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自动指纹识别系统的研究

发布时间:2018-05-09 11:33:00 文章来源:未来智讯    
    关键词:指纹识别;细节;图像采集
    中图分类号:TP368.2 文献标识码:A文章编号:1007-9599 (2011) 15-0000-01
    Automated Fingerprint Identification System Study
    Su Jing
    (Shandong Vocational College of Science&Technology,Weifang261053,China)
    Abstract:Due to their uniqueness and persistence,fingerprints are used as main basis of personal identity.Automated fingerprint identification system,a technology of fingerprint identification using computer,is of convenience,high efficiency,security and reliability.It has been applied in many fields such as financial security,data encryption,electronical business and will play a more and more important role in our life.
    Keywords:Fingerprint identification;Details;Imag collection
    一、引言
    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。每个人的包括指纹在内的皮肤纹路在图案、断点和交叉点上各不相同,也就是说,这些指纹特征是唯一的,并且终生不变。依靠这种唯一性和稳定性,我们就可以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,就可以验证他的真实身份。
    一个完整的自动指纹识别系统一般包括指纹图像采集、指纹图像预处理、指纹特征提取、指纹对比四个部分。指纹图像采集本质上是指纹成像的过程。其原理是根据脊与谷的几何特性、物理特征和生物特性的不同,以得到不同的反馈信号,根据反馈信号的量值来绘成指纹图像。
    二、自动指纹识别系统介绍
    (一)指纹图像采集
    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。指纹图像的获取一般有两类方法:一类是使用墨水和纸的方法。将手指浸入墨水,然后按在纸上,再通过照相机或扫描仪准备处理;另外一类方法是利用设备取像,此类方法方便实用。获得良好的指纹图像是一个十分复杂的问题。因为用于测量的指纹仅是相当小的一片表皮,所以指纹采集设备应有足够好的分辨率以获得指纹的细节。
    传统的指纹采集方式费时费力,现己很少应用于自动指纹识别系统。目前,指纹识别主要采用活体指纹传感器来采集指纹图像。活体指纹传感器主要采用以下几种技术:光学全反射技术、超声波扫描技术、全息摄像、热敏传感、电容或深度电场方式。
    (二)指纹图像预处理过程
    指纹图像经传感器获取后,首先要对其质量进行评估,通过检查其有效面积及图像的清晰程度,决定是否对该图像进行下一步处理。若图像质量合格,则将其送入图像分割子模块,否则要求重新采集,同时给出提示:是指纹太干还是太湿,或者是手指放得太偏等。图像分割是将要处理的有效图像部分从整个指纹图像中分离出来,这样一方面减少了后续处理步骤的数据量,另一方面也避免了因为部分图像区域不可靠而导致伪特征的产生。图像增强包括两部分,首先是对原始图像上模糊但有可能恢复的部分进行增强,然后再对整幅图像滤波,消除指纹脊线间的断裂和粘连。图像二值化是提取经增强处理的指纹图像的脊线,用“1”表示脊线上的点,“0”表示背景和谷线,从而把原始灰度图像转化为二值图像。图像细化进进一步把二值指纹脊线细化为1像素宽度的骨架线,这是为了方便以后的特征提取。
    (三)指纹特征提取
    指纹细节特征提取是从输入的指纹图像中提取出有代表性的特征。对自动指纹识别系统而言,找出输入指纹图像的一个显著而又合适的特征表示至关重要。一般来说,这种表示应当具有如下的特征:(1)保持原始图像的可区分性。要求特征表示能够保持指纹的独特性。(2)紧凑性。特征表示中不应当含有冗余的信息。(3)能适应不同的匹配算法。要求特征表示能适合匹配算法。(4)抵抗噪声和形变能力强。对指纹质量的要求不能过于苛刻。(5)无需很复杂的计算度。指纹细节提取的算法复杂性不能太高。
    (四)指纹匹配
    指纹匹配就是指纹特征值比对过程。它是把当前取得的指纹特征值集合与事先存储的指纹特征值模板进行匹配,从而判断这两个指纹是否来源于同一个手指。指纹匹配是一个模式识别的过程,判定的标准不是相等与不等,而是相似的程度。指纹匹配基本上是指纹自动识别系统的最后一关,因此匹配算法是整个指纹识别系统中至关重要的步骤和核心技术,指纹匹配算法的好坏影响着指纹识别系统的性能。近年来,国内外许多学者进行了指纹匹配方面的研究,并提出了不少关于指纹匹配的方法。根据指纹细节特征的不同,指纹匹配算法主要包括基于点模式匹配算法、基于纹理模式匹配算法和基于图的匹配算法。
    三、结束语
    随着计算机与通信网络的蓬勃发展,安全方便的指纹识别系统现已得到了广泛的应用,越来越多的指纹相关产品被开发出来。电子政务系统和企业内部办公自动化系统也将是指纹识别技术应用的重点领域。在系统访问控制方面,进出网络系统、进出计算机系统、进出电子政务系统或办公自动化系统均会采用指纹身份认证方式:在身份确认方面,将会使用指纹电子印章进行身份确认。
    除此之外,指纹技术在其他医疗、社会福利、移动通信等领域都有着很大的发展。可以预料,随着计算机机技术、晶体半导体指纹录入芯片的发展,指纹识别技术将逐步走出传统的应用领域,得到更加广泛的应用。
    参考文献:
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    [2]尹义龙,詹小四,谭台哲等.基于加博函数的指纹增强算法及其应用[J].软件学报,2003,14(3):484-489
    [3]陈恭亮.信息安全数学基础[M].北京:清华大学出版社,2004,133-205
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