光学指纹头和半导指纹头的特点

指纹锁光学指纹头与半导体指纹头的优缺点对比

现在市面上的指纹锁指纹头的种类，总体来说有光学指纹头与半导体指纹头两种。那么光学指纹头与半导体指纹头各自优缺点是什么，购买指纹锁选择光学指纹头好还是半导体指纹头好呢？

光学指纹头的优点：

1.环境适应性较强

光学指纹头采集窗一般采用钢化玻璃，能够一定程度的抗压抗磨和耐酸碱、污渍的腐蚀。对工作环境的温度适应较好，在-15摄氏度到55摄氏度，湿度20%-95%的环境下也能保持部件的运行，且玻璃表面易于清洁，既可用于家庭等普通环境，也可用于潮湿、高温和粉尘等特殊环境。

2.稳定性好

光学指纹识别技术经过市场的长期考验并不断改良，加上光学指纹头对环境的适应性较好，所以在使用过程中稳定性表现较好，理论寿命也比较长。

3.造价成本

光学指纹头发展较早，已经有成熟的行业规模，可模块化量产，且光学指纹头所用到的原材料相对比较便宜，所以光学指纹头的造价普遍会比半导体指纹头便宜。我们可以在淘宝或阿里巴巴上查询，一般光学指纹头的价格在80左右，而半导体指纹头价位约为150。

光学指纹头的缺点：

1.功耗相对较大

光学指纹头需要发射强光，所以相对于半导体指纹头所需电能较多，一般光学指纹锁半年多需要换一次电池，半导体指纹锁可用一年左右。

2.其他方面

相比于半导体指纹头，光学指纹头还有其他方面的缺点，但这些缺点对于购买使用的影响不太大，所以不单独列举。比如光学指纹头体积上要比半导体指纹头大；光学指纹头在强光下会出现难以识别的现象；光学指纹头在识别速度上比半导体指纹头稍慢等。

半导体指纹头的优点：

1.可辨别真伪指纹，安防性更高。

半导体指纹头可穿透皮肤表发层，识别活体指纹，所以指纹很难被仿制。

2.识别精度和灵敏度高

半导体指纹识别是由上万个电容器组成电容阵列，采集指纹脊和谷到触板的距离形成指纹数据，相比与光学扫描精度更好，能采集更精细的指纹细节，采集速度也更快。

3.识别率高

光学指纹头正常使用中会受到指纹干湿、深浅的影响，导致识别错误和无法识别指纹的现象，而半导体可最大程度免除这些问题。

4.其他优点

半导体还有其他方面的优点，如功耗小，体积小等。

半导体指纹头缺点：

1.造价稍高

半导体指纹识别技术原理与光学指纹识别原理不同，因而所用到的部件和材质不一样，如采集窗的电容版显然比钢化玻璃的成本要高。

2.使用时更需重视保养

半导体指纹头的采集窗会受到污渍汗渍以及静电的影响，且容易被划花，所以需要使用时需要注意保护和保养。

光学指纹头和半导体指纹头各有其优缺点，消费者可根据自身条件和个人喜好，以及居住环境来选择

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浅析光学指纹仪与电容式指纹仪的区别问题

浅析光学指纹仪与电容式指纹仪的区别问题 [导读]指纹仪是利用手指指纹特征“人各不同，终生不变”的特点进行身份识别的一种电子仪器，该仪器工作原理包括采集指纹图像、提取指纹特征、保存数据和进行指纹比对四个功能。其中读取指纹图像是指纹仪最基本最重要的功能。通过利用手指指纹凹凸不平的纹形来进行成像，通常我们把凸出的纹形称为“嵴”，而凹下去的纹形成称为“峪”，而指纹采集的过程本质上是指纹成像的过程。其原理是根据嵴与峪的几何特性、物理特征和生物特性的不同，以得到不同的光学或者电流电阻反馈信号，根据反馈信号的量值利用不同算法的图像处理算法来绘成指纹图像，然后再次指纹图像基础上通过指纹识别算法软件来进行指纹特征的提取和指纹特征码的比对。 目前常用的指纹采集设备有三种，光学式、电容/电感式、生物射频式。其中，光学指纹采集器是最早的指纹采集器，是使用最为普遍的。后来电容式指纹仪也同样广泛运用到了不同的行业领域。也就对应分为了不同的产品认证系统。 1.金融柜员指纹身份认证系统 2.银行金库指纹身份认证系统 3.车辆调度指纹身份认证系统 4.公安警用指纹识别系统 5.考生指纹身份认证系统 6.驾校培训指纹管理系统 7.医疗社保指纹管理系统 8.OA办公指纹身份验证系统 9.网络指纹身份验证系统 下面是对于两种种类指纹仪的区别介绍：

一、光学指纹仪 指昂科技ZWY-010光学指纹仪在安防、社保、交通、医院、教育等领域均有广泛应用. 1.识别方式：采用活体光学式识别窗口 2.应用范围：安防系统、社保系统、银行系统、金融身份识别、考勤系统 3.产品特性：流线型的产品设计，桌面式的产品使用方式，更加人性化； 4.自主优势：独家开创3款不同指纹传感器可互换使用，更多选择。 5.硬件特点：指纹识别认证到人，安全准确、使用方便； 识别速度：超快指纹识别速度； 识别率：全球领先指纹算法，对干、湿、脏、油渍手指均可识别； 6.数据传输快捷； 轻巧设计，便于携带； 耐磨、防震抗破坏性强、抗静电干扰。 7.软件功能具备windows系统登录功能； 可用于电脑屏幕锁定； 可实现文件加密、解密； 二、电容式指纹仪 指昂ZWY-020电容式指纹仪采用目前国际领先的半导体面式指纹传感器，各项性能指标皆处于领先地位，轻触成像，操作简单、快捷，指纹图像品质清晰，有效提高识别率。为满足不同用户需求，公司提供多种通讯接口，可扩展性强，以及配套的SDK开发包，可轻松嵌入原有系统中，有效减少开发工作量。以下是指昂ZWY-020电容式指纹仪的特性说明。

