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指纹传感器简介22009-07-30 14:10一.指纹识别传感器比较
1. 分类
 按采集原理分:光学式(CCD/CMOS),硅片式(分电容式/电感式/热敏式),超声波式
 按操作方法分:刮擦式,单次触摸式
 按出现时间分:第1代(光学式),第2代(电子式)

2. 传感器含义及优缺点比较
1)光学式传感器:即光学式传感器从内部发射的光在指纹中形成反射后在CMOS图像传感器感应的原理来获得指纹图像
优点:1.坚固的外壳,使用时间最长,经受了实际使用的检验;
2.对温度等环境因素的适应能力好;
3.价格比较低廉;
4.分辨率较高,可以达到500DPI以上
缺点:1.受光路限制,无畸变型采集器尺寸较大。市面上有一些尺寸较小的采集器,但通常有较严重的光学畸变;
2.采集窗口表面往往有痕迹遗留现象;
3.CCD器件可能因寿命老化,降低图像质量

2)硅片式(半导体式)分为:热感式传感器、电容式传感器、电感式传感器
其共同优点:1. 图像质量较好,一般无畸变;
2. 尺寸较小,容易集成到其他设备中去;
3. 价格低廉
4.活体识别,防止假冒的硅胶指纹等
共同缺点:1. 耐用性和环境适应性差,尤其在一些较恶劣的环境中。如在抗静电能力、抗腐蚀能力、抗压力等方面的不足;
2. 图像面积小,可能降低识别的准确性,并导致用户使用的不方便。

热感式传感器:即热感传感器其传感器表面由感知温度变化的半导体元素来组成的,因此通过指纹绒线与传感器接触中引起的温度差异来形成指纹图像。传感器部分由小单位条形来组成,需要指纹在传感器中的滑行来获得全部指纹图像
优点:1. 尺寸小,大量订购时价格低廉

电容式传感器:即通过传感器与指纹谷间形成的电量变化来形成指纹图像。
优点:表面强化物覆盖,显像品质优秀

电感式传感器:电感式传感器是在传感器内形成电磁场,当接触过程中感应电磁场的变化而形成指纹图像。其特征是利用了皮肤外皮和内部的真皮特性所以得到更加稳定的图像。
优点:对受损指纹的识别力强

3)超声波式传感器:即采集器发射超声波,根据经过手指表面,采集器表面和空气的回波来测量反射距离,从而可以得到手指表面凹凸不平的图像。
优点:1.超声波可以穿透灰尘和汗渍等,从而得到更优质的图像
2..最准确的指纹采集器
3.它结合了光学采集器和硅芯片采集器的长处,使用方便,耐用性好等
缺点:1.由于超声波采集器尚无大规模的使用,因此很难准确评价它在长期大规模中的性能


二、指纹图象采集方式及指标

硅芯片:指纹传感器通过感应皮肤的指表活性层来隐性采集表皮指纹;可以活体检测

光 学:对手指表层进行拍照,它是一种较早不稳定的指纹识别技术; 难防假冒

红 外:测量手指的温度。这一因素的使用之一是验证是否存在活体手指; 死的或非常冷的手指不会通过验证

雷 达:一种光学变异,可发射雷达能量并读取从呈现的手指上反射的信号,通过雷达可构建图像并进行比较

激 光:一种是使用激光灯来读取皮肤表层下的毛细血管; 它不会在意皮肤的外观,只关注皮肤下毛细血管的排列

超声波: 这种采集器发射超声波,根据经过手指表面,采集器表面和空气的回波来测量反射距离,从而可以得到手指表面凹凸不平的图像;可以穿透灰尘和汗渍

指纹采集的主要评价指标:图像质量。它取决于这样几个要素--成像分辨率+灰级深度+环境和手指适应性;

指纹采集的辅助评价指标:防伪能力+功耗+尺寸,耐用性能或抗损伤性能(机械的或电磁的);

指纹采集的特别评价指标:抗指纹残留--导致两次采集指纹图像的混叠,容易出现认假(冒充)或拒真;


三、指纹识别构件
指纹产品基础构件包括:指纹传感器(指纹Sensor)、指纹传感器驱动程序(Driver)、指纹传感器底层接口程序(底层SDK),以及指纹

算法程序。其中前三个都是作为一个整体对待,笼统的称为指纹SENSOR。指纹基础构件的这四个部分,对于任何一类的指纹识别产品都是不可缺少的,所以称之为基础构件。

指纹产品中间构件,或者叫指纹应用中间件,它专门完成指纹注册和认证功能,所以它一定包含指纹识别算法。它屏蔽了应用层对设备层(基础构件中的SENSOR以及DRIVER)的直接访问。它既可以表现为软件控件(ocx),也可表现为硬件模块,也就是俗称的指纹脱机模块。

指纹产品上层构件,它是用户需求的实现部分,其形态不定,可以是一个完整的指纹应用软件产品,如指纹文件保护系统、计算机登录指纹保护系统。也可是指纹考勤机、指纹保险柜等这类嵌入式硬件产品。


四、指纹仪测试办法
不同的指纹仪如何判别活体及相关技术原理,在一般条件下,是否可用替代材料仿制人的活体指纹(破解办法分别是什么)?
相关测试的方法:建议做两个硅胶指模,一个是实体指模、一个是薄膜指模,以此可以测试市面上大部分的指纹采集仪。有条件的话,最好的测试办法是看能否成像。直接了当的低成本办法是看指模能否注册成功即可判别造假是否成功。具体的造假办法可能需要因地制宜,比如有的需要保持适当温度,有的需要在材料电气性能上做文章,不一而足。到目前为止,未见有分布电容/电场硅片指纹采集的造假报导,应该说从机理上而言,这类采集的造假估计还是会非常困难的

 

 

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