指纹采集原理和过程

指纹识别的首要任务就是指纹采集(其实就是“破解”的重要环节)，到底是怎样进行这个工作的，从指纹的结构、特征我们来详细的了解一下：

指纹的几个特性：

1，指纹的几何特性：指在空间上嵴是突起的，峪是凹下的。嵴与嵴相交、相连、分开会表现为一些几何图案。

2，指纹的生物特性：指嵴和峪的导电性不同，与空气之间形成的介电常数不同、温度不同等。

3，指纹的物理特性：指嵴和峪着力在水平面上时，对接触面形成的压力不同、对波的阻抗不同等。

指纹采集的方法有两种：

1，由指纹采集器件主动向手指发出探测信号，然后分析反馈信号，以形成指纹嵴与峪的图案。如光学采集和射频（RF）采集属于主动式采集。

案例：此方法市场还不成熟，无案

2，指纹采集器件是被动感应的方式。当手指放置到指纹采集设备上时，因为指纹嵴和峪的物理特性或生物特性的不同，会形成不同的感应信号，然后分析感应信号的量值来形成指纹图案。如热敏采集、半导体电容采集和半导体压感采集属于第二种。

案例：

指纹锁:

指纹考勤机：

指纹U盘：

其他细节：

1，对指纹采集设备来讲，一般经过“感知手指”、“图像拍照”“质量判断与自动调整”三个主要过程。考虑到设备功耗，在无手指接触时，采集设备处在休眠状态。当手指接触到采集设备时，采集器会迅速感知到手指的接触并切换到工作状态。对于半导体类指纹采集设备大多具有这种敏锐的指纹察觉技术。有的时候还会根据手指特有的生理表现，来判断是否为真实的手指，如果用手背等其它肤纹来接触采集设备，会被拒绝。随着活体采集技术的研究进展，指纹采集设备还会判别是否为活体手指，这可以通过检测手指的活体特性（如出汗、血液流动、导电性等）来实现。

2，“图像拍照”是采集过程的关键步骤。指纹采集器件以每秒几十帧甚至几百帧的速度来产生指纹图像。对于主动式采集的器件，会通过器件内部的控制电路发出探测信号，如光、RF、超声波，然后根据嵴与峪对探测信号的反馈值的大小，来形成指纹图像。对于感应式采集的器件，根据感应到的嵴与峪所形成的信号大小来绘制指纹图像。

3，每次形成的指纹图像，采集器件内部的控制系统会判断图像质量。如果图像质量过低，不能达到预先设定的质量要求，会通过AGC自动增益电路，增加探测信号或感应信号的强度，以达到理想的取图效果。部分厂商的指纹采集器件，在采集过程中，能针对干湿手指作自动适应，以适应不同类型手指的用户。

4，理想情况下，如果在采集过程中外界噪声足够小，得到的指纹图像则是干净的、真实的。现实情况是，由于手指表面脱皮的影响、污渍的影响、设备采集面的不干净等多种因素影响，所以一般还需对采集到的指纹图像进行处理。这将在指纹图像预处理章节详述。

5，由于采集面的形状不同，有的指纹采集器件是方形，手指只要按上去，整个指纹都可以一次性采集到。但目前市场上出现了较多的线型刮擦式采集器件（也叫滑动式，英文叫SWIPE或SWEEP），其宽度只有5mm左右，面积只有手指的1/5,手指按压上去时，无法一次性采集到完整图像。这类刮擦式指纹采集器件在采集时需要手指划过采集表面，对手指划过时采集到的每一块指纹图像再进行拼接，才能形成完整的指纹图像。

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