深度解析指纹识别技术的原理

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深度解析指纹识别技术的原理

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EDA365原创     作者：巢影字幕组

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       现在越来越多手机加装了指纹辨识系统，在需要要解锁的时候，不用输密码，只要扫一下指纹就能马上解锁，方便了许多。那么我们就来讨论一下这个指纹辨识技术到底是什么原理。

      指纹辨识器根据扫描的方式不同，可以分成三大类：光学式、电容式以及超音波感应式。光学式很简单，就是利用光的反射原理，先用光打向你的指纹后，反射到另一端，由接收器接收，制作成一张扫描图档，接着再由软体比对指纹就可以了。

      电容式只是利用许多微小的电容阵列组成感应器，当手指碰触时，指纹的凸起处叫做“纹脊”，会与电容接触，而指纹的凹陷处呢叫做“纹沟”，则不会和电容接触，这就造成了电容阵列上面各区块的电容量差异。我们就可以依据这个差异来知道哪边是指纹的纹脊，哪边是纹沟，就能绘制出你的指纹。

      超音波感应器，利用发射器发射出超音波。 超音波打到凹凸不平的指纹表面后，造成波层差，再由超音波接收器接收波层差的信息就能知道你的指纹哪边凹，哪边凸。

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       这三种技术各有它的优缺点。光学式因为构造简单，造价比较便宜，而且耐用，常使用在需要大量扫描不同人的指纹的机器上面。 例如很多的海关、保全系统。光学式的缺点是精准度没有那么好，且体积比较庞大。电容式的优点是在于体积小，所以常见于手机、笔记本电脑等电子产品，其缺点就是比较脆弱，而且容易受到汗水、脏污的干扰。最后超音波式虽然说很精准，但读取速度比较慢，且造价比较贵。

       扫描到指纹之后，接下来就要辨识指纹。首先电脑会将读取到的原始图档做处理，先把一些杂讯给过滤掉，得到一个比较清楚的图档。接着我们要把指纹依照不同的特征分类，我们把人类的指纹基本上分成三大类：弧形纹、畸形纹、斗形纹。当然还可以再往下细分。接着电脑就会开始找指纹的特征点，例如说一条指纹的端点在哪里 ，哪里出现的分叉，并记录这些特征点的方向，最后就画出了一张像是指纹地图的图案，不过因为指纹就会受到一些脏污、灰尘的干扰。所以在做指纹比对的时候，系统不会要求你所有特征点都要吻合，只会在初次扫描的时候让你多换几个角度，尽可能扫描到更多的特征点。未来在做比对的时候呢，只要大多数的特征点都对了，系统就会放心。

      不过说到底，指纹辨识技术真的安全吗？流言终结者曾经做过指纹辨识系统的安全性的测试，他们发现只要能够先采集到你的指纹，就能够用像是一些高解析度的图片或者是乳胶、弹道凝胶来做出你的指纹模型，就能够成功骗过系统。

      另外指纹是不是真的独一无二？这件事情目前是没办法验证的，即便同卵双胞胎都会有不同的指纹。除非我们能够收集到地球上面所有人的指纹来做比对，否则我们其实不能很肯定的说，你的指纹是独一无二的。但是遇到跟你有相同指纹的人，几率也是非常小的。

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作者｜巢影字幕组

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