指纹识别芯片的基本原理及应用
指纹识别芯片的基本原理及应用30页PPT
指纹识别芯片的基本原 理及应用
6、纪律是自由的第一条件。——黑格 尔 7、纪律是集体的面貌，集体的声音， 集体的 动作， 集体的 表情， 集体的 信念。 ——马 卡连柯
8、我们现在必须完全保持党的纪律， 否则一 切都会 陷入污 泥中。 ——马 克思 9、学校没有纪律便如磨坊没有水。— —夸美 纽斯
10、一个人应该：活泼而守纪律，天 真而不 幼稚， 勇敢而 鲁莽， 倔强而 有原则 ，热情 而不冲 动，乐 观而不 盲目。 ——马 克思
指纹模块及应用系统
指纹模块及应用系统指纹模块是一种用于人体生物特征识别的技术设备，可以将人体指纹信息转化为数字信号，以进行身份认证、门禁控制、考勤管理等应用。
指纹识别是一种安全、便捷、高效的身份验证方式，已经被广泛应用于许多领域。
指纹模块的工作原理是通过光电传感器或压电传感器对指纹图案进行扫描和采集。
传感器测量指纹的凹凸纹理图案，将其转化为电信号，并将经过处理的指纹图像提供给应用系统进行识别。
指纹图案通常包括三个主要的特征：脊线、分岔点和细节。
指纹模块应用系统可以分为硬件和软件两部分。
硬件方面，主要包括指纹模块、数据存储设备、通信模块和供电模块等。
指纹模块是核心部件，用于采集和处理指纹信息；数据存储设备用于存储指纹信息和其他相关数据；通信模块用于与外部设备进行数据传输；供电模块用于提供电力供应。
软件方面，主要包括指纹识别算法和应用程序。
指纹识别算法是实现指纹模块功能的核心，主要包括图像处理、特征提取、匹配和识别等步骤。
应用程序则是用户接口，用于管理和操作指纹模块，实现各种应用功能。
指纹模块及应用系统在各个领域有广泛应用。
首先，在安全领域，指纹识别作为一种独特而难以伪造的身份验证方式，被广泛用于门禁控制、电子支付、互联网账号安全等场景。
指纹模块可以通过识别用户的指纹，实现便捷而安全的身份验证，提高系统的安全性。
其次，在办公自动化领域，指纹模块及应用系统可以应用于考勤管理、会议签到等场景。
通过指纹模块采集员工指纹信息，可以实现准确、高效的考勤管理，避免了忘记刷卡或使用他人代签的问题。
此外，在金融领域，指纹模块及应用系统被应用于银行柜员机等场景，通过指纹识别验证用户身份，提高交易的安全性和便捷性。
在智能手机等移动设备领域，指纹模块也被广泛应用于指纹解锁、支付验证等场景，实现了方便快捷的身份验证。
总之，指纹模块及应用系统以其安全、便捷的特点，已经成为现代生活中不可或缺的一部分。
随着技术的不断进步和应用场景的不断拓展，指纹识别技术将会迎来更广泛的应用和发展。
手机上的指纹锁是什么原理
手机上的指纹锁是什么原理手机上的指纹锁是一种生物识别技术，主要基于指纹的唯一性和稳定性来进行身份验证和解锁。
它利用手机上的指纹传感器，将用户的指纹图像转换为数字信号，并与事先存储的指纹模板进行比对来判断用户的身份。
指纹锁的原理主要包括指纹采集、图像处理、特征提取和比对匹配几个步骤。
指纹采集是指使用手机上的指纹传感器获取用户的指纹图像。
指纹传感器一般采用电容式或光学式的技术，通过对指纹上的凹凸纹路进行测量和记录。
电容式指纹传感器利用电容的变化来检测指纹的图案，光学式指纹传感器则是利用光源和镜头来捕捉指纹的图像。
图像处理是对采集到的指纹图像进行处理和优化。
由于指纹图像采集过程中可能会受到环境、手指状态等因素的影响，所得到的图像可能存在噪声、模糊或不完整的情况。
因此，需要通过图像处理算法对图像进行增强、去噪和边缘检测等处理，以便于后续的特征提取和比对匹配。
特征提取是将处理后的指纹图像转换为一组具有唯一性的特征点。
指纹的特征点主要包括脊线（由凹陷的纹线构成）、间隔（脊线之间的空隙）和细节（脊线和间隔的细小特征）。
通过特征提取算法，可以从指纹图像中提取出这些特征点，并将它们表示为数字序列或二进制码，形成指纹模板。
比对匹配是将用户的指纹模板与事先存储的指纹模板进行比对和匹配。
手机上的指纹锁一般会将用户的指纹模板保存在一个安全的存储区域内，比如芯片或者手机的内部存储。
当用户使用指纹解锁时，手机会将用户的指纹图像转换为指纹模板，并与存储区域中的指纹模板进行比对。
比对过程一般包括特征点的相似度计算和匹配算法，如果两个指纹模板的相似度超过一定的阈值，就认为是同一个指纹，验证通过。
指纹锁的原理是基于指纹图案的唯一性和稳定性。
每个人的指纹图案都是独特的，没有两个人的指纹图案完全相同。
而且，指纹的图案不会因为年龄、身体状况等因素的改变而发生明显的变化，因此具有较高的稳定性。
通过将指纹图案转换为数字信号，并进行特征提取和比对匹配，可以准确地判断用户的身份，并阻止非法用户进行解锁操作。
指纹识别的原理和应用论文
甘肃政法学院本科学年论文（设计）题目指纹识别的原理和应用_公安分_院__侦查__专业_2013_ 级_ 2 _班学号：___201336010212____姓名：___何鹏龙__指导教师：___张奋成__成绩：___________________完成时间： 2015 年 11__月目录摘要 (1)关键词 (1)ABSTRACT (1)KEY WORDS (1)引言 (2)一．指纹识别的原理和方法 (2)（一）指纹的特征与分类 (2)（二）指纹识别的原理和方法 (3)二．指纹识别技术的主要指标和测试方法 (3)（一）算法的精确度 (3)（二）误识率和拒识率的测试方法 (4)（三）系统参数 (4)三、指纹识别技术的应用 (5)（一）利用现场指纹直接破案 (5)（二）利用现场指纹串并案件 (5)（三）利用十指指纹查积案 (6)（四）指纹技术在民用方面的应用 (7)四．指纹识别的可靠性 (8)参考文献 ............................... 错误!未定义书签。
