第二章指纹识别的原理和方法
指纹识别的采集及其参数[15]
指纹具有惟一性（随身携带、难以复制、人人不同、指指相异）。根据指纹学理论，将两人指纹分别匹配上12个特征时的相同几率仅为1/1050。指纹还具有终身基本不变的相对稳定性。指纹在胎儿六个月时已完全形成，随着年龄的增长，尽管人的指纹在外形大小、纹线粗细上会有变化，局部纹线之间也可能出现新细线特征，但从总体上看，同一手指的指纹纹线类型、细节特征的总体布局等无明显变化。指纹的这些特点为身份鉴定提供了客观依据。
指纹识别过程可以分为4个步骤：采集指纹图像、提取特征、保存数据和比对。通过指纹读取设备读取到人体指纹的图像,取到指纹图像之后，要对原始图像进行初步的处理，使之更清晰。指纹辨识软件建立指纹的数字表示特征数据，软件从指纹上找到被称为“节点”（minutiae）的特征点，这些数据(通常称为模板)，保存为1K大小的记录。最后，通过计算机模糊比较的方法，把两个指纹的模板进行比较，计算出它们的相似程度，最终得到两个指纹的匹配结果。
2.2.1指纹图像的采集[16][17][18]
指纹采集模式主要分为“离线式”和“在线式”两种。所谓“离线式”就是指在指纹采集时，利用某些中间介质（如油墨和纸张）来获取指纹图像，在通过一定的技术手段将图像数字化输入计算机，它属于非实时采集。目前“离线式”采集方式在大多数场合已经消失。所谓“在线式”是通过与计算机联机的先进指纹传感器的专用指纹采集设备，将真实的人体指纹直接变成数字图像数据，实时传输给计算机。
基于指纹传感器的“在线式”实时采集设备以其操作简单、实时性强、采集效率高、图像质量好等优点，广泛应用于自动指纹识别领域。
指纹传感器是采集指纹的装置,是一切自动指纹识别系统的必备设备,从原理上,目前见到的指纹传感器分下面3类：
(1)光学录入
它是最早开发的指纹输入装置,多采用红外主动光斜向照射指尖,利用全反射的原理,在反射方向接收指纹影像。指纹影像由CCD摄像头接收,输出的视频信号由图像采集卡数字化后输入计算机.近年来,也有用CMOS摄像头直接获取指纹图像的数字信号,通过计算机并口或USB口输入计算机。由于不需要附加卡,这种带USB口的CMOS指纹传感器有成本低且安装方便的特点,很受市场欢迎。
(2)硅晶体电容式传感器录入
硅晶体电容式传感器是最近在市场上才出现的。这些含有微型晶体的平面通过多种技术来绘制指纹图像。电容传感器通过电子度量设计来捕捉指纹。电容设备能结合大约100,000导体金属阵列的传感器，其外面是绝缘的表面，当用户的手指放在上面时，皮肤组成了电容阵列的另一面。电容器的电容值因两极间的距离而变化，这里指的是脊（近的）和谷（远的）之间的距离。压感式表面的顶层是具有弹性的压感介质材料，他们依照指纹的外表地形（凹凸）转化为相应的电子信号。硅晶体电容式不需要光线参与,小型化有优势,并且不需要指尖移动,而是一次成像如果能够克服目前一些产品容易受静电影响击穿(尤其在我国北方干燥季节)的缺陷,它将是未来最受欢迎的指纹传感器。
(3)超声波录入
超声波录入是目前采样效果最好的指纹采样设备，当超声波源发出超声波通过传感器表面达到手指表面时，会被反射回去。皮肤凹陷的部分与传感器表面间有较多的空气及杂质，会吸收一部分超声波。这样皮肤突起部分反射回的超声波比凹陷部分的更强，从而依据超声波的强弱形成指纹纹理图像。
最近几年，指纹传感器的价格已经剧烈的下降。至于体积，光学传感器的体积从6×3×3英寸降到3×1×1英寸。硅晶体电容式传感器的体积差不多是这样或者更小。在晶片上，集成电路的技术越来越高（如：数字化电路把指纹信号转化为数字信号强度），系统体积将越来越小，硅晶体电容式传感器的体积接近与手指大小所需要的体积，其长宽大约是1×1英寸高不到1英寸。在硅晶体电容式传感器之前，一些没有用到的机能是局部调整、软件控制、自动获取控制(AGC)技术。对于大多数光学设备，只能通过人工调整来改变图像的质量。然而，硅晶体电容式传感器提供自动调节象素，行以及局部范围的敏感程度，从而提高图像的质量。AGC在不同的环境下结合反馈的信息产生高质量的图像。例如，一个不
清晰（对比度差）的图像，如干燥的指纹，能够被感觉并增强灵敏度，在捕捉的瞬间产生清晰的图像（对比度好）；由于提供了局部调整的能力，图像不清晰（对比度差）的区域也能够被检测到（如：手指压得较轻的地方）并在捕捉的瞬间为这些像素提高灵敏度。硅晶体电容式传感器技术最重要的弱点在于，它们容易受到静电的影响，这使得晶体传感器有时会取不到图像，甚至会被损坏，另外，它们并不象玻璃一样耐磨损，从而影响了使用寿命。总之，各种技术都具有它们各自的优势，也有各自的缺点。我们在下面给出三种主要技术的比较。
表2.1 几种取像设备的性能比较
2.2.2指纹图像的参数
衡量一个指纹传感器的质量，可以通过考察其输出数字化后的指纹图像的质量来确定。指纹图像的主要参数有图像尺寸、图像分辨率和图像的灰度。
(1)图像的尺寸
图像的尺寸通常用长度(mm)×宽度(mm)来表示，如18mm×12.7mm,或者用垂直方向上的像素点数×水平方向上的像素点数来表示，如360×256点阵。图像尺寸和点阵数越大，则表示指纹传感器的采集区域越宽。用于民用领域的指纹传感器，大多采用平面采集方式，因而不要求较大的采集区域，一般不小于12.7mm ×12.7mm或256*156点阵。
(2)图像分辨率
图像分辨率体现了对图像细纹之处的描述精度，通常用每英寸多少点像素(dpi)来表示。为了保障提取指纹特征的精确度，指纹图像应有较高的图像分辨率。一般不低于256dpi，要求较高的场合通常不低于500dpi。
(3)图像的灰度
采集设备与方法不同，所采集到的指纹图像也不同。绝大多数指纹图像是单色图像，我们把没有色调变化的单色图像称为二值图或黑白图，具有色调变化的单色图像称灰度图。灰度图含有更加丰富的图像信息，有利于指纹识别与对比。依照对色调变化的表现力，灰度图分为2bit、4 bit、6 bit、8 bit几个不同等级，一般较多采用的是8 bit (256级)灰度。
2.3指纹的特征
指纹分类是基于指纹脊或谷的整体流向以及指纹的核心点。指纹分类的主要目的是方便大容量指纹库的管理，并减小搜索空间，加速指纹匹配过程。我们定义了指纹的两类特征来进行指纹的验证：总体特征和局部特征。
2.3.1 指纹的总体特征[19][20][21]
总体特征是指那些用人眼直接就可以观察到的特征，包括基本纹路图案：环型（loop），弓型（arch），螺旋型（whorl）。其他的指纹图案都基于这三种基本图案。
指纹的脊纹形式是适应之间的球状表面和半圆形顶端以及横行的指间屈基线生长的，除少数弓形纹之外，绝大多数是箕、斗型纹（约占95%），（三种纹形的大致分布概率如表2.2）
表2.2 纹形的大致分布概率
