指紋是表皮上突起的紋線，紋線的起點(diǎn)、終點(diǎn)、結(jié)合點(diǎn)和分叉點(diǎn)，稱(chēng)為指紋的細(xì)節(jié)特征點(diǎn)，由于人的指紋是遺傳與環(huán)境共同作用的，其與人體健康也密切相關(guān)，因而指紋人人皆有，卻各不相同，由于指紋重復(fù)率極小，故其稱(chēng)為“人體身份證”。正是因?yàn)樗哂薪K身不變性、唯一性和方便性，所以指紋很早就被用于身份驗(yàn)證，我國(guó)早在古代就開(kāi)始使用指紋來(lái)畫(huà)押。但是在九十年代，用于個(gè)人身份鑒定的自動(dòng)指紋識(shí)別系統(tǒng)得到開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。
第一款指紋識(shí)別手機(jī)是由西門(mén)子研發(fā)，采用刮擦式指紋識(shí)別技術(shù)，誕生于1998年；經(jīng)歷了近15年的發(fā)展，iPhone5s的到來(lái)徹底打開(kāi)指紋識(shí)別的天窗，全世界的高端旗艦手機(jī)都開(kāi)始攻關(guān)指紋識(shí)別技術(shù)，現(xiàn)在，指紋識(shí)別技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入千元機(jī)行列，雖然指紋識(shí)別技術(shù)經(jīng)歷了近3年的“飛速發(fā)展”，指紋技術(shù)有了突飛猛進(jìn)的進(jìn)步，指紋識(shí)別靈敏度也變得越來(lái)越高，但是指紋識(shí)別依然有一個(gè)令人詬病的缺陷，就是（絕大多數(shù)）手機(jī)濕手不能指紋識(shí)別解鎖，下面我們就一起來(lái)了解為什么濕手不能解鎖？首先我們來(lái)了解一下指紋識(shí)別模塊的原理和分類(lèi)。
指紋識(shí)別模塊的原理和分類(lèi)
指紋識(shí)別模塊是通過(guò)特定的感應(yīng)模組實(shí)現(xiàn)對(duì)于個(gè)體指紋特征的識(shí)別。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，每一個(gè)指紋手機(jī)都會(huì)擁有一個(gè)指紋識(shí)別模塊，通過(guò)該模塊將用戶(hù)的指紋收集并轉(zhuǎn)化成數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)在手機(jī)存儲(chǔ)的特定區(qū)域，在使用的時(shí)候進(jìn)行調(diào)用，而不同的指紋識(shí)別技術(shù)收集指紋的方式也有所不同。
根據(jù)收集指紋的方式不同，指紋識(shí)別模塊目前主要分為光學(xué)式指紋模塊、電容式指紋模塊、射頻式指紋模塊。
光學(xué)式指紋技術(shù)原理
光學(xué)式指紋模塊是利用光線反射成像識(shí)別用戶(hù)指紋，該類(lèi)型指紋模塊對(duì)使用環(huán)境的溫度濕度都有一定的要求，并且在識(shí)別準(zhǔn)確度上并不理想，再加上這種模塊一般會(huì)占用更大的空間，使其難以在手機(jī)端有所作為。
電容式指紋技術(shù)原理
