TWM655960U - 感測驅動晶片及資訊處理裝置 - Google Patents
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Abstract
一種感測驅動晶片，其具有：一接收單元，用以接收一感測模組之一幀感測數據；一控制單元，與該接收單元耦接，用以自該接收單元獲得該幀感測數據；以及一記憶體，與該控制單元耦接，用以儲存該幀感測數據及一卷積核；其中，該控制單元自該記憶體讀取該幀感測數據及該卷積核，並依該卷積核對該幀感測數據進行一卷積運算以產生一幀更新的感測數據。
Description
本創作係有關於傳感器之感測數據處理電路，尤指一種感測驅動晶片。
在實際的應用中，一般的傳感器，例如觸控感測模組或指紋採集模組在採集一幀感測數據時，該幀感測數據往往會包含環境雜訊，而該環境雜訊往往會對之後的觸控事件計算帶來影響，因此，有必要對該幀感測數據進行消除雜訊的運算，而其常用的濾波運算有中值濾波、均值濾波等運算。
然而，現有的感測數據濾波技術仍有改善的空間。
為解決上述的問題，本領域亟需一新穎的感測驅動晶片。
本創作之一目的在於揭露一種感測驅動晶片，其可藉由一二維高斯加權平均運算產生一幀可靠的感測數據。
本創作之另一目的在於揭露一種感測驅動晶片，其可藉由對一幀感測數據之特定區域進行一二維高斯加權平均運算以快速又可靠地處理該幀感測數據。
本創作之又一目的在於揭露一種資訊處理裝置，其可藉由前述的感測驅動晶片快速又可靠地處理一幀感測數據。
為達前述目的，一種感測驅動晶片乃被提出，其具有：
一接收單元，用以接收一感測模組之一幀感測數據；
一控制單元，與該接收單元耦接，用以自該接收單元獲得該幀感測數據；以及
一記憶體，與該控制單元耦接，用以儲存該幀感測數據及一卷積核；
其中，該控制單元自該記憶體讀取該幀感測數據及該卷積核，並依該卷積核對該幀感測數據進行一卷積運算以產生一幀更新的感測數據。
在一實施例中，該卷積核中之各元素的數值係呈現一二維高斯分布。
在一實施例中，該卷積運算包括一歸一化運算。
在可能的實施例中，該感測模組所測得之該幀感測數據可為一幀觸控感測數據或一幀指紋感測數據。
為達前述目的，本創作進一步提出一種資訊處理裝置，其具有一中央處理單元如前述之感測驅動晶片，其中，該中央處理單元係與該感測驅動晶片耦接。
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、一穿戴型裝置、一攜帶型電腦、一車載電腦或一門禁裝置。
為使 貴審查委員能進一步瞭解本創作之結構、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。
本創作的原理在於：
(1)利用一二維高斯函數決定一卷積核中各元素的數值，該卷積核為一n*n的矩陣，n為大於1的奇數；
(2)以一幀感測數據點之各數據點為中心，為各數據點各定義出一加權數據點區域，其中，該加權數據點區域的尺寸為n*n，且若該加權數據點區域中有部分數據點落在該幀感測數據點的範圍外，則使該部分數據點的內容均以0為代表；以及
(3)對該幀感測數據點中之各感測數據點均以該卷積核對以其為中心點之所述加權數據點區域進行一歸一化的卷積計算以產生一新的數值，並以各該新的數值更新該幀感測數據點之各感測數據點的內容，從而濾除該幀感測數據點中的雜訊。
請參照圖1，其繪示本創作之感測驅動晶片之一實施例之方塊圖。如圖1所示，一感測驅動晶片100具有一接收單元110、一控制單元120及一記憶體130，其中，接收單元110係用以接收一感測模組140之一幀感測數據D
S並將其儲存在記憶體130中，且控制單元120及記憶體130係用以執行一雜訊濾除運算，該運算包括：
(一)在記憶體130中儲存一卷積核，其中，該卷積核中之各元素的數值係利用一二維高斯函數決定，該卷積核為一n*n的矩陣，n為大於1的奇數；
(二)控制單元120以一幀感測數據D
S之各數據點為中心，為各數據點各定義出一加權數據點區域，其中，該加權數據點區域的尺寸為n*n，且若該加權數據點區域中有部分數據點落在該幀感測數據D
