指紋圖像的獲取技術(shù)主要有4種類型:光學(xué)掃描設(shè)備(例如微型三棱鏡矩陣)、超聲波指紋掃描、溫差感應(yīng)式指紋傳感器、半導(dǎo)體指紋傳感器。下面為大家講解一下其中的一些類型:
一、光學(xué)識別技術(shù)
借助光學(xué)技術(shù)采集指紋是歷史最久遠(yuǎn)、使用最廣泛的技術(shù)。將手指放在光學(xué)鏡片上,手指在內(nèi)置光源照射下,用棱鏡將其投射在電荷耦合器件(CCD)上,進(jìn)而形成脊線(指紋圖像中具有一定寬度和走向的紋線)呈黑色、谷線(紋線之間的凹陷部分)呈白色的數(shù)字化的、可被指紋設(shè)備算法處理的多灰度指紋圖像。
光學(xué)的指紋采集技術(shù)有明顯的優(yōu)點:它已經(jīng)過較長時間的應(yīng)用考驗,一定程度上適應(yīng)溫度的變異,可達(dá)到500DPI的較高分辨率等,最主要是價格低廉。也有明顯的缺點:由于要求足夠長的光程,因此要求足夠大的尺寸,而且過分干燥和過分油膩的手指也將使光學(xué)指紋產(chǎn)品的效果變壞。
光學(xué)指紋傳感局限性體現(xiàn)于潛在指印方面(潛在指印是手指在臺板上按完后留下的),不但會降低指紋圖像的質(zhì)量,嚴(yán)重時還可能導(dǎo)致2個指印重疊,顯然,難以滿足實際應(yīng)用需要。此外,臺板涂層及CCD陣列會隨時間推移產(chǎn)生損耗,可能導(dǎo)致采集的指紋圖像質(zhì)量下降。但是具有無法進(jìn)行活體指紋鑒別、對干濕手指的適用性差等缺點。
光學(xué)指紋識別系統(tǒng)由于光不能穿透皮膚表層(死性皮膚層),所以只能夠掃描手指皮膚的表面,或者掃描到死性皮膚層,但不能深入真皮層。在這種情況下,手指表面的干凈程度,直接影響到識別的效果。如果,用戶手指上粘了較多的灰塵,可能就會出現(xiàn)識別出錯的情況。并且,如果人們按照手指,做一個指紋手模,也可能通過識別系統(tǒng),對于用戶而言,使用起來不是很安全和穩(wěn)定。
如去年底發(fā)生的內(nèi)蒙古監(jiān)獄越獄案件,越獄犯人就是砍下獄警的手指驗證光學(xué)指紋機(jī)打開監(jiān)獄門禁。還有近期各大媒體爭相報道的,在淘寶網(wǎng)上花100元左右可以訂做買到硅膠指模,可以輕易地驗證通過光學(xué)指紋機(jī),上班族專門用它代打指紋考勤。
此外,光學(xué)傳感器中存在棱鏡,其體積較大,一般為半導(dǎo)體的幾倍甚至10倍大小,所以限制了其在小型設(shè)備上的應(yīng)用。在類似考勤機(jī)、門禁等大設(shè)備上使用沒有體積限制的問題,但在U盤、移動硬盤、手持設(shè)備上使用,體積成了最大的障礙。成本低一直以來被認(rèn)為是光學(xué)傳感器的最大優(yōu)勢,但由于其制造過程一致性較難保證,隨著以電容傳感器為代表的半導(dǎo)體傳感器的大規(guī)模發(fā)展,光學(xué)傳感器的成本優(yōu)勢也已經(jīng)不再明顯。雖然大多數(shù)公司還在使用光學(xué)傳感器,但其發(fā)展趨勢是新穎的、高質(zhì)量的半導(dǎo)體電容指紋傳感器。
二、超聲波技術(shù)
超聲波指紋采集是一種新型技術(shù),其原理是利用超聲波具有穿透材料的能力,且隨材料的不同產(chǎn)生大小不同的回波(超聲波到達(dá)不同材質(zhì)表面時,被吸收、穿透與反射的程度不同)。因此,利用皮膚與空氣對于聲波阻抗的差異,就可以區(qū)分指紋嵴與峪所在的位置。
超聲波技術(shù)所使用的超聲波頻率為1×104Hz-1×109Hz,能量被控制在對人體無損的程度(與醫(yī)學(xué)診斷的強(qiáng)度相同)。超聲波技術(shù)產(chǎn)品能夠達(dá)到最好的精度,它對手指和平面的清潔程度要求較低,但其采集時間會明顯地長于前述兩類產(chǎn)品,而且價格昂貴,也并不能做到活體指紋識別,所以目前使用稀少。