一种半导体指纹传感器图像采集方法与流程

本发明涉及指纹传感器，尤其涉及一种半导体指纹传感器图像采集方法。

背景技术：

1、半导体指纹传感器是目前常用的指纹采集设备，其主要利用电容、电感、温度等原理实现指纹图像采集。基于半导体指纹传感器进行指纹识别的过程一般包括三步：第一从传感器读取指纹图像，第二对指纹图像进行运算，第三基于运算结果向用户进行反馈，从缩短时间、提高反馈效率角度考虑，以上三个步骤中，任何一个步骤运行时间的缩短，都有利于减少整个应用流程的响应时间。

2、现有技术中提供了一种调整图像采集时间的方法、装置、介质及电子设备，调整图像采集时间的方法包括：获取图像采集调整策略，图像采集调整策略主要基于目标时间差生成，目标时间差根据接收端的显示模块接收到一帧图像的时间与显示模块显示该帧图像的时间之间的时间差确定，然后再根据图像采集策略调整发送端要采集的下一帧图像的采集时间，但这种图像采集时间的调整方法中仅用于显示模块接收图像帧的采集时间调节，单帧图像(即单幅图像)采集时间不变，目前市面上常见的图像采集时间调节方式也均为相邻两帧图像采集时间的调节，能够实现单幅图像采集时间调整的装置或方法较少，因此，需要发明一种能够实现单幅图像(或单张图像片段)采集时间调整的装置或方法。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的上述不足，本发明提供了一种半导体指纹传感器图像采集方法，其可缩短单幅图像采集时间，提高图像采集效率。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种半导体指纹传感器图像采集方法，该方法基于半导体指纹传感器系统实现，该半导体指纹传感器系统包括传感端，传感端用于感应指纹图像，指纹图像由像素矩阵构成，所述像素矩阵包括若干单个像素；

4、所述半导体指纹传感器系统包括：adc电路、控制器、接口电路、异步fifo存储器、选通电路、配置和状态寄存器，所述adc电路、异步fifo存储器、选通电路、配置和状态寄存器均与所述控制器电连接，所述配置和状态寄存器通过所述接口电路与上位机通信连接，所述配置和状态寄存器用于保存用户配置或反映系统内部状态；

5、半导体指纹传感器的传感端通过所述选通电路与所述adc电路连接，

6、所述控制器用于控制选通电路进行像素选通、控制adc电路对选通的像素采样、控制异步fifo存储器存储采集的像素；

7、所述选通电路用于逐个选通像素矩阵中的单个像素；

8、所述adc电路用于采集选通电路选通的单个像素，并将采集的模拟量转换为数字量；

9、所述adc电路还连接所述异步fifo存储器，所述异步fifo存储器用于存储adc电路采集的单个像素；

10、其特征在于，该方法包括：采用数据并行的方式对单个像素进行选通、采集、保存，数据并行指：通过控制器控制选通电路选通像素矩阵中下一个像素，同时adc电路采集已选通的当前像素，同时异步fifo存储器存储adc电路已采集的上一个像素。

11、其进一步特征在于，

12、所述像素矩阵包括第一像素、第二像素、第三像素～第n像素，n为正整数；

13、所述选通电路包括数据选择器mux，用于对应选通所述第一像素、第二像素、第三像素～第n像素；

14、更进一步的，所述数据选择器mux包括行选电路、列选电路，所述行选电路、列选电路分别用于对应选通单个像素的横坐标、纵坐标；

15、进一步的，数据并行的具体步骤包括：s1、控制器控制选通电路对应选通第一像素；

16、s2、adc电路通过选通电路采集指纹图像像素矩阵中的第一像素，同时控制器控制选通电路对应选通第二像素；

17、s3、控制器控制adc电路将采集的第一像素保存至异步fifo存储器，同时adc电路通过选通电路采集指纹图像像素矩阵中的第二像素，同时控制器控制选通电路对应选通第三像素；

18、s4、控制器控制adc电路将采集的第二像素保存至异步fifo存储器，同时adc电路通过选通电路采集指纹图像像素矩阵中的第二像素，同时控制器控制选通电路对应选通第四像素；

19、依次类推，

20、sn-1、控制器控制adc电路将采集的第n-2像素保存至异步fifo存储器，同时adc电路通过选通电路采集指纹图像像素矩阵中的第n-1像素，同时控制器控制选通电路对应选通第n像素；

21、sn、控制器控制adc电路将采集的第n-1像素保存至异步fifo存储器，同时adc电路通过选通电路采集指纹图像像素矩阵中的第n像素；

22、sn+1、控制器控制adc电路将采集的第n像素保存至异步fifo存储器；

23、进一步的，所述半导体指纹传感器系统还包括：复位电路、带隙基准电路、时钟电路，所述复位电路用于给所述半导体指纹传感器系统提供上电复位信号，所述带隙基准电路用于给系统提供参考电压源，所述时钟电路用于为系统提供同步时钟；

