自动指纹识别系统的分析与设计-(11683)

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1、华中科技大学硕士学位论文1绪论本章首先简要介绍指纹识别技术的发展历程，以及指纹识别技术研究的内容和意义、指纹形态特征、相关识别方法，然后介绍了采集仪、识别技术国内外的研究现状，最后介绍本文的主要内容。1.1指纹识别技术的发展历程考古证实：公元前七到六千年以前，指纹作为身份鉴别的工具已经在古叙利亚和中国开始应用。在那个时代，一些粘士陶器上留有陶艺匠人的指纹，中国的一些文件上印有起草者的大拇指指纹，古城市的房屋留有砖匠的指纹等。由此可见，指纹的一些特征在当时已经被人们认识和接受。十九世纪初，科学研究发现了至今仍然承认的指纹的两个重要特征，一是两个不同手指的指纹纹

2、脊的式样不同，另外一个是指纹纹脊的式样终生不变（即指纹的唯一性和不变性），这个研究成果使得指纹在犯罪事件的鉴别中得以正式应用。主要代表性的事件有：十九世纪九十年代阿根廷首次应用，然后是苏格兰，二十世纪初其他国家也相继应用到犯罪事件的鉴别中。二十世纪六十年代，由于计算机可以有效地处理图形，人们开始着手研究利用计算机来处理指纹。自那时起，自动指纹识别系统在法律实施方面的研究和应用在世界许多国家展开。到了上世纪末，个人电脑、光学扫描这两项技术的革新，使得它们作为指纹取像的工具成为现实，从而使指纹识别可以在其他领域中得以应用。现在，随着取像设备的引入及其飞速发展，指

3、纹识别技术也日趋成熟，可靠比对算法的发现也为指纹识别技术提供了更广阔的舞台。指纹识别系统具有如下特点：（1）识别速度是所有生物识别系统中最快，应用最方便的；（2）推广容易、应用最为广泛、适应能力强；（3）误判率和拒真率低；（4）稳定性和可靠性强；1华中科技大学硕士学位论文（5）易操作，无需特殊培训既可使用；（6）安全性强，系统扫描对身体无害；（7）指纹具备再生性；（8）可持续的发展性。由于指纹识别具有上述诸多优点，所以它是目前应用最广泛的生物识别技术，市场潜力极大，比如：指纹考勤系统代替了IC卡、磁卡等传统的考勤方法，从根本上杜绝了代打考勤的现象；指纹门禁系

4、统代替了密码、钥匙、IC卡等传统的开门方式，提升了系统的安全性等，国内指纹识别市场快速发展的今天，指纹识别技术已不仅仅是单一地用于门禁考勤，也在消费类电子指纹银行等众多应用领域得到了广泛应用。根据国际生物认证组织IBG（InternationalBiometricGroup）的预测，到2008年，整个生物认证市场的总量将达到46亿美元，并将保持每年36％以上增长速度；利用生物认证技术解决安全问题的比例将达到44％。1.2指纹识别技术研究的内容和意义指纹识别系统主要由指纹采集、指纹图像预处理、指纹特征提取、特征匹配组成。指纹采集主要研究在不同的应用场合指纹传感

5、器的选择以及指纹信息的采集方式，现在市场上有将PC机作为上位机，光学指纹采集仪如中控科技的U.are.U4000B为指纹传感器的指纹考勤系统、指纹门禁系统等；有将DSP作为上位机，半导体指纹采集仪如MBF200作为指纹传感器的嵌入式应用等。预处理通常包括方向计算、滤波、二值化等，目前研究的重点是如何快速、有效的得到纹路正确的方向，怎样针对指纹的特点快速、有效对指纹滤波增强；指纹特征提取主要研究怎样从预处理后的指纹中提取指纹的特征点，并去除其中的为特征点；特征匹配即根据特征点的类型、位置、方向等参数比对，最终判断指纹是谁的过程，现在研究的重点是如何快速的特征匹

6、配。在生物识别技术领域中，指纹识别技术是各国科学家和科研机构研究的重点，由于指纹识别是采用人与生俱来的生物特征，无法假冒，并且在人的一生之中，指纹特征能基本保持不变，每个人都具有十个指头，而每一个指头都具有不同的指纹特征，只要选取其一，就可以作为每个人唯一的识别代码，终生享有，使用成本为2华中科技大学硕士学位论文零，安全系数极高，并且突破传统束缚，无需携带磁卡、IC卡、ATM卡、射频卡等识别载体，更无需记忆密码。由于指纹技术特点及其广阔的应用前景，指纹识别研究已引起国际学术界、企业界、政府以及国防军事部门的高度关注。指纹识别技术突破了原有的局限性，可广泛应用

7、于任何需要安全性方面的领域，如：税务、银行、证券、计算机系统、核电站、身份证、公安、汽车、电话、指纹门禁、指纹考勤、特殊部门的确认系统、指纹进入智能管理系统、护照、警网现场指纹认证等许多方面，这无疑将取代原有的识别技术而成为二十一世纪生物识别技术应用的最新发展趋势，具有在各个领域的广泛应用前景和无比巨大的市场潜力。目前，无论是指纹检测技术或指纹识别算法，国内与国外在理论和应用方面都做了大量研究，在指纹检测方面有基于光学指纹传感器、基于压力指纹传感器、基于半导体指纹传感器、基于超声波指纹传感器等，各有其优缺点，在指纹识别算法方面，从理论到实践都提出了很多解决方

8、案，后面会对这些内容做比较详细的综述，由于这些算法大