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生物电容指纹识别怎么做(手机指纹解锁的原理是什么)

时间:2023-10-19 作者:admin666ss 点击:

今天给各位分享关于【生物电容指纹识别怎么做】,以及【手机指纹解锁的原理是什么】的知识点。如果您能从中获取启发,那就是我们开心的事了,现在开始吧!

生物电容指纹识别怎么做,手机指纹解锁的原理是什么?

指纹识别模块的原理和分类

指纹识别模块是通过特定的感应模组实现对于个体指纹特征的识别。简单来说,每一个指纹手机都会拥有一个指纹识别模块,通过该模块将用户的指纹收集并转化成数据,存储在手机存储的特定区域,在使用的时候进行调用,而不同的指纹识别技术收集指纹的方式也有所不同。

根据收集指纹的方式不同,指纹识别模块目前主要分为光学式指纹模块、电容式指纹模块、射频式指纹模块。

光学式指纹技术原理(图片引自Phone Arena)

光学式指纹模块是利用光线反射成像识别用户指纹,该类型指纹模块对使用环境的温度湿度都有一定的要求,并且在识别准确度上并不理想,再加上这种模块一般会占用更大的空间,使其难以在手机端有所作为。

电容式指纹技术原理(图片引自Phone Arena)

电容式指纹模块是利用硅晶元与导电的皮下电解液形成电场,指纹的高低起伏会导致二者之间的压差出现不同的变化,借此可实现准确的指纹测定。该方式适应能力强,对使用环境无特殊要求,同时,硅晶元以及相关的传感原件对空间的占用在手机设计的可接受范围内,因而使得该技术在手机端得到了比较好的推广。目前的电容式指纹模块也分为划擦式与按压式两种,前者虽然占用体积较小,但在识别率以及便捷性方面有很大的劣势,这也直接导致厂商全都将目光锁定在了操作更加随意、识别率更高的按压式电容指纹模块。

电容纹识别模组主要由芯片、“蓝宝石”、金属环、软板、载板等组成,其中芯片也就是传感器部分,而“蓝宝石”负责作为保护层(有厂商选择其他材料做为保护层,成本相应会降低),金属环作为指纹识别的触发装置。

射频指纹技术原理(图片引自Phone Arena)

射频指纹模块现阶段包含无线电波探测与超声波探测两种,原理与探测海底物质的的声纳类似,是靠特定频率的信号反射来探知指纹的具体形态的。射频指纹模块技术是通过传感器本身发射出微量射频信号,穿透手指的表皮层去控测里层的纹路,来获得最佳的指纹图像。这一类指纹模块最大的优点便是手指无需与指纹模块相接触,因而不会对手机的外观造成太大影响。基于这一点,射频指纹模块也成为了未来指纹识别的主要发展方向之一。

为什么手机指纹解锁一见湿手就怂了?

为什么指纹识别见水失灵?(图片引自The Verge)

一方面,现在绝大多数智能手机均利用指纹纹路凹凸不平形成的影像。当手指按在玻璃板上,由于指纹是纹路性的,纹线是凸出的,会接触到玻璃板,形成痕迹;而纹线之间是凹下去的,接触不到玻璃板,不能形成痕迹,这样,在玻璃板上就会形成明暗相间的条纹图案。但是当手指湿润时,指纹表面有一层水膜,这个水填平了纹线之间的凹陷部分。这样,当手指按到玻璃板上,就不会出现明暗相间的条纹了,指纹自然无法识别了。

另一方面,目前用在手机中利用率较高的,主要还是电容式。电容式指纹识别技术当然是利用人体的电流感应进行工作的;据了解,电容式技术的指纹识别传感器周围镀有狭长的电极,当手指触摸传感器表面时,由于人体电场,人体指纹纹路与传感器表面会形成一个耦合电容,对于高频电流来说,电容是直接导体,于是手指就会从接触点表面吸走一个很小的电流,这个电流分从周围的电极中流出,并且流经周围电极的电流与指纹到周边的距离成正比,控制器通过对电流比例的精确计算,从而得出触摸指纹纹路。因为水具有导电特性,当湿手去触摸传感器时,手指表面的电流就会被手指上的水影响,从而造成指纹识别不准或不好使。

未来,指纹识别模块还会怕水吗?

