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CN111027516A - 生物特征图像的采集装置及采集方法、智能设备 - Google Patents

生物特征图像的采集装置及采集方法、智能设备 Download PDF

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CN111027516A
CN111027516A CN201911362892.9A CN201911362892A CN111027516A CN 111027516 A CN111027516 A CN 111027516A CN 201911362892 A CN201911362892 A CN 201911362892A CN 111027516 A CN111027516 A CN 111027516A
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Abstract

本申请实施例提供一种生物特征图像的采集装置及采集方法、智能设备，属于图像采集技术领域。该装置包括：选通开关，用于输出选通信号；光电传感单元，连接选通开关，用于接收选通信号，选通指定像素点的光电器件，将光电器件采集的生物特征光信号转换为电荷信号；电荷补偿电路，用于输出指定像素点对应的补偿信号；信号处理电路，连接光电传感单元和电荷补偿电路的输出端，用于接收电荷信号和补偿信号，在电荷信号的基础上叠加补偿信号得到有效电荷信号，将有效电荷信号转换为指定像素点的像素值。本申请实施例提供的技术方案，可以提高所采集的生物特征图像的准确性，去除干扰信号的影响。

Description

生物特征图像的采集装置及采集方法、智能设备
技术领域
本申请涉及特征信息采集技术领域，特别涉及一种生物特征图像的采集装置及采集方法、智能设备、显示设备。
背景技术
随着人们对信息安全需求的提高，生物识别技术越来越受到各界的关注。在众多生物识别技术中，指纹识别技术因其实用性，已成为关注度最高、应用最广泛的一种技术，特别是对于手持移动设备如手机、平板电脑来说，指纹识别已慢慢成为不可缺少的一部分。
如图1所示，目前，指纹图像的采集主要通过将手指104放在屏幕102上，屏幕102中内置光源101发出的光线，一部分被手指反射，指纹图像采集模组103采集反射的光信号，处理生成指纹图像。
当内置光源101为点光源时，图像会有光源中心处亮，边缘暗的特点(如图2中A所示图案22)。在实际指纹图像采集过程中，有效信号(图2中B所示正弦波23)会叠加在低频底纹(图2中A所示三角波21)上，从而对指纹图像的采集造成干扰，造成指纹图像的准确性降低。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种生物特征图像的采集装置，用以提高生物特征图像的准确性。
本申请实施例提供了一种生物特征图像的采集装置，包括：
选通开关，用于控制选通信号输出；
光电传感单元，连接所述选通开关，用于接收所述选通信号，选通指定像素点的光电器件，将所述光电器件采集的生物特征光信号转换为电荷信号；
电荷补偿电路，用于输出所述指定像素点对应的补偿信号；
信号处理电路，连接所述光电传感单元和所述电荷补偿电路的输出端，用于接收所述电荷信号和补偿信号，在所述电荷信号的基础上叠加所述补偿信号得到有效电荷信号，将所述有效电荷信号转换为所述指定像素点的像素值。
在一实施例中，所述电荷补偿电路包括：
存储模块，用于存储不同补偿索引对应的补偿数据；
控制模块，用于计算所述指定像素点与参考点的位置关系，得到补偿索引；并从所述存储模块获取所述补偿索引对应的补偿数据，输出所述补偿数据；
电荷补偿模块，连接所述控制模块和信号处理电路，用于接收所述控制模块输出的补偿数据，将所述补偿数据转换为补偿信号，并将所述补偿信号输入所述信号处理电路。
在一实施例中，所述电荷补偿模块包括：
数模转换器，连接所述控制模块，用于接收所述控制模块输出的补偿数据，将所述补偿数据转换为模拟电压信号；
