專利名稱：使用圖像重采樣的指紋傳感器設(shè)備和相關(guān)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生物測定學(xué)，并且更具體言之涉及指紋感測和相關(guān)方法。
背景技術(shù)：
指紋感測和匹配是可靠而廣泛使用的用于個(gè)人識(shí)別或驗(yàn)證技術(shù)。 特別是，普通的指紋識(shí)別方法涉及掃描樣本指紋或其圖像并將圖像和 /或指紋圖像的唯一特征進(jìn)行存儲(chǔ)。樣本指紋的特征可與業(yè)已存在于數(shù)據(jù)庫中的參照指紋信息進(jìn)行比較以便確定個(gè)人識(shí)別是否適當(dāng)，比如用 于驗(yàn)證目的。一種指紋感測的特別優(yōu)選的方法在美國專利5963679和6259804 中公開和轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人，并且此處援引其整個(gè)內(nèi)容作為參考。指紋傳感器是一個(gè)可以使用電場信號(hào)產(chǎn)生用戶指紋并借助集成電 路基底上的電場感測像素陣列感測此電場的集成電路傳感器。附加的 指紋感測集成電路和方法已在以標(biāo)題"Multi-biometric finger sensor including electric Held sensing pixels and associated methods"發(fā)表并 也轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人的美國專利申請(qǐng)No. 2005/0089202中公開， 并且此處援引其整個(gè)內(nèi)容作為參考。一種集成指紋傳感器是所謂的觸摸或觸擊傳感器，包含一個(gè)比較 小的矩形感測表面，用戶的手指觸摸或觸擊該感測表面?？赡芟Ｍ麖?觸摸傳感器收集到的數(shù)據(jù)生成用戶指紋的全局圖像。的確，可以認(rèn)為 已有技術(shù)包含兩類從觸摸傳感器構(gòu)建全局圖像的系統(tǒng)設(shè)計(jì)哲學(xué)。 一類 使用各種指速傳感器來控制采樣速率或廢棄重復(fù)的數(shù)據(jù)，比如，在美 國專利No. 6002815中公開的。另一類使用部分重疊圖像幀中間的互 相關(guān)來消除冗余數(shù)據(jù)并將其拼接在一起成為單個(gè)全局圖像，如在美國專利No. 6289114中公開的。這些先前的方法具有一定的缺點(diǎn)。比如，可能要求兩個(gè)單獨(dú)的過 程進(jìn)行圖像矯正和部分圖像拼接。這些方法可能缺少降低由不均勻手 指移動(dòng)效應(yīng)引起的噪聲的機(jī)制，可能不具有降低傳感器固定模式噪聲 的機(jī)制，并且可能不容易適應(yīng)大范圍變化的手指速度。當(dāng)然，當(dāng)手指 以低速觸摸時(shí)， 一般將多余數(shù)據(jù)廢棄。發(fā)明內(nèi)容考慮到上述背景，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種可產(chǎn)生用于手 指觸摸應(yīng)用的高質(zhì)量圖像數(shù)據(jù)組的指紋傳感器設(shè)備和相關(guān)的方法。根據(jù)本發(fā)明的這一及其他目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)可由以下的指紋傳感 器設(shè)備提供，其構(gòu)成包括多個(gè)指紋圖像感測陣列，用于生成基于指紋圖像感測陣列上的指紋觸摸移動(dòng)的相應(yīng)各多個(gè)指紋圖像數(shù)據(jù)組；以及 一個(gè)處理器，用于與指紋圖像感測陣列配合來確定基于指紋圖像數(shù)據(jù) 組的手指移動(dòng)和通過對(duì)基于所確定的手指移動(dòng)的指紋圖像數(shù)據(jù)組進(jìn) 行重采樣而生成重采樣的指紋圖像數(shù)據(jù)組。此處理器還可以在生成重 采樣指紋圖像數(shù)據(jù)組時(shí)對(duì)多個(gè)指紋圖像數(shù)據(jù)組進(jìn)行矯正。換言之，此 處理器可考慮感測器在順序讀出從傳感器的一側(cè)開始并向另一側(cè)前 進(jìn)的像素時(shí)累積的遞增手指移動(dòng)。此處理器也可以考慮手指與指紋圖 像感測陣列的垂直線形成一個(gè)角度的移動(dòng)，并且可考慮此這一角度在 觸摸操作期間的改變。