隨著現代社會經濟、技術的發展，人們活動的領域不斷擴大，身份識別技術在當今社會生活和經濟活動方面顯得越來越重要，而其中的指紋識別因為擁有“安全、易用、價格便宜”等優點，而格外受到人們的關注。

指紋識別步入百姓生活

指紋識別技術是目前國際公認的應用最廣泛，價格最低廉、易用性最高的生物認證技術，相對于其它身份認證技術，自動指紋識別具有許多獨到的信息安全優點，具體體現在以下幾個方面：

1、每個人的指紋是相當固定的，不會隨著人的年齡的增長或身體健康程度的變化而變化，但是人的聲音、面相等卻存在較大變化的可能。

2、指紋樣本便于獲取，易于開發識別系統，實用性強。目前已有標準的指紋樣本庫，方便了識別系統的軟件開發;另外，識別系統中完成指紋采樣功能的硬件部分也較易實現。

3、一個人的十指指紋皆不相同，這樣可以方便地利用多個指紋構成多重口令，提高系統的安全性。

4、指紋識別中使用的模板并非最初的指紋圖，而是由指紋圖中提取的關鍵特征，這樣既使系統對模板庫的存儲量較小也保護了使用者的個人隱私。

5、對輸入的指紋圖提取關鍵特征后，可以大大減少網絡傳輸的負擔，便于實現異地確認，支持計算機的網絡功能。

生活中接觸到的指紋產品包括：指紋鎖、指紋保險箱、指紋鍵盤、指紋鼠標……指紋技術產品的應用，提高了工作和生活所需的安全保密效率，適應21世紀快節奏的生活方式，讓生活更簡約、更時尚、更輕松!同時更加符合科技是第一生產力的真理，今天指紋技術的應用必定成為我國經濟新的增長點，它帶來的經濟效益和社會效益將是不可估量的。

指紋識別技術剖解

指紋圖像的獲取技術主要有4種類型：光學掃描設備(例如微型三棱鏡矩陣)、溫差感應式指紋傳感器、半導體指紋傳感器、超聲波指紋掃描。

一、光學識別技術

借助光學技術采集指紋是歷史最久遠、使用最廣泛的技術。將手指放在光學鏡片上，手指在內置光源照射下，用棱鏡將其投射在電荷耦合器件(CCD) 上，進而形成脊線(指紋圖像中具有一定寬度和走向的紋線)呈黑色、谷線(紋線之間的凹陷部分)呈白色的數字化的、可被指紋設備算法處理的多灰度指紋圖像。

光學的指紋采集技術有明顯的優點：它已經過較長時間的應用考驗，一定程度上適應溫度的變異，可達到500DPI的較高分辨率等，最主要是價格低廉。也有明顯的缺點：由于要求足夠長的光程，因此要求足夠大的尺寸，而且過分干燥和過分油膩的手指也將使光學指紋產品的效果變壞。

光學指紋傳感局限性體現于潛在指印方面(潛在指印是手指在臺板上按完后留下的)，不但會降低指紋圖像的質量，嚴重時還可能導致2個指印重疊，顯然，難以滿足實際應用需要。此外，臺板涂層及CCD陣列會隨時間推移產生損耗，可能導致采集的指紋圖像質量下降。但是具有無法進行活體指紋鑒別、對干濕手指的適用性差等缺點。

光學指紋識別系統由于光不能穿透皮膚表層(死性皮膚層)，所以只能夠掃描手指皮膚的表面，或者掃描到死性皮膚層，但不能深入真皮層。在這種情況下，手指表面的干凈程度，直接影響到識別的效果。如果，用戶手指上粘了較多的灰塵，可能就會出現識別出錯的情況。并且，如果人們按照手指，做一個指紋手模，也可能通過識別系統，對于用戶而言，使用起來不是很安全和穩定。

二、溫差感應式識別技術

溫差感應式識別技術是基于溫度感應的原理而制成的，每個像素都相當于一個微型化的電荷傳感器，用來感應手指與芯片映像區域之間某點的溫度差，產生一個代表圖像信息的電信號。

它的優點是可在0.1s內獲取指紋圖像，而且傳感器體積和面積最小，即目前通常所說的滑動式指紋識別儀就是采用該技術。缺點是：受制于溫度局限，時間一長，手指和芯片就處于相同的溫度了。