高通推出超声波指纹识别技术(图片引自新浪微博)

日前,联想ZUK发布的旗下旗舰手机——ZUK Z2系列,官方表示ZUK Z2系列支持湿手解锁,有网友对该机指纹识别进行了湿手(汗手)测试,纷纷表示识别成功率比较高。据了解,ZUK Z2系列的U-Touch采用508 DPI高分辨率低功耗电容式3D指纹传感器,通过3D图像增强算法深度识别指端纹理信息,并在每次指纹识别过程中进行模式自学习识别等算法,可以实现湿手指纹识别。简单来说,U-Touch使用的仍然是传统的电容式指纹识别方案,但进一步增加了指纹识别的深度,使指纹芯片记录的指纹信息更加完善,借此提高指纹识别的灵敏度来应对众多复杂的使用场景。

但是未来,电容式的指纹识别技术会慢慢被淘汰,因为对湿手指、干手指等困难手指射频指纹技术可高达99%识别成功率,射频指纹技术防伪指纹能力强,只会对人的真皮皮肤有反应,从根本上杜绝了人造指纹的问题,适合特别寒冷或特别酷热的地区。因为射频传感器产生高质量的图像,因此射频技术是最可靠、最有力的解决方案。除此之外,高质量图像还允许减小传感器,无需牺牲认证的可靠性,从而降低成本并使得射频传感器应用到可移动和大小不受拘束的任何领域中。

那么屏下结构光可以做出来吗?

你说的应该是指3D结构光技术吧?主要用于生物识别

最早的指纹识别采用电容式指纹识别,而取代它的是光学指纹识别方案与超声波指纹识别方案。

光学指纹识别方案依赖于OLED屏幕。由于OLED自发光的特性,理论上可以精确控制每一个像素点。OLED屏幕也足够薄,可以减轻放置屏下指纹传感器带来的机身变厚问题。

当下商用的光学指纹识别方案主要依据于折反原理。此外为提高识别精度,另加入小孔成像和透镜成像功能。简单来说,可以将其理解为“拍照”。通过点亮OLED屏幕充当光源,照亮指纹形成的折返光聚焦后通过OLED像素点的缝隙成像至CMOS上,经对比分析来验证身份。

超声波指纹识别方案依靠超声波构建手指指纹的3D图形。超声波传感器发出的脉冲可以感应指纹特有的孔和脊,形成3D深度数据。通过与已录入指纹信息对比进行身份判断。其优势在于穿透力更强,能降低污垢、油脂与汗水的干扰,水下也能正常工作。此外也支持活体检测。

目前大部分国产旗舰选择支持屏下指纹,但有的国产手机厂商也在使用3D结构化光技术,如OPPO与小米已经推出了搭载3D结构光技术。

3D结构光技术目前是苹果使用。以iPhone X为代表,点阵投影仪投射出多达30000个光点到被测物体上,红外镜头通过读取点阵图案,捕捉红外图像,经过处理便能获得一张“结构图”。结合前置镜头记录的人脸图像,两者相结合,便能得出一张精准的3D人脸数据图。

TOF技术即飞行时间技术,是利用传感器测量光线时间,机型距离的一种测量方案。通过连续不断的发射“面光源”投射到物体,传感器接收返回光计算发射光到接收光的时间差来判断距离,以此获得物体的3D结构图。

结构光方案的功耗更小,技术更成熟,更适用于静态场景。目前发展方向是3D结构光方案用于前置解锁支付等。

3D结构光技术行业现状

目前全球的结构光供应链已经较为完善。整体技术方案有Primesense、奥比中光、英特尔、以色列Mantis Vision、图漾科技、奥比中光、华捷艾米等。其中Primesense是苹果的全资子公司,方案芯片专供于苹果。Mantis Vision的方案在DOE(衍射光学元件)的加工上独具特点,目前在识别精度方面则可以超过苹果的第一代DOE解决方案。

