指紋識(shí)別的原理與發(fā)展

　　指紋識(shí)別原理

　　指紋識(shí)別即指通過比較不同指紋的細(xì)節(jié)特征點(diǎn)來進(jìn)行鑒別。由于每個(gè)人的指紋不同，就是同一人的十指之間，指紋也有明顯區(qū)別，因此指紋可用于身份鑒定。其實(shí)，我國古代早就利用指紋（手?。﹣砗炑?。1684年，植物形態(tài)學(xué)家Grew發(fā)表了第一篇研究指紋的科學(xué)論文。

　　指紋識(shí)別原理1809年Bewick把自己的指紋作為商標(biāo)。1823年解剖學(xué)家Purkije將指紋分為九類。 1880年，F(xiàn)aulds在《自然》雜志提倡將指紋用于識(shí)別罪犯。1891年Galton提出著名的高爾頓分類系統(tǒng)。之后，英國、美國、德國等的警察部門先后采用指紋鑒別法作為身份鑒定的主要方法。隨著計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)的發(fā)展，F(xiàn)BI和法國巴黎警察局于六十年代開始研究開發(fā)指紋自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)（AFIS）用于刑事案件偵破。目前，世界各地的警察局已經(jīng)廣泛采用了指紋自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)。九十年代，用于個(gè)人身份鑒定的自動(dòng)指紋識(shí)別系統(tǒng)得到開發(fā)和應(yīng)用。

　　由于每次捺印的方位不完全一樣，著力點(diǎn)不同會(huì)帶來不同程度的變形，又存在大量模糊指紋，如何正確提取特征和實(shí)現(xiàn)正確匹配，是指紋識(shí)別技術(shù)的關(guān)鍵。指紋識(shí)別技術(shù)涉及圖像處理、模式識(shí)別、機(jī)器學(xué)習(xí)、計(jì)算機(jī)視覺、數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)、小波分析等眾多學(xué)科。

　　計(jì)算機(jī)中的應(yīng)用

　　現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)應(yīng)用中，包括許多非常機(jī)密的文件保護(hù)，大都使用“用戶ID+密碼”的方法來進(jìn)行用戶的身份認(rèn)證和訪問控制。但是，如果一旦密碼忘記，或被別人竊取，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)以及文件的安全問題就受到了威脅。

　　隨著科技的進(jìn)步，指紋識(shí)別技術(shù)已經(jīng)開始慢慢進(jìn)入計(jì)算機(jī)世界中。目前許多公司和研究機(jī)構(gòu)都在指紋識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域取得了很大突破性進(jìn)展，推出許多指紋識(shí)別與傳統(tǒng)IT技術(shù)完美結(jié)合的應(yīng)用產(chǎn)品，這些產(chǎn)品已經(jīng)被越來越多的用戶所認(rèn)可。指紋識(shí)別技術(shù)多用于對(duì)安全性要求比較高的商務(wù)領(lǐng)域，而在商務(wù)移動(dòng)辦公領(lǐng)域頗具建樹的富士通、三星及IBM等國際知名品牌都擁有技術(shù)與應(yīng)用較為成熟的指紋識(shí)別系統(tǒng)，下面就對(duì)指紋識(shí)別系統(tǒng)在筆記本電腦中的應(yīng)用進(jìn)行簡單介紹。

　　第一代指紋識(shí)別系統(tǒng)

　　眾所周知，在兩年前就有部分品牌的筆記本采用指紋識(shí)別技術(shù)用于用戶登錄時(shí)的身份鑒定，但是，當(dāng)時(shí)推出的指紋系統(tǒng)屬于光學(xué)識(shí)別系統(tǒng)，按照現(xiàn)在的說法，應(yīng)該屬于第一代指紋識(shí)別技術(shù)。光學(xué)指紋識(shí)別系統(tǒng)由于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，手指表面的干凈程度，直接影響到識(shí)別的效果。如果，用戶手指上粘了較多的灰塵，可能就會(huì)出現(xiàn)識(shí)別出錯(cuò)的情況。并且，如果人們按照手指，做一個(gè)指紋手模，也可能通過識(shí)別系統(tǒng)，對(duì)于用戶而言，使用起來不是很安全和穩(wěn)定。

　　第二代電容式傳感器

　　后來出現(xiàn)了第二代電容式傳感器，電容傳感器技術(shù)是采用了交替命令的并排列和傳感器電板，交替板的形式是兩個(gè)電容板，以及指紋的山谷和山脊成為板之間的電介質(zhì)。兩者之間的恒量電介質(zhì)的傳感器檢測變化來生成指紋圖像。但是由于傳感器表面是使用硅材料 容易損壞 導(dǎo)致使用壽命降低，還有它是通過指紋的山谷和山脊之間的凹凸來形成指紋圖像的 所以對(duì)臟手指 濕手指等困難手指識(shí)別率低。

　　第三代生物射頻指紋識(shí)別技術(shù)

　　發(fā)展到今天，出現(xiàn)第三代生物射頻指紋識(shí)別技術(shù)（射頻原理真皮指紋核心技術(shù)（線型采集器）），射頻傳感器技術(shù)是通過傳感器本身發(fā)射出微量射頻信號(hào)，穿透手指的表皮層去控測里層的紋路，來獲得最佳的指紋圖像。因此對(duì)汗手指，干手指等困難手指通過可高達(dá)99%，防偽指紋能力強(qiáng)，指紋敏感器的識(shí)別原理只對(duì)人的真皮皮膚有反應(yīng)，從根本上杜絕了人造指紋的問題，寬溫區(qū)：適合特別寒冷或特別酷熱的地區(qū)。因?yàn)樯漕l傳感器產(chǎn)生高質(zhì)量的圖像，因此射頻技術(shù)是最可靠，最有力的解決方案。除此之外，高質(zhì)量圖像還允許減小傳感器，無需犧牲認(rèn)證的可靠性，從而降低成本并使得射頻傳感器思想的應(yīng)用到可移動(dòng)和大小不受拘束的任何領(lǐng)域中。