約1年前、学期論文を書いている間、指紋スキャナーに出くわす必要がありました。 私は彼らが多様性にどれほど不愉快に思っていたかをはっきりと覚えています-誰にとっても情報漏えいのチャネルを探し、それらを評価するための方法論を書かなければならなかったからです。 それにもかかわらず、信頼性と有効性の度合いが異なる指紋を取得するための根本的に異なる方法が現在存在するという事実は残っています。
スキャンについて
1年以上前に、 Habréでバイオメトリック認証の問題が提起されたため、簡単に一般的な情報を提供します。 生理学的に、指紋はいわゆる乳頭状パターン-窪みによって分離された個々の毛穴を含む突起（隆起）の構成です。 指の皮膚の下には血管のネットワークがあります。 また、指紋は皮膚の特定の電気的および熱的特性に関連付けられています。 これは、指紋画像を取得するために、光、熱または電気容量（およびそれらの組み合わせ）を使用できることを意味します。 指紋は胎児の発達中に形成され、人の生涯を通じて変化することはありません。さらに、しばらくして損傷を受けた場合、元の構造を復元します。 一卵性双生児であっても、同一の指紋はありません。 信頼性の観点から、指紋スキャンはDNA分析に次ぐだけでなく、虹彩や網膜のスキャンも行います。
既存の指紋スキャナーはすべて、光学、半導体、超音波の3つのグループに分類できます。 さらに、各メソッドにはいくつかの実装メソッドがあります。
光学スキャナー
光学スキャナー-光学イメージング法の使用に基づきます。 光学的方法を実装するには、いくつかの主な方法があります。
反射光学法
この方法では、Frusted Total Internal Reflectionエフェクトを使用します。 その効果は、光が2つの媒体間の界面に当たると、光エネルギーが2つの部分に分割されるという事実にあります。1つは境界から反射し、もう1つは境界を2番目の媒体に浸透します。 反射エネルギーの割合は、光束の入射角に依存します。 特定の角度の特定の値から開始すると、すべての光エネルギーが界面から反射されます。
この現象は、全反射と呼ばれます。 高密度の光学媒体（指の表面）と内部全反射の点で密度の低い光学媒体との接触の場合、光線はこの境界を通過します。 したがって、指の乳頭状パターンが適用されなかった全内部反射の特定のポイントで反射された光線のみが境界から反射されます。 特殊なイメージセンサー（スキャナーの実装に応じてCMOSまたはCCD）を使用して、指の表面の光イメージをキャプチャします。
この方法の欠点：
•ダミーからの効果的な保護
•汚染に対する感度
このようなスキャナーの主要メーカーは、BioLink、Digital Persona、Identixです。
光伝送方式
このタイプのスキャナーは、出力のすべての導波路が光センサーに接続されている光ファイバーマトリックスです。
各センサーの感度により、指とマトリックスの表面との接触点で指を通過する残留光を記録できます。 指紋全体の画像は、各光センサーから読み取られたデータに従って形成されます。
この方法にはさらに多くの利点があります。
•高い読み取り信頼性
•不正行為に強い
ただし、この方法には重大な欠点もあります。実装の複雑さです。
このタイプのスキャナーは、Security First Corpによって製造されています。
光学非接触スキャナー
光学式非接触スキャナー（タッチレススキャナー）では、信じられないでしょう。スキャンデバイスの表面に指を直接接触させる必要はありません。 スキャナーの穴に指を当てると、いくつかの光源がさまざまな側面から下から照らします。スキャナーの中心にはレンズがあり、収集された情報は、受信したデータを指紋画像に変換するCMOSカメラに投影されます。
このタイプのスキャナーの大手メーカー、タッチレスセンサーテクノロジー。
（何らかの理由で、長所/短所については何もありません）
半導体スキャナー
半導体スキャナーは、乳頭パターンの隆起部とスキャナーの表面との間の接触点で変化する指の表面画像を取得するための半導体特性の使用に基づいています。
静電容量スキャナ