此處理器可以掃描多個(gè)指紋圖像感測陣列，其掃描速率足以使重 采樣指紋圖像數(shù)據(jù)組確定此指紋圖像數(shù)據(jù)組的超級(jí)采樣指紋圖像數(shù) 據(jù)組，因此，此處理器也可以通過將超級(jí)采樣的指紋圖像數(shù)據(jù)組的數(shù) 碼率降低到所要求的分辨率進(jìn)行采樣生成重采樣指紋圖像數(shù)據(jù)組。此 處理器也可以掃描每一個(gè)指紋圖像感測陣列以使每個(gè)指紋圖像數(shù)據(jù) 組各確定一個(gè)完整的指紋圖像數(shù)據(jù)組。此處理器可在多個(gè)指紋圖像數(shù)據(jù)組中的每一個(gè)之中確定基于識(shí) 別和跟蹤至少一個(gè)指紋特征的手指移動(dòng)。比如，此處理器可以確定二維手指移動(dòng)。此處理器還可以確定基于重采樣指紋圖像數(shù)據(jù)組和存儲(chǔ)的指紋圖像數(shù)據(jù)組的指紋匹配。另外一種方案或在上述方案再加上此方案是 ，tk補(bǔ)扨器jJMi;2扭:fe舌姿媒i旨紛閎應(yīng)浙:fe紐在晃壬器上生威^旨歧圖像。指紋圖像感測陣列中的每一個(gè)都可包含一個(gè)指紋圖像感測像素 的線性陣列。比如，每一個(gè)指紋圖像感測像素都可包含一個(gè)集成電路 指紋圖像感測像素。在一些實(shí)施方式中，此處理器可與感測像素一樣與同一集成電路 相連接，而在另一些實(shí)施方式中此處理器可以是包含此指紋感測陣列 的電子裝置的主處理器。在這些單獨(dú)的處理器實(shí)施方式中，多路復(fù)用 數(shù)據(jù)總線可連接在指紋圖像感測陣列和此處理器中間。此外，至少指 紋圖像感測陣列的一些鄰接陣列可以以非均勻間隔排列。正如上面所 簡單提及的，此指紋感測設(shè)備與具有機(jī)殼的便攜式電子裝置結(jié)合或?yàn)?優(yōu)選。本發(fā)明的另一個(gè)方面指向指紋感測方法。此方法可包含生成基于指紋圖像感測陣列上的手指觸摸移動(dòng)的相應(yīng)各多個(gè)指紋圖像數(shù)據(jù)組； 用于與指紋圖像感測陣列配合來確定基于指紋圖像數(shù)據(jù)組的手指移 動(dòng)；以及通過對(duì)基于所確定的手指移動(dòng)的指故圖像數(shù)據(jù)組進(jìn)行重釆樣 而生成重采樣的指紋圖像數(shù)據(jù)組，此外，生成重采樣指紋圖像數(shù)據(jù)組 還可以包括矯正多個(gè)指紋圖像數(shù)據(jù)組.


圖1為包含根據(jù)本發(fā)明的指紋感測設(shè)備的電子裝置的示意圖。圖2為圖1所示的指紋感測設(shè)備的部分剖視的更詳細(xì)的示意圖.圖3為由圖l所示的指紋感測設(shè)備執(zhí)行的圖像處理的示意圖，其 中為了清楚的顯示而簡化為只示出兩個(gè)指紋感測陣列。圖4為進(jìn)一步的圖像處理的示意圖，其中包含由圖l所示的指故 感測設(shè)備執(zhí)行的多路復(fù)用。圖5為圖像處理的更詳細(xì)的示意圖，其中包含由圖l所示的指紋 感測設(shè)備執(zhí)行的指紋移動(dòng)判斷。圖6為圖像處理的更詳細(xì)的示意圖，其中包含由圖l所示的指紋 感測設(shè)備執(zhí)行的重采樣。圖7為在根據(jù)本發(fā)明的指紋感測設(shè)備的示例中指紋圖像感測陣 列的示意圖。圖8-ll為從圖7的示例中的指紋感測設(shè)備得到的采樣指紋圖像。 圖12為基于根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行了處理的單個(gè)采樣指紋圖像的線 性拉伸采樣圖像。圖13為基于圖8-ll的采樣指紋圖像并根據(jù)本發(fā)明進(jìn)行了處理的 采樣完整圖像。
具體實(shí)施方式
下面參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更全面的說明，其中示出本發(fā)明的優(yōu) 選實(shí)施方式。不過，本發(fā)明可以以很多不同的形式實(shí)現(xiàn)，并且其構(gòu)建 不應(yīng)當(dāng)局限于此處所示出的實(shí)施方式。當(dāng)然，提供這些實(shí)施方式使這 一公開變得徹底完整，并且可向?qū)I(yè)人士全面?zhèn)鬟f本發(fā)明的范圍。從 頭到尾同一編號(hào)表示相同的元件。下面首先參考圖1和圖2。下面描述手機(jī)20形式的典型電子裝 置，其中包含根據(jù)本發(fā)明的指紋感測設(shè)備30。