用于噪聲減輕的方法及電子裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明一般有關(guān)于一種用于移除在通過指紋傳感器所捕獲的圖像中的干擾的方 法，并且明確地說是有關(guān)于在獲取的指紋圖像中通過將感測原理納入用于噪聲減低所施加 的方法內(nèi)的噪聲的減低，其中經(jīng)噪聲減低的圖像被使用于確定指紋圖案(pattern)的表示。 本發(fā)明還有關(guān)于一種對應(yīng)的電子裝置W及一種計算機(jī)程序產(chǎn)品。
【背景技術(shù)】
[0002] 各種類型的生物識別（biome化ic)系統(tǒng)越來越多地被使用，W便于提供用于存取 電子裝置之增高的安全性，藉此提供增強的使用者便利性。尤其，指紋傳感器已經(jīng)成功地被 整合在運種裝置中，例如是歸功于其小的形狀因子、高的效能W及使用者的接納。在各種可 使用的指紋感測原理(例如電容性、光學(xué)、熱等等）中，電容性感測是最普遍使用的，尤其是 在其中尺寸及功率消耗是重要的應(yīng)用中。
[0003] 所有的電容性指紋傳感器提供一種指出在數(shù)個感測元件與被置放在指紋傳感器 的表面上的手指之間的電容的測量。指紋圖像的獲取通常是使用包括多個W-種二維的方 式配置的感測元件之指紋傳感器來加W執(zhí)行，并且一種區(qū)塊(block)為基礎(chǔ)的技術(shù)可被施 加至指紋傳感器W用于獲取指紋圖像，其中感測元件的區(qū)塊依序地被取樣。舉例而言，相鄰 地被配置在一列中的八個感測元件的區(qū)塊可W同時加W取樣。
[0004] 噪聲在傳感器中的存在對于當(dāng)取樣每個區(qū)塊的感測元件時所讀取的數(shù)據(jù)值帶來 誤差。此誤差表現(xiàn)為從某一例如是接地的零點偏移的參考潛在變化的偏移。因為運些區(qū)塊 的感測元件被依序地掃描，而且因為在傳感器中的噪聲量可能隨著時間過去而變化，因此 不同的誤差可能會發(fā)生在每個區(qū)塊的感測元件中。
[0005] 此噪聲問題傳統(tǒng)上已經(jīng)通過配置指紋傳感器的硬件來加W補償。然而，一種軟件 或固件的方法可W是有利的，因為補償量可W彈性地加W控制。此外，該軟件或固件的方法 并不消耗額外的娃面積或是娃開發(fā)的時程，并且在計算上是相當(dāng)價格低廉的。
[0006] -種用于噪聲減低之示例的軟件實施方式被掲示在US 2014/0015774 Al中，其中 所獲取的傳感器數(shù)據(jù)被調(diào)整W便于補償由指紋傳感器所帶來的噪聲。根據(jù)US 2014/ 0015774 Al,冗余感測元件關(guān)于指紋傳感器的區(qū)塊為基礎(chǔ)的取樣而被引入，其中相同的冗 余感測元件將會通過兩個依序取樣的區(qū)塊的每一個來加W取樣。偏移根據(jù)在相同的取樣元 件的冗余取樣之間的差值而被計算出，并且第二區(qū)塊根據(jù)計算出的差值來加W調(diào)整。
[0007] 即使US 2014/0015774 Al對于當(dāng)應(yīng)用區(qū)塊為基礎(chǔ)的感測技術(shù)時的噪聲減低引入 一種令人關(guān)注的方法，但是該公開的方法將會大部分依賴在每個行上首先獲取的樣本，并 且因此整體結(jié)果將會大部分根據(jù)此第一樣本的有效性而定。