指紋圖像傳感器技術(shù)發(fā)展探究論文
摘要：指紋識別技術(shù)則是當前發(fā)展最成熟, 且應用最廣泛的一種生物識別技術(shù), 在驗證、識別方面取得了顯著(zhù)的應用效果, 涉及到圖像采集、處理, 以及特征比對等諸多方面, 本文就針對指紋圖像傳感器技術(shù)的應用發(fā)展做出了深入探究。
關(guān)鍵詞：指紋圖像傳感器技術(shù); 應用探究; 后續發(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)的具體應用帶來(lái)不利影響。同時(shí), 由于指紋表面積相對較小, 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)識別指紋系統判讀起來(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), 應注重光學(xué)長(cháng)安器、超聲波和半導體傳感器的進(jìn)一步開(kāi)發(fā), 這樣不僅能夠為高質(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節, 促進(jìn)指紋圖像分辨力的不斷提升, 還應重視、加強先進(jìn)指紋圖像傳感器的創(chuàng )新研發(fā), 以此來(lái)為指紋識別可靠性、準確性提供有力保障。
2 指紋圖像傳感器技術(shù)與后續發(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。
在上世紀七十年代期間, 就已經(jīng)有人開(kāi)始重視、加強光學(xué)指紋傳感器的應用研究了, 且在當時(shí)這種傳感器的應用也受到了各領(lǐng)域的廣泛青睞。廣大反射是這一技術(shù)在具體運用中的關(guān)鍵所在, 將手指放置在加膜臺板上, 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 )合理轉換成相應的電信號, 并將其向后端傳送, 最后做出恰當處理。
經(jīng)過(guò)長(cháng)期的使用檢驗, 光學(xué)指紋傳感器具有較為穩定的系統, 且成本相對較低, 提供的圖像也具有較為理想的分辨率。針對范圍相對較大的指紋圖像采集來(lái)講, 這種傳感器具有較為顯著(zhù)的優(yōu)勢, 能夠有效克服大面積半導體傳感器價(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, 難以適應具體運用中提出的各項要求, 但是由于該傳感器具有較高的安全系數, 所以, 也得到了較為廣泛的應用推廣。
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、準確度, 得到了廣泛應用。該技術(shù)在具體運用中主要表現在, 超聲波掃描指紋表面之后, 接收設備就會(huì )獲得相應的反射信號, 但是因為指紋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)對超聲波的速度做出合理測量, 就可以獲得相應的指紋圖像。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, 由相應設備來(lái)接收反射信號, 以此轉變?yōu)橹讣y圖像。
2.1.3 半導體指紋圖像傳感器。
就目前來(lái)看, 半導體指紋傳感器主要包括半導體壓感式、半導體溫度感應傳、半導體電容式這幾種傳感器, 其中, 電容式傳感器是目前應用較為廣泛的一種。對于圖像質(zhì)量的改善, 光學(xué)設備一般都是通過(guò)人工調整的方式來(lái)實(shí)現的, 而半導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)運用, 對指紋圖像像素、指紋局部敏感程度做出恰當調節, 若所處環(huán)境不同, 通過(guò)與相應信息的有機整合, 產(chǎn)生的圖像往往都會(huì )擁有較高質(zhì)量。
對于電容式指紋圖像像素傳感器技術(shù)來(lái)講, 電容值監測是其不可忽視的重要基礎, 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)對傳感器、手指接觸產(chǎn)生的電流變化進(jìn)行測量, 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)應用的關(guān)鍵所在, 且在具體運用中, 這一技術(shù)往往能夠應對更復雜的指紋, 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, 且靜電若較為嚴重, 還可能會(huì )導致傳感器無(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)際應用中, 應對上述幾種情況作出綜合考慮。
針對上述三種傳感器技術(shù)的分析對比來(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, 指紋圖像具有內容單一的特點(diǎn), 由交替出現的脊、谷組成, 其中對于脊末梢、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)、識別帶來(lái)不利影響。但是由于圖像質(zhì)量判別是在增強處理、特征后進(jìn)行的, 判別結果對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)預處理質(zhì)量較差的指紋圖像來(lái)進(jìn)一步提升識別率, 但自動(dòng)識別系統在登記、識別指紋圖像過(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, 為了取得理想應用效果, 要針對具體應用環(huán)境來(lái)實(shí)現對指紋采集方式的恰當選擇。
2.2 指紋圖像傳感器技術(shù)的后續發(fā)展。
就目前來(lái)看, 指紋圖像傳感器技術(shù)在公安、軍事和社保方面應用的較為廣泛, 連接計算機、嵌入式是比較常用的指紋識別系統。前者具有較為顯著(zhù)的靈活性, 而后者則在獨立性方面具有一定優(yōu)勢。面對社會(huì )經(jīng)濟科技的高速發(fā)展, 各種系統網(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較多, 其中, 指紋技術(shù)憑借自身較為顯著(zhù)的便捷性、可靠性?xún)?yōu)勢, 在身份認證環(huán)境中取得了較為理想的應用成果。
指紋圖像傳感器其實(shí)有很多種, 上述提到的三種也是應用較為廣泛的技術(shù), 現階段, 半導體傳感器是應用效果較好, 且耗能、體積相對較小的一種, 得到了廣泛應用, 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, 半導體傳感器的份額也隨之不斷增加。
在調查、研究中發(fā)展, 身份認證指紋傳感器中的傳統型光學(xué)傳感器在具體應用中具有較為顯著(zhù)的優(yōu)勢特點(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用全系光元素的光束、圖像來(lái)進(jìn)行定點(diǎn), 以此來(lái)對指紋表面的三維信息做出準確把握, 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, 其在各個(gè)領(lǐng)域的應用發(fā)展應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)勢作用在各個(gè)領(lǐng)域充分發(fā)揮出來(lái)。
3 結語(yǔ)。
在信息時(shí)代高速發(fā)展背景下, 對指紋圖像傳感器技術(shù)的應用發(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, 在此背景下, 為了全面適應市場(chǎng)發(fā)展需求, 應積極研發(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), 還要針對其具體運用情況、未來(lái)發(fā)展趨勢做出深入研究, 基于此來(lái)對其技術(shù)的實(shí)踐應用做出不斷優(yōu)化, 進(jìn)而將其優(yōu)勢作用充分發(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
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