本发明专利技术涉及一种具有自动增益控制的指纹检测系统，包括：指纹传感器，其包括指纹感测单元阵列，指纹感测单元阵列包括多个感测单元；快速扫描控制电路，用于选择指纹感测单元阵列中的至少一部分感测单元作为有效感测单元；增益控制电路，其包括一ADC阵列，用于将电信号转换成数字式指纹图像信息；图像灰度值统计单元，用于统计指纹图像的灰度分布信息；自适应判断电路，用于根据指纹图像的灰度分布信息定义该指纹图像的类型；其中，增益控制电路还接收自适应判断电路的输出，并根据指纹图像的类型调节各有效感测单元的增益，以对数字式指纹图像信息进行修正并随后输出。其适用范围广、稳定性佳且一致性好、功耗低。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种具有自动增益控制的指纹检测系统，包括：指纹传感器，其包括指纹感测单元阵列，指纹感测单元阵列包括多个感测单元；快速扫描控制电路，用于选择指纹感测单元阵列中的至少一部分感测单元作为有效感测单元；增益控制电路，其包括一ADC阵列，用于将电信号转换成数字式指纹图像信息；图像灰度值统计单元，用于统计指纹图像的灰度分布信息；自适应判断电路，用于根据指纹图像的灰度分布信息定义该指纹图像的类型；其中，增益控制电路还接收自适应判断电路的输出，并根据指纹图像的类型调节各有效感测单元的增益，以对数字式指纹图像信息进行修正并随后输出。其适用范围广、稳定性佳且一致性好、功耗低。【专利说明】
本专利技术涉及指纹采集
。特别地，本专利技术涉及一种。
技术介绍
随着人们对信息安全的要求越来越高，活体生物特征认证和身份识别越来越多的运用到人们的日常生活中。指纹认证作为在生物特征认证中具有很高的可靠性和性价比，已经成为了当前生物认证的主流。与此同时，指纹采集技术也高速发展，更低成本、更小体积、更低功耗及高动态范围的指纹传感器将会占领巨大的市场，因此具有上述优点的指纹传感器成为当前研究的重点，其中电容式指纹传感器成为当前的主流产品之一。随着指纹传感技术的逐渐成熟，先进的指纹传感技术逐渐应用到移动手机及其他电子产品中，以及中国第三代身份证需要登记指纹信息，指纹识别技术会很快而且广泛的应用到我们日常生活中来，与此同时，对指纹传感器的要求越来越高。一个好的指纹识别体统，不仅应解决指纹传感器中软件或硬件方面存在的不足，更应该在应用于特殊场合时、或在特殊手指出现时都能够采集到清晰的指纹图像，并能够有效地拒绝假手指的欺骗。现有的国内指纹传感器，如一种现有技术方案仅提供了 一种电容式指纹读取方式，但其在面对不同类型的指纹时，其缺点是非常显著的，虽说可以将针对不同类型指纹的采集算法嵌入上位机，但这会浪费上位机很大的资源，提高了上位机使用门槛。其他现有技术方案中，虽有提及通过自适应算法来调整比较器的参考电压从而自适应不同类型的指纹，但却未提及自适应算法，或调整范围有限。现有的国外指纹传感器，虽实现具有自动增益变化的指纹采集，但其仅能调整模数转换时的增益，同样调整范围有限，且仍对某些特殊类型指纹采集与识别效果不佳。一种现有技术提供的指纹传感器如图1和2所示，图1示出其感测单元的结构。感测单元10结构包含:一感测电容11，由手指I跟感测电极形成；一边缘电容12，由感测电极与放大器13的输出电极形成；一放大器13,—输入端连接于感测电容11与边缘电容12之间，一输入端接地，输出端连接边缘电容12另一端；该感测单元10通过检测由射频信号14发出的经手指I反射的射频信号，该信号经过电容积分放大电路后由后续电路(未示出)处理，根据感测电容值的不同检测到不同幅度的射频信号，从而实现指纹采集，该系统由于每个感测单元10都使用一个放大器13，其功耗非常大。图2示出上述感测单元的自动增益控制回路，自动增益控制回路2包含:多个感测单元10 ;—扫描控制器20 ;多个模数转换器(ADC) 21和数模转换器(ADC) 22 ;一增益处理电路23 ;其中扫描控制器20连续读出感测单元10输出的电信号，多个模数转换器21将电信号转换成指纹图像灰度值，增益处理电路23统计图像灰度值的柱状图，并根据柱状图的统计情况控制多个数模转换器22的输出，从而调节多个模数转换器21的增益V0FFSET和直流偏置VREF。该方法由于仅能对ADC21的增益进行控制，其调节范围有限，在某些应用场合中不能区分指纹的谷和脊。在指纹的个人身份认证和识别的很多应用中期望有更大的进展，然而不幸的是当前指纹传感器和与它们相关的电路太大、且昂贵，一方面给指纹识别带来了不稳定性；另一方面，传统指纹传感器采集到的指纹图像随着个人指纹的差异以及采集环境的不同，变化也非常大，对识别算法具有苛刻的要求；此外，制造工艺的变化也导致生产出的传感器的不一致性。