指纹识别技术综述【文献综述】

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1、毕业论文文献综述通信工程指纹识别技术综述摘要:本文介绍了指纹识别技术在国内外的研究背景和研究现状，对指纹预处理和特征提取、指纹分类、指纹匹配过程中的方向图、滤波、神经网络等关键原理和技术作了详细的综述,并对指纹识别过程中所采用的各种方法作了进一步的分析和比较，最后指出了指纹识别技术的发展趋势。关键词：指纹识别;特征提取;预处理;指纹匹配0引言自动指纹识别是上世纪六十年代兴起的,利用计算机取代人工来进行指纹识别的一种方法。近年来,随着计算机技术的飞速发展,低价位指纹采集仪的出现以及高可靠算法的实现,更使得自动指纹识别技术越来越多地进入到人们的

2、生活和工作中,自动指纹识别系统的研究和开发正在成为国内外学术界和商业界的热点。相对于其他生物特征鉴别技术例如语音识别及虹膜识别，指纹识别具有许多独到的优点，更重要的是它具有很高的实用性和可行性,已经被认为是一种理想的身份认证技术,有着十分广泛的应用前景,是将来生物特征识别技术的主流。1国内外技术现状近年来，国内外学者对自动指纹识别技术进行了深入和广泛的研究，取得了较大的进展，研究的重点主要集中在如何提高识别的准确率和速度[1]。目前，已经有很多自动指纹识别的产品面市，并开始逐步在管理、门禁、金融、公安和网络安全等领域得到应用。以指纹为代表的

3、生物识别技术的发展和应用，不仅可以开发相关的系列产品，获得巨大的经济效益，还可以带动图像处理[2]、模式识别、光学、电子、生理。学和计算机应用等相关学科的发展，具有很高的学术价值，会产生巨大的社会效益[3]。文献[4]和文献[5]中阐述了以指纹为代表的生物识别技术的发展和应用已被公认将会给身份识别领域带来一场革命，并已经成为各国学术界和工业界研究的热点之一。目前，基于通用PC机进行指纹识别的技术已经很成熟，并且已经开始大规模推广[6]。讲述了许多大公司有专门的机构从事该项技术的研究、开发、应用，包括IBM、INTEL、Microsoft、D

4、igitalpersona、Identix、Motorola、韩国现代、朝鲜培富士、法国THOMSON—CSF、台湾Aetex公司、Veridicom、BAC等。在技术上，基于WINDOWS操作系统的指纹识别软件和通过USB接口与PC机相连的指纹采集器已经非常普遍。另一方面，基于嵌入式系统的指纹识别技术，无论是在硬件设计还是算法软件方面都才刚刚起步，在PC机上性能优秀的算法并不一定就能简单的移植到嵌入式系统中。然而，便携式设备的推陈出新，指纹识别技术在今后将被更多的应用于嵌入式设备。因此，基于嵌入式平台实现指纹识别对于拓展嵌入式系统的应用领

5、域，让指纹识别从依赖于PC机向脱机使用以及提高系统灵活性、实时性、性价比都具有重大意义[7]。2自动指纹识别系统构成图1是AFIS（AutomatedFingerprintIdentificationSystem）的流程简图，先是对指纹进行读取，然后对提取的图像进行预处理，而后把预处理出来的图像的特征进行提取后送到数据库搜索，找出相应的指纹图像。而指纹识别又是由指纹分类与特征匹配构成。2．1指纹采集所以，对于指纹识别的第一个步骤就是指纹的取像。要取像，需要借助取像设备，常用的取像设备有光学设备、晶体传感器和超声波。光学取像设备是根据光的全反

6、射原理来设计的。晶体传感器取像是根据谷线和脊线皮肤与传感器之间距离不同而产生的电容不同来设计的。超声波设备取像也是采用光波来取像,但由于超声波波长较短,抗干扰能力较强,所以成像的质量非常好。2．2图像预处理与特征提取无论采取哪种方法提取指纹,总会给指纹图像带来各种噪声。预处理的目的就是去除图像中的噪音,把它变成一幅清晰的点线图,以便于提取正确的指纹特征。预处理是指纹自动识别过程的第一步,它的好坏直接影响着指纹识别的效果。常用的预处理与特征提取(ImagePreprocessingandFeatureExtraction)方法的主要步骤包括方

7、向图计算、图像滤波、二值化、细化、提取特征和后处理。当然这些步骤可以根据系统和应用的具体情况再进行适当变化。文献[8]提出了基于脊线跟踪的方法能够从灰度指纹图像中直接抽取细节点及其相关信息。常用的方法：常用的预处理和特征提取的方法有：指纹图像归一化，计算指纹图像方向场，脊线滤波，二值化和细化，下面简单介绍这些方法。1.指纹图像归一化：文献[9]详细的阐述了图像归一法。图像归一化的方法主要是通过将灰度的方差限制到要求范围内来统一图的密度值，指纹图像归一化的主要目是降低沿脊线、谷线方向的灰度的变化程度而不改变脊线和谷线结构的清晰对比度，使图像具

8、有预定的均值与方差。图像一化是像素层次的操作，它将图像的整体灰度均值和方差进行平移，把不同指图像的对比度调整到一个固定的级别。但是对整幅图像进行归一化并不改变图中各部分的相对对比