目录摘要 (1)关键词 (1)Abstract (1)Keywords (1)引言 (2)一．指纹识别的原理和方法 (2)（一）指纹的特征与分类 (2)（二）指纹识别的原理和方法 (3)二．指纹识别技术的主要指标和测试方法 (3)（一）算法的精确度 (3)（二）误识率和拒识率的测试方法 (4)（三）系统参数 (4)三、指纹识别技术的应用 (5)（一）利用现场指纹直接破案 (5)（二）利用现场指纹串并案件 (5)（三）利用十指指纹查积案 (6)（四）指纹技术在民用方面的应用 (7)四．指纹识别的可靠性 (8)参考文献 (9)指纹识别原理及其应用何鹏龙【摘要】周知，从古到今，世界各国的许多学科和部门，都十分注意对人的手掌表面皮肤的研究和应用，尤其是公安、司法部门更为重视。
究其原因，是由于指纹具有直接反映人手接触部位的肤纹形态结构特征的印痕，又具有人各相异的特定性和终生基本不变的稳定性等特点，能直接认定人身，而且具有极强的证明力。
指纹识别技术原理
指纹识别技术原理指纹识别即指通过比较不同指纹的细节特征点来开展鉴别。
由于每个人的指纹不同，就是同一人的十指之间，指纹也有明显区别，因此指纹可用于身份鉴定。
指纹识别系统是一个典型的模式识别系统，包括指纹图像获取、处理、特征提取和比对等模块。
指纹图像获取：通过专门的指纹采集仪可以采集指纹图像。
指纹采集仪用到的指纹传感器按采集方式主要分为划擦式和按压式两种，按信号采集原理目前有光学式、压敏式、电容式、电感式、热敏式和超声波式等。
另外，也可以通过扫描仪、数字相机等获取指纹图像。
对于分辨率和采集面积等技术指标，公安行业已经形成了国际和国内标准，但其他行业还缺少统一标准。
根据采集指纹面积大体可以分为滚动捺印指纹和平面捺印指纹，公安行业普遍采用滚动捺印指纹。
(1)指纹图像压缩：大容量的指纹数据库必须经过压缩后存储，以减少存储空间。
主要方法包括JPEG、WSQ、EZW等。
(2)指纹图像处理：包括指纹区域检测、图像质量判断、方向图和频率估计、图像增强、指纹图像二值化和细化等。
预处理是指对含噪声及伪特征的指纹图像采用一定的算法加以处理，使其纹线构造清晰，特征信息突出。
其目的是改善指纹图像的质量，提高特征提取的准确性。
通常，预处理过程包括归一化、图像分割、增强、二值化和细化，但根据具体情况，预处理的步骤也不尽一样。
(3)指纹特征提取指纹特征提取：从预处理后的图像中提取指纹的特征点信息(终结点、分叉点・・.)，信息主要包括类型、坐标、方向等参数。
指纹中的细节特征，通常包括端点、分叉点、孤立点、短分叉、环等。
而纹线端点和分叉点在指纹中出现的时机最多、最稳定，且容易获取。
这两类特征点就可对指纹特征匹配：计算特征提取结果与已存储的特征模板的相似程度。
(4)指纹匹配指纹匹配是用现场采集的指纹特征与指纹库中保存的指纹特征相比较，判断是否属于同一指纹。
指纹比照有两种方式：1)一对一比对：根据用户ID从指纹库中检索出待比照的用户指纹，再与新采集的指纹比对；2)一对多比对：新采集的指纹和指纹库中的所有指纹逐一比对。
指纹解锁的原理
指纹解锁的原理
指纹解锁是一种生物识别技术，通过对比和识别指纹图案来验证用户的身份。
其原理基于每个人指纹的独特性，不同人的指纹纹路是不同的，因此可以作为一种唯一的身份识别特征。
指纹解锁的工作步骤如下：
1. 采集指纹：将用户的手指放置在指纹传感器上，传感器会使用光学或电容式技术来扫描和采集指纹图像。
2. 预处理：采集到的指纹图像会经过预处理，包括滤除噪声、增强图像质量等操作，以提高后续的图像识别效果。
3. 特征提取：通过特定的算法，从指纹图像中提取出一系列唯一的特征点，如起伏、分叉和岔路等。
4. 特征匹配：将提取出的特征点与已存储在系统中的指纹模板进行比对。
系统会将采集到的指纹特征与已录入的指纹特征进行比对，并计算两者之间的相似度。
5. 判定结果：根据相似度的阈值，判断采集到的指纹与已存储指纹的匹配程度。
如果匹配程度达到一定阈值，系统将判断该指纹为合法用户，并解锁设备。
指纹解锁技术相对于其他解锁方式有一些优势，包括：
- 独特性：每个人的指纹纹路都是唯一的，无法被伪造或复制。
- 方便性：只需将手指轻轻触碰指纹传感器即可完成解锁，比
较方便快捷。
- 安全性：指纹数据通常会以加密的方式存储在设备本地，不
易被黑客窃取，提供一定程度的安全性。
然而，指纹解锁也存在一些潜在的问题和风险，如指纹模板被
窃取、指纹图案受损或改变等，这可能导致指纹解锁失败或被他人恶意使用。
另外，由于一些人的指纹质量不好，可能导致识别失败的情况。
因此，在实际应用中，指纹解锁通常与其他解锁方式（如密码、图案等）结合使用，以提高安全性和可靠性。
手机指纹原理
手机指纹原理手机指纹识别技术是一种通过采集和分析人体指纹信息，用于身份识别和安全验证的技术。
它利用人体指纹的独特性，通过特定的传感器采集指纹信息，并将其与预先存储的指纹信息进行比对，从而实现身份识别和解锁手机等功能。
手机指纹识别技术已经成为现代智能手机的标配之一，其原理和工作方式备受关注。
手机指纹识别技术的原理主要包括指纹采集、特征提取和比对识别三个步骤。
首先，手机上的指纹传感器会采集用户的指纹信息，这个过程通常需要用户将手指放在传感器上，使得传感器能够获取到指纹的图像。
