指纹模块技术标准.docx
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指纹模块技术标准.docx
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指纹模块技术标准
1范围
本标准规定了指纹模块的技术要求、检验方法和检验规则;
本标准适用于指纹模块的进货检验;
2引用标准
下列标准和技术资料所包含的条文,通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。
本标准出版时,所示版本均为有效。
所有标准和技术资料都会被修订,使用本标准的各方应探讨使用下列标准和技术资料最新版本的可能性。
《民用指纹识别技术》人民邮电出版社
GB/T2423.10-1995《电工电子产品环境试验第2部分:
试验方法
试验Fc和导则:
振动(正弦)》
GB6739-1996《涂膜硬度铅笔测定法》
GB/T17626.2-1998《电磁兼容静电放电抗扰度试验》
GB/T17626.3-1998《电磁兼容射频电磁场辐射抗扰度试验》
3术语及定义
3.1指纹传感器
是指纹采集的一种设备,其能使指纹特征转换成数字化指纹图像。
3.2指纹识别算法
是指指纹图像的采集和压缩、图像的增强、细节特征的提取、指纹分类、特征对比等各处理阶段的数学运算方法。
3.3指纹模块
由指纹传感器和指纹识别算法组成,它是综合体现指纹传感器性能和指纹识别算法先进性的设备。
4指纹传感器分类
4.1光电式指纹传感器
工作原理是利用从光源发出的一组光线,经过棱镜后照射在待采样手指上,由于指纹的脊和谷对光线的反射不同,产生的指纹纹路图像被投射到半导体光敏矩阵器件上,形成随图像明暗变化而改变的电信号,最后经过A/D转换电路转换成为一联串的数字指纹图像信息。
特点:
a)应用历史悠久,产品成熟度高;
b)抗干扰能力强;
c)成本低;
d)光路结构复杂,产品一致性不易保证;
4.2电容式指纹传感器
工作原理是电容式指纹传感器由半导体晶片构成,在半导体晶片的表面,集成了许多个电容传感器阵列,其表面是绝缘的,当活体手指放在上面时,手指上导电性能良好的真皮层上的脊和谷相对晶片表面的距离不同,与芯片之间产生不同的电容使电容传感器阵列中相应单元的电压值也不相同,继而使这些电信号转换成一个数字指纹图像信息。
特点:
a)产品一致性好;
b)成本较低;
c)抗静电强度一般;
d)采集面值较小,采集面耐磨性较差;
4.3热敏式指纹传感器
工作原理是通过感应按在传感器上指纹的脊和谷的温度不同来获得指纹图像。
由于采集面通常呈窄条线状结构,依靠手指在指纹传感器表面上滑动时,各对应热敏传感单元上温度的不同变化来生成指纹图像的电信号。
由于其工作方式为被动扫描型,输出信号为图像帧序列,需要使用专门的图像拼接算法程序来拼接出一幅完成的指纹图像。
特点:
a)产品一致性好;
b)成本低;
c)抗静电强度好;
d)采集面耐磨性强;
e)图像失真高;
4.4各种指纹传感器的比较
比较项目
光电式指纹传感器
电容式指纹传感器
热敏式指纹传感器
图像分辨率
高
高
低
图像灰度级
256
256
<16
图像失真率
较低
低
较高
抗静电强度
高
较高
较高
产品一致性
差
好
好
干手指响应
差
好
好
湿手指响应
较好
较好
好
环境适应性
较好
好
较好
设备体积
大
小
小
使用寿命
较长
较长
长
功率消耗
较多
较少
较少
设备成本
低
较低
较低
5技术要求
5.1外观
产品的外观和结构应完好、整洁、无明显机械损伤,尺寸应符合技术规格书要求。
所有零部件、紧固件及各种控制件应安装正确,牢固可靠,操作方便,定位准确。
采集窗应保持清洁、无灰尘、无划伤、无赃迹。
5.2工作电压
工作电压要求为:
DC4.8V~7.5V。
5.3工作电流
工作电流要求小于200mA。
5.4图像尺寸
是指指纹传感器采样指纹后输出的数字化图像,它是衡量指纹传感器性能的一个参数。
要求不少于12.7mm×12.7mm或256×256点阵。
5.5图像分辨率
是体现对图像细微之处的描述精度,保障提取指纹特征的精确度(单位是每英寸多少点像素即dpi),它是衡量指纹传感器性能的一个参数。
要求不低于250dpi。
5.6图像灰度
灰度图像含有更加丰富的图像信息,有利于指纹的识别和比对。
它是衡量指纹传感器性能的一个参数。
要求采用8bit(256级)图像。