纹型是指纹的基本分类，是按中心花纹和三角的基本形态划分的。纹形从属于型，以中心线的形状定名。按我国是指纹分析法，指纹分三大类型（如图2.1），五大种形态。可见，型与形是类与种的关系。
箕型斗型弓型
图2.1 指纹的纹形
(1) 箕形纹（Loop）：有一条以上完整的基性线组成中心花纹。箕形线的对侧有一个三角的上下之线包围着中心花纹。按箕技的流向分为桡侧箕形纹（反箕）和尺侧箕形纹（正箕）两种。按中心花纹的结构形态又可分为普通箕、闭口箕、叶形箕、横箕和类似斗的箕。箕形纹中心和三角之间的距离和纹线数量多少不一，有的只有1－2条线，多数为十条线左右，个别的可达30余条。
(2)斗型纹(Whorl):中心花纹呈环、螺、曲状，由内向外扩展与上下包围线汇合形成两个以上的三角的纹线，称为斗型纹。分为环形、螺形、囊形、双箕形、杂形五种。斗型纹的中心花纹，在由一条环、螺、曲等纹线构成时，与两侧三角相对的弧形线凸面，必须是不折、不断的，并且不与来自从三角中的其它纹线相接。
(3)弓型纹(Arch): 由弓形线和横直线层叠而成，中心花纹与上下包围线无明显界限，因此也没有真正的三角区。分弧形和帐形纹两种。
(4)弧形纹：是由平缓的或略微突起的弧形线组成的一种结构简单的花纹形式。
(5)帐形纹：由平行的和突起的弧形线组成。花纹中部有直立的或倾斜的纹线，将弧形线撑起呈帐蓬状。
指纹类型的三类九种，是按我国现行的十指指纹分析法划分的。这是一种基本分类，也叫两极分类法。实际上指纹种类远不只这些。
2.3.2指纹的局部特征
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。两枚指纹经常会具有相同的总体特征，但它们的局部特征—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、分叉点和转折点就称为"特征点"。就是这些特征点提供了指纹唯一性的确认信息。特征点的分类有以下几种(如图2.2),最典型的是端点和分叉点[22]。
图2.2 指纹特征示意图
很多研究者试图解决指纹分类问题，但至今分类算法的误识率仍较高。如何提高指纹分类的准确率在自动指纹识别研究中是一个较关键的问题。
2.3.3应用于指纹匹配的指纹特征
在指纹特征中由于中心点、三角点、端点、叉点、纹型、相对纹密度、纹曲率等元素的分布对于某一个特定人的指纹来说，在他的一生中永远不会改变，具有终生不变性和惟一性，因而被称为永久性特征。永久性特征在手指前端的典型区域(也被称为中心花纹区)中最为清晰和明显，其分布也最均匀，是指纹匹配的主要参数[23]。
2.4指纹图像处理与识别
指纹图像处理与识别是自动指纹识别系统的核心技术,其研究已有很长的历史了,但是总体的思路变化不大。可以把识别算法大致分为下述3个步骤:
(1)图像预处理原始指纹图像需要进行滤波除噪、脊线增强、动态二值化、
方向信息计算、初分类、背景分割、纹线间隔估计等处理。图像预处理的效果好坏直接影响系统性能。个别应用还需要指纹图像的压缩编码。
预处理的目的是改善输入指纹图像的质量，以提高特征提取的准确性。预处理常基于方向图，方向图是指纹图像的近似描述，方向图的每一元素代表指纹图像中某个给定区域的纹理方向。原始指纹图像一般有很多噪声、断纹或纹线模糊等，需要进行图像增强（使用滤波技术）以改善质量。由于指纹的特征仅包含在纹线的形状结构中，所以，通过二值化和细化把深浅不一、宽度不同的纹线变成灰度相同的单像素宽的细纹线，以便于特征提取。
(2)指纹特征提取包括纹线细化、特征点(交叉点、断点、中心点、三角点等)检测与分类、伪特征点消除、特征点特性参数计算、特征参数压缩编码、全局特征(“斗”、“箕”、“旋向”等)检测等步骤。特征提取算法应能适应噪声、畸变、位移、旋转、缺损、变形等常见的实际情况。
经预处理后的指纹图像通过相应的处理算法自动提取指纹的全局特征和细节特征。自动指纹识别系统中一般把指纹的类型分为弓、左箕、右箕、斗、杂和不可分六类。细节特征主要由其位置和方向确定，因此细节特征一般只考虑纹线的端点和分叉点（包括汇合点），眼和桥等也用相应的分叉点表示，不再特殊区分，在有的系统中，还将细节特征与中心之间、或细节特征之间的纹线数提取并记录下来。提取后的特征还需要进行后处理以去掉假特征。
(3)指纹特征比对即比较现场提取的某一个指纹特征点集合和原先建立的数据库中的某一个指纹特征点集合的相似程度。通常用代价函数(或匹配能量)来表示相似程度,取合适的门限将给出该两组指纹特征是否来自同一枚指头的判断。特征比对的方法有点图松弛匹配方法、最小距离图法和Delaunay三角形化变换等。
2.5 指纹算法的具体性能评价指标[24]
就一个自动指纹识别系统来说，其指纹识别算法的精确度是整个系统性能指标中最为关键的指标。所谓指纹识别算法的精确度是指其识别与提取的特征数量与准确率及进行特征匹配时的准确率。下面线介绍一下有关指纹识别的基本概念。
匹配(Matching):匹配也称对比过程，是指将两个指纹特征模板通过相应的
算法求出它们之间的相似程度的处理过程。若相似程度大于一个事先给定的门限阈值，则该笔对结果被认为接受或者称匹配。反之，则被视为拒绝或不匹配。
认证(Verification)：认证是指将现场采集的待测指纹样本与标本指纹特征模板进行“一对一”比对(One to One Matching,简记为1：1)，得出“是否是同一人”的结论。
识别(Identification):识别是指将现场采集到的待测指纹样本与指纹特征数据库中的标本指纹进行“一对多”的搜索比对(One to Many Matching,简记为1：N)，得出“有无此人”以及“此人是谁”的结论。
门限阈值(Threshold): 门限阈值是用于判别两个指纹特征模板相似程度的分界值，门限阈值定的越高，表示对相似度的要求越严。
(1)拒识率和误识率
a.拒识率(False Rejection Rate，FRR)：拒识率又称拒真率，指将相同的
指纹误认为是不同的指纹，而加以拒绝的出错概率。
其定义为：FRR=拒识的指纹数目/考察的指纹总数目×100%。
b.误识率(False Accept Rate,FAR)：误识率又称认假率，指将不同的指纹误认
为是相同的指纹，而加以接收的出错概率。
其定义为：FRR=错判的指纹数目/考察的指纹总数目×100%。
(2)拒登率
拒登率(Error Registration Rate，ERR)是用来描述指纹设备的适应性。
其定义为：ERR=出现不能登录及处理的指纹数目/考察的指纹总数目×100%。
ERR指的是指纹设备出现不能登录及处理的指纹的概率，拒登率ERR过高将会严重影响设备的使用范围。
(3)速度