补偿电容，连接所述数模转换器，所述模拟电压信号将所述模拟电压信号转换为补偿信号。
在一实施例中，所述电荷补偿模块还包括：
第一开关，连接所述数模转换器和补偿电容，在电荷补偿时所述第一开关闭合，所述数模转换器与所述补偿电容之间的导通；在初始化时所述第一开关断开；
第二开关，连接所述补偿电容，在电荷补偿时所述第二开关断开，在初始化时所述第二开关闭合，所述补偿电容中的电荷从所述第二开关所在支路释放。
在一实施例中，所述信号处理电路包括：
电荷放大器，连接所述光电传感单元和所述电荷补偿电路的输出端，用于接收所述电荷信号和补偿信号，在所述电荷信号的基础上叠加所述补偿信号得到有效电荷信号，将所述有效电荷信号转换为放大的电压信号；
电压放大器，连接所述电荷放大器的输出端，用于对所述电压信号进行放大；
模数转换器，连接所述电压放大器的输出端，用于将放大的电压信号转换为所述指定像素点的像素值。
在一实施例中，所述电压放大器包括：
非线性放大器，连接所述电荷放大器的输出端，用于将所述放大的电压信号进行非线性变换，压缩信号范围；
线性放大器，连接所述非线性放大器的输出端和所述模数转换器的输入端，用于对压缩的电压信号进行线性放大后输入所述模数转换器。
在一实施例中，所述电压放大器包括：
线性放大器，连接所述电荷放大器的输出端，用于对接收的电压信号进行线性放大；
非线性放大器，连接所述线性放大器的输出端和所述模数转换器的输入端，用于将经过线性放大的电压信号进行非线性变换，压缩信号范围后输入所述模数转换器。
本申请实施例还提供了一种生物特征图像的采集方法，包括：
依次进行像素点的扫描，采集所述像素点对应的生物特征光信号，并将所述生物特征光信号转换为电荷信号；
根据所述像素点的位置，确定所述像素点对应的补偿信号；
在所述电荷信号的基础上叠加所述补偿信号，得到有效电荷信号；
将所述有效电荷信号转换为所述像素点对应的像素值；
基于每个像素点对应的像素值，得到生物特征图像。
在一实施例中，所述根据所述像素点的位置，确定所述像素点对应的补偿信号，包括：
根据所述像素点的位置，计算所述像素点与参考点之间的位置关系，得到补偿索引；
获取所述补偿索引对应的补偿数据，并将所述补偿数据转换为所述补偿信号。
在一实施例中，所述位置关系为所述像素点与所述参考点之间的欧氏距离，所述获取所述补偿索引对应的补偿数据，包括：
根据预设的补偿曲线，计算所述补偿索引对应的补偿数据。
在一实施例中，根据所述像素点的位置，计算所述像素点与参考点之间的位置关系，得到补偿索引，包括：
计算所述像素点的横坐标与所述参考点的横坐标的差值，得到行差；计算所述像素点的纵坐标与所述参考点的纵坐标的差值，得到列差；其中，所述行差和列差构成所述补偿索引；
所述获取所述补偿索引对应的补偿数据，包括：从预设的补偿矩阵中，获取所述补偿索引对应的补偿数据。
另外，本申请实施例还提供了一种智能设备，包括：
盖板；
光源，内置与所述智能设备内，用于发出光线，照射接触所述盖板的目标对象；
上述生物特征图像的采集装置，所述采集装置采集所述光源发出的，经过所述目标对象反射的生物特征光信号。
进一步的，本申请实施例还提供了一种显示设备，包括：
显示面板，用于发出光线，照射接触所述显示面板的目标对象；
上述生物特征图像的采集装置，所述采集装置采集所述显示面板发出的，经过所述目标对象反射的生物特征光信号。
在一实施例中，所述显示面板为OLED面板、LED面板、LCD面板中的任意一种。
本申请实施例提供的技术方案，通过电荷补偿电路输出每个像素点对应的补偿信号，将光电传感单元采集的电荷信号与补偿信号叠加后，消除了干扰电荷的影响，可以得到生物特征的有效电荷信号，进行将有效电荷信号转换成像素值输出，可以提高所采集的生物特征图像的准确性，去除干扰信号的影响。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为背景技术中点光源的采集范围示意图；
图2为背景技术中生成指纹图像的原理示意图；
图3为本申请实施例提供的生物特征图像的采集装置的结构示意图；
图4为本申请实施例提供的生物特征图像的采集装置的结构示意图；
图5为本申请实施例提供的补偿曲线示意图；
