l'acquisizione delle immagini frammentate. The control logic 15 controls the operation of the linear array of sensors 11, the programmable gain amplifier 11 A, the analog-to-digital converter 12, the image adaptation module 13 and the input / output interface 14. The image matching module receives and adapts the first fragmented image DFS1 signal and the second fragmented image DFS2 signal and then outputs the matching result. At this point, the first RFS1 fragmented image is the non-overlapping image obtained by subtracting the overlapped portion between the DFS2 signal of the second fragmented image and the DFS1 signal of the first fragmented image from the DFS1 signal of the first fragmented image. In order to reduce the chip area, cost and power consumption of the chip device of the invention, the operating logic (or algorithm) adopted in the image matching module, which is an integrated circuit, in the invention it must be really simple and not require a microprocessor or floating point computation architecture in, for example, a DSP. Instead, a typical digital logic circuit can handle the processing so that the area is small, the speed is high, and the power can be contained. The image adaptation logic used in the embodiment is intended to adapt the intensity distributions of the nearby two fragmented images based on the least square method. It is also possible to determine the superimposed region of the two neighboring fragmented images by predicting the time period for acquiring the fragmented images.

Al fine di ottenere la funzione di adattamento dell'immagine, il modulo di adattamento dell'immagine 13 comprende una memoria 31, un'unità di adattamento dell'immagine 32 ed un'unità di controllo della memoria 33. La memoria 31 può temporaneamente immagazzinare due segnali DFS di immagine digitale adiacenti (per esempio, il segnale DFS1 di prima immagine frammentata ed il segnale DFS2 di seconda immagine frammentata in figura 5, od il segnale DFS2 di seconda immagine frammentata ed il segnale DFS3 di terza immagine frammentata in figura 6) in una volta. L'unità di adattamento dell'immagine 32 adatta due segnali DFS d’immagine digitale adiacenti immagazzinati nella memoria 31 e poi rigenera le immagini frammentate RFS non sovrapposte secondo la sopra menzionata logica matematica. L’unità di controllo della memoria 33 controlla il funzionamento della memoria 31 e della unità di adattamento dell'immagine 32. In order to achieve the image fitting function, the image fitting module 13 comprises a memory 31, an image fitting unit 32 and a memory control unit 33. The memory 31 can temporarily store two adjacent digital image DFS signals (for example, the fragmented first image DFS1 signal and the fragmented second image DFS2 signal in Figure 5, or the fragmented second image DFS2 signal and the fragmented third image DFS3 signal in Figure 6) in one run. The image adaptation unit 32 adapts two adjacent digital image DFS signals stored in the memory 31 and then regenerates the non-overlapping RFS fragmented images according to the aforementioned mathematical logic. The memory control unit 33 controls the operation of the memory 31 and of the image adaptation unit 32.

Il dispositivo di rilevazione dell'immagine secondo l'invenzione può fornire il metodo di elaborazione comprendente le seguenti fasi. The image detection device according to the invention can provide the processing method comprising the following steps.

Prima, una pluralità di immagini frammentate sovrapposte di un oggetto (per esempio, un dito) viene rilevata, mentre il dito si muove, per ottenere una pluralità di segnali analogici AFS d'immagini frammentate. Poi, i segnai analogici AFS di immagini frammentate sono adeguatamente amplificati ed in seguito i segnali amplificati AFSA vengono generati. Poi, i segnali amplificati AFSA vengono convertiti in modo sequenziale in una pluralità di segnali DFS di immagine digitale, che comprende in modo sequenziale un segnale DFS1 di prima immagine frammentata, un segnale DFS2 di seconda immagine frammentata ed un segnale DFS3 di terza immagine frammentata. Poi, due qualsivoglia segnali d'immagine digitale DFS adiacenti vengono adattati per rigenerare una pluralità di immagini frammentate RFS non sovrapposte, la quale comprende in modo sequenziale una prima immagine frammentata RFS1 , una seconda immagine frammentata RFS2 ed una terza immagine frammentata RFS3. Ognuna di queste immagini frammentate continue RFS non sovrapposte può essere gestita dall'unità di controllo della memoria 33 e temporaneamente immagazzinata nel buffer 31 C. Poi, la logica di controllo 15 controlla le immagini frammentate RFS non sovrapposte destinate ad essere inviate al sistema terminale 40 attraverso l'interfaccia I/O 14, e poi le immagini frammentate non sovrapposte vengono assemblate in una immagine di impronta digitale completa in una modalità di disposizione delle immagini fianco a fianco. First, a plurality of superimposed fragmented images of an object (e.g., a finger) is detected, as the finger moves, to obtain a plurality of AFS analog fragmented image signals. Then, the AFS analog signals of fragmented images are adequately amplified and subsequently the AFSA amplified signals are generated. Then, the AFSA amplified signals are sequentially converted into a plurality of digital image DFS signals, which sequentially comprises a fragmented first image DFS1 signal, a fragmented second image DFS2 signal and a fragmented third image DFS3 signal. Then, any two adjacent DFS digital image signals are matched to regenerate a plurality of non-overlapping RFS fragmented images, which sequentially comprises a first RFS1 fragmented image, a second RFS2 fragmented image and a third RFS3 fragmented image. Each of these non-overlapping RFS continuous fragmented images can be handled by the memory controller 33 and temporarily stored in buffer 31 C. Then, the control logic 15 controls the non-overlapping RFS fragmented images intended to be sent to the terminal system 40. through the I / O interface 14, and then the non-overlapping fragmented images are assembled into a complete fingerprint image in a side-by-side image arrangement mode.

