每個人包括指紋在內的皮膚紋路在圖案、斷點和交叉點上各不相同,,呈現(xiàn)惟一性且終生不變,。據此,我們就可以把一個人同他的指紋對應起來,,通過將他的指紋和預先保存的指紋數(shù)據進行比較,,就可以驗證它的真實身份,這就是指紋識別技術,。
指紋識別主要根據人體指紋的紋路,、細節(jié)特征等信息對操作或被操作者進行身份鑒定,得益于現(xiàn)代電子集成制造技術和快速而可靠的算法研究,,已經開始走入我們的日常生活,,成為目前生物檢測學中研究最深入,應用最廣泛,,發(fā)展最成熟的技術,。
指紋識別算法
與人工處理不同,一般的生物識別技術公司并不直接存儲指紋的圖像,,而是使用不同的數(shù)字化算法在指紋圖像上找到并比對指紋的特征,。每個指紋都有幾個獨一無二、可測量的特征點,,每個特征點都有大約5?7個特征,,我們的十個手指產生最少4900個獨立可測量的特征,,這足以說明指紋識別是一個更加可靠的鑒別方式。
識別指紋主要從兩個方面展開:總體特征和局部特征,。
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(qū),、核心點、三角點和紋數(shù)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(huán)型(loop,,又稱斗形),、弓形(arch),、螺旋形(whorl)。
模式區(qū):即指紋上包括了總體特征的區(qū)域,,從此區(qū)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(qū)的數(shù)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(shù)跟蹤的開始之處,。
紋數(shù):即模式區(qū)內指紋紋路的數(shù)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(shù)量即可認為是指紋的紋數(shù),。
局部特征
局部特征是指指紋上節(jié)點的特征,,這些具有某種特征的節(jié)點稱為細節(jié)特征或特征點,。兩枚指紋經常會具有相同的總體特征,,但它們的細節(jié)特征,,卻不可能完全相同,。指紋紋路并不是連續(xù)的,、平滑筆直的,,而是經常出現(xiàn)中斷、分叉或轉折,。這些斷點,、分叉點和轉折點就稱為“特征點”,就是這些特征點提供了指紋惟一性的確認信息,,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(huán)點,、短紋等。特征點的參數(shù)包括:方向(節(jié)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(jié)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),。
采集指紋圖像的技術
光學技術
借助光學技術采集指紋是歷史最久遠,、使用最廣泛的技術,。將手指放在光學鏡片上,,手指在內置光源照射下,用棱鏡將其投射在電荷耦合器件(CCD)上,,進而形成脊線(指紋圖像中具有一定寬度和走向的紋線)呈黑色,、谷線(紋線之間的凹陷部分)呈白色的數(shù)字化的,、可被指紋設備算法處理的多灰度指紋圖像,。
光學的指紋采集設備有明顯的優(yōu)點:它已經過較長時間的應用考驗,,一定程度上適應溫度的變異,,較為廉價,,可達到500DPI的較高分辨率等,。缺點是:由于要求足夠長的光程,,因此要求足夠大的尺寸,而且過分干燥和過分油膩的手指也將使光學指紋產品的效果變壞,。