指纹识别系统的工作速度主要由采集时间、图像处理时间、比对时间和平均识别速度几项指标构成。采集时间通常包含了采集的操作时间和图像的传输时间；图像处理时间，指的是从计算机处理指纹图像到提取出所有特征、输出特征模板所耗费的时间；比对时间，指计算机对两组指纹特征模板进行比对并给出结果所耗费的时间；平均识别速度，指计算机从指纹特征模板库中搜索出特定指纹特征模板的速度，通常是一个统计平均值，其速度的快慢与指纹特征模板库的分类方
法有很大关系。
(4)平衡点:即调整指纹识别的门限,使拒真率和认假率相同，平衡点越低越好。
(5)建档时间:即平均每一枚指纹进行指纹图像采集、图像处理、特征提取和特征建库的时间，建档时间越短越好。
(6)比对效率:即在建档后,直接比对一对指纹特征(不进行图像处理和特征提取)所用的时间,一般用每秒钟比对的次数来表示,当然越多越好。
(7)特征文件字节数:即平均每一枚建档指纹所用的特征文件长短,用字节表示,越短越好。
(8)算法通用性:即指纹识别算法对指纹传感器的敏感性。需要考虑当传感器图像尺寸、噪声水平、失真程度、手指摁印角度等因素改变时,识别算法的适应性或程序修改的工作量，这一条暂时没有具体衡量指标。
(9)其他软件工程指标:包括程序可靠性、易用性、界面友好、统计资料齐全、数据库管理方便等。容易看出,上述指标互相是有矛盾和抵触的,单一指标衡量算法性能很可能是片面的、不科学的。所以,从全面的角度衡量性能指标是有必要的
其中，FAR和FRR是一对相互矛盾的技术指标，在大多数“一对一”比对中，如普通的指纹门禁、指纹证件、权限管理与文件保护等指纹应用场合，考虑到指纹的多样性和不易仿冒性，对FAR指标的要求可适当放宽，而把设备的易用性和方便性放在第一位，要求FRR值尽可能地低。但是在“一对多”以及高安全度的应用场合，则要求FAR尽可能低，以避免误认他人。事实上在多数指纹设备中，可以通过改变系统识别的阈值设定来选择FAR和FRR的数值。
高安全性的指纹设备通常具有对活体指纹生命特征的识别能力，能够在很大程度上防止假手指作弊，但也正因为如此，常常容易受各种因素变化（干燥、脱皮、污染、干扰和使用时压力或摆放不当）的影响而把真手指当做假手指拒认，从而使其易用性指标下降。如何处理安全性与易用性这一对矛盾，是指纹设备选购时另一个值得注意的问题。一般除非是用于无人值守的高安全性场合，指纹设
备的易用性指标应摆在首位，尽量做到方便、好用，使绝大多数人在各种环境下均能使用。
自动指纹识别技术的发展及应用 随着计算机技术的发展，人们对计算机的安全问题方面的要求也在不断提高。计算机安全问题直接关系到了我国当代社会的稳定发展，而自动指纹识别技术作为一种较为先进的应用技术，有着较高的可行性和应用型性，在计算机中利用自动指纹识别技术可以有效地提高计算机的安全性，文章就自动指纹识别技术的发展及应用进行了相关的分析。 标签：自动指纹识别技术；发展；应用 引言 随着现代科技的进步与发展，自动指纹识别技术在当前社会得到了广泛应用，它不仅为公安机关案件的侦破提供了帮助，同时也满足了社会发展的需要。在这个网络化的时代下，以计算机为核心技术的网络系统已经得到了广泛的应用，利用自动指纹识别技术可以提高计算机网络的安全性，为计算机网络用户的利益提供保障。 1 指纹识别技术概述 自动指纹识别技术是集计算机、网络、光电技术、图像处理、数据库技术等于一体的综合指纹认证技术。指纹作为一个人特有的一种特征，每个人的指纹在图案、断点和交叉点上各不相同，根据指纹的唯一性和特定性可以对一个人的身份进行验证。而指纹识别技术就是把一个人同他的指纹对应起来，通过比较他的指纹和预先保存的指纹进行比较，进而确定他的身份。自动指纹识别包括了指纹图像获取、处理、特征提取以及对比等多个环节，通过现金的指纹采集仪器可以获得较为清晰的活体指纹图像。在自动指纹识别系统中，采用了独特的容错技术，既是指纹识别系统获取的指纹是不完整的指纹，它也可以提高指纹认证的可靠性。伴随着现代科技的不断发展，指纹识别技术已经进入到我们的日常生活中并产生了较大影响。 2 自动指纹识别技术发展现状 在以往的指纹识别中，指纹识别很容易受多种因素的影响，如脏手指、疤痕等，进而影响到指纹质量，给指纹识别带来一定的困难。自动指纹识别技术是通过计算机实现的身份识别手段，也是当今应用最为广泛的生物特征识别技术[1]。伴随着计算机技术的发展，指纹识别技术逐渐进入到计算机世界中。许多公司和研究机构也在自动指纹识别技术领域中取得了较为可观的成就，推出了一系列以自动指纹识别技术为核心的应用产品，且这些产品深受大众的认可，为公安机关案件的侦破、为企业的发展、为个人的隐私都提供了极大的保障。近年来，随着晶体半导体指纹录入芯片的诞生，使得指纹识别技术从单一的司法应用扩展到民用。在这个科技不断创新的时代，自动指纹识别技术也越来越先进，以硅技术、超声波技术、光学技术为载体的指纹识别系统的应用也越来越广泛了。
第二章指纹识别的原理和方法 指纹识别的采集及其参数[15] 指纹具有惟一性（随身携带、难以复制、人人不同、指指相异）。根据指纹学理论，将两人指纹分别匹配上12个特征时的相同几率仅为1/1050。指纹还具有终身基本不变的相对稳定性。指纹在胎儿六个月时已完全形成，随着年龄的增长，尽管人的指纹在外形大小、纹线粗细上会有变化，局部纹线之间也可能出现新细线特征，但从总体上看，同一手指的指纹纹线类型、细节特征的总体布局等无明显变化。指纹的这些特点为身份鉴定提供了客观依据。 指纹识别过程可以分为4个步骤：采集指纹图像、提取特征、保存数据和比对。通过指纹读取设备读取到人体指纹的图像,取到指纹图像之后，要对原始图像进行初步的处理，使之更清晰。指纹辨识软件建立指纹的数字表示特征数据，软件从指纹上找到被称为“节点”（minutiae）的特征点，这些数据(通常称为模板)，保存为1K大小的记录。最后，通过计算机模糊比较的方法，把两个指纹的模板进行比较，计算出它们的相似程度，最终得到两个指纹的匹配结果。 2.2.1指纹图像的采集[16][17][18] 指纹采集模式主要分为“离线式”和“在线式”两种。所谓“离线式”就是指在指纹采集时，利用某些中间介质（如油墨和纸张）来获取指纹图像，在通过一定的技术手段将图像数字化输入计算机，它属于非实时采集。目前“离线式”采集方式在大多数场合已经消失。所谓“在线式”是通过与计算机联机的先进指纹传感器的专用指纹采集设备，将真实的人体指纹直接变成数字图像数据，实时传输给计算机。 基于指纹传感器的“在线式”实时采集设备以其操作简单、实时性强、采集效率高、图像质量好等优点，广泛应用于自动指纹识别领域。 指纹传感器是采集指纹的装置,是一切自动指纹识别系统的必备设备,从原理上,目前见到的指纹传感器分下面3类： (1)光学录入
程序： #include