然后，手机会对采集到的指纹图像进行处理，提取出指纹的特征信息，这些特征信息通常包括指纹的纹路、细节和形状等。
最后，手机会将提取到的指纹特征信息与预先存储在手机内部的指纹信息进行比对，以确定是否匹配，从而实现指纹识别的功能。
手机指纹识别技术的核心在于指纹的独特性和稳定性。
每个人的指纹都是独一无二的，即使是双胞胎也有不同的指纹信息。
而且，指纹的形状和纹路是相对稳定的，不会随着时间的推移而改变，这使得指纹识别技术具有较高的准确性和可靠性。
因此，手机指纹识别技术成为了一种安全、方便和高效的身份识别方式。
除了指纹的独特性和稳定性外，手机指纹识别技术还受到传感器技术的影响。
目前，手机上常用的指纹传感器主要包括光学式指纹传感器和超声波指纹传感器两种。
光学式指纹传感器通过光学成像技术来采集指纹信息，其原理类似于照相机，但需要用户将手指放在传感器上并保持静止。
而超声波指纹传感器则利用超声波技术来获取指纹信息，其原理类似于医学超声波检查，无需用户保持手指静止，且对指纹的透明度和厚度要求较低。
这两种传感器技术都在不断地进行改进和创新，以提高指纹识别的速度、准确度和适应性。
总的来说，手机指纹识别技术是一种基于指纹信息进行身份识别和安全验证的技术，其原理主要包括指纹采集、特征提取和比对识别三个步骤。
该技术依赖于指纹的独特性和稳定性，同时受到传感器技术的影响。
指纹密码锁工作原理
指纹密码锁工作原理
指纹密码锁采用指纹识别技术，其工作原理可以分为三个步骤：图像采集、特征提取与比对验证。
在图像采集阶段，指纹传感器会通过光学或电容等方式获取用户的指纹图像。
光学传感器利用光源照射指纹，接收反射光并转换为电信号，形成指纹图像；而电容传感器则通过感应指纹与传感器电极之间的电容差异，获取指纹图像。
这一步骤的目的是将用户的指纹转化为数字化的数据。
接下来，在特征提取阶段，系统会对采集到的指纹图像进行处理，提取出指纹的关键特征信息。
这些特征通常包括指纹纹线的形状、长度、分支等。
特征提取算法会对指纹图像进行滤波、边缘检测等操作，以提取出有效的特征模板。
提取到的特征模板会以数字的形式存储在系统中，用于后续的比对验证。
最后，在比对验证阶段，当用户再次使用指纹密码锁进行开锁时，系统会将用户输入的指纹与系统中存储的指纹模板进行比对。
比对验证的方法通常是通过计算用户指纹特征与模板之间的相似度来确定是否匹配。
如果相似度达到一定的阈值，则认为是匹配成功，允许开锁操作；否则，则认为是匹配失败，拒绝开锁。
这一过程通常在极短的时间内完成，保证了指纹密码锁的高效性和安全性。
总之，指纹密码锁的工作原理基于指纹识别技术，通过图像采集、特征提取和比对验证这三个步骤来实现对用户指纹的识别和验证，从而实现开锁的功能。
指纹锁的原理及应用
指纹锁的原理及应用1. 指纹锁的原理指纹锁是一种通过指纹识别技术来控制锁的开启和关闭的智能锁。
它采用了生物识别技术，通过分析指纹的纹理特征和点位来判断身份的真伪，从而实现对门锁的控制。
指纹锁的原理主要包括指纹采集、特征提取、特征匹配和开锁四个步骤。
1.1 指纹采集指纹采集是指将用户的指纹信息通过指纹感应器采集到系统中。
当用户将手指按在指纹感应器上时，感应器会通过光学或电容技术记录下指纹的纹理信息，并将其转化为数字信号。
1.2 特征提取特征提取是指将采集到的指纹图像进行处理，提取出图像中的纹理特征和点位信息。
这些特征通常包括细节特征、方向特征和间隔特征等，通过对这些特征进行提取和分析，可以建立起一个可标识指纹的特征库。
1.3 特征匹配特征匹配是指将用户输入的指纹特征与系统中存储的指纹特征进行对比和匹配。
系统会将用户的指纹特征与特征库中的每个指纹特征进行比对，计算它们之间的相似度或差异度，并根据一定的匹配算法得出结果。
1.4 开锁开锁是指当系统匹配成功后，通过控制锁的开关机构实现对门锁的解锁或上锁。
指纹锁通常会配备电动机或电磁锁来控制锁舌的收放，从而实现开关锁的功能。
2. 指纹锁的应用指纹锁在当代社会具有广泛的应用前景，可以应用于家庭、商务、办公等各种场所。
以下是指纹锁的主要应用领域：2.1 家庭安全指纹锁可以用于家庭的门锁、保险柜、保险箱等安全设备。
通过识别家庭成员的指纹，实现对家庭安全设备的安全控制和管理。
相比传统的门锁，指纹锁不需要携带钥匙，更加便捷和安全。
2.2 商务场所指纹锁可以应用于商务场所的会议室、办公室、研发中心等区域的安全管控。
通过识别员工的指纹，实现对不同区域或设备的访问权限控制，保护商务机密和企业资产的安全。
2.3 酒店旅馆指纹锁可以用于酒店旅馆的客房门锁。
客人可以通过输入自己的指纹信息来开启房门，无需再办理门卡或钥匙。
这样既提高了客户的使用体验，也方便了酒店的管理。
2.4 学校机构指纹锁可以应用于学校机构的教室、图书馆、实验室等场所的安全控制。
指纹识别技术的原理和应用
指纹识别技术的原理和应用指纹技术是一种无需密码和卡片就可以验证个人身份的生物识别技术。
它是一种非常安全和方便的身份认证技术，逐渐被广泛地应用在手机、电脑、门禁等场景中。
本文将介绍指纹识别技术的原理和应用。
一、指纹识别技术的原理指纹是人类身体表面中一种细小的皮肤褶皱，由汗腺和皮肤脂肪组织组成。
指纹纹路结构独特，形态各异，无法在人体内部模拟复制。
指纹识别技术采用的就是这种特殊的生物特征作为身份识别手段。
指纹识别技术的原理主要包括指纹采集、特征提取、特征匹配和比对四个步骤。
指纹采集是首要步骤，它通常使用光学传感器、压电传感器或电容传感器等硬件设备采集指纹图像。
