指纹识别(指纹识别的原理是什么？)

指纹识别原理指纹是指一个人手指末端的前皮肤上由凹凸不平产生的线条。线条有规律地排列形成不同的图案。线的起点、终点、结合点和分叉点称为指纹的细节特征点。每个指纹都有几个唯一可测量的特征点，每个特征点大约有七个特征。人的十个手指至少会产生4900个独立可测量的特征。指纹识别技术分析指纹的可测特征点，从中提取特征值，然后进行认证。

指纹识别系统是典型的模式识别系统，包括指纹图像采集、处理、特征提取和比对等模块。

1.指纹图像采集指纹图像可以通过专用的指纹采集仪器采集。指纹采集仪中使用的指纹传感器按采集方式主要分为刮擦式和按压式。目前，根据信号采集原理，有光学式、压敏式、电容式、感应式、热敏式和超声波式等。此外，指纹图像也可以通过扫描仪和数码相机获得，滚动指纹在公安行业得到广泛应用。

2.指纹图像处理。

(1)指纹图像压缩:必须对大容量的指纹数据库进行压缩存储，以减少空的存储时间。主要方法有JPEG、WSQ、EZW等。

(2)指纹图像处理:包括指纹区域检测、图像质量判断、模式和频率估计、图像增强、指纹图像二值化和细化等。预处理是指用一定的算法对带有噪声和伪特征的指纹图像进行处理，使其纹理结构清晰，特征信息突出。其目的是提高指纹图像的质量和特征提取的准确性。通常预处理过程包括归一化、图像分割、增强、二值化和细化，但根据具体情况预处理步骤不同。

3.指纹特征提取模式是指纹的基本分类，根据中心模式和三角形的基本形状来划分。纹理从属于类型，以中心线的形状命名。中国的十大指纹分析方法将指纹分为三种类型和九种形式。一般自动指纹识别系统将指纹分为弓线(弧线和帐线)、簸箕线(左簸箕和右簸箕)、斗线和杂线。指纹的形态特征包括中心(上下)和三角点(左右)等。指纹的详细特征点主要包括脊线的起点、终点、结合点和分叉点。特征点信息(终点、分叉点、...)从预处理后的图像中提取指纹，信息主要包括类型、坐标和方向等参数。指纹中的细节特征通常包括端点、分叉点、孤立点、短分叉、环等。而脊的端点和分叉点机会最多，最稳定，容易获得。这两类特征点可以匹配指纹特征:计算特征提取结果与存储的特征模板之间的相似度。

4.指纹匹配指纹匹配是将现场采集的指纹特征与指纹数据库中存储的指纹特征进行比较，判断是否属于同一指纹。可以根据指纹模式进行粗略匹配，然后利用指纹形态和细节特征进行精确匹配，并给出两个指纹的相似度得分。

根据不同的应用，有两种方法可以对指纹的相似度得分进行排序，或者给出是否为同一指纹的判断结果:

(1)一对一比对:根据用户ID，从指纹数据库中检索出需要比对的用户指纹，然后与新采集的指纹进行比对；

(2)一对多比对:将新采集的指纹与指纹数据库中的所有指纹逐一比对。指纹识别技术的优缺点。

1.指纹识别技术的主要优点是:

(1)指纹是人体独有的特征，其复杂性足以为识别提供足够的特征；

(2)要增加可靠性，只需要注册更多的指纹，识别更多的手指，最多十个，每个指纹都是唯一的；

(3)扫描指纹的速度非常快，使用非常方便；

(4)读取指纹时，用户必须用指纹采集头直接接触手指；

(5)接触是读取人体生物特征最可靠的方法。

(6)指纹采集头可以小型化，价格会更低；

2.指纹识别技术的主要缺点是:

(1)有些人或群体指纹特征少，难以成像；如果长时间用手工作的人手指受到丝毫损伤或在潮湿干燥的环境中沾染异物；在寒冷地区或气候下，或者在人们需要长时间戴手套的环境下，也会让指纹识别变得不太方便。

(2)过去，由于犯罪记录中使用指纹，有些人害怕“记录指纹”。

(3)实际上，指纹识别技术不能存储任何包含指纹图像的数据，而只能存储从指纹中获取的加密指纹特征数据；

(4)每次使用指纹资源网络，都会在指纹采集头上留下用户的指纹痕迹，这些指纹痕迹可能被用来复制指纹。

(5)指纹是用户重要的个人信息，用户在一些应用中担心信息泄露。指纹识别技术在国内已经用第二代身份证实现了指纹采集，各大智能手机的指纹解锁功能已经使用多年。与其他生物识别技术相比，指纹识别已经广泛应用于消费电子、安防、打卡机等行业。通过时间和实践的考验，技术在不断创新。指纹识别与破解虽然指纹识别资源网络技术应用广泛，但相对容易破解，会使指纹破解。

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