图6为本申请实施例提供的电荷补偿模块与信号处理电路的连接电路图；
图7为本申请实施例提供的信号处理电路的结构示意图；
图8为本申请又一实施例提供的信号处理电路的结构示意图；
图9为本申请一实施例提供的非线性放大器的电路示意图；
图10为本申请一实施例提供的生物特征图像的采集装置的电路原理示意图；
图11是本申请实施例提供的生物特征图像的采集方法的流程示意图；
图12是在图11基础上本申请另一实施例提供的生物特征图像的采集方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。
相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
图3为本申请实施例提供的生物特征图像的采集装置100的结构示意图，如图3所示，该采集装置100包括：选通开关31、光电传感单元32、电荷补偿电路33以及信号处理电路34。
其中，选通开关31用于输出选通信号。选通信号可以包括行选通信号和列选通信号，行选通信号用于指示选通的行，列选通信号用于指示选通的列，基于行和列的交点，可以确定选通的像素点。在一实施例中，选通开关31输出的选通信号可以是向选通的行输出高电平，向选通的列输出高电平，其他行列输出低电平。
在一实施例中，选通开关31可以连接控制器，控制器可以按照预设时间间隔输出脉冲信号，从而触发选通开关31按序向某一行和某一列输出高电平，依次进行行和列的选通。
其中，光电传感单元32连接选通开关31。光电传感单元32可以接收选通开关31的选通信号，选通指定像素点的光电器件，将所述光电器件采集的生物特征光信号转换为电荷信号。光电传感单元32可以是CCD(Charge-coupled Device，电荷耦合器件)或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)图像传感器。光电传感单元32可以认为是多个光电器件以阵列形式排布。一个像素点可以认为对应一个光电器件，每个光电器件可以由场效应管和光电二极管构成。
在一实施例中，选通信号是向第x行输出高电平，向第y列输出高电平，即选通(x，y)这个像素点的光电器件。这个像素点的光电器件可以将采集的生物特征光信号转换为电荷信号。生物特征可以是指纹或掌纹。生物特征光信号可以是光源照射在手指或手掌表面后，反射的光线。
其中，电荷补偿电路33连接光电传感单元32的输出端以及信号处理电路34的输入端，电荷补偿电路33可以输出指定像素点对应的补偿信号。正常情况下，点光源的亮度每次都是固定的，亮度衰减曲线也是固定的，故干扰信号(即图2中A的三角波21)每次采集都是相同的，虽然指纹的有效信号每次采集都不同，但是由于干扰信号每次采集都是相同的，故可以通过计算每个像素点的补偿信号，去除干扰信号，只留下有效信号。在一实施例中，每个像素点的补偿信号的大小可以提前计算并进行存储。在进行生物特征图像采集时，电荷补偿电路33可以根据存储的补偿数据输出补偿信号。
其中，信号处理电路34连接光电传感单元32和电荷补偿电路33的输出端，用于接收电荷信号和补偿信号，在所述电荷信号的基础上叠加所述补偿信号得到有效电荷信号，将所述有效电荷信号转换为所述指定像素点的像素值。
电荷信号可以认为包括了有效信号和干扰信号。电荷信号基础上叠加补充电荷后，可以认为消除了干扰信号的影响，只留下了有效信号。本申请实施例中将消除了干扰的电荷信号称为有效电荷信号。信号处理电路34可以将有效电荷信号转换为像素值输出，通过进行每个像素点的选通，最终可以得到每个像素点的像素值，也就是生物特征图像。像素值就是像素点的灰度值，在0-255范围内。
图4为本申请另一实施例提供的生物特征图像的采集装置100的结构示意图，如图4所示，电荷补偿电路33可以包括：存储模块331、控制模块332以及电荷补偿模块333。
其中，存储模块331用于存储不同补偿索引对应的补偿数据。图5是一条补偿曲线，如图5所示，每个补偿索引的值可以对应一个补偿数据(即纵坐标的补偿参数)。