指纹采集设备会将指纹图像数字化并存储在数据库中。
指纹图像采集后，需要进行特征提取。
特征提取是指将指纹图像中的特征点，如分叉、芽状等，提取出来并转化为特征向量。
特征向量是一种向量化的表达方式，其维度通常为几百到几千。
同一指纹在不同时间和角度下，其特征向量保持不变，这是指纹识别技术具有较高鲁棒性的主要原因。
指纹识别的第三个步骤是特征匹配。
在这个步骤中，将当前采集的指纹图像和之前存储在数据库中的指纹特征向量进行比对。
比对过程通常采用的是基于特征向量的相似度计算方法，如欧氏距离、余弦相似度等。
如果两个指纹特征向量之间的相似度超过了一定的阈值，则认为它们是同一个人的指纹。
二、指纹识别技术的应用1.手机指纹解锁手机指纹解锁是指纹技术应用的典型代表。
众所周知，传统的密码解锁方式存在着安全性差、容易被猜测、忘记密码等问题。
而指纹解锁则克服了这些缺点，可大幅提高解锁的速度和安全性。
目前，大多数手机厂商都已经开始将指纹传感器集成在手机上，并在操作系统中增加了指纹识别模块。
用户可以通过事先设置好的指纹进行解锁或验证支付等操作。
2. 电脑指纹解锁除了手机，指纹识别技术还广泛应用于电脑领域。
在电脑解锁过程中，可以将指纹传感器集成在电脑键盘或鼠标中，也可以通过连接外部指纹读取器的方式进行识别。
指纹识别使用什么原理
指纹识别使用什么原理指纹识别使用什么原理指纹识别使用什么原理1第一步：指纹是手指末端正面皮肤上凸凹不平产生的纹路。
尽管指纹只是人体皮肤的小部分，但是，它蕴涵着大量的信息。
指纹特征可分为两类：总体特征和局部特征。
总体特征指那些用人眼直接就可以观察到的特征，包括基本纹路图案、模式区、核心点、三角点、式样线和纹线等。
基本纹路图案有环形、弓形、螺旋形。
局部特征即指纹上节点的特征，这些具有某种特征的节点称为特征点。
两枚指纹经常会具有相同的总体特征，但它们的局部特征——特征点，却不可能完全相同。
指纹上的特征点，即指纹纹路上的终结点、分叉点和转折点。
第二步：指纹识别技术通常使用指纹的总体特征如纹形、三角点等来进行分类，再用局部特征如位置和方向等来进行用户身份识别。
通常，首先从获取的指纹图像上找到“特征点”（minutiae），然后根据特征点的特性建立用户活体指纹的数字表示——指纹特征数据（一种单向的转换，可以从指纹图像转换成特征数据但不能从特征数据转换成为指纹图像）。
由于两枚不同的指纹不会产生相同的特征数据，所以通过对所采集到的指纹图像的特征数据和存放在数据库中的指纹特征数据进行模式匹配，计算出它们的相似程度，最终得到两个指纹的匹配结果，根据匹配结果来鉴别用户身份。
由于每个人的指纹不同，就是同一人的十指之间，指纹也有明显区别，因此指纹可用于身份鉴定。
第三步：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：首先，通过指纹读取设备读取人体指纹的图像，取到指纹图像之后，要对原始图像进行预处理。
其次，用指纹辨识软件建立指纹的数字表示特征数据，是一种单方向的转换，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”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。
第三，通常手指上平均具有70个节点，所以这种方法会产生大约500个数据。
指纹识别技术：原理与应用
指纹识别技术：原理与应用指纹识别技术：原理与应用2023年，指纹识别技术已经成为了手机、银行卡、门禁卡等日常生活中常见的身份验证方式。
相比于传统的密码、数字证书等身份验证方式，指纹识别技术具有更高的安全性和便捷性。
本文将详细介绍指纹识别技术的原理与应用。
一、指纹识别技术的原理1. 基本原理指纹识别技术是一种生物识别技术，其基本原理是通过对指纹图案进行提取、比对，确定指纹属于哪个人。
指纹识别系统可分为以下三个部分：①采集部分：通过指纹采集器采集被识别者的指纹图像。
②预处理部分：包括图像增强、图像滤波等操作，去除指纹图像中的噪声等干扰因素，提高指纹图像的质量。
③匹配部分：将被验证的指纹图像与数据库中已存储的指纹图像进行比对，以判断被验证的指纹是否属于已存储的指纹之一。
其中匹配部分是整个系统中最核心的部分，其准确性和速度直接影响到整个系统的性能。
2. 感应原理指纹识别技术的感应原理是利用指纹的物理特征来进行识别：指纹的皮肤纹路存在着很多细小的细节特征，包括丰富的支线、岔线和汇合点等，这些特征对于每个人都是独一无二、不可复制的，因此可以作为身份识别的依据。
指纹识别系统采集指纹图像的原理是利用光电效应。
光电传感器中的光源通过指纹的细节特征会被散射、折射，从而在传感器中产生不同的光强信号。
对这些光强信号进行处理后，即可得到指纹图像。
3. 匹配原理指纹识别系统中的匹配原理主要有两种：比对法和分类法。
①比对法：比对法是将需要验证的指纹图像与数据库中已有的指纹图像进行逐一比对，直到找到匹配的指纹图像。
比对法有两种主要的方法：一是特征点法，即利用指纹中的特征点进行匹配；二是模板法，即将指纹图像转换成模板形式，再对比模板。
②分类法：分类法是将指纹特征进行分类，确定验证指纹所属的类别，从而达到验证目的。
分类法的目标是训练出分类器，将指纹输入分类器后，分类器会输出验证指纹所属的类别。
二、指纹识别技术的应用指纹识别技术已经得到了广泛的应用，以下是具体的几种应用案例。
电子指纹锁工作原理
电子指纹锁工作原理电子指纹锁是一种先进的安全门锁系统，它利用人类指纹的独特性进行身份验证，从而实现门锁的开启或关闭。