uchar code ri[]={"日"}; uchar code xinqi[]={"星期"}; uchar code mao=0x3a; unsigned char code text1[]={" 请按指纹"}; unsigned char code text2[]={" 请再次按指纹"}; unsigned char code text3[]={" 指纹采集成功"}; unsigned char code text4[]={"请按任意键继续"}; unsigned char code text5[]={" 指纹采集失败"}; unsigned char code text6[]={"输入删去的指纹号"}; unsigned char code text7[]={" 删指纹号成功"}; unsigned char code text8[]={"按键一：增加指纹"}; unsigned char code text9[]={"按键二：删去指纹"}; unsigned char code text10[]={" 请重新按指纹"}; unsigned char code text11[]={"清空指纹库成功"}; unsigned char code text12[]={" 没搜索到指纹"}; unsigned char code text13[]={"请先按键再刷指纹"}; unsigned char code text14[]={" 请重新操作"}; unsigned char code text15[]={" 删去失败"}; unsigned char code text16[]={" 接收包出错"}; unsigned char code text17[]={" 编号为："}; unsigned char code text18[]={"指纹已找到请进"}; unsigned char code text19[]={" 该指纹已存储"}; unsigned char code text20[]={" 请输入密码"}; unsigned char code text21[]={" 密码错误"}; unsigned char code text22[]={"按键三：更新密码"}; // @@@ unsigned char code text23[]={"请再次输入密码"}; unsigned char code text24[]={"两次输入的密码不"}; unsigned char code text25[]={"一致，请重新操作"}; unsigned char code text26[]={" 密码更新成功"}; 另外： void delay(uint tt) { uchar i; while(tt--) { for(i=0;i<125;i++); } } void initialize51() {
指纹识别系统 1.1 指纹识别系统原理 指纹识别系统的组成原理。如图1-1所示。图中的学习模块负责采集用户指纹数据，对指纹图像进行预处理，提取这些指纹的特征，作为将来的比对模板存人数据库。而识别模块则负责采集和处理指纹图像，在提取特征后与数据库中的指纹模板进行比对，然后判断是否匹配．得出结论。整个系统的核心就是图像处理、特征提取以及指纹比对。 图1-1 1.2 指纹采集与指纹图像处理方法 目前，主要的指纹采集方法有两种：一种是光学采集器；另一种是用半导体传感器。光学采集器采集指纹是通过把手指沾上油墨后按在白纸上，然后用摄像机把图像转换为电信号。光学采集受外界干扰小、采集精度较高，但是数据量较大，因此处理时问较长。而对于半导体传感器来说，手指的温度、湿度对其测量结果有影响，但是数据量不大，处理比较方便。随着半导体技术的发展，半导体传感器的成本低、体积小、方便集成等优点逐步体现，它已逐步代替光学采集器。指纹鉴定过程的第一个阶段是指纹图像的采集阶段，也就是指纹模板的录A阶段。为了初步确定图像预处理方法，我们必须首先了解指纹传感器获得的图像的尺寸和质量。根据不同的指纹传感器，我们设计不同的方案进行图像采集，并将从各个图中提出特征点储存到数据库中，来产生“活模板”，为后面的指纹鉴定做准备。 指纹图像处理是整个指纹识别过程的核心。常见的指纹图像处理包括滤波增强、二值化、细化、提取特征点四个步骤。在采集指纹图像的过程中，由于采集环境，皮肤表面的性质，采集设备的差异等各种因素的影响，采集的图像会不同程度的受到各种噪声的干扰，从而影响了采集图像的质量。所以实际的指纹图像首先通过一个滤波增强来改善图像的质量，恢复
指纹识别的原理和方法 一、概述 指纹识别的背景知识 我们手掌及其手指、脚、脚趾内侧表面的皮肤凸凹不平产生的纹路会形成各种各样的图案。这些纹路的存在增加了皮肤表面的摩擦力，使得我们能够用手来抓起重物。人们也注意到，包括指纹在内的这些皮肤的纹路在图案、断点和交叉点上各不相同，也就是说，是唯一的。依靠这种唯一性，我们就可以把一个人同他的指纹对应起来，通过对他的指纹和预先保存的指纹进行比较，就可以验证他的真实身份。这种依靠人体的身体特征来进行身份验证的技术称为生物识别技术，指纹识别是生物识别技术的一种。 目前，从实用的角度看，指纹识别技术是优于其他生物识别技术的身份鉴别方法。这是因为指纹各不相同、终生基本不变的特点已经得到公认。 最早的指纹识别系统应用与警方的犯罪嫌疑人的侦破，已经有30多年的历史，这为指纹身份识别的研究和实践打下了良好的技术基础。特别是现在的指纹识别系统已达到操作方便、准确可靠、价格适中的阶段，正快速的应用于民用市场。 指纹识别系统通过特殊的光电转换设备和计算机图像处理技术，对活体指纹进行采集、分析和比对，可以迅速、准确地鉴别出个人身份。 系统一般主要包括对指纹图像采集、指纹图像处理、特征提取、特征值的比对与匹配等过程。现代电子集成制造技术使得指纹图像读取和处理设备小型化，同时飞速发展的个人计算机运算速度提供了在微机甚至单片机上可以进行指纹比对运算的可能，而优秀的指纹处理和比对算法保证了识别结果的准确性。 指纹自动识别技术正在从科幻小说和好莱坞电影中走入我们实际生活中，就在今天，您不必随身携带那一串钥匙，只需手指一按，门就会打开；也不必记住那烦人的密码，利用指纹就可以提款、计算机登录等等。 指纹识别技术主要涉及四个功能：读取指纹图像、提取特征、保存数据和比对。 在一开始，通过指纹读取设备读取到人体指纹的图像，取到指纹图像之后，要对原始图像进行初步的处理，使之更清晰。 接下来，指纹辨识软件建立指纹的数字表示——特征数据，一种单方向的转换，可以从指纹转换成特征数据但不能从特征数据转换成为指纹，而两枚不同的指纹不会产生相同的特征数据。软件从指纹上找到被称为―节点‖（minutiae）的数据点，也就是那些指纹纹路的分叉、终止或打圈处的坐标位置，这些点同时具有七种以上的唯一性特征。因为通常手指上平均具有70个节点，所以这种方法会产生大约490个数据。 有的算法把节点和方向信息组合产生了更多的数据，这些方向信息表明了各个节点之间的关系，也有的算法还处理整幅指纹图像。总之，这些数据，通常称为模板，保存为1K大小的记录。无论它们是怎样组成的，至今仍然没一流种模板的标准，也没一流种公布的抽象算法，而是各个厂商自行其是。 最后，通过计算机模糊比较的方法，把两个指纹的模板进行比较，计算出它们的相似程度，最终得到两个指纹的匹配结果。 指纹识别的原理和方法 二. 取得指纹图象 1.取象设备原理 取像设备分成两类：光学、硅晶体传感器和其他。