Il metodo di adattamento dei segnali DFS di immagine digitale saranno descritti nel seguito. Prima, i buffer 31 A e 31 B della memoria 31 ricevono ed immagazzinano rispettivamente il segnale DFS1 di prima immagine frammentata ed il segnale DFS2 di seconda immagine frammentata, come mostrato nelle figure 5 e 3. Poi, l’unità di adattamento dell’immagine 32 adatta il segnale DFS1 di prima immagine frammentata con il segnale DFS2 di seconda immagine frammentata per ottenere un primo segnale sovrapposto OS1. In seguito, il primo segnale sovrapposto OS1 viene sottratto dal segnale DFS1 di prima immagine frammentata, e la prima immagine frammentata RFS1 viene così ottenuta e generata in uscita. Cosi, la prima immagine frammentata RFS1 viene ottenuta per sottrazione del segnale sovrapposto OS1 fra il segnale DFS1 di prima immagine frammentata ed il segnale DFS2 di seconda immagine frammentata dal segnale DFS1 di prima immagine frammentata. Poi, la logica di controllo 15 emette la prima immagine frammentata RFS1 al buffer di memoria 31 C e poi al sistema terminale 40 attraverso l'interfaccia I/O 14. The method of matching the digital image DFS signals will be described below. First, the buffers 31A and 31B of the memory 31 receive and store respectively the first fragmented image DFS1 signal and the second fragmented image DFS2 signal, as shown in Figures 5 and 3. Then, the image adaptation unit 32 adapts the fragmented first image DFS1 signal with the fragmented second image DFS2 signal to obtain a first superimposed signal OS1. Thereafter, the first superimposed signal OS1 is subtracted from the DFS1 signal of the first fragmented image, and the first fragmented image RFS1 is thus obtained and generated at the output. Thus, the first fragmented image RFS1 is obtained by subtracting the superimposed signal OS1 between the first fragmented image DFS1 signal and the second fragmented image DFS2 signal from the first fragmented image DFS1 signal. Then, the control logic 15 outputs the first RFS1 fragmented image to the memory buffer 31C and then to the terminal system 40 through the I / O interface 14.

