自适应的基于指纹的导航制造技术

一种使用手指导航系统的基于指纹的导航方法，该手指导航系统包括指纹感测电路和导航控制电路。方法包括以下步骤：获取指纹图像的一连串导航序列，并且针对一连串导航序列中的每个导航序列：基于指纹图像的导航序列来确定估计的瞬间手指移动；基于指纹图像的导航序列中的至少一个指纹图像来确定指示指纹图像状态的至少一个指纹图像参数值；以及评估指纹图像状态。方法进一步包括以下步骤：基于评估来确定指纹感测电路设定；以及仅在一个导航序列中的最终指纹图像的获取与另一直接随后的导航序列中的第一个指纹图像的获取之间的时间段期间，将指纹感测电路设定提供至指纹感测电路。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于使用指纹传感器来估计手指移动的方法与系统。
技术介绍
指纹传感器有时被用作“导航工具(navigationtool)”，例如，以在显示器上移动光标或指示器，或者以在显示器上执行对所呈现的项目的选择等。为了能够使用指纹传感器以用于这样的导航工具应用，需要以某种方式追踪用户的手指跨指纹传感器的移动。根据US6408087中所描述的一种方法，连续的指纹图像以每秒1000帧的帧率被捕捉，并且基于连续指纹图像的比较来确定指纹脊部和毛孔的位移。虽然如US6408087中所述的使用电容式指纹传感器以用于控制指示器相比于常规指向装置而言具有一些益处，但是仍存在改进的空间。
技术实现思路
鉴于现有技术的上述和其他缺点，本专利技术的目的在于提供一种对使用指纹传感器的手指移动的改进的估计。因此，根据本专利技术的第一方面，提供了一种使用手指导航系统的基于指纹的导航的方法，该手指导航系统包括指纹感测电路和导航控制电路，该方法包括以下步骤：通过指纹感测电路来获取指纹图像的一连串导航序列；通过导航控制电路，针对一连串导航序列中的每个导航序列，基于指纹图像的导航序列来确定估计的瞬间手指移动；通过导航控制电路，针对一连串导航序列中的每个导航序列，基于指纹图像的导航序列中的至少一个指纹图像来确定指示指纹图像状态的至少一个指纹图像参数值；通过导航控制电路来针对一连串导航序列中的每个导航序列评估指纹图像状态；通过导航控制电路基于评估来确定指纹感测电路设定；以及通过导航控制电路仅在一个导航序列中的最终指纹图像的获取与另一直接随后的导航序列中的第一个指纹图像的获取之间的时间段期间将指纹感测电路设定提供至指纹感测电路。例如，指纹感测电路可以包括布置在阵列中的多个感测元件。指纹感测电路可以检测指示感测元件阵列中的每个感测元件与触碰指纹传感器表面的手指表面之间的电容性耦合的量度。与位于对应于指纹谷部的位置处的感测元件相比，位于对应于指纹脊部的位置处的感测元件将对手指展现出更强的电容性耦合。然而，本专利技术的各个实施例并未受限于具体的指纹感测技术，而是同样地适用于例如光学式、热感式或者压电式指纹传感器等。指纹图像的每个导航序列包括依序获取的多个指纹图像。每个导航序列具有第一个指纹图像和最终指纹图像。通过将导航序列中较晚的指纹图像与导航序列中的至少一个较早的指纹图像(通常是导航序列中的第一个指纹图像)进行比较，可以估计导航序列期间的手指移动。“估计的瞬间手指移动”应被理解为基于指纹图像的导航序列所确定的手指速度与手指移动方向中的至少一个的估计。指示指纹图像状态的至少一个指纹图像参数值可以是传递允许指纹图像状态的有意义评估的信息的任何参数值。例如，评估可以展现指纹图像具有不足的对比和/或呈现饱和状况等。替代地或者组合地，可以评估指纹图像状态随着时间推移的发展，以便指纹图像质量的降低可以被发现并被抵消。因此，指纹图像状态的评估可以基于与一个或数个指纹图像的导航序列相关的一个或数个指纹图像参数值。通过术语“指纹感测电路设定”应被理解为影响指纹感测电路的感测操作的设定的任何组合。例如，指纹感测电路设定可以包括放大、模拟数字转换参数(如偏移和/或增益)、采样参数(如采样时间和/或采样数目)等。本专利技术基于指纹图像状态可以在导航期间迅速改变的认识，例如由于手指按压指纹传感器表面的力的突然和较大的变化，并且因此希望在导航期间更改指纹感测设定。