光学式指纹识别技术

瑞丰汇科技（技术推广）所提供的各种款式『光学触控式指纹辨识』解决方案, 其主要的设计都是强调以准确、稳定和容易使用、优越的影像质量、完全的可信赖性为基础, 因此针对传统光学式的指纹辨识取像模块的优缺点,取其优点,舍其缺点, 让产品可以更容易被一般消费者接受与使用, 故而研发出独门的技术, 这个技术以光线穿过特殊设计"3D光学指压版"，由于指纹的波峰波谷与光线产生"光学3D"效应，经由 image sensor接收其指纹的光讯号，进而产生出3D影像，在搭配特有之算法，进行指纹辨识，让整个传统『厚重的光学指纹辨识模块』达到超薄的目标，这个技术本公司称为3D TouchPrint?。李先生138(光学式指纹识别技术) 23276110 优点 『3D TouchPrint?』, 对于瑞丰汇科技（技术推广）所开发的各类型之『光学触控式指纹辨识』模块, 在市场上相对于不同技术所开发出来的指纹辨识模块, 具有十大优点: 1、轻松触压, 不用学习, 使用者登录容易。 2、世界最薄面型光学式指纹辨识模块, 可应用于各种手持装置。 3、超高解像力,超低影像扭曲率, 影像信息不失真。 4、以现有CCM架构生产, 良率高, 容易大量制造。 5、特殊表面处理可解决干指头不易登录问题。

6、抗静电,耐摩擦可适用各种环境。 7、低成本, 高性能。(高性价比) 8、安全系数高,无须为登录率牺牲安全性, 并可抗2D假指纹。 9、系统安装容易─NB 随插随用无须安装Driver 10、完全与Windows兼容─兼容Amcap架构无升级版本之问题。 以上之优点, 让瑞丰汇科技（技术推广）所开发出的各种模块, 非常适合于不同应用领域之系统产品, 如: 笔记本电脑、个人计算机、AIO计算机、随身碟、电子门锁、门禁系统、人员差勤、汽车电子锁、电子收款机、网络认证、个人行动助理、智能型移动电话、智能卡、在线游戏的安全认证机制…等相关产品。

YN020L光学一体化指纹模块规格书_CN

YN020L Specification Version1.0Aug.2014 YN020L规格手册 YN020L Specification (Version1.0) 2014年8月

YN020L Specification Version1.0Aug.2014 目录 1概述 (1) 2接口定义 (3) 3硬件技术参数 (4) 4外观尺寸 (5) 4.1YN020L-XXX5X外观尺寸 (5) 4.2YN020L-XXX6X外观尺寸 (6) 4.3YN020L-XXX7X外观尺寸 (7) 4.4YN020L-XXX9X外观尺寸 (8) 5修改历史 (9)

YN020L Specification Version1.0Aug.2014 1概述 光学一体化指纹模块是将光学指纹传感器以及图像算法处理器等高度集中在一个光学指纹头里面的指纹模块。通过简单的指令控制，即可实现指纹的注册、验证与识别功能。 根据不同的光学指纹头外形尺寸，背光源以及光路结构，光学一体化指纹模块具有不同的后缀，模块的具体型号定义如下： YN020L-K235T 触摸感应功能 T：具有触摸功能 空白：没有触摸功能 外观结构，3、5、6、7和9可选 电源使能控制 2：不带使能控制 3：具有使能控制 背光源颜色 1：红色 2：绿色 3：蓝色 光路结构 P：亮背景光路结构 K：暗背景光路结构 注：用户在申请样品或者订货时，务必要根据自身的需求来确定准确的产品型号。例如，带电源使能控制和触摸感应功能，绿色背光源的暗背景指纹模块，其型号是YN020L-K235T，其余的以此类推。

YN020L Specification Version1.0Aug.2014光学一体化指纹模块主要具有如下的产品特点： ●高度一体化集成，体积小，可靠性高，外围成本低 ●高性能200M主频ARM9内核图像处理器 ●2MB的超大程序数据存储空间 ●宽广的工作电压范围：3.3V～6.5V ●超低功耗设计：小于50mA ●数据掉电保护设计，防止数据丢失 ●背光源恒流驱动 ●具有手指触摸感应功能 ●高抗震动能力