三、半導體硅感技術(電容式技術)

20世紀90年代后期，基于半導體硅電容效應的技術趨于成熟。硅傳感器成為電容的一個極板，手指則是另一極板，利用手指紋線的脊和谷相對于平滑的硅傳感器之間的電容差，形成8bit的灰度圖像。電容傳感器發出電子信號，電子信號將穿過手指的表面和死性皮膚層，直達手指皮膚的活體層(真皮層)，直接讀取指紋圖案。由于深入真皮層，傳感器能夠捕獲更多真實數據，不易受手指表面塵污的影響，提高辨識準確率，有效防止辨識錯誤。

半導體指紋傳感器包括半導體壓感式傳感器、半導體溫度感應傳感器等，其中，應用最廣泛的是半導體電容式指紋傳感器。

半導體電容傳感器根據指紋的嵴和峪與半導體電容感應顆粒形成的電容值大小不同，來判斷什么位置是嵴什么位置是峪。其工作過程是通過對每個像素點上的電容感應顆粒預先充電到某一參考電壓。當手指接觸到半導體電容指紋表現上時，因為嵴是凸起、峪是凹下，根據電容值與距離的關系，會在嵴和峪的地方形成不同的電容值。然后利用放電電流進行放電。因為嵴和峪對應的電容值不同，所以其放電的速度也不同。嵴下的像素(電容量高)放電較慢，而處于峪下的像素(電容量低)放電較快。根據放電率的不同，可以探測到嵴和峪的位置，從而形成指紋圖像數據。

與光學設備多采用人工調整改善圖像質量不同，電容傳感器采用自動控制技術調節指紋圖像像素以及指紋局部范圍敏感程度，在不同環境下結合反饋信息生成高質量圖像。由于提供了局部調整能力，即使對比度差的圖像(如手指壓得較輕的區域)也能被有效檢測到，并在捕捉瞬間為這些像素提高靈敏度，生成高質量指紋圖像。

半導體電容指紋傳感器優點為圖像質量較好、一般無畸變、尺寸較小、易集成于各種設備。其發出的電子信號將穿過手指的表面和死性皮膚層，達到手指皮膚的活體層(真皮層)，直接讀取指紋圖案，從而大大提高了系統的安全性。

半導體硅感技術最重要的優點是能夠達到活體指紋識別。還可以在較小的表面上獲得比光學技術更好的圖像質量，在1cm×1.5cm的表面上獲得 200-300線的分辨率(較小的表面也導致成本的下降和能被集成到更小的設備中)。體積小、成本低，成像精度高，而且耗電量很小，因此非常適合在安全防范和高檔消費類電子產品中使用，被稱為光學以后的第二代指紋識別技術。

四、超聲波技術

超聲波指紋采集是一種新型技術，其原理是利用超聲波具有穿透材料的能力，且隨材料的不同產生大小不同的回波(超聲波到達不同材質表面時，被吸收、穿透與反射的程度不同)。因此，利用皮膚與空氣對于聲波阻抗的差異，就可以區分指紋嵴與峪所在的位置。

超聲波技術所使用的超聲波頻率為1×104Hz-1×109Hz，能量被控制在對人體無損的程度(與醫學診斷的強度相同)。超聲波技術產品能夠達到最好的精度，它對手指和平面的清潔程度要求較低，但其采集時間會明顯地長于前述兩類產品，而且價格昂貴，也并不能做到活體指紋識別，所以目前使用稀少。

指紋識別由于其技術的成熟和成本降低，開始徹底走向民用。國內生物識別未來將形成上百億元的市場，其中安防業是最重要的應用領域之一，市場空間很大。目前，羅湖口岸已經用了指紋通關，德國將指紋識別付款應用到某些超市中??預計指紋門禁、指紋讀卡器、指紋智能鎖，指紋門禁考勤一體機及相關指紋身份識別系統將會迅速普及到每一個安全防范項目和智能大廈，目前國內年門禁安裝數量大約是在50萬門以上，其中指紋識別的在門禁應用大概只有1% 左右，而一般國外這個比例大約應為20%以上。換句話說，在國內安防業，生物識別產品的市場缺口在9.5萬臺左右，另一個比較明顯的狀況是，目前專門從事指紋讀頭和指紋門禁生產和銷售企業很少，所以綜合起來看這個市場有兩個明顯的特點：市場大，競爭少。