在3D图像处理芯片方面,由Primesense、意法半导体、德州仪器、英飞凌等少数几家芯片巨头提供。

国内厂商方面,丘钛科技已经取得3D结构光模组方面的重大突破,并已经正式开始量产和销售。听说OPPO Find X的3D结构光模组就是来自丘钛科技,首批模组出货量达到100万。而OPPO Find X的结构光整体技术方案来自奥比中光。

小米8透明探索版的结构光整体解决方案来自Mantis Vision,3D结构光模组则由欧菲科技提供。华为今年3月就完成了3D摄像头相关设计,将同舜宇光学合作。

为什么小米突然开始使用侧面指纹识别了?

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屏下指纹技术已经相当成熟,红米K30使用侧面指纹识别主要的原因只能够是因为成本的问题。

红米手机现在的发布会有一个特点,只说自家产品的优势如何如何,对于缺点只字不提。当然,这样无可厚非,毕竟每个手机厂商都是如此,但是频频与友商进行对比令人生厌。再退一步讲,性价比并不是用户选择手机的唯一因素,做好自己产品何须碰瓷。

好吧,跑题了,转过来再来谈谈红米K30这款手机使用侧面指纹识别的问题。

关于红米K30为何会使用侧面指纹识别的问题

说侧面指纹识别之前,有必要来简单谈谈红米K30这款手机的配置问题。既然红米手机主打性价比,那么我们就从红米K30 4G版手机看起,暂时并不用理会用处不大的5G手机。

红米K30 6G+128G版本,京东平台小米官方旗舰店的报价为1699元。这款手机使用了120Hz的前置挖孔屏,屏幕大小为6.67英寸,分辨率为2400X1080的LCD屏幕。使用的是骁龙730G处理器,前置2000万+200万AI双摄,后置6400万主摄+800万超广角+200万微距+200万景深四摄。电池容量为4500mAh,并且支持27W的快充。

知道了红米K30的配置,很容易推导出为何使用了侧面指纹识别。最主要的原因是这款1080P的LCD屏幕,这款LCD屏幕并不支持屏下指纹功能。出于成本的考虑,红米K30并没有使用OLED屏幕,只能够采用侧面指纹识别方案。

关于红米K30这款手机的不足

红米K30发布会上基本上谈及的均是优点,这里来说说这款手机的不足。

首先,上文提到的LCD屏幕可以算作一个,屏幕色彩对比OLED屏幕要差一些;

其次,红米K30仅使用了UFS2.1规格的存储方案,读写性能上会与UFS3.0有所差异。

虽然有此不足,总体上来看,红米K30依然是一款性价比十足的手机。

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对于红米K30这款手机,您怎么看,是否会购买呢?

欢迎大家留言讨论,喜欢的点点关注。

提取指纹需要多长时间?

提取指纹的时间因情况而异,但通常需要一到数个小时。提取指纹的时间取决于多个因素,包括指纹的质量、被提取的指纹数量、提取指纹的工具和设备、以及培训和经验的水平等。在一般情况下,提取指纹的过程需要先采集指纹样本并清洗,然后再使用化学物质或设备进行提取。这个过程可能需要数十分钟或数小时。尽管提取指纹的时间相对较长,但技术的发展和改进已经使这个过程更加高效。例如,现在有一些无需化学反应、只需 5-10 秒钟即可提取指纹的设备。此外,指纹数据库和自动化比对技术也正在得到广泛应用,可以更快地分析和比对指纹信息,加速犯罪嫌疑人的识别和逮捕。

关于【生物电容指纹识别怎么做】和【手机指纹解锁的原理是什么】的介绍到此就结束了,热烈欢迎大家留言讨论,我们会积极回复。感谢您的收藏与支持!

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