指纹识别技术

1、指纹识别技术指纹识别技术2Presentation Title目录目录u发展背景发展背景u指指纹识别纹识别技技术术u指纹识别技术应用指纹识别技术应用u发发展趋势展趋势3Presentation Title发发展背景展背景u每个人(包括指纹在内)皮肤纹路在图案、断点和交叉点上各不相同，也就是说，指纹是唯一的，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相对应起来，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。这就是指纹识别技术。 u在经历了近10年缓慢的自然增长后，指纹识别技术即将迎来一个跳跃性发展的黄金时期。专家保守估计，未来5年，我国将有近百亿元的市

2、场等待着企业去开拓。指纹识别技术的巨大市场前景，将对国内外众多产业产生巨大的影响。4Presentation Title指纹识别技术指纹识别技术u指纹识别技术主要涉及指纹图像采集、图像预处理、特征提取、特征值匹配等过程。指纹图像采集指纹图像采集指纹图像预处理指纹图像预处理特特征值提取征值提取特特征匹配征匹配5Presentation Title指纹图像采集指纹图像采集u早期的指纹图像采集主要运用油墨按印等物理方式,如果油墨及纸张质量有问题,或按压压力不均,按压位置、方向差异,手指损伤、变形等,都会导致采集的指纹图像质量不理想。u随着指纹识别技术的发展，光学传感器、半导体传感器、超声波传感器、射

3、频RF传感器的出现对获取高质量指纹图像提供了良好的技术保障,具有很好实用价值。同时,更先进的指纹图像传感器亦在研发,目的是获得足够的指纹细节,并使指纹图像达到较高分辨力,提高指纹识别准确性、可靠性。6Presentation Title指纹图像采指纹图像采集集指纹传感器的分类指纹传感器的分类u指纹传感器按传感原理，即指纹成像原理和技术，分为光学指纹传感器、半导体电容传感器、半导体热敏传感器、半导体压感传感器、超声波传感器和射频RF传感器等。u目前指纹传感器只要分为三类，同时也是较为常见的指纹传感器：光学指纹传感器半导体指纹传感器射频式传感器7Presentation Title指纹图像采指纹图

4、像采集集光学指纹传感器光学指纹传感器光学指纹传感器：利用光的折射和反射原理，当光源照到按有手指的玻璃棱镜表面时,入射光经玻璃射到指纹纹谷后,在玻璃与空气的界面发生全反射,反射回CCD 的光强损失很少.而射向指纹纹脊的光线不发生全反射,被纹脊与玻璃的接触面吸收或者发生漫反射, 这样反射回CCD 的光强就大大减弱, 因此纹谷和纹脊的不同反射光强由CCD 获得并转换为灰度图像。8Presentation Title指纹图像采指纹图像采集集优点：优点：光学指纹传感器技术发展比较早，技术相对成熟；成像质量好、稳定性高、不易损坏、成本低；缺缺点：点：用塑胶制成的假手指，能够在光学传感器上得到与真手指非常相

5、近的指纹图像；体积较大：不适用于便携设备上的应用；长期效果不好，手指在台板上留下潜在指印降低了指纹图像的质量。另外台板上的涂层和CCD阵列随着时间的推移会有损耗，精确度会降低。 9Presentation Title指纹图像采指纹图像采集集半导体指纹传感器半导体指纹传感器u半导体指纹传感器：这类传感器，无论是电容式或是电感式，其原理类似，在一块集成有成千上万半导体器件的“平板”上，手指贴在其上与其构成了电容（电感）的另一面，由于手指平面凸凹不平，凸点处和凹点处接触平板的实际距离大小就不一样，形成的电容/电感数值也就不一样，设备根据这个原理将采集到的不同的数值汇总，就完成了指纹的采集。10Pre

6、sentation Title指纹图像采指纹图像采集集半导体传感器分类半导体传感器分类单触型传感器：要求手指在指纹采集区进行可靠的触摸;特点：可迅速地采集最大的指纹或拇指指纹。易于使用，并可将整个指纹图像进行快速传输。划擦型传感器：需要用手指在传感器表面擦过，传感器会采集一套特定的数据，然后进行快速分析和认证。特点：尺寸小，成本低。11Presentation Title指纹图像采指纹图像采集集半导体传感器优缺点半导体传感器优缺点优点：优点：价格低；体积小；识别率高。缺点：缺点：易受静电影响,使传感器无法采集到图像,甚至本身也会被损坏;手指汗液盐分或其他污物,以及手指磨损等均会造成图像采集困难

7、,其耐磨性亦不及玻璃;大面积制造成本较高,故取像区域较小。12Presentation Title指纹图像采集指纹图像采集射射频式传感器频式传感器射频式传感器是在电容式传感器的基础上扩展的，它是利用手指本身作为控制板，以及作为介质。将手指放在传感器区域的周围，通过手指产生一个很低的射频信号。然后传感器检测信号。信号的扩散是根据指纹的山谷和山脊；传感器阵列计算出扩散来形成指纹的结构。然后就可以动态优化射频信号频率和水平，来获得最佳的指纹图像。13Presentation Title指纹图像采集指纹图像采集产品特点产品特点: :能够灵活适应当时的手指条件,无论是干手指、湿手指、浅纹理指纹、老年手指

