[发明专利]对指纹图案信号进行滤波的方法和指纹感测装置

说明书

本发明涉及利用指纹感测装置提供表示指纹图案的经滤波的指纹图案信号，该指纹感测装置包括用于感测指纹图案的感测元件阵列。每个感测元件被配置成提供表示局部指纹图案特征的感测信号。方法包括：从包括至少四个感测元件的一组感测元件中的每一个感测元件接收模拟感测信号；对一组感测信号进行滤波以提供一组经滤波的输出信号，该组经滤波的输出信号中的每一个输出信号包括该组感测信号的线性组合，在该线性组合中每个感测信号具有各自的系数。每个线性组合中的系数的总和为零，并且其中线性组合彼此不同。该组经滤波的输出信号被转换为表示用户指纹图案的经滤波的数字感测信号。

技术领域

本发明涉及用于提供经滤波的指纹图案信号的方法以及用于感测用户手指的指纹图案以提供指纹图案信号的指纹感测装置。

背景技术

各种类型的生物计量系统被越来越多地使用，以提供提高的安全性和/或增强的用户便利性。特别地，指纹感测系统由于其小形状因数、高性能和用户接受度已经被采用于例如消费者电子装置中。

指纹传感器通常包括像素阵列，其被配置成感测手指的指纹图案。收集来自每个像素元件的信号并且随后处理这些信号以形成指纹图像。理想地，最终指纹图像是低噪声高分辨率指纹图像，其可以用于指纹识别应用并且可以相对快速地被获取。

然而，形成高质量的指纹图像与许多挑战相关联。例如，来自每个像素元件的绝对信号电平取决于若干个或多或少的不可控因素，例如，手指在像素阵列上的压力和手指的湿度水平。对适当的信号电平进行采样的相对成功的方式是调整信号偏移和信号增益。

另外的挑战是处理可能影响信号中的绝对噪声电平的共模噪声。例如，由于由指纹引起的相对小的电容改变，而用在厚的堆叠/玻璃下的电容式传感器感测指纹具有挑战性。由于手指的一般电容通常显著地大于由指纹脊和谷(fingerprint ridges andvalley)引起的调制，因此被测量到的模拟信号将包含大的共模信号，其仅在顶部具有由于指纹的小变化。由于共模信号不携载用于指纹识别的区分性信息，因此期望通过例如空间差分采样在模拟域中将该共模信号去除，以实现减小的模拟动态范围和较大的有效增益。这种空间差分采样的另外的益处是，消除或至少显著降低了任何共模噪声。

US 8,888,004公开了一种指纹感测装置，其采用差分感测方案，该差分感测方案针对相邻的成对的手指感测像素生成像素间差分测量。

尽管由US 8,888,004提出的解决方案似乎提供了在对共模噪声的影响降低的情况下获取指纹图像，但这种差分采样通常可以被看作空间高通滤波器，这意味着它显著地衰减了由像素之间的空间间隔给出的图像频谱的较低的那半部分。差分采样的该高通性质是不期望的，因为携载区分性指纹信息的频率分量可能会被衰减。

因此，需要在使用像素阵列获取指纹图像时，在减少指纹信息的损失的情况下减少共模噪声。

发明内容

鉴于现有技术的以上提及的和其他缺点，本发明的目的是提供在改进共模噪声抑制同时减少指纹信息的损失的情况下对指纹图案的感测。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于利用指纹感测装置提供表示用户手指的指纹图案的经滤波的指纹图案信号的方法，该指纹感测装置包括用于感测指纹图案的感测元件阵列，每个感测元件被配置成提供表示局部指纹图案特征的感测信号，其中，所述方法包括：从包括至少四个感测元件的一组感测元件中的每一个感测元件接收模拟感测信号；对该组感测信号进行滤波以提供一组经滤波的输出信号，经滤波的输出信号中的每一个输出信号包括该组感测信号的线性组合，在该线性组合中每个感测信号具有各自的系数，其中每个线性组合中的系数的总和为零，并且其中线性组合彼此不同；以及将该组经滤波的输出信号转换为表示用户指纹图案的经滤波的数字信号。