隨著現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)、技術(shù)的發(fā)展，人們活動(dòng)的領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，身份識(shí)別技術(shù)在當(dāng)今社會(huì)生活和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)方面顯得越來越重要，而其中的指紋識(shí)別因?yàn)閾碛小鞍踩⒁子?、價(jià)格便宜”等優(yōu)點(diǎn)，而格外受到人們的關(guān)注。

指紋識(shí)別步入百姓生活

指紋識(shí)別技術(shù)是目前國際公認(rèn)的應(yīng)用最廣泛，價(jià)格最低廉、易用性最高的生物認(rèn)證技術(shù)，相對(duì)于其它身份認(rèn)證技術(shù)，自動(dòng)指紋識(shí)別具有許多獨(dú)到的信息安全優(yōu)點(diǎn)，具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1、每個(gè)人的指紋是相當(dāng)固定的，不會(huì)隨著人的年齡的增長或身體健康程度的變化而變化，但是人的聲音、面相等卻存在較大變化的可能。

2、指紋樣本便于獲取，易于開發(fā)識(shí)別系統(tǒng)，實(shí)用性強(qiáng)。目前已有標(biāo)準(zhǔn)的指紋樣本庫，方便了識(shí)別系統(tǒng)的軟件開發(fā);另外，識(shí)別系統(tǒng)中完成指紋采樣功能的硬件部分也較易實(shí)現(xiàn)。

3、一個(gè)人的十指指紋皆不相同，這樣可以方便地利用多個(gè)指紋構(gòu)成多重口令，提高系統(tǒng)的安全性。

4、指紋識(shí)別中使用的模板并非最初的指紋圖，而是由指紋圖中提取的關(guān)鍵特征，這樣既使系統(tǒng)對(duì)模板庫的存儲(chǔ)量較小也保護(hù)了使用者的個(gè)人隱私。

5、對(duì)輸入的指紋圖提取關(guān)鍵特征后，可以大大減少網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)呢?fù)擔(dān)，便于實(shí)現(xiàn)異地確認(rèn)，支持計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)功能。

生活中接觸到的指紋產(chǎn)品包括：指紋鎖、指紋保險(xiǎn)箱、指紋鍵盤、指紋鼠標(biāo)……指紋技術(shù)產(chǎn)品的應(yīng)用，提高了工作和生活所需的安全保密效率，適應(yīng)21世紀(jì)快節(jié)奏的生活方式，讓生活更簡約、更時(shí)尚、更輕松!同時(shí)更加符合科技是第一生產(chǎn)力的真理，今天指紋技術(shù)的應(yīng)用必定成為我國經(jīng)濟(jì)新的增長點(diǎn)，它帶來的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益將是不可估量的。

指紋識(shí)別技術(shù)剖解

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。

一、光學(xué)識(shí)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(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，可達(dá)到500DPI的較高分辨率等，最主要是價(jià)格低廉。也有明顯的缺點(diǎn)：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(tái)板上按完后留下的)，不但會(huì)降低指紋圖像的質(zhì)量，嚴(yán)重時(shí)還可能導(dǎo)致2個(gè)指印重疊，顯然，難以滿足實(shí)際應(yīng)用需要。此外，臺(tái)板涂層及CCD陣列會(huì)隨時(shí)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(duì)干濕手指的適用性差等缺點(diǎn)。

光學(xué)指紋識(shí)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(shí)別的效果。如果，用戶手指上粘了較多的灰塵，可能就會(huì)出現(xiàn)識(shí)別出錯(cuò)的情況。并且，如果人們按照手指，做一個(gè)指紋手模，也可能通過識(shí)別系統(tǒng)，對(duì)于用戶而言，使用起來不是很安全和穩(wěn)定。

二、溫差感應(yīng)式識(shí)別技術(shù)

溫差感應(yīng)式識(shí)別技術(shù)是基于溫度感應(yīng)的原理而制成的，每個(gè)像素都相當(dāng)于一個(gè)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(diǎn)的溫度差，產(chǎn)生一個(gè)代表圖像信息的電信號(hào)。

它的優(yōu)點(diǎn)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(dòng)式指紋識(shí)別儀就是采用該技術(shù)。缺點(diǎn)是：受制于溫度局限，時(shí)間一長，手指和芯片就處于相同的溫度了。

三、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(gè)極板，手指則是另一極板，利用手指紋線的脊和谷相對(duì)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(hào)，電子信號(hào)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(shí)數(shù)據(jù)，不易受手指表面塵污的影響，提高辨識(shí)準(zhǔn)確率，有效防止辨識(shí)錯(cuò)誤。

