指纹识别技术综述(扫盲篇)指纹识别技术综述(扫盲篇).pdfVIP

指纹识别技术综述（扫盲篇） 1、产品构成 对指纹识别技术，目前除了一部分真正的研发人员之外，大部分涉业者或者兴趣者 都希望有个清晰的了解。在此，先从指纹识别产品的构成说起，也就是由产品构成再展 开对技术构成的分析。 指纹识别产品是由基础构件、中间构件和上层构件组成的，基础构件是指一个完整 的指纹识别（不是指纹采集）产品，包括硬件和软件，都必须具备的基础部分。中间构 件，简称中间件，是向上支持各类软件系统或者硬件设备，实现指纹注册和认证功能的 独立部分。上层构件，是指在基础构件之上，自己实现中间件或者利用中间件建立起来 的执行应用的部分，也可以称为应用构件。 指纹产品基础构件包括：指纹传感器（指纹 Sensor）、指纹传感器驱动程序（Driver ）、 指纹传感器底层接口程序（底层 SDK），以及指纹算法程序。其中前三个都是作为一个 整体对待，笼统的称为指纹 SENSOR。指纹基础构件的这四个部分，对于任何一类的 指纹识别产品都是不可缺少的，所以称之为基础构件。 指纹产品中间构件，或者叫指纹应用中间件，它专门完成指纹注册和认证功能，所 以它一定包含指纹识别算法。它屏蔽了应用层对设备层（基础构件中的 SENSOR 以及 DRIVER ）的直接访问。它既可以表现为软件控件（ocx ），也可表现为硬件模块，也就 是俗称的指纹脱机模块。 指纹产品上层构件，它是用户需求的实现部分，其形态不定，可以是一个完整的指 纹应用软件产品，如指纹文件保护系统、计算机登录指纹保护系统。也可是指纹考勤机、 指纹保险柜等这类嵌入式硬件产品。 在了解了指纹识别产品的构成要件之后，我们再一层层采用解析的方法来分析每个 构件中的技术成份。 2、指纹产品基础构件 2.1、基础构件之指纹 SENSOR 从基础构件层来看，其中的指纹 SENSOR，是指纹图像自动采集和生成部分，是 整个指纹识别产品的数据输入端。绝大多数指纹 SENSOR 通过光学扫描、晶体热敏、 晶体电容等三种主要传感原理采集指纹图像。衡量一个指纹 SENSOR 的质量好坏或者 使用的技术的高低，从其使用的采集原理上并不能得出结论，而是主要从以下几个方面 来衡量。 （1） 成像质量。成像质量是衡量指纹 SENSOR （指纹传感器）质量的首要标准。 成像质量主要表现为对指纹图像的还原能力，以及去噪能力。 （2 ） 手指适应能力。由于不同手指指纹的纹路深浅不同、干湿不同，污渍程度 不同。要能够对所有情况进行有效兼容，是指纹 SENSOR 的适用能力的表 现。有时候手指适用能力被归到成像质量中考虑。 （3 ） 采集速度。采集速度表现为从手指放到 SENSOR 触面后多长时间内完成一 次指纹采集的时间，或者单位时间如 1S 可以采集的次数。速度的快慢直接 影响到用户的使用体验。 （4 ） 电气特性。电气特性是从产品化的角度来看，指纹 SENSOR 是否真正可用 于某种产品。电气特性主要关注三个参数，工作电压，功耗和 ESD （防静 电能力）。如把指纹 SENSOR 应用到手机上，必然要考虑手机的现在供电 方式能否满足增加了指纹 SENOSR 后的电压和功耗要求。不过大部分指纹 SENOSR 的电压都在 3.6V 以下（含）。 （5 ） 硬件接口能力。接口能力也是从产品化的角度来衡量的。接口能力直接影 响着指纹 SENSOR 所获得的指纹图像数据的传送方式，影响着与指纹处理 模块之间的通讯方式和通讯速度。比如已具备 USB 接口能力的指纹 SENSOR，可以直接与USB HUB 相连。而没有 USB 接口的，就需要通过 USB 控制器来实现，给产品化增加一道技术门槛。 （6 ） SDK 能力。SDK 能力是指指纹 SENSOR 的功能，也就是与指纹 SENSOR 配套使用的程序接口的功能。一般在这些接口中定义了上层应用如何启动 或终止硬件 SENSOR，以及如何控制指纹 SENSOR 的函数族