指纹识别方法的综述 摘 要: 对在指纹的预处理和特征提取、指纹分类、指纹的匹配过程中的方向图、滤波器、神经网络等关 键性原理和技术做了详细的说明,并对在各个过程中用到的方法做了进一步的比较,讨论了各种方法的优越性。 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 指纹取像 图 1 是一个自动指纹识别系统AFIS(Automated Fingerprint Identification System) 的简单流程。 → → → ↓ ↑ ———— 将一个人的指纹采集下来输入计算机进行处理是指纹自动识别的首要步骤。指纹图像的获取主要利用设备取像,方便实用,比较适合AFIS 。利用设备取像的主要方法又利用光学设备、晶体传感器和超声波来进行。光学取像设备是根据光的全反射原理来设计的。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 图像的预处理与特征提取 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( Image Preprocessing and Feature Ex 2 t raction) 方法的主要步骤包括方向图计算、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[ 1 ]提出了基于脊线跟踪的方法能够指纹取像 图像预处理 特征提取 指纹识别 数据库管理
此文档下载后即可编辑 指纹识别原理及模组工艺 概述 指纹识别的背景知识 我们手掌及其手指、脚、脚趾内侧表面的皮肤凸凹不平产生的纹路会形成各种各样的图案。这些纹路的存在增加了皮肤表面的摩擦力，使得我们能够用手来抓起重物。人们也注意到，包括指纹在内的这些皮肤的纹路在图案、断点和交叉点上各不相同，也就是说，是唯一的。依靠这种唯一性，我们就可以把一个人同他的指纹对应起来，通过对他的指纹和预先保存的指纹进行比较，就可以验证他的真实身份。这种依靠人体的身体特征来进行身份验证的技术称为生物识别技术，指纹识别是生物识别技术的一种。 目前，从实用的角度看，指纹识别技术是优于其他生物识别技术的身份鉴别方法。这是因为指纹各不相同、终生基本不变的特点已经得到公认。 最早的指纹识别系统应用与警方的犯罪嫌疑人的侦破，已经有30多年的历史，这为指纹身份识别的研究和实践打下了良好的技术基础。特别是现在的指纹识别系统已达到操作方便、准确可靠、价格适中的阶段，正快速的应用于民用市场。 指纹识别系统通过特殊的光电转换设备和计算机图像处理技术，对活体指纹进行采集、分析和比对，可以迅速、准确地鉴别出个人身份。 系统一般主要包括对指纹图像采集、指纹图像处理、特征提取、特征值的比对与匹配等过程。现代电子集成制造技术使得指纹图像读取和处理设备小型化，同时飞速发展的个人计算机运算速度提供了在微机甚至单片机上可以进行指纹比对运算的可能，而优秀的指纹处理和比对算法保证了识别结果的准确性。指纹自动识别技术正在从科幻小说和好莱坞电影中走入我们实际生活中，就在今天，您不必随身携带那一串钥匙，只需手指一按，门就会打开；也不必记
华北水利水电大学研究生结课论文 基于指纹的识别技术 姓名 学号 专业 分数
摘要：随着信息时代的发展, 自动指纹识别技术已经广泛地应用于公安、海关、银行、网络安全等需要进行身份识别领域。本文概述了自动指纹识别系统的研究现状和指纹识别系统的算法流程，并在此基础上重点研究了指纹图像的分割算法和指纹图像细化算法。针对在指纹采集过程中存在着大量的低质量指纹图像，影响指纹识别系统的识别率的问题，本文对指纹图像的分割等预处理作了较为深入的研究，采用了均值方差的指纹图像分割算法，仿真结果表明，该方法有效的改善了指纹图像的质量。 关键词：指纹识别；均值方差；指纹细化 ABSTRACT：With the developments of the information age, automated fingerprint identification technology has been widely used in public security, customs, banking. This article outlines both the study status and algorithm process of a Automated Fingerprint Recognition System, and on this basis, focuses on the segmentation of fingerprint image and fingerprint image thinning algorithm to do the study. in the fingerprint collection process, there are existences of a large number of low-quality fingerprint images, affecting the identification rate of fingerprint recognition system problems. The paper focuses on fingerprint image segmentation which belongs to pre-research makes a more thorough study, putting forward a fingerprint image segmentation algorithm by used the mean and variance of the image. Calculating the mean and variance of each piece, and then if this result is almost close to 0 that it is regarded as the background. The area variance is not zero will use threshold segmentation algorithm. Keywords:fingerprint recognition; mean and variance; fingerprint refinement 1引言 1.1 研究的意义 科学技术的迅猛发展为人类的生产生活带来了极大的便利，大大地推动了现在社会的进步和发展。在网络化时代的今天，我们每个人都拥有大量的认证密码，比如开