半導(dǎo)體指紋傳感器包括半導(dǎo)體壓感式傳感器、半導(dǎo)體溫度感應(yīng)傳感器等，其中，應(yīng)用最廣泛的是半導(dǎo)體電容式指紋傳感器。

半導(dǎo)體電容傳感器根據(jù)指紋的嵴和峪與半導(dǎo)體電容感應(yīng)顆粒形成的電容值大小不同，來判斷什么位置是嵴什么位置是峪。其工作過程是通過對(duì)每個(gè)像素點(diǎn)上的電容感應(yīng)顆粒預(yù)先充電到某一參考電壓。當(dāng)手指接觸到半導(dǎo)體電容指紋表現(xiàn)上時(shí)，因?yàn)獒帐峭蛊稹⒂前枷?，根?jù)電容值與距離的關(guān)系，會(huì)在嵴和峪的地方形成不同的電容值。然后利用放電電流進(jìn)行放電。因?yàn)獒蘸陀鴮?duì)應(yīng)的電容值不同，所以其放電的速度也不同。嵴下的像素(電容量高)放電較慢，而處于峪下的像素(電容量低)放電較快。根據(jù)放電率的不同，可以探測到嵴和峪的位置，從而形成指紋圖像數(shù)據(jù)。

與光學(xué)設(shè)備多采用人工調(diào)整改善圖像質(zhì)量不同，電容傳感器采用自動(dòng)控制技術(shù)調(diào)節(jié)指紋圖像像素以及指紋局部范圍敏感程度，在不同環(huán)境下結(jié)合反饋信息生成高質(zhì)量圖像。由于提供了局部調(diào)整能力，即使對(duì)比度差的圖像(如手指壓得較輕的區(qū)域)也能被有效檢測到，并在捕捉瞬間為這些像素提高靈敏度，生成高質(zhì)量指紋圖像。

半導(dǎo)體電容指紋傳感器優(yōu)點(diǎn)為圖像質(zhì)量較好、一般無畸變、尺寸較小、易集成于各種設(shè)備。其發(fā)出的電子信號(hào)將穿過手指的表面和死性皮膚層，達(dá)到手指皮膚的活體層(真皮層)，直接讀取指紋圖案，從而大大提高了系統(tǒng)的安全性。

半導(dǎo)體硅感技術(shù)最重要的優(yōu)點(diǎn)是能夠達(dá)到活體指紋識(shí)別。還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線的分辨率(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)。體積小、成本低，成像精度高，而且耗電量很小，因此非常適合在安全防范和高檔消費(fèi)類電子產(chǎn)品中使用，被稱為光學(xué)以后的第二代指紋識(shí)別技術(shù)。

四、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(shí)，被吸收、穿透與反射的程度不同)。因此，利用皮膚與空氣對(duì)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(duì)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(duì)手指和平面的清潔程度要求較低，但其采集時(shí)間會(huì)明顯地長于前述兩類產(chǎn)品，而且價(jià)格昂貴，也并不能做到活體指紋識(shí)別，所以目前使用稀少。

指紋識(shí)別由于其技術(shù)的成熟和成本降低，開始徹底走向民用。國內(nèi)生物識(shí)別未來將形成上百億元的市場，其中安防業(yè)是最重要的應(yīng)用領(lǐng)域之一，市場空間很大。目前，羅湖口岸已經(jīng)用了指紋通關(guān)，德國將指紋識(shí)別付款應(yīng)用到某些超市中??預(yù)計(jì)指紋門禁、指紋讀卡器、指紋智能鎖，指紋門禁考勤一體機(jī)及相關(guān)指紋身份識(shí)別系統(tǒng)將會(huì)迅速普及到每一個(gè)安全防范項(xiàng)目和智能大廈，目前國內(nèi)年門禁安裝數(shù)量大約是在50萬門以上，其中指紋識(shí)別的在門禁應(yīng)用大概只有1% 左右，而一般國外這個(gè)比例大約應(yīng)為20%以上。換句話說，在國內(nèi)安防業(yè)，生物識(shí)別產(chǎn)品的市場缺口在9.5萬臺(tái)左右，另一個(gè)比較明顯的狀況是，目前專門從事指紋讀頭和指紋門禁生產(chǎn)和銷售企業(yè)很少，所以綜合起來看這個(gè)市場有兩個(gè)明顯的特點(diǎn)：市場大，競爭少。