Successivamente, come mostrato in figura 6 e 3, il segnale DFS1 di prima immagine frammentata immagazzinato nel buffer di memoria 31A viene cancellato. Poi, il buffer vuoto (ad esempio, il 31A) della memoria 31 riceve ed immagazzina il segnale DFS3 di terza immagine frammentata. In seguito, il segnale DFS2 di seconda immagine frammentata ed il segnale DFS3 di terza immagine frammentata vengono adattati per ottenere un secondo segnale sovrapposto OS2. Poi, la seconda immagine frammentata RFS2 viene ottenuta ed emessa per sottrazione del secondo segnale sovrapposto OS2 dal segnale DFS2 di seconda immagine frammentata. Infine, punti vengono sommati o rimossi dal segnale DFS3 di terza immagine frammentata per generare ed emettere la terza immagine frammentata RFS3. Viene fatto notare che l'invenzione non si limita all'esempio dei tre segnali d'immagine frammentata ed alle tre immagini frammentate. Invece, l'invenzione si adatta anche per l'applicazione avente due o più di tre segnali di immagine frammentata e di immagini frammentate. Poiché le associate fasi di elaborazione sono similari Cuna all'altra, le relative descrizioni saranno omesse. Subsequently, as shown in Figures 6 and 3, the fragmented first image signal DFS1 stored in the memory buffer 31A is erased. Then, the empty buffer (for example, 31A) of memory 31 receives and stores the third fragmented image DFS3 signal. Thereafter, the fragmented second image DFS2 signal and the fragmented third image DFS3 signal are adapted to obtain a second superimposed signal OS2. Then, the second fragmented image RFS2 is obtained and emitted by subtracting the second superimposed signal OS2 from the second fragmented image DFS2 signal. Finally, dots are added or removed from the third fragmented image DFS3 signal to generate and output the third RFS3 fragmented image. It is noted that the invention is not limited to the example of the three fragmented image signals and the three fragmented images. Instead, the invention is also suitable for application having two or more than three fragmented image and fragmented image signals. Since the associated processing steps are similar to each other, the related descriptions will be omitted.

Durante la procedura di adattamento, viene ottenuto che il segnale DFS3 di terza immagine frammentata viene spostato verso destra rispetto al segnale DFS1 di prima immagine frammentata secondo la somma dei segnali DFS1 e DFS2 e dei segnali DFS2 e DFS3. Così, la seconda immagine frammentata RFS2 contiene il blocco sinistro 55 ma non contiene il blocco destro 56, e la terza immagine frammentata RFS3 contiene il blocco sinistro 57 ma non contiene il blocco destro 58. During the fitting procedure, it is obtained that the fragmented third image DFS3 signal is shifted to the right with respect to the fragmented first image DFS1 signal according to the sum of the DFS1 and DFS2 signals and the DFS2 and DFS3 signals. Thus, the second fragmented image RFS2 contains the left block 55 but does not contain the right block 56, and the third fragmented image RFS3 contains the left block 57 but does not contain the right block 58.

Al fine di gestire e ridurre la capacità della memoria 31 efficacemente, le velocità delle serie di operazioni comprendenti la velocità di scrittura in memoria, la velocità di elaborazione dell’unità di adattamento dell’immagine e la velocità di emissione delle immagini frammentate non sovrapposte devono essere molto maggiori della velocità di spostamento del dito, ed il periodo per le serie di operazioni deve essere inferiore ad un millesimo di secondo. In order to manage and reduce the capacity of the memory 31 effectively, the speeds of the series of operations including the speed of writing to the memory, the processing speed of the image adaptation unit and the output speed of the non-overlapping fragmented images must be much greater than the speed of movement of the finger, and the period for the series of operations must be less than one thousandth of a second.

Cosi, la memoria 31 deve immagazzinare soltanto due segnali frammentati, e la capacità minima della memoria 31 è sostanzialmente pari al doppio del formato dell’informazione di ciascun segnale d’immagine digitale DFS. Thus, the memory 31 must store only two fragmented signals, and the minimum capacity of the memory 31 is substantially equal to double the information format of each digital image signal DFS.

Fino a qui, il dispositivo chip dell'invenzione può emettere in modo continuo le immagini frammentate non sovrapposte secondo l’unità di adattamento dell’immagine ed il metodo di controllo della memoria. Quando il dito viene posizionato sul dispositivo chip e si muove, l’informazione di movimento negli assi X ed Y può essere fornita per stima dei formati di emissione delle immagini frammentate continue non sovrapposte, quali la variazione della lunghezza e la velocità di variazione della lunghezza, o la variazione della larghezza e la velocità di variazione della larghezza dei blocchi 57 e 58, il che è similare al movimento dei dito in un pannello digitale. Up to now, the chip device of the invention can continuously emit non-overlapping fragmented images according to the image adaptation unit and the memory control method. When the finger is placed on the chip device and moves, the movement information in the X and Y axes can be provided by estimating the output formats of the non-overlapping continuous fragmented images, such as the change in length and the rate of change in length. , or the change in the width and rate of change in the width of the blocks 57 and 58, which is similar to the movement of fingers in a digital panel.

