用于提高传感器图像质量的系统和方法技术方案

可以提供用于检测用户的手指或其它元素的系统和方法。在一些实施例中，系统可以包括多个电极组，并且每个电极组可以包括真实信号值是预定值的相应的参考电极。在一些实施例中，系统可以通过以下方式处理由电极组接收的信号:(a)根据调制模式，调制从相应的电极组中的每个电极接收的信号；(b)根据解调模式，解调从相应的电极组中的每个电极接收的信号或从该信号中导出的值，从而确定相应的电极组的解调值的集合；和/或(c)使用相应的电极组的参考电极的预定值，将平均值恢复为从相应的电极组中的每个电极接收的信号或从该信号中导出的值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于提高传感器图像质量的系统和方法相关申请本申请要求第16/108,875号美国专利申请和第16/547,802号美国专利申请的优先权。这些申请的内容通过引用如同以其整体阐述地一样并入本文。公开领域本公开涉及用于对位于传感器附近或周围的对象(例如手指或其特征的位置)进行电子感测的传感器。背景传感器可以用于检测位于传感器附近或周围的对象的存在。这样的传感器可以被配置成感测对象的电特性，以便感测传感器附近或周围的对象的存在或位置、对象的物理特性、对象表面上的形状、纹理、材料成分、生物信息以及被感测对象的其它特征和特性。例如，传感器可以被配置成检测用户手指的存在或位置，或者在以指纹传感器的示例的情况下，检测用户手指的一个或更多个特征(例如，脊)。对于一些传感器，身体的部位(例如手指)可以被定位在传感器附近或与传感器接触，以便执行测量。在一些情况下，传感器可以施加载波信号，当身体部位被放置在传感器附近时，该载波信号可以被调制。然后，传感器可以接收调制的载波信号。因为该调制——而不是载波本身——包含感兴趣的信息，所以这对消除(cancel)载波或补偿载波可能是有益的。例如，这可以允许传感器的动态范围更好地用于检测由身体部位施加的调制，从而提高传感器的精度。然而，在载波被消除或补偿的情况下，可能出现某些挑战。特别地，当重构用于分析的数字图像时，可能需要恢复信号的共模部分。此外，相邻电极之间的电耦合可能在重构的数字图像中产生模糊。因此，需要如下文更全面描述的解决这些挑战和其它挑战的系统和方法。概述以下呈现了简单的概述，以便提供对本文所描述的一些方面的基本理解。该概述不是所要求保护的主题的广泛综述。它既不旨在标识所要求保护的主题的关键或决定性的元素，也不旨在描绘其范围。其唯一目的是以简单形式呈现一些概念，作为稍后呈现的更详细描述的序言。在一些实施例中，可以提供一种用于检测用户的手指或其它元素的系统。该系统可以包括存储器、传感器区域和处理器。传感器区域可以包括接收电极集合，并且该接收电极集合可以包括多个电极组。该系统可以被配置为处理由电极组接收的信号，其中，对于每个相应的电极组，处理信号的步骤包括：(a)根据调制模式，调制从相应的电极组中的每个电极接收的信号，以及(b)根据解调模式，解调从相应的电极组中的每个电极接收的信号或从该信号中导出的值，从而确定相应的电极组的解调值的集合。调制模式和解调模式可以被选择成使得步骤(a)和(b)从每个相应的电极组中的电极接收的信号中去除平均值。该系统还可以被配置为向解调值添加全局恢复值。在一些实施例中，可以选择恢复值来补偿去除的平均值。对于多个电极组中的每个电极，恢复值可以是相同的。在一些实施例中，传感器区域可以由框架界定。第一电极组可以包括第一电极和第二电极，第一电极和第二电极被布置在传感器区域中，使得第一电极组中没有电极被设置在第一电极和第二电极之间。在一些实施例中，多个电极组可以至少部分地交错，使得电极集合中的一个或更多个电极被设置在第一电极和第二电极之间。在一些实施例中，值Y可以表示接收电极集合中的电极的数量。值N可以表示第一电极组中的电极的数量。值Z可以比被设置在第一电极和第二电极之间的电极的数量大一，以及Y可以小于或等于2NZ。在一些实施例中，Z可以小于或等于6。在一些实施例中，N大于或等于23。在一些实施例中，Y可以小于或等于1.1NZ。在一些实施例中，可以提供一种用于检测用户的手指或其它元素的系统。该系统可以包括存储器、传感器区域和处理器。传感器区域可以由框架界定，并且可以包括接收电极集合。该接收电极集合可以包括传感器区域的所有接收电极。该集合中的接收电极可以在至少包括第一电极组和第二电极组的多个电极组之间划分。该系统可以被配置成处理由电极组接收的信号。对于每个相应的电极组，处理信号的步骤可以包括：(a)根据调制模式，调制从相应的电极组中的每个电极接收的信号，以及(b)根据解调模式，解调从相应的电极组中的每个电极接收的信号或从该信号中导出的值，从而确定相应的电极组的解调值的集合。在一些实施例中，第一电极组可以包括第一电极和第二电极，第一电极和第二电极可以被布置在传感器区域中，使得第一电极组中没有电极被设置在第一电极和第二电极之间。