TWI710963B - 指紋圖像歸一化方法、指紋圖像歸一化裝置及資訊處理裝置 - Google Patents

指紋圖像歸一化方法、指紋圖像歸一化裝置及資訊處理裝置 Download PDF

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Abstract

一種指紋圖像歸一化方法，其包含以下步驟：利用一信號處理及轉換電路對一指紋感測器所輸出之一電容感應信號進行一偏移操作、一放大操作及一類比數位轉換操作，以獲得一數位資料；以及利用一處理器依一儲存器所儲存之一增益值及一偏移量對所述數位資料進行一逆轉換計算以獲得所述電容感應信號的對應電容感應值，其中，所述的逆轉換計算表示為S = D / G + n * Vstep ，S代表所述的對應電容感應值，D代表所述數位資料，G代表所述增益值，n * Vstep 代表所述偏移量。

Description

指紋圖像歸一化方法、指紋圖像歸一化裝置及資訊處理裝置
本發明係關於一種指紋圖像歸一化裝置及指紋圖像歸一化方法，特別是關於一種將轉換得到的指紋圖像轉變為能反映指紋感應的電容值的容值圖像之指紋圖像歸一化方法。
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，電容式指紋感測器把指紋與感測器之間的感應電容轉換為電壓，得到數位指紋圖像。以此方式所得到的指紋圖像可以反映指紋脊線與穀線的相對電容大小，形成指紋紋理。
然而，由於受到量程(由標稱範圍決定)限制，現有的電容式指紋感測器所獲得的數位指紋圖像並不能反映指紋上的精確電容感應值，也不能比較兩枚指紋哪一個感應的電容更大。
為解決上述問題，本領域亟需一新穎的指紋圖像歸一化的技術。
本發明之一目的在於提供一種指紋圖像歸一化技術，其可將轉換後的數位指紋資料變換為轉換前之指紋採樣點的電容感應值，或者與所述電容感應值等比例的數值，俾利於去除指紋圖像上常見的雜訊、模糊紋路等現象。
本發明之另一目的在於提供一種指紋圖像歸一化技術，其可將轉換後的數位指紋資料變換為轉換前之指紋採樣點的電容感應值，或者與所述電容感應值等比例的數值，以提供一額外的壓力感測資訊。
為達上述目的，一種指紋圖像歸一化方法乃被提出，其包含以下步驟：
利用一信號處理及轉換電路對一指紋感測器所輸出之一電容感應信號進行一信號轉換操作以獲得一數位資料；以及
利用一處理器依一儲存器所儲存之一組信號轉換參數對所述數位資料進行一逆轉換計算以獲得所述電容感應信號的對應電容感應值。
在一實施例中，該信號轉換操作包括一偏移操作、一放大操作及一類比數位轉換操作，且該組信號轉換參數包括一增益值及一偏移量，其中，所述的逆轉換計算表示為S = D / G + n * Vstep ，S代表所述的對應電容感應值，D代表所述數位資料，G代表所述增益值，n * Vstep 代表所述偏移量。
在一實施例中，該信號處理及轉換電路包括：
一類比前端電路，用以對所述電容感應信號進行所述偏移操作及所述放大操作以產生一類比電壓；以及
一類比數位轉換器，用以將所述類比電壓轉成所述數位資料。
為達上述目的，本發明進一步提出一種指紋圖像歸一化裝置，其包含：
一儲存器，用以儲存一增益值及一偏移量；
一指紋感測器，用以感測一指紋以產生複數個電容感應信號；
一類比前端電路，用以對所述電容感應信號進行一偏移操作及一放大操作以產生一類比電壓；
一類比數位轉換器，用以將所述類比電壓轉成一數位資料；以及
一處理器，用以依該儲存器所儲存之所述增益值及所述偏移量對所述數位資料進行一逆轉換計算以獲得對應的電容感應值。
在一實施例中，該逆轉換計算係透過以下公式表示：S = D / G + n * Vstep ，其中，S代表所述對應的電容感應值，n* Vstep 代表所述偏移量，n為正整數，Vstep 為一步階電壓值，G代表所述增益值，以及D代表所述數位資料。
另外，本發明亦提出一種資訊處理裝置，其包括一中央處理單元及如前述之指紋圖像歸一化裝置，其中，該中央處理單元係用以與所述處理器通信以獲得所述對應的電容感應值。
在可能的實施例中，所述之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。
請參照圖1，其繪示本發明之指紋圖像歸一化裝置之一實施例示意圖。
如圖1所示，一指紋圖像歸一化裝置100包含一儲存器110、一指紋感測器120、一類比前端電路131、一類比數位轉換器132及一處理器140，其中，儲存器110係用以儲存一增益值及一偏移量；指紋感測器120係用以感測一指紋以產生複數個電容感應信號；類比前端電路131係用以對所述電容感應信號進行一偏移操作及一放大操作以產生一類比電壓；類比數位轉換器132係用以將所述類比電壓轉成一數位資料；以及處理器140係用以依儲存器110所儲存之所述增益值及偏移量對所述數位資料進行一逆轉換計算以獲得對應的電容感應值。