光学指纹仪的工作原理

光学指纹扫描仪的工作原理 指纹扫描仪系统有两项基本工作：一是需要获得手指的图像，二是需要确定该图像中的嵴纹和波谷是否与以前扫描图像中的嵴纹和波谷相吻合。 获得一个人的指纹图像有多种方法。现在最常用的方法就是光学扫描和电容扫描。这两种扫描方法以完全不同的方式工作，但都会得到同一种图像。下面就主要说一下光学指纹扫描仪的工作原理。 光学扫描仪的核心部件是电荷耦合设备（CCD），这与数码相机和摄像机中使用的光传感器系统是相同的。CCD 只不过是一组光敏二极管（称为光敏器件），这种器件在光子的作用下可以产生电信号。每个光敏器件记录一个像素，即一个代表射中该点的光束的微小圆点。明暗像素共同构成了扫描场景（例如一个手指）的图像。通常，在扫描仪系统中有一个模数转换器，用来处理模拟电子信号以产生该图像的数字表现形式。 扫描仪配有光源，通常为一组发光二极管，用来照亮手指的嵴纹。当你将手指放在玻璃板上时，扫描过程就开始了，CCD相机便将指纹照片拍摄下来。实际上CCD系统产生的是手指的倒像，较暗的区域代表较多反射光线（手指的嵴纹），较亮的区域代表较少的反射光线（手指的波谷）。 在比较指纹与存储数据之前，扫描仪处理器要确保CCD拍摄到了清晰的图像。它会检查像素暗度的平均值或者一个小样本的整体值，如果图像整体太暗或太亮，该次扫描便会被放弃。于是扫描仪调整曝光时间以允许更多或者更少的光线进入，再扫描一次。 如果暗度合适，扫描仪系统会继续检查图像的清晰度（指纹扫描的锐度）。处理器将查看在图像上沿垂直和水平方向移动的若干直线。如果与嵴纹垂直的线由非常暗的像素和非常亮的像素交互组成，那么就意味着指纹图像有很好的清晰度。 在处理器发现图像清晰并且曝光正确的情况下，它会继续将捕获的指纹与文件上的指纹进行比较。我们很快将了解这个过程，但是首先让我们来看看另一种主要的扫描技术——电容扫描仪。 对于其他系统来说有很多的优点。例如： 伪造物理特征比伪造身份证要难很多。 不可能像猜出密码一样猜测出指纹图案。 不会像遗失出入卡一样遗失指纹、虹膜或者声音。 不会像忘记密码一样忘记指纹。 然而，虽然指纹扫描仪很有效，但不排除它们有出错的可能性。实际上它们确实有一些缺点。光学扫描仪不能每次都区分开指纹图像和指纹本身，而电容扫描仪有时可能被一个指纹模型欺骗。如果某人获得了某授权用户的指纹，这个人就可以骗过扫描仪。最坏的情况，罪犯甚至可能砍下某人的手指以进入扫描仪安全系统。一些扫描仪还有另外的脉冲和热传感器来检测手指是否是真的，而不是一个模型或者肢解手指，但是这些系统甚至也可能被真实手指的明胶指纹模型欺骗。 要使这些安全系统更可靠，一个不错的方法是：将传统的认证方法如密码（同ATM需要银行卡和PIN号码一样）与生物学分析法结合起来。但是如果遗失了信用卡或者无意中告诉了别人您的秘密PIN号码，还可以办理新的卡或者更改密码。但是如果某人盗取了您的指纹，您的余生就真的很不幸了。您没办法得到新的指纹。因此，除非您能完全确定所有的副本已经毁灭了，不然您就再也不能使用指纹作为一种身份识别形式。 尽管有着重大缺点，指纹扫描仪和生物安全系统仍不失为身份识别的极好方法。将来，它们

基于STM32单片机开发光学指纹识别模块

基于STM32单片机开发光学指纹识别模块(FPM10A)全教程 收藏人：共同成长888 2014-05-08 | 阅：25 转：0 | 来源| 分享 基于STM32单片机开发光学指纹识 别模块(FPM10A)全教程 ? 1.平台 首先我使用的是奋斗 STM32 开发板 MINI板 光学指纹识别模块（FPM10A）

2.购买指纹模块，可以获得三份资料 1.简要使用说明 2.使用指纹模块的功能函数 3.FPM10A用户手册. 3.硬件搭建 根据使用说明：FPM 10A使用标准的串口与外界通信，默认的波特率为57600，可以与任何单片机，ARM，DSP等带串口的设备进行连接，请注意电平转换，连接电脑需要进行电平转换，比如MAX232电路。 FPM10A光学指纹模块共有5个管脚 1 为VCC 电源的正极接 3.6V – 5.5V的电压均可。 2 为GND 电源的负极接地。 3 为TXD 串口的发送。 4 为RXD 串口的接收。 5 为NC 悬空不需要使用。 奋斗板上已经有5V的管脚，可以直接供给指纹模块， 这里需要注意的是，指纹模块主要通过串口进行控制，模块和STM32单片机连接的时候，需要进行电平转换， 这样只要把这个转接板插入STM32，接上5V的电，就可以工作了，将模块的发送端接转接板的接收端，接收端接转接板的发送端。 这样，我们的硬件平台就搭建好了！ 4.模块的测试工作 模块成功上电后，指纹采集窗口会闪一下，表示自检正常，如果不闪，请仔细检查电源，是否接反，接错等。指纹模块使用120MHZ的DSP全速工作，工作时芯片有一些热，经过严格的测试，这是没有问题的可以放心使用，在不使用的时候可以关闭电源，以降低功耗。 5.现在我们要进入编程环节了 指纹模块主要是通过串口进行控制，所以这里我们需要用到单片机的串口模块。

光学活体指纹技术原理

活体指纹技术 活体指纹技术“魔镜”是由韩国VIRDI集团自主研发，中国区产品销售由厦门沃尔迪信息技术有限公司负责。 “魔镜”以高清成像为技术基点，采用了当今最先进的技术与配备。“魔镜”采用韩国进口的COMS采集仪，DPI高达500，三棱镜采用日本HOYA镜片，配以美国专利高精光路设计，确保采集的指纹图像超凡精确清晰，同时，魔镜应用全球领先的金指码指纹算法可实现对图像更为精细与智能的处理，二者结合，最终实现对指纹的采集与匹配丝毫不差。另外，“魔镜”采用的暗背光成像技术抗强光干扰能力远远优于市面普遍采用的常亮背光成像技术，即使在复杂的强光环境下也能清晰成像，不会出现常亮背光成像带来的曝光过度而寿命不足的问题。 “魔镜”从人体静电、微动态图像变化、光谱等多种生物特性上得到启发，运用当今先进的生物、光电、计算机科技，通过人体静电检测、多种指纹成像实现全方位防假，将一切不符合人体生物特征的假指纹排除在外，以高端的指纹技术确保用户使用的极致安全。 静电检测，阻绝无人体静电特征假指纹。人体本身携带静电，但人体所带静电与其他物质所带静电有所不同，“魔镜”就是利用静电容量技术侦测指纹所带静电，让一切不具人体静电特征的假体指纹无所遁形。 微动态捕捉成像，彻底排除平面无变化指纹。人体皮肤组织弹性丰富，指纹

