指紋識別即指通過比較不同指紋的細節(jié)特征點來進行鑒別。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(qū)別,因此指紋可用于身份鑒定。
指紋識別系統(tǒng)是一個典型的模式識別系統(tǒng),包括指紋圖像獲取、處理、特征提取和比對等模塊。
指紋圖像獲?。和ㄟ^專門的指紋采集儀可以采集指紋圖像。指紋采集儀用到的指紋傳感器按采集方式主要分為劃擦式和按壓式兩種,按信號采集原理目前有光學式、壓敏式、電容式、電感式、熱敏式和超聲波式等。另外,也可以通過掃描儀、數(shù)字相機等獲取指紋圖像。對于分辨率和采集面積等技術(shù)指標,公安行業(yè)已經(jīng)形成了國際和國內(nèi)標準,但其他行業(yè)還缺少統(tǒng)一標準。根據(jù)采集指紋面積大體可以分為滾動捺印指紋和平面捺印指紋,公安行業(yè)普遍采用滾動捺印指紋。
(1)指紋圖像壓縮:大容量的指紋數(shù)據(jù)庫必須經(jīng)過壓縮后存儲,以減少存儲空間。主要方法包括jpeg、wsq、ezw等。
(2)指紋圖像處理:包括指紋區(qū)域檢測、圖像質(zhì)量判斷、方向圖和頻率估計、圖像增強、指紋圖像二值化和細化等。預(yù)處理是指對含噪聲及偽特征的指紋圖像采用一定的算法加以處理,使其紋線結(jié)構(gòu)清晰,特征信息突出。其目的是改善指紋圖像的質(zhì)量,提高特征提取的準確性。通常,預(yù)處理過程包括歸一化、圖像分割、增強、二值化和細化,但根據(jù)具體情況,預(yù)處理的步驟也不盡相同。
(3)指紋特征提取
指紋特征提?。簭念A(yù)處理后的圖像中提取指紋的特征點信息(終結(jié)點、分叉點...),信息主要包括類型、坐標、方向等參數(shù)。指紋中的細節(jié)特征,通常包括端點、分叉點、孤立點、短分叉、環(huán)等。而紋線端點和分叉點在指紋中出現(xiàn)的機會最多、最穩(wěn)定,且容易獲取。這兩類特征點就可對指紋特征匹配:計算特征提取結(jié)果與已存儲的特征模板的相似程度。
(4)指紋匹配
指紋匹配是用現(xiàn)場采集的指紋特征與指紋庫中保存的指紋特征相比較,判斷是否屬于同一指紋。指紋對比有兩種方式:1)一對一比對:根據(jù)用戶id從指紋庫中檢索出待對比的用戶指紋,再與新采集的指紋比對;2)一對多比對:新采集的指紋和指紋庫中的所有指紋逐一比對。