指纹识别模块实验 注：此说明书适用于EL-EMCU-I实验箱、EXP-89S51/52/53CPU板。 一、实验目的 掌握指纹模块的开发协议； 掌握16C550芯片的编程方法； 二、实验设备 计算机，KEIL UVISION2环境，EL-EMCU-I实验箱，直连串口电缆、交叉串口电缆(针对针)，导线，短接块。 三、基本原理 指纹识别模块采用MCU和PC两种控制方法，供用户灵活选用。其指纹模块采用深圳十指科技的TF-MD-M12开发模块，MCU端的外围电路由通过芯片16C550芯片进行并口到串口的转换，PC端的外围电路用MAX3232控制，模块的电源由实验箱上的接口插座提供。下面将具体介绍一下各部分的组成及其原理。 TF-MD-M12开发模块的功能特点： ◇先进的指纹识别算法（商业）； ◇高速算法，500人指纹只要0.43 秒； ◇1：N，1：1 比对（两种可选）； ◇用户可分多级权限管理（1、2、3）； ◇多级的安全级别自主设置，可更多应用于不同场所； ◇采用高精密的光学成像元件，识别准确； ◇体积小，电路只有：40*58mm，易于集成； ◇功能高度集成，存于DSP中，不用再加电路板； ◇标准接口协议，开发简单； ◇采用面光源，成像速度快； ◇内部采用高级数字处理器DSP，处理速度快； ◇识别率高，最高可达：0.00001% ； ◇稳定性好，四年不断升级和优化； ◇具低电压报警功能； ◇微功耗设计适于电池供电； ◇主板低频设计抗外部电磁干扰； ◇主要供外销厂家和集成商，开发和集成产品； ◇设计精巧适于嵌入指纹锁/小指纹门禁机/手持指纹识别设备； TF-MD-M12开发模块的主要性能指标： ◇电路板尺寸（mm）58×40
指纹识别 指纹锁的定义 指纹锁属于新一代门锁安防的代表，是一种以人体指纹为识别载体的锁具，是指纹识别技术、电子技术及机械技术的完善结晶。一般来说，能够用指纹、密码、各种功能卡及备用的机械钥匙打开门的锁都可以称为指纹密码锁。 指纹密码锁与传统机械锁最大的区别在于：指纹密码锁利用生物类指纹识别技术于锁具之中，用“指纹”替代了过往用“钥匙”开门的方式。况且，由于人体指纹的唯一性与不可复制性，指纹锁成为目前最为安全与高档的锁具。 1、生物类指纹 狭义的生物类指纹是指我们手指末梢关节指面的凹凸纹路；广义的生物类指纹则包括了手掌纹、脚趾纹以及脚底纹在内。尽管指纹只是人体皮肤的一小部分。但是，它蕴涵大量的信息，这些纹路在图案、断点和交点上是各不相同的，在信息处理中将它们称作“特征”。 医学上已经证明这些特征对于每个手指都是不同的，而且这些特征具有唯一性和永久性，因此我们可以把一个人同他的指纹对应起来，通过比较他的指纹特征和预先保存的指纹特征，就可以验证他的真实身份。 2、生物类指纹识别技术 生物类指纹具有唯一性和稳定性的特点，根据这一特点，我们可以将人的生物类指纹预先保存起来，通过比较他（她）的生物类指纹和预先保存的生物类指纹，可以验证他（她）的真实身份，这就是生物类指纹识别技术。 3、自动指纹识别系统 自动指纹识别系统（Automatic Fingerprint Identification System，简称AFIS）通过特殊的光电转换设备和计算机图像处理技术，对活体指纹进行采集、分析和比对，可以自动、迅速、准确地鉴别出个人身份。 一般可以分成“离线部分”和“在线部分”两个部分。其中离线部分包括用指纹采集仪采集指纹、提取出细节点、将细节点保存到数据库中形成指纹模板库等主要步骤。在线部分包括用指纹采集仪采集指纹、提取出细节点、然后将这些细节点与保存在数据库中模板细节点进行匹配，判断输入细节点与模板细节点是否来自同一个手指的指纹。 采用先进的光电识别办法采集一个生物类指纹信息后，把它变成可以和已由计算机处理过的暗码相比对的代码。这些代码都经过加密处理，然后经独特的相关算法进行识别判断，在算法上有的采用的是一个生物类指纹的全部图案，而有的是生物类指纹的特殊细节。 4、生物类指纹门禁控制系统 生物类指纹门禁控制系统是用生物类指纹代替机械之类的传统门禁出入授权方式控制门禁通道人员出入的门禁安全控制系统。 5、指纹锁 指纹锁是利用生物类指纹自动识别原理，集光学、机械、电子及生物类指纹核心算法技术为一身的高科技产品。
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指纹识别技术的基本原理 指纹其实是比较复杂的。与人工处理不同，许多生物识别技术公司并不直接存储指纹的图象。多年来在各个公司及其研究机构产生了许多数字化的算法（美国有关法律认为，指纹图象属于个人隐私，因此不能直接存储指纹图象）。但指纹识别算法最终都归结为在指纹图象上找到并比对指纹的特征。 指纹的特征 我们定义了指纹的两类特征来进行指纹的验证：总体特征和局部特征。总体特征是指那些用人眼直接就可以观察到的特征，包括： 环型（loop）, 弓型（arch）, 螺旋型（whorl）。其他的指纹图案都基于这三种基本图案。仅仅依靠图案类型来分辨指纹是远远不够的，这只是一个粗略的分类，但通过分类使得在大数据库中搜寻指纹更为方便 1、模式区（Pattern Area） 模式区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。Aetex 的指纹识别算法使用了所取得的完整指纹而不仅仅是模式区进行分析和识别。
2、核心点（Core Point） 核心点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点。 3、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。 4、式样线（Type Lines） 式样线是在指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。 5、纹数（Ridge Count） 指模式区内指纹纹路的数量。在计算指纹的纹数时，一般先在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。局部特征局部特征是指指纹上的节点。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。 6、节点（Minutia Points） 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“节点”。就是这些节点提供了指纹唯一性的确认信息。 指纹上的节点有四种不同特性：