在接触采集窗时会形成一个细微的动态扩缩变化，“魔镜”对这一动态变化进行连续拍摄捕捉，形成多次成像比对，消除涂层、纸片等一切不符合手指动态变化特征的假指纹开门的可能性。 光谱成像，以人体物质构成特征高效区分假体指纹。利用每种原子独有的特征谱线，“魔镜”捕捉人体组织构成化学元素放射出的特殊光谱成像进行比对，以不可模仿的人体特征实现对人体指纹的唯一识别，让橡胶、涂层、硅胶倒模等一切与人体组织不同物质构成的假体指纹无机可乘。

指纹识别-光学及电容传感器优劣对比报告

1、光学指纹传感器简介 (1) 1.1光学指纹传感器的原理 (1) 1.2光学指纹传感器的优缺点 (1) 1.3光学指纹传感器的应用 (2) 1.4光学指纹传感器最新动态 (2) 1.5 楼宇对讲厂家使用指纹识别状况 (2) 2、半导体指纹传感器简介 (2) 2.1半导体指纹传感器的基本原理 (3) 2.2半导体指纹传感器的分类 (3) 2.3半导体指纹传感器的优缺点 (3) 2.4半导体指纹传感器的特征及发展方向 (3) 3、指纹传感器主要性能指标 (3) 4、光学与电容式指纹传感器性能比较 (4) 5、指纹传感器发展重点 (5) 纹传感器（又称指纹Sensor）是实现指纹自动采集的关键器件。指纹传感器按传感原理，即指纹成像原理和技术常见主要分为两类，光学指纹传感器和半导体指纹传感器。 1、光学指纹传感器简介 1.1光学指纹传感器的原理 光学指纹传感器已经有近30年的历史，主要是利用光的折摄和反射原理，将手指放在光学镜片上，手指在内置光源照射下，光从底部射向三棱镜，并经棱镜射出，射出的光线在手指表面指纹凹凸不平的线纹上折射的角度及反射回去的光线明暗就会不一样。用棱镜将其投射在电荷耦合器件上CMOS或者CCD上，进而形成脊线（指纹图像中具有一定宽度和走向的纹线）呈黑色、谷线（纹线之间的凹陷部分）呈白色的数字化的、可被指纹设备算法处理的多灰度指纹图像。 1.2光学指纹传感器的优缺点

目前国内的有厂家可以生产光学指纹传感器，光学指纹传感器优点主要表现为经历长期实用检验、系统稳定性较好、成本亦较低、能提供分辨力为500 dpi( dot per inch)的图像。特别是能实现较大区域的指纹图像采集,有效克服大面积半导体指纹传感器价格昂贵缺点。该传感器局限性主要体现三个方面： A.假手指：用塑胶制成的假手指，能够在光学传感器上得到与真手指非常相近的指纹图像（解决红外线） B.体积较大：随着光学技术发展,一些新颖的技术手段亦已应用于指纹图像的采集,这样,能显着减小光学指纹传感器的体积（如：纤维光束微型三棱镜矩阵） C.长期效果不好：于潜在指印方面,不但会降低指纹图像的质量,严重时,还可能导致两个指印重叠,显然,难以满足实际应用需要。此外,台板涂层及CCD阵列会随时间推移产生损耗,可能导致采集的指纹图像质量下降。。 1.3光学指纹传感器的应用 光学指纹传感器的优点主要表现为抗静电能力强、系统稳定性较好、使用寿命长，灵敏度特别的高，并能提供高分辨率的指纹图像，技术也最成熟。故现在多家公司都大量使用，主要用于指纹门锁，保险箱，汽车指纹防盗。 1.4光学指纹传感器最新动态 2015年美国CES展上，一款拥有2000PPI超高分辨率的光学指纹采集器吸引了全球手机厂商的目光。这款由中国印象认知推出的名为UTFIS的超薄型光学指纹传感器，分辨率超越了目前市面上主流的电容式指纹传感器，是苹果手机指纹识别芯片的四倍。且厚度仅有1.5mm。 UTFIS不仅继承了传统光学指纹传感器的优点，同时还通过超高的分辨率，实现了电容式指纹传感器所无法达到的安全级别。指纹的特征通常可分为三级。一级特征表示指纹的纹型、流向等宏观特征;二级特征表示指纹的Galton 细节，即纹线的分叉点、端点等特征;三级特征则是更高分辨率上的纹线属性，例如纹线的偏移、宽度、汗孔、边缘形状、断裂、褶皱、伤疤，以及其他的永久性特征。使用第三级特征，至少要求指纹采集的分辨率达到1000ppi。而UTFIS通过MAPIS技术获得2000ppi的采集分辨率，改变了传统指纹采集器匹配细节点的缺陷，成功实现汗孔识别，使得在智能手机上实现“三级特征”指纹识别的难题迎刃而解。性能优越的UTFIS芯片必将开辟出一个属于光学指纹识别的欣欣市场，重新赢得投资市场及手机厂商的青睐。 1.5 楼宇对讲厂家使用指纹识别状况 有接触指昂和指安两家模组生产厂家，此两家采用的识别算法芯片都是用晟元的指纹算法芯片，传感器基本是使用瑞典的FPC。楼宇对讲厂家目前有珠海竞争和柔乐的内外贸产品有采用光学指纹传感器模块。指昂的销售人员讲道，竞争每个月和其拿上K的量用在其出口欧盟产品上。还有一家指晶有自主的算法芯片，模组是自已开发生产。 2、半导体指纹传感器简介 半导体指纹传感器主要是利用电容、电场（也即我们所说的电感式）、温度、压力的原理实现指纹图像的采集。具有价格低、体积小、识别率高等优点，但稳定性稍欠缺一些，常用于手机、电脑、汽车或房屋安全识别。

