指紋圖像傳感器技術(shù)發(fā)展探究論文
摘要：指紋識(shí)別技術(shù)則是當(dāng)前發(fā)展最成熟, 且應(yīng)用最廣泛的一種生物識(shí)別技術(shù), 在驗(yàn)證、識(shí)別方面取得了顯著的應(yīng)用效果, 涉及到圖像采集、處理, 以及特征比對(duì)等諸多方面, 本文就針對(duì)指紋圖像傳感器技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展做出了深入探究。
關(guān)鍵詞：指紋圖像傳感器技術(shù); 應(yīng)用探究; 后續(xù)發(fā)展;
1 發(fā)展研究指紋圖像傳感器技術(shù)的必要性。
早期的指紋圖像采集一般都是運(yùn)用油墨捺印等物理方式來(lái)完成的, 若油墨或者是紙張質(zhì)量存在問(wèn)題, 按壓位置、壓力大小存在問(wèn)題, 又或者是手指出現(xiàn)變形、損傷等, 都會(huì)給采集的指紋圖像質(zhì)量打來(lái)不利影響, 進(jìn)而給技術(shù)的具體應(yīng)用帶來(lái)不利影響。同時(shí), 由于指紋表面積相對(duì)較小, 且經(jīng)常會(huì)存在不同程度的磨損, 難以獲取質(zhì)量較高的指紋圖像, 因而, 難以給指紋圖像采集質(zhì)量提供有力保障, 自動(dòng)識(shí)別指紋系統(tǒng)判讀起來(lái)也較為困難。
因此, 為了能夠有效克服物理方式存在的缺點(diǎn), 應(yīng)注重光學(xué)長(zhǎng)安器、超聲波和半導(dǎo)體傳感器的進(jìn)一步開(kāi)發(fā), 這樣不僅能夠?yàn)楦哔|(zhì)量指紋圖像的獲取提供有力的技術(shù)保障, 也能夠促進(jìn)使用價(jià)值的不斷提升。同時(shí), 不為了獲得更多的指紋細(xì)節(jié), 促進(jìn)指紋圖像分辨力的不斷提升, 還應(yīng)重視、加強(qiáng)先進(jìn)指紋圖像傳感器的創(chuàng)新研發(fā), 以此來(lái)為指紋識(shí)別可靠性、準(zhǔn)確性提供有力保障。
2 指紋圖像傳感器技術(shù)與后續(xù)發(fā)展探究。
2.1 指紋圖像傳感器技術(shù)。
2.1.1 光學(xué)指紋傳感器。
在上世紀(jì)七十年代期間, 就已經(jīng)有人開(kāi)始重視、加強(qiáng)光學(xué)指紋傳感器的應(yīng)用研究了, 且在當(dāng)時(shí)這種傳感器的應(yīng)用也受到了各領(lǐng)域的廣泛青睞。廣大反射是這一技術(shù)在具體運(yùn)用中的關(guān)鍵所在, 將手指放置在加膜臺(tái)板上, 壓有指紋的玻璃表面上會(huì)受到光的照射, 這樣手指紋路脊與谷的深度會(huì)給反射光的強(qiáng)度帶來(lái)不同程度的影響, 經(jīng)過(guò)電荷耦合器件后, 反射光會(huì)合理轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào), 并將其向后端傳送, 最后做出恰當(dāng)處理。
經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的使用檢驗(yàn), 光學(xué)指紋傳感器具有較為穩(wěn)定的系統(tǒng), 且成本相對(duì)較低, 提供的圖像也具有較為理想的分辨率。針對(duì)范圍相對(duì)較大的指紋圖像采集來(lái)講, 這種傳感器具有較為顯著的優(yōu)勢(shì), 能夠有效克服大面積半導(dǎo)體傳感器價(jià)格較高的缺陷。但由于某些因素的影響, 在具體運(yùn)用中也存在一些局限性, 尤其是在指印方面, 會(huì)給指紋圖像質(zhì)量帶來(lái)一定影響, 且經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生指引重疊的情況, 難以適應(yīng)具體運(yùn)用中提出的各項(xiàng)要求, 但是由于該傳感器具有較高的安全系數(shù), 所以, 也得到了較為廣泛的應(yīng)用推廣。