任务书 课程设计题目：指纹识别 功能简述： 1)根据所学的知识和能力，设计程序可以实现根据指纹的大小、形状等特征，识别出不同的指纹。 2)利用按键标志当前指纹识别的状态，例如录入状态，识别状态,清楚状态;利用液晶1602能够显示当前指纹识别的状态信息。 3)利用继电器，对当前信息的判断，例如提醒当前指纹识别错误;利用蜂鸣器和LED等提醒当前指纹识别是否正确
目录 第一章绪论…………………………………………………….. 1．1、指纹识别中的基本概念………………………………… 1.2 指纹识别的发展前景……………………………………… 1.3、指纹识别课题设计的内容与意义……………………….. 第二章方案选择……………………………………………… 2.1 系统原理图设计…………………………………………… 2.2方案说明……………………………………………………… 2.3 方案比较…………………………………………………… 2.4 方案选择………………………………………………………第三章硬件设计………………………………………………3．1 AT89C52单片机设计……………………………………… 3.2 电源电路设计……………………………………………… 3.3 按键控制部分电路………………………………………… 3.4 LED指示灯电路…………………………………………3.5 蜂鸣器电路………………………………………………3.6 指纹传感器模块………………………………………… 第四章软件程序设计…………………………………………. 4.1程序流程图…………………………………………………4.2程序…………………………………………………………. 第五章调试…………………………………………………… 5.1硬件调试……………………………………………………. 5.2软件调试……………………………………………………
指纹识别原理及其应用 1 指纹识别的原理和方法 1.1 指纹的特征与分类 指纹识别学是一门古老的学科，它是基于人体指纹特征的相对稳定与唯一这一统计学结果发展起来的。实际应用中，根据需求的不同，可以将人体的指纹特征分为：永久性特征、非永久性特征和生命特征[5]。 永久性特征包括细节特征（中心点、三角点、端点、叉点、桥接点等）和辅助特征（纹型、纹密度、纹曲率等元素），在人的一生中永不会改变，在手指前端的典型区域中最为明显，分布也最均匀[1]。细节特征是实现指纹精确比对的基础，而纹形特征、纹理特征等则是指纹分类及检索的重要依据。人类指纹的纹形特征根据其形态的不同通常可以分为“弓型、箕型、斗型”三大类型，以及“孤形、帐形、正箕形、反箕形、环形、螺形、囊形、双箕形和杂形”等9种形态[1]。纹理特征则是由平均纹密度、纹密度分布、平均纹曲率、纹曲率分布等纹理参数构成。纹理特征多用于计算机指纹识别算法的多维分类及检索。 非永久性特征由孤立点、短线、褶皱、疤痕以及由此造成的断点、叉点等元素构成的指纹特征，这类指纹有可能产生、愈合、发展甚至消失[1]。 指纹的生命特征与被测对象的生命存在与否密切相关。但它与人体生命现象的关系和规律仍有待进一步认识。目前它已经成为现代民用指纹识别应用中越来越受关注的热点之一。 1.2 指纹识别的原理和方法 指纹识别技术主要涉及四个功能：读取指纹图像、提取特征、保存数据和比对。通过指纹读取设备读取到人体指纹的图像，然后要对原始图像进行初步的处理，使之更清晰，再通过指纹辨识软件建立指纹的特征数据。软件从指纹上找到被称为“节点”（minutiae）的数据点，即指纹纹路的分叉、终止或打圈处的坐标位置，这些点同时具有七种以上的唯一性
官网：https://www.doczj.com/doc/9d10248308.html, 指纹锁指纹识别技术的基本原理介绍 指纹锁的识别灵敏度是指纹锁产品性能和用户体验的重要指标之一，但现实生活中指纹锁识别指纹时总容易受到外接因素的影响。比如手指多汗，或指纹采集窗太潮湿会导致指纹锁识别失灵，这究竟是什么原因呢，英迪隆智能指纹锁为你简单解答一下。 指纹是人的手指正面皮肤上有规律排列却又不尽相同的纹线。指纹中的中断、分叉或转折而形成的点就是细节特征点，而这些细节特征点，就提供了指纹唯一性的确认信息。而指纹识别传感器就是通过记录指纹纹路的方向，并将其数字化，形成一个独一无二的钥匙，并以解锁。 目前指纹锁采集指纹的方式主要有两种，光学式和电容式。光学指纹头通过计算光线在指纹的沟和脊与采集窗的不同距离而获取指纹信息，当手指有汗渍或采集窗有水分，就会影响光线的传递与距离，导致所获取的指纹信息与原来储存的信息有误，因此指纹锁识别失灵。 而电容式指纹锁虽然比光学指纹锁更先进，但也存在受潮后识别失灵的情况。说起电容式指纹锁，其原理大家应该可以联想一下电容屏的工作原理，都是利用人体的电流感应进行工作的。 电容式指纹锁指纹识别传感器周边均镀上了狭长的电极，当手指按到指纹采集窗时，由于人体是一个电场，用户指纹纹路和传感器表面会形成一个耦合电容，对于高频电流来说，电容是直接导体，于是手指就会从接触点吸走一个很小的电流。这个电流分从周边的电极中流出，并且流经周边电极的电流与指纹到周边的距离成正比，控制器通过对电流比例的精确计算，得出触摸纹路相关数据。 简单来说就是用户的指纹摁到哪儿，哪儿就“通电”“漏电”了，传感器就有了反应了。所以，当手指有汗或者采集窗有水渍时，由于水是导电的，用户使用指纹识别时，电流就会被影响，所以上面的计算就不准了，自然识别失灵了。 因此，当指纹锁用户在首次录入指纹时，最好保持手指与指纹采集窗的干燥与干净，好录入正确干净的指纹;当用户使用指纹解锁时，擦干手指和采集窗就可以避免指纹锁失灵的情况。
指纹识别方法的综述 摘要 : 对在指纹的预处理和特征提取、指纹分类、指纹的匹配过程中的方向图、滤波器、神经网络等关 键性原理和技术做了详细的说明, 并对在各个过程中用到的方法做了进一步的比较, 讨论了各种方法的优越性。 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指纹取像 图1 是一个自动指纹识别系统 AFIS(Automated Fingerprint Identification System)的简单流程。 指纹取像→ 图像预处理 → 特征提取 → 指纹识别 ↓↑ 数据库管理———— 将一个人的指纹采集下来输入计算机进行处理是指纹自动识别的首要步骤。指纹图像的获取主要利用设备取像,方便实用 , 比较适合 AFIS 。利用设备取像的主要方法又利用光学设备、晶 体传感器和超声波来进行。光学取像设备是根据光的全反射原理来设计的。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图像的预处理与特征提取 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( Image Preprocessing and Feature Ex2 t raction) 方法的主要步骤包括方向图计算、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[ 1 ] 提出了基于脊线跟踪的方法能够
