在飽經米粉、網友們猜測之后，小米5終于來了。正如小米的“為發(fā)燒而生”所言，一系列黑科技也確實讓小米5賺足了眼球，其中就包括支持指紋識別的Home鍵。雖然“指紋手機”已經算是“舊聞”了，包括蘋果、三星、華為、vivo、樂視、酷派等通信廠商在此之前均已推出指紋手機，指紋識別儼然已經成為“手機標配”。那么，這些手機上的指紋識別到底有什么獨特魅力?小米5的Home鍵如此小，對于指紋識別的準確度有無影響?
手機上的指紋識別是如何實現的?
指紋識別的概念已經比較普遍，簡單來說，是通過比較指紋上不同的細節(jié)特征點來進行身份的鑒別。這些細節(jié)特征點包括主要是手指上凹凸不平的紋線的起點、終點、結合點和分叉點等。這就好像每個人的每個手指上都有一個獨一無二的“迷宮”，每個“迷宮”的紋路、起點、終點、拐點都不同，而這些不同的“特征點”也是定義“你就是你”的關鍵點。
目前，根據傳感器的不同指紋采集技術主要有兩種不同的分類：光學識別、半導體識別(分為電容傳感器及射頻傳感器)，手機一般使用的是半導體識別。
1、光學識別是通過基于光學發(fā)射裝置發(fā)射的光線，射到手指上再反射回機器以獲取數據，并對比資料庫看是否一致，其實現過程類似于攝像頭拍照。
光學識別只能到達皮膚的表皮層，而不能到達真皮層，而且受手指表面是否干凈影響較大。
2、半導體識別則分為兩種情況。
電容傳感器技術是采用了交替命令的并排列和傳感器電板，交替板的形式是兩個電容板，以及指紋的山谷和山脊成為板之間的電介質。兩者之間的恒量電介質的傳感器檢測變化來生成指紋圖像。此種傳感器對手指的清潔程度要求還是比較高，而且傳感器表面使用硅材料，比較容易損壞。
另外一種，射頻傳感器通過傳感器發(fā)射微量的射頻信號，穿透手指的表皮層獲取里層的紋路以獲取信息，來獲得最佳的指紋圖像。(編者注：射頻特指第3代電容技術，一些第2代主動型電容技術廠商也在宣傳中用射頻這個詞語。但其實不管被動、主動、射頻，這些詞語都是通俗化的比喻，并非科學的術語。從術語角度，123代應歸類為“C-V”型，表示將電容轉換為電壓進行測量，而第4代之所以叫“C-Q-T”，指的是電容轉電量再轉時間的間接傳感方法。)
手機上指紋識別有什么特殊性嗎?
說完指紋識別，我們可以來看看手機上的指紋識別到底有無特殊性。本質上，無論是手機、平板，還是PC端、其他指紋類集成設備，其技術原理都是一致的。一個完整的指紋識別系統(tǒng)包括傳感器(Sensor)+指紋算法+處理平臺/軟件，通常手機上的指紋采集區(qū)域模塊——
比如小米的Home鍵，就是傳感器區(qū)域，而指紋算法則是內嵌的一套算法系統(tǒng)，可以實現指紋特征提取/匹配、特征模板庫，而處理平臺則是基于手機自帶的硬件形成的，一般位于手機主板上。歸根結底，指紋手機其實是將體積很小的指紋模塊集成到手機之中。
不同的指紋模塊，也會有不同的采集方式：按壓式或刮擦式。
顧名思義，按壓式(也叫面積式)指紋識別主要是通過手指按壓的力度實現采集與認證，比如蘋果、華為、小米都是采用的此種方式;而刮擦式則是通過手指的刮擦動作實現指紋采集和認證，比如三星的指紋識別則是采用此種方式。
無論是哪種采集方式，其實都不會影響手機和PC端的硬件配置條件。以當前的普通手機的硬件配置來說，完全可以滿足指紋識別的功能，除了配套的處理平臺、指紋傳感器，并不需要更高的硬件配置。
小米5的Home鍵那么小，對于識別準確度是否有影響?
普及完指紋識別的基礎知識之后，我們回歸到小米5身上：Home鍵，也就是傳感器的大小會對指紋識別的精確度有影響嗎?
前面也提及過，指紋識別是通過指紋的特征點來進行身份鑒別的，特征信息量越多，指紋識別的結果也愈精準。而傳感器大小是會影響到采集到的信息量，所以說對于精確度會有一定影響;但對于普通應用(如登錄、解鎖等)而言影響較小，反倒可能因為數據量的減少而加快速度(對于特定應用通常會有個閾值，滿足閾值后再提高也沒有實質性的意義)，而這種影響主要體現在用戶體驗度方面。
所以，對于手機等移動終端來說，為了外觀設計而減少采集面積并不意味著準確度的降低。當前的絕大部分手機廠商為了解決這個矛盾，同時也會在指紋算法方面有所傾斜。比如采取當前較為先進的多指紋融合技術，此種技術簡單來說可以通過多次采集、將同一手指不同部位的指紋進行融合，從而形成一個完整的指紋模板存在模板庫中，以更加方面、準確的實現用戶身份認證。
小米在發(fā)布會上說用戶體驗不輸于蘋果，可能就是在識別認證的算法有所提升的緣故。
通過指紋識別算法的升級、改進，指紋識別對于信息量的要求會有所減少，故而小米5 Home鍵即使比較小，也能達到一定的應用效果，但是對于支付環(huán)節(jié)來說識別的要求會更高，以三星為代表的眾多通信廠商正試圖將虹膜識別技術納入手機等移動終端，三星也多次放出虹膜手機的信息，但只聞其聲未見真機。
隨著生物識別技術的發(fā)展，相信會有更多小巧、創(chuàng)新的指紋識別、虹膜識別應用融入于手機中，我們的日常生活也會愈加安全、便捷、時尚!
【作者介紹】北京天誠盛業(yè)科技有限公司專注于生物識別(人臉、虹膜、指紋)領域和數據安全領域，曾榮膺國家技術發(fā)明獎二等獎，是生物識別國家標準的重點起草單位，獲100多項發(fā)明專利。感興趣的童鞋可訪問天誠盛業(yè)查看。