多个电极组可以至少部分交错，使得电极集合中的一个或更多个电极被设置在第一电极和第二电极之间。值Y可以表示接收电极集合中的电极的数量，值N可以表示第一电极组中的电极的数量，值Z可以比被设置在第一电极和第二电极之间的电极的数量大一。这些值可以被选择成使得Y小于或等于2NZ。在一些实施例中，Z可以小于或等于6。在一些实施例中，N可以大于或等于23。在一些实施例中，Y可以小于或等于1.1NZ。在一些实施例中，可以提供一种用于检测用户的手指或其它元素的方法。该方法可以由包括存储器、处理器和由框架界定的传感器区域的系统来执行。传感器区域可以包括接收电极集合，该接收电极集合包括传感器区域的所有接收电极。该接收电极集合可以包括多个电极组，该多个电极组至少包括第一电极组和第二电极组。该方法可以包括，对于多个电极组中的每个电极组，(a)根据调制模式，调制从相应的电极组中的每个电极接收的信号，以及(b)根据解调模式，解调从相应的电极组中的每个电极接收的信号或从该信号中导出的值，从而确定相应的电极组的解调值的集合。在一些实施例中，第一电极组可以包括第一电极和第二电极。第一电极和第二电极可以被布置在传感器区域中，使得第一电极组中没有电极被设置在第一电极和第二电极之间。多个电极组可以至少部分交错，使得电极集合中的一个或更多个电极被设置在第一电极和第二电极之间。在一些实施例中，值Y可以表示接收电极集合中的电极的数量。值N可以表示第一电极组中的电极的数量。值Z可以比被设置在第一电极和第二电极之间的电极的数量大一。在一些实施例中，这些值可以被选择成使得Y小于或等于2NZ。在一些实施例中，Z可以小于或等于6。在一些实施例中，N可以大于或等于23。在一些实施例中，这些值可以被选择成使得Y小于或等于1.1NZ。在一些实施例中，关于第一电极组执行步骤(a)和(b)可以导致关于被间隔开像素行的长度的至少百分之九十的两个像素的数据被收集。在一些实施例中，可以提供一种用于检测用户的手指或其它元素的系统。该系统可以包括存储器、处理器和多个电极组。在一些实施例中，每个电极组可以包括相应的参考电极，该相应的参考电极的真实信号值是预定值。该系统可以被配置成处理由电极组接收的信号。在一些实施例中，对于每个相应的电极组，处理信号的步骤可以包括：(a)根据调制模式，调制从相应的电极组中的每个电极接收的信号；(b)根据解调模式，解调从相应的电极组中的每个电极接收的信号或从该信号中导出的值，从而确定相应的电极组的解调值的集合；以及(c)使用相应的电极组的参考电极的预定值，将平均值恢复为从相应的电极组中的每个电极接收的信号或从该信号中导出的值。在一些实施例中，调制模式和解调模式可以被选择成使得步骤(a)和(b)从每个相应的电极组中的电极接收的信本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于检测用户的手指或其他元素的系统，所述系统包括：/n存储器；/n传感器区域，其中，所述传感器区域包括接收电极集合，所述接收电极集合包括所述传感器区域的所有接收电极，所述接收电极集合包括多个电极组，所述多个电极组至少包括第一电极组；/n处理器，其中，所述系统被配置为：/n处理由所述电极组接收的信号，其中，处理所述信号的步骤包括，对于每个相应的电极组：/n(a)根据调制模式，调制从所述相应的电极组中的每个电极接收的所述信号；和/n(b)根据解调模式，解调从所述相应的电极组中的每个电极接收的所述信号或从所述信号中导出的值，从而确定所述相应的电极组的解调值的集合；/n其中，所述调制模式和所述解调模式被选择成使得步骤(a)和(b)从每个相应的电极组中的电极接收的所述信号中去除平均值；/n所述系统还被配置为将全局恢复值加到所述解调值，选择所述恢复值以补偿所去除的平均值，所述恢复值对于所述多个电极组中的每个电极是相同的。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180822 US 16/108,8751.一种用于检测用户的手指或其他元素的系统，所述系统包括：
存储器；
传感器区域，其中，所述传感器区域包括接收电极集合，所述接收电极集合包括所述传感器区域的所有接收电极，所述接收电极集合包括多个电极组，所述多个电极组至少包括第一电极组；
处理器，其中，所述系统被配置为：
处理由所述电极组接收的信号，其中，处理所述信号的步骤包括，对于每个相应的电极组：
(a)根据调制模式，调制从所述相应的电极组中的每个电极接收的所述信号；和
(b)根据解调模式，解调从所述相应的电极组中的每个电极接收的所述信号或从所述信号中导出的值，从而确定所述相应的电极组的解调值的集合；
其中，所述调制模式和所述解调模式被选择成使得步骤(a)和(b)从每个相应的电极组中的电极接收的所述信号中去除平均值；
所述系统还被配置为将全局恢复值加到所述解调值，选择所述恢复值以补偿所去除的平均值，所述恢复值对于所述多个电极组中的每个电极是相同的。


