而生物辨识技术比起采用密码和个人识别码（简称PIN）的传统身份辨识方式更受人欢迎，因为利用生物辨识技术，接受辨识的人无须记住密码或携带身份识别证物、智慧卡等，即可通行无阻，特别适用於自动柜员机、考勤系统、行动电话、个人电脑、工作站和电脑网路等。

目前许多生物辨识技术都已应用在即时身份辨识系统，其中指纹辨识和脸型辨识技术最受欢迎，此外虹膜、语音、脸型和掌型等生物辨识系统也都有不错的评价；本文将介绍各种指纹辨识技术原理。

指纹辨识技术的历史
将指纹作为个人识别代号的方式可追溯到西元前2200年，包括亚述人、巴比伦人、华人和日本人都曾采用过；而自1897年起，指纹鉴定法（Dactyloscopy，不用电脑科技的指纹辨识方法）便被用来识别罪犯。

由於指纹辨识方式的误辨率低，且辨识结果精确，同时较其他生物辨识系统的价格低，因此一般使用者的接受度普遍良好。

指纹辨识技术的优点在於适用於许多不同的操作环境，此外可登录好几枚指纹的功能亦能大幅提升系统的精确度和应用弹性。



指纹辨识技术原理
一枚指纹包含突起（ridge）以及凹下（valley）两部份，而每个人指纹突起和凹下部位的组合都是独一无二。

一般指纹辨识的方式有两种∶细节比对（minutiae matching）和全域型态比对（global pattern matching）；目前由电脑辅助的指纹辨识技术采用的是细节比对法，所分析的是指纹突起部位的分支和尾部结构；而全域型态比对是一种较细微的做法，须考量到弓型、回圈和涡型等各类指纹走向为何。

指纹的独特性在於突起和凹下部位的型态；一枚完整的指纹平均约含一百个细部重点，被测量的指纹部位平均约含三十到六十个细部重点，端视手指和感应区块不同而定。

通常指纹的细部重点在纹辨识器的座标系统上以好几块黑点呈现；不是透过指纹代号（fingerprint code）以局部重点的切线角度（tangent angle）呈现，就是直接显示在参考样板（reference template）上；参考样板包含一个以上的指纹代号，以便提升资讯容量，这情形通常会带来更高的影像品质。

样板的容量从一百到一千五百位元组不等，端视计算程序和指纹的品质而定；不过，有极少数的指纹没有细部重点，如果发生这种情况便无法登录；若是指纹的品质低劣，也很难精确地撷取细部重点。


指纹辨识技术特点(一)
光学式感应器
光学辨识方式是常见的指纹辨识技术之一；光学扫描器摄影机，透过这台对光敏感的CCD摄影机，放在玻璃感光板上的指纹突起与凹下部位就能一目了然。

光学式感应器的好处在於价格较为低廉，缺点则是很容易受到外部影响，如残存指纹（latent fingerprint）即是一个问题；所谓残存指纹就是前一次扫描的指纹遗留在感应器表面。
目前制造光学式感应器的厂商有Delsy、Dermalog、Smiths Heimann Biometrics（自Jenoptik/Rheinmetall分出来独立的公司）。

热电式感应器
运用热电流（thermal-electric）的辨识方法较不常见，目前市场上只有AtmelFingerChip一种产品。

FingerChip采用一种独特的方法∶在感应器上「横扫」手指，来抓取整根手指的影像；横扫的过程会撷取连续影像（切面），然後再用特殊的软体重建指纹原貌，这种方式让FingerChip得以产生优质、解析度达500DPI并有256层灰阶（grayscale）的指纹影像。

这款感应器会测量指纹突起与凹下部位间的空气温度落差，这种做法能产生优质影像，就算遇到乾燥受损、以致指纹突起和凹下部位几乎没有落差的劣质指纹亦然；这种运用热电流技术的指纹辨识器，在严峻的环境下也会有很好的表现，如气温极高/极低、湿度高、有灰尘、油垢和水污染等。

热电式感应器在横扫过程中也会自动清洁感应器，以避免指纹残留的问题；残存指纹不但构成後续读取指纹的问题，更会留下可能被复制、或被盗用来侵入系统的指纹影像。
事实上，FingerChip炊ㄕ　b低温、也能在潮湿的环境中操作，而在产生优质影像的同时，感应器亦能常保清洁；不过，这款感应器的影像品质须视使用者的技巧而定，此外热电式感应器序列会增加能源耗损；然而感应器加温是必要的，这是为了避免感应器和指纹表面产生热平衡，如此一来便容易造成感应不灵敏的问题。

一旦热电式感应器可大量生产，扫描器的成本便会下降，因为可减少生产过程中所需的矽原料用量。

指纹辨识技术特点(二)
电容式感应器
电容也是一种常见的辨识方式，和其他扫描器一样，电容式感应器会显示指纹突起和凹下部位的影像，利用带有电流的电容器来衡量指纹，这种感应器由好几列的微小储存格（cell）组成，每个储存格包含两个导电板，并覆有一层绝缘层。

电容式感应器需要品质不错的指纹才能辨识，至於过度潮湿和乾燥的手指则较难感应；手指若是潮湿，会显示出漆黑的影像，而过於乾燥的手指则无法显示较鲜明的影像。

目前生产电容式感应器的主要厂商包括Infineon、Veridicom、Sony和ST Microelectronics。

电场式感应器
电场式感应器运用天线阵列（antenna arrays）深入指纹的皮肤表层衡量电场（electric field），这种利用电场原理的技术能应用於每位使用者，遇到现实生活中难以对付的情形如乾燥、受损或脏污的皮肤亦能操作。

电场技术会测量手指皮肤的讯号，数个感应器一同运作，能精确产生符合指纹样式、较光学感应技术或电容感应技术更清晰的影像，使得电场技术能撷取、辨别其他技术无法辨别的手指。

利用电场技术，天线阵列会藉由表皮下（live layers）侦测的几何状态来衡量皮下特徵；这种方式与简单的电容感应器所带来的球状或管状电场几何状态截然不同，後者只读取皮肤最表层的资讯，因此，电容感应器很难甚至不可能读取的手指，利用电场技术即可成功读取。
不过，电场感应器有个缺点，就是影像解析度低、显示区块小，会产生较高的误辨率。


指纹辨识技术特点(三)
非接触式感应器
非接触式感应器的操作近似光学式感应器，一般而言，精密的光学玻璃在扫描手指时，与指纹间距约二到三英寸；不过，这款感应器的缺点在於灰尘或飘浮物可能掉进感应洞内，落到光学玻璃上，使得影像品质变差；此外，由於被扫描的指纹是非平面，将使得比对程序更为复杂。

表面压力感应器
表面压力感测原理是当手指置於感应区时，只有指纹的突起部位会接触感应器的压力序列（piezo arrays），相对地，指纹的凹下部位不会接触到感应器的储存格；在进一步辨识和比对上，与其他感应器相比，压力感应器会产生一位元的成双影像，一位元的影像带有的资讯比八位元的灰阶影像少。

表面压力感应器可以清楚感测乾燥和潮湿的手指，此外，还有极大的感应区块足以撷取完整的指纹，得到更精确的结果，误辨率也较低。