静電容量式スキャナーは、今日の指紋イメージング用の最も一般的な半導体デバイスです。 彼らの研究は、乳頭状パターンの頂部が半導体マトリックスの要素と接触すると、半導体のpn接合の静電容量を変化させる効果に基づいています。 マトリックス内の各半導体素子が1つのコンデンサプレートとして機能し、指が別のコンデンサプレートとして機能する静電容量型スキャナーの変更があります。 指がセンサーに適用されると、静電容量が各敏感な要素と乳頭パターンの突起と凹の間で形成され、その値は指のエンボス表面と要素の間の距離によって決まります。 これらの容量のマトリックスは、指紋画像に変換されます。
その人気による利点は次のとおりです。
•低コスト
•信頼性
短所：
•ダミーからの効果的な保護
このタイプのスキャナーの主要メーカーは、インフィニオン、STMicroelectronics、Veridicomです。
RFスキャナー
RFフィールドスキャナーは要素のマトリックスを使用し、各要素はミニチュアアンテナのように機能します。 RFモジュールは、低強度信号を生成し、スキャンした指の表面に向けます。 マトリックスの敏感な要素のそれぞれは、乳頭パターンから反射された信号を受け取ります。 各小型アンテナで誘導されるemfの大きさは、その近くにある乳頭パターンの隆起の有無によって異なります。 このようにして得られた応力行列は、指紋のデジタル画像に変換されます。
利点：
•皮膚の生理学的特性が分析されるため、このスキャナーの不正行為の可能性はゼロになる傾向があります。
短所：
•指の接触不良による不安定な動作
RFスキャナーの有名なメーカーはAuthentecです。
圧力スキャナー
圧力スキャナーは、設計に感圧性圧電素子のマトリックスを使用します。 指を走査面に当てると、乳頭状パターンのとがった突起がマトリックス要素の特定のサブセットに圧力をかけます。 スキンパターンのくぼみは圧力をかけません。 したがって、圧電素子から得られた電圧の全体が指紋画像に変換されます。
この方法には、いくつかの欠点があります。
•低感度
•ダミーからの効果的な保護
•過度の努力による損傷の影響を受けやすい
感圧スキャナーはBMFによって製造されています。
サーモスキャナー
サーマルスキャナー-これらのデバイスでは、温度差を記録してそれを電圧に変換できる焦電素子で構成されるセンサーが使用されます。
焦電素子に接触する乳頭状パターンの突起の温度とくぼみ内の空気の温度によってスキャナーに指が当てられると、指の表面の温度マップが作成され、その後デジタル画像に変換されます。
温度法には多くの利点があります。
•静電気放電に対する高い耐性
•広い温度範囲での安定した作業
•ダミーに対する効果的な保護。
この方法の欠点には、画像がすぐに消えてしまうという事実が含まれます。 最初の瞬間に指を当てると、温度差が大きくなり、信号レベルがそれぞれ高くなります。 短時間（10分の1秒未満）後、指とセンサーが温度平衡状態になるため、画像が消えます。
超音波法
これまでのところ、このグループにはメソッドと呼ばれるメソッドが1つしかありません。 超音波スキャナーは、超音波で指の表面をスキャンします。 波源とホタテの突起と乳頭パターンのくぼみの間の距離は、それらから反射されるエコーによって測定されます。
結果として得られる画像の品質は、生体認証市場で提示されている他のどの方法よりも10倍優れています。 さらに、この方法は、指パターンの指紋に加えて、パルスなどの他の特性に関する情報を受信できるため、ダミーからほぼ完全に保護されています。
短所：
•高コスト
このタイプのスキャナーの大手メーカーは、Ultra-Scan Corporationです。
文学（コースのように）：
1. ロシアの生体認証ポータル （残念ながら、もう機能しません）
2. AtmelおよびFujitsu指紋センサー
3. Zadorozhniy B.指紋識別
4.コンピューター上の特定のWord文書：「ああ、これはもうかっこいい」 残念ながら、それがどんな種類の本/サイトであったのか、そしてなぜ私もそれを理解しなかったのか、私はそれを理解していなかった