5.7拒真率(FRR)
是指相同的指纹误认为是不同的指纹,而加以拒绝的出错概率。
常用百分比表示。
它是衡量指纹模块易容性的指标。
拒真率表达式如下:
拒识的指纹数目
FRR=×100%
考察的指纹总数目
其数值越小越好,要求小于1%。
5.8误识率(FAR)
是指将不同的指纹误认为相同的指纹,而加以接受的出错概率。
常用百分比表示。
它是衡量指纹模块安全性的指标。
误识率表达式如下:
错判的指纹数目
FAR=×100%
考察的指纹总数目×登记指纹的总数目
其数值越小越好,要求小于0.01%。
5.9拒登率(ERR)
是指指纹模块出现不能登录及处理的指纹的概率,常用百分比表示。
它是衡量指纹模块适应性的指标。
误识率表达式如下:
出现不能登录及处理的指纹数目
ERR=×100%
考察的指纹总数目
其数值越小越好,要求小于1%。
5.10工作速度
是指指纹模块的工作效率,它体现在指纹的登记时间和验证时间的两项指标。
工作速度要求为从指纹登记到指纹验证确认的总时间小于2秒。
5.11采样角度
是指在指纹识别算法中,为提高比对的速度和效率、降低误判率并且考虑指纹模块在使用过程中规范性和方便性,而对采集时手指的摆放方向作出的限制,
采集角度要求为±15°。
5.12工作温度
由于不同类型的指纹传感器允许的工作环境温度范围各不相同,相对应的工作温度指标如下:
a)光电式指纹传感器:
-25~+60℃
b)电容式指纹传感器:
-10~+55℃
c)热敏式指纹传感器:
-20~+55℃
5.13存储温度
由于不同类型的指纹传感器允许的存储环境温度范围各不相同,相对应的存储温度指标如下:
a)光电式指纹传感器:
-35~+60℃
b)电容式指纹传感器:
-40~+75℃
c)热敏式指纹传感器:
-40~+75℃
5.14工作及存储湿度
由于不同类型的指纹传感器允许的工作及存储环境湿度范围各不相同,相对应的工作及存储环境湿度指标如下:
a)光电式指纹传感器:
20%~93%
b)电容式指纹传感器:
20%~98%
c)热敏式指纹传感器:
20%~98%
5.15高温高湿
应能在湿度为95%,温度为40℃环境下正常工作。
5.16静电放电抗扰度
抗静电强度应满足GB/T17626.2-1998中的试验等级4(即空气放电15kV)的要求
5.17射频电磁场辐射抗扰度
射频电磁场辐射抗扰度应满足GB/T17626.3-1998中的试验等级3(即场强10V/m)的要求。
5.18振动(正弦)
应能满足GB/T2423.10-1995附录C中的频率范围为10~150,加速度为10m/s2,每轴线扫频循环数为20次,试验时间为30分钟的振动试验。
5.19采集表面耐磨度
按6.15的试验方法后,指纹模块能正常使用(指纹登记及指纹验证)。
5.20使用寿命
习惯上衡量指纹模块工作寿命的指标主要为平均有效的采集次数和累计工作时间。
要求:
a)采集次数大于20万次;
b)累计工作时间大于5万小时(连续时长);
5.21光线
光线对指纹模块的指纹登记和指纹验证有一定的影响,特别是光学指纹模块。
为保证产品能正常使用,指纹模块应能在非阳光直照的任何光线下正常登记指纹和验证指纹。
5.22残留指纹
残留指纹是指指纹在登记或验证后在模块上留下的指纹印(主要油污引起)。
门锁在使用过程中残留指纹不能导致自动开锁和或登录。
6试验方法
6.1外观检查
用精度为0.02mm的游标卡尺或其它量具测量芯片的外形尺寸,用3倍光学放大镜目视指纹模块的外观和零部件,应都符合5.1要求。
6.2工作电压试验
使用可调稳压电源,在DC4.8~7.5V电压范围内以0.01V间隔量程,每电压段内操作指纹模块,应能满足登记指纹和验证指纹。
6.3工作电流试验
使用可调稳压电源,并在电路上连接500mA的电流表,在DC4.8~7.5V电压范围内以0.01V间隔量程,每电压段内操作指纹模块,在能实现登记指纹和验证指纹的功能下,检验指纹模块的工作电流,应符合5.3要求。
6.4拒真率(FRR)试验
由于标准的拒真率(FRR)试验是使用公安部制定的符合《公民身份证指纹技术规范》中的标准指纹数据库,而公司对指纹模块的拒真率试验是使用100人以内的指纹测试,所以试验的结果存在局限性,因此试验的数据只能作为定性结果,不能作为判断产品指标的定量结果。
测试方法:
a)详细测试法(适用于新供应商产品评价的测试)
