指紋識別儀

指紋識別儀是一款活體採集識別原理的敏感器（面積型），由高性能指紋對比算法等軟硬件組成的聯機或脱機產品，硬件部分的工作是採集指紋並將其通過USB接口傳輸到主機中，識別、比對任務是由安裝到主機中的指紋識別軟件來完成。該產品採用全球最先進的活體真皮指紋採集技術，防止假指紋、識別率高、體積小巧、經久耐用、性價比高等特點。

●杜絕假指紋：指紋敏感器採用半導體活體指紋識別技術，從根本上杜絕了人造指紋的問題。

●對各種指紋類型適應性強：能夠靈活適應當時的手指條件,無論是幹手指、濕手指、淺紋理指紋、老年手指等等都有很高的識別率，徹底解決了不理想手指識別率低的問題

●對幹手指識別高：特別適用與北方冬天的幹手指

●登錄指紋成功率高：在作登錄指紋時，成功率達到99.9%

●寬温區：適合特別寒冷或特別酷熱的地區

●抗靜電能力強：在幹懆容易起靜電地區很適合，抗靜電能力15KV

●壽命長：抗磨損強度高達1百萬次

指紋識別儀是通過人體的生物特徵指紋進行身份識別的一種專用儀器。指紋圖像的獲取技術主要有4種類型：光學掃描設備(例如微型三稜鏡矩陣)、温差感應式指紋傳感器、半導體指紋傳感器、超聲波指紋掃描。

一、光學識別技術

藉助光學技術採集指紋是歷史最久遠、使用最廣泛的技術。將手指放在光學鏡片上，手指在內置光源照射下，用稜鏡將其投射在電荷耦合器件(CCD) 上，進而形成脊線(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)呈白色的數字化的、可被指紋設備算法處理的多灰度指紋圖像。

光學的指紋採集技術有明顯的優點：它已經過較長時間的應用考驗，一定程度上適應温度的變異，可達到500DPI的較高分辨率等，最主要是價格低廉。也有明顯的缺點：由於要求足夠長的光程，因此要求足夠大的尺寸，而且過分乾燥和過分油膩的手指也將使光學指紋產品的效果變壞。

光學指紋傳感侷限性體現於潛在指印方面(潛在指印是手指在台板上按完後留下的)，不但會降低指紋圖像的質量，嚴重時還可能導致2個指印重疊，顯然，難以滿足實際應用需要。此外，台板塗層及CCD陣列會隨時間推移產生損耗，可能導致採集的指紋圖像質量下降。但是具有無法進行活體指紋鑑別、對乾濕手指的適用性差等缺點。

光學指紋識別系統由於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，手指表面的乾淨程度，直接影響到識別的效果。如果，用户手指上粘了較多的灰塵，可能就會出現識別出錯的情況。並且，如果人們按照手指，做一個指紋手模，也可能通過識別系統，對於用户而言，使用起來不是很安全和穩定 ^[1]  。

二、温差感應式識別技術

温差感應式識別技術是基於温度感應的原理而製成的，每個像素都相當於一個微型化的電荷傳感器，用來感應手指與芯片映像區域之間某點的温度差，產生一個代表圖像信息的電信號。

它的優點是可在0.1s內獲取指紋圖像，而且傳感器體積和麪積最小，即目前通常所説的滑動式指紋識別儀就是採用該技術。缺點是：受制於温度侷限，時間一長，手指和芯片就處於相同的温度了 ^[1]  。

三、半導體硅感技術(電容式技術)

20世紀90年代後期，基於半導體硅電容效應的技術趨於成熟。硅傳感器成為電容的一個極板，手指則是另一極板，利用手指紋線的脊和谷相對於平滑的硅傳感器之間的電容差，形成8bit的灰度圖像。電容傳感器發出電子信號，電子信號將穿過手指的表面和死性皮膚層，直達手指皮膚的活體層(真皮層)，直接讀取指紋圖案。由於深入真皮層，傳感器能夠捕獲更多真實數據，不易受手指表面塵污的影響，提高辨識準確率，有效防止辨識錯誤。