控制模块332用于计算指定像素点到参考点的位置关系得到补偿索引，并从所述存储模块331获取所述补偿索引对应的补偿数据，进而向电荷补偿模块333输出补偿数据。参考点是指采集的图像中光源中心的位置(x0，y0)，由于点光源位置不变，故参考点的位置可以认为是已知量。
在一实施例中，指定像素点(x，y)到参考点(x0，y0)的位置关系可以是欧氏距离r＝sqrt((x-x0)2+(y-y0)2)，(x，y)表示指定像素点的位置坐标，此时欧氏距离r可以认为是补偿索引。控制模块332根据距离r可以从存储模块331获取距离r对应的补偿数据。补偿数据就是图5对应补偿曲线上距离r(补偿索引)对应的补偿数据。
在另一实施例中，指定像素点(x，y)到参考点(x0，y0)的位置关系可以用行、列差(x’，y’)表示。(x’，y’)＝(x-x0，y-y0)。此时(x’，y’)可以认为是补偿索引。获取补偿索引对应的补偿数据可以是从补偿矩阵中提取(x’，y’)位置的值，将(x’，y’)位置的值作为补偿数据。不同补偿索引对应的补偿数据可以提前计算并存储在存储模块331。
其中，电荷补偿模块333连接控制模块332和信号处理电路34，用于接收控制模块332输出的补偿数据，将补偿数据转换为补偿信号，并将补偿信号输入所述信号处理电路34。
在一实施例中，如图6所示，电荷补偿模块333可以包括数模转换器DAC和补偿电容C。数模转换器的输入端连接控制模块332，用于接收控制模块332输出的补偿数据Dxy。数模转换器DAC将补偿数据转换为模拟电压信号UD进行输出。
数模转换器DAC的输出端连接补偿电容C的一端，在补偿电容上积累得到相应的补偿信号。在补偿电容C上的补偿信号Q＝CUD。其中，UD表示模拟电压信号。补偿电容C的另一端连接到信号处理电路34的输入端和光电传感单元32中光电器件321的输出端。从而将补偿信号输入信号处理电路34。
如图6所示，信号处理电路34可以包括依次连接的电荷放大器341、电压放大器342和模数转换器343。电荷放大器341可以接收光电器件321输出的电荷信号还可以接收电荷补偿模块333输出的补偿信号。将电荷信号和补偿信号叠加后(即有效电荷信号)输入电荷放大器341的反向输入端。电荷放大器341将有效电荷信号转换为放大的电压信号。电压放大器342对此电压信号进行放大，模数转换器343将放大后的电压信号转换为数字信号，也就是光电器件321对应像素点(x，y)的像素值。
在一实施例中，如图6所示，所述电荷补偿模块333还可以包括：第一开关Sxy和第二开关N。第一开关Sxy的一端连接数模转换器DAC，另一端连接补偿电容C。第二开关N可以是N型场效应管，其中，栅极输入复位信号(Rst)，源极连接补偿电容C，漏极接参考电压。
在Ty输入高电平，指定像素点的光电器件321导通时，表示需要对指定像素点进行电荷补偿，第一开关Sxy闭合，Rst信号低电平(即第二开关N所在支路断开)。从而数模转换器DAC与所述补偿电容C之间导通，在补偿电容C上积累电荷。在Ty输入低电平，指定像素点的光电器件321不导通时，表示进行初始化。第一开关Sxy断开，Rst信号高电平(即第二开关N所在支路导通)，从而释放补偿电容C中的电荷。
在一实施例中，如图7所示，电压放大器342可以包括：非线性放大器3421和线性放大器3422。非线性放大器3421的输入端可以连接电荷放大器341的输出端。非线性放大器3421的输出端可以连接线性放大器3422的输入端。线性放大器3422的输出端连接模数转换器343的输入端。
其中，电荷放大器341连接所述光电传感单元32和所述电荷补偿电路33的输出端，用于接收所述电荷信号和补偿信号，在所述电荷信号的基础上叠加所述补偿信号得到有效电荷信号，将所述有效电荷信号转换为放大的电压信号；非线性放大器3421连接所述电荷放大器341的输出端，用于将所述放大的电压信号进行非线性变换，压缩信号范围；线性放大器3422连接所述非线性放大器3421的输出端，用于对压缩的电压信号进行线性放大；模数转换器343连接所述线性放大器3422的输出端，用于将线性放大后的电压信号转换为所述指定像素点的像素值。
