5140 подписчиков

Как распознается отпечаток пальца на смартфоне и какая технология при этом используется?

6 минут

115 прочтений

14 декабря 2023

В этой статье ответим на вопрос, как распознается отпечаток пальца на смартфоне, какие технологии распознавания отпечатков пальцев применяются и какая технология распознавания отпечатков пальцев чаще всего используется в смартфонах и почему.

Когда вы нажимаете кнопку включения на смартфоне, он активирует датчик отпечатков пальцев, который обычно расположен на кнопке включения смартфона, под экраном или на задней панели устройства.

Датчик использует оптическую, ультразвуковую или емкостную технологию для сканирования и считывания уникального узора вашего отпечатка пальца.

После успешной аутентификации ваш отпечаток пальца разблокирует смартфон и позволит вам получить доступ к устройству.

Давайте более подробно рассмотрим каждую из технологий и отметим их достоинства и недостатки.

Оптическая технология распознавания отпечатков пальцев

Оптическая технология распознавания отпечатков пальцев использует оптический сканер для считывания уникальных характеристик папиллярных линий на поверхности пальцев. Процесс работы этой технологии включает в себя следующие этапы:

Сканирование. Палец помещается на оптический сканер, который использует свет для создания изображения отпечатка пальца на поверхности. Во время сканирования, оптический сканер меряет различные параметры папиллярных линий, такие как расстояние между линиями, углы и направления.
Преобразование. Изображение отпечатка пальца преобразуется в математический алгоритм для дальнейшего анализа. Этот алгоритм представляет собой уникальную характеристику отпечатка пальца, известную как "шаблон".
Сопоставление. Шаблон отпечатка пальца сравнивается с заранее сохраненными шаблонами в базе данных. Если найдено соответствие, система утверждает, что отпечаток пальца успешно распознан.

Преимущества оптической технологии:

Высокая точность: Оптическая технология обеспечивает высокую точность распознавания отпечатков пальцев. Она способна различать даже малейшие изменения папиллярных линий.
Быстрота: Считывание отпечатков пальцев с помощью оптической технологии занимает всего несколько секунд, что делает ее пригодной для использования в различных приложениях, требующих быстрого и точного идентификации.

Недостатки оптической технологии:

Восприимчивость к истиранию. Со временем папиллярные линии на пальцах могут повреждаться, что может затруднить считывание отпечатка пальца и повлечь за собой снижение точности.
Возможность подделки. Иногда, хотя и редко, оптические сканеры могут быть обмануты фотографиями или искусственными отпечатками пальцев, что может привести к ошибочной идентификации.
Ограниченность поверхностей. Оптические сканеры могут иметь ограничения в считывании отпечатков пальцев на неровных или грязных поверхностях, что может потребовать дополнительных усилий для подготовки руки.
Чувствительность к освещению. Оптические сканеры могут быть чувствительны к изменению освещения, что может привести к искажению изображения отпечатка пальца и ухудшению точности считывания.

Однако, несмотря на свои недостатки, оптическая технология распознавания отпечатков пальцев остается одной из самых распространенных.

Ультразвуковая технология распознавания отпечатков пальцев

Ультразвуковая технология распознавания отпечатков пальцев основана на использовании ультразвуковых волн для создания трехмерной модели пальца и его отпечатка. Процесс работы такой системы обычно включает в себя следующие этапы:

Источник ультразвуковых волн излучает волны на поверхность пальца.
Волны отражаются от поверхности пальца и образуют набор эхо-отражений.
Полученные данные обрабатываются алгоритмами компьютерного зрения для создания трехмерной модели пальца и его отпечатка.
Полученная модель сравнивается с сохраненными шаблонами отпечатков пальцев в базе данных для идентификации.

Преимущества ультразвуковой технологии:

Более высокую точность распознавания. Ультразвуковые волны способны получить более подробные и точные данные о поверхности пальца, что позволяет более надежно идентифицировать отпечатки пальцев, даже в случае образования царапин или повреждения кожи.
Более высокую надежность. Ультразвуковая технология работает на основе внутренних характеристик пальцев, таких как структура кости и суставов, что делает ее более сложной для подделки или обмана.
Меньшую подверженность воздействию внешних факторов. Ультразвуковые волны могут проникать сквозь различные загрязнения на поверхности пальца, такие как грязь, масло или влага, что делает эту технологию более надежной в условиях изменяющихся окружающих условий.

Недостатки ультразвуковой технологии:

Более высокую стоимость. Ультразвуковые датчики и алгоритмы обработки данных могут быть дороже, чем другие технологии распознавания отпечатков пальцев.
Более высокую энергозатратность. Системы, основанные на ультразвуке, могут потреблять больше энергии, что может уменьшить срок службы аккумуляторов в портативных устройствах.
Большие размеры. Ультразвуковые датчики могут иметь более габаритные размеры, что может затруднять их интеграцию в малогабаритные устройства.

Емкостная технология распознавания отпечатков пальцев

Емкостная технология распознавания отпечатков пальцев является одной из самых популярных способов идентификации людей. Рассмотрим, как она работает и какие у нее преимущества и недостатки.

Работа емкостной технологии базируется на принципе использования емкостных сенсоров для регистрации уникальных характеристик отпечатка пальца.

Емкостным сенсором является прозрачная пластина с мелкой сеткой электродов на одной из сторон. Когда палец прикладывается к сенсору, отпечаток пальца образует диэлектрик между электродами, что меняет емкостные характеристики сенсора в зависимости от геометрии и уникальных черт пальца.

Преимущества емкостной технологии:

Высокий уровень точности. Емкостная технология распознавания позволяет достичь высокой точности и надежности идентификации путем анализа деталей отпечатка пальца.
Быстрота работы. Сенсоры на основе емкостной технологии работают быстро и могут распознают отпечатки пальцев практически мгновенно.
Сложность подделки. Емкостные сенсоры сложнее подделать, так как они требуют не только физического отпечатка пальца, но и уникальных свойств диэлектрика между электродами.
Удобство использования. Емкостные сенсоры могут быть встроены в различные устройства, такие как смартфоны, ноутбуки и другие электронные устройства, что делает их удобными для повседневного использования.

Недостатки емкостной технологии:

Чувствительность к повреждениям. Данный вид технологии может быть поврежден при наличии царапин, трещин или загрязнений на поверхности сенсора, что может привести к неверному распознаванию.
Неидеальная работа с мокрыми пальцами. При наличии влаги на пальцах может возникнуть проблема некорректного распознавания отпечатка.
Неидентифицируемость частичных отпечатков. Если на сенсоре оказывается только часть отпечатка пальца, то его может быть сложно распознать или вовсе невозможно.

Таким образом, емкостная технология распознавания отпечатков пальцев обладает рядом преимуществ, таких как высокая точность и надежность, быстрота работы и удобство использования. Однако, она также имеет и некоторые недостатки, такие как чувствительность к повреждениям и неидентифицируемость частичных отпечатков.

Исходя из характеристик перечисленных технологий можно сделать вывод, что на современных смартфонах всё чаще стала применяться емкостная технология распознавания отпечатков пальцев, при этом емкостной датчик встраивается в кнопку включения смартфона.