2.1.2 超聲波指紋圖像傳感器。
就目前來(lái)看, 指紋圖像傳感器的憑借較高精度、準(zhǔn)確度, 得到了廣泛應(yīng)用。該技術(shù)在具體運(yùn)用中主要表現(xiàn)在, 超聲波掃描指紋表面之后, 接收設(shè)備就會(huì)獲得相應(yīng)的反射信號(hào), 但是因?yàn)橹讣y脊與谷的超聲一般都會(huì)受到不同阻擾, 所以, 接收器接收到的超聲波能量也會(huì)存在一定差異, 基于此, 通過(guò)對(duì)超聲波的速度做出合理測(cè)量, 就可以獲得相應(yīng)的指紋圖像。這種傳感器與光學(xué)指紋傳感器非常相似, 也需要掃描指紋表面, 由相應(yīng)設(shè)備來(lái)接收反射信號(hào), 以此轉(zhuǎn)變?yōu)橹讣y圖像。
2.1.3 半導(dǎo)體指紋圖像傳感器。
就目前來(lái)看, 半導(dǎo)體指紋傳感器主要包括半導(dǎo)體壓感式、半導(dǎo)體溫度感應(yīng)傳、半導(dǎo)體電容式這幾種傳感器, 其中, 電容式傳感器是目前應(yīng)用較為廣泛的一種。對(duì)于圖像質(zhì)量的改善, 光學(xué)設(shè)備一般都是通過(guò)人工調(diào)整的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)的, 而半導(dǎo)體指紋圖像傳感器則是通過(guò)自動(dòng)控制技術(shù)的科學(xué)運(yùn)用, 對(duì)指紋圖像像素、指紋局部敏感程度做出恰當(dāng)調(diào)節(jié), 若所處環(huán)境不同, 通過(guò)與相應(yīng)信息的有機(jī)整合, 產(chǎn)生的圖像往往都會(huì)擁有較高質(zhì)量。
對(duì)于電容式指紋圖像像素傳感器技術(shù)來(lái)講, 電容值監(jiān)測(cè)是其不可忽視的重要基礎(chǔ), 與光學(xué)指紋傳感器相比, 電容式指紋傳感器主要是通過(guò)對(duì)傳感器、手指接觸產(chǎn)生的電流變化進(jìn)行測(cè)量, 基于紋峰、谷等一系列紋理信息來(lái)獲取具有較高可靠性的圖像是該技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵所在, 且在具體運(yùn)用中, 這一技術(shù)往往能夠應(yīng)對(duì)更復(fù)雜的指紋, 且在多種環(huán)境下, 獲得的指紋圖像往往都具有較高質(zhì)量。就目前來(lái)看, 該技術(shù)在實(shí)際運(yùn)用中, 靜電往往都會(huì)給其帶來(lái)不同程度的影響, 且靜電若較為嚴(yán)重, 還可能會(huì)導(dǎo)致傳感器無(wú)法采集到圖像, 甚至給傳感器帶來(lái)一定破壞, 另外, 手指的汗液、其他污染物, 以及手指的'磨損情況也會(huì)給圖像采集質(zhì)量帶來(lái)不同程度的影響, 在實(shí)際應(yīng)用中, 應(yīng)對(duì)上述幾種情況作出綜合考慮。
針對(duì)上述三種傳感器技術(shù)的分析對(duì)比來(lái)看, 傳感器性能上存在的差異, 必然會(huì)給采集圖像的質(zhì)量帶來(lái)不同影響, 尤其指紋圖像質(zhì)量, 通常都是采用移植數(shù)字圖像方法來(lái)進(jìn)行判斷的, 雖然從理論層面上來(lái)講可行性較高, 但卻沒(méi)有對(duì)指紋特殊紋理特征做出充分考慮。相比于一般圖像來(lái)講, 指紋圖像具有內(nèi)容單一的特點(diǎn), 由交替出現(xiàn)的脊、谷組成, 其中對(duì)于脊末梢、分支點(diǎn)等一系列重要特征相關(guān)信息的提取是不容忽視的, 不然, 則會(huì)給指紋分類(lèi)、識(shí)別帶來(lái)不利影響。但是由于圖像質(zhì)量判別是在增強(qiáng)處理、特征后進(jìn)行的, 判別結(jié)果對(duì)二者的算法效率有一定的依賴(lài)性, 所以, 即使是采用了若干技術(shù)預(yù)處理質(zhì)量較差的指紋圖像來(lái)進(jìn)一步提升識(shí)別率, 但自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)在登記、識(shí)別指紋圖像過(guò)程中, 提出的高效、實(shí)時(shí)需求仍然無(wú)法得到有效滿(mǎn)足。因此, 為了取得理想應(yīng)用效果, 要針對(duì)具體應(yīng)用環(huán)境來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)指紋采集方式的恰當(dāng)選擇。
