誤差過濾的方法題 - 假指紋肆虐！將引發(fā)一場技術生死博弈

誤差過濾的方法

由于采集指紋圖像存在各種噪聲，例如濕手指、手指有油漬，以及由于磨損存在的手指變得粗糙，這一方面可以通過設置適當?shù)拈撝祦砀纳疲嗟膭t是要通過誤差過濾來提升識別良率。

通過圖像增強可以過濾噪音，從而很好滴實現(xiàn)誤差過濾。指紋圖像的增強就是對指紋圖像采用一定的算法進行處理，增強脊線和谷線的對比度，使其紋線結構清晰化，盡量突出和保留固有的特征信息，避免產(chǎn)生偽特征信息。

圖像增強的方法有很多種，表2中簡單列舉了其中一部分，這些圖像增強方法大多數(shù)是通過過濾圖像與脊線局部方向相匹配。首先，將提取到的特征圖像分成幾個小區(qū)域，并在每個區(qū)域上計算出脊線的局部方向，用來決定方向圖。然后，設計適用于圖像中所有的像素的匹配濾鏡。

最后，依據(jù)每個像素中脊線的局部走向，通過濾鏡增強在同一方向脊線的走向，減弱任何不同于脊線的方向。說的通俗一點就是用濾鏡增強每一個區(qū)域的同一方向的脊線走向，弱化其他脊線的走向，從而減小誤差對指紋識別良率的影響。

表2 指紋圖像預處理/增強/分割方法

介紹完指紋識別技術的“軟件”，我們再來聊一下指紋識別技術的“硬件”——指紋識別傳感器。

按壓式or刮擦式

談及指紋傳感器，大家都會想到手機，而談及手機指紋傳感器，大家則都會想到iPhone。iPhone 5s算得上是推動指紋傳感器在手機應用中成為時尚潮流的大功臣，而iPhone及之后選用的指紋傳感器大部分都是按壓式指紋傳感器。

所謂按壓式指紋傳感器就是只需將手指放置放置在Home鍵上按壓手指，系統(tǒng)會采集多次圖像。在算法方面，是直接選定該面積區(qū)域的指紋來采集特征點（這在前文小編已經(jīng)用了大段文字做了介紹，這里就不再贅述了），理論上識別率會更高。

而在這之前，其實還有一種不同于iPhone按壓式指紋傳感器——按壓式指紋傳感器。大家可能都不曾接觸過按壓式指紋傳感器，但是這里還是有必要拿出來介紹一下的。

刮擦式指紋傳感器又稱為滑動式指紋傳感器。早在功能機時代就已經(jīng)有應用，在1998年，西門子就曾展示過采用Bromba公司的集成指刮擦式指紋識別模塊的原型機（最終沒能量產(chǎn)上市）。2000年，法國SAGEM推出帶有指紋識別功能的手機，其采用的也是刮擦式指紋傳感器，算得上是業(yè)內(nèi)首款量產(chǎn)的帶有指紋傳感器的手機了。2011年，摩托羅拉推出的Atrix 4G算是智能機時代首款集成指紋模塊的智能手機，它仍然采用了刮擦式指紋識別技術，并與電源鍵合二為一。但是這些手機都未能將指紋傳感器帶來真正地在手機應用中普及，除了當時成本原因外，其自身也存在一定的問題。

刮擦式指紋傳感器采用分段成像原理，為進行讀取，必須在識別器上滑動或拖動手指，或?qū)⑹种杆⑦^識別器，有點類似現(xiàn)在的全景相機。當手指在傳感器表面上滑動時，它會對手指進行連續(xù) “快照”，如圖3所示。之后，傳感器將這些快照“縫合”在一起，形成尺寸如同傳感器所拍攝的圖像一樣大或更大的指紋圖像。其最大的缺點就是速度慢，且準確率難以保證。另外，刮擦式指紋傳感器還規(guī)定方向，從Home鍵的正上方刮擦到正下方才能成功解鎖，傾斜角度過大都可能導致識別失敗。這就有點尷尬了，在這個談用戶體驗的時代，這種指紋識別傳感器用戶體驗不及格，有點脫離群眾路線啦。當然，現(xiàn)在的刮擦式指紋傳感技術還是略有改觀，但是和按壓式的還是有著一定的差距。

圖3 按壓式指紋傳感器識別指紋方式