手機(jī)20包含一便攜式 機(jī)殼21，其上又載有指紋感測設(shè)備30。此外，此手機(jī)20直觀示出包 含有一顯示屏22，并且機(jī)殼21上還具有輸入鍵23,可充電電池36 可對(duì)不同的電子元件供電，這一點(diǎn)將為技術(shù)人士所理解。顯示屏22 通過導(dǎo)線36與主機(jī)或裝置處理器32相連接.裝置處理器32也直觀 示出通過多路復(fù)用通信總線33與觸摸指紋傳感器31相連接，下面將 對(duì)此進(jìn)行更詳細(xì)地描述。其他電子裝置，如PDA、膝上計(jì)算機(jī)等等也 可以使用此指紋感測設(shè)備30。指紋感測設(shè)備30包含以集成電路形式直觀示出的觸摸指紋傳感 器31，該集成電路包含一集成電路襯底42并且其中具有三個(gè)線性指紋感測陣列45-47。此外，觸摸指紋傳感器31也直觀示出其中包含任 選的處理電路41，該處理電路41可執(zhí)行一些或全部此處所描述的圖 像處理。在一些實(shí)施方式中，大部分或全部圖像處理可由裝置處理器 32執(zhí)行。裝置處理器32可包含其自己的內(nèi)嵌存儲(chǔ)器或與外部存儲(chǔ)器 53相連接，如在例示的實(shí)施方式中所示。技術(shù)人士可以理解，此裝置處理器32，比如，用于手機(jī)或其他 便攜式電子裝置的，通常具有可隨時(shí)為此指紋感測設(shè)備30使用的附 加的處理資源。當(dāng)然，在其他實(shí)施方式中，全部圖像處理可由集成的 觸摸指紋傳感器31的板載處理電路41執(zhí)行。技術(shù)人士也可理解，依 賴用戶的手指35和感測陣列之間的相對(duì)移動(dòng)的其他類型的指紋傳感 器也可利用此處所描述的處理技術(shù)。在例示的觸摸指紋傳感器31中提供三個(gè)線性指紋感測陣列 45-47，并且這些陣列具有非均勻間隔。在其他實(shí)施方式中，這些陣列 45-47可以是間隔均勻的，并且陣列的數(shù)目也可以是不同的。此外， 線性指紋感測陣列45-47中的每一個(gè)也可以例示的線性的，并且也可 以如圖2最佳地示出，可包括多個(gè)集成電路指紋圖像感測像素 45a-47a。比如，此集成指紋圖像感測像素45a-47a可以是電場感測像 素，如在美國專利No. 5963679和6259804中所4Hf的，此處援引其 整個(gè)內(nèi)容作為參考。在其他實(shí)施方式中，可以使用不同類型的集成指 紋感測像素，如根據(jù)熱、紅外或光學(xué)感測.在另外一些實(shí)施方式中， 也可以以集成電路形式以外的形式提供指紋感測陣列，這一點(diǎn)可為技 術(shù)人士所理解。此指紋感測設(shè)備30包含用于生成相應(yīng)的多個(gè)基于觸摸手指35 在指紋圖像感測陣列上移動(dòng)的指紋圖像數(shù)據(jù)組的指紋圖像感測陣列 45-47及與此指紋圖像感測陣列配合的處理器.在例示的實(shí)施方式中， 此處理器是單獨(dú)的主機(jī)或裝置處理器32形式。此處理器32通過配置 或編程可用于確定基于指紋圖像數(shù)據(jù)組的手指移動(dòng)并用于通過對(duì)基 于所確定的手指移動(dòng)的指紋圖像數(shù)據(jù)組進(jìn)行重采樣生成重采樣指紋 圖像數(shù)據(jù)組。換言之，此裝置處理器32可確定例示的手指移動(dòng)判斷器51以及在其下游連接的例示的重采樣器52。正如下面將更詳細(xì)說 明的，處理器的此重采樣器52也可在生成重采樣指紋圖像數(shù)據(jù)組時(shí) 矯正指紋圖像數(shù)據(jù)組來考慮手指35與指紋圖像感測陣列45-47的垂直 線形成一個(gè)角度的移動(dòng)。此處理器32可以掃描此指紋圖像感測陣列45-47，其掃描速率足 以使重采樣指紋圖像數(shù)據(jù)組確定多個(gè)指紋圖像數(shù)據(jù)組的超級(jí)采樣指 紋圖像數(shù)據(jù)組。因此，此處理器32也可以通過將超級(jí)采樣的指紋圖 像數(shù)據(jù)組的數(shù)碼率降低到所要求的分辨率進(jìn)行采樣生成重釆樣指紋 圖像數(shù)據(jù)組。此處理器32也可以掃描每一個(gè)指紋圖像感測陣列以使 每個(gè)指紋圖像數(shù)據(jù)組各確定一個(gè)完整的指紋圖像數(shù)據(jù)組。這與在掃描 期間，比如，只收集部分圖像和/或刪除冗余數(shù)據(jù)的現(xiàn)有技術(shù)方法不同。此處理器的手指移動(dòng)判斷器51可在指紋圖像數(shù)據(jù)組中的每一個(gè) 之中確定基于識(shí)別和跟蹤至少一個(gè)指紋特征的手指移動(dòng)，這將為技術(shù) 人士所理解。