科技创新指纹识别算法实现

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1、东华理工大学第十届大学生科技创新基金项目项目名称：指纹识别算法研究成员：温志平洪运柏植张皓王青卿学院：核工程与地球物理学院1指纹识别的应用背景当今社会，电子设备和保密机构对更安全、更方便的身份认证和访问控制的需求变得越来越紧迫。传统的机械钥匙、“口令＋密码”以及智能卡等的保护措施存在着丢失、遗忘、复制及被盗用的隐患。以电子商务、电子银行的安全认证为例，他人假冒当事人上网采购所造成的欺诈案越来越多，并有孩子冒充家长上网采购的案例。2指纹识别的应用背景网络、数据库和关键文件等的安全控制机密计算机的登录认证银行ATM,POS终端等的安全认证蜂窝电话、PDA的使用认证等其它指

2、纹等生物识别技术可突破传统的安全认证方法，提供了一个很好的解决方案。可用指纹等生物特征提高安全性的领域举例：3指纹特征的优点广泛性，指每一个正常人都有指纹。唯一性，指每一个人的指纹都不同。终生不变性，指非意外事故指纹终身不变。因此，指纹识别技术，作为一种可靠的生物识别技术，受到了人们的重视。尽管人们已经对自动指纹识别技术作了深入广泛的研究，指纹识别技术也获得了不少应用，但是指纹识别的应用在目前并没有获得普及，这主要是因为指纹识别在识别准确性和识别速度方面还远远不能满足很多实际应用的要求。4指纹识别的应用历史公元前7000年6000年，指纹作为身份鉴别的工具己经在古叙利

3、亚和中国开始应用。在那个时代，一些粘土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，在Jercho的古城市的房屋上留有砖匠的指纹等。1896年阿根廷首先在犯罪事件的鉴别中正式应用指纹。20世纪60年代，随数字图像处理技术的出现，人们开始着手研究利用计算机来处理指纹。20世纪80年代，个人计算机、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。5指纹识别研究的现状指纹识别是生物识别技术中最早应用、技术最为成熟、价格最低廉的分枝。尽管各个指纹识别系统的生产厂家都报出极高的识别率，但是他们都是在自己的

4、实验室的指纹库上做测试，而不是在一个统一的标准指纹库上测试，结果的可比性不大。在指纹识别的算法研究上，还存在着许多需要改进的地方，这使得指纹识别算法的研究还在继续。6影响指纹识别的因素噪声、变形等，例如脏手指、干手指、疤痕导致的不同时期、不同季节间的指纹差异；芯片表面残留物带来的噪声；手指按压过程中的扭转、拉伸和按压位置不同，导致同一指纹的重叠区域有时会很小。7指纹识别的基本过程通过指纹读取设备读取到人体指纹的图像。对原始图像进行预处理，使之更清晰。提取指纹特征，建立指纹的数字表示特征数据。验证端采集指纹，提取特征。与数据库指纹匹配，计算相似度，给出匹配结果。8指纹的

5、采集设备光学仪器硅晶体传感器超声波其他类型9指纹识别的基本原理指纹是比较复杂的，指纹识别算法最终归结为在指纹图像上找特征到并进行对比。指纹的特征定义了两类以进行指纹的验证：总体特征和局部特征。（1)基本纹路图案：包括环型(Loop),弓型(Arch)和螺旋型(Whorl)，其他的指纹图案都基于这3种基本图案。10指纹的总体特征(2）模式区（PatternArea)：是指指纹上包括了总体特征的区域，即从模式区就能够分辨出指纹是属于那一种类型的。有的指纹识别算法只使用模式区的数据。（3）核心点（CorePoint）：位于指纹纹路的渐进中心，它用于读取指纹和比对指纹时的参考

6、点。11指纹的总体特征(4)三角点(Delta):三角点位于从核心点开始的第一个分叉点或者断点、或者两条纹路会聚处、孤立点、折转处，或者指向这些奇异点。三角点提供了指纹纹路的计数和跟踪的开始之处。（5）式样线（TypeLines）:式样线是指在包围模式区的纹路线开始平行的地方所出现的交叉纹路，式样线通常很短就中断了，但它的外侧线开始连续延伸。12指纹的总体特征（6）纹数（RidgeCount）:纹数是指模式区内指纹纹路的数量。在计算指纹的纹数时，一般先连接核心点和三角点，这条连线与指纹纹路相交的数量即可认为是指纹的纹数。13指纹的局部特征局部特征是指指纹上的节点所具有

7、的特征。两枚指纹经常会具有相同的总体特征，但它们的局部特征节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、分叉点和转折点就称为特征点。就是这些节点提供了指纹惟一性的确认信息。14节点分类A.终结点（Ending）：一条纹路在此终结。B.分叉点（Bifurcation):一条纹路在此分开成为两条或更多的纹路。C.分歧点（RidgeDivergence）：两条平行的纹路在此分开。15节点分类D.孤立点（DotorIsland）：一条特别短的纹路，以至于成为一点。E.环点（Enclosure):一条纹路分开成