2.2 指紋圖像傳感器技術(shù)的后續(xù)發(fā)展。
就目前來(lái)看, 指紋圖像傳感器技術(shù)在公安、軍事和社保方面應(yīng)用的較為廣泛, 連接計(jì)算機(jī)、嵌入式是比較常用的指紋識(shí)別系統(tǒng)。前者具有較為顯著的靈活性, 而后者則在獨(dú)立性方面具有一定優(yōu)勢(shì)。面對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)科技的高速發(fā)展, 各種系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化、信息化程度也隨之不斷加劇, 各種卡片包含的功能相對(duì)較多, 其中, 指紋技術(shù)憑借自身較為顯著的便捷性、可靠性?xún)?yōu)勢(shì), 在身份認(rèn)證環(huán)境中取得了較為理想的應(yīng)用成果。
指紋圖像傳感器其實(shí)有很多種, 上述提到的三種也是應(yīng)用較為廣泛的技術(shù), 現(xiàn)階段, 半導(dǎo)體傳感器是應(yīng)用效果較好, 且耗能、體積相對(duì)較小的一種, 得到了廣泛應(yīng)用, 在該技術(shù)高速發(fā)展, 以及價(jià)格降低等諸多因素的不斷影響下, 在市場(chǎng)中, 半導(dǎo)體傳感器的份額也隨之不斷增加。
在調(diào)查、研究中發(fā)展, 身份認(rèn)證指紋傳感器中的傳統(tǒng)型光學(xué)傳感器在具體應(yīng)用中具有較為顯著的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)。在社會(huì)科技高速發(fā)展中, 全息光學(xué)指紋傳感器主要是運(yùn)用全系光元素的光束、圖像來(lái)進(jìn)行定點(diǎn), 以此來(lái)對(duì)指紋表面的三維信息做出準(zhǔn)確把握, 具有很廣闊的發(fā)展前景, 也是傳感器今后的主流發(fā)展趨勢(shì), 其在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用發(fā)展應(yīng)給予足夠重視與深入研究, 以此來(lái)將指紋圖像傳感器技術(shù)的優(yōu)勢(shì)作用在各個(gè)領(lǐng)域充分發(fā)揮出來(lái)。
3 結(jié)語(yǔ)。
在信息時(shí)代高速發(fā)展背景下, 對(duì)指紋圖像傳感器技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展也提出了更高要求, 各種新器件、新技術(shù)也在不斷涌現(xiàn), 在此背景下, 為了全面適應(yīng)市場(chǎng)發(fā)展需求, 應(yīng)積極研發(fā)出具有更好性能和精確度, 且價(jià)值更為實(shí)惠的指紋圖像傳感器。同時(shí), 還要針對(duì)其具體運(yùn)用情況、未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)做出深入研究, 基于此來(lái)對(duì)其技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用做出不斷優(yōu)化, 進(jìn)而將其優(yōu)勢(shì)作用充分發(fā)揮出來(lái), 也為指紋圖像傳感器技術(shù)拓展出更理想的發(fā)展前景。
參考文獻(xiàn)
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