2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述传感器区域由框架界定，所述第一电极组包括第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极被布置在所述传感器区域中，使得所述第一电极组中没有电极被设置在所述第一电极和所述第二电极之间；
其中，所述多个电极组至少部分地交错，使得所述电极集合中的一个或更多个电极被设置在所述第一电极和所述第二电极之间；
其中，值Y表示所述接收电极集合中的电极数量，值N表示所述第一电极组中的电极数量，值Z比被设置在所述第一电极和所述第二电极之间的电极数量大一，并且Y≤2NZ。


3.根据权利要求2所述的系统，其中：
所述电极集合的所有电极被包含在所述多个电极组中的一个或更多个电极组内；
所述多个电极组中除所述第一电极组之外的每个电极组中的至少一个电极组中的至少一个电极被设置在所述第一电极和所述第二电极之间。


4.根据权利要求2和3中任一项所述的系统，其中，Z小于或等于6，N大于或等于23，并且Y≤1.1×NZ。


5.根据权利要求2-4中任一项所述的系统，其中，用于每个电极组的所述调制模式是相同的。


6.根据权利要求1-5中任一项所述的系统，其中，所述系统还被配置为：
基于从所述多个电极组接收的所述信号，确定分割掩模；
基于从所述多个电极组接收的所述信号和所述分割掩模，构建数字图像；和
基于所述数字图像，确定生物特征参数，其中，使用所述分割掩模来构建所述数字图像有助于通过从所述数字图像中去除原本将以周期性误差模式为特征的图像部分来确定所述生物特征参数。


7.根据权利要求1-6中任一项所述的系统，其中，所述系统还至少包括第一差分接收器和第二差分接收器，并且所述多个电极组包括第二电极组；
所述第一差分接收器被布置成从所述第一电极组中的电极接收信号；
所述第二差分接收器被布置成从所述第二电极组中的电极接收信号；
其中，所述系统被布置成使得在第一时间间隔期间，所述第一差分接收器从所述第一电极组中的电极接收信号，而所述第二差分接收器从所述第二电极组中的电极接收信号；和
所述第一电极组和所述第二电极组中的电极一起限定超集，电极的所述超集与不在所述超集内的电极交错，使得对于从所述超集中选择的任何一对两个电极，不在所述超集内的至少一个电极被设置在所选择的一对之间。


8.根据权利要求1-7中任一项所述的系统，其中，调制参数被存储在所述存储器中，所述调制模式是矩阵，并且包括沿着所述矩阵的公共维度布置的多个向量，所述多个向量中的每个向量是从所述调制参数中导出的。


