指紋識別的基本原理是怎樣的

科技發(fā)展日新月異，生活中很多地方很好的應(yīng)用了指紋識別功能，如智能手機(jī)、筆記本電腦、考勤機(jī)、指紋門禁、指紋門鎖等。

指紋識別基本原理

一個(gè)典型的指紋識別系統(tǒng)應(yīng)該包括：指紋識別Sensor特征提取/匹配模塊特征模板庫應(yīng)用軟件。而指紋的匹配可分為兩步，首先是提取待驗(yàn)證的指紋的特征，然后將其和指紋模板庫中的模板指紋進(jìn)行相似度比較，從而判斷兩個(gè)指紋圖像是否來自同一手指。

我們可以看到，指紋識別核心的準(zhǔn)確、高效的采集指紋分析。指紋識別采集技術(shù)的發(fā)展大致分為三個(gè)方式：光學(xué)識別、電容傳感器、生物射頻。

1、光學(xué)識別

光學(xué)識別是較早的指紋識別技術(shù)?；诠鈱W(xué)發(fā)射裝置發(fā)射的光線，射到手指上再反射回機(jī)器以獲取數(shù)據(jù)，并對比資料庫看是否一致。光學(xué)識別只能到達(dá)皮膚的表皮層，而不能到達(dá)真皮層，而且受手指表面是否干凈影響較大。

2、電容傳感器

電容傳感器識別是利用一定間隔的安裝的兩個(gè)電容，利用指紋的凹凸，在手指滑過指紋檢測儀器時(shí)接通或斷開兩個(gè)電容的電流以檢測指紋資料。電容傳感器對手指的干凈要求還是比較高，而且傳感器表面使用硅材料，比較容易損壞。以技術(shù)面來看，電容式指紋辨識技術(shù)的供應(yīng)為Authentec、Validity、FingerPrintCardsAB（FPC）等，Authentec被蘋果買下，Validity也被Synaptics收購。電容式指紋傳感器也是現(xiàn)在應(yīng)用最普遍的技術(shù)。

3、生物射頻

射頻傳感器通過傳感器發(fā)射微量的射頻信號，穿透手指的表皮層獲取里層的紋路以獲取信息。這種方法對手指的干凈程度要求較低。射頻是目前較新的技術(shù)方案，射頻也是電容方式的一種，但受限于專利問題。射頻式是未來發(fā)展方向。

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指紋識別采集方式

不管采用什么采集技術(shù)，從用戶角度用到的就兩種錄入方式：按壓式與滑動式。

1、滑動式

將手指從傳感器上劃過，系統(tǒng)就能獲得整個(gè)手指的指紋。手指按壓上去時(shí)，無法一次性采集到完整圖像。在采集時(shí)需要手指劃過采集表面，對手指劃過時(shí)采集到的每一塊指紋圖像進(jìn)行快照，這些快照再進(jìn)行拼接，才能形成完整的指紋圖像。

滑動式的優(yōu)點(diǎn)是成本低、易集成，可采集大面積的圖像，應(yīng)用傳統(tǒng)的特征點(diǎn)算法，但缺點(diǎn)是需要客戶有一個(gè)連貫規(guī)范動作采集圖像，體驗(yàn)效果比較差，在之前的應(yīng)用推廣中不太成功。

2、按壓式

手指平放在設(shè)備上以便獲取指紋圖像。一般為了獲得整個(gè)手指的指紋，必須使用比手指更大的傳感器，整個(gè)手指同時(shí)按壓在傳感器之上。

按壓式的優(yōu)點(diǎn)是客戶體驗(yàn)好，只用一次按壓就可以采集圖像，與客戶在手機(jī)應(yīng)用的操作習(xí)慣匹配，無須教育客戶。缺點(diǎn)是：成本高，集成難度大，一次采集圖像面積相對較小，沒有足夠的特征點(diǎn)，需要用復(fù)雜的圖像比對算法進(jìn)行識別。

很明顯，在用戶角度來說，按壓式最簡單、最方便。以后越來越多的移動設(shè)備都將采用按壓式指紋識別方案。

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指紋識別最潮應(yīng)用

iPhone6指紋識別驚艷：iPhone6與iPhone6Plus均搭載指紋識別功能+NFC功能，我們可以通過蘋果的快捷支付進(jìn)行信用卡交易，據(jù)庫克表示，每天美國都會有200萬美元的信用卡交易量，可見信用卡市場是多么龐大。蘋果創(chuàng)造了一種全新的支付方式，叫做applepay，用戶僅需要通過NFC功能就能輕松用手機(jī)刷卡。

筆記本指紋識別方便：我們似乎越來越喜歡購買帶有指紋識別功能的電腦。因?yàn)橹讣y識別，又酷又方便。只需要輕輕一刷，就可以打開電腦。筆記本指紋識別功能的興起來源于電腦密碼鎖屏有可能被人破譯，采用指紋識別技術(shù)則更安全。

考勤機(jī)指紋識別靈敏：指紋考勤機(jī)用來記錄員工上下班時(shí)間，它基于指紋識別技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，事先將員工的指紋注冊到指紋考勤機(jī)中，一人可以注冊多枚指紋。當(dāng)員工按指紋時(shí)，指紋考勤機(jī)在所注冊的指紋庫中尋找相似度達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)的指紋進(jìn)行驗(yàn)證。 指紋考勤機(jī)相對于感應(yīng)卡考勤機(jī)的最大好處就是可以避免代打卡，不用購買卡片。經(jīng)過多年的發(fā)展，指紋識別技術(shù)已經(jīng)比較穩(wěn)定，使用面越來越廣。

門禁指紋識別應(yīng)用廣泛：門禁管理是現(xiàn)代安全防范系統(tǒng)的重要組成部分，隨著國內(nèi)對門禁系統(tǒng)的安全性、先進(jìn)性和穩(wěn)定性要求的提高，迫切需要一種高性能的門禁系統(tǒng)，現(xiàn)在比較常用的門禁系統(tǒng)主要有生物識別（指紋、掌形、虹膜等）和以射頻卡系統(tǒng)為代表的系統(tǒng)。 指紋門禁識別是生物識別的又一新型代表作。除了倉庫大門可采用指紋識別外，公寓及辦公樓門禁系統(tǒng)也可以采用指紋識別技術(shù)。對于賓館來說，為客人記錄指紋信息，減少門卡的投資及使用，降低開發(fā)成本。在住房期限內(nèi)不需要擔(dān)心室內(nèi)安全。

指紋門鎖只為安全：日常生活中，傳統(tǒng)的門鎖都是使用機(jī)械鑰匙開門的，但是機(jī)械鑰匙會經(jīng)常忘記帶，或者丟失，甚至被別有用心的不法分子拷貝，于是丟了鑰匙不得不換鎖。 指紋鎖相對于機(jī)械鎖、感應(yīng)鎖、密碼鎖而言是科技含量最高的鎖。