这项技术已经广泛应用于各个领域，包括家庭、办公场所、酒店等。
本文将详细介绍电子指纹锁的工作原理。
一、指纹采集电子指纹锁的工作原理首先涉及指纹的采集。
当用户将手指放置在指纹锁上时，指纹传感器将开始工作。
指纹传感器通常由硅芯片组成，上面附着着微小的传感器阵列。
这些传感器通过感应指纹表面的细节，并将其转化为数字化的指纹图像。
二、图像处理获取到指纹图像后，指纹锁会对其进行图像处理。
图像处理的目的是将指纹图像转化为能够与已存储的指纹模板进行比对的标准格式。
首先，指纹锁会通过算法对指纹图像进行滤波和增强处理，以去除噪声并提高图像质量。
然后，该图像将转化为特征点的集合，通常使用关键点检测算法，例如细节方向和局部频率分析。
三、指纹比对指纹比对是电子指纹锁的关键步骤。
在指纹比对过程中，指纹锁会将当前采集到的指纹特征点与已存储的指纹模板进行比对。
指纹模板是根据用户事先注册的指纹图像生成的，存储在指纹锁的数据库中。
比对算法将计算出两者之间的相似度，并给出一个匹配分数。
四、身份验证根据指纹比对的结果，电子指纹锁会判断当前采集到的指纹是否与存储的指纹模板匹配。
如果匹配成功且匹配分数超过预设的阈值，则可以认为身份验证成功，门锁将会打开。
与此相反，如果匹配失败或者匹配分数未超过阈值，则门锁将保持关闭状态。
五、安全性电子指纹锁的工作原理非常安全可靠。
首先，每个人的指纹特征是独一无二的，几乎不可能存在两个人的指纹完全相同。
这使得指纹锁成为一种高度安全的身份识别手段。
其次，指纹模板通常以加密的形式存储在指纹锁的内部，很难被非法获取。
此外，电子指纹锁还提供了多种安全级别的设置，可以根据实际需求进行调整。
六、其他功能除了基本的门锁功能，电子指纹锁还可以具备其他智能化的附加功能。
例如，可以通过连接到智能手机或网络，实现远程开锁、记录开锁记录、授权管理等功能。
指纹识别芯片的基本原理及应用
指纹识别技术在 3C 产品中的未来发展
指纹识别解决方案
指纹识别技术在 3C 产品中的未来发展
隐藏于玻璃面板之下的指纹识别
二. 指纹识别技术
指纹识别系统的构成
二. 指纹识别技术
2.1 指纹的采集技术
• • • •
光学 硅晶体传感器 超声波 其他类型
指纹识别技术
光学识别 光学识别是较早的指纹识别技术； 而且受手指表面是否干净影响较大。 只能到达皮肤的表皮层，而不能到达真皮层； 基于光学发射装置发射的光线反射后获取数据；
指纹识别技术
采集技术比较
由于硅晶体电容传感器的成本最低，体积又小，因此得到了最为广泛的应用。
指纹识别技术
指纹图像预处理流程
指纹采集
否
质量评估
图像细化
合格？
是
图像二值化（分割）
图像切割
图像增强
指纹识别技术
指纹图像预处理流程
指纹识别基本原理
1.指纹的特征提取：
特征提取和匹配
指纹图像经过预处理之后，得到了清晰的细化二值图，我们就可以在 此基础上对其进行特征提取了。用位置、类型和方向这几个参数描述细节 特征，才能进行后续的存储或者与已有的细节特征进行匹配。
指纹识别技术在 3C 产品中的未来发展
超声波指纹
超声波指纹技术与基于电容式触摸屏的指纹技术相比具有诸多独特优势，包括能够穿透由 玻璃、不锈钢、蓝宝石或塑料制成的智能手机外壳进行扫描，克服传统指纹因为汗水，油 脂，污垢而不能解锁手机的难题，技术虽好不过超声波指纹识别目前还不算完全成熟
指纹识别原理
指纹识别原理
指纹识别是一种通过检测、提取和比对指纹纹理特征来辨识个体身份的技术。
其原理基于每个人指纹的唯一性和稳定性。
指纹是人类手指表皮上的细纹路，由很多个脊线和间隙组成。
这些脊线和间隙形成了特定的纹理，从而构成了每个人独特的指纹图案。
指纹图案通常包括了三种基本类型: 环形、弓形和螺旋形。
每个指纹也有一个核心点和一个边界。
指纹识别的过程可以分为三个主要阶段: 指纹采集、特征提取和匹配比对。
在指纹采集阶段，使用特定的设备(如指纹扫描仪)来获取个体的指纹图像。
这个过程中，指纹图像会被分成很多小的区域，每个区域叫做一个像素。
每个像素的亮度值将代表该位置的指纹纹理特征。
在特征提取阶段，通过对指纹图像进行处理，提取出具有辨识能力的特征信息。
常用的指纹特征提取方法有“细化”和“方向梯度”。
细化操作用来减少指纹的宽度和长度，突出纹线的细长特点。
方向梯度则用来计算指纹图像中每个点的梯度方向，进一步凸显纹线的方向特征。
最后，在匹配比对阶段，将待识别的指纹特征与已存储的指纹特征进行比对，以确定是否有匹配。
常用的比对算法包括“相似性度量”和“模式匹配”。
相似性度量方法通过计算两个指纹特征之间的相似度来判断是否匹配。
模式匹配则是将待识别的
特征与多个已存储的特征进行比对，找到最佳匹配。
指纹识别技术的准确性和可靠性得益于指纹本身的独特性和不易受到外界干扰的特点。
这种技术在安全标识、个人身份验证、刑侦破案等领域得到广泛应用。
指纹识别原理及其应用
指纹识别原理及其应用1 指纹识别的原理和方法1.1 指纹的特征与分类指纹识别学是一门古老的学科，它是基于人体指纹特征的相对稳定与唯一这一统计学结果发展起来的。
实际应用中，根据需求的不同，可以将人体的指纹特征分为：永久性特征、非永久性特征和生命特征[5]。
永久性特征包括细节特征（中心点、三角点、端点、叉点、桥接点等）和辅助特征（纹型、纹密度、纹曲率等元素），在人的一生中永不会改变，在手指前端的典型区域中最为明显，分布也最均匀[1]。
细节特征是实现指纹精确比对的基础，而纹形特征、纹理特征等则是指纹分类及检索的重要依据。
