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指纹识别

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指纹识别简介

发布日期:2012-03-13
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指纹特征
  指纹,英文名称:(fingerprinting)。由于其具有终身不变性、唯一性和方便性,已几乎成为生物特征识别的代名词。指纹是指人的手指末端正面皮肤上凸凹不平产生的纹线。纹线有规律的排列形成不同的纹型。纹线的起点、终点、结合点和分叉点,称为指纹的细节特征点(minutiae)。

指纹识别原理
  指纹识别即指通过比较不同指纹的细节特征点来进行鉴别。由于每个人的指纹不同,就是同一人的十指之间,指纹也有明显区别,因此指纹可用于身份鉴定。其实,我国古代早就利用指纹(手印)来签押。1684年,植物形态学家Grew发表了第一篇研究指纹的科学论文。
        1809年Bewick把自己的指纹作为商标。1823年解剖学家Purkije将指纹分为九类。 1880年,Faulds在《自然》杂志提倡将指纹用于识别罪犯。1891年Galton提出著名的高尔顿分类系统。之后,英国、美国、德国等的警察部门先后采用指纹鉴别法作为身份鉴定的主要方法。随着计算机和信息技术的发展,FBI和法国巴黎警察局于六十年代开始研究开发指纹自动识别系统(AFIS)用于刑事案件侦破。目前,世界各地的警察局已经广泛采用了指纹自动识别系统。九十年代,用于个人身份鉴定的自动指纹识别系统得到开发和应用。
  由于每次捺印的方位不完全一样,着力点不同会带来不同程度的变形,又存在大量模糊指纹,如何正确提取特征和实现正确匹配,是指纹识别技术的关键。指纹识别技术涉及图像处理、模式识别、机器学习、计算机视觉、数学形态学、小波分析等众多学科。

指纹识别系统
     指纹识别系统是一个典型的模式识别系统,包括指纹图像获取、处理、特征提取和比对等模块。
  指纹图像获取:通过专门的指纹采集仪可以采集活体指纹图像。目前,指纹采集仪主要有活体光学式、电容式和压感式。对于分辨率和采集面积等技术指标,公安行业已经形成了国际和国内标准,但其他还缺少统一标准。根据采集指纹面积大体可以分为滚动捺印指纹和平面捺印指纹,公安行业普遍采用滚动捺印指纹。另外,也可以通过扫描仪、数字相机等获取指纹图像。
  指纹图像压缩:大容量的指纹数据库必须经过压缩后存储,以减少存储空间。主要方法包括JPEG、WSQ、EZW等。
  指纹图像处理:包括指纹区域检测、图像质量判断、方向图和频率估计、图像增强、指纹图像二值化和细化等。

指纹分类
     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。我国十指纹分析法将指纹分为三大类型,九种形态。一般,指纹自动识别系统将指纹分为弓形纹(弧形纹、帐形纹)、箕形纹(左箕、右箕)、斗形纹和杂形纹等。
  指纹形态和细节特征提取:指纹形态特征包括中心(上、下)和三角点(左、右)等,指纹的细节特征点主要包括纹线的起点、终点、结合点和分叉点。
  指纹比对:可以根据指纹的纹形进行粗匹配,进而利用指纹形态和细节特征进行精确匹配,给出两枚指纹的相似性得分。根据应用的不同,对指纹的相似性得分进行排序或给出是否为同一指纹的判决结果。

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