智能门锁中的指纹识别技术简析

每个人的皮肤纹路在图案、断点、交叉点上各不相同，指纹识别技术依靠皮肤纹路的唯一性、稳定性，把个体身份同指纹对应起来，通过与预存指纹对比进行身份识别。在实现方式上，指纹识别技术主要分为：电容式、光学式、超声波式。

电容式指纹识别

电容式指纹识别是将电容感测点阵整合于一块传感器中，当指纹按压传感器表面时，由于人体指纹呈沟壑结构，波峰与波谷产生的电荷导电率不同，通过面阵的电容识别可以将图像信号转化成电信号。这里必须注意，手指最外层的皮肤是不导电的，导电的是指纹里面的皮下层，因此对指纹表面的干净程度要求比光学感测的要求低。

光学式指纹识别

光学式指纹识别利用光的折射和反射原理，手指放在光学镜片上时，在内置光源的照射下，由于射出的光线在手指表面凹凸不平的纹路上折射的角度不同，反射回去的光线光线明暗也不一样。返回的光聚焦在CMOS上成相，进而由处理器进行分析对比。

光学式指纹识别成本低，非常耐用，目前大量的门口打卡机都是这种方案，但光学式方案缺点也很明显：耗电高，由于依赖于纯图案成相识别，因此对于脏、湿手指识别度较弱，且存在假图形的防伪识别能力差的问题。

超声波指纹识别

超声波指纹识别使用压电换能器发射超声波穿透皮肤表皮层，超声波遇到两种介质的交界处产生反射，压电材料通过测量反射回来的声波时间和强度生成对应的灰度图像，然后进行图像处理。指纹的间距在几百个微米左右，而超声波传感器很容易做到几十个微米，因此其识别能力很强。但与光学式传感器类似，基于图像的识别上，超声波指纹识别也容易被3D打印的树脂指纹模破解，因此其防伪能力存在一定的隐患。

三种方案的指纹识别在应用逻辑上都是基于指纹图像获取、处理、特征提取、对比的方式。在应对手指污染，如汗渍、湿手指方面，超声波成像能力最为强健，在防伪以及耗电方面，电容式传感器识别性能优于其他两种方案，但针对3D打印的指纹膜如果做相应的导电处理，依然能对电容式传感器做一定的伪识别攻击。

审核编辑：刘清