La figura 7 è un diagramma a blocchi che mostra un dispositivo lineare di rilevazione dell’immagine con funzione di adattamento dell'immagine sulla base di una seconda forma di realizzazione dell’invenzione. Come mostrato in figura 7, questa forma di realizzazione è similare alla prima forma di realizzazione eccetto che il modulo di adattamento dell'immagine 13 comprende ulteriormente un'unità di navigazione 34 controllata dalla logica di controllo 15. L'unità di navigazione 34 calcola una relazione di movimento relativo fra due segnali di immagine digitale adiacenti DFS secondo le immagini frammentate non sovrapposte RFS ed i segnali d'immagine digitale DFS in modo da emettere un segnale di navigazione NS attraverso l'interfaccia di input/output 14 per controllare le operazioni di un sistema puntatore (per esempio, il sistema cursore del mouse) nel sistema terminale 40. Figure 7 is a block diagram showing a linear image detection device with image adaptation function based on a second embodiment of the invention. As shown in Figure 7, this embodiment is similar to the first embodiment except that the image adaptation module 13 further comprises a navigation unit 34 controlled by the control logic 15. The navigation unit 34 calculates a Relative motion relationship between two adjacent digital image signals DFS according to the non-overlapping fragmented images RFS and the digital image signals DFS so as to output a navigation signal NS through the input / output interface 14 to control the operations of a pointer system (for example, the mouse cursor system) in the terminal system 40.

Viene fatto notare che il dispositivo lineare di rilevazione dell’immagine di questa forma di realizzazione può soltanto fornire la funzione di emissione del segnale di navigazione NS senza l'emissione dell'immagine frammentata. It is noted that the linear image detection device of this embodiment can only provide the function of issuing the navigation signal NS without emitting the fragmented image.

La figura 8 è un diagramma a blocchi che mostra un dispositivo lineare di rilevazione dell’immagine con funzione di adattamento dell'immagine secondo una terza forma di realizzazione dell'invenzione. Come mostrato in figura 8, la terza forma di realizzazione è similare alla seconda forma di realizzazione eccetto che la terza forma di realizzazione non emette le immagini frammentate non sovrapposte. Così, la matrice lineare di sensori 11 rileva una pluralità di immagini frammentate non sovrapposte di un dito mentre il dito si muove sulla matrice in una direzione arbitraria e così ottiene una pluralità di segnali analogici AFS d’immagine frammentata. L'amplificatore a guadagno programmabile 11A ed il convertitore analogico-digitale 12 hanno le medesime funzioni come quelli della seconda forma di realizzazione, e le descrizioni dettagliate relative saranno omesse. Il modulo di adattamento dell'immagine 13 riceve ed adatta i segnali d'immagine digitale DFS per calcolare una relazione di movimento relativo fra due segnali di immagine digitale DFS adiacenti, in modo da emettere un segnale di navigazione NS attraverso l'interfaccia di input/output 14 per controllare le operazioni del sistema puntatore nel sistema terminale 40. Figure 8 is a block diagram showing a linear image detection device with image adaptation function according to a third embodiment of the invention. As shown in Figure 8, the third embodiment is similar to the second embodiment except that the third embodiment does not output the non-overlapping fragmented images. Thus, the linear array of sensors 11 detects a plurality of non-overlapping fragmented images of a finger while the finger moves on the matrix in an arbitrary direction and thus obtains a plurality of AFS analog fragmented image signals. The programmable gain amplifier 11A and the analog-to-digital converter 12 have the same functions as those of the second embodiment, and the related detailed descriptions will be omitted. The image matching module 13 receives and adapts the DFS digital image signals to calculate a relative motion relationship between two adjacent DFS digital image signals, so as to output a navigation signal NS through the input interface / output 14 to control pointer system operations in terminal system 40.