随机抽样100人,每人的十只手指指纹需登记入指纹模块内(若模块的存储量没法一次记录所有指纹,可以分批进行测试),对已录入的指纹,被录入人需重新在指纹模块上进行十只手指指纹验证,测试人员需记录验证失效的指纹个数(失效是指连续两次验证失败),按照拒真率表达式计算总试验完成后的拒真率,结果应满足5.7要求。
b)快速测试法(适用于批量供货的检验)
随机抽样10人,每人的十只手指指纹需登记入指纹模块内(若模块的存储量没法一次记录所有指纹,可以分批进行测试),对已录入的指纹,被录入人需重新在指纹模块上进行指纹验证,测试人员需记录验证失效的指纹个数(失效是指连续两次验证失败),按照拒真率表达式计算总试验完成后的拒真率,结果应满足5.7要求。
6.5误识率(FAR)试验
由于标准的误识率(FAR)试验是使用公安部制定的符合《公民身份证指纹技术规范》中的标准指纹数据库,而公司对指纹模块的误识率试验是使用100人以内的指纹测试,所以试验的结果存在局限性,因此试验的数据只能作为定性结果,不能作为判断产品指标的定量结果。
测试方法:
a)详细测试法(适用于新供应商产品评价的测试)
随机抽样200人,分两组,A组100人,B组100人,A组100人每人的十只手指指纹需登记入指纹模块内(若模块的存储量没法一次记录所有指纹,可以分批进行测试),B组100人在指纹模块上进行十只手指指纹验证,测试人员需记录验证成功的指纹个数(成功是指验证确认),按照误识率表达式计算总试验完成后的误识率,结果应满足5.8要求。
b)快速测试法(适用于批量供货的检验)
随机抽样20人,分两组,A组10人,B组10人,A组10人每人的十只手指指纹需登记入指纹模块内(若模块的存储量没法一次记录所有指纹,可以分批进行测试),B组10人在指纹模块上进行十只手指指纹验证,测试人员需记录验证成功的指纹个数(成功是指验证确认),按照误识率表达式计算总试验完成后的误识率,结果应满足5.8要求。
6.6拒登率(ERR)试验
由于标准的拒登率(ERR)试验是使用公安部制定的符合《公民身份证指纹技术规范》中的标准指纹数据库,而公司对指纹模块的拒登率试验是使用100人以内的指纹测试,所以试验的结果存在局限性,因此试验的数据只能作为定性结果,不能作为判断产品指标的定量结果。
测试方法:
a)详细测试法(适用于新供应商产品评价的测试)
随机抽样100人,抽样人群中应包含以下指纹类型:
粗糙的手指、手工劳动者手指、老年人手指、先天性浅纹理手指,每人的十只手指指纹需登记入指纹模块内(若模块的存储量没法一次记录所有指纹,可以分批进行测试),测试人员需记录指纹模块录入失败的指纹个数(录入失败是指连续两次没法登记录入指纹),按照拒登率表达式计算总试验完成后的拒登率,结果应满足5.9要求。
b)快速测试法(适用于批量供货的检验)
随机抽样10人,抽样人群中应包含以下指纹类型:
粗糙的手指、手工劳动者手指、老年人手指、先天性浅纹理手指,每人的十只手指指纹需登记入指纹模块内(若模块的存储量没法一次记录所有指纹,可以分批进行测试),测试人员需记录指纹模块录入失败的指纹个数(录入失败是指连续两次没法登记录入指纹),按照拒登率表达式计算总试验完成后的拒登率,结果应满足5.9要求。
c)先天性干手指模拟测试法(适用于批量供货的检验)
将干净的手指浸入酒精溶液内,一秒内取出手指,待手指上的酒精挥发完成后,通常挥发时间为3~5秒,手指脱水后处于短期的干燥状态,此时使用该手指进行指纹登记及验证试验,使用十只手指重复上述试验,测试人员需记录指纹模块录入失败的指纹个数(录入失败是指连续两次没法登记录入指纹),按照拒登率表达式计算总试验完成后的拒登率,结果应满足5.9要求。
d)先天性湿手指模拟测试法(适用于批量供货的检验)
将干净的手指浸入浓度为5%的盐水中,15秒后取出手指,使皮肤内层保持一定的湿润,同时用力摔动手指,使手指表面多余的水份去掉,此时使用该手指进行指纹登记及验证试验,使用十只手指重复上述试验,测试人员需记录指纹模块录入失败的指纹个数(录入失败是指连续两次没法登记录入指纹),按照拒登率表达式计算总试验完成后的拒登率,结果应满足5.9要求。
e)灰尘手指模拟测试法(适用于批量供货的检验)
将干净的手指插入石膏粉中,取出手指,同时用力摔动手指,使手指表面多余的石膏粉去掉,此时使用该手指进行指纹登记及验证试验,使用十只手指重复上述试验,测试人员需记录指纹模块录入失败的指纹个数(录入失败是指连续两次没法登记录入指纹),按照拒登率表达式计算总试验完成后的拒登率,结果应满足5.9要求。
