指紋識別介紹

2018-06-06

指紋識別


指紋,由于其具有終身不變性、唯一性和方便性,已幾乎成為生物特征識別的代名詞。指紋是指人的手指末端正面皮膚上凸凹不平產生的紋線。紋線有規律的排列形成不同的紋型。紋線的起點、終點、結合點和分叉點,稱為指紋的細節特征點(minutiae)。

技術原理

指紋識別即指通過比較不同指紋的細節特征點來進行鑒別。指紋識別技術涉及圖像處理、模式識別、計算機視覺、數學形態學、小波分析等眾多學科。由于每個人的指紋不同,就是同一人的十指之間,指紋也有明顯區別,因此指紋可用于身份鑒定。由于每次捺印的方位不完全一樣,著力點不同會帶來不同程度的變形,又存在大量模糊指紋,如何正確提取特征和實現正確匹配,是指紋識別技術的關鍵。



指紋特征

特征點

指紋,英文名稱為fingerprint,兩枚指紋經常會具有相同的總體特征,但它們的細節特征,卻不可能完全相同。指紋紋路并不是連續的、平滑筆直的,而是經常出現中斷、分叉或轉折。這些斷點、分叉點和轉折點就稱為"特征點"。

特征點提供了指紋唯一性的確認信息,其中最典型的是終結點和分叉點,其他還包括分歧點、孤立點、環點、短紋等。特征點的參數包括方向(節點可以朝著一定的方向)、曲率(描述紋路方向改變的速度)、位置(節點的位置通過x/y坐標來描述,可以是絕對的,也可以是相對于三角點或特征點的)。

總體特征

總體特征是指那些用人眼直接就可以觀察到的特征。包括紋形、模式區、核心點、三角點和紋數等。

紋形,指紋專家在長期實踐的基礎上,根據脊線的走向與分布情況一般將指紋分為三大類——環型(loop,又稱斗形)、弓形(arch)、螺旋形(whorl)。

模式區即指紋上包括了總體特征的區域,從此區域就能夠分辨出指紋是屬于哪一種類型的。有的指紋識別算法只使用模式區的數據,有的則使用所取得的完整指紋。

核心點位于指紋紋路的漸進中心,它在讀取指紋和比對指紋時作為參考點。許多算法是基于核心點的,即只能處理和識別具有核心點的指紋。

三角點位于從核心點開始的第一個分叉點或者斷點,或者兩條紋路會聚處、孤立點、折轉處,或者指向這些奇異點。三角點提供了指紋紋路的計數跟蹤的開始之處。

紋數,即模式區內指紋紋路的數量。在計算指紋的紋路時,一般先連接核心點和三角點,這條連線與指紋紋路相交的數量即可認為是指紋的紋數。

局部特征

局部特征指紋節點的特征。指紋的紋路并不是連續、平滑筆直的,經常會出現分叉、折

轉或中斷。這些交叉點、折轉點或斷點稱為"特征點",它們提供了指紋唯一性的確認信

息。特征點的主要參數包括:

方向:相對于核心點,特征點所處的方向。

曲率:紋路方向改變的速度。

位置:節點的位置坐標,通過x/y坐標來描述。它可以是絕對坐標,也可以是與三角點(或特征點)的相對坐標。


技術特點

指紋識別技術的主要優點為:

1、指紋是人體獨一無二的特征,并且它們的復雜度足以提供用于鑒別的足夠特征;

2、如果要增加可靠性,只需登記更多的指紋、鑒別更多的手指,最多可以多達十個,而每一個指紋都是獨一無二的;

3、掃描指紋的速度很快,使用非常方便;

4、讀取指紋時,用戶必需將手指與指紋采集頭相互接觸,與指紋采集頭直接;

5、接觸是讀取人體生物特征最可靠的方法;

6、指紋采集頭可以更加小型化,并且價格會更加的低廉;

指紋識別技術的主要缺點為:

1、某些人或某些群體的指紋指紋特征少,難成像;

2、過去因為在犯罪記錄中使用指紋,使得某些人害怕“將指紋記錄在案”。

3、實際上指紋鑒別技術可以不存儲任何含有指紋圖像的數據,而只是存儲從指紋中得到的加密的指紋特征數據;

4、每一次使用指紋時都會在指紋采集頭上留下用戶的指紋印痕,而這些指紋痕跡存在被用來復制指紋的可能性。

5、指紋是用戶的重要個人信息,某些應用場合用戶擔心信息泄漏。

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