8、等等都有很高的识别率；能够自动结束图像采集，而且图像质量越来越好；防伪指纹能力强，指纹敏感器的识别原理只对人的真皮皮肤有反应，从根本上杜绝了人造指纹的问题；抗静电能力强：在干懆容易起静电地区很适合；宽温区：适合特别寒冷或特别酷热的地区；超薄体积：能嵌入到各种终端产品中 。14Presentation Title指纹图像预处理指纹图像预处理u在指纹自动识别过程中, 输入的指纹图像由于各种原因的影响, 是一幅含噪音较多的灰度图象,这些噪声对指纹特征信息的提取造成一定的影响，甚至会产生许多伪特征点。预处理的目的就是去除图象中的噪音, 把它变成一幅清晰的点线图, 便于提取正确的指纹特征。预处理主要包括

9、图像分割、图像增强、二值化和细化四部分。图像分割图像分割图像增强图像增强二值化二值化细化细化15Presentation Title指纹图像预处理指纹图像预处理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的步骤的数据量，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。图像增强包括两个部分，首先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。 原始图像 增强后图像16Presentation Title指纹图指纹图像像预预处处理理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”

10、表示背景和谷线，从而把原始灰度图像转化为二值图像。 图像细化是进一步把二值指纹脊线细化为单像素宽度的骨架线，这是为了方便以后的特征提取。细化后的图像 原始图像 原始图像二值化后的图像17Presentation Title特征值提取特征值提取全局全局特特征征全局特征描述了指纹的总体结构，主要包括指纹的纹形和模式区。指纹的纹形主要分为环形、弓形、螺旋形三种基本类型。模式区包含中心点、三角点、和纹线数。此种分法只用在分类检索方面，以减少数据库的搜索空间。局部局部特征特征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。局部特征即指纹上细节点的特征,。典型的细节点分为分叉

11、点，终结点，还有孤立点、环、岛、毛刺、桥等。另一类重要特征是奇异点，包括中心点和三角点。18Presentation Title特征值提取特征值提取特征值提取特征值提取u二值化细化后的图像对于图像的特征提取非常有利。特征提取的任务是通过算法检测指纹图像中特征点的数量及每个特征点的类型、位置和所在区域的纹线方向。特征提取的结果一般保存为特征模板，它包括终结点或分叉点类型、坐标及方向信息。u一般的指纹图像提取的特征点在10100个之间，大多数文献均认为至少应该有12个特征点才能进行自动识别。指纹细化图像指纹图像特征点19Presentation Title指纹匹配指纹匹配u应用系统利用指纹识别技术

12、可以分为2类,即验证和辨识。u验证就是通过把现场采集到的指纹与己经登记的指纹进行一对一的比对,来确认身份的过程。u辨识则是把现场采集到的指纹同指纹数据库中的指纹逐一对比,从中找出与现场指纹相匹配的指纹。20Presentation Title指纹匹配指纹匹配u在系统的样本库部分, 用指纹采集仪采集指纹, 经过预处理后提取细节点特征, 存入样本库.u在待识别指纹图部分, 用指纹采集仪采集指纹, 经过预处理后提取细节点特征, 然后将这些细节点与保存在样本库中的模板细节点进行匹配, 判断待识别指纹与样本库中的模板细节点是否是来自同一个手指的指纹。指指纹采集纹采集指纹样本指纹样本库库指纹预处指纹预处理

13、理细节提取细节提取细节匹配细节匹配细节提取细节提取指纹预处指纹预处理理指纹采集指纹采集样本库部分样本库部分待识别指纹部分待识别指纹部分模板细节点模板细节点匹配输出匹配输出21Presentation Title指指纹纹识别识别技技术的应术的应用用手手机领域机领域如今手机成了人们日常生活中不可缺少的一部分，由于使用次数频繁，反复输入密码也让人感觉很不方便，有了指纹识别系统，只需1秒钟就可轻松完成身份确认，让用户感觉更方便快捷。22Presentation Title指指纹纹识别识别技技术的应术的应用用指指纹识别纹识别ATMATM把指纹识别技术同IC卡结合起来，是目前最有前景的一个方向之一。该技术

14、把卡的主人的指纹（加密后）存储在IC卡上，并在IC卡的读卡机上加装指纹识别系统，当读卡机阅读卡上的信息时，一并读入持卡者的指纹，通过比对就可以确认持卡者的是否卡的真正主人，从而进行下一步的交易。目前ATM提款机加装指纹识别功能在美国已经开始使用。持卡人可以取消密码 (避免老人和孩子记忆密码的困难)或者仍旧保留密码。23Presentation Title指指纹纹识别识别技技术的应术的应用用u指纹考勤系统指纹考勤系统在很多企业中往往需要进行考勤，传统的考勤方式基本上有两种，一种是卡片形式的，另一种是IC卡形式,但这两种考勤方式都无法杜绝代人打卡的现象，使考勤失去了意义。如果利用指纹来作为个人身份的标识，以此来进行考勤，则可以很好地避免代人打卡这种现象.24Presentation Title指纹识别技术的应用指纹识别技术的应用u指纹门禁系统指纹门禁系统在居民楼、智能大厦和宾馆中往往需要门禁系统来限制没有权限的人进入。如果采用传统的钥匙锁的方式，一些人只在一段时间内有权限，这样钥匙很容易被人复制，并且携带也不方便，还容易丢失，这都给用户带来了一些额外的负担。 如果采用指纹门禁系统，