指纹识别原理及模组工艺 概述 指纹识别的背景知识 我们手掌及其手指、脚、脚趾侧表面的皮肤凸凹不平产生的纹路会形成各种各样的图案。这些纹路的存在增加了皮肤表面的摩擦力，使得我们能够用手来抓起重物。人们也注意到，包括指纹在的这些皮肤的纹路在图案、断点和交叉点上各不相同，也就是说，是唯一的。依靠这种唯一性，我们就可以把一个人同他的指纹对应起来，通过对他的指纹和预先保存的指纹进行比较，就可以验证他的真实身份。这种依靠人体的身体特征来进行身份验证的技术称为生物识别技术，指纹识别是生物识别技术的一种。 目前，从实用的角度看，指纹识别技术是优于其他生物识别技术的身份鉴别方法。这是因为指纹各不相同、终生基本不变的特点已经得到公认。 最早的指纹识别系统应用与警方的犯罪嫌疑人的侦破，已经有30多年的历史，这为指纹身份识别的研究和实践打下了良好的技术基础。特别是现在的指纹识别系统已达到操作方便、准确可靠、价格适中的阶段，正快速的应用于民用市场。 指纹识别系统通过特殊的光电转换设备和计算机图像处理技术，对活体指纹进行采集、分析和比对，可以迅速、准确地鉴别出个人身份。 系统一般主要包括对指纹图像采集、指纹图像处理、特征提取、特征值的比对与匹配等过程。现代电子集成制造技术使得指纹图像读取和处理设备小型化，同时飞速发展的个人计算机运算速度提供了在微机甚至单片机上可以进行指纹比对运算的可能，而优秀的指纹处理和比对算法保证了识别结果的准确性。指纹自动识别技术正在从科幻小说和好莱坞电影中走入我们实际生活中，就在今天，您不必随身携带那一串钥匙，只需手指一按，门就会打开；也不必记住那烦人的密码，利用指纹就可以提款、计算机登录等等。指纹识别技术主要涉及四个功能：读取指纹图像、提取特征、保存数据和比对。 在一开始，通过指纹读取设备读取到人体指纹的图像，取到指纹图像之后，要对原始图像进行初步的处理，使之更清晰。 接下来，指纹辨识软件建立指纹的数字表示——特征数据，一种单方向的转换，可以从指纹转换成特征数据但不能从特征数据转换成为指纹，而两枚不同的指纹不会产生相同的特征数据。软件从指纹上找到被称为“节点”（minutiae）的数据点，也就是那些指纹纹路的分叉、终止或打圈处的坐标位置，这些点同时具有七种以上的唯一性特征。因为通常手指上平均具有70个节点，所以这种方法会产生大约490个数据。有的算法把节点和方向信息组合产生了更多的数据，这些方向信息表明了各个节点之间的关系，也有的算法还处理整幅指纹图像。总之，这些数据，通常称为模板，保存为1K大小的记录。无论它们是怎样组成的，至今仍然没有一种模板的标准，也没有一种公布的抽象算法，而是各个厂商自行其是。 文案
图像识别1思考题 1.简述图像识别的过程。 2.简述模式和模式识别的含义。 3.模式识别系统由哪几部分构成。 1、答：图像识别过程包括以下几个步骤：图像信息获取、图像预处理、图像特征提取、图像特征匹配（结果的输出）。（欢迎写成框架的形式） 2、答：模式就是可观察的用以区分事物相同或相异的特征。模式识别就是根据观察到的事物的模式对事物进行分类的过程。（可以写ppt上面的定义） 3、答：模式识别系统的构成如下 生物识别1思考题 1.请简述生物识别技术的概念，以及能够用来鉴别身份的生物特征应具有哪些特点。 2.指纹一般具有哪些特征？（被识别） 3.自动指纹识别系统一般由哪几部分构成？ 1、答：生物识别技术是根据人体自身的特征（如指纹、声音等）来识别个人的身份（的技术）。能够用来鉴别身份的生物特征应具有的特点有(1)广泛性(2)唯一性(3)稳定性(4)可采集性。 2、答：指纹一般具有两类特征：总体特征和局部（细节）特征。利用总体特征可以对指纹图案进行粗略的分类，利用局部特征可以对指纹图案进行识别。 3、答：自动指纹识别系统一般由图像采集、图像的预处理、特征提取、特征的匹配（与指纹库模板比对）、结果的输出。（欢迎写成框架的形式） 其他识别1思考题 1.请简述什么是光学字符识别技术。光学字符识别技术包括哪些内容？ 2.请简述磁码识别和磁卡识别的区别。 1、答：就是通过光学技术对文字进行识别，这种技术能够使设备（计算机）通过光学机制来识别字符。光学字符识别技术包括的内容如下：(1)影像输入(2)影像前处理(3)文字特征抽取(4)比对数据库(5)比对识别(6)字词后处理(7)字词数据库(8)人工校正(9)结果输出。
甘肃政法学院 本科学年论文（设计）题目指纹识别的原理和应用 _公安分_院__侦查__专业_2013_ 级_ 2 _班 学号：___201336010212____ 姓名：___何鹏龙__ 指导教师：___张奋成__ 成绩：___________________ 完成时间： 2015 年 11__月
目录 摘要 (1) 关键词 (1) ABSTRACT (1) KEY WORDS (1) 引言 (2) 一．指纹识别的原理和方法 (2) （一）指纹的特征与分类 (2) （二）指纹识别的原理和方法 (3) 二．指纹识别技术的主要指标和测试方法 (3) （一）算法的精确度 (3) （二）误识率和拒识率的测试方法 (4) （三）系统参数 (4) 三、指纹识别技术的应用 (5) （一）利用现场指纹直接破案 (5) （二）利用现场指纹串并案件 (5) （三）利用十指指纹查积案 (6) （四）指纹技术在民用方面的应用 (7) 四．指纹识别的可靠性 (8) 参考文献 .............................. 错误！未定义书签。
目录 摘要 (1) 关键词 (1) Abstract (1) Keywords (1) 引言 (2) 一．指纹识别的原理和方法 (2) （一）指纹的特征与分类 (2) （二）指纹识别的原理和方法 (3) 二．指纹识别技术的主要指标和测试方法 (3) （一）算法的精确度 (3) （二）误识率和拒识率的测试方法 (4) （三）系统参数 (4) 三、指纹识别技术的应用 (5) （一）利用现场指纹直接破案 (5) （二）利用现场指纹串并案件 (5) （三）利用十指指纹查积案 (6) （四）指纹技术在民用方面的应用 (7) 四．指纹识别的可靠性 (8) 参考文献 (9)