具體而言，請參照圖2，其繪示由圖1之類比前端電路131及類比數位轉換器132所組成之一信號處理及轉換電路的一信號轉換操作示意圖，其中，類比前端電路131包括一加法器131a及一乘法器131b。
如圖2所示，該信號轉換操作可透過以下公式表示： D = (S-n*Vstep ) * G
其中，S代表所述電容感應信號；n* Vstep 代表所述偏移量，n為正整數，Vstep 為一步階電壓值；G代表所述增益值；以及D代表所述數位資料。
依上述的說明，所述的逆轉換計算可表示為：
S = D / G + n * Vstep
也就是說，處理器140在獲得數位資料D後，即可依儲存器110所儲存之增益值G及偏移量n * Vstep 對數位資料D進行所述的逆轉換計算以獲得電容感應信號S的對應電容感應值。也就是說，本發明的指紋圖像歸一化技術可將轉換後的數位指紋資料變換為轉換前之指紋採樣點的電容感應值，俾利於去除指紋圖像上常見的雜訊、模糊紋路等現象，或提供一額外的壓力感測資訊。
依上述的說明，本發明進一步提出一種指紋圖像歸一化的方法。請參照圖3，其繪示本發明之指紋圖像歸一化方法之一實施例流程圖。如圖3所示，該指紋圖像歸一化方法包含以下步驟：
步驟S302：利用一信號處理及轉換電路對一指紋感測器所輸出之一電容感應信號進行一偏移操作、一放大操作及一類比數位轉換操作，以獲得一數位資料；以及
步驟S304：利用一處理器依一儲存器所儲存之一增益值及一偏移量對所述數位資料進行一逆轉換計算以獲得所述電容感應信號的對應電容感應值，其中，所述的逆轉換計算可表示為S = D / G + n *Vstep ，S代表所述的對應電容感應值，D代表所述數位資料，G代表所述增益值，n * Vstep 代表所述偏移量。
另外，雖然在上述的說明中，所述逆轉換計算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信號處理參數。也就是說，本發明的指紋圖像歸一化的方法的技術特徵可表示為：利用一信號處理及轉換電路對一指紋感測器所輸出之一電容感應信號進行一信號轉換操作以獲得一數位資料；以及利用一處理器依一儲存器所儲存之一組信號轉換參數對所述數位資料進行一逆轉換計算以獲得所述電容感應信號的對應電容感應值。
另外，本發明進一步提出一種資訊處理裝置。請參照圖4，其繪示本發明之資訊處理裝置之一實施例方塊圖。如圖4所示，一資訊處理裝置200包括一中央處理單元210及一指紋圖像歸一化裝置220，其中，指紋圖像歸一化裝置220係由圖1之指紋圖像歸一化裝置100實現，且中央處理單元210係用以與指紋圖像歸一化裝置220之一處理器(同圖1之處理器140)通信以獲得所述對應電容感應值。
另外，資訊處理裝置200可為一智慧型手機或一可攜式電腦裝置。
藉由前述所揭露的設計，本發明乃具有以下的優點：
1.可去除指紋圖像之雜訊，有效的改善圖像品質。
2.提高指紋辨識之準確度。
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，本案無論就目的、手段與功效，在在顯示其迥異於習知之技術特徵，且其首先發明合於實用，亦在在符合發明之專利要件，懇請  貴審查委員明察，並祈早日賜予專利，俾嘉惠社會，實感德便。
100:指紋圖像歸一化裝置110:儲存器120:指紋感測器131:類比前端電路132:類比數位轉換器140:處理器200:資訊處理裝置210:中央處理單元220:指紋圖像歸一化裝置S302:利用一信號處理及轉換電路對一指紋感測器所輸出之一電容感應信號進行一偏移操作、一放大操作及一類比數位轉換操作，以獲得一數位資料S304:利用一處理器依一儲存器所儲存之一增益值及一偏移量對所述數位資料進行一逆轉換計算以獲得所述電容感應信號的對應電容感應值
圖1繪示本發明之指紋圖像歸一化裝置之一實施例示意圖。 圖2繪示由圖1之類比前端電路及類比數位轉換器所組成之一信號處理及轉換電路的一信號轉換操作示意圖。 圖3繪示本發明之指紋圖像歸一化方法之一實施例流程圖。 圖4繪示本發明之資訊處理裝置之一實施例方塊圖。
S302:利用一信號處理及轉換電路對一指紋感測器所輸出之一電容感應信號進行一偏移操作、一放大操作及一類比數位轉換操作，以獲得一數位資料
S304:利用一處理器依一儲存器所儲存之一增益值及一偏移量對所述數位資料進行一逆轉換計算以獲得所述電容感應信號的對應電容感應值