人类指纹的纹形特征根据其形态的不同通常可以分为“弓型、箕型、斗型”三大类型，以及“孤形、帐形、正箕形、反箕形、环形、螺形、囊形、双箕形和杂形”等9种形态[1]。
纹理特征则是由平均纹密度、纹密度分布、平均纹曲率、纹曲率分布等纹理参数构成。
纹理特征多用于计算机指纹识别算法的多维分类及检索。
非永久性特征由孤立点、短线、褶皱、疤痕以及由此造成的断点、叉点等元素构成的指纹特征，这类指纹有可能产生、愈合、发展甚至消失[1]。
指纹的生命特征与被测对象的生命存在与否密切相关。
但它与人体生命现象的关系和规律仍有待进一步认识。
目前它已经成为现代民用指纹识别应用中越来越受关注的热点之一。
1.2 指纹识别的原理和方法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。
通过指纹读取设备读取到人体指纹的图像，然后要对原始图像进行初步的处理，使之更清晰，再通过指纹辨识软件建立指纹的特征数据。
软件从指纹上找到被称为“节点”（minutiae）的数据点，即指纹纹路的分叉、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。
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。
这些数据，通常称为模板。
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[5-6]。
指纹模块原理
指纹模块原理
指纹模块是一种用于指纹识别的设备，它通过采集和识别人体指纹来进行身份
验证和识别。
指纹识别技术已经被广泛应用于各种领域，如手机解锁、门禁系统、考勤打卡等。
那么，指纹模块是如何实现指纹识别的呢？接下来，我们将从指纹采集、特征提取、匹配识别等方面来介绍指纹模块的工作原理。
首先，指纹模块的工作原理是基于指纹的特征。
每个人的指纹都是独一无二的，包括花纹、沟槽、分叉等特征。
指纹模块首先需要采集用户的指纹信息，这通常是通过硅芯片上的传感器来实现的。
传感器会对指纹进行扫描，然后将扫描到的信息转化成数字信号，以便后续的处理和识别。
其次，指纹模块会对采集到的指纹信息进行特征提取。
这一步骤是为了将指纹
信息转化成一组特征向量，以便后续的比对和识别。
特征提取通常包括图像处理、模式识别等技术，目的是将指纹信息中的关键特征提取出来，形成一个特征向量。
最后，指纹模块会对用户的指纹信息进行匹配和识别。
在这一步骤中，系统会
将用户输入的指纹信息与之前存储的指纹特征进行比对，以确定是否匹配。
匹配过程通常采用模式识别和算法匹配的方法，通过计算两组特征向量之间的相似度来进行匹配和识别。
总的来说，指纹模块的工作原理主要包括指纹采集、特征提取和匹配识别三个
步骤。
通过这些步骤，指纹模块能够实现对用户指纹的准确识别和身份验证。
指纹识别技术的发展为我们的生活带来了便利和安全，未来指纹模块的应用范围还将进一步扩大，成为人们生活中不可或缺的一部分。
指纹传感器的基本原理
指纹传感器的基本原理
指纹传感器是一种常见的生物识别技术，它采用了人体指纹在皮
肤表面的具有特征性的凹凸纹路，通过对指纹图案进行采集和识别来
确认个体身份。
指纹传感器原理基于人指纹特征的独特性、不变性和
普适性，能够实现高精度、迅速、便捷的身份验证。
指纹传感器包括硬件部分和软件部分。
硬件部分通常由传感器芯片、图像处理器和通信接口组成。
传感器芯片是指纹信息采集的关键
部分，主要通过光学、电容、超声波等方式进行指纹图像的获取。
图
像处理器则用于处理采集到的图像信息，去除背景噪声、增强对比度、提取特征等。
通信接口可以是USB、蓝牙等方式，将采集到的指纹特征传输到认证系统中。
软件部分包含了指纹识别算法和认证系统等，其
中指纹识别算法是指纹传感器的灵魂部分，通过比对已注册用户指纹
特征与采集到的指纹特征进行匹配，并输出匹配结果。
指纹传感器的应用范围广泛，包括手机、电脑、门禁、指纹锁等
场合。
指纹传感器相比于密码，具有更高的安全性和可靠性，用户无
需记忆繁琐的密码，只需用指尖便可完成安全验证，极大地方便了生
活和工作。
但是，指纹传感器也存在一些局限性，例如灵敏度较低、
易受环境因素影响等问题，需要加强技术研究和优化。
总之，指纹传感器是一种高效、便捷、安全的身份验证技术，未
来有着广阔的应用前景，也将不断推进传感器技术的发展和创新。
指纹模块原理
指纹模块原理指纹模块是一种常见的生物识别技术，它通过采集和识别人体指纹信息来进行身份验证和识别。
指纹模块的原理是基于每个人指纹的唯一性和不可复制性，利用指纹的纹理特征进行识别。
在指纹模块中，主要包括指纹采集、特征提取、匹配识别等几个关键步骤。
首先，指纹模块需要进行指纹的采集。
当用户将手指放置在指纹传感器上时，传感器会对指纹进行扫描，采集指纹图像。
这一步骤需要保证指纹的清晰度和完整性，以确保后续的特征提取和匹配识别能够准确进行。
接下来，指纹模块会对采集到的指纹图像进行特征提取。
指纹的纹理特征包括了各种细节信息，如起始点、分叉点、岔路点等。
特征提取算法会将这些信息提取出来，并转化成数字化的特征向量，以便后续的比对和识别。
在识别过程中，指纹模块会将用户输入的指纹特征与已存储的指纹特征进行匹配。
匹配算法会比对两者之间的相似度，确定它们是否属于同一个人。
通过比对和匹配，指纹模块可以准确地识别出用户的身份，并进行相应的授权或拒绝操作。
指纹模块的原理基于指纹的唯一性和不可复制性，因此具有很高的识别准确率和安全性。