在另一实施例中，如图8所示，非线性放大器3421可以位于线性放大器3422和模数转换器343之间，非线性放大器3421的输入端连接线性放大器3422的输出端，非线性放大器3421的输出端连接模数转换器343的输入端。
电荷放大器341连接所述光电传感单元32和所述电荷补偿电路33的输出端，用于接收所述电荷信号和补偿信号，在所述电荷信号的基础上叠加所述补偿信号得到有效电荷信号，将所述有效电荷信号转换为放大的电压信号；线性放大器3422连接所述电荷放大器341的输出端，用于对所述电压信号进行放大；非线性放大器3421连接所述线性放大器3422的输出端，用于将经过放大的电压信号进行非线性变换，压缩信号范围；模数转换器343连接所述非线性放大器3421的输出端，用于将压缩的电压信号转换为所述指定像素点的像素值。
在一实施例中，线性放大器3422可以是基于运算放大器的负反馈放大器、差分放大器。其中，仪表放大器属于差分放大器的一种改良，也可以作为线性放大器3422。非线性放大器3421可以是对数放大器、指数放大器和幂运算放大电路。举例来说，对数放大器的结构可以如图9所示。输出电压和输入电压满足：
Figure BDA0002336843280000121
其中，UT和IS都只与晶体管T的工艺有关，为常数。
通过非线性放大器3421对电压信号进行非线性变换，压缩信号范围，可以使采集的信号更加均匀，扩大了采集装置100的动态范围，提高了采集精度。
在一实施例中，如图10所示，选通开关31可以是行选通开关311，可以依次向每一行输出高电平，从而依次选通一行光电器件321。控制器35可以定时向行选通开关311输出脉冲信号，触发行选通开关311按照相应频率输出行选通信号。同一行的光电器件321可以相对应的连接一组信号处理电路34和电荷补偿电路33。同一列的光电器件321可以连接同一组信号处理电路34和电荷补偿电路33。
举例来说，T1是第1行的选通信号，P11是第1列、第1行的光电二极管，当T1为高电平时，第1行的所有光电二极管P11,P12,...选通，第一行第一列光电二极管P11的电荷信号经过信号处理电路34，电荷补偿电路33则基于P11与参考点的位置关系，输出补偿信号到信号处理电路34，信号处理电路34接收电荷信号和补偿信号，处理后得到P11对应像素点的像素值。同理，可以得到每个像素点的像素值，即得到了生物特征图像(例如指纹图像)。
图11是本申请实施例提供的一种生物特征图像的采集方法的流程示意图，该采集方法可以由上文所述的生物特征图像的采集装置100执行。如图11所示，该采集方法可以包括以下步骤1110-步骤1150。
在步骤1110中，依次进行像素点的扫描，采集所述像素点对应的生物特征光信号，并将所述生物特征光信号转换为电荷信号；
在一实施例中，可以通过光电传感单元32采集生物特征光信号，并将其转换为电荷信号。光电传感单元32可以接收选通信号，选通指定像素点，也就是进行像素点的扫描。光电传感单元32可以接收行选通信号和列选通信号，从而选通对应像素点的光电器件321。通过不断更新行选通信号和列选通信号，可以完成所有像素点的扫描。
每个像素点选通的光电器件321，可以进行生物特征光信号的采集，并将生物特征光信号转换为电信号。
在步骤1120中，根据所述像素点的位置，确定所述像素点对应的补偿信号。在一实施例中，可以通过电荷补偿电路33根据像素点的位置确定对应的补偿信号。
在步骤1130中，在所述电荷信号的基础上叠加所述补偿信号，得到有效电荷信号。在一实施例中，可以通过信号处理电路34，将其输入端分别连接光电传感单元32和电荷补偿电路33，接收电荷信号和补偿信号。电荷信号和补偿信号的叠加，可以认为抵消了干扰电荷，得到的是有效电荷信号。
在步骤1140中，将所述有效电荷信号转换为所述像素点对应的像素值。在一实施例中，信号处理电路34可以包括依次连接的电荷放大器341、电压放大器342和模数转换器343。电荷放大器341将有效电荷信号转换放大的电压信号。电压放大器342将放大的电压信号进行线性放大。模数转换器343将线性放大后的电压信号转换为像素值输出。
在步骤1150中，基于每个像素点对应的像素值，得到生物特征图像。
在一实施例中，如图12所示，上述步骤1120可以包括以下步骤1121-1122。