Claims (5)

  1. 一種指紋圖像歸一化方法，其包含以下步驟：利用一信號處理及轉換電路對一指紋感測器所輸出之一電容感應信號進行一信號轉換操作以獲得一數位資料；以及利用一處理器依一儲存器所儲存之一組信號轉換參數對所述數位資料進行一逆轉換計算以獲得所述電容感應信號的對應電容感應值；其中該信號轉換操作包括一偏移操作、一放大操作及一類比數位轉換操作，且該組信號轉換參數包括一增益值及一偏移量，其中，所述的逆轉換計算表示為S=D/G+n * Vstep，S代表所述的對應電容感應值，D代表所述數位資料，G代表所述增益值，n * Vstep代表所述偏移量。
  2. 如請求項1所述之指紋圖像歸一化方法，其中該信號處理及轉換電路包括：一類比前端電路，用以對所述電容感應信號進行所述偏移操作及所述放大操作以產生一類比電壓；以及一類比數位轉換器，用以將所述類比電壓轉成所述數位資料。
  3. 一種指紋圖像歸一化裝置，包含：一儲存器，用以儲存一增益值及一偏移量；一指紋感測器，用以感測一指紋以產生複數個電容感應信號；一類比前端電路，用以對所述電容感應信號進行一偏移操作及一放大操作以產生一類比電壓；一類比數位轉換器，用以將所述類比電壓轉成一數位資料；以及一處理器，用以依該儲存器所儲存之所述增益值及所述偏移量對所述數位資料進行一逆轉換計算以獲得對應的電容感應值；其中該逆轉換計算係透過以下公式表示：S=D/G+n * Vstep，其中，S代表所述對應的電容感應值，n* Vstep代表所述偏移量，n為正整數，Vstep為一步階電壓值，G代表所述增益值，以及D代表所述數位資料。
  4. 一種資訊處理裝置，其包括一中央處理單元及如請求項3項所述 之指紋圖像歸一化裝置，其中，該中央處理單元係用以與所述處理器通信以獲得所述對應的電容感應值。
  5. 如請求項4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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Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1511300A (zh) * 1997-05-16 2004-07-07 ̩ 具有滤波和节电特性的指纹传感器以及相关的方法
US20060158202A1 (en) * 2003-11-25 2006-07-20 Alps Electric Co., Ltd. Capacitance detecting circuit and method, and fingerprint sensor using the same
EP1990759A2 (en) * 2000-12-29 2008-11-12 UPEK, Inc. Fingerprint detection
EP2365421A2 (en) * 2010-03-12 2011-09-14 Broadcom Corporation Tactile communication system
CN105706111A (zh) * 2014-07-14 2016-06-22 指纹卡有限公司 用于噪声减轻的方法及电子装置
EP3096262A1 (en) * 2015-04-15 2016-11-23 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and apparatus for recognizing fingerprint
WO2017080310A1 (zh) * 2015-11-13 2017-05-18 广东欧珀移动通信有限公司 指纹图像处理方法、装置和终端设备
US20170243042A1 (en) * 2011-02-04 2017-08-24 Gannon Technologies Group, Llc Systems and methods for biometric identification
WO2017209675A1 (en) * 2016-05-30 2017-12-07 Fingerprint Cards Ab Correction and detection of defective capacitive sensor elements of a fingerprint sensor
US9916538B2 (en) * 2012-09-15 2018-03-13 Z Advanced Computing, Inc. Method and system for feature detection
WO2018082011A1 (zh) * 2016-11-04 2018-05-11 深圳市汇顶科技股份有限公司 活体指纹识别方法及装置
WO2018089817A1 (en) * 2016-11-10 2018-05-17 Synaptics Incorporated Systems and methods for improving spoof detection based on matcher alignment information
WO2018126368A1 (zh) * 2017-01-05 2018-07-12 深圳市汇顶科技股份有限公司 触控装置和确定触控装置的电容感应量的方法
WO2018154523A1 (en) * 2017-02-24 2018-08-30 Dark Matter L.L.C. Unique hardware fingerprint device and method