与传统的密码或卡片识别技术相比，指纹识别更加方便快捷，且不易被冒用或盗取。
因此，在各种应用场景中，指纹模块被广泛应用于门禁系统、手机解锁、金融支付等领域。
总的来说，指纹模块的原理是基于指纹的唯一性和不可复制性，通过指纹采集、特征提取、匹配识别等步骤来进行身份验证和识别。
它具有高识别准确率和安全性，被广泛应用于各种生物识别系统中，为用户提供便捷、安全的身份验证体验。
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指紋識別基本原理
1.指紋的特徵提取：
特徵提取和匹配
指纹图像经过预处理之后，得到了清晰的细化二值图，我们就可以在 此基础上对其进行特征提取了。用位置、类型和方向这几个参数描述细节 特征，才能进行后续的存储或者与已有的细节特征进行匹配。
2. 指纹特徵點的匹配： 指纹匹配问题转化为点匹配问题，同一个手指的两幅样本图像，由于 按压时手指位置、方向和力度的不同，可能造成指纹图像的平移、旋转和 非线性形变，因此基于校准的匹配算法理论简单而又有效。
指紋識別基本原理
局部特徵
局部特征是指指纹上的节点的特征，这些具有某种特征的节点称为 特征点。指纹纹路并不是连续的、平滑笔直的，而是经常出现中断、分 叉或打折。这些断点、分叉点和转折点就称为“特征点”。 两枚指纹经常会具有相同的总体特征，但它们的局部特征（特征点）， 却不可能完全相同。就是这些特征点提供了指纹唯一性的确认信息。 终结点（Ending）：一条纹路在此终结。
2.预处理的目的就是利用信号处理的技术去除图像中的各种噪声干扰，把 它转化成一幅清晰的指纹图像或二值的指纹图像，恢复指纹的脊线结构， 以便可靠的提取正确的指纹特征。 3.预处理是自动指纹识别系统中的第一步，它的好坏直接影响着指纹识别 的效果。 为了便于进行特征提取，基于细节特征点进行指纹匹配的预处理比较 典型的过程是增强滤波、二值化和细化。
• 電容感測器對手指的乾淨度要求較高;
• 感測器表面使用矽材料，容易損壞。
• 現在應用最普遍的技術。
指紋識別技術
超聲波掃描識別
通過感測器發射微量的射頻信號 利用皮膚與空氣對於聲波阻抗的差異，可以區分指紋脊與谷
穿透手指的表皮層獲取裡層的紋路以獲取資訊;
這種方法對手指的乾淨程度要求較低。
指紋識別基本原理
1.模式区是指指纹上包括了总体特征的区域，即从模式区 就能够分辨出指纹是属于那一种类型的。有的指纹识别算 法只使用模式区的数据。
全局特徵
2.核心点位于指纹纹路的渐进中心，它在读取指纹和比对 指纹时作为参考点。许多算法是基于核心点的，既只能处 理和识别具有核心点的指纹。
3.三角点位于从核心点开始的第一个分叉点或者断点、或 者两条纹路会聚处、孤立点、折转处，或者指向这些奇 异点。三角点提供了指纹纹路的计数跟踪的开始之处。 4.指模式区内指纹纹路的数量。在计算指纹的纹数时，一 般先在连接核心点和三角点，这条连线与指纹纹路相交 的数量即可认为是指纹的纹数。
市场分析
产品应用，优 缺 点比较
指紋識別傳感器行業規模
2013－2014年全球智慧終 端機指紋識別晶片市場規模 及增長（按銷售量）
2015－2017年全球智慧 終端機指紋識別晶片市場 規模及增長（按銷售量）
指紋識別解決方案
AuthenTec
iPhone系列
被蘋果公司收購，專供蘋果產品 感測器採用電容和無線射頻的半導體材料； 指紋感測器被放置在Home鍵中，Home鍵感測器表面是藍寶石水晶覆蓋， 能夠實現精確聚焦手指，保護感測器的作用； 感測器按鈕周圍是一圈不銹鋼環，用於監測手指，啟動感測器和改善信噪比。
指紋識別技術
基本原理
指紋識別技術
光學識別
光學識別是較早的指紋識別技術； 而且受手指表面是否乾淨影響較大。 只能到達皮膚的表皮層，而不能到達真皮層； 基於光學發射裝置發射的光線反射後獲取資料；
指紋識別技術
電容感測器識別
• 利用指纹的脊和谷相对半导体的距离不同而造成电容值的不同， 将其转化为电压记录下来就可以得到指纹的灰度图像。
分叉点（Bifurcation）：一条纹路在此分开成两条或更多的纹路。
分歧点（Ridge Divergence）：两条平行的纹路在此分开。 孤立点（Dot or Island）：一条特别短的纹路，以至于成为一点。 环点（Enclosure）：一条纹路分开成为两条之后，立即有合并成为一条， 这样形成的一个小环称为环点。
有学者推论： 以全球60亿人口计算，300年内都不会有两个相 同的指纹出现。指纹被称为“物证之首”，安全可靠。
指紋識別基本原理
指纹：手指第一节(手指尖一节)指头表面乳突纹线。 指印：手指第一节乳突线与承受客体接触时留下的印痕。 脊线：是手指上的特殊的皮肤花纹的隆线。 谷线：两个脊线之间低陷的部分。
短纹（Short Ridge）：一端较短但不至于成为一点的纹路。
指紋識別基本原理
指紋性質
1)確定性：指纹纹线的轮廓(纹型)和细节特征是基本不变的。 2)唯一性：由于指纹脊线的连接关系千变万化，因此，即使两个不同的 指纹有着相同的轮廓和相同数量的细节特征，它们的细节位置也是不可 能完全相同的。
3)可分类性：指纹的纹型，中心点和三角点之间的脊线数，以及细节特 征 间的关系，都可作为分类的依据。
應用度：軟體支援的應用種類多少
iPhone的指紋可以鎖手機、鎖應用、登錄雲，Apple Pay/支付寶等應用 安全度：ARM TrustZone技術是在CPU裡增添一個安全區域隔離數據和應用，確保安全
滑動式和按壓式的區別
滑動式
V.S.