本专利技术人已经进一步认识到的是，导航序列期间的指纹设定的更改可以负面地影响手指移动估计，并且可以通过以下来实现期望的改进的导航性能：从每个导航序列中的至少一个指纹图像提取图像状态信息、基于所提取的图像状态来确定更新的指纹传感器设定以及在连续导航序列之间的时间段中仅允许执行更新的指纹传感器设定。因此，可以在手指导航期间调配(adapt)指纹传感器设定，而无以下风险：指纹传感器设定的改变负面地影响单独的瞬间手指移动估计。因此，可以实现能够调配指纹感测电路参数的自适应手指导航，以补偿例如手指导航期间的手指压力的变化。这继而提供更加可靠的和准确的手指导航。有利地，可以从导航序列中的每个指纹图像提取图像状态信息，以便至少一个指纹图像参数值可以基于整个导航序列，这可以进一步增加指纹图像状态的随后评估的可靠性。为了以较高的手指速度提供精确且可靠的手指导航，通常希望以非常高的获取速率来获取(局部的)指纹图像，如每秒3000个指纹图像或更高。为了在如此高的图像获取速率下便于瞬间手指移动的确定以及至少一个指纹图像参数值的确定，可以有利地至少部分地以硬件实现导航控制电路。在本专利技术的实施例中，导航控制电路可以包括移动估计电路和处理控制电路。移动估计电路和处理控制电路的分工可以有利地使得移动估计电路可以适合于实现为硬件并且接近指纹感测电路，而处理控制电路可以适合于至少部分地实现为在处理器上运行的软件。因此，根据本专利技术的方法实施例的任务可以采用以下方式在移动估计电路与处理控制电路之间进行划分：移动估计电路可以连接至指纹感测电路，以处理所获取的指纹图像，从而基于每个导航序列中的指纹图像来确定估计的瞬间手指移动以及至少一个指纹图像参数值。移动估计电路可以进一步连接至处理控制电路，以针对每个导航序列将指示估计的瞬间手指移动与至少一个指纹图像参数值的信号提供至处理控制电路。处理控制电路继而可以基于从移动估计电路接收到的一连串瞬间手指移动估计来提供导航信号，并且基于从移动估计电路接收到的一连串指纹图像参数值来评估指纹图像状态。至少当指纹图像状态的评估指示将希望图像质量的改进时，处理控制电路可以确定更新的指纹感测电路设定，并且将此更新的指纹感测电路设定提供至移动估计电路。当从处理控制电路接收更新的指纹感测电路设定时，移动估计电路控制指纹感测电路设定的更新时间，直到下一个允许更新的时间段为止，这发生于指纹图像的连续导航序列的获取之间，特别是在一个导航序列的最终指纹图像的获取之后并且在直接随后的导航序列的第一个指纹图像的获取之前的时间段中。有利地，导航控制电路可以在将更新的指纹感测电路设定提供至指纹感测电路之前存储更新的指纹感测电路设定。在实施例中，例如，移动估计电路可以将指纹感测电路设定写入到存储寄存器，而后将此存储寄存器的内容写入到保存指纹感测电路的当前指纹感测电路设定的寄存器中。根据实施例，评估指纹图像状态的步骤可以包括评估估计的瞬间手指移动的步骤，并且指纹感测电路设定可以进一步基于对估计的瞬间手指移动的评估。例如，当估计的瞬间手指移动指示手指当前正在相对缓慢地移动时，可以更新指纹感测电路设定，以允许更多的时间用于导航序列中的每个指纹图像的获取。取决于感测方法，额外的时间可以以不同方式用于改进图像质量。例如，可以容许多重采样，这可以改进指纹图像的信噪比。这继而可以提供手指导航的改进的精确度和/或可靠性。例如，指纹感测电路与移动估计电路可以有利地二者均被包括在指纹传感器部件中，并且处理控制电路可以被包括在单独的控制单元中，单独的控制单元连接至指纹传感器部件以用于控制其操作。此外，根据各个实施例，指纹图像的每个导航序列可以包括：参考指纹图像，其在参考指纹图像获取时间处被获取；以及至少一个候选指纹图像，其在候选指纹图像获取时间的时间序列中的每个候选指纹本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于使用手指导航系统的基于指纹的导航的方法，所述手指导航系统包括指纹感测电路和导航控制电路，所述方法包括以下步骤：通过所述指纹感测电路来获取指纹图像的一连串导航序列；通过所述导航控制电路，针对所述一连串导航序列中的每个导航序列，基于所述指纹图像的导航序列来确定估计的瞬间手指移动；通过所述导航控制电路，针对所述一连串导航序列中的每个导航序列，基于所述指纹图像的导航序列中的至少一个指纹图像来确定指示指纹图像状态的至少一个指纹图像参数值；通过所述导航控制电路针对所述一连串导航序列中的每个导航序列来评估所述指纹图像状态；通过所述导航控制电路基于所述评估来确定指纹感测电路设定；以及通过所述导航控制电路仅在以下时间段期间将所述指纹感测电路设定提供至所述指纹感测电路：一个导航序列中的最终指纹图像的获取与另一直接随后的导航序列中的第一个指纹图像的获取之间的时间段。