淺析指紋識別技術(shù)發(fā)展與類型

指紋識別技術(shù)是利用指紋的惟一性和穩(wěn)定性特征，集傳感器技術(shù)、生物技術(shù)、數(shù)字圖像處理、模式匹配、電子技術(shù)于一體的高新技術(shù)。

指紋識別技術(shù)發(fā)展趨勢

目前，指紋識別主要應(yīng)用在考勤、門禁、保險箱柜等領(lǐng)域，相信，隨著指紋識別技術(shù)的完善，還會廣泛的應(yīng)用在身份證，機(jī)動車，家居等更多的領(lǐng)域....

指紋識別

在經(jīng)歷了近10年緩慢的自然增長后，指紋識別技術(shù)即將迎來一個跳躍性發(fā)展的黃金時期。專家們保守估計，未來5年，我國將有近百億元的市場等待著企業(yè)去開拓。指紋識別技術(shù)的巨大市場前景，將對國際、國內(nèi)安防產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生巨大的影響。較小的公司將面臨新進(jìn)入的傳統(tǒng)行業(yè)大公司的無情競爭。在這些巨無霸面前，現(xiàn)有中小公司很難說有太多的競爭力，行業(yè)重新洗牌不可避免，合并與退出可能會成為大部分中小公司的無奈選擇。最終可能形成傳統(tǒng)行業(yè)的公司或大資本在較短時間內(nèi)主導(dǎo)生物特征識別行業(yè)的局面。當(dāng)然，也不排除部分具有核心競爭力的公司以“快魚吃慢魚”的方式成長為新興的大公司。“大魚”與“快魚”并存，這也是每一個新興市場的必然結(jié)果。而競爭的結(jié)果將會形成一個新興的大產(chǎn)業(yè)。

指紋識別技術(shù)的民用市場機(jī)會已經(jīng)存在，那么是不是已經(jīng)存在規(guī)模應(yīng)用的時機(jī)了呢?這取決于指紋產(chǎn)品的消費(fèi)意識、產(chǎn)品的穩(wěn)定性和價格方面是不是可以得到解決。也就是說指紋識別技術(shù)能否在民用領(lǐng)域規(guī)模化應(yīng)用，需要具備三個條件：受眾足夠的認(rèn)知度，產(chǎn)品品質(zhì)穩(wěn)定和良好服務(wù)和保證，產(chǎn)品的利潤足夠大。

指紋產(chǎn)品的消費(fèi)意識，這里主要指的是人們對指紋識別技術(shù)的應(yīng)用理解，這里的人們包括廠家、經(jīng)銷代理商、工程商和直接用戶。一個有意思的例子是，門禁需要用到指紋方面，80%以上都是直接用戶的要求，而大部分的門禁廠家、經(jīng)銷代理商、工程商等中間商并不主動去推薦產(chǎn)品，這是指紋識別不能規(guī)模應(yīng)用的最大的問題，這就是消費(fèi)意識低的體現(xiàn)。

產(chǎn)品的穩(wěn)定性，要求指紋廠家具備對安防行業(yè)的較深刻了解，開發(fā)出的指紋產(chǎn)品必須是符合使用規(guī)范和滿足大多數(shù)的要求以及服務(wù)的保證。

產(chǎn)品價格非常重要，尤其在產(chǎn)品發(fā)展階段。有的用戶會表示，即使產(chǎn)品穩(wěn)定，價格不合適一樣不用!分析所得，走中端路線，揚(yáng)長避短，發(fā)揮產(chǎn)品在市場終端的絕對競爭優(yōu)勢，這才是在民用市場立于不敗之地的根本。

目前，指紋識別主要應(yīng)用在考勤、門禁、保險箱柜等領(lǐng)域，相信，隨著指紋識別技術(shù)的完善，還會廣泛的應(yīng)用在身份證，機(jī)動車，家居等更多的領(lǐng)域。指紋識別技術(shù)類型

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)、溫差感應(yīng)式指紋傳感器、半導(dǎo)體指紋傳感器、超聲波指紋掃描。

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。

溫差感應(yīng)式識別技術(shù)

溫差感應(yīng)式識別技術(shù)是基于溫度感應(yīng)的原理而制成的，每個像素都相當(dāng)于一個微型化的電荷傳感器，用來感應(yīng)手指與芯片映像區(qū)域之間某點的溫度差，產(chǎn)生一個代表圖像信息的電信號。

它的優(yōu)點是可在0.1s內(nèi)獲取指紋圖像，而且傳感器體積和面積最小，即目前通常所說的滑動式指紋識別儀就是采用該技術(shù)。缺點是：受制于溫度局限，時間一長，手指和芯片就處于相同的溫度了。

半導(dǎo)體硅感技術(shù)(電容式技術(shù))

20世紀(jì)90年代后期，基于半導(dǎo)體硅電容效應(yīng)的技術(shù)趨于成熟。硅傳感器成為電容的一個極板，手指則是另一極板，利用手指紋線的脊和谷相對于平滑的硅傳感器之間的電容差，形成8bit的灰度圖像。電容傳感器發(fā)出電子信號，電子信號將穿過手指的表面和死性皮膚層，直達(dá)手指皮膚的活體層(真皮層)，直接讀取指紋圖案。由于深入真皮層，傳感器能夠捕獲更多真實數(shù)據(jù)，不易受手指表面塵污的影響，提高辨識準(zhǔn)確率，有效防止辨識錯誤。