因此，看起來是有空間W用于 進(jìn)一步改善關(guān)于待被應(yīng)用至指紋圖像的軟件為基礎(chǔ)的噪聲減輕技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[000引考慮到現(xiàn)有技術(shù)之上述的缺點W及其它缺點，本發(fā)明的目的是提供一種用于處理 在使用指紋傳感器所捕獲的指紋圖像中的噪聲的改良的方法。尤其，本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)到 最優(yōu)選化的取樣模式的選擇是所期望的，其中關(guān)于所選的取樣模式的認(rèn)知包括在所獲取的 指紋圖像的進(jìn)一步處理中。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的一個方面，因此提出一種確定使用包括多個感測元件的指紋傳感器 所捕獲的手指的指紋圖案的表示的方法，該方法包括W下步驟:選擇取樣矩陣，其中取樣矩 陣代表用于使用指紋傳感器W獲取指紋圖像的取樣模式;使用指紋傳感器并且根據(jù)取樣矩 陣W獲取指紋圖像;施加線性濾波器至所獲取的指紋圖像，其中線性濾波器的設(shè)定依據(jù)取 樣矩陣而定，并且線性濾波器被設(shè)置用于在所獲取的指紋圖像內(nèi)的噪聲減低；W及根據(jù)濾 波后的指紋圖像W確定指紋圖案的表示。
[0010] 本發(fā)明是基于了解到包括指紋傳感器的系統(tǒng)的典型的實現(xiàn)一次只容許整個傳感 器的所選的部分被取樣。使用指紋傳感器的指紋圖像的典型的獲取包括連續(xù)地獲取指紋圖 像的部分，并且將運些部分組合成為指紋圖像。由于運種順序的獲取設(shè)計，因而對于指紋圖 像的每一個部分而言，在獲取指紋圖像的每一個部分時可能存在的時變或隨機(jī)的噪聲可能 會稍微不同。因此，假影(adifact)可能會被引入到圖像中。
[0011] 然而，根據(jù)本發(fā)明，一種計算機(jī)實施的方法可被應(yīng)用于指紋圖像的后處理，其中用 于獲取指紋圖像的取樣策略被考慮。明確地說，根據(jù)本發(fā)明，線性濾波器將會被施加至指紋 圖像，其中線性濾波器W其考慮取樣策略的運種方式來加W設(shè)定。根據(jù)本發(fā)明，取樣策略被 實現(xiàn)為取樣矩陣，取樣矩陣是代表用于使用指紋傳感器W獲取指紋圖像的取樣模式。
[0012] 于是，使用本發(fā)明的優(yōu)點是包含指紋圖像的改善的形成、W及因此關(guān)于將被用在 通常包括指紋傳感器的系統(tǒng)中的指紋圖案的確定之更優(yōu)選效能的可能性。由于根據(jù)本發(fā)明 的濾波設(shè)計是密切依賴指紋圖像事實上是如何已經(jīng)獲取的，因而運明確地被實現(xiàn)。此外，由 于該方法是一種計算機(jī)實施的后處理設(shè)計，因此沒有調(diào)整指紋傳感器的硬件（一種用于噪 聲減輕之常見的現(xiàn)有技術(shù)方法)的必要性。反而，本發(fā)明的方法可被插入作為在用于獲取指 紋圖像的典型的流程中的構(gòu)成要素。本發(fā)明的方法通常將能夠處理任意類型的噪聲，而如 同將會在W下進(jìn)一步詳細(xì)描述的，其相關(guān)于共模噪聲(CMN)是明確有用的。
[0013] 即使本發(fā)明的方法通常是被實施為通過控制指紋傳感器或是和一種其中指紋傳 感器構(gòu)成元件的系統(tǒng)分開配置的處理器所執(zhí)行的代碼，但是本發(fā)明的概念可W替代地(或 是部分地)被實施為例如是ASIC或類似者的功能區(qū)塊。運種實施方式的任意組合都是可能 的，并且在本發(fā)明的范疇內(nèi)。