f)印油手指模拟测试法(适用于批量供货的检验)
将干净的手指用力按压在全新的复写纸上,使手指表面覆盖印油,此时使用该手指进行指纹登记及验证试验,使用十只手指重复上述试验,测试人员需记录指纹模块录入失败的指纹个数(录入失败是指连续两次没法登记录入指纹),按照拒登率表达式计算总试验完成后的拒登率,结果应满足5.9要求。
6.7工作速度试验
使用十只手指进行指纹模块的指纹登记,登记完成后,使用该十只手指进行指纹验证。
要求为2秒内每只手指的指纹都可验证成功。
6.8采样角度试验
使用十只手指进行指纹模块的指纹登记,按压方向要与采集器平面的中心线重合,登记完成后,分别使用该十只手指以该采集器中心线左右翩转15°范围内进行指纹验证。
要求为在采集角度±15°范围内十只手指都可验证成功。
6.9工作温度试验
将指纹模块放在高低温测试箱内,根据技术要求5.12的各种类型指纹传感器的工作温度指标对指纹模块进行各温度试验2H,其结果应在试验温度范围内各温度试验后指纹模块可正常进行指纹登记及指纹验证工作。
6.10存储温度试验
将指纹模块放在高低温测试箱内,根据技术要求5.13的各种类型指纹传感器的存储温度指标对指纹模块进行高温存储试验72H,其结果应为在试验结束30分钟后指纹模块可正常进行指纹登记及指纹验证操作。
6.11工作及存储湿度试验
将指纹模块放在湿度测试箱内,根据技术要求5.14的各种类型指纹传感器的工作及存储湿度指标对指纹模块进行湿度试验8H,其结果应为在试验其间指纹模块可正常进行指纹登记及指纹验证操作。
6.12高温高湿试验
将指纹模块放在高温高湿测试箱内,根据技术要求5.15的指标对指纹模块进行高温高湿试验4H,其结果应为在试验其间指纹模块可正常进行指纹登记及指纹验证操作。
6.13抗静电强度试验
按照GB/T17626.2-1998标准的试验方法,选用试验等级4严酷度,对指纹模块进行空气放电,在放电的过程中,指纹模块不能出现复位及误动作现象,放电完成后指纹模块能正常进行指纹登记和指纹验证操作。
6.14射频电磁场辐射抗扰度试验
按照GB/T17626.3-1998标准的试验方法,选用试验等级3严酷度,对指纹模块进行射频电磁场辐射,在辐射的过程中,指纹模块不能出现复位及误动作现象,放电完成后指纹模块能正常进行指纹登记和指纹验证操作。
6.15振动(正弦)试验
将指纹模块放在振动测试仪上,根据技术要求5.18的各种测试条件对指纹模块进行振动试验,其结果应为在试验结束指纹模块可正常进行指纹登记及指纹验证工作。
6.16采集表面耐磨度试验
使用硬度为HB的铅笔,按照GB6739-1996标准中的试验方法对采集器表面进行划痕试验,试验结果应为在试验结束指纹模块可正常进行指纹登记及指纹验证工作。
6.17使用寿命试验
使用手指进行指纹模块的指纹登记,登记完成后,使用该手指进行指纹验证。
要求为进行200000次指纹验证后,指纹模块仍可正常进行指纹登记及指纹验证工作。
6.18光线试验
将指纹模块放在阳光下,并在光线与模块之间使用A4白纸距模块约30CM处遮挡阳光,随机抽样10人,根据6.5、6.6、6.7的方法进行登记和验证指纹,测试结果应符合5.7、5.8、5.9要求。
6.19残留指纹测试
6.19.1在手指上沾上印油,并将指纹按压指纹头,使指纹头上留有清晰的指纹,启动门锁,指纹头在不同的光线照射下门锁都不认定有指纹操作,且不发出仍何非法指纹操作提示。
6.19.2在指纹锁上登记一个指纹,并保证该指纹可以正常开关锁,然后在手指上沾上印油,并将指纹印在指纹头上。
启动门锁,指纹头在不同的光线照射下门锁都不能自动开关锁。
7验收规则
7.1指纹模块批量供货进厂检验项目为5.1~5.3、5.7~5.15、5.18、5.19项,检验方案为抽检。
7.2技术要求5.16、5.17、5.20、5.21、5.22的检验为开托新供应商时,附加的检验项目。
7.3技术要求5.4~5.6项为供应商在技术协议书上保证。
8包装
8.1包装应牢固,无破损现象。
8.2模块及电路部分的包装物应使用防静电材料。
8.3外包装上应清晰地标明下列内容:
8.2.1产品规格型号;
8.2.2生产日期;
8.2.3数量;
8.2.4制造商厂名或商标;
8.4标称型号、数量与实物一致。
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- 指纹 模块 技术标准