半导体与光学指纹识别的优缺点比较

半导体与光学指纹识别的优缺点比较： 到底光学还是半导体的指纹识别技术好： A、光学指纹采集技术是最古老也是目前应用最广泛的指纹采集技术，光学指纹采集设备始于1971年，其原理是光的全反射(FTIR)。光线照到压有指纹的玻璃表面，反射光线由CCD 去获得。光线经玻璃照射到谷的地方后在玻璃与空气的界面发生全反射，光线被反射到CCD，而射向脊的光线不发生全反射，而是被脊与玻璃的接触面吸收或者漫反射到别的地方，这样就在CCD上形成了清晰的指纹图像。 光学采集设备有着许多优势：它经历了长时间实际应用的考验，能承受一定程度温度变化，稳定性很好，并能提供分辨率达500dpi以上的图像，同时指纹识别的灵敏度非常的高，不用1秒，在加上指纹采集仪一般采用钢化玻璃，一定程度上可以很好的保护指纹采集仪，使用寿命非常的长。指纹识别的温度范围零下20度到85度之间鉴于此诸多的特点，逐渐成为市场上主流的指纹采集技术 光学指纹识别 B、半导体指纹取像的原理是：这类传感器，无论是电容式或是电感式，其原理类似，在一块集成有成千上万半导体器件的“平板”上，手指贴在其上与其构成了电容（电感）的另一面，由于手指平面凸凹不平，凸点处和凹点处接触平板的实际距离大小就不一样，形成的电容/电感数值也就不一样，设备根据这个原理将采集到的不同的数值汇总，就完成了指纹的采集。 它是由电容阵列构成的，内部大约包含1万只微型化的电容器，当用户将手指放在正面时，皮肤就组成了电容阵列的一个极板，电容阵列的背面是绝缘极板。由于不同区域指纹的脊和谷之间的距离也不相等，使每个单元的电容量随之而变，由此可获得指纹图像。 半导体指纹识别 半导体与光学指纹识别的优缺点比较： 半导体指纹传感器具有体积小、识别率高等优点，这些特有的优点吸引了Sony, Infineon等知名公司,并开发出各具特色的产品。当然,作为极具潜力、代表未来发展方向的指纹传感器也存在一定局限性,表现为易受静电影响,严重时,传感器可能采集不到图像,甚至本身也会被

指纹识别原理 IC及模组介绍

指纹识别原理及模组工艺 概述 指纹识别的背景知识 我们手掌及其手指、脚、脚趾内侧表面的皮肤凸凹不平产生的纹路会形成各种各样的图案。这些纹路的存在增加了皮肤表面的摩擦力，使得我们能够用手来抓起重物。人们也注意到，包括指纹在内的这些皮肤的纹路在图案、断点和交叉点上各不相同，也就是说，是唯一的。依靠这种唯一性，我们就可以把一个人同他的指纹对应起来，通过对他的指纹和预先保存的指纹进行比较，就可以验证他的真实身份。这种依靠人体的身体特征来进行身份验证的技术称为生物识别技术，指纹识别是生物识别技术的一种。 目前，从实用的角度看，指纹识别技术是优于其他生物识别技术的身份鉴别方法。这是因为指纹各不相同、终生基本不变的特点已经得到公认。 最早的指纹识别系统应用与警方的犯罪嫌疑人的侦破，已经有30多年的历史，这为指纹身份识别的研究和实践打下了良好的技术基础。特别是现在的指纹识别系统已达到操作方便、准确可靠、价格适中的阶段，正快速的应用于民用市场。 指纹识别系统通过特殊的光电转换设备和计算机图像处理技术，对活体指纹进行采集、分析和比对，可以迅速、准确地鉴别出个人身份。 系统一般主要包括对指纹图像采集、指纹图像处理、特征提取、特征值的比对与匹配等过程。现代电子集成制造技术使得指纹图像读取和处理设备小型化，同时飞速发展的个人计算机运算速度提供了在微机甚至单片机上可以进行指纹比对运算的可能，而优秀的指纹处理和比对算法保证了识别结果的准确性。指纹自动识别技术正在从科幻小说和好莱坞电影中走入我们实际生活中，就在今天，您不必随身携带那一串钥匙，只需手指一按，门就会打开；也不必记住那烦人的密码，利用指纹就可以提款、计算机登录等等。指纹识别技术主要涉及四个功能：读取指纹图像、提取特征、保存数据和比对。 在一开始，通过指纹读取设备读取到人体指纹的图像，取到指纹图像之后，要对原始图像进行初步的处理，使之更清晰。 接下来，指纹辨识软件建立指纹的数字表示——特征数据，一种单方向的转换，可以从指纹转换成特征数据但不能从特征数据转换成为指纹，而两枚不同的指纹不会产生相同的特征数据。软件从指纹上找到被称为“节点”（minutiae）的数据点，也就是那些指纹纹路的分叉、终止或打圈处的坐标位置，这些点同时具有七种以上的唯一性特征。因为通常手指上平均具有70个节点，所以这种方法会产生大约490个数据。有的算法把节点和方向信息组合产生了更多的数据，这些方向信息表明了各个节点之间的关系，也有的算法还处理整幅指纹图像。总之，这些数据，通常称为模板，保存为1K大小的记录。无论它们是怎样组成的，至今仍然没有一种模板的标准，也没有一种公布的抽象算法，而是各个厂商自行其是。 最后，通过计算机模糊比较的方法，把两个指纹的模板进行比较，计算出它们的相似程度，最终得到两个指纹的匹配结果。

