美国斯坦福大学采集指纹的分辨率

在日新月异的社会里,电子产品的更迭换代速度极快,你的手机还是输入密码解锁的吗?

今天小编就来和你们聊聊指纹解锁那些事。

指纹解锁是一款通过保存使用者的指纹数据,并进行记录验证的屏保解锁软件。首次使用,程序将会对使用者的手指数据进行采样录入;屏保开启时,使用者只需要通过将手指放置在扫描区,等待短暂的扫描对比,吻合后便可以轻松解锁手机。除了手机应用了指纹解锁,生活中还有很多电子产品应用了指纹解锁,例如门锁、指纹考勤机、身份证指纹采集器……便利的智能开锁方式丰富了我们的生活。

那么,如此普遍的指纹解锁,你知道它的原理吗?赶快跟着小编一起来了解吧!

(一)如何实现指纹识别?

指纹识别的前提是要进行指纹采集,在采集方式上,目前主要分两种:滑动式和按压式。

第一步:指纹采集

滑动式采集是将手指在传感器上滑过,从而使手机获得手机指纹图像。滑动式采集具有成本相对偏低,而且可以采集大面积图像的优势。但这种采集方式存在体验较差的问题,使用者需要一个连续规范的滑动动作才能实现采集成功,采集失败的概率大大增加。

按压式采集顾名思义就是在传感器上按压实现指纹数据采集,这种采集方式当然用户体验好一些,不过成本比滑动采集高,技术难度也相对高一些。此外,由于一次采集的指纹面积相对滑动式采集来说相对要小一些,就得多次采集,通过“拼凑”,拼出较大面积的指纹图像。这就必须仰仗先进的算法,用软件算法来弥补按压式采集获得的指纹面积相对偏小的问题,以保障识别的精确度。有很多用户也利用按压式采集采集面积小需要通过“拼凑”来获得指纹图像这一点,在“拼凑”过程中,达到输入一个指纹信息就可以识别五指的玩法。看到这里你想不想要试一下?

第二步:指纹评估

在采集到指纹之后,然后对采集的指纹进行质量评估,不合格要再采一次,合格则对图像进行增强和细化。

第三步:提取“特征”

经过处理后会依次得到二值化图、细化图和提取特征图。在获得比较清晰的图像后,就开始对其进行特征提取。经过特征提取将数据存储下来之后,就可以进行下一步匹配工作 了。

第四步:指纹匹配

在匹配中要注意一点,那就是由于一个手指的两幅样本图像会因为手指的位移、偏转以及按压时的力道不同而产生差异,这就使在匹配时要进行校准,通过特征点集校准等方式保障指纹识别的准确性。

(二)手机指纹识别体验好不好,关键看这几个指标

指纹识别有哪些关键指标呢?识别速度、采集面积、分辨率、使用寿命、安全性、软件支持种类、宽容度、抗静电性能都是指纹识别的关键指标。

识别速度——指的是指纹传感器识别出指纹所消耗的时间,有的指纹识别供应商宣传解锁时间仅需150毫秒,当然,时间越短用户体验越好。

采集面积——过小的采集面积会使指纹识别的准确性大幅下降,也正是因为如此,中国和美国在一些非常严肃的场景下对指纹采集面积有明确的规定。在500PPI的分辨率下,美国FBI要求指纹采集面积为832*768像素;中国刑侦应用中要求,采集面积为640*640像素。即使是中国二代身份证,其指纹采集面积的要求也为256*360像素,而且还必须是平面采集。

分辨率——和采集面积类似。在过去,曾经使用过200-400PPI分辨率的指纹传感器,不过随着技术的进步,目前很多指纹传感器的分辨率已经达到500PPI,在某些领域,甚至开始局部使用1000PPI分辨率的指纹传感器。

安全性——影响安全性的机制有很多,比如不保存用户的指纹数据,只记录提取的特征码模版。特征在传输存储的时加密算法,以及采用TrustZone安全技术,在手机芯片里添加一安全区,从硬件上隔离数据和应用软件,确保信息安全。

使用寿命——指的是传感器的重复使用次数,目前对传感器的使用寿命要求是可重复100万次。

抗静电性能——传感器还必须具备静电性能,一般要求大于15kV,否则比较容易被击穿。

今天关于指纹解锁那些事就讲到这里啦!有什么问题和高见欢迎在评论区一同探讨~

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