指纹识别技术

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1、生物计量识别技术一一指纹识别技术班级:B131204学号:B13120438姓名:徐新杰生物计量识别技术一一指纹识别技术背景及其内涵生物识别技术就是通过计算机与光学、声学、生物传感器和生物统计学原理等高科技手段密切结合，利用人体固有的生理特性，如指纹、脸象、红膜等和行为特征如笔迹、声音、步态等來进行个人身份的鉴定。生物识别技术是随着计算机科学技术的不断发展,特别是计算机图像处理和模式识别等学科的发展而逐步形成的一种独特的技术,同时也是计算机科学与技术和信息处理技术的边缘学科一，是一种自动识别技术。由于人体特征具有人体所固有的不可复制的唯一性，这一生物密

2、钥无法复制,失窃或被遗忘，利用生物识别技术进行身份认定，安全、可靠、准确。避免了常见的口令、卡、条纹码、磁卡或钥匙存在的丢失、遗忘、复制及被盗用诸多不利因素。另外，生物识别技术产品均借助于现代计算机技术实现，很容易配合电脑和安全、监控、管理系统整合，实现自动化管理。可广泛用于政府、军队、银行、社会福利保障、电子商务、安全防务。日前，广泛使用或研宄较深的生物识别技术有人脸识别、指纹识别、掌形识别、手部血管识别、虹膜识别、视网膜图形识别、而部热像图识别、人耳识别、签名识别和声纹识别。其中人脸、指纹、掌形、手部血管、虹膜、而部热像图、人耳和视网膜图形属于生理

3、特征，而签名和声纹属于行为动作。指纹识别属于生物特征识别的一种，通过采集指纹图像进行匹配识别,确定指纹所有人身份，其基本原理是通过取像设备读取指纹图像，然后用计算机识别软件,提取指纹的特征数据，最后通过匹配算法获得识别结果。基本原理：指纹识别技术作为三大生物识别技术之一，被认为是理论成熟、科学性强、实践应用广泛、发展前景广阔的一项生物识别技术。它是集传感器技术、生物技术、电子技术、数字图像处理、模式识别于一体的高技术。手指上的指纹代表了一个人的身份特征。指纹艽实是比较复杂的，尽管指纹只是人体皮肤的一小部分，但川于识别的数据量相当大，对这些数据进行比对也

4、不是简单的相等与不相等的问题，而是使用需要进行大量运算的模糊匹配算法。现代电子集成制造技术可以制造相当小的指纹图像读取设备，同吋快速发展的个人计算机提供了在微机甚至单片机上可以进行两个指纹的比对运算的可能。另外,匹配算法的可靠性也不断提高，指纹识别技术己经非常实用。指纹识别技术与其它模式识别技术一样，并不是直接对指纹图像进行识别，而是要从图像中提取关键特征，对特征图像进行识别匹配。从生理上看，纹路是手指皮肤的凸起的部分（符），纹路之间是卩

5、

6、下的部分（谷）。因此，理想的指纹图像是一幅黑白相间的二值图像。但是，由于指纹通常是用按压的方式得到的，因此油墨不

7、均匀、纸张不均匀、按压的压力不均匀、按压的位置和方向不同、手指的状况以及皮肤的变形等因素都会导致指纹图像不理想。通过扫描仪或者摄像机进行数字化的时候，由于光照、环境等因素的影响，也会引入各种噪声。这些因素都使得原始的指纹灰度图像不能直接用来进行匹配与识别，因此有必要选择合适的特征来描述指纹。图1是一个完整的指纹识別系统框图。实际应用屮，一般使用指纹鉴定模块完成对指纹的验证与识别，指纹数据库的建立属于前期性的准备工作。由图kF以得出如下的指纹识别过程示意图，包括指纹采集、图像处理、特征提取和匹配四个模块。O图1（1）指纹图像获取设备分为如下三类:光学取像

8、设备、晶体传感器和超声波扫描。总之,三种取像技术都具有它们各自的优势，也有各自的缺点表1一1三种成像技术的比较比较项目光学成像技术lit品体电容传感技术超声波扫描体积大小中附用性非常耐用容易损坏一般成像能力汁多的和稍脏的手指成像模糊干手指好.俏汗多的和稍脏的手指不能成像非常好耗电较多较少较多成本低低很离（2）图像预处理纹采集设备所获得的原始图像存很多噪声，比如手指被弄脏,手指存刀伤、疤痕，手指干燥、湿润或撕破等都会影响图像的质量。因此说罔像预处理就是力了消除这些问题使得得到的图像是•一幅二值化的黑白图像。(3)指纹的基木特征及提取指纹识别系统中,通常采

9、用全局和局部两种层次的结构特征。全局特征描述的是指纹的总体纹路结构，具体包括纹形、模式区、核心点、三角点和纹数五个特征。局部特征是指指纹上的节点的特征，这些具有某种特征的节点称为特征点。两枚指纹经常会具存相冋的全局特征，但它们的局部特征一特征点,却不可能完全相同。指纹纹路并不是连续的、平滑笔直的,而是经常出现中断、分叉或打折。这些断点、分又点和转折点就称为“特征点”。就是这些特征点提供了指纹唯一性的确认信息。原始指纹图像经预处理后得到的是一幅细化的二值图像，下一步要做的工作就是对细化后的图像进行特征提取,得到可以识别不同指纹的关键特征。一般来说特征提取

10、可以分为三个步骤：定位，特征选取，特征提取。⑷特征比对人工比对一般是将指纹分成弓型、箕型和斗型