指纹识别使用什么原理

时间:2022-10-26 11:47:21 洁桓 数码 我要投稿
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指纹识别使用什么原理

  指纹识别系统的重要衡量标志是识别率。其主要由两部分组成,拒判率(FRR)和误判率(FAR)。正因为如此,权威机构认为,在应用中1%的误判率就可以接受。FRR实际上也是系统易用性的重要指标。由于FRR和FAR是相互矛盾的,这就使得在应用系统的设计中,要权衡易用性和安全性。下面是小编收集整理的指纹识别使用什么原理,希望对你有帮助。

  指纹识别使用什么原理1

  第一步:指纹是手指末端正面皮肤上凸凹不平产生的纹路。

  尽管指纹只是人体皮肤的小部分,但是,它蕴涵着大量的信息。指纹特征可分为两类:总体特征和局部特征。总体特征指那些用人眼直接就可以观察到的特征,包括基本纹路图案、模式区、核心点、三角点、式样线和纹线等。基本纹路图案有环形、弓形、螺旋形。局部特征即指纹上节点的特征,这些具有某种特征的节点称为特征点。两枚指纹经常会具有相同的总体特征,但它们的局部特征——特征点,却不可能完全相同。指纹上的特征点,即指纹纹路上的终结点、分叉点和转折点。

  第二步:指纹识别技术通常使用指纹的总体特征如纹形、三角点等来进行分类,再用局部特征如位置和方向等来进行用户身份识别。

  通常,首先从获取的指纹图像上找到“特征点”(minutiae),然后根据特征点的特性建立用户活体指纹的数字表示——指纹特征数据(一种单向的转换,可以从指纹图像转换成特征数据但不能从特征数据转换成为指纹图像)。由于两枚不同的指纹不会产生相同的特征数据,所以通过对所采集到的指纹图像的特征数据和存放在数据库中的'指纹特征数据进行模式匹配,计算出它们的相似程度,最终得到两个指纹的匹配结果,根据匹配结果来鉴别用户身份。由于每个人的指纹不同,就是同一人的十指之间,指纹也有明显区别,因此指纹可用于身份鉴定。

  第三步:指纹识别技术主要涉及四个功能:读取指纹图像、提取特征、保存数据和比对:

  首先,通过指纹读取设备读取人体指纹的图像,取到指纹图像之后,要对原始图像进行预处理。

  其次,用指纹辨识软件建立指纹的数字表示特征数据,是一种单方向的转换,可以从指纹转换成特征数据但不能从特征数据转换成为指纹,而两枚不同的指纹不会产生相同的特征数据。软件从指纹上找到被称为“节点”的数据点,也就是那些指纹纹路的分叉、终止或打圈处的坐标位置,这些点同时具有七种以上的唯一性特征。

  第三,通常手指上平均具有70个节点,所以这种方法会产生大约500个数据。有的算法将节点和方向信息组合产生了更多的数据,这些方向信息表明了各个节点之间的关系,也有的算法还处理整幅指纹图像。总之,这些数据,通常称为模板,保存为1KB大小的记录。

  最后,通过计算机模糊比较的方法,把两个指纹的模板进行比较,计算出它们的相似程度,最终得到两个指纹的匹配结果。

  指纹识别使用什么原理2

  决定手机指纹解锁效率的最重要因素便是指纹识别芯片。手机厂商采用的主流指纹识别芯片主要有:美国Authentec(苹果收购)、美国 Synaptics ( 三星是主要客户)、美国高通(超声波识别)、瑞典FPC(被广泛采用)以及中国深圳汇顶科技(魅族等厂商采用)。

  电容式指纹识别

  原理:依靠人类皮肤细胞具备一定量的电阻,皮肤的组织结构可以形成沟壑,当两者挤压在一起时就可以测量到其中的变化,而且这种变化基本上在同一个指纹上是不会变的,以此获得指纹上的凹凸信息。

