指纹识别基本原理与采集技术详解

　　传统的身份鉴定方法包括身份标识物品（如钥匙、证件、ATM卡等）和身份标识知识（如用户名和密码）但由于主要借助体外物，一旦证明身份的标识物品和标识知识被盗或遗忘，其身份就容易被他人冒充或取代。

　　随着移动互联、物联网等新兴技术浪潮的到来，传统的一些对人的认证识别方式已经无法满足社会发展需求。通过计算机与光学、声学、生物传感器和生物统计学原理等高科技手段密切结合，利用人体固有的生理特性，（如指纹、脸象、虹膜等）和行为特征（如笔迹、声音、步态等）来进行个人身份的鉴定，成为大势所趋。

　　目前，主要的生物识别方式有：指纹识别、掌纹识别、虹膜识别、面部识别、DNA识别、行为识别等。

　　而目前来看，识别方式最简便、最实用、最准确，发展最好的就是“指纹识别”方式。全球来看，指纹识别占整个生物识别市场的将近60%的市场份额，有超过几千家的指纹识别厂商生产数百种以上的指纹识别产品，而其它生物识别技术厂商不足其十分之一。

　　我们能看到最常见的就是指纹打卡、指纹门禁等，不过移动互联网的到来，包括信息安全、移动支付等大量需求生物识别认证，指纹识别已经成为了主流智能设别厂商和消费者能够快速接受的方式。在移动支付爆发前夕，基于智能终端的指纹识别也将迎来大发。

　　一、指纹识别基本原理与采集技术：

　　一个典型的指纹识别系统应该包括：指纹识别Sensor 特征提取/匹配模块 特征模板库 应用软件。而指纹的匹配可分为两步，首先是提取待验证的指纹的特征，然后将其和指纹模板库中的模板指纹进行相似度比较，从而判断两个指纹图像是否来自同一手指。

　　我们可以看到，指纹识别核心的准确、高效的采集指纹分析。指纹识别采集技术的发展大致分为三个方式：光学识别、电容传感器、生物射频。

　　１、光学识别

　　光学识别是较早的指纹识别技术。基于光学发射装置发射的光线，射到手指上再反射回机器以获取数据，并对比资料库看是否一致。光学识别只能到达皮肤的表皮层，而不能到达真皮层，而且受手指表面是否干净影响较大。

　　2、电容传感器

　　电容传感器识别是利用一定间隔的安装的两个电容，利用指纹的凹凸，在手指滑过指纹检测仪器时接通或断开两个电容的电流以检测指纹资料。电容传感器对手指的干净要求还是比较高，而且传感器表面使用硅材料，比较容易损坏。以技术面来看，电容式指纹辨识技术的供应为Authentec、Validity、FingerPrintCardsAB（FPC）等，Authentec被苹果买下，Validity也被Synaptics收购。电容式指纹传感器也是现在应用最普遍的技术。

　　3、生物射频

　　射频传感器通过传感器发射微量的射频信号，穿透手指的表皮层获取里层的纹路以获取信息。这种方法对手指的干净程度要求较低。射频是目前较新的技术方案，射频也是电容方式的一种，但受限于专利问题。射频式是未来发展方向。