按压式
用户体验差 成本低、易集成、 可采集大面积图像
用户体验好、易用 成本较高、难集成， 采集图像面积小
Thank You!
2. 指纹图像二值化：二值化是指将原灰度图变换为只有黑和白两种灰阶的 图像，并对其进行消除噪音的后处理。这样可大大压缩原指纹图像的数据 量。因为指纹图像特点是脊、谷相间，所以将其化为二值图后也有利于后 续的特征提取。 3.细化：是将二值图的脊线宽度降为单个象素宽度的细化指纹图。，且细 化后的纹线近似处于原图的“中轴”。在指纹的自动识别过程中，需要把二 值指纹图进行细化，可以大大减少冗余的信息，突出指纹纹线的主要特征， 从而便于后面的特征提取。
按壓式
• 手指平放在設備上以便獲取指紋圖像。
• 優點是：按壓式的優點是客戶體驗好
• 缺點是：成本高，集成難度大，一次採集圖像面積相對較小，沒有足夠 的特徵點，需要用複雜的圖像比對演算法進行識別。
指紋識別基本原理
圖像預處理
1.在指纹识别系统中，指纹图像的预处理是正确地进行特征提取、匹配等 操作的基础。
Fingerprint CaБайду номын сангаасds AB(FPC)
華為Mate7
Mate 7採用的FPC公司的FPC1020模組； 支持指紋解鎖、應用鎖和華為賬號 放在後蓋相機下方位置 採用按壓式指紋識別
聯系方式
• • • • 聯系人﹕ 張超 聯系電話﹕572-60356 E-mail : chao.c.zhang@ Super Notes : chao.c.zhang@
指紋識別基本原理
圖像預處理
1.圖像增強濾波：指纹图像获取时，由于噪音及压力不同等的影响，将会
导致两种破坏纹线的情况：断裂及叉连。 如断裂可能被认为是两个端点，而叉连可能被当作两个分叉点。为了 消除干扰及增强纹线，针对指纹纹线具有较强方向性的特点，我们采用了 方向滤波算法对其进行增强，以消除噪音、增强纹线、提高脊和谷之间的 反差。
指紋學術語
细节特征：指纹中出现的各种特征。而根据其出现的概率及在处理过程中的 稳定性，我们最常采用的就是脊线端点和分叉点。
脊線分叉點
脊線端點
指紋識別基本原理
指紋分類
指纹的分类方法其中最典型的是利用指纹奇异点(核心点和三角点)进行 分类，根据指纹奇异点的个数、类型和相对位置来确定指纹的基本类型。指 纹分为六种主要的类型：拱形(arch)、帐型(tended arch)、左箕型(1eft loop)、右箕型(right loop)、双箕型(double whorl)和斗型(whorl)，如下 圖。
背面和正面的區別
V.S.
用户体验差
用户体验好 设计难度高
设计难度低
指纹识别应用
解锁
登陆
指纹 识别
支付
启动应 用
指纹识别安全機制
不保存用户指纹数据
只记录特征码模板 特征码在传输存储的时候采用加密算法 指纹模板数据只能写入和删除，不能读取和修改 采用ARM TrustZone安全技术，從硬件上隔离Soc和软件
設計風險
硬體、結構、軟體、安全、應用
指紋識別的關鍵指標
识别速度 使用寿命 成像质量
关键指标 安全性 宽容度
电气特性
应用度
識別速度：指傳感器識別從接觸到識別出結果的時間；
iphone的檢測時間為323毫秒到365毫秒之間
電氣特性：指抗靜電性能，一般要求大於15kv，否則易被擊穿； 解析度:一般至少要求256dpi，否則對細指紋不易分辯; 寬容度：對幹濕手指的適應性,以及對環境的適應能力，溫度、濕度等。 使用壽命: 感測器的使用壽命的要求一般要達到可使用100萬次。
指紋識別技術
採集技術比較
由于硅晶体电容传感器的成本最低，体积又小，因此得到了最为广泛的应用。
指紋識別技術
滑動式
• 將手指從感測器上劃過，獲得整個手指的指紋
採集方式比較
• 優點是：成本低、易集成，可採集大面積圖像，應用傳統的特徵點算法 • 缺點是：需要客戶有一個連貫規範動作採集圖像，體驗效果比較差；
指紋識別技術
通訊研發技委會 HW-Comm職系技術交流論壇
主
題:指紋識別技術
簡報者: FIH LX-NJ / 張超
日
期: Nov- 17- 2015
2
報 告 綱 要
指紋識別基本原理
指紋識別設計風險 市場分析和產品比較
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指紋識別基本原理
應用背景
当今社会，电子设备和保密机构对更安全、更方便的身份认证和访问控 制的需求变得越来越紧迫。 传统的机械钥匙、“口令＋密码”以及智能卡等的保护措施存在着丢失、 遗忘、复制及被盗用的隐患 以电子商务、电子银行的安全认证为例，他人假冒当事人上网采购所造 成的欺诈案越来越多，并有孩子冒充家长上网采购的案例。