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手机指纹识别按键到底是如何识别指纹的?

来源:制造原理

要说到人体特征识别

小伙伴们都会想到哪些应用呢是充满黑科技的虹膜识别还是最新的人脸识别其中应用最广泛的还就当属指纹识别莫属了!

小伙伴们有关注过自己的手吗?我们打开双手,首先看到的就是看到的就是这些奇奇怪怪的纹路,在这些纹路的背后蕴含着的是我们天生就有的、几乎不可能重复的人体特征信息。

事实上,我们似乎更关心的是一些有关指纹的疑问吧!比如指纹是怎么来的、长出指纹到底是为了什么、手机指纹解锁安全吗、指纹可不可以被抹去等等一系类的问题。今天就带大家了解一下这个神奇的存在?----指纹。

小编一直都是以为指纹就是手指上的一些凹槽,相信也有不少的小伙伴们也是这样理解的吧!但是这个说法并不正确,指纹不是凹槽,而是表皮上凸起的特殊纹线。

有科学资料表明,当还处在5到6周的胚胎期婴儿,手这个重要的组织就开始发育了,这个时候真的是没有指纹的,在随后的发育中逐渐一些表皮组织弯折,差不多达到25周左右时,指纹才会完全成型,并陪伴我们终生。

值得一提的是,指纹在随后的日子里只是不断的变粗变大,纹路不会改变。即使受到了外伤,只要不损伤到真皮层,指纹还会重新长出来的。

如果我们仔细观察自己和别人的指纹,大概能发现有三种不同的形状,分别是“斗形”“箕形”’“弓形”这种形状的分布和地区有着很大的关系,比如,中国人、日本人的指纹中,斗形纹和箕形纹的出现率大致相当,共占整体的 90% 以上;欧洲人的指纹中,箕形纹出现率较高;美国人的指纹中,则是弓形纹的出现率较高。

就算是同卵双胞胎,DNA都可以完全相同,但是指纹的重复率是150亿分之一,在概率学上就被判定成不可能事件了。就连同卵双胞胎也不例外。

有人就提出这样的问题:人为什么要有指纹?你肯定要说,不就是为了鉴定身份嘛。不错,的确是有这个功能。早在2500年前的战国后期,就有出土的竹简提到了用指纹来判案的例子,但是请仔细想一想,指纹用于准确判断身份(古代不算哈)才开始多少年呢?

而指纹却伴随了人类发展的全部时期,甚至一些其他的动物也存在这样的现象。这使得为什么产生指纹变成了科学界的一个课题。

关于这个问题,学术界有这样几种不同的假说。一是说指纹充满沟壑的结构是为了减少了摩擦力,使皮肤更容易拉伸和变形,这样可以避免皮肤受到伤害。就像是如果拉一张褶皱的纸张和平整的纸张,当然是褶皱的纸张能够被拉伸是一个道理。

另一个说法是远古人类的遗传说,当时由于没有盛水的工具,往往需要用手去河边盛水,而指纹的作用正是为了保持更多的水可以留存在手上。就算是科技如此发达的现在,科学家依然无法找到一种可以经得住论证的假说,人类为什么有指纹也许永远都是一个谜团。

即便是我们并不清楚指纹的成因,也并不能阻碍我们使用指纹的特殊性质来进行身份认证。那么问题来了,这些设备到底是如何识别指纹的呢?

发着绿光的指纹打卡机

我们常见的这种叫做“光学式指纹识别系统”是利用光线反射成像识别指纹的,这类型指纹模块对使用环境的温度湿度都有一定的要求,如果你大冬天的骑自行车,这时候跑到门前打卡经常是打不上的,还要把冰凉的手指头放到嘴边哈气一会才能识别,别提多尴尬了。由于这种设备体积过于庞大,并不适合在手机上使用。

手机上的指纹识别按键

手机上那个小小的按键其实是一个电容式指纹模块,利用硅晶元与导电的皮下电电解液成电场,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。这种方式适应能力强,对使用环境无特殊要求,同时整个组件体积还比较小,因而使得该技术在手机端得到了比较好的推广。

公安系统的指纹采集器

我们去办理身份证和补办身份证的时候是需要录入指纹的,这个录入设备就是生物射频指纹识别系统,这种设备的精度是非常高的。它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。

指纹敏感器的识别原理只对人的真皮皮肤有反应,从根本上杜绝了人造指纹的问题,宽温区:适合特别寒冷或特别酷热的地区。因此射频技术是目前最可靠,最有力有解决方案。

但是不论何种采集方式,采集到的信息并不是指纹的图片,而是以一种特殊算法计算的到的一串代码,就像是根据指纹,排列组合成一个相对应条形码,如果逆向对比,就可以通过计算获得两个指纹是否出自同一人,一般是有四个步骤的。

1、指纹采集。第一次采集指纹的时候,经常同一个手指也要全方位的录入一遍,这是为了将整个指纹完整的记录下来,因为指纹片段并不能作为识别的证据。

2、指纹评估。对整个信息进行严格的判断,如果不合格是需要重新采集。

3、提取特征。这一步是相当关键的一步,需要强大的算法软件进行支持,将采集到的指纹终结点,分叉点,分歧点,孤立点,环点,短纹等等信息进行数学转换,并且保存在数据库中。

4、指纹匹配。如果再次识别到的指纹具有以上信息,就可以确定身份信息并且执行操作。

这时候我们回到前面的话题,来看看指纹锁到底安全不安全。一般的法医学上要确定两个指纹是否出自同一个人,指纹比对的特征需要30个以上相符才能判定,而我们的手机并不会如此精确的计算,不过随着算法的不断更新,手机的识别水平也是在飞速的发展,安全性也有质的飞跃。小编觉得指纹锁能够在手机上铺天盖地的普及开来,一个重要的原因就是大多数人懒得输入密码吧。

那指纹会不会消失呢?这个还真有可能,的确发现极少一部分药物是会使指纹短暂模糊甚至消失,如果这时候需要进行出入境,是需要随身携带医生开出的证明才可以的。

如果想彻底的毁灭指纹,那也不是不可能的,通过各种暴力手段使手指的真皮层受损,指纹的确不会重新长出来。

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