指纹图像传感器技术发展探究论文
摘要：指纹识别技术则是当前发展最成熟, 且应用最广泛的一种生物识别技术, 在验证、识别方面取得了显着的应用效果, 涉及到图像采集、处理, 以及特征比对等诸多方面, 本文就针对指纹图像传感器技术的应用发展做出了深入探究。
关键词：指纹图像传感器技术; 应用探究; 后续发展;
1 发展研究指纹图像传感器技术的必要性。
早期的指纹图像采集一般都是运用油墨捺印等物理方式来完成的, 若油墨或者是纸张质量存在问题, 按压位置、压力大小存在问题, 又或者是手指出现变形、损伤等, 都会给采集的指纹图像质量打来不利影响, 进而给技术的具体应用带来不利影响。同时, 由于指纹表面积相对较小, 且经常会存在不同程度的磨损, 难以获取质量较高的指纹图像, 因而, 难以给指纹图像采集质量提供有力保障, 自动识别指纹系统判读起来也较为困难。
因此, 为了能够有效克服物理方式存在的缺点, 应注重光学长安器、超声波和半导体传感器的进一步开发, 这样不仅能够为高质量指纹图像的获取提供有力的技术保障, 也能够促进使用价值的不断提升。同时, 不为了获得更多的指纹细节, 促进指纹图像分辨力的不断提升, 还应重视、加强先进指纹图像传感器的创新研发, 以此来为指纹识别可靠性、准确性提供有力保障。
2 指纹图像传感器技术与后续发展探究。
2.1 指纹图像传感器技术。
2.1.1 光学指纹传感器。
在上世纪七十年代期间, 就已经有人开始重视、加强光学指纹传感器的应用研究了, 且在当时这种传感器的应用也受到了各领域的广泛青睐。广大反射是这一技术在具体运用中的关键所在, 将手指放置在加膜台板上, 压有指纹的玻璃表面上会受到光的照射, 这样手指纹路脊与谷的深度会给反射光的强度带来不同程度的影响, 经过电荷耦合器件后, 反射光会合理转换成相应的电信号, 并将其向后端传送, 最后做出恰当处理。
经过长期的使用检验, 光学指纹传感器具有较为稳定的系统, 且成本相对较低, 提供的图像也具有较为理想的分辨率。针对范围相对较大的指纹图像采集来讲, 这种传感器具有较为显着的优势, 能够有效克服大面积半导体传感器价格较高的缺陷。但由于某些因素的影响, 在具体运用中也存在一些局限性, 尤其是在指印方面, 会给指纹图像质量带来一定影响, 且经常会产生指引重叠的情况, 难以适应具体运用中提出的各项要求, 但是由于该传感器具有较高的安全系数, 所以, 也得到了较为广泛的应用推广。
2.1.2 超声波指纹图像传感器。
就目前来看, 指纹图像传感器的凭借较高精度、准确度, 得到了广泛应用。该技术在具体运用中主要表现在, 超声波扫描指纹表面之后, 接收设备就会获得相应的反射信号, 但是因为指纹脊与谷的超声一般都会受到不同阻扰, 所以, 接收器接收到的超声波能量也会存在一定差异, 基于此, 通过对超声波的速度做出合理测量, 就可以获得相应的指纹图像。这种传感器与光学指纹传感器非常相似, 也需要扫描指纹表面, 由相应设备来接收反射信号, 以此转变为指纹图像。
2.1.3 半导体指纹图像传感器。
就目前来看, 半导体指纹传感器主要包括半导体压感式、半导体温度感应传、半导体电容式这几种传感器, 其中, 电容式传感器是目前应用较为广泛的一种。对于图像质量的改善, 光学设备一般都是通过人工调整的方式来实现的, 而半导体指纹图像传感器则是通过自动控制技术的科学运用, 对指纹图像像素、指纹局部敏感程度做出恰当调节, 若所处环境不同, 通过与相应信息的有机整合, 产生的图像往往都会拥有较高质量。