電容式指紋模塊是利用硅晶元與導(dǎo)電的皮下電解液形成電場(chǎng)，指紋的高低起伏會(huì)導(dǎo)致二者之間的壓差出現(xiàn)不同的變化，借此可實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的指紋測(cè)定。該方式適應(yīng)能力強(qiáng)，對(duì)使用環(huán)境無(wú)特殊要求，同時(shí)，硅晶元以及相關(guān)的傳感原件對(duì)空間的占用在手機(jī)設(shè)計(jì)的可接受范圍內(nèi)，因而使得該技術(shù)在手機(jī)端得到了比較好的推廣。目前的電容式指紋模塊也分為劃擦式與按壓式兩種，前者雖然占用體積較小，但在識(shí)別率以及便捷性方面有很大的劣勢(shì)，這也直接導(dǎo)致廠商全都將目光鎖定在了操作更加隨意、識(shí)別率更高的按壓式電容指紋模塊。
電容紋識(shí)別模組主要由芯片、“藍(lán)寶石”、金屬環(huán)、軟板、載板等組成，其中芯片也就是傳感器部分，而“藍(lán)寶石”負(fù)責(zé)作為保護(hù)層（有廠商選擇其他材料做為保護(hù)層，成本相應(yīng)會(huì)降低），金屬環(huán)作為指紋識(shí)別的觸發(fā)裝置。
射頻指紋技術(shù)原理
射頻指紋模塊現(xiàn)階段包含無(wú)線電波探測(cè)與超聲波探測(cè)兩種，原理與探測(cè)海底物質(zhì)的的聲納類(lèi)似，是靠特定頻率的信號(hào)反射來(lái)探知指紋的具體形態(tài)的。射頻指紋模塊技術(shù)是通過(guò)傳感器本身發(fā)射出微量射頻信號(hào)，穿透手指的表皮層去控測(cè)里層的紋路，來(lái)獲得最佳的指紋圖像。這一類(lèi)指紋模塊最大的優(yōu)點(diǎn)便是手指無(wú)需與指紋模塊相接觸，因而不會(huì)對(duì)手機(jī)的外觀造成太大影響。基于這一點(diǎn)，射頻指紋模塊也成為了未來(lái)指紋識(shí)別的主要發(fā)展方向之一。
為什么手機(jī)指紋解鎖一見(jiàn)濕手就慫了？
為什么指紋識(shí)別見(jiàn)水失靈？
一方面，現(xiàn)在絕大多數(shù)智能手機(jī)均利用指紋紋路凹凸不平形成的影像。當(dāng)手指按在玻璃板上，由于指紋是紋路性的，紋線是凸出的，會(huì)接觸到玻璃板，形成痕跡；而紋線之間是凹下去的，接觸不到玻璃板，不能形成痕跡，這樣，在玻璃板上就會(huì)形成明暗相間的條紋圖案。但是當(dāng)手指濕潤(rùn)時(shí)，指紋表面有一層水膜，這個(gè)水填平了紋線之間的凹陷部分。這樣，當(dāng)手指按到玻璃板上，就不會(huì)出現(xiàn)明暗相間的條紋了，指紋自然無(wú)法識(shí)別了。
另一方面，目前用在手機(jī)中利用率較高的，主要還是電容式。電容式指紋識(shí)別技術(shù)當(dāng)然是利用人體的電流感應(yīng)進(jìn)行工作的；據(jù)了解，電容式技術(shù)的指紋識(shí)別傳感器周?chē)冇歇M長(zhǎng)的電極，當(dāng)手指觸摸傳感器表面時(shí)，由于人體電場(chǎng)，人體指紋紋路與傳感器表面會(huì)形成一個(gè)耦合電容，對(duì)于高頻電流來(lái)說(shuō)，電容是直接導(dǎo)體，于是手指就會(huì)從接觸點(diǎn)表面吸走一個(gè)很小的電流，這個(gè)電流分從周?chē)碾姌O中流出，并且流經(jīng)周?chē)姌O的電流與指紋到周邊的距離成正比，控制器通過(guò)對(duì)電流比例的精確計(jì)算，從而得出觸摸指紋紋路。因?yàn)樗哂袑?dǎo)電特性，當(dāng)濕手去觸摸傳感器時(shí)，手指表面的電流就會(huì)被手指上的水影響，從而造成指紋識(shí)別不準(zhǔn)或不好使。
未來(lái)，指紋識(shí)別模塊還會(huì)怕水嗎？
高通推出超聲波指紋識(shí)別技術(shù)
