[科普中国]-每个人的指纹都是独一无二的，它究竟是怎么被识别的？

伟大的数学家莱布尼茨曾经说过，世界上没有两片完全相同的叶子，同样，我们每个人的指纹也是独一无二的。只要验证了一个人指纹，就等于验证了一个人的身份，指纹识别是一种证明“我是我”的便捷方式，那么指纹识别的原理究竟是什么呢？

指纹识别主要有以下几步：指纹的图像获取，指纹的特征提取和指纹匹配。

要想进行指纹识别，就要获取指纹的图像，指纹图像的获取有三种方式：光学式指纹识别、电容式指纹识别和射频式指纹识别。

1.光学式指纹识别：这种方案是将光源照射到指纹上，其反射光被接收器接收，就可以得到指纹的纹路。但是，这种方法有一定缺陷，就是手指的干净程度影响指纹识别的效果，如果手指沾了较多的灰尘，那么识别就可能会出错。

2.电容式指纹识别：由于手指的指纹是凹凸不平的，指纹在接触电容极板时，凸起的地方和凹陷的地方距离极板的距离就会有不同，从而造成各个电容极板的电容量大小有差异，电容大的地方就是凸起的纹线，电容小的就是凹陷的地方，这样就可以识别出指纹的纹路。但是，如果是湿手状态，识别就会很容易出错，因为水的导电性原因，湿手时往往识别不出指纹的纹路，识别出的是水的“纹路”，这也是在湿手用手机时电容式触摸屏往往不灵的原因。

3.射频式指纹识别：这种方式是通过传感器本身发射出射频信号，穿透手指的表皮层去控测里层的纹路，来获得最佳的指纹图像。这种方法甚至不需要手指和识别模块接触，所以也基本不会受湿手指、脏手指的影响，是目前最可靠的指纹识别方案。

获取了指纹图像之后，就要进行指纹特征的提取，记录一些细节特征，通常包括指纹纹路的端点、孤立点、分叉点等，其中指纹的纹路端点和分叉点是最稳定，也最容易获取的。特征提取完就相当于完成了指纹的采集。

最后是指纹的匹配，指纹匹配就是把现场采集到的指纹和指纹库中保存的指纹特征进行比较，根据判决算法给出两枚指纹的相似性得分，最后给出是否为同一个指纹的判决结果。到此，指纹识别就完成了。

本文由北京邮电大学计算机科学与技术研究专业副教授张忠宝进行科学性把关。