对于电容式指纹图像像素传感器技术来讲, 电容值监测是其不可忽视的重要基础, 与光学指纹传感器相比, 电容式指纹传感器主要是通过对传感器、手指接触产生的电流变化进行测量, 基于纹峰、谷等一系列纹理信息来获取具有较高可靠性的图像是该技术应用的关键所在, 且在具体运用中, 这一技术往往能够应对更复杂的指纹, 且在多种环境下, 获得的指纹图像往往都具有较高质量。就目前来看, 该技术在实际运用中, 静电往往都会给其带来不同程度的影响, 且静电若较为严重, 还可能会导致传感器无法采集到图像, 甚至给传感器带来一定破坏, 另外, 手指的汗液、其他污染物, 以及手指的'磨损情况也会给图像采集质量带来不同程度的影响, 在实际应用中, 应对上述几种情况作出综合考虑。
针对上述三种传感器技术的分析对比来看, 传感器性能上存在的差异, 必然会给采集图像的质量带来不同影响, 尤其指纹图像质量, 通常都是采用移植数字图像方法来进行判断的, 虽然从理论层面上来讲可行性较高, 但却没有对指纹特殊纹理特征做出充分考虑。相比于一般图像来讲, 指纹图像具有内容单一的特点, 由交替出现的脊、谷组成, 其中对于脊末梢、分支点等一系列重要特征相关信息的提取是不容忽视的, 不然, 则会给指纹分类、识别带来不利影响。但是由于图像质量判别是在增强处理、特征后进行的, 判别结果对二者的算法效率有一定的依赖性, 所以, 即使是采用了若干技术预处理质量较差的指纹图像来进一步提升识别率, 但自动识别系统在登记、识别指纹图像过程中, 提出的高效、实时需求仍然无法得到有效满足。因此, 为了取得理想应用效果, 要针对具体应用环境来实现对指纹采集方式的恰当选择。
2.2 指纹图像传感器技术的后续发展。
就目前来看, 指纹图像传感器技术在公安、军事和社保方面应用的较为广泛, 连接计算机、嵌入式是比较常用的指纹识别系统。前者具有较为显着的灵活性, 而后者则在独立性方面具有一定优势。面对社会经济科技的高速发展, 各种系统网络化、信息化程度也随之不断加剧, 各种卡片包含的功能相对较多, 其中, 指纹技术凭借自身较为显着的便捷性、可靠性优势, 在身份认证环境中取得了较为理想的应用成果。
指纹图像传感器其实有很多种, 上述提到的三种也是应用较为广泛的技术, 现阶段, 半导体传感器是应用效果较好, 且耗能、体积相对较小的一种, 得到了广泛应用, 在该技术高速发展, 以及价格降低等诸多因素的不断影响下, 在市场中, 半导体传感器的份额也随之不断增加。
在调查、研究中发展, 身份认证指纹传感器中的传统型光学传感器在具体应用中具有较为显着的优势特点。在社会科技高速发展中, 全息光学指纹传感器主要是运用全系光元素的光束、图像来进行定点, 以此来对指纹表面的三维信息做出准确把握, 具有很广阔的发展前景, 也是传感器今后的主流发展趋势, 其在各个领域的应用发展应给予足够重视与深入研究, 以此来将指纹图像传感器技术的优势作用在各个领域充分发挥出来。
3 结语。
在信息时代高速发展背景下, 对指纹图像传感器技术的应用发展也提出了更高要求, 各种新器件、新技术也在不断涌现, 在此背景下, 为了全面适应市场发展需求, 应积极研发出具有更好性能和精确度, 且价值更为实惠的指纹图像传感器。同时, 还要针对其具体运用情况、未来发展趋势做出深入研究, 基于此来对其技术的实践应用做出不断优化, 进而将其优势作用充分发挥出来, 也为指纹图像传感器技术拓展出更理想的发展前景。
参考文献
[1]方波.指纹图像传感器技术与后续发展[J].仪表技术, 2017 (12) :43-44.
[2]张先峰.指纹图像的识别研究[D].成都理工大学, 2013.
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