更具體言之，此處理器32可以確定二維手指移動(dòng)。此處理器32還可以確定基于重采樣指紋圖像數(shù)據(jù)組和存儲(chǔ)的指 紋圖像數(shù)據(jù)組的指紋匹配。例示的裝置處理器32在示意圖中還包含 一指紋匹配器54,其作用可為技術(shù)人士所理解。另外一種方案或在上 述方案再加上此方案是此處理器32也可以包含顯示驅(qū)動(dòng)器55根據(jù)重 采樣指紋圖像數(shù)據(jù)組在顯示器22上生成指紋圖像。本發(fā)明的另一個(gè)方面指向指紋感測方法。此方法可包含生成基于 指紋圖像感測陣列45-47上的手指觸摸移動(dòng)的相應(yīng)各多個(gè)指紋圖像數(shù) 據(jù)組；用于確定基于指故圖像數(shù)據(jù)組的手指移動(dòng)；以及通過對(duì)基于所 確定的手指移動(dòng)的指紋圖像數(shù)據(jù)組進(jìn)行重采樣而生成重釆樣的指紋 圖像數(shù)據(jù)組。此外，生成重采樣指紋圖像數(shù)據(jù)組還可以包括矯正多個(gè) 指紋圖像數(shù)據(jù)組。換言之，這一方法是在移動(dòng)手指35的路徑上設(shè)置數(shù)個(gè)感測陣列 45-47，其中每一個(gè)陣列生成一個(gè)完整的指紋圖像.結(jié)果產(chǎn)生的數(shù)據(jù)是 同時(shí)但從以已知物理距離分開的不同的傳感器位置對(duì)同 一對(duì)象(指紋) 獲取的數(shù)個(gè)圖像。由于在捕獲過程期間手指速度可以大幅度變化，所以原始圖像在手指移動(dòng)方向上可具有不同的像素化。此處理器32就使用這幾個(gè)圖像來計(jì)算手指相對(duì)時(shí)間的移動(dòng)的輪 廓，可以利用其執(zhí)行對(duì)原始圖像的最佳重采樣而產(chǎn)生單個(gè)高質(zhì)量的標(biāo) 準(zhǔn)化的規(guī)律像素化的圖像。最佳采樣可同時(shí)修正由傳感器的有限掃描 速率引起的數(shù)據(jù)畸變和由變化的手指速度引起的像素化變化。這一方 法在某些方面類似于將兩個(gè)不同的圖像結(jié)合成為單個(gè)結(jié)果圖像的立 體感。其一些特征也與從移動(dòng)對(duì)象(如轎車中的手機(jī))發(fā)出的單個(gè)無線 電信號(hào)被位于延時(shí)不同的不同地點(diǎn)的數(shù)個(gè)不同天線捕獲時(shí)所使用的 信號(hào)處理相同。指紋感測設(shè)備30包含多個(gè)線性像素陣列45-47，其排列方式可使 手指在對(duì)其觸摸時(shí)順序通過陣列。線性陣列45-47可同時(shí)或至少互相 間隔已知時(shí)間進(jìn)行掃描。每個(gè)線性陣列45-47生成一個(gè)具有取決于手 指的觸摸速度的變化的垂直像素間距的完整手指表面的圖像。手指速 度輪廓估值的取得是通過求出所選擇的特征在由線性陣列中的每一 個(gè)生成的圖像中的位置并使用陣列45-47的已知的物理間隔來計(jì)算此 速度。可計(jì)算一維或二維移動(dòng)。之后可使用手指速度輪廓來矯正線性 陣列圖像并對(duì)圖像進(jìn)行重采樣使其成為標(biāo)準(zhǔn)固定采樣速率圖像。指紋感測設(shè)備30和相關(guān)方法可提供大量優(yōu)點(diǎn)。比如，指紋感測 設(shè)備30在手指速度的大幅度變化范圍之中具有精確性。即使在手指 速度上存在大幅度變化時(shí)提供的精確成像也要求來自順序掃描的傳 感器陣列的數(shù)據(jù)對(duì)在陣列中的不同位置的像素的掃描之間發(fā)生的延 時(shí)進(jìn)行調(diào)整。矯正過程可對(duì)這些延時(shí)進(jìn)行補(bǔ)償并可不依賴手指速度產(chǎn) 生同樣的最終圖像。指紋感測設(shè)備30和相關(guān)方法也可提供改進(jìn)的效率。矯正和重采 樣可結(jié)合成為單個(gè)優(yōu)化過程.這一方法可以應(yīng)用于一維和二維運(yùn)動(dòng)， 因而可有效地適應(yīng)與線性陣列45-47不垂直的運(yùn)動(dòng)。感測設(shè)備30和相 關(guān)方法通過對(duì)皮膚進(jìn)行每次掃描都使用不同的線性陣列的數(shù)次掃描 和將這些測量結(jié)合成為單個(gè)最優(yōu)結(jié)果也可以降低圖像噪聲和人為圖 像失真。