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刷掌支付背后的技术原理与感知芯片图像传感器清洗介绍

发布日期:2023-06-05 发布者:合明科技 浏览次数:3487

最近“掌纹支付”冲上热搜

掌纹怎么被识别?

从技术原理来看,掌纹识别的核心逻辑和人脸识别以及指纹识别一样,都是利用人体某方面的唯一性。人的面容无论看起来多么相似,但总会在结构上有细微差别。掌纹也是一样,人的掌纹是由万千纹线随机排列组合而成,这构成了掌纹的独特性与唯一性。

掌纹识别技术先利用图像传感器对手掌纹路进行采集,再根据算法进行图像的预处理,提取掌纹的特征,然后建立掌纹数据库。当用户在刷掌纹的时候,会将当下的掌纹与数据库的掌纹进行数据比对,从而实现精准识别。腾讯为了保证掌纹支付的足够安全,还添加了掌静脉识别,以达到安全性的双重保障。

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从具体技术细节来看,构成掌纹识别产品的核心是AI算法和感知芯片。目前这两项技术在国内均已成熟。

从感知芯片来看,无论是掌纹识别,还是指纹识别或者人脸识别,其所需的最核心传感器是CIS芯片,目前国内已经有多家企业在该领域布局多年。

所谓CIS全称为CMOS图像传感器,是一种将光学影像转换为电子信号的设备,简单理解为这款芯片通过拍照将图像信号转化为数字信号。在人体生物特征识别中,CIS芯片的核心作用就是给指纹、人脸或者掌纹进行“画像”,只不过针对不同的识别方式,画像的方式也略有不同。

CIS芯片在生物特征识别中的作用

先说指纹识别,它的画像方式是2D的。以智能手机的光学指纹识别为例,用户指纹按压屏幕之后,会变成平面图形,然后用一颗卷帘式快门的CIS对图像进行拍照,再将图像转化为数字信息进行处理识别。目前智能手机的光学指纹识别分辨率在5~8万左右,使用的过程中需要OLED屏幕光做补光以达到更好的识别效果。

人脸识别和掌纹识别则与指纹识别略有不同,由于这两者属于非接触式识别,为了保障识别的准确性,需要一些“黑科技”来达到最理想的识别效果。从芯片数量上来说,人脸和掌纹识别需要至少1~2颗CIS芯片,来获取人脸或手掌的3D信息,而从芯片的类别来看,卷帘式快门CIS很难满足高速、准确的识别要求,需要用到全局快门的CIS芯片。目前支付级别的人脸识别(支付宝、微信的刷脸)主要采用单颗130万像素全局快门图像传感器+结构光的方案来使用的,可以获取高精度的人脸3D信息。

关于卷帘式快门与全局快门的区别需要进行简单介绍一下。这两者在工作原理上略有区别,卷帘式快门的工作原理是将画面分割成尺寸大小相同的条状,然后逐条曝光,逐条转为数字信号,这一类快门的很适合指纹识别这种2D应用场景。缺点是卷帘快门由于是逐条曝光所以容易产生畸变(业内也称之为“果冻效应”)。这一点在全局快门中则不存在。

全局快门的工作原理是将整个画面同时曝光,然后整个画面可以同时转换为数字信号,这种工作方式的好处是曝光时间快,不需要人脸或者手掌短时间固定不动,所以很适合用在非接触式识别场景中。


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卷帘快门(左)与全局快门(右)的曝光方式区别

(图片来自于网络)

但全局快门传感器也存在缺点,那就是其感光度一般比卷帘式的图像传感器低,需要在曝光时补光,不过已经有企业在芯片层面改进了这项科技,且这款芯片不是来自国外,而是国产图像传感器企业思特威的SC132GS。其技术原理是将全局曝光的CIS芯片从前照式升级到背照式工艺,即BSI+Global Shutter的CMOS图像传感器,背照式工艺的高感光度能够很好的解决曝光量不足的问题,与结构光相结合后可以被广泛应用于人脸和掌纹识别领域,也是目前人脸/掌纹支付领域最主流的方案之一。

值得一提的是,基于背照式+全局快门图像传感器相关技术的首次亮相是在2019年的ISSCC旧金山国际电路峰会(俗称芯片界的奥林匹克)上,且正是由中国企业思特威推出并作为图像传感器领域的开场论文现场发表的。

芯片传感器清洗剂选择

合明科技专注精密电子清洗技术20多年,是SMT贴装/DIP封装,功率半导体器件及芯片封装精密清洗工艺技术方案、产品、清洗设备提供商。是电子制造业水基清洗技术的国内自主掌握核心技术先创品牌,具有二十多年的精湛技术产品、工艺及 定制化清洗 解决方案服务经验。

针对传感器电子制程精密焊后清洗的不同要求,合明科技在传感器水基清洗方面有比较丰富的经验,对于有着低表面张力、低离子残留、配合不同清洗工艺使用的情况,自主开发了较为完整的水基系列产品,精细化对应涵盖从半导体封装到PCBA组件终端,包括有水基清洗剂半水基清洗剂,碱性水基清洗剂和中性水基清洗剂等。具体表现在,在同等的清洗力的情况下,合明科技的兼容性较佳,兼容的材料更为广泛;在同等的兼容性下,合明科技的传感器清洗剂清洗的锡膏种类更多(测试过的锡膏品种有ALPHA、SMIC、INDIUM、SUPER-FLEX、URA、TONGFANG、JISSYU、HANDA、OFT、WTO等品牌;测试过的焊料合金包括SAC305、SAC307、6337、925等不同成分),清洗速度更快,离子残留低、干净度更好。

以上便是传感器清洗剂厂商,传感器的未来8大应用场景介绍,希望可以帮到您!

 


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以上为本公司一些经验的累积,因工艺问题内容广泛,没有面面俱到,只对常见问题作分析,随着电子产业的不断更新换代,新的工艺问题也不断出现,本公司自成立以来不断的追求产品的创新,做到与时俱进,熟悉各种生产复杂工艺,能为各种客户提供全方位的工艺、设备、材料的清洗解决方案支持。

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