指纹识别技术指南|传感器2008-03-12 12:19一、指纹识别传感器比较

1． 分类

l 按采集原理分：光学式（CCD/CMOS），硅片式（分电容式/电感式/热敏式），超声波式

l 按操作方法分：刮擦式，单次触摸式

l 按出现时间分：第1代（光学式），第2代（电子式）


功能

第1代指纹识别系统

第2代指纹识别系统

厂商

华硕/三星

富士通

IBM

采集原理

光学

电容传感

电容传感

范围

表皮/死性皮肤

真皮/活性皮肤

真皮/活性皮肤

登陆系统

YES

YES

YES

验证密码输入

NO

YES

YES

加密文件

NO

YES

NO

备份指纹信息

NO

YES

NO

声卡

NO

YES

NO

注册用户数

N/A

不限/每个用户10个指纹

21个用户

指纹传感器，每个用户10个指纹

解释说明

优点

缺点

光学式传感器

光学式传感器从内部发射的光在指纹中形成反射后在CMOS图像传感器感应的原理来获得指纹图像

1．坚固的外壳数码相机传感器，使用时间最长，经受了实际使用的检验；

2.对温度等环境因素的适应能力好；

3.价格比较低廉；

4.分辨率较高，可以达到500DPI以上

1.受光路限制电容式传感器，无畸变型采集器尺寸较大。市面上有一些尺寸较小的采集器，但通常有较严重的光学畸变；

2.采集窗口表面往往有痕迹遗留现象。即在捺印完成后往往有隐约的指纹印迹残留位移传感器，给后续的使用者造成一定程度的麻烦；

3.CCD器件可能因寿命老化，降低图像质量

硅

片

式

（

半

导

体

式

）

热感式传感器

热感传感器其传感器表面由感知温度变化的半导体元素来组成的
称重传感器，因此通过指纹绒线与传感器接触中引起的温度差异来形成指纹图像。传感器部分由小单位条形来组成，需要指纹在传感器中的滑行来获得全部指纹图像

尺寸小cmos传感器，大量订购时价格低廉

1. 图像质量较好，一般无畸变；

2. 尺寸较小，容易集成到其他设备中去；

3. 价格低廉

4．活体识别拉力传感器，防止假冒的硅胶指纹等

1. 耐用性和环境适应性差，尤其在一些较恶劣的环境中。如在抗静电能力、抗腐蚀能力、抗压力等方面的不足；

2. 图像面积小，可能降低识别的准确性，并导致用户使用的不方便。

电容式传感器

通过传感器与指纹谷间形成的电量变化来形成指纹图像。

表面强化物覆盖，显像品质优秀

电感式传感器

电感式传感器是在传感器内形成电磁场，当接触过程中感应电磁场的变化而形成指纹图像。其特征是利用了皮肤外皮和内部的真皮特性所以得到更加稳定的图像

对受损指纹的识别力强

超声波式传感器

这种采集器发射超声波，根据经过手指表面，采集器表面和空气的回波来测量反射距离，从而可以得到手指表面凹凸不平的图像

1.超声波可以穿透灰尘和汗渍等，从而得到更优质的图像

2..最准确的指纹采集器

3.它结合了光学采集器和硅芯片采集器的长处，如图像面积大，使用方便，耐用性好等

1． 由于超声波采集器尚没有大规模的使用，因此很难准确评价它在长期大规模中的性能


2． 传感器含义及优缺点比较

项目

光学全反射

电容传感

超声波

体积

大

小

中

耐用性

非常耐用

容易损坏ESD

一般

成象能力

干手指差，

汗手脏手模糊

干手好，

汗手脏手不行

非常好

损耗

较多

较少

较多

成本

低

低

很高


3． 国外厂家传感器比较表

4． 刮擦式指纹传感器比较

产品

公司

技术

FingerChip

美国Atmel公司

热敏式技术

MBF310

日本富士通公司

电容式的直接探测

FPC103B

瑞典FingerPrintCard公司

电容式的反射式探测

AES2500

美国AuthenTec公司

电感式的TurePrint技术


二、指纹图象采集方式及指标

硅芯片

指纹传感器通过感应皮肤的指表活性层来隐性采集表皮指纹

可以活体检测

光学

对手指表层进行拍照。警察使用印台获取指纹，这是光纤图像的一个示例。它是一种较早不稳定的指纹识别技术

难防假冒

红外

测量手指的温度。这一因素的使用之一是验证是否存在活体手指

死的或非常冷的手指不会通过验证

雷达

一种光学变异，可发射雷达能量并读取从呈现的手指上反射的信号。通过雷达可构建图像并进行比较

激光

一种是使用激光灯来读取皮肤表层下的毛细血管

一种是您无法利用从玻璃等物体上盗取的指纹来以假乱真。它不会在意皮肤的外观，只关注皮肤下毛细血管的排列。另一种是如果手指是死的（切断的或仍在尸体上），毛细血管便会干瘪（无心搏），传感器根本不会传导图像。该技术非常昂贵

超声波

这种采集器发射超声波，根据经过手指表面，采集器表面和空气的回波来测量反射距离，从而可以得到手指表面凹凸不平的图像

可以穿透灰尘和汗渍


指纹采集的主要评价指标：图像质量。它取决于这样几个要素成像分辨率+灰级深度+环境和手指适应性；

指纹采集的辅助评价指标：防伪能力+功耗+尺寸，耐用性能或抗损伤性能(机械的或电磁的)；

指纹采集的特别评价指标：抗指纹残留导致两次采集指纹图像的混叠，容易出现认假(冒充)或拒真；

三、指纹识别构件

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。

四、 ATMEL指纹传感芯片（热敏型）

芯片

描述

AT77C101B- 指纹芯片

指纹芯片: 热敏指纹芯片括式传感器，并行接口指纹芯片传感器, COB导电胶或FPC连接座可选 ( 0.4 mm X 14 mm (0.02" x 0.55") 传感面积和数字输出 (片内ADC) .

AT77C102B 指纹芯片

指纹芯片: 热敏指纹芯片括式传感器，并行接口指纹芯片传感器, COB导电胶或FPC连接座可选( 0.4 mm X 14 mm (0.02" x 0.55") 传感面积和数字输出 (片内ADC) .

AT77C104B-指纹芯片

指纹芯片: 热敏指纹芯片括式传感器, Hardware Based Navigation and Click Function, SPI 接口.

AT77C105A- 指纹芯片

指纹芯片: 热敏指纹芯片括式传感器, Hardware Based Navigation and Click Functions, SPI 接口, 扩展I/O电压 范围(1.8 to 3.3 V). 专业为手机通讯应用.

WFM1102-FC FingleChip模块

400M DSP处理指纹生物识别算法,.预载入指纹特征数据. RS-232与485总线两种工作模式接口通过一个评估板,8个可编程IO线。

FCD4B14