S的數據點範圍外，則使該部分數據點的內容均以0為代表；以及
(三)控制單元120在對該幀感測數據D
S中之各感測數據點均以該卷積核對以其為中心點之所述加權數據點區域進行一歸一化卷積運算以產生一新的數值，並以各該新的數值更新該幀感測數據D
S。
在上述(二)中，該幀感測數據D
S可為一幀觸控感測數據或一幀指紋感測數據。
另外，本創作可依該幀感測數據D
S之一感測判斷結果對該幀感測數據D
S中之至少一特定區域中之數據進行上述的歸一化卷積運算以濾除該特定區域中之雜訊，然後再由該特定區域產生所述的感測判斷結果，從而快速又可靠地處理該幀感測數據D
S。例如，假設該幀感測數據D
S為一幀觸控感測數據，而該感測判斷結果指出有三個觸控點，則本創作可依所述三個觸控點在該幀感測數據D
S中之分別以所述三個觸控點為中心之三個加權數據點區域中進行上述的歸一化卷積運算以濾除該些加權數據點區域中之雜訊，然後再由更新後的數值產生新的感測判斷結果。依此，若所述三個觸控點中有一個觸控點是因雜訊所產生的假觸控點，本創作即可快速地將其消除。
詳細而言，該二維高斯函數之公式如下：
，其中，(x, y)為二維座標，
為一標準差，G為函數值。
在確定了一卷積核的尺寸n*n以及標準差
後，即可得到該卷積核中各元素的數值。以3*3的卷積核H
3*3為例，其可以下式代表：
另外，該歸一化卷積運算可以下式代表：
，其中，w
t為歸一化常數，g(i,j)為數據點(i, j)的更新值， f(i,j)為數據點(i, j)的原始值，且h(k,l)為卷積核H
3*3中之位置(k, l)的數值。
以3*3卷積核H
3*3過濾一加權數據點區域中位於（2, 2）點的資料為例，其中，該加權數據點區域的資料矩陣和卷積核H
3*3繪示於圖2中。則數據點(2, 2)的更新值可表為
：
依上述的說明可知，本創作揭露了一種具有感測數據雜訊濾除功能之感測驅動晶片。請參照圖3，其繪示本創作之感測驅動晶片之感測數據之雜訊濾除運算之一實施例之示意圖。如圖3所示，該運算包括：在一記憶體中儲存一卷積核，其中，該卷積核中之各元素的數值係利用一二維高斯函數決定，該卷積核為一n*n的矩陣，n為大於1的奇數(步驟a)；以一幀感測數據之各數據點為中心，為各數據點各定義出一加權數據點區域，其中，該加權數據點區域的尺寸為n*n (步驟b)；以及在對該幀感測數據中之各感測數據點均以該卷積核對以其為中心點之一所述加權數據點區域進行一卷積運算以產生一新的數值，並以各該新的數值更新該幀感測數據(步驟c)。
在上述的步驟中，若該加權數據點區域中有部分數據點落在該幀感測數據的數據點範圍外，則可使該部分數據點的內容均以0為代表；該卷積運算可包括一歸一化運算；以及該幀感測數據可為一幀觸控感測數據或一幀指紋感測數據。
另外，本創作進一步提出一種資訊處理裝置。請參照圖4，其繪示本創作之資訊處理裝置之一實施例之方塊圖。如圖4所示，一資訊處理裝置200具有一中央處理單元210、一感測驅動晶片220及一感測模組230，其中，感測驅動晶片220係由感測驅動晶片100實現，中央處理單元210係與感測驅動晶片220耦接，感測驅動晶片220係與感測模組230耦接，且感測模組230係用以提供一幀感測數據。
另外，資訊處理裝置200可為一智慧型手機、一穿戴型裝置、一攜帶型電腦、一車載電腦或一門禁裝置。
藉由前述所揭露的設計，本創作乃具有以下的優點：
一、本創作之感測驅動晶片可藉由一二維高斯加權平均運算產生一幀可靠的感測數據。
二、本創作之感測驅動晶片可藉由對一幀感測數據之特定區域進行一二維高斯加權平均運算以快速又可靠地處理該幀感測數據。
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，且其首先創作合於實用，確實符合新型之專利要件，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。
100:感測驅動晶片
110:接收單元
120:控制單元