通過將更多測量加入到最終結(jié)果的計(jì)算，允許手指以較慢速度移動(dòng)以便提高靈敏度，降低噪聲和人為圖像失真。通過使用較慢的 手指移動(dòng)，對(duì)利用原有的技術(shù)裝置不能生成有用圖像的弱成像指紋現(xiàn) 在可以順利地成像。線性陣列45-47中間的間隔可能并不是關(guān)鍵，但對(duì)于不同目的可 以一不同方式優(yōu)化。比如，線性陣列45-47之間的不均勻間隔可改進(jìn) 系統(tǒng)配合手指移動(dòng)同線性陣列法線方向形成不同角度時(shí)的能力。下面再參考圖3。進(jìn)一步描述圖像數(shù)據(jù)組處理的各個(gè)方面。為了 清楚起見，示出的只有指紋圖像感測陣列45、 46之中的兩個(gè)。每個(gè) 陣列45、 46產(chǎn)生不同的垂直像素間距圖像60、 61，據(jù)之可生成手指 速度輪廓63。將其輸入以產(chǎn)生高分辨率的經(jīng)過矯正的稀疏矩陣圖像 65及最終的數(shù)碼率降低的固定的垂直像素間距圖像66。下面再參考圖4進(jìn)一步說明指紋圖像數(shù)據(jù)組的采集。三個(gè)線性陣 列45-47同時(shí)運(yùn)行，連續(xù)捕獲數(shù)據(jù)。線性陣列45-47的掃描可任選地 同步工作以簡化其后的數(shù)據(jù)處理。來自陣列的數(shù)據(jù)可在有規(guī)律的時(shí)間 基礎(chǔ)上捕獲，或者可具有時(shí)戳以便提供重采樣算法所需要的時(shí)間參照 數(shù)據(jù)。來自陣列45-47的像素?cái)?shù)據(jù)可經(jīng)多路復(fù)用成為單個(gè)數(shù)據(jù)流以便 于從陣列傳送到處理器，比如，板栽處理器或裝置處理器32，如上所述。之后就可以進(jìn)行多路分解來恢復(fù)原始數(shù)據(jù)或每個(gè)陣列生成的圖像 60-62。下面再參考圖5,其中手指速度輪廓63是在觸摸手指35出現(xiàn)期 間的每個(gè)時(shí)間點(diǎn)的手指速度的估值。 一種確定手指速度輪廓的示范的 方法是在指紋順序通過線性陣列45-47中的每一個(gè)時(shí)識(shí)別和跟蹤指紋 的特征。此速度可通過識(shí)別在每個(gè)原始圖像60-62中的包含特征的一 個(gè)區(qū)域60a-62a的位置而算出。在此實(shí)施例中y方向是優(yōu)勢手指運(yùn)動(dòng) 方向，并且x方向是與線性傳感器陣列平行的方向。在x和y兩個(gè)方 向上的速度都可以算出而容許接受手指的斜線運(yùn)動(dòng)。手指35的特征可使用圖像處理技術(shù)人士廣泛了解的各種方法識(shí) 別和跟蹤通過來自感測陣列45-47的圖像60-62進(jìn)行識(shí)別和跟蹤。由 于原始圖像60-62的垂直(y軸)像素化可以變化，由寬(x)而短(y)的區(qū)域60a-62a代表的特征可以更易于使用并可在更寬的手指速度范圍內(nèi) 產(chǎn)生良好結(jié)果。在此場合， 一個(gè)特征或許只不過是一個(gè)具有多種灰階 變化的區(qū)域。很清楚，速度輪廓63的估值的置信級(jí)的變化將取決于 計(jì)算的曲線受到點(diǎn)數(shù)，并且對(duì)于具有多于兩個(gè)線性陣列的傳感器31 取決于執(zhí)行的速度計(jì)算中的冗余度。平滑處理、插值、曲線擬合及其 他數(shù)據(jù)增強(qiáng)方法可以在適合時(shí)應(yīng)用于速度輪廓，這為技術(shù)人士所理 解。低手指速度的特征由針對(duì)物理特征和像素尺寸實(shí)施過采樣的原 始圖像60-62表征。在高手指速度時(shí)原始圖像60-62可變?yōu)榍凡蓸印?在使用更大數(shù)目，如3或大于3，的線性陣列的實(shí)施例中，依然可以 使用欠釆樣原始圖像順利執(zhí)行重采樣，只要加到 一起的全部傳感器陣 列集合采樣速率超過所關(guān)心的特征圖像化所要求的基本采樣速率，即 根據(jù)奈奎斯特(Nyquist)標(biāo)準(zhǔn)。下面再參照?qǐng)D6進(jìn)一步描述基于手指速度的重采樣。當(dāng)手指35 移動(dòng)通過陣列45-47，這些陣列可以生成垂直分辨率隨著手指的速度 變化的手指的三個(gè)完整的圖像60-62。例示的實(shí)施例使用一個(gè)使用緩 慢開始通過陣列45-47并繼續(xù)加速的手指35生成的管形速度輪廓63。