因此，本领域技术人员期望获得一种适用范围广、稳定性佳且一致性好、功耗低的指纹检测系统。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于提供一种适用范围广、稳定性佳且一致性好、功耗低的指纹检测系统。为实现上述目的，本专利技术提供一种技术方案如下:一种具有自动增益控制的指纹检测系统，包括:指纹传感器，其包括指纹感测单元阵列，指纹感测单元阵列包括多个感测单元；快速扫描控制电路，用于选择指纹感测单元阵列中的至少一部分感测单元作为有效感测单元，以用于感测手指指纹并转换为电信号；增益控制电路，其包括一 ADC阵列，用于将电信号转换成数字式指纹图像信息；图像灰度值统计单元，用于统计指纹图像的灰度分布信息；自适应判断电路，其接收图像灰度值统计单元的输出，用于根据指纹图像的灰度分布信息定义该指纹图像的类型；其中，增益控制电路还接收自适应判断电路的输出，并根据指纹图像的类型调节各有效感测单元的增益，以对数字式指纹图像信息进行修正并随后输出。优选地，其还包括一数字式参考电压源，其根据指纹图像的类型，向ADC阵列提供不同范围的参考电压值，以调节ADC阵列输出的数字式指纹图像信息。优选地，每一感测单元至少包括:一感测电极、至少一增益电极、至少一参考电极对、开关电路以及感测单元控制电路，至少一参考电极对分别形成为至少一参考电容的两电极，感测电极与按压于感测电极上的手指形成为一感测电容的两电极，感测电极与至少一增益电极分别形成为至少一增益电容的两电极，感测单元控制电路通过开关电路控制如下任一种或任多种电容的充电/放电状态:感测电容；至少一参考电容；以及，至少一增益电容。优选地，增益控制电路还包括参考电容时序控制电路和增益电容时序控制电路，参考电容时序控制电路分别向各有效感测单元的感测单元控制电路发出第一时序控制信号，以通过开关电路控制参考电容的充电/放电状态；增益电容时序控制电路分别向各有效感测单元的感测单元控制电路发出第二时序控制信号，以通过开关电路控制增益电容的充电/放电状态。优选地，增益电极为多个，其中，多个增益电极中的一部份增益电极与一固定电位连接，多个增益电极中的其余增益电极分别连接各有效感测单元的感测单元控制电路，感测单元控制电路接收第二时序控制信号，通过改变连接固定电位或连接感测单元控制电路的增益电极的个数来调节感测单元的增益。本专利技术的另一目的在于提供一种一种指纹检测系统的自动增益控制方法，其适用范围广、稳定性佳。为实现上述目的，本专利技术提供又一技术方案如下:一种指纹检测系统的自动增益控制方法，用于对指纹图像信息进行修正，指纹图像信息由指纹检测系统感测手指指纹而得到，该方法包括如下步骤:a)、通过多个感测单元连续地将指纹信息转换电信号，以ADC阵列将电信号转换为指纹图像；b)、统计指纹图像的灰度分布信息；c)、根据指纹图像的灰度分布信息定义指纹图像的类型；d)、根据指纹图像的类型调节各感测单元的增益和/或输入ADC阵列的参考电压值，以对指纹图像信息进行修正并随后输出。本专利技术提供的，可通过分析指纹图像的灰度信息，而相应地控制感测电容、参考电容和/或增益电容的充/放电状态，进而调节每一有效感测单元的增益，其自适应调整的范围更大；在不同的环境中、不同类型的指纹输入以及不同本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种具有自动增益控制的指纹检测系统，包括：指纹传感器，其包括指纹感测单元阵列，所述指纹感测单元阵列包括多个感测单元；快速扫描控制电路，用于选择所述指纹感测单元阵列中的至少一部分感测单元作为有效感测单元，以用于感测所述手指指纹并转换为电信号；增益控制电路，其包括一ADC阵列，用于将所述电信号转换成数字式指纹图像信息；图像灰度值统计单元，用于统计所述指纹图像的灰度分布信息；自适应判断电路，其接收所述图像灰度值统计单元的输出，用于根据所述指纹图像的灰度分布信息定义该指纹图像的类型；其中，所述增益控制电路还接收所述自适应判断电路的输出，并根据所述指纹图像的类型调节各所述有效感测单元的增益，以对所述数字式指纹图像信息进行修正并随后输出。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：黄昊，徐启波，
申请(专利权)人：成都费恩格尔微电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51
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