  现在的电容指纹识别考虑到传感器,指纹识别部件的材料根据传感器参数进行单独设计。

  Synaptics 对外宣布,开始提供其全新 6x6mm Natural ID FS4500 指纹传感器解决方案的样品,可透过玻璃或陶瓷按键(覆盖玻璃厚度可高达 300 微米),提供安全的生物识别功能。传感器可以实现隐藏式指纹别功能,与高通超声波指纹识别的`实现效果类似。有望将电容指纹识别功能集成在更厚的玻璃盖板下以及屏幕之下。汇顶科技也开发出 IFS 指纹识别与触控一体化技术,不用在机身开孔,可以直接集成在面板下面。

  超声波指纹识别

  原理:利用超声波具有穿透材料的能力,且随材料的不同产生大小不同的回波(超声波到达不同材质表面时,被吸收、穿透与反射的程度不同)。利用皮肤与空气对于声波阻抗的差异,就可以区分指纹嵴与峪所在的位置,采集成指纹信息。

  由于超声波具有一定穿透性,所以在手指有少量污垢或潮湿的情况下仍能工作,可以穿透玻璃、铝、不锈钢、蓝宝石、塑料等设备进行识别,识别成功率更高。同时可以将传感器装在设备内部和设备融为一体,不必将指纹识别单元单独做成一个外露的表面部件,整体性更强。

  小米5s/plus首款使用超声波识别的手机,借助高通超声波指纹识别技术,采用射频技术,依靠特定频率的信号反射来探知指纹的具体形态。测试结果下来,手上沾水的情况下识别正确率也很高,5s plus比5s反应稍微快一丢丢。(指纹录入过程比电容式略迟钝,5s需16次左右,plus需8次左右)

  5s的指纹识别在正面下方,面板玻璃整体无孔,在识别部位做了一个凹槽(凹槽是考虑实用性,便于用户找到识别部位,防止误触,在口袋里误操作)。5s plus的指纹识别在拉丝后盖双镜头下方。

  iPone7/plus和1+虽改善成了触控式电容指纹识别,但在技术上还是与超声波有差距。

  手机指纹识别的布置

  指纹识别按键的布置不同厂商有不同的想法,各有道理,重在个人喜好,适应便是。

  前面板

  苹果、三星、魅族、小米、OPPO、vivo 等

  因为iPhone5s正面布置的影响,先入为主效应让用户和厂商更愿意接受前置面板布置方案,在外观上正面布置让整机的一体性更强。

  随着手机屏幕尺寸增大,按键位置一般靠下方,指纹解锁时握持手机容易失衡,解锁完成后需要重新调整一下手机。再一个,前置按键会限制屏占比,对于虚拟按键的手机而言指纹前置就不是个好选择。

  后盖

  华为、乐视、HTC、小米、OPPO、vivo等

  由于后盖布置时按键位置选择比较自由,可以根据手持手机的手指位置布置按键,在用户拿起手机的同时进行解锁。后盖布置可以给前面板腾出空间,增大屏占比,让前面板看起来更简洁,但同时也给后盖加了个孔。

  背部布置的尴尬,当手机平放时,来了一个信息,只有把手机拿起来才能指纹解锁。若指纹布置在正面就方便许多。

  其他的解锁方式

  虹膜解锁

  使用者将手机举到面前 25 到 35 厘米的位置,在红外摄像头模块和距离传感器确认用户姿势正确后迅速扫描用户虹膜并与手机上的生物识别数据进行匹配。

  眼纹识别

  眼纹识别的技术成本并不算高,但在容错率、信息量以及稳定性上,虹膜识别完胜眼纹识别。

  声纹解锁

  随着语音应用技术的发展,每个人拥有独特的声音也可以作为解锁凭证。 2015 年微信就推出了声音锁的功能,通过反复记录用户朗读一段数字组成的 PIN 码的音调音色作为参考,在每次登陆时用户不需输入密码,只要朗读一段数字就可以了。

  刷脸解锁

  用户在开启解锁功能前对脸部不同角度或者表情进行拍照,解锁过程中手机会开始前置摄像头并与事先记录的照片比对,从而进行解锁。安全性不高,可以用照片进行开锁。

  NFC 解锁

  作为一种成熟的技术,NFC 早已在门禁卡、公交卡、银行卡上实用多年,其原理也是一样的。只要 NFC 贴纸或卡片的密匙和手机相匹配,那么用它在手机上"滴"一下就能解锁了。

  时间解锁

  设定一个时间,当手机到了设定时间后自行解锁,这对家长可能有用。

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