半導體指紋傳感器包括半導體壓感式傳感器、半導體温度感應傳感器等，其中，應用最廣泛的是半導體電容式指紋傳感器。

半導體電容傳感器根據指紋的嵴和峪與半導體電容感應顆粒形成的電容值大小不同，來判斷什麼位置是嵴什麼位置是峪。其工作過程是通過對每個像素點上的電容感應顆粒預先充電到某一參考電壓。當手指接觸到半導體電容指紋表現上時，因為嵴是凸起、峪是凹下，根據電容值與距離的關係，會在嵴和峪的地方形成不同的電容值。然後利用放電電流進行放電。因為嵴和峪對應的電容值不同，所以其放電的速度也不同。嵴下的像素(電容量高)放電較慢，而處於峪下的像素(電容量低)放電較快。根據放電率的不同，可以探測到嵴和峪的位置，從而形成指紋圖像數據。

與光學設備多采用人工調整改善圖像質量不同，電容傳感器採用自動控制技術調節指紋圖像像素以及指紋局部範圍敏感程度，在不同環境下結合反饋信息生成高質量圖像。由於提供了局部調整能力，即使對比度差的圖像(如手指壓得較輕的區域)也能被有效檢測到，並在捕捉瞬間為這些像素提高靈敏度，生成高質量指紋圖像。

半導體電容指紋傳感器優點為圖像質量較好、一般無畸變、尺寸較小、易集成於各種設備。其發出的電子信號將穿過手指的表面和死性皮膚層，達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的安全性。

半導體硅感技術最重要的優點是能夠達到活體指紋識別。還可以在較小的表面上獲得比光學技術更好的圖像質量，在25px×37.5px的表面上獲得 200-300線的分辨率(較小的表面也導致成本的下降和能被集成到更小的設備中)。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範和高檔消費類電子產品中使用，被稱為光學以後的第二代指紋識別技術 ^[2]  。

四、超聲波技術

超聲波指紋採集是一種新型技術，其原理是利用超聲波具有穿透材料的能力，且隨材料的不同產生大小不同的回波(超聲波到達不同材質表面時，被吸收、穿透與反射的程度不同)。因此，利用皮膚與空氣對於聲波阻抗的差異，就可以區分指紋嵴與峪所在的位置。

超聲波技術所使用的超聲波頻率為1×104Hz-1×109Hz，能量被控制在對人體無損的程度(與醫學診斷的強度相同)。超聲波技術產品能夠達到最好的精度，它對手指和平面的清潔程度要求較低，但其採集時間會明顯地長於前述兩類產品，而且價格昂貴，也並不能做到活體指紋識別，所以目前使用稀少。

指紋識別由於其技術的成熟和成本降低，開始徹底走向民用。國內生物識別未來將形成上百億元的市場，其中安防業是最重要的應用領域之一，市場空間很大。目前，羅湖口岸已經用了指紋通關，德國將指紋識別付款應用到某些超市中？預計指紋門禁、指紋讀卡器、指紋智能鎖，指紋門禁考勤一體機及相關指紋身份識別系統將會迅速普及到每一個安全防範項目和智能大廈，目前國內年門禁安裝數量大約是在50萬門以上，其中指紋識別的在門禁應用大概只有1% 左右，而一般國外這個比例大約應為20%以上。換句話説，在國內安防業，生物識別產品的市場缺口在9.5萬台左右，另一個比較明顯的狀況是，目前專門從事指紋讀頭和指紋門禁生產和銷售企業很少，所以綜合起來看這個市場有兩個明顯的特點：市場大，競爭少 ^[2]  。

廣泛應用於：銀行、社保、公安、考勤、門 禁、計算機及網絡安全、互聯網購物的支付手段等身份認證的場合。