Il modulo di adattamento dell'immagine 13 comprende una memoria 31, un'unità di navigazione 34 ed un’unità di controllo della memoria 33. La memoria 31 immagazzina temporaneamente due segnali d'immagine digitale adiacenti in una volta. L’unità di navigazione 34 adatta i due segnali di immagine digitale DFS adiacenti immagazzinati nella memoria 31 e genera il segnale di navigazione NS. L'unità di controllo della memoria 33 controlla le operazioni della memoria 31 e dell'unità di navigazione 34. Il metodo di elaborazione per il dispositivo lineare di rilevazione dell'immagine secondo la terza forma di realizzazione comprende le seguenti fasi. Prima, la matrice lineare di sensori 11 rileva una pluralità di immagini frammentate non sovrapposte di un dito mentre il dito si muove sulla matrice in una direzione arbitraria, e cosi ottiene una pluralità di segnali analogici AFS d'immagine frammentata. Poi, i segnali analogici AFS d'immagine frammentata vengono amplificati ed una pluralità di segnali amplificati AFSA viene emessa. In seguito, i segnali amplificati AFSA vengono convertiti in modo sequenziale in una pluralità di segnali d’immagine digitale DFS. Poi, i segnali d'immagine digitale DFS vengono comparati ed adattati così che una relazione di movimento relativo fra due segnali d'immagine digitale DFS adiacenti venga calcolata. In questa maniera, un segnale di navigazione NS viene emesso per controllare le operazioni del sistema puntatore nel sistema terminale 40. The image adaptation module 13 comprises a memory 31, a navigation unit 34 and a memory control unit 33. The memory 31 temporarily stores two adjacent digital image signals at once. The navigation unit 34 adapts the two adjacent digital image signals DFS stored in the memory 31 and generates the navigation signal NS. The memory control unit 33 controls the operations of the memory 31 and the navigation unit 34. The processing method for the linear image detection device according to the third embodiment comprises the following steps. First, the linear array of sensors 11 detects a plurality of non-overlapping fragmented images of a finger as the finger moves across the array in an arbitrary direction, and thus obtains a plurality of analog fragmented image AFS signals. Then, the analog fragmented image AFS signals are amplified and a plurality of AFSA amplified signals are output. Subsequently, the AFSA amplified signals are converted sequentially into a plurality of DFS digital image signals. Then, the DFS digital image signals are compared and adapted so that a relative motion relationship between two adjacent DFS digital image signals is calculated. In this manner, a navigation signal NS is output to control the operations of the pointer system in the terminal system 40.

Secondo la forma di realizzazione dell'invenzione, il dispositivo lineare di rilevazione dell'immagine esegue la procedura di adattamento in una modalità di semplice calcolo logico senza l'uso di circuiti di elaborazione complicati. Così, possono essere conseguiti gli effetti di contenimento della potenza dissipata e di miniaturizzazione del prodotto. In aggiunta, poiché la capacità minima della memoria può essere pari o doppia alla dimensione dell'informazione di ciascun segnale di immagine digitale, il costo ed il consumo di potenza del dispositivo di rilevazione possono essere ridotti. Inoltre, poiché la dimensione dell'informazione in ciascuna trasmissione non è superiore del formato dell'informazione di un segnale d'immagine digitale e nessuna sovrapposizione si verifica, la larghezza di banda fra il dispositivo di rilevazione dell'invenzione ed il sistema terminale può essere diminuita, e lo spazio di memoria nel sistema terminale può essere notevolmente ridotto. According to the embodiment of the invention, the linear image detection device performs the fitting procedure in a simple logic calculation mode without the use of complicated processing circuits. Thus, the effects of containment of the dissipated power and of miniaturization of the product can be achieved. In addition, since the minimum memory capacity can be equal to or double the information size of each digital image signal, the cost and power consumption of the detection device can be reduced. Furthermore, since the size of the information in each transmission is not greater than the information format of a digital image signal and no overlap occurs, the bandwidth between the detection device of the invention and the terminal system can be decreased, and the memory space in the terminal system can be significantly reduced.

Sebbene l’invenzione sia stata descritta mediante esempi ed in termini di preferite forme di realizzazione, va inteso che l'invenzione non si limita alle discusse forme di realizzazione. Al contrario, viene inteso che l'invenzione copra diverse modifiche. Pertanto, lo scopo delle allegate rivendicazioni dovrebbe essere inteso secondo la più ampia interpretazione, in modo da racchiudere tutte le possibili modifiche. Although the invention has been described by means of examples and in terms of preferred embodiments, it should be understood that the invention is not limited to the discussed embodiments. On the contrary, the invention is intended to cover several modifications. Therefore, the purpose of the attached claims should be understood according to the broadest interpretation, so as to encompass all possible modifications.