2018年光学指纹行业汇顶科技分析报告

2018年光学指纹行业汇顶科技分析报告 2018年7月

目录 一、指纹识别普及之路：供需双盈 (5) 1、需求端：手机应用粘性推动指纹从鸡肋到必备 (5) （1）度提升，PIN码解锁显得繁琐，指纹解锁更加快捷实用 (6) （2）电商及线下二维码交易助力移动支付交易规模飞速增长，2017年复合增长率238% (6) （3）中国移动支付人数、规模、市场渗透率均领跑全球 (6) （4）2016年，指纹识别手机与移动支付同时绽放 (7) （5）指纹支付占移动支付50%以上，粘性需求已形成 (7) 2、供给端迎来国内产业链成熟 (8) 二、3D Sensing姗姗来迟，光学指纹率先出发 (10) 1、手持黄金尺寸限制与视觉效果冲击拉动 (10) 2、2017Q4以来，全面屏设计迅速普及 (10) 3、全面屏引发手机正面去指纹化设计，手机UI仍将演进 (11) 4、光学指纹方案性能出色，同时可解决全面屏空间设计难题 (11) 5、光学指纹产业链初步成熟 (12) 三、汇顶指纹识别：从后起之秀到全球第二 (13) 1、两年实现从技术追赶到首创IFS (13) （1）全面屏时代早期促进隐性指纹方案需求 (14) （2）前置盖板式指纹方案难度大于Coating方案，而IFS指纹方案要求更高 (14) （3）汇顶科技2014年9月率先推出IFS方案，随后成为方案商争抢的高地 (15) 2、活体指纹提升防伪性并支持健康管理 (16) （1）主流的指纹识别以电容为主要检测信号，防伪性存缺陷 (16) （2）汇顶科技集成“电容+红外”方案实现“指纹+静脉”识别功能，首创活体指纹识别 方案 (17)

光学指纹采集仪的抗欺骗方法

光学指纹采集仪的抗欺骗方法 摘要：指纹采集仪是指纹识别系统的输入装置，可广泛应用于指纹锁、考勤系统、电子商务、银行储蓄、社会保险、PC和手机中，也可用于公安系统指纹比对采集作业。目前，常用的指纹采集仪有三种：光学式、电容/电感式、生物射频式。其中，光学指纹采集器是最早出现的指纹采集器，也因其使用时间长、性能可靠、价格便宜成为现阶段使用最为普遍的指纹采集器，然而，光学成像采集原理易受欺骗的缺点，使其在金融系统，尤其是金库门这种场所的使用是不安全的。为了克服这种易受欺骗的缺点，本文重点介绍了光学指纹采集仪在防止指纹欺骗方面的两种新型技术手段。 一、采集原理 光学指纹采集仪采集指纹表层纹理图像，手指接触棱镜表面，光源光线照射到压有指纹的棱镜表面形成反射光线，由于指纹的嵴和峪凹凸不同，形成反射光线的量也就不同, 反射光线再经过透镜聚焦后由光电图像传感器去捕获成像。根据采集原理的不同，可以分为亮背景指纹采集仪和暗背景指纹采集仪：暗背景指纹采集仪采用漫反射的原理，指纹的脊线与采集棱镜紧密接触，照射在脊线上的光束发生漫反射，透镜组将指纹脊线接触部位漫反射的光成像到成像装置上，显示为亮线，谷线不接触，光线仍旧透射出采集棱镜，所以谷线在成像装置上显示为暗线，从而得到暗背景的图像；亮背景指纹采集仪采用全反射的原理，指纹的脊线与采集棱镜紧密接触，破坏了全反射条件，一部分入射光被手指吸收，余下部分光发生漫反射，透镜组将该反射光束成像到成像装置上，脊线吸收了部分全反射光线，显示为暗线；谷线不与采集面接触，全反射依旧成立，显示为亮线，从而形成亮背景的指纹图像。 二、欺骗方法 由于光学成像采集方式是对指纹脊线谷线和光学棱镜表面接触程度的差异进行采集，其防假指纹欺骗的方面，要弱于其他类型（如电、热、压）的传感器。对光学成像采集方式的欺骗方法主要来源于，通过对残留的指纹进行欺骗。其原因是：由于手指上的皮脂或者污染物影响，会在指纹识别设备上留下一个残留图像（指纹残留），如果利用外界光照射传感器；或者，利用显影粉就有可能检测到该指纹残留。在刑侦工作中，这是提取犯罪指纹的重要手段，但对于指纹识别系统来说，却提供了一个伪装合法用户指纹的机会，特别是在无人值守的应用中，合法用户留下的指纹残留如果被采集为数字图像就有可能通过匹配，导致非法用户利用该残留指纹通过识别认证，从而对指纹识别系统的安全性构成威胁。 三、抗欺骗技术 通过活体识别和双模式采集的方式可以有效的区分指纹残留和手指。 活体识别的方式，通过电容式接近传感器，利用电容感应原理，感应极板是导电材料制成的板状电极，可被视为一个或一组电容，附近出现或经过的导电体和电介质改变极板系统中的介电常数，影响静电场分布，从而改变感应极板的电容。当手指靠近或者接触感应极板时，感应极板电容增加；当手指远离或离开感应极板时，感应极板电容将减小。感应测量电路用于测量感应极板的电容变化，从而判定是否有手指的存在。具体做法是在光学指纹采集装置中增加电容式接近传感器，且将电容式接近传感器感应电极放置在采集棱镜下方。当指

