电容式，有实体按键；屏下用光学和超声波，超声波穿透性强，利于湿手，可检测活体，技术成熟度还差点，所以更贵。

本文章缘于微信公众号<中科院物理所>转发，发表时间：2023-04-27-16:18——访问时间：2023-05-02。

源文章地址：微信公众号<中兴文档>——中兴文档_电容？光学？超声波？手机指纹识别技术你了解吗？——发表时间：2023-04-19-11:33——访问时间：2023-05-02。

以下为节选。

正是由于指纹与生俱来的便捷性以及约1/150亿的超低重复率，指纹识别技术成为了当今应用最广泛的生物识别技术之一，而且与我们的生活息息相关。

手机是怎么识别指纹的？

手机需要搭载指纹识别模块，其工作过程通常分为三步：采集、处理、匹配。

1. 采集

   由传感器负责识别指纹，并采集到粗略的指纹图像。按采集原理主要分为光学式、电容式、超声波式，按采集方式主要分为刮擦式和按压式。

2. 处理

   采集到的指纹图像还需要处理。先通过灰度均衡、噪点消除、图像增强等方法让指纹的纹路更清晰，再通过算法提取指纹的特征数据。10个指纹可生成约4900个独立可测量的特征，比如环型/弓型/螺旋型纹路图案下的核心点、三角点、纹数、方向、曲率、位置等特征。最后将这些由指纹图像形成的特征数据存储为用于模板。

3. 匹配

   再次采集并处理指纹后，指纹识别模块通过算法将新指纹的特征数据与已有模板进行匹配，匹配度高于阈值则通过识别。

手机指纹识别技术有哪些？

主要向大家介绍，在上述采集过程中传感器对指纹的识别技术。

• 电容式指纹识别技术

  一种成熟的传统指纹识别技术，在智能手机领域普及率较高。实现原理如下： 电容传感器上有N个面积相同的小电容器极板，手指可以看作一个大的电容器极板，当手指接触电容传感器时，就形成了N个小电容器，它们的电容值取决于指纹到小电容器极板的距离。

  指纹的“嵴”（jí）凸起，距离极板近，电容大；指纹的“峪”（yù）凹下，距离极板远，电容小。在放电过程中，由于电容值不同，嵴放电较慢，峪放电较快。指纹上一条条高低起伏的纹路转换成了电信号，从而被准确识别。  »电容式指纹识别有刮擦式和按压式两种采集方式。  »  »1. 刮擦式类似于全景相机，当手指在传感器表面滑动时，传感器对指纹“拍照”再“拼接”。缺点在于，手指必须按照特定方向和角度进行匀速滑动，导致识别率和便捷性不太令人满意，手机上也早已见不到刮擦式指纹识别模块的身影啦。  »2. 按压式作为前者的优化方案，相信大家都非常熟悉。手指只需按压在传感器上，就能快速识别指纹，更易于操作。

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起初，手机普遍采用将传感器与Home键相结合的前置指纹识别方式，但随着大屏、全面屏热潮的掀起，手机正面没有多余空间去容纳实体按键了。

为了不影响屏占比，传感器挪到了手机背部，但这种后置指纹识别方式需要用户盲按，可能一下还按不准，不太符合用户习惯。

许多手机又将传感器与电源键结合，出现了侧边指纹识别方式，但容易发生误触。而且要想指纹的有效识别区域越大，手机就越厚，指纹识别率与手机轻薄度不可兼得。

其实对于电容式指纹识别技术，无论是刮擦还是按压，无论是前置、后置还是侧边，在手机外表面必然有一个实体传感器，在一定程度上会影响手机外观。

手机屏幕也在从LCD屏幕过渡到OLED屏幕。 基于OLED屏幕的屏下指纹识别方案应运而生。将指纹传感器放置于屏幕下方，也让用户在进行指纹识别时会有更强的科技感体验。 屏下指纹识别目前有光学式和超声波式这两种实现方式。

• 光学式指纹识别技术

  是一种生活中常见的指纹识别技术，比如应用于考勤的打卡机。主要利用光反射原理：手指按压屏幕，屏幕发光照亮手指按压区域。当光线照射到指纹的“嵴”和“峪”时，会产生不同角度和明暗程度的反射光线，透过屏幕像素间隙，被屏幕下的光学传感器接收，从而识别出指纹。

  光学式指纹识别技术的优点是：操作方便、穿透性好，技术成熟，成本不高。但也有明显缺点：无法识别皮肤真皮层，安全性较低，防伪性较差，而且屏幕特定区域需要长期发亮，增加功耗，可能影响屏幕寿命。

• 超声波式指纹识别技术

  类似于声纳原理。手指按压屏幕，屏幕下的传感器向手指按压区域发射超声波。当超声波接触到指纹的“嵴”和“峪”时，被吸收、穿透、反射的程度有差异，会产生不同能量的回波并被传感器接收，从而构建出3D指纹图像。

  超声波式指纹识别技术的优点是：穿透性强，抗水渍、污渍干扰能力强，识别率高，支持活体检测，安全性较高。缺点是：造价高，技术相对不太成熟，市场占有率低。