指纹识别技术

1、指纹识别技术基本原理介绍手机领域域 Touch ID如今手机机成了人人们日常常生活中中不可缺缺少的一一部分，由于使使用次数数频繁，反复输输入密码码也让人人感觉很很不方便便，有了了指纹识识别系统统，只需需1秒钟就可可轻松完完成身份份确认，让用户户感觉更更方便快快捷。指纹识别别技术的的应用指纹考勤勤系统在很多企业业中往往往需要进进行考勤勤，传统统的考勤勤方式基基本上有有两种，一种是是卡片形形式的，另一种种是IC卡形式,但这两种种考勤方方式都无无法杜绝绝代人打打卡的现现象，使使考勤失失去了意意义。如如果利用用指纹来来作为个个人身份份的标识识，以此此来进行行考勤，则可以以很好地地避免代代人打卡卡这种现

2、现象.指纹识别别技术的的应用电脑领域域电脑开机机输密码码让人感感到麻烦烦，不输输密码又又不能保保障信息息安全，Thinkpad自自带的指指纹识别别系统完完美解决决了这一一方案，这一技技术也成成了Thinkpad电脑的的一大亮亮点。指纹识别别技术的的应用指纹识别别ATM把指纹识识别技术术同IC卡结合起起来，是是目前最最有前景景的一个个方向之之一。该该技术把把卡的主主人的指指纹（加加密后）存储在在IC卡上，通通过比对对就可以以确认持持卡者的的是否卡卡的真正正主人，从而进进行下一一步的交交易。目前ATM提款机加加装指纹纹识别功功能在美美国已经经开始使使用。持持卡人可可以取消消密码(避免老人人和孩子子

3、记忆密密码的困困难)或者仍旧旧保留密密码。指纹识别别技术的的应用指纹门禁禁系统在居民楼楼、智能能大厦和和宾馆中中往往需需要门禁禁系统来来限制没没有权限限的人进进入。如如果采用用传统的的钥匙锁的方方式，一一些人只只在一段段时间内内有权限限，这样样钥匙很很容易被被人复制制，并且且携带也也不方便便，还容容易丢失失，这都都给用户户带来了了一些额额外的负负担。如如果采采用指纹纹门禁系系统，则则可以方方便地解解决以上上问题。指纹识别别技术的的应用指纹识别别让人们们无需输输入繁琐琐的密码码，只需需手指的的轻轻触触碰就能能对个人人信息进进行解锁锁。这项技术术在近几几年普及及以来深深受欢迎迎。那么问题题来了，这

4、项技技术真的的足够安安全吗？让我们了了解这项项技术并并开始分分析它的的安全性性。每个人的的指纹皮皮肤纹路路在图案案、断点点和交叉叉点上各各不相同同，也就就是说，指纹是是唯一的的，并且且终生不不变。依依靠这种种唯一性性和稳定定性，我我们就可可以把一一个人同同他的指指纹相对对应起来来，通过过比较他他的指纹纹和预先先保存的的指纹，就可以以验证他他的真实实身份。这就是是指纹识识别技术术。有学者推推论：以全球60亿人口计计算，300年内都不不会有两两个相同同的指纹纹出现。指纹被被称为“物证之首首”，安全可可靠。指纹识别别的基本本原理总体特征征是指那那些用人人眼直接接就可以以观察到到的特征征。基本纹路路图

5、案： 包括括环型(Loop),弓型(Arch)和螺旋型型(Whorl).其他的指指纹图案案都基于于这3种基本图图案。仅仅依靠图图案类型型来分辨辨指纹是是远远不不够的，这只是是一个粗粗略的分分类，但但通过分分类使得得在大数数据库中中搜寻指指纹更为为方便。模式区（Pattern Area)：是是指指纹纹上包括括了总体体特征的的区域，即从模模式区就就能够分分辨出指指纹是属属于那一一种类型型的。核心点（Core Point）：位位于指指纹纹路路的渐进进中心，它用于于读取指指纹和比比对指纹纹时的参参考点。 指纹的总总体特征征局部特征征是指指指纹上节节点的特特征，两两枚指纹纹经常会会具有相相同的总总体特征

6、征，但它它们的细细节特征征，却不不可能完完全相同同。节点（Minutia Points）指纹纹纹路并不不是连续续的、平平滑笔直直的，而而是经常常出现中中断、分分叉或转转折。这这些断点点、分叉叉点和转转折点就就称为特特征点。就是这这些节点点提供了了指纹惟惟一性的的确认信信息。指纹的局局部特征征三角点(Delta):三角点位位于从核核心点开开始的第第一个分分叉点或或者断点点、或者者两条纹纹路会聚聚处、孤孤立点、折转处处，或者者指向这这些奇异异点。三三角点提提供了指指纹纹路路的计数数和跟踪踪的开始始之处。纹数（RidgeCount）:纹数是指指模式区区内指纹纹纹路的的数量。在计算算指纹的的纹数时时，