Claims

CLAIMS 1. Image detection device intended to be electrically connected to a terminal system, the image detection device comprising: a linear array of sensors for detecting a plurality of overlapping whole fragmented images of an object as the object moves over the linear array of sensors substantially along a direction of travel, and thus emitting a plurality of analog fragmented image signals ; a programmable gain amplifier for the amplification of analog fragmented image signals and then the emission of a plurality of amplified signals; an analog-to-digital converter for sequentially receiving and converting amplified signals into a plurality of digital image signals; an image adaptation module for the reception and adaptation of digital image signals, and the sequential regeneration of non-overlapping partial fragmented images, which do not overlap each other; an input / output interface, which is electrically connected directly or indirectly to the terminal system, for the sequential emission of partial fragmented images not superimposed on the terminal system; And a control logic for controlling the operations of the linear array of sensors, the programmable gain amplifier, the analog to digital converter, the image adaptation module and the input / output interface.

The chip according to claim 1, wherein the number of pixels of each of the non-overlapping partial fragmented images in the forward direction is less than or equal to the number of detection units of the linear array of sensors in the forward direction.

The chip of claim 1, wherein the non-overlapping partial fragmented images sequentially comprise a first fragmented image, a second fragmented image and a third fragmented image, and any one of the first fragmented image and the second fragmented image has a information size less than or equal to the information size of the third fragmented image.

The chip according to claim 1, wherein the image matching module comprises: a memory for the temporary storage of two adjacent digital image signals; an image matching unit for matching two adjacent digital image signals into memory, and thereby regenerating the non-overlapping partial fragmented images; And a memory controller for controlling memory operations and image adaptation unit.

The chip according to claim 4, wherein a memory capacity is substantially twice the information format of each of the digital image signals.

The chip according to claim 4, wherein the image matching module further comprises a navigation unit for a calculation of the relative motion relationship between two adjacent digital image signals according to the non-overlapping partial fragmented images and the digital image signals, and thus emitting a navigation signal through the input / output interface to control the operations of a pointer system of the terminal system.

The chip according to claim 1, wherein the digital image signals sequentially comprise a fragmented first image signal and a fragmented second image signal, the non-overlapping partial fragmented images comprise a fragmented first image, which corresponds to a superimposed signal obtained by subtracting one of the fragmented first image signal and the fragmented second image signal from the fragmented first image signal.

8. A processing method for an image detection device, comprising the steps of: utilizing a linear array of sensors to detect a plurality of overlapping whole fragmented images of an object as the object moves substantially in a direction of travel and to obtain a plurality of analog fragmented image signals; amplifying the analog fragmented image signals and outputting a plurality of amplified signals; sequentially converting the amplified signals into a plurality of digital image signals; and adapt digital image signals and sequentially regenerate non-overlapping partial fragmented images, which do not overlap each other.

The method according to claim 8, wherein the number of pixels of each of the non-superimposed partial fragmented images in the direction of travel is less than or equal to the number of detection units of the linear array of sensors in the direction of travel.

The method according to claim 9, wherein the non-overlapping partial fragmented images sequentially comprise a first fragmented image, a second fragmented image and a third fragmented image, and any one of the first fragmented image and the second fragmented image has a information dimension less than or equal to the information dimension of the third fragmented image.

The method according to claim 8, wherein the digital image signals sequentially comprise a fragmented first image signal, a fragmented second image signal and a fragmented third image signal, the non-overlapping partial fragmented images comprising in sequentially a first fragmented image, a second fragmented image and a third fragmented image, and the steps of adapting the digital image signals comprise the secondary steps of: receiving and storing the fragmented first image signal; receiving and storing the second fragmented image signal; matching the first fragmented image signal with the second fragmented image signal to obtain a first superimposed signal; and subtracting the first superimposed signal from the first fragmented image signal to obtain and output the first fragmented image.

The method according to claim 11, wherein the step of adapting the digital image signals further comprises, after the secondary step of issuing the second fragmented image, the secondary steps of: cancellation of the first fragmented image signal; reception and storage of the fragmented third image signal; matching the second fragmented image signal with the third fragmented image signal to obtain a second superimposed signal; and subtracting the second superimposed signal from the second fragmented image signal to obtain and output the second fragmented image.

The method according to claim 8, further comprising the steps of: calculating a relative motion relationship between two adjacent digital image signals according to the non-overlapping partial fragmented images and the digital image signals, and thus outputting a navigation signal to control the operations of a pointer system of a terminal system.