指纹识别四大技术解析

指纹识别四大技术解析 指纹图像的获取技术主要有4种类型：光学扫描设备（例如微型三棱镜矩阵）、温差感应式指纹传感器、半导体指纹传感器、超声波指纹扫描。 一、光学识别技术 借助光学技术采集指纹是历史最久远、使用最广泛的技术。将手指放在光学镜片上，手指在内置光源照射下，用棱镜将其投射在电荷耦合器件（CCD）上，进而形成脊线（指纹图像中具有一定宽度和走向的纹线）呈黑色、谷线（纹线之间的凹陷部分）呈白色的数字化的、可被指纹设备算法处理的多灰度指纹图像。 光学的指纹采集技术有明显的优点：它已经过较长时间的应用考验，一定程度上适应温度的变异，可达到500DPI的较高分辨率等，最主要是价格低廉。也有明显的缺点：由于要求足够长的光程，因此要求足够大的尺寸，而且过分干燥和过分油腻的手指也将使光学指纹产品的效果变坏。 光学指纹传感局限性体现于潜在指印方面（潜在指印是手指在台板上按完后留下的），不但会降低指纹图像的质量，严重时还可能导致2个指印重叠，显然，难以满足实际应用需要。此外，台板涂层及CCD阵列会随时间推移产生损耗，可能导致采集的指纹图像质量下降。但是具有无法进行活体指纹鉴别、对干湿手指的适用性差等缺点。 光学指纹识别系统由于光不能穿透皮肤表层（死性皮肤层），所以只能够扫描手指皮肤的表面，或者扫描到死性皮肤层，但不能深入真皮层。在这种情况下，手指表面的干净程度，直接影响到识别的效果。如果，用户手指上粘了较多的灰尘，可能就会出现识别出错的情况。并且，如果人们按照手指，做一个指纹手模，也可能通过识别系统，对于用户而言，使用起来不是很安全和稳定。 二、温差感应式识别技术 温差感应式识别技术是基于温度感应的原理而制成的，每个像素都相当于一个微型化的电荷传感器，用来感应手指与芯片映像区域之间某点的温度差，产生一个代表图像信息的电信号。 它的优点是可在0.1s内获取指纹图像，而且传感器体积和面积最小，即目前通常所说的滑动式指纹识别仪就是采用该技术。缺点是：受制于温度局限，时间一长，手指和芯片就处于相同的温度了。 三、半导体硅感技术（电容式技术） 20世纪90年代后期，基于半导体硅电容效应的技术趋于成熟。硅传感器成为电容的一个极板，手指则是另一极板，利用手指纹线的嵴和峪相对于平滑的硅传感器之间的电容差，形成8bit的灰度图像。电容传感器发出电子信号，电子信号将穿过手指的表面和死性皮肤层，直达手指皮肤的活体层（真皮层），直接读取指纹图案。由于深入真皮层，传感器能够捕获更多真实数据，不易受手指表面尘污的影响，提高辨识准确率，有效防止辨识错误。 半导体指纹传感器包括半导体压感式传感器、半导体温度感应传感器等，其中，应用最广泛的是半导体电容式指纹传感器。 半导体电容传感器根据指纹的嵴和峪与半导体电容感应颗粒形成的电容值

生物活体指纹与光学指纹的区别[1]

什么是生物指纹识别技术 生物特征识别技术是指通过计算机利用人类自身的生理或行为特征进行身份认定的一种技术。 人体生物特征具有“人人不同.终生不变.随身携带"的特点。利用生物特征或行为特征对个人进行身份识别，这些身体特征包括指纹.虹膜.掌纹.面相.声音.视网膜和DNA等人体的生理特征以及签名的动作.行走的步态.击打键盘的力度等行为特征。之所以能够作为个人身份鉴别的物证，是因为它们具有人人都有的普遍性，每人不同的唯一性以及不随年龄而变化的稳定性。 渐渐地指纹.虹膜等生物特征识别开始悄悄取代人们手中的信用卡或密码，并且已经开始在机场.银行以及各种电子设备上进行实际应用。 生物识别将成为未来身份认定的重要方式。美国已经签署了电子签名法案，法案的签署促使美国各大高技术公司加紧开发保证电子签名安全的技术。这主要包括验证一个人身份的加密数字化装置和附加在计算机上的指纹或虹膜识别设施等。 生物特征识别被评为“21 世纪十大高科技之一"。比尔·盖茨曾做过这样的断言:生物识别技术，即利用人的生理特征例如指纹.虹膜等来识别个人的身份，将成为未来几年 IT 产业的重要革新“。盖茨这段言论的背后支撑是越来越多的个人消费者，公司乃至政府机关都承认现有的基于智能卡.身份号和密码的身份识别系统是远远不够的，生物特征识别技术将在未来提供解决方案方面占据重要的地位。 在所有的生物特征中，指纹相对稳定，目前行业领先的安邦公司研发的生物识别技术具备活体指纹的识别(即通过温度.湿度.血液流动的指标界定)。以防止“红泥手印.指纹复制"等手段的伪装。并且采集指纹具有非侵犯性，面相特征具有很多优点:如主动性.非侵犯性和用户友好等，但面相会随年龄变化，而且容易被伪装,语音特征具有与面相特征相似的优点，但也会随年龄.健康状况及环境等因素而变化，而且语音识别系统也比较容易被录音所欺骗.被伪造。虹膜特征识别解决了上述问题，同时还具有上述其他生物特征所具有的一些优点.不过技术没有指纹成熟.而且造价较高。 综上比较，指纹识别技术是目前集安全性和可实现性最具性价比的生物识别解决方案。目前市场上，指纹门禁.指纹考勤以逐渐被大众所接受，而指纹锁也越来也为高档楼盘.别墅追捧。我们这样这样预言，未来随着消费者认知度的不断提高，生物识别指纹锁将是未来指纹锁的天下。 生物识别的基本特点 1.指纹的不变性 指纹具有很强的相对稳定性。从胎儿6个月指纹完全形成倒人体死亡腐烂之前，尽管随着年龄的增长，指纹在外形大小.纹线粗细上会有变化，局部纹线之间可能出现新的细线特征，但从总体上看，同一手指的指纹纹线类型.细节特征的总体布局等始终无明显变化。即使手指皮肤受伤，只要不伤到真皮，伤愈后，纹路仍能恢复原状,如果伤及真皮，伤愈后形成伤疤，伤疤破坏了纹线，但伤疤本身为植物增添了新的稳定的特征。 2.指纹的唯一性 指纹具有很明显的特定性。根据指纹学理论，两枚指纹匹配上12个特征的几率为10-50.至今找不出两个指纹完全相同的人，即使孪生兄弟姐妹，他们的指纹也各不相同，不仅人与人之