在矩陣65的大格柵上的畫有斜線的地點(diǎn)示出將原始圖像的像素 值(灰階)置于以示出的速度輪廓為根據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化圖像上。在此例示的 實(shí)施例中，標(biāo)準(zhǔn)化圖像最初以超級(jí)采樣顯示表示，之后在全部原始像 素業(yè)已安置來產(chǎn)生最終圖像66之后欠采樣。這一子像素化可使不然 就會(huì)發(fā)生的重采樣數(shù)字化錯(cuò)誤減小到極小。也可以釆用其他方法來控 制訪存不太密集的錯(cuò)誤，這一點(diǎn)技術(shù)人士容易理解。在每個(gè)畫有斜線的像素內(nèi)部的數(shù)字表示此數(shù)據(jù)來自原始圖像的 哪一掃描(或行)。比如，要置于畫有向后斜線的包含零的像素中的灰 階數(shù)據(jù)全部來自畫有向后斜線的原始圖像62的第零行。由于這一示 例中的手指35是向后滑動(dòng)，在數(shù)據(jù)流(從而原始圖像的上部)中看到的 笫一個(gè)數(shù)據(jù)是關(guān)于此手指的下部的數(shù)據(jù)。在此處示出的示例中，這一 反演在原始圖像60-62映射成為集成圖像65的過程中受到矯正，所以最終圖像66具有正確的取向和左右手習(xí)慣?？梢钥吹剑?dāng)手指35緩 慢移動(dòng)時(shí)，靠近圖像底部和中間，多個(gè)測量結(jié)合而產(chǎn)生每個(gè)輸出像素 的最終值。當(dāng)遇到較快的手指速度時(shí)，數(shù)據(jù)自動(dòng)均勻地在輸出像素間 展開。在數(shù)據(jù)置于超級(jí)采樣陣列65中之后，使用精通圖像處理的人 士眾所周知的多個(gè)欠采樣算法中的任何一個(gè)，對(duì)其實(shí)施欠采樣以使其 達(dá)到所要求的垂直和水平分辨率。借助對(duì)集成圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行最優(yōu)重采 樣，用于這一類圖像的欠釆樣算法可以產(chǎn)生原像的最大似然估值，即 使是在原始數(shù)據(jù)噪聲大、微弱或質(zhì)量變化時(shí)。下面再參考圖7-13對(duì)示范性的指紋圖像數(shù)據(jù)的處理進(jìn)行描述。 更具體言之，在此示例中用來生成數(shù)據(jù)的指紋傳感器70具有四個(gè)線 性陣列71-74，每個(gè)具有196個(gè)像素，陣列間隔為a-50微米，b=300 微米。在圖8-11中分別由圖像75-79示出線性陣列71-74中的每一個(gè) 生成的整個(gè)指紋的可變垂直分辨率圖像。這些圖像75-79的顯示就像 它們包含具有相等的水平和垂直分辨率的固定分辨率數(shù)據(jù).事實(shí)上， 在手指觸摸速度為此示例中使用的速度時(shí)，像素代表的圖像區(qū)域在垂 直和水平方向上更大。這一顯示方法的結(jié)果是這些圖像變得在垂直方 向上被壓扁。在圖12中由圖像81示出將單個(gè)陣列的圖像線性拉寬的 結(jié)果得到的圖像的比較，而在圖13中示出對(duì)此處所描述的四個(gè)可變 垂直分辨率圖像進(jìn)行重采樣和結(jié)合所得到的圖像80。指紋觸摸滑動(dòng)速度上的變化可以在來自單個(gè)陣列的圖像81(圖12)看出，其中峰線寬度和峰線方向角的彎曲方面的變化是明顯的.此圖 像畸變?cè)趫D13中的重采樣圖像80中受到校正。這是指紋觸摸在傳感 器70上略微傾斜的結(jié)果。此指紋傳感器設(shè)備檢測小水平速度并在重 采樣期間進(jìn)行補(bǔ)償。此補(bǔ)償具有標(biāo)準(zhǔn)化效果而容許更精確的模式匹 配，這一點(diǎn)技術(shù)人士可以理解。技術(shù)人士還可以理解，可以感測到多于一個(gè)的指紋生物特征，這 一,泉，比如,在以標(biāo)題"Multi-biometric finger sensor including electric field sensing pixels and associated methods，，發(fā)表并也轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的 受讓人的美國專利申請(qǐng)No. 2005/0089202中公開，并且此處援引其整個(gè)內(nèi)容作為參考。因此，從上述描述和附圖中受益的技術(shù)人士可以想 到本發(fā)明的多種改型和其他實(shí)施方式。因此，可以理解，本發(fā)明并不 限定于公開的具體實(shí)施方式