9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述解调模式是从所述调制参数中导出的。


10.根据权利要求1-9中任一项所述的系统，其中，所述公共恢复值近似等于用于基于从所述多个电极组接收的所述信号来构建数字图像的灰度范围的中点。


11.一种用于检测用户的手指或其他元素的方法，所述方法通过包括存储器、处理器和传感器区域的系统执行，其中，所述传感器区域包括接收电极集合，所述接收电极集合包括所述传感器区域的所有接收电极，所述接收电极集合包括多个电极组，所述多个电极组包括至少第一电极组，所述方法包括：
对于所述多个电极组中的每个相应的电极组：
(a)根据调制模式，调制从所述相应的电极组中的每个电极接收的所述信号；和
(b)根据解调模式，解调从所述相应的电极组中的每个电极接收的所述信号或从所述信号中导出的值，从而确定所述相应的电极组的解调值的集合；
其中，所述调制模式和所述解调模式被选择成使得步骤(a)和(b)从每个相应的电极组中的电极接收的所述信号中去除平均值；和
将全局恢复值加到所述解调值，选择所述恢复值以补偿所去除的平均值，所述恢复值对于所述多个电极组中的每个电极是相同的。


12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述传感器区域由框架界定，所述第一电极组包括第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极被布置在所述传感器区域中，使得所述第一电极组中没有电极被设置在所述第一电极和所述第二电极之间；
所述多个电极组至少部分地交错，使得所述电极集合的一个或更多个电极被设置在所述第一电极和所述第二电极之间，所述多个电极组形成沿着发射电极限定的像素行，所述像素行具有长度；
值Y表示所述接收电极集合中的电极数量，值N表示所述第一电极组中的电极数量，值Z比被设置在所述第一电极和所述第二电极之间的电极数量大一，并且Y≤2NZ；和
关于所述第一电极组执行步骤(a)和(b)导致针对间隔开所述像素行的所述长度的至少一半的两个像素的数据被收集。


13.根据权利要求12所述的方法，其中：
所述电极集合中的所有电极被包含在所述多个电极组中的一个或更多个电极组内；
所述多个电极组中除所述第一电极组之外的每个电极组中的至少一个电极组中的至少一个电极被设置在所述第一电极和所述第二电极之间。


14.根据权利要求12和13中任一项所述的方法，其中，Z小于或等于6，N大于或等于23，Y≤1.1×NZ，并且关于所述第一电极组执行步骤(a)和(b)导致针对间隔开所述像素行的所述长度的至少百分之九十的两个像素的数据被收集。


15.根据权利要求12-14中任一项所述的方法，其中，用于每个电极组的所述调制模式是相同的。


16.根据权利要求11-15中任一项所述的方法，还包括：
基于从所述多个电极组接收的所述信号，确定分割掩模；
基于从所述多个电极组接收的所述信号和所述分割掩模，构建数字图像，其中，使用所述分割掩模来构建所述数字图像从所述数字图像中去除包含周期性误差模式的图像部分；和
基于所述数字图像，确定生物特征参数。


17.根据权利要求11-16中任一项所述的方法，其中，所述系统还至少包括第一差分接收器和第二差分接收器，所述多个电极组包括第二电极组，所述第一差分接收器被布置成从所述第一电极组中的电极接收信号，并且所述第二差分接收器被布置成从所述第二电极组中的电极接收信号，所述方法还包括：
通过所述第一差分接收器，在第一时间间隔期间从所述第一电极组中的电极接收信号；和
通过所述第二差分接收器，在所述第一时间间隔期间从所述第二电极组中的电极接收信号，而所述第一差分从所述第一电极组中的电极接收信号；
其中，所述第一电极组和所述第二电极组中的电极一起限定超集，电极的所述超集与不在所述超集内的电极交错，使得对于从所述超集中选择的任何一对两个电极，不在所述超集内的至少一个电极被设置在所选择的一对之间。