130:記憶體
140:感測模組
200:資訊處理裝置
210:中央處理單元
220:感測驅動晶片
230:感測模組
步驟a:在一記憶體中儲存一卷積核，其中，該卷積核中之各元素的數值係利用一二維高斯函數決定，該卷積核為一n*n的矩陣，n為大於1的奇數
步驟b:以一幀感測數據之各數據點為中心，為各數據點各定義出一加權數據點區域，其中，該加權數據點區域的尺寸為n*n，且若該加權數據點區域中有部分數據點落在該幀感測數據的數據點範圍外，則使該部分數據點的內容均以0為代表
步驟c:在對該幀感測數據中之各感測數據點均以該卷積核對以其為中心點之所述加權數據點區域進行一歸一化卷積運算以產生一新的數值，並以各該新的數值更新該幀感測數據(步驟c)
圖1繪示本創作之感測驅動晶片之一實施例之方塊圖。
圖2繪示本創作之感測驅動晶片所採用之一加權數據點區域和一卷積核的例子。
圖3繪示本創作之感測驅動晶片所採用之雜訊濾除運算之一實施例之示意圖。
圖4繪示本創作之資訊處理裝置之一實施例之方塊圖。
100:感測驅動晶片
110:接收單元
120:控制單元
130:記憶體
140:感測模組
Claims (6)
- 一種感測驅動晶片，其具有：一接收單元，用以接收一感測模組之一幀感測數據；一控制單元，與該接收單元耦接，用以自該接收單元獲得該幀感測數據；以及一記憶體，與該控制單元耦接，用以儲存該幀感測數據及一卷積核；其中，該控制單元自該記憶體讀取該幀感測數據及該卷積核，並依該卷積核對該幀感測數據進行一卷積運算以產生一幀更新的感測數據。
- 如請求項1所述之感測驅動晶片，其中，該卷積核中之各元素的數值係呈現一二維高斯分布。
- 如請求項1所述之感測驅動晶片，其中，該卷積運算包括一歸一化運算。
- 如請求項1所述之感測驅動晶片，其中，該感測模組所測得之該幀感測數據係一幀觸控感測數據或一幀指紋感測數據。
- 一種資訊處理裝置，其具有一中央處理單元及如請求項1至4中所述之感測驅動晶片，其中，該中央處理單元係與該感測驅動晶片耦接。
- 如請求項5所述之資訊處理裝置，其係由一智慧型手機、一穿戴型裝置、一攜帶型電腦、一車載電腦和一門禁裝置所組成群組所選擇的一種電子裝置。
Priority Applications (1)
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| TW113200975U TWM655960U (zh) | 2022-08-19 | 2022-08-19 | 感測驅動晶片及資訊處理裝置 |
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| TW113200975U TWM655960U (zh) | 2022-08-19 | 2022-08-19 | 感測驅動晶片及資訊處理裝置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TWM655960U true TWM655960U (zh) | 2024-05-21 |
Family
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Family Applications (1)
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| TW113200975U TWM655960U (zh) | 2022-08-19 | 2022-08-19 | 感測驅動晶片及資訊處理裝置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| TW (1) | TWM655960U (zh) |
-
2022
- 2022-08-19 TW TW113200975U patent/TWM655960U/zh unknown
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