数字图像处理技术在指纹识别中的应用

数字图像处理技术在指纹识别中的应用 摘要：指纹识别由于具有唯一性、可靠性，在安全领域得到了广泛的应用. 本文介绍了指纹识别的技术的原理和方法，对指纹识别中读取指纹图象、提取特征、保存数据和比对中进行了详细的讨论和分析. 关键词：指纹识别图像增强特征提取特征匹配 指纹识别技术主要涉及四个功能：读取指纹图象、提取特征、保存数据和比对。 在一开始，通过指纹读取设备读取到人体指纹的图象，取到指纹图象之后，要对原始图象进行初步的处理，使之更清晰。接下来，指纹辨识软件建立指纹的数字表示——特征数据，一种单方向的转换，可以从指纹转换成特征数据但不能从特征数据转换成为指纹，而两枚不同的指纹不会产生相同的特征数据。软件从指纹上找到被称为“节点”（minutiae）的数据点，也就是那些指纹纹路的分叉、终止或打圈处的坐标位置，这些点同时具有七种以上的唯一性特征。因为通常手指上平均具有70个节点，所以这种方法会产生大约490个数据。有的算法把节点和方向信息组合产生了更多的数据，这些方向信息表明了各个节点之间的关系，也有的算法还处理整幅指纹图像。总之，这些数据，通常称为模板，保存为1K大小的记录。无论它们是怎样组成的，至今仍然没有一种模板的标准，也没有一种公布的抽象算法，而是各个厂商自行其是。最后，通过计算机模糊比较的方法，把两个指纹的模板进行比较，计算出它们的相似程度，最终得到两个指纹的匹配结果。 二. 取得指纹图象 1.取象设备原理 取像设备分成两类：光学、硅晶体传感器和其他。 光学取像设备有最悠久的历史，可以追溯到20世纪70年代。依据的是光的全反射原理(FTIR)。光线照到压有指纹的玻璃表面，反射光线由CCD去获得，反射光的数量依赖于压在玻璃表面指纹的脊和谷的深度和皮肤与玻璃间的油脂。光线经玻璃设到谷后反射到

光学指纹头和半导指纹头的特点

指纹锁光学指纹头与半导体指纹头的优缺点对比 现在市面上的指纹锁指纹头的种类，总体来说有光学指纹头与半导体指纹头两种。那么光学指纹头与半导体指纹头各自优缺点是什么，购买指纹锁选择光学指纹头好还是半导体指纹头好呢？ 光学指纹头的优点： 1.环境适应性较强 光学指纹头采集窗一般采用钢化玻璃，能够一定程度的抗压抗磨和耐酸碱、污渍的腐蚀。对工作环境的温度适应较好，在-15摄氏度到55摄氏度，湿度20%-95%的环境下也能保持部件的运行，且玻璃表面易于清洁，既可用于家庭等普通环境，也可用于潮湿、高温和粉尘等特殊环境。 2.稳定性好 光学指纹识别技术经过市场的长期考验并不断改良，加上光学指纹头对环境的适应性较好，所以在使用过程中稳定性表现较好，理论寿命也比较长。 3.造价成本 光学指纹头发展较早，已经有成熟的行业规模，可模块化量产，且光学指纹头所用到的原材料相对比较便宜，所以光学指纹头的造价普遍会比半导体指纹头便宜。我们可以在淘宝或阿里巴巴上查询，一般光学指纹头的价格在80左右，而半导体指纹头价位约为150。 光学指纹头的缺点： 1.功耗相对较大 光学指纹头需要发射强光，所以相对于半导体指纹头所需电能较多，一般光学指纹锁半年多需要换一次电池，半导体指纹锁可用一年左右。 2.其他方面 相比于半导体指纹头，光学指纹头还有其他方面的缺点，但这些缺点对于购买使用的影响不太大，所以不单独列举。比如光学指纹头体积上要比半导体指纹头大；光学指纹头在强光下会出现难以识别的现象；光学指纹头在识别速度上比半导体指纹头稍慢等。 半导体指纹头的优点： 1.可辨别真伪指纹，安防性更高。

半导体指纹头可穿透皮肤表发层，识别活体指纹，所以指纹很难被仿制。 2.识别精度和灵敏度高 半导体指纹识别是由上万个电容器组成电容阵列，采集指纹脊和谷到触板的距离形成指纹数据，相比与光学扫描精度更好，能采集更精细的指纹细节，采集速度也更快。 3.识别率高 光学指纹头正常使用中会受到指纹干湿、深浅的影响，导致识别错误和无法识别指纹的现象，而半导体可最大程度免除这些问题。 4.其他优点 半导体还有其他方面的优点，如功耗小，体积小等。 半导体指纹头缺点： 1.造价稍高 半导体指纹识别技术原理与光学指纹识别原理不同，因而所用到的部件和材质不一样，如采集窗的电容版显然比钢化玻璃的成本要高。 2.使用时更需重视保养 半导体指纹头的采集窗会受到污渍汗渍以及静电的影响，且容易被划花，所以需要使用时需要注意保护和保养。 光学指纹头和半导体指纹头各有其优缺点，消费者可根据自身条件和个人喜好，以及居住环境来选择 南儒指纹密码锁： 一个安全的家，从一把指纹锁开始，南儒智能锁拥有良好的口碑，以耐用、方便、高质量服务受到用户的喜爱。 南儒智能锁产品优势： 1、纯不锈钢材质锁体及把手：坚固耐用，抗击打，防腐蚀，不生锈，不褪色 2、备用机械锁芯采用C级叶片锁芯，是目前世界上防盗性能最先进的锁芯 3、多用户管理，内置开锁记录 4、低电压报警功能，备用电源接口 5、可选配遥控开启 6、锁舌及锁体所有结构均采用业内罕见的不锈钢材质，其机械强度和稳定性均