，并且改型和實(shí)施方式應(yīng)該包括在下附的 權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種指紋傳感器設(shè)備，包括多個(gè)指紋圖像感測陣列，用于生成基于在所述多個(gè)指紋圖像感測陣列上的指紋觸摸移動(dòng)的相應(yīng)各多個(gè)指紋圖像數(shù)據(jù)組；以及一個(gè)處理器，用于與所述多個(gè)指紋圖像感測陣列配合來確定基于多個(gè)指紋圖像數(shù)據(jù)組的手指移動(dòng)和通過對(duì)基于所確定的手指移動(dòng)的指紋圖像數(shù)據(jù)組進(jìn)行重采樣而生成重采樣的指紋圖像數(shù)據(jù)組。
2. 如權(quán)利要求1所述的指紋傳感器設(shè)備，其中所述理器還在生成 重采樣指紋圖像數(shù)據(jù)組時(shí)對(duì)多個(gè)指紋圖像數(shù)據(jù)組進(jìn)行矯正。
3. 如權(quán)利要求1所述的指紋傳感器設(shè)備，其中所述傳感器掃描所 述多個(gè)指紋圖像感測陣列，其掃描速率足以使重采樣指紋圖像數(shù)據(jù)組 確定多個(gè)指紋圖像數(shù)據(jù)組的超級(jí)采樣指紋圖像數(shù)據(jù)組。
4. 如權(quán)利要求3所述的指紋傳感器設(shè)備，其中所述處理器通過將 超級(jí)采樣的指紋圖像數(shù)據(jù)組的數(shù)碼率降低到所要求的分辨率進(jìn)行采 樣生成重釆樣指紋圖像數(shù)據(jù)組。
5. 如權(quán)利要求1所述的指紋傳感器設(shè)備，其中所述處理器掃描所 述多個(gè)指紋圖像感測陣列的每一個(gè)以使每個(gè)指紋圖像數(shù)據(jù)組各確定 一個(gè)完整的指紋圖像數(shù)據(jù)組。
6. 如權(quán)利要求1所述的指紋傳感器設(shè)備，其中所述處理器在多個(gè) 指紋圖像數(shù)據(jù)組中的每一個(gè)之中確定基于識(shí)別和跟蹤至少一個(gè)指紋 特征的手指移動(dòng)。
7. 如權(quán)利要求6所述的指紋傳感器設(shè)備，其中所述處理器確定二 維手指移動(dòng)。
8. 如權(quán)利要求1所述的指紋傳感器設(shè)備，其中所述處理器還確定 基于重釆樣指紋圖像數(shù)據(jù)組和存儲(chǔ)的指紋圖像數(shù)據(jù)組的指紋匹配。
9. 如權(quán)利要求1所述的指紋傳感器設(shè)備，其中所述處理器根據(jù)重 采樣指紋圖像數(shù)據(jù)組在顯示器上生成指紋圖像。
10. 如權(quán)利要求1所述的指紋傳感器設(shè)備，其中所述多個(gè)指紋圖像感測陣列中的每一個(gè)都包含一個(gè)指紋圖像感測像素的線性陣列。
11. 如權(quán)利要求10所述的指紋傳感器設(shè)備，其中所述指紋圖像感測像素中的每一個(gè)都包含一個(gè)集成電路指紋圖像感測像素。
12. 如權(quán)利要求1所述的指紋傳感器設(shè)備，還包括連接在所述多 個(gè)指紋圖像感測陣列和所述處理器中間的多路復(fù)用數(shù)據(jù)總線。
13. 如權(quán)利要求1所述的指紋傳感器設(shè)備，其中所述處理器與所 述多個(gè)指紋圖像感測陣列分開。
14. 如權(quán)利要求1所述的指紋傳感器設(shè)備，其中至少所述多個(gè)指 紋圖像感測陣列的 一些鄰接陣列以非均勾間隔排列。
15. —種電子裝置，包括 機(jī)殼；以及由所述機(jī)殼裝載的指紋傳感器設(shè)備并且其包括多個(gè)指紋圖像感測陣列，用于生成基于在所述多個(gè)指紋圖 像感測陣列上的指紋觸摸移動(dòng)的相應(yīng)各多個(gè)指紋圖像數(shù)據(jù)組， 所述多個(gè)指紋圖像感測陣列中的每一個(gè)都包括一個(gè)集成電路指 紋圖像感測像素的線性陣列；以及一個(gè)處理器，用于與所述多個(gè)指紋圖像感測陣列配合來確 定基于多個(gè)指紋圖像數(shù)據(jù)組的手指移動(dòng)和通過對(duì)基于所確定的 手指移動(dòng)的多個(gè)指紋圖像數(shù)據(jù)組進(jìn)行重采樣而生成重采樣的指 紋圖像數(shù)據(jù)組。
16. 如權(quán)利要求15所述的電子裝置，其中所述理器還在生成重釆 樣指紋圖像數(shù)據(jù)組時(shí)對(duì)多個(gè)指紋圖像數(shù)據(jù)組進(jìn)行矯正.