在步骤1121中，根据所述像素点的位置，计算所述像素点与参考点之间的位置关系，得到补偿索引。
其中，参考点是指图像中光源中心的位置。在一实施例中，可以电荷补偿电路33的控制模块332计算像素点与参考点的位置关系。像素点(x，y)与参考点(x0，y0)的位置关系可以是欧氏距离，也可以用于像素点与参考点的行差以及像素点与参考点的列差表示。在一实施例中，补偿索引可以是欧氏距离r＝sqrt((x-x0)2+(y-y0)2)。在另一实施例中，补偿索引也可以用行、列差(x’，y’)表示。(x’，y’)＝(x-x0，y-y0)。x’表示像素点的横坐标与参考点的横坐标的差值，y’表示像素点的纵坐标与所述参考点的纵坐标的差值。
在步骤1122中，获取所述补偿索引对应的补偿数据，并将所述补偿数据转换为所述补偿信号。
在一实施例中，控制模块332可以根据预设的补偿曲线，计算补偿索引对应的补偿数据。另一实施例中，控制模块332可以从预设的补偿矩阵中，获取(x’，y’)所在位置的值，即补偿索引对应的补偿数据。
在一实施例中，可以通过上述实施例中的电荷补偿模块333将补偿数据转换为补偿信号，具体可以参见图6对应实施例，在此不再赘述。
本申请实施例还提供了一种智能设备，该智能设备可以是智能手机、平板电脑，还可以是指纹锁或指纹考勤机等。
该智能设备包括盖板、光源以及本申请实施例提供的生物特征图像的采集装置100。光源内置与智能设备内，用于发出光线，照射接触盖板的目标对象；目标对象可以是手指或手掌等。采集装置100采集所述光源发出的，经过所述目标对象反射的生物特征光信号，将光信号转换成像素值，得到生物特征图像。
在一实施例中，可以用显示面板作为盖板和光源。上述智能设备可以是显示设备，显示面板可以为OLED(OrganicLight-Emitting Diode，有机电激光显示)面板、LED(LightEmitting Diode，发光二极管)面板和LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示)面板中的任意一种。显示面板可以发出光线，照射接触显示面板的目标对象；本申请实施例提供的生物特征图像的采集装置100可以采集显示面板发出的，经过目标对象反射的生物特征光信号，将光信号经过一系列处理转换成像素值输出。
在本申请所提供的几个实施例中，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

Claims (14)

1.一种生物特征图像的采集装置，其特征在于，包括：
选通开关，用于控制选通信号输出；
光电传感单元，连接所述选通开关，用于接收所述选通信号，选通指定像素点的光电器件，将所述光电器件采集的包含生物特征的光信号转换为电荷信号；
电荷补偿电路，用于输出所述指定像素点对应的补偿信号；
信号处理电路，连接所述光电传感单元和所述电荷补偿电路的输出端，用于接收所述电荷信号和补偿信号，在所述电荷信号的基础上叠加所述补偿信号得到有效电荷信号，将所述有效电荷信号转换为所述指定像素点的像素值。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电荷补偿电路包括：
存储模块，用于存储不同补偿索引对应的补偿数据；
控制模块，用于计算所述指定像素点与参考点的位置关系，得到补偿索引；并从所述存储模块获取所述补偿索引对应的补偿数据，输出所述补偿数据；
电荷补偿模块，连接所述控制模块和信号处理电路，用于接收所述控制模块输出的补偿数据，将所述补偿数据转换为补偿信号，并将所述补偿信号输入所述信号处理电路。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述电荷补偿模块包括：
数模转换器，连接所述控制模块，用于接收所述控制模块输出的补偿数据，将所述补偿数据转换为模拟电压信号；
补偿电容，连接所述数模转换器，所述模拟电压信号将所述模拟电压信号转换为补偿信号。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述电荷补偿模块还包括：
