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时间:2014-12-12 点击:8748次

  指纹识别技术基础浅析

    指纹是指人的手指末端正面皮肤上凸凹不平产生的纹线。纹线有规律的排列形成不同的纹型。纹线的起点、终点、结合点和分叉点,称为指纹的细节特征点。由于每个人的指纹不同,就是同一人的十指之间指纹也有明显区别,因此指纹可用于身份鉴定。指纹识别即指通过比较不同指纹的细节特征点来进行鉴别。

    指纹识别主要包括指纹增强、特征提取和指纹匹配三个过程。

    1、指纹增强:在指纹采集过程中,由于各种原因,采集到的指纹图像不可避免的引入了一些噪声,如果直接用于指纹识别,往往难以达到较好的效果。我们可以通过一定的图像增强技术,改善指纹图像质量。这里会用到的技术有图像分割、直方图均衡化、滤波增强、二值化、细化等。

    2、特征提取:前面提到,细节点特征是最常用的指纹特征。细节点特征的提取,就是在指纹图像中找到脊线终点和脊线分叉两个特征。经过了指纹增强的步骤,如果指纹图像能较好地分割,细节点很容易提取。但实际上有一些噪声很难处理,这样在增强后就会产生一些虚假特征。一般地,启发式算法可以删除虚假特征。特征提取后,我们得到了多组脊终点或分叉类型、位置坐标及方向信息等。

 3、指纹匹配:指纹匹配算法有很多种,包括点模式匹配、脊模式匹配、基于图像的匹配和基于图形的匹配等。细节点匹配可以看做是点模式匹配的问题。点模式匹配就是将提取的细节点集与数据库中的细节点集进行匹配,如果通过一些旋转、尺度变换和平移变换,点集间是匹配的,那个两幅指纹图像就是匹配的。

指纹行业的发展

    2012年底,公安部公布了二代身份证指纹采集器第一批入围厂商名单,并开始在全国范围内试推行身份证的指纹验证功能。据公安部治安管理局居民身份证管理处处长甄志刚介绍,上世纪90年代末,国务院要求研发二代身份证,运用IC卡技术,当时就考虑在芯片中加入指纹信息。但是经过大量测试发现,当时的指纹识别技术不成熟,因此在2003年制定身份证法的时候,就没有规定要登载指纹信息,但是在IC卡中预留了指纹的存储区。

    甄志刚说,现在技术发展了,登载指纹信息的条件也已经成熟。因此,国务院在2011年提请修改身份证法,明确规定身份证登载信息包括指纹信息,有效解决人、证信息的统一性问题。多家指纹采集器厂商将这一系列措施视为“指纹行业发展的春天”。

    这一说法得到了一位知名指纹采集器厂商部门负责人的认同,他说:“本次仅二代身份证增加指纹信息的产值就达1亿,而这一举措又会带动二代身份证阅读器的快速增长,因而还将带来2亿—3亿的市场价值。”由于二代身份证IC卡中预留了指纹的存储区,因此对身份证指纹系统的硬件设备影响比较大的主要是身份证指纹读出和阅读器,但这些细分市场均存在企业规模小、市场分散的问题。巨大的市场也吸引了相关企业纷纷加码这一细分市场。

   

    指纹识别应用领域

    上世纪90年代,指纹识别技术就在国内兴起,当时的应用仅限于刑侦领域,它可以提高公安机关破案率,同时节省了很多成本。但指纹识别技术在刑侦中价格和时间的成本都比较大。所以指纹识别常常只作为刑侦的辅助手段,市场份额极为有限。通过指纹识别技术在市场中不断的推广与应用,指纹识别技术的市场不断扩大。从广泛的意义上来说,凡是需要进行身份认证的系统和产品都可以应用指纹识别装置,其主要的应用领域如下:

    1、刑侦:是最早应用指纹识别技术和产品的领域。由于专业的需求特点,更多的是应用1:N模式的指纹数据库检索。随着计算机和信息技术的发展,美国FBI和法国巴黎警察局从六十年代开始研究开发指纹自动识别系统(AFIS)用于刑事案件侦破。

    2、门禁:是应用指纹特征识别技术和产品较多的领域。由于门禁应用的环境特点,是指纹产品较容易满足需求指标的领域,它们大多与计算机系统集成为门禁控制与管理系统。

    3、金融:鉴于金融业务涉及资金和客户的经济机密,在金融电子化的进程中,为保证资金安全,保护银行客户和银行自身的利益,在业务管理和经营管理中,利用指纹验证身份的必要性和安全性越来越受到关注。指纹身份鉴别产品在金融业的应用已经呈现出不断增长的势头。

    4、社保:社保系统,尤其是养老金的发放存在着严格鉴别个人身份的需求。指纹身份鉴别能可靠地保障社保卡与持有人之间的唯一约束对应关系,是非常适合采用指纹身份认证的领域。

    5、户籍:随着新一代公民身份证的发行,在户籍和人口管理方面,指纹身份鉴别技术和产品是加强政府行政行为准确度和力度的最佳方法。

    6.智能终端:指纹识别正在成为手机厂商的新宠。继苹果iPhone6的Pay之后,日前魅族发布的最新旗舰手机MX4Pro也扛起了“指纹识别”大旗,并推出了自己的支付方式mPay。事实上,三星、华为、HTC、vivo等今年发布的新品中,均“标配”了指纹识别功能。

  

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