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1511300A (zh) * 1997-05-16 2004-07-07 ̩ 具有滤波和节电特性的指纹传感器以及相关的方法
EP1990759A2 (en) * 2000-12-29 2008-11-12 UPEK, Inc. Fingerprint detection
US20060158202A1 (en) * 2003-11-25 2006-07-20 Alps Electric Co., Ltd. Capacitance detecting circuit and method, and fingerprint sensor using the same
EP2365421A2 (en) * 2010-03-12 2011-09-14 Broadcom Corporation Tactile communication system
US20170243042A1 (en) * 2011-02-04 2017-08-24 Gannon Technologies Group, Llc Systems and methods for biometric identification
US9916538B2 (en) * 2012-09-15 2018-03-13 Z Advanced Computing, Inc. Method and system for feature detection
CN105706111A (zh) * 2014-07-14 2016-06-22 指纹卡有限公司 用于噪声减轻的方法及电子装置
EP3096262A1 (en) * 2015-04-15 2016-11-23 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and apparatus for recognizing fingerprint
WO2017080310A1 (zh) * 2015-11-13 2017-05-18 广东欧珀移动通信有限公司 指纹图像处理方法、装置和终端设备
WO2017209675A1 (en) * 2016-05-30 2017-12-07 Fingerprint Cards Ab Correction and detection of defective capacitive sensor elements of a fingerprint sensor
WO2018082011A1 (zh) * 2016-11-04 2018-05-11 深圳市汇顶科技股份有限公司 活体指纹识别方法及装置
WO2018089817A1 (en) * 2016-11-10 2018-05-17 Synaptics Incorporated Systems and methods for improving spoof detection based on matcher alignment information
WO2018126368A1 (zh) * 2017-01-05 2018-07-12 深圳市汇顶科技股份有限公司 触控装置和确定触控装置的电容感应量的方法
WO2018154523A1 (en) * 2017-02-24 2018-08-30 Dark Matter L.L.C. Unique hardware fingerprint device and method

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