苹果iPhone 5S指纹识别揭秘
- 2013-9-28 17:33:01
- 类型:原创
- 来源:电脑报
- 报纸编辑:罗琪
- 作者:
【电脑报在线】看到iPhone5S/5C,不少朋友都觉得苹果似乎变不出啥新花样了,居然也跟诺记玩起彩壳概念。其实非也,iPhone5S强大的是它的新花招Touch ID指纹辨识功能,它被誉为开创了手机生物验证的新时代,未来将可能在辨识技术上占有一席之地。那这个名为“Touch ID 传感器”有什么过人之处呢?
看到iPhone5S/5C,不少朋友都觉得苹果似乎变不出啥新花样了,居然也跟诺记玩起彩壳概念。其实非也,iPhone5S强大的是它的新花招Touch ID指纹辨识功能,它被誉为开创了手机生物验证的新时代,未来将可能在辨识技术上占有一席之地。那这个名为“Touch ID 传感器”有什么过人之处呢?
Touch ID,新在哪
谈到指纹识别,相信不少朋友都不以为然,早在数年前,笔记本电脑就支持指纹辨识,体验还不怎么样,常常无法识别指纹,或者需要用户洗干净手后它才能读取指纹信息。
的确,以前笔记本使用的指纹系统属于光学识别系统,实现较为简单:我们可以把它视为缩小的数码相机,通过影像来捕捉到指纹的图片,然后和设置时录入的参照图片相匹配。但光学指纹识别系统由于光不能穿透皮肤表层,只能够扫描手指皮肤的表面,或者扫描到死性皮肤层,因此识别率并不高。如果用户手指上粘了较多的灰尘,可能就会出现识别出错的情况。安全方面也不太令人满意,如果人们按照手指做一个指纹手模,也可通过识别系统。当然,针对光学识别缺点,目前笔记本电脑也开始采用第二代指纹识别系统——电容式指纹采集,电子信号可穿过手指的表面和死性皮肤层而达到手指皮肤的真皮层,直接读取指纹图案,改变以前指纹识别容易出错和不稳定的缺点。
不过,你完全不能以传统眼光来看待苹果的Touch ID指纹识别技术,因为Touch ID有着不少新意。
首先,iPhone 5s 内置的 Touch ID 采用了一个精度为500ppi的感应器,能够全方位的扫描指纹。和Thinkpad笔记本指纹识别不同的是,iPhone 5s的指纹识别是360°的,你不需要把手指摆正,再从上往下滑动手指,只需要把手指很随意的放上去,几乎都可以被识别。当然在这看似简单的背后但蕴含都会极高的技术含量:Touch ID指纹读取做了两层验证。
第一层验证,借助了一个指纹电容传感识别感应器提高识别率。它通过人体带有的微电场与电容传感器间形成微电流,通过指纹的波峰波谷与感应器之间的距离形成电容的高低差,从而描绘整个接触面的指纹图像,然后通过模式识别算法进行处理。这个跟我们现有手机的电容屏实现类似。
而且为了提高识别效果,Touch ID还引入了无线射频。射频技术是将一个低频的射频信号发射到真皮层。因为人体细胞液是导电的,读取真皮层的电场分布而获得整个真皮层最精确的图像。因为指纹的沟和脊的部分电场强弱的不同,所以传感器能获得很完整的图像,甚至人的汗孔。射频电波会直接检测皮肤下方的活体组织,而不是直接去扫皮肤表面。
Touch ID,新在哪
谈到指纹识别,相信不少朋友都不以为然,早在数年前,笔记本电脑就支持指纹辨识,体验还不怎么样,常常无法识别指纹,或者需要用户洗干净手后它才能读取指纹信息。
的确,以前笔记本使用的指纹系统属于光学识别系统,实现较为简单:我们可以把它视为缩小的数码相机,通过影像来捕捉到指纹的图片,然后和设置时录入的参照图片相匹配。但光学指纹识别系统由于光不能穿透皮肤表层,只能够扫描手指皮肤的表面,或者扫描到死性皮肤层,因此识别率并不高。如果用户手指上粘了较多的灰尘,可能就会出现识别出错的情况。安全方面也不太令人满意,如果人们按照手指做一个指纹手模,也可通过识别系统。当然,针对光学识别缺点,目前笔记本电脑也开始采用第二代指纹识别系统——电容式指纹采集,电子信号可穿过手指的表面和死性皮肤层而达到手指皮肤的真皮层,直接读取指纹图案,改变以前指纹识别容易出错和不稳定的缺点。
不过,你完全不能以传统眼光来看待苹果的Touch ID指纹识别技术,因为Touch ID有着不少新意。
首先,iPhone 5s 内置的 Touch ID 采用了一个精度为500ppi的感应器,能够全方位的扫描指纹。和Thinkpad笔记本指纹识别不同的是,iPhone 5s的指纹识别是360°的,你不需要把手指摆正,再从上往下滑动手指,只需要把手指很随意的放上去,几乎都可以被识别。当然在这看似简单的背后但蕴含都会极高的技术含量:Touch ID指纹读取做了两层验证。
第一层验证,借助了一个指纹电容传感识别感应器提高识别率。它通过人体带有的微电场与电容传感器间形成微电流,通过指纹的波峰波谷与感应器之间的距离形成电容的高低差,从而描绘整个接触面的指纹图像,然后通过模式识别算法进行处理。这个跟我们现有手机的电容屏实现类似。
而且为了提高识别效果,Touch ID还引入了无线射频。射频技术是将一个低频的射频信号发射到真皮层。因为人体细胞液是导电的,读取真皮层的电场分布而获得整个真皮层最精确的图像。因为指纹的沟和脊的部分电场强弱的不同,所以传感器能获得很完整的图像,甚至人的汗孔。射频电波会直接检测皮肤下方的活体组织,而不是直接去扫皮肤表面。
此外,Touch ID外面有一个驱动环,由它将射频信号发射出来,然后水晶石下面的感应组件读取从真皮层反射回来的信号,形成一幅指纹图像。之后用模式识别算法进行图像增强,计算方向图,二值化处理,然后细化等一系列非常复杂的过程,形成指纹图像或者模板。再次提高指纹识别率。
本文出自2013-09-30出版的《电脑报》2013年第38期 D.智能手机
(网站编辑:pcw2013)
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