發(fā)布時(shí)間：2016-09-07 18:49:00 閱讀次數(shù)：1814
指紋識(shí)別作為識(shí)別技術(shù)已經(jīng)有很長(zhǎng)的歷史了，有著堅(jiān)實(shí)的市場(chǎng)后盾，按照一般人的看法，指紋識(shí)別技術(shù)通過分析指紋的全局特征和指紋的局部特征，特征點(diǎn)如嵴、谷和終點(diǎn)、分叉點(diǎn)或分歧點(diǎn)，從指紋中抽取的特征值可以非常的詳盡以便可靠地通過指紋來確認(rèn)一個(gè)人的身份。
平均每個(gè)指紋都有幾個(gè)獨(dú)一無(wú)二可測(cè)量的特征點(diǎn)，每個(gè)特征點(diǎn)都有大約七個(gè)特征，我們的十個(gè)手指產(chǎn)生最少4900個(gè)獨(dú)立可測(cè)量的特征。這足夠來確認(rèn)指紋識(shí)別是否是一個(gè)更加可靠的鑒別方式。
指紋取像技術(shù)分為三類：光學(xué)全反射技術(shù)、硅晶體電容傳感技術(shù)和超聲波掃描技術(shù)。
用來采集指紋圖像的技術(shù)主要為光學(xué)技術(shù)和電容技術(shù)。光學(xué)技術(shù)需要一個(gè)光源從棱鏡反射按在一個(gè)取像頭的手指，光線照亮指紋從而采集到指紋。采用電容技術(shù)的半導(dǎo)體技術(shù)，按壓到采集頭上的手指的脊和谷在手指表皮和芯片之間產(chǎn)生不同的電容，芯片通過測(cè)量空間中的不同的電容場(chǎng)得到完整的指紋。
光學(xué)取像技術(shù)有著最悠久的歷史，可以追溯到20世紀(jì)70年代。光學(xué)取像技術(shù)依據(jù)的是光的全反射原理(FTIR)。光線照到壓有指紋的玻璃或石英晶體表面，反射光線由CCD去獲得，反射光的量依賴于壓在玻璃或石英晶體表面指紋的脊和谷的深度和皮膚與玻璃或石英晶體間的油脂和水分。光線經(jīng)玻璃或石英晶體射到谷的地方后在玻璃與空氣的界面發(fā)生全反射，光線被反射到CCD，而射向脊的光線不發(fā)生全反射，而是被脊與玻璃或石英晶體的接觸面吸收或者漫反射到別的地方，這樣就在CCD上形成了指紋的圖像。
由于最近光學(xué)設(shè)備技術(shù)的革新，極大地降低了設(shè)備的體積。上世紀(jì)90年代中期，傳感器可以裝在6x3x6英寸的盒子里，在不久的將來更小的設(shè)備是3x1x1英寸。這些進(jìn)展取決于多種光學(xué)技術(shù)的發(fā)展而不是FTIR的發(fā)展。例如：可以利用纖維光束來獲取指紋圖像。纖維光束垂直照射到指紋的表面，他照亮指紋并探測(cè)反射光。另一個(gè)方案是把含有一微型三棱鏡矩陣的識(shí)別器安裝在彈性的平面上，當(dāng)手指壓在此表面上時(shí)，由于脊和谷的壓力不同而改變了微型三棱鏡的表面，這些變化通過三棱鏡光的反射而反映出來。
硅晶體電容傳感器是前幾年才出現(xiàn)的，盡管它在技術(shù)介紹性文章中已經(jīng)出現(xiàn)近20年。硅晶體電容傳感技術(shù)是含有微型晶體的平面通過多種技術(shù)來繪制指紋圖像的。最常見的硅電容傳感器通過電子度量被設(shè)計(jì)來捕捉指紋。在半導(dǎo)體金屬陣列上能結(jié)合大約100,000個(gè)電容傳感器，其外面是絕緣的表面，當(dāng)用戶的手指放在上面時(shí)，皮膚組成了電容陣列的另一面。電容器的電容值由于導(dǎo)體間的距離而降低，這里指的是脊（近的）和谷（遠(yuǎn)的）相對(duì)于另一極之間的距離。另一種晶體傳感器是壓感式的，其表面的頂層是具有彈性的壓感介質(zhì)材料，他們依照指紋的外表地形（凹凸）轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電子信號(hào)。其他的晶體傳感器還有溫度感應(yīng)傳感器，它通過感應(yīng)壓在設(shè)備上的脊和遠(yuǎn)離設(shè)備的谷溫度的不同而獲得指紋圖像。
