每个人的皮肤纹路在图案、断点、交叉点上各不相同,指纹识别技术依靠皮肤纹路的唯一性、稳定性,把个体身份同指纹对应起来,通过与预存指纹对比进行身份识别。在实现方式上,指纹识别技术主要分为:电容式、光学式、超声波式。

电容式指纹识别

电容式指纹识别是将电容感测点阵整合于一块传感器中,当指纹按压传感器表面时,由于人体指纹呈沟壑结构,波峰与波谷产生的电荷导电率不同,通过面阵的电容识别可以将图像信号转化成电信号。这里必须注意,手指最外层的皮肤是不导电的,导电的是指纹里面的皮下层,因此对指纹表面的干净程度要求比光学感测的要求低。

光学式指纹识别

光学式指纹识别利用光的折射和反射原理,手指放在光学镜片上时,在内置光源的照射下,由于射出的光线在手指表面凹凸不平的纹路上折射的角度不同,反射回去的光线光线明暗也不一样。返回的光聚焦在CMOS上成相,进而由处理器进行分析对比。

光学式指纹识别成本低,非常耐用,目前大量的门口打卡机都是这种方案,但光学式方案缺点也很明显:耗电高,由于依赖于纯图案成相识别,因此对于脏、湿手指识别度较弱,且存在假图形的防伪识别能力差的问题。

超声波指纹识别

超声波指纹识别使用压电换能器发射超声波穿透皮肤表皮层,超声波遇到两种介质的交界处产生反射,压电材料通过测量反射回来的声波时间和强度生成对应的灰度图像,然后进行图像处理。指纹的间距在几百个微米左右,而超声波传感器很容易做到几十个微米,因此其识别能力很强。但与光学式传感器类似,基于图像的识别上,超声波指纹识别也容易被3D打印的树脂指纹模破解,因此其防伪能力存在一定的隐患。

三种方案的指纹识别在应用逻辑上都是基于指纹图像获取、处理、特征提取、对比的方式。在应对手指污染,如汗渍、湿手指方面,超声波成像能力最为强健,在防伪以及耗电方面,电容式传感器识别性能优于其他两种方案,但针对3D打印的指纹膜如果做相应的导电处理,依然能对电容式传感器做一定的伪识别攻击。

全球的指纹芯片品牌中,

国外的厂家有美国Qualcomm(高通)、瑞典FPC、美国Authen Tec、美国Synaptics(新思)等;

国内的厂家有汇顶科技(Goodix)、上海思立微(Silead)、苏州迈瑞微(MicroArray)、神盾光学(EgisTec,台资,深耕大陆市场)、北京集创北方(ChipOne)、深圳信炜科技(Sunvolve)等

近年来,针对防伪攻击的考究,指静脉的方案有相关厂家使用,该方案通过近红外光学照射,获取手指静脉图像,由于人体静脉血管的结构很难伪造,因此在防伪攻击方面具备优势,但该方案需要较大的结构空间、成本偏高,目前在门锁行业依然以电容式指纹识别最为主流。