指纹识别基本原理及采集方式

    【CPS中安网 cps.com.cn】 一个典型的指纹识别系统应该包括：指纹识别Sensor特征提取/匹配模块特征模板库应用软件。而指纹的匹配可分为两步，首先是提取待验证的指纹的特征，然后将其和指纹模板库中的模板指纹进行相似度比较，从而判断两个指纹图像是否来自同一手指。

    指纹识别基本原理

　　我们可以看到，指纹识别核心的准确、高效的采集指纹分析。指纹识别采集技术的发展大致分为三个方式：光学识别、电容传感器、生物射频。

　　1、光学识别

　　光学识别是较早的指纹识别技术。基于光学发射装置发射的光线，射到手指上再反射回机器以获取数据，并对比资料库看是否一致。光学识别只能到达皮肤的表皮层，而不能到达真皮层，而且受手指表面是否干净影响较大。

　　2、电容传感器

　　电容传感器识别是利用一定间隔的安装的两个电容，利用指纹的凹凸，在手指滑过指纹检测仪器时接通或断开两个电容的电流以检测指纹资料。电容传感器对手指的干净要求还是比较高，而且传感器表面使用硅材料，比较容易损坏。以技术面来看，电容式指纹辨识技术的供应为Authentec、Validity、FingerPrintCardsAB(FPC)等，Authentec被苹果买下，Validity也被Synaptics收购。电容式指纹传感器也是现在应用最普遍的技术。

　　3、生物射频

　　射频传感器通过传感器发射微量的射频信号，穿透手指的表皮层获取里层的纹路以获取信息。这种方法对手指的干净程度要求较低。射频是目前较新的技术方案，射频也是电容方式的一种，但受限于专利问题。射频式是未来发展方向。

　　指纹识别采集方式

　　不管采用什么采集技术，从用户角度用到的就两种录入方式：按压式与滑动式。

　　1、滑动式

　　将手指从传感器上划过，系统就能获得整个手指的指纹。手指按压上去时，无法一次性采集到完整图像。在采集时需要手指划过采集表面，对手指划过时采集到的每一块指纹图像进行快照，这些快照再进行拼接，才能形成完整的指纹图像。

　　滑动式的优点是成本低、易集成，可采集大面积的图像，应用传统的特征点算法，但缺点是需要客户有一个连贯规范动作采集图像，体验效果比较差，在之前的应用推广中不太成功。

　　2、按压式

　　手指平放在设备上以便获取指纹图像。一般为了获得整个手指的指纹，必须使用比手指更大的传感器，整个手指同时按压在传感器之上。

　　按压式的优点是客户体验好，只用一次按压就可以采集图像，与客户在手机应用的操作习惯匹配，无须教育客户。缺点是：成本高，集成难度大，一次采集图像面积相对较小，没有足够的特征点，需要用复杂的图像比对算法进行识别。

　　很明显，在用户角度来说，按压式最简单、最方便。以后越来越多的移动设备都将采用按压式指纹识别方案。

　　指纹识别最潮应用

　　iPhone6指纹识别惊艳：iPhone6与iPhone6Plus均搭载指纹识别功能+NFC功能，我们可以通过苹果的快捷支付进行信用卡交易，据库克表示，每天美国都会有200万美元的信用卡交易量，可见信用卡市场是多么庞大。苹果创造了一种全新的支付方式，叫做applepay，用户仅需要通过NFC功能就能轻松用手机刷卡。

　　笔记本指纹识别方便：我们似乎越来越喜欢购买带有指纹识别功能的电脑。因为指纹识别，又酷又方便。只需要轻轻一刷，就可以打开电脑。笔记本指纹识别功能的兴起来源于电脑密码锁屏有可能被人破译，采用指纹识别技术则更安全。

　　考勤机指纹识别灵敏：指纹考勤机用来记录员工上下班时间，它基于指纹识别技术来实现，事先将员工的指纹注册到指纹考勤机中，一人可以注册多枚指纹。当员工按指纹时，指纹考勤机在所注册的指纹库中寻找相似度达到一定标准的指纹进行验证。指纹考勤机相对于感应卡考勤机的最大好处就是可以避免代打卡，不用购买卡片。经过多年的发展，指纹识别技术已经比较稳定，使用面越来越广。

　　门禁指纹识别应用广泛：门禁管理是现代安全防范系统的重要组成部分，随着国内对门禁系统的安全性、先进性和稳定性要求的提高，迫切需要一种高性能的门禁系统，现在比较常用的门禁系统主要有生物识别(指纹、掌形、虹膜等)和以射频卡系统为代表的系统。指纹门禁识别是生物识别的又一新型代表作。除了仓库大门可采用指纹识别外，公寓及办公楼门禁系统也可以采用指纹识别技术。对于宾馆来说，为客人记录指纹信息，减少门卡的投资及使用，降低开发成本。在住房期限内不需要担心室内安全。

　　指纹门锁只为安全：日常生活中，传统的门锁都是使用机械钥匙开门的，但是机械钥匙会经常忘记带，或者丢失，甚至被别有用心的不法分子拷贝，于是丢了钥匙不得不换锁。指纹锁相对于机械锁、感应锁、密码锁而言是科技含量最高的锁。