第一开关，连接所述数模转换器和补偿电容，在电荷补偿时所述第一开关闭合，所述数模转换器与所述补偿电容之间的导通；在初始化时所述第一开关断开；
第二开关，连接所述补偿电容，在电荷补偿时所述第二开关断开，在初始化时所述第二开关闭合，所述补偿电容中的电荷从所述第二开关所在支路释放。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述信号处理电路包括：
电荷放大器，连接所述光电传感单元和所述电荷补偿电路的输出端，用于接收所述电荷信号和补偿信号，在所述电荷信号的基础上叠加所述补偿信号得到有效电荷信号，将所述有效电荷信号转换为放大的电压信号；
电压放大器，连接所述电荷放大器的输出端，用于对所述电压信号进行放大；
模数转换器，连接所述电压放大器的输出端，用于将放大的电压信号转换为所述指定像素点的像素值。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述电压放大器包括：
非线性放大器，连接所述电荷放大器的输出端，用于将所述放大的电压信号进行非线性变换，压缩信号范围；
线性放大器，连接所述非线性放大器的输出端和所述模数转换器的输入端，用于对压缩的电压信号进行线性放大后输入所述模数转换器。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述电压放大器包括：
线性放大器，连接所述电荷放大器的输出端，用于对接收的电压信号进行线性放大；
非线性放大器，连接所述线性放大器的输出端和所述模数转换器的输入端，用于将经过线性放大的电压信号进行非线性变换，压缩信号范围后输入所述模数转换器。
8.一种生物特征图像的采集方法，其特征在于，包括：
依次进行像素点的扫描，采集所述像素点对应的生物特征光信号，并将所述生物特征光信号转换为电荷信号；
根据所述像素点的位置，确定所述像素点对应的补偿信号；
在所述电荷信号的基础上叠加所述补偿信号，得到有效电荷信号；
将所述有效电荷信号转换为所述像素点对应的像素值；
基于每个像素点对应的像素值，得到生物特征图像。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据所述像素点的位置，确定所述像素点对应的补偿信号，包括：
根据所述像素点的位置，计算所述像素点与参考点之间的位置关系，得到补偿索引；
获取所述补偿索引对应的补偿数据，并将所述补偿数据转换为所述补偿信号。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述位置关系为所述像素点与参考点之间的欧氏距离，所述获取所述补偿索引对应的补偿数据，包括：
根据预设的补偿曲线，计算所述补偿索引对应的补偿数据。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，根据所述像素点的位置，计算所述像素点与参考点之间的位置关系，得到补偿索引，包括：
计算所述像素点的横坐标与所述参考点的横坐标的差值，得到行差；计算所述像素点的纵坐标与所述参考点的纵坐标的差值，得到列差；其中，所述行差和列差构成所述补偿索引；
所述获取所述补偿索引对应的补偿数据，包括：从预设的补偿矩阵中，获取所述补偿索引对应的补偿数据。
12.一种智能设备，其特征在于，包括：
盖板；
光源，内置与所述智能设备内，用于发出光线，照射接触所述盖板的目标对象；
权利要求1-7任意一项所述的生物特征图像的采集装置，所述采集装置采集所述光源发出的，经过所述目标对象反射的生物特征光信号。
13.一种显示设备，其特征在于，包括：
显示面板，用于发出光线，照射接触所述显示面板的目标对象；
权利要求1-7任意一项所述的生物特征图像的采集装置，所述采集装置采集所述显示面板发出的，经过所述目标对象反射的生物特征光信号。
14.根据权利要求13所述的显示设备，其特征在于，所述显示面板为OLED面板、LED面板、LCD面板中的任意一种。
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