日前，聯(lián)想ZUK發(fā)布的旗下旗艦手機(jī)——ZUKZ2系列，官方表示ZUKZ2系列支持濕手解鎖，有網(wǎng)友對(duì)該機(jī)指紋識(shí)別進(jìn)行了濕手（汗手）測(cè)試，紛紛表示識(shí)別成功率比較高。據(jù)了解，ZUKZ2系列的U-Touch采用508DPI高分辨率低功耗電容式3D指紋傳感器，通過(guò)3D圖像增強(qiáng)算法深度識(shí)別指端紋理信息，并在每次指紋識(shí)別過(guò)程中進(jìn)行模式自學(xué)習(xí)識(shí)別等算法，可以實(shí)現(xiàn)濕手指紋識(shí)別。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，U-Touch使用的仍然是傳統(tǒng)的電容式指紋識(shí)別方案，但進(jìn)一步增加了指紋識(shí)別的深度，使指紋芯片記錄的指紋信息更加完善，借此提高指紋識(shí)別的靈敏度來(lái)應(yīng)對(duì)眾多復(fù)雜的使用場(chǎng)景。
但是未來(lái)，電容式的指紋識(shí)別技術(shù)會(huì)慢慢被淘汰，因?yàn)閷?duì)濕手指、干手指等困難手指射頻指紋技術(shù)可高達(dá)99%識(shí)別成功率，射頻指紋技術(shù)防偽指紋能力強(qiáng)，只會(huì)對(duì)人的真皮皮膚有反應(yīng)，從根本上杜絕了人造指紋的問(wèn)題，適合特別寒冷或特別酷熱的地區(qū)。因?yàn)樯漕l傳感器產(chǎn)生高質(zhì)量的圖像，因此射頻技術(shù)是最可靠、最有力的解決方案。除此之外，高質(zhì)量圖像還允許減小傳感器，無(wú)需犧牲認(rèn)證的可靠性，從而降低成本并使得射頻傳感器應(yīng)用到可移動(dòng)和大小不受拘束的任何領(lǐng)域中。
值得一提的是，在2015年世界移動(dòng)通信大會(huì)上，高通已經(jīng)正式推出移動(dòng)行業(yè)首個(gè)基于超聲波技術(shù)的3D指紋識(shí)別認(rèn)證解決方案。與傳統(tǒng)的基于電容觸摸屏的指紋技術(shù)相比，超聲波指紋識(shí)別能提供更高的識(shí)別能力、適用性和集成性。此前，樂(lè)視樂(lè)MaxPro已經(jīng)率先搭載該技術(shù)亮相，該技術(shù)有望全面取代傳統(tǒng)的指紋識(shí)別方案，由此可見(jiàn)，射頻指紋識(shí)別技術(shù)才是指紋識(shí)別技術(shù)的未來(lái)。
寫(xiě)在最后
關(guān)于濕手解鎖，坊間有個(gè)傳聞，在錄制指紋時(shí)，使用濕手指去去觸摸指紋傳感器，就可以無(wú)視濕手對(duì)傳感器帶來(lái)的影響了，對(duì)于這樣的坊間傳聞，大家看過(guò)上文明白其中的原理，你們還會(huì)去嘗試嗎？
iPhone6Plus實(shí)測(cè)頁(yè)面
關(guān)于提高iPhone的指紋識(shí)別精準(zhǔn)度，筆者了解到一個(gè)方法，該方法似乎能夠提高有手汗時(shí)的指紋識(shí)別成功率，方法如下：首先進(jìn)入【設(shè)置】-【TouchID與密碼】界面，已經(jīng)錄制成功的手指再次放置在Home鍵上觸摸，你會(huì)發(fā)現(xiàn)在該界面顯示所屬的指紋就會(huì)變?yōu)榛疑?，?jù)說(shuō)這個(gè)過(guò)程是TouchID正在學(xué)習(xí)該手指的指紋，你可以將該手指的各個(gè)位置都錄入一下，感興趣的小伙伴們不妨嘗試一下。
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