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.04 SE 1550727-01.一种用于使用手指导航系统的基于指纹的导航的方法，所述手指导航系统包括指纹感测电路和导航控制电路，所述方法包括以下步骤：通过所述指纹感测电路来获取指纹图像的一连串导航序列；通过所述导航控制电路，针对所述一连串导航序列中的每个导航序列，基于所述指纹图像的导航序列来确定估计的瞬间手指移动；通过所述导航控制电路，针对所述一连串导航序列中的每个导航序列，基于所述指纹图像的导航序列中的至少一个指纹图像来确定指示指纹图像状态的至少一个指纹图像参数值；通过所述导航控制电路针对所述一连串导航序列中的每个导航序列来评估所述指纹图像状态；通过所述导航控制电路基于所述评估来确定指纹感测电路设定；以及通过所述导航控制电路仅在以下时间段期间将所述指纹感测电路设定提供至所述指纹感测电路：一个导航序列中的最终指纹图像的获取与另一直接随后的导航序列中的第一个指纹图像的获取之间的时间段。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述导航控制电路包括移动估计电路和处理控制电路，所述移动估计电路执行确定所述估计的瞬间手指移动的步骤，所述移动估计电路执行确定指示所述指纹图像状态的至少一个指纹图像参数值的步骤，所述处理控制电路执行评估所述指纹图像状态的步骤，所述处理控制电路执行确定指纹传感器电路设定的步骤，所述移动估计电路执行将所述指纹感测电路设定提供至所述指纹感测电路的步骤，并且所述方法进一步包括以下步骤：通过所述移动估计电路，针对所述一连串导航序列中的每个导航序列，将所述估计的瞬间手指移动和所述至少一个指纹图像参数值提供至所述处理控制电路；以及通过所述处理控制电路将所述指纹感测电路设定提供至所述移动估计电路。3.根据权利要求1或2所述的方法，进一步包括以下步骤：通过所述导航控制电路在将所述指纹感测电路设定提供至所述指纹感测电路之前存储所述指纹感测电路设定。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，评估所述指纹图像状态的步骤包括以下步骤：将从所述至少一个指纹图像参数值导出的图像质量指标与预定义的图像质量指标阈值进行比较。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，评估所述指纹图像状态的步骤包括以下步骤：评估所述估计的瞬间手指移动，其中，所述指纹感测电路设定进一步基于对所述估计的瞬间手指移动的评估。6.根据权利要求2至5中任一项所述的方法，其中，所述手指导航系统包括：指纹传感器部件，其包括所述指纹感测电路和所述移动估计电路；以及控制单元，其包括所述处理控制电路。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，指纹图像的每个导航序列包括：参考指纹图像，其在参考指纹图像获取时间处被获取；以及至少一个候选指纹图像，其在候选指纹图像获取时间的时间序列中的每个候选指纹图像获取时间处被获取，并且确定所述估计的瞬间手指移动的步骤包括以下步骤：针对所述候选指纹图像获取时间中的每一个，确定用于多个候选手指移动方向中的每一个的匹配参数值，所述匹配参数值指示对应于所述指纹传感器的参考区...

【专利技术属性】
技术研发人员：大卫·卡林，埃里克·塞特贝里，汉斯·特恩布卢姆，
申请(专利权)人：指纹卡有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞典;SE