24、所述配置和状态寄存器还连接所述异步fifo存储器，用于读取所述异步fifo存储器存储的数据；

25、所述接口电路采用spi接口；

26、所述adc电路的采样速度为1像素/us；

27、所述接口电路的时钟频率为8mhz/s；

28、所述异步fifo存储器的深度为8bit；

29、通过半导体指纹传感器系统采集指纹图像的步骤包括：a1、上位机通过接口电路发送指令给配置和状态寄存器，对配置和状态寄存器中的配置数据进行修改；

30、a2、控制器根据配置数据控制传感端感应指纹图像；

31、a3、adc电路通过选通电路逐个采集指纹图像中像素矩阵的像素，并将采集的像素保存至异步fifo存储器；

32、进一步的，所述adc电路采集像素、选通电路选通像素、异步fifo存储器存储像素的时间长度相同。

33、采用本发明上述方法可以达到如下有益效果，本申请半导体指纹传感器图像采集方法中，采用数据并行的方式实现指纹图像采集，数据并行指通过控制器控制选通电路选通像素矩阵中下一个像素，同时adc电路采集已选通的当前像素，同时异步fifo存储器存储adc电路已采集的上一个像素，该数据并行传输方式，使得下一像素选通与已选通像素采集、已采集的前一像素存储同时进行，即在同一时间段内实现选通数据流、采集数据流、存储数据流的同时传输，从而大大缩短了整张图像的采集时间，提高了采集效率。

技术特征：

1.一种半导体指纹传感器图像采集方法，该方法基于半导体指纹传感器系统实现，该半导体指纹传感器系统包括传感端，传感端用于感应指纹图像，指纹图像由像素矩阵构成，所述像素矩阵包括若干单个像素；

2.根据权利要求1所述的半导体指纹传感器图像采集方法，其特征在于，所述像素矩阵包括第一像素、第二像素、第三像素～第n像素，n为正整数。

3.根据权利要求2所述的半导体指纹传感器图像采集方法，其特征在于，所述选通电路包括数据选择器mux，用于对应选通所述第一像素、第二像素、第三像素～第n像素。

4.根据权利要求3所述的半导体指纹传感器图像采集方法，其特征在于，所述数据选择器mux包括行选电路、列选电路，所述行选电路、列选电路分别对应单个像素的横坐标、纵坐标进行选通。

5.根据权利要求4所述的半导体指纹传感器图像采集方法，其特征在于，数据并行的具体步骤包括：s1、控制器控制选通电路对应选通第一像素；

6.根据权利要求1或5所述的半导体指纹传感器图像采集方法，其特征在于，所述adc电路采集像素、选通电路选通像素、异步fifo存储器存储像素的时间长度相同。

7.根据权利要求1所述的半导体指纹传感器图像采集方法，其特征在于，所述半导体指纹传感器系统还包括：复位电路、带隙基准电路、时钟电路，所述复位电路用于给所述半导体指纹传感器系统提供上电复位信号，所述带隙基准电路用于给系统提供参考电压源，所述时钟电路用于为系统提供同步时钟；所述配置和状态寄存器还连接所述异步fifo存储器，用于读取所述异步fifo存储器存储的数据。

8.根据权利要求7所述的半导体指纹传感器图像采集方法，其特征在于，所述接口电路采用spi接口；所述adc电路的采样速度为1像素/us，所述接口电路的时钟频率为8mhz/s。

9.根据权利要求8所述的半导体指纹传感器图像采集方法，其特征在于，所述异步fifo存储器的深度为8bit。

10.根据权利要求9所述的半导体指纹传感器图像采集方法，其特征在于，通过半导体指纹传感器系统采集指纹图像的步骤包括：a1、上位机通过接口电路发送指令给配置和状态寄存器，对配置和状态寄存器中的配置数据进行修改；

技术总结
本发明涉及一种半导体指纹传感器图像采集方法，其可缩短单幅图像采集时间，提高图像采集效率，该方法基于半导体指纹传感器系统实现，半导体指纹传感器系统包括：ADC电路、控制器、接口电路、异步FIFO存储器、选通电路、配置和状态寄存器，控制器用于控制选通电路进行单个像素选通、控制ADC电路对选通的单个像素采样、控制异步FIFO存储器存储采集的单个像素，采用数据并行的方式对单个像素进行选通、采集、保存，数据并行指：通过控制器控制选通电路选通像素矩阵中下一个像素，同时ADC电路采集已选通的当前像素，同时异步FIFO存储器存储ADC电路已采集的上一个像素。

技术研发人员：刘磊,赵飞,王露
受保护的技术使用者：江苏邦融微电子有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13