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指紋識別

指紋識別技術(shù)的采集技術(shù)

  獲得良好的指紋圖像是一個十分復(fù)雜的問題。因?yàn)橛糜跍y量的指紋僅是相當(dāng)小的一片表皮,所以指紋采集設(shè)備應(yīng)有足夠好的分辨率以獲得指紋的細(xì)節(jié)。目前所用的指紋圖像采集設(shè)備,基本上基于三種技術(shù)基礎(chǔ):光學(xué)技術(shù)、半導(dǎo)體硅技術(shù)、超聲波技術(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象。

  光學(xué)的指紋采集設(shè)備有明顯的優(yōu)點(diǎn):它已經(jīng)過較長時(shí)間的應(yīng)用考驗(yàn),一定程度上適應(yīng)溫度的變異,較為廉價(jià),可達(dá)到500DPI的較高分辨率等。缺點(diǎn)是: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。英文:CMOS,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。

  硅技術(shù)優(yōu)點(diǎn)是可以在較小的表面上獲得比光學(xué)技術(shù)更好的圖像質(zhì)量,在1cm×1.5cm的表面上獲得200~300倍的分辨率(較小的表面也導(dǎo)致成本的下降和能被集成到更小的設(shè)備中)。缺點(diǎn)是易受干擾,可靠性相對差。為克服光學(xué)技術(shù)設(shè)備和硅技術(shù)設(shè)備的不足,一種新型的超聲波指紋采集設(shè)備已經(jīng)出現(xiàn)。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(shí),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)分指紋脊與谷所在的位置。

  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(shí)間會明顯地長于前述兩類產(chǎn)品。

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