在硅晶體電容傳感器之前，沒有用到可以局部調(diào)整的軟件控制或自動(dòng)獲取控制(AGC)技術(shù)，對(duì)于大多數(shù)光學(xué)設(shè)備，只能通過人工調(diào)整來改變圖像的質(zhì)量。然而，硅晶體電容傳感器可以自動(dòng)調(diào)節(jié)像素，以及局部范圍的敏感程度，從而提高圖像的質(zhì)量。AGC在不同的環(huán)境下結(jié)合反饋的信息便可產(chǎn)生高質(zhì)量的圖像。例如，一個(gè)不清晰（對(duì)比度差）的圖像，如干燥的指紋，都能夠被感覺到從而可以增強(qiáng)其靈敏度，在捕捉的瞬間產(chǎn)生清晰的圖像（對(duì)比度好）；由于提供了局部調(diào)整的能力，圖像不清晰（對(duì)比度差）的區(qū)域也能夠被檢測(cè)到（如：手指壓得較輕的地方）并在捕捉的瞬間為這些像素提高了靈敏度。
光學(xué)掃描也有自己的優(yōu)勢(shì)。其中之一是可以做較大指紋取像區(qū)域，而制造較大的硅晶體電容傳感器是比較貴的，所以通常硅晶體電容傳感器的指紋取像區(qū)域小于1平方英寸，而光學(xué)掃描的指紋取像區(qū)域等于或大于1平方英寸。
硅晶體電容傳感技術(shù)最重要的弱點(diǎn)在于它們?nèi)菀资艿届o電的影響，這使得硅晶體電容傳感器有時(shí)會(huì)取不到圖像，甚至?xí)粨p壞，另外，它們并不象玻璃或石英晶體一樣耐磨損，從而影響了使用壽命。
因?yàn)殡娙菁夹g(shù)的芯片昂貴，芯片的大小和手指相當(dāng)就已價(jià)格昂貴，故幾個(gè)公司試圖推出可提供比指紋更小的芯片只采集部分的指紋以驗(yàn)證，使用這種采集方式，用戶必須精確的放上手指以確保能正確的讀取。而這樣必然使讀取頭變得不易使用，使用這種小芯片的另一個(gè)缺點(diǎn)是只使用部分的指紋必然沒有采集全部指紋進(jìn)行比對(duì)可靠得多。
電容采集頭的另一個(gè)缺點(diǎn)是易于受到干擾，從60HZ的電纜線的干擾到用戶接觸時(shí)的干擾、指紋采集器內(nèi)部的電干擾等。
電容采集頭的最后一個(gè)問題是可靠性，無(wú)論是靜電干擾，汗液中的鹽分或者其他的贓物以及手指磨損都會(huì)使采集頭很難讀取指紋。
實(shí)際上，到目前為止，光學(xué)采集頭提供更加可靠的解決方案。通過改進(jìn)原來的光學(xué)取像技術(shù)，新一代的光學(xué)指紋采集器更是以無(wú)可挑剔的性能與相對(duì)非常低的價(jià)格使電容方案相形見絀。
超聲波掃描技術(shù)被認(rèn)為是指紋取像技術(shù)中非常好的一類。很象光學(xué)掃描的激光，超聲波首先掃描指紋的表面。緊接著，接收設(shè)備獲取了其反射信號(hào)，測(cè)量它的范圍，得到脊的深度。不象光學(xué)掃描，積累在皮膚上的臟物和油脂對(duì)超聲波獲得的圖像影響不大，所以這樣的圖像是實(shí)際脊地形（凹凸）的真實(shí)反映，應(yīng)用起來更為方便。
總之，各種技術(shù)都具有它們各自的優(yōu)勢(shì)，也有各自的缺點(diǎn)。我們?cè)谙旅娼o出三種主要技術(shù)的比較。