7、一般般先连接接核心点点和三角角点，这这条连线线与指纹纹纹路相相交的数数量即可可认为是是指纹的的纹数。指纹的局局部特征征指纹的局局部特征征-细节点类类型细节点类类型方向（Orientation）每个节点点都有一一定的方方向。曲率（Curvature)描述纹路路方向改改变的速速度。位置（Position）指纹的四四类局部部特征指纹识别技技术主要要涉及指指纹图像像采集、图像预预处理、特征征提取、特征值匹配等过程。指纹图像采集指纹图像预处理特征值提取特征匹配指纹识别别技术早期的指指纹图像像采集主主要运用用油墨按按印等物物理方式式,如果油墨墨及纸张张质量有有问题,或按压压压力不均均,按压位置、方向差差异

8、,手指损伤、变变形等,都会导致致采集的的指纹图图像质量量不理想。随着指纹识识别技术术的发展展，光学传感器器、半导导体传感感器、超超声波传传感器、射频RF传感器的出现对对获取高质质量指纹纹图像提提供了良良好的技技术保障。同时,更先进的的指纹图图像传感感器亦在在研发,目的是获获得足够够的指纹纹细节,并使指纹纹图像达达到较高高分辨力力,提高指纹纹识别准准确性、可靠性性。指纹图像像采集指纹采集集方式电容式：通过皮肤肤和屏幕幕的接触触，识别别指纹的的纹路来来记录和和验证指指纹。光学式：通过光反反射成像像来记录录和验证证指纹。压感式：是通过感感知半导导体压敏敏材质来来感知指指纹凹凸凸而成像像。指纹图像像采

9、集在指纹自自动识别别过程中中,输入的指指纹图像由于各种原原因的影影响,是一幅含含噪音较较多的灰灰度图象象,这些噪声声对指纹纹特征信信息的提提取造成成一定的的影响，甚至会会产生许许多伪特特征点。预处理的目目的就是是去除图图象中的的噪音,把它变成成一幅清清晰的点点线图,便于提取取正确的的指纹特特征。预处理主要包包括图像分割、图像增增强、二二值化和和细化四四部分。图像分割割图像增强强二值化细化指纹图像像预处理理图像分割割是将要要处理的的有效图图像部分分从整个个指纹图图像中分分离出来来，这样样一方面面减少了了后续处处理的步步骤的数数据量，另一方方面也避避免了因因为部分分图像区区域不可可靠而导导致伪特特

10、征的产产生。图像增强包包括两个个部分，首先对原始图像像上模糊糊但有可可能恢复复的部分进行增强，然后再再对整幅幅图像滤滤波，消消除指纹纹脊线间间的断裂裂和粘连连。原始图像像增强后图图像指纹图像像预处理理图像二值值化是提提取经增增强处理理的指纹纹图像的的脊线，用”1”表示脊线线上的点点，”0”表示背景景和谷线线，从而而把原始始灰度图图像转化化为二值值图像。图像细化是是进一步步把二值值指纹脊脊线细化化为单像像素宽度度的骨架架线，这这是为了了方便以以后的特特征提取取。细化后的的图像原始图像像原始图像像二值化后后的图像像指纹图像像预处理理全局特征全局特征描述述了指纹纹的总体结构，主要要包括指指纹的纹纹形

11、和模模式区。指纹的纹形形主要分为环形、弓形、螺旋形形三种基基本类型。模式区包含中中心点、三角点点、和纹纹线数。此种分法法只用在分类类检索方方面，以以减少数数据库的的搜索空空间。局部特征两枚指纹纹经常会会具有相相同的总总体特征征，但它它们的局局部特征征（特征征点）却却不可能能完全相相同。局局部特征征即指纹纹上细节节点的特特征,。典型的细细节点分分为分叉叉点，终终结点，还有孤立点、环、岛、毛毛刺、桥等。特征值提提取特征值提提取特征提取的任务是通通过算法法检测特征点的数数量及每每个特征征点的类类型、位位置和所所在区域域的纹线线方向。特征提取的的结果一一般保存存为特征征模板，它包括终结点或分叉点点类型

12、、坐标及方向信息。一般的指指纹图像像提取的的特征点点在10100个之间，大多数数文献均均认为至至少应该该有12个特征点点才能进进行自动动识别。指纹细化图图像指纹图像特特征点特征值提提取应用系统利利用指纹纹识别技技术可以以分为2类,即验证和和辨识。验证就是通通过把现现场采集集到的指指纹与己己经登记记的指纹纹进行一一对一的的比对,来确认身身份的过过程。辨识则是把把现场采采集到的的指纹同同指纹数数据库中中的指纹纹逐一对对比,从中找出出与现场场指纹相相匹配的的指纹。指纹匹配配指纹录入入清晰度度已经有有保证。指纹识别别算法也很高效和准准确。指纹可以以被盗取取，复制制，进而而威胁用用户信息息安全。上传云端端的指纹纹可能被被一些不不法分子子盗取利利用。首先需要要有初始始的指纹纹，比较较好的载载体是玻玻璃杯、门把手手和光面面纸。指纹的