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          指紋采集技術(shù)及其產(chǎn)品發(fā)展趨勢

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          作者:長沙國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院(410073) 張成 周媛媛 林嘉宇 時間:2007-02-06 來源:電子技術(shù)應(yīng)用 收藏
            摘 要: 隨著各類電子設(shè)備不斷進(jìn)入人們的日常工作和生活,以及電子商務(wù)越來越廣泛的推廣應(yīng)用,需要有一個更可靠的系統(tǒng)來進(jìn)行身份認(rèn)證。技術(shù)已成為一種公認(rèn)的最為方便和安全的身份認(rèn)證技術(shù)。技術(shù)中的指紋識別技術(shù)發(fā)展最成熟、應(yīng)用也最廣泛。指紋圖像的采集技術(shù)是指紋識別中的關(guān)鍵技術(shù)之一。本文分析比較了不同種類的技術(shù)及其性能,并介紹了技術(shù)的應(yīng)用情況及其產(chǎn)品發(fā)展趨勢。 
            關(guān)鍵詞:     

            近年來,越來越多的個人、消費者、公司和政府機(jī)關(guān)都認(rèn)為現(xiàn)有的基于智能卡、身份證號碼和密碼的身份識別系統(tǒng)很繁瑣而且并不十分可靠。生物識別技術(shù)為此提供了一個安全可靠的解決方案。生物識別技術(shù)根據(jù)人體自身的生理特征來識別個人的身份, 這種技術(shù)是目前最為方便與安全的識別系統(tǒng),它不需要你記住象身份證號碼和密碼,也不需隨身攜帶像智能卡之類的東西。 
            生物識別技術(shù)[1]包括虹膜識別技術(shù)、視網(wǎng)膜識別技術(shù)、面部識別技術(shù)、聲音識別技術(shù)、指紋識別技術(shù)[2]。其中指紋識別技術(shù)是目前最為成熟的、應(yīng)用也最為廣泛的生物識別技術(shù)。每個人的包括指紋在內(nèi)的皮膚紋路在圖案、斷點和交叉點上各不相同,也就是說,這些指紋特征是唯一的,并且終生不變。依靠這種唯一性和穩(wěn)定性,我們就可以把一個人同他的指紋對應(yīng)起來,通過比較他的指紋和預(yù)先保存的指紋進(jìn)行比較,就可以驗證他的真實身份。 
            指紋識別系統(tǒng)[3]是通過指紋采集、分析和對比指紋特征來實現(xiàn)快速準(zhǔn)確的身份認(rèn)證。指紋識別系統(tǒng)框圖如圖1所示。  
            指紋采集器采集到指紋圖像后,才能被計算機(jī)進(jìn)行識別、處理。指紋圖像的質(zhì)量會直接影響到識別的精度以及指紋識別系統(tǒng)的處理速度,因此指紋采集技術(shù)是指紋識別系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。本文著重分析比較不同的指紋采集技術(shù)及其性能。 
          1 指紋采集技術(shù) 
            指紋的表面積相對較小,日常生活中手指常常會受到磨損,所以獲得優(yōu)質(zhì)的指紋細(xì)節(jié)圖像是一項十分復(fù)雜的工作。當(dāng)今所使用的主要指紋采集技術(shù)有光學(xué)指紋采集技術(shù),半導(dǎo)體指紋采集技術(shù)和超聲波指紋采集技術(shù)。 
          1.1 光學(xué)指紋圖像采集技術(shù) 
            光學(xué)指紋采集技術(shù)是最古老也是目前應(yīng)用最廣泛的指紋采集技術(shù),光學(xué)指紋采集設(shè)備始于1971年,其原理是光的全反射(FTIR)。光線照到壓有指紋的玻璃表面,反射光線由CCD去獲得,反射光的量依賴于壓在玻璃表面指紋的脊和谷的深度以及皮膚與玻璃間的油脂和水分。光線經(jīng)玻璃照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。如圖2所示。 
          圖2 光學(xué)指紋圖像采集原理
            光學(xué)采集設(shè)備有著許多優(yōu)勢:它經(jīng)歷了長時間實際應(yīng)用的考驗,能承受一定程度溫度變化,穩(wěn)定性很好,成本相對較低,并能提供分辨率為500dpi的圖像。 
            光學(xué)采集設(shè)備也有不足之處,主要表現(xiàn)在圖像尺寸和潛在指印兩個方面。臺板必須足夠大才能獲得質(zhì)量較好的圖像。潛在指印是手指在臺板上按完后留下的,這種潛在指印降低了指紋圖像的質(zhì)量。嚴(yán)重的潛在指印會導(dǎo)致兩個指印的重疊。另外臺板上的涂層(膜)和CCD陣列隨著時間的推移會有損耗,精確度會降低。 
            隨著光學(xué)設(shè)備技術(shù)的革新,光學(xué)指紋采集設(shè)備的體積也不斷減小?,F(xiàn)在傳感器可以裝在6

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