18.根据权利要求11-17中任一项所述的方法，还包括：
从存储在所述存储器中的调制参数导出多个向量，所述多个向量一起定义所述调制模式。


19.根据权利要求18所述的方法，还包括从所述调制参数中导出所述解调模式。


20.根据权利要求11-19中任一项所述的方法，其中，所述公共恢复值近似等于用于基于从所述多个电极组接收的所述信号来构建数字图像的灰度范围的中点。


21.一种用于检测用户的手指或其他元素的系统，所述系统包括：
存储器；
传感器区域，所述传感器区域由框架界定，其中，所述传感器区域包括接收电极集合，所述接收电极集合包括所述传感器区域的所有接收电极，所述接收电极集合包括多个电极组，所述多个电极组至少包括第一电极组和第二电极组；
处理器，其中，所述系统被配置为：
处理由所述电极组接收的信号，其中，处理所述信号的步骤包括，对于每个相应的电极组：
(a)根据调制模式，调制从所述相应的电极组中的每个电极接收的所述信号；和
(b)根据解调模式，解调从所述相应的电极组中的每个电极接收的所述信号或从所述信号中导出的值，从而确定所述相应的电极组的解调值的集合；
其中，所述第一电极组包括第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极被布置在所述传感器区域中，使得所述第一电极组中没有电极被设置在所述第一电极和所述第二电极之间；
所述多个电极组至少部分地交错，使得所述电极集合中的一个或更多个电极被设置在所述第一电极和所述第二电极之间；
值Y表示所述接收电极集合中的电极数量，值N表示所述第一电极组中的电极数量，值Z比被设置在所述第一电极和所述第二电极之间的电极数量大一，并且Y≤2NZ。


22.根据权利要求21所述的系统，进一步地，其中：
所述电极集合的基本上所有电极都被包含在所述多个电极组中的一个或更多个电极组中；
所述多个电极组中除所述第一电极组之外的每个电极组中的至少一个电极组中的至少一个电极被设置在所述第一电极和所述第二电极之间。


23.根据权利要求21和22中任一项所述的系统，其中，Z小于或等于6，以及N大于或等于23，以及Y≤1.1×NZ。


24.根据权利要求21-23中任一项所述的系统，其中，所述调制模式和所述解调模式被选择成使得步骤(a)和(b)从每个相应的电极组中的电极接收的所述信号中去除平均值；和
所述系统还被配置为将全局恢复值加到所述解调值，选择所述恢复值以补偿所述去除的平均值，所述恢复值对于所述多个电极组中的每个电极是相同的。


25.根据权利要求21-23中任一项所述的系统，其中，所述调制模式和所述解调模式被选择成使得步骤(a)和(b)从每个相应的电极组中的电极接收的所述信号中去除平均值；和
所述多个电极组中的每个电极组共享公共电极；和
所述系统被配置为针对每个电极组将相应的恢复值加到所述解调值，所述相应的恢复值对于给定组内的电极是相同的，给定电极组的所述相应的恢复值基于针对所述公共电极定义的像素获得的至少一个解调值。


26.根据权利要求21-25中任一项所述的系统，其中，所述系统还被配置为：
基于从所述多个电极组接收的所述信号，确定分割掩模；
基于从所述多个电极组接收的所述信号和所述分割掩模，构建数字图像；和
基于所述数字图像确定生物特征参数，其中，使用所述分割掩模来构建所述数字图像有助于通过从所述数字图像中去除原本将以具有基本上等于所述传感器区域中相邻接收电极之间的平均距离乘以Z的空间周期的误差模式为特征的图像部分来确定所述生物特征参数。


27.根据权利要求21-26中任一项所述的系统，其中，所述系统还至少包括第一差分接收器和第二差分接收器，并且所述多个电极组包括第二电极组；
所述第一差分接收器被布置成从所述第一电极组中的电极接收信号；
所述第二差分接收器被布置成从所述第二电极组中的电极接收信号；
其中，所述系统被布置成使得在第一时间间隔期间，所述第一差分接收器从所述第一电极组中的电极接收信号，而所述第二差分接收器从所述第二电极组中的电极接收信号；和
所述第一电极组和所述第二电极组中的电极一起限定超集，电极的所述超集与不在所述超集内的电极交错，使得对于从所述超集中选择的任何一对两个电极，不在所述超集内的至少一个电极被设置在所选择的一对之间。


28.根据权利要求21-27中任一项所述的系统，其中，调制参数被存储在所述存储器中，所述调制模式是矩阵，并且包括沿着所述矩阵的公共维度布置的多个向量，所述多个向量中的每个向量是从所述调制参数中导出的。


29.根据权利要求28所述的系统，其中，所述解调模式是从所述调制参数中导出的。


30.根据权利要求21-29中任一项所述的系统，其中，用于每个电极组的所述调制模式是相同的。


31.一种用于检测用户的手指或其他元素的方法，所述方法通过包括存储器、处理器和由框架界定的传感器区域的系统执行，其中，所述传感器区域包括接收电极集合，所述接收电极集合包括所述传感器区域的所有接收电极，所述接收电极集合包...

【专利技术属性】
技术研发人员：杰弗里·A·斯莫尔，大卫·约瑟夫·若弗鲁瓦，阿尔玛·德里克伊布基奇，大卫·布伦特·格尔德，
申请(专利权)人：傲迪司威生物识别公司，
类型：发明
国别省市：挪威;NO