17. 如權(quán)利要求15所述的電子裝置，其中所述傳感器掃描所述多 個(gè)指紋圖像感測陣列，其掃描速率足以使重采樣指紋圖像數(shù)據(jù)組確定 此指紋圖像數(shù)據(jù)組的超級(jí)采樣指紋圖像數(shù)據(jù)組；并且其中所述處理器 通過將超級(jí)采樣的指紋圖像數(shù)據(jù)組的數(shù)碼率降低到所要求的分辨率 進(jìn)行采樣生成重釆樣指紋圖像數(shù)據(jù)組，
18. 如權(quán)利要求15所述的電子裝置，其中所述處理器掃描所述多 個(gè)指紋圖像感測陣列的每一個(gè)以使每個(gè)指紋圖像數(shù)據(jù)組各確定一個(gè)完整的指紋圖像數(shù)據(jù)組。
19. 如權(quán)利要求15所述的電子裝置，其中所述處理器在多個(gè)指紋 圖像數(shù)據(jù)組中的每一個(gè)之中確定基于識(shí)別和跟蹤至少一個(gè)指紋特征 的手指移動(dòng)。
20. 如權(quán)利要求15所述的電子裝置，其中所述處理器還確定基于 重采樣指紋圖像數(shù)據(jù)組和存儲(chǔ)的指紋圖像數(shù)據(jù)組的指紋匹配。
21. 如權(quán)利要求15所述的電子裝置，還包括由所述機(jī)殼裝栽的顯 示器；并且其中所述處理器在所述顯示器上生成基于重采樣指紋圖《象 數(shù)據(jù)組的指紋圖像。
22. —種指紋感測方法，包括生成基于多個(gè)指紋圖像感測陣列上的手指觸摸移動(dòng)的相應(yīng)各多 個(gè)指紋圖像數(shù)據(jù)組；與指紋圖像感測陣列配合來確定基于多個(gè)指紋圖像數(shù)據(jù)組的手 指移動(dòng)；以及通過對(duì)基于所確定的手指移動(dòng)的指紋圖像數(shù)據(jù)組進(jìn)行重采樣而 生成重采樣的指紋圖像數(shù)據(jù)組。
23. 如權(quán)利要求22所述的方法，其中生成重采樣指紋圖像數(shù)據(jù)組 還包括對(duì)多個(gè)指紋圖像數(shù)據(jù)組進(jìn)行矯正。
24. 如權(quán)利要求22所述的方法，還包括掃描多個(gè)指紋圖像感測陣 列，其掃描速率足以使重采樣指紋圖像數(shù)據(jù)組確定此多個(gè)指紋圖像數(shù) 據(jù)組的超級(jí)采樣指紋圖像數(shù)據(jù)組；并且其中通過將超級(jí)采樣的指紋像數(shù)據(jù)組。 ' '- 、
25. 如權(quán)利要求22所述的方法，其中處理器掃描多個(gè)指紋圖像感 測陣列的每一個(gè)以使每個(gè)指紋圖像數(shù)據(jù)組各確定一個(gè)完整的指紋圖 像數(shù)據(jù)組。
26. 如權(quán)利要求22所述的方法，其中在多個(gè)指紋圖像數(shù)據(jù)組中的 每一個(gè)之中確定基于識(shí)別和跟蹤至少一個(gè)指紋特征的手指移動(dòng).
27. 如權(quán)利要求22所述的方法，其構(gòu)成還包括確定基于重采樣指紋圖像數(shù)據(jù)組和存儲(chǔ)的指紋圖像數(shù)據(jù)組的指紋匹配。
28. 如權(quán)利要求22所述的方法，還包括根據(jù)重采樣指紋圖像數(shù)據(jù) 組在顯示器上生成指紋圖像。
29. 如權(quán)利要求22所述的方法，其中多個(gè)指紋圖像感測陣列中的 每一個(gè)都包含一個(gè)指紋圖像感測像素的線性陣列。
30. 如權(quán)利要求29所述的方法，其中每一個(gè)指紋圖像感測像素都 包含一個(gè)集成電路指紋圖像感測像素。
全文摘要
一指紋傳感器可包含多個(gè)指紋圖像感測陣列，用于生成基于指紋圖像感測陣列上的指紋觸摸移動(dòng)的相應(yīng)各多個(gè)指紋圖像數(shù)據(jù)組；以及一個(gè)與指紋圖像感測陣列配合的處理器。處理器可用來確定基于指紋圖像數(shù)據(jù)組的手指移動(dòng)和通過對(duì)基于所確定的手指移動(dòng)的指紋圖像數(shù)據(jù)組進(jìn)行重采樣而生成重采樣的指紋圖像數(shù)據(jù)組。此處理器還可以在生成重采樣指紋圖像數(shù)據(jù)組時(shí)對(duì)多個(gè)指紋圖像數(shù)據(jù)組進(jìn)行矯正。
文檔編號(hào)G06K9/00GK101263511SQ200680005140
公開日2008年9月10日 申請(qǐng)日期2006年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月17日
發(fā)明者巴巴拉·E.·科尼特, 庫塔·塞顧塔, 戴爾·R.·賽特拉克 申請(qǐng)人:奧森泰克公司