[0014] 通常，取樣矩陣將會具有一種根據(jù)指紋傳感器的空間實現(xiàn)而定的結(jié)構(gòu)。取樣矩陣 的確切結(jié)構(gòu)W及取樣矩陣的最優(yōu)選化選擇將會進(jìn)一步在W下論述。
[0015] 在本發(fā)明的可能的替代實施例中，指紋傳感器是一個二維的指紋傳感器，并且取 樣矩陣對應(yīng)于多個感測元件的所選的部分。如上所指出的，指紋傳感器可W使用任何種類 的目前或未來的指紋感測原理來加W實施，其包含例如是電容性、光學(xué)、或是熱感測技術(shù)。 然而，目前電容性感測是最優(yōu)選的。此外，一維的傳感器也是可行的，并且在本發(fā)明的范疇 內(nèi)。
[0016] 類似地，根據(jù)本發(fā)明，相關(guān)于指紋圖像的多重捕獲來應(yīng)用本發(fā)明的方法是可能的， 其中多個圖像被組合W用于進(jìn)一步增強確定指紋圖案的可能性。于是，由本發(fā)明的方法所 提出的濾波設(shè)計除了用在獲取單一指紋圖像的取樣模式之外，也將會顧及多個指紋圖像之 后續(xù)的取樣。
[0017] 在本發(fā)明的可能的實施例中并且相關(guān)于指紋圖像的多重捕獲，取樣矩陣可W針對 于之后被捕獲的指紋圖像來加W改變。通過改變在之后被捕獲的指紋圖像中的同時被取樣 的那些像素將會給予重迭的信息，其可W符合本發(fā)明的濾波設(shè)計而被使用。
[0018] 取樣矩陣?yán)缈蒞將多個感測元件的所選的部分界定為相鄰配置的群組的感測 元件?；蛘呤?，多個感測元件的所選的部分在二維的傳感器上可W是在空間上分開的。通過 散開取樣的像素將會給予和同時取樣更多的像素類似的結(jié)果。若足夠大的區(qū)域被取樣的像 素所覆蓋，則易于從指紋圖像移除干擾，因為平均的像素和應(yīng)該幾乎是固定的。
[0019] 在本發(fā)明的較佳實施例中，取樣矩陣被選擇W對應(yīng)于在獲取的指紋圖像內(nèi)的最小 化的噪聲量。取樣矩陣的選擇可W用一種迭代的（iterative)方式來進(jìn)行，其中在所獲取的 指紋圖像內(nèi)的感知的噪聲量被降低到最小值。選擇可W替代地根據(jù)相關(guān)于指紋傳感器的結(jié) 構(gòu)的預(yù)設(shè)的假設(shè)而被計算出。運將會相關(guān)于本發(fā)明的詳細(xì)說明來進(jìn)一步加W詳細(xì)描述。
[0020] 較佳的是，該方法進(jìn)一步包括如下的步驟:對于存在于指紋圖像內(nèi)的噪聲確定對 數(shù)似然比Qog-Iikel化ood ratio);比較對數(shù)似然比與預(yù)定的闊值；W及只有在對數(shù)似然 比超過預(yù)定的闊值時才執(zhí)行指紋圖像的濾波。通過引入一種用于確定噪聲是否可能存在于 圖像內(nèi)之設(shè)計，其可能是可W進(jìn)一步改善適當(dāng)?shù)闹讣y圖像的獲取，并且因此改善指紋圖案 的判斷。在本發(fā)明的可能的實施方式中，其可能是可W在執(zhí)行任何濾波之前"率直地"引入 W上之額外的步驟，也即若噪聲的可能性低于預(yù)定的闊值，則如上所論述的濾波設(shè)計將不 會加W執(zhí)行。然而，可能是可W作為一替代方案的是"獨立地"使用噪聲可能性判斷的概念， W用于在噪聲水平被判斷為高于一所要的水平時，重新獲取指紋圖像。應(yīng)注意到的是，關(guān)于 包括多個行的二維的指紋傳感器之對數(shù)似然比可W例如是逐行地加W計算，并且接著在數(shù) 個行之上(例