说起指纹仪,相信大家都不会陌生,那么它是如何“工作”起来的呢?(来源:装备在线行业百科bbs.tezhongzhuangbei.com/forum.php)
一、指纹
我想,我们最先了解就是一个被称作“不死”的东西——指纹!指纹是手指表面皮肤凸凹不平形成的纹路,由多种嵴状图形构成。指纹特征即手指表面嵴和沟组成平滑纹理模式,其随机性很强。研究表明:指纹特征具有唯一性、稳定性特点,据此可实现身份识别。人类指纹的纹形特征根据其形态的不同通常可以分为“弓型、箕型、斗型”三大类型。
二、相关光学基本知识
1、波段
我们平常看到的光波属于可见光波,波长范围390nm—770nm
红622—770nm 橙597—622nm �黄597—577nm 绿577—492nm �蓝靛492—455nm 紫455—390nm �紫外光小于400nm,红外光大于780nm
2、折射
光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向一般会发生变化,这种现象叫光的折射
定律:n x sin(i) = n’ x sin(i’)
3、全反射
光由光密(即光在其中传播速度较小的)媒质射到光疏(即光在其中传播速度较大的)媒质的界面时,全部被反射回原媒质内的现象。
三、指纹仪的光学原理
下图是一种应用45度棱镜(指纹仪结构不同所应用的棱镜有所不同,但原理一样)的指纹仪光学系统的原理图。
指纹凹陷处不与棱镜接触发生全反射,突起处油脂和汗液与棱镜接触,发生散射。由此生成一副高对比的黑白图像,再通过成像光学系统成像在传感器上,然后再传输到上位机上进行处理。
四、指纹仪光学重要指标
1、分辨率
现行公安部发布的指纹采集仪标准中对分辨率的要求为500dpi,dpi是英文“dot per inch”的缩写,也就是“每英寸有多少个点”的意思。500dpi 就是要求指纹仪的光学系统采集一英寸(25.4mm)的图像对应500个点,因此光学系统要至少分辨出0.0508mm(25.4mm/500=0.0508mm)大小的点,每个点经过光学系统成像后对应于CCD或CMOS上的一个像素。
2、有效图像尺寸
有效图像尺寸就是采集的有效成像面积。
3、畸变
(1)对于光学式指纹仪而言,如果不采取任何校正措施则会产生投影畸变,这种畸变将把一个正方形的物成一个梯形的像;
(2)光学系统的像差会使图像产生偏离原图像的枕形或筒形变形;这些变形的像与理想像的偏离量与理想像长度的比值称为采集仪的相对畸变。通常对高精度的指纹采集仪该指标为<1%,对民用采集仪该指标为<2%。
4、背景灰度不均匀性
背景图像不同区域的灰度值相对于整个背景图像灰度均值的变化程度。其计算公式为:
灰度不均匀性=(灰度最大值-灰度最小值)/(灰度最大值+灰度最小值)
注:现行公安部发布的活体采集仪产品认证标准中提出背景灰度不均匀性要小于10%。
五、指纹仪鉴赏
射频式活体指纹仪
半导体电容式指纹仪
光学指纹仪