目前,指纹识别技术的应用是生物识别技术中最广泛的,凝聚着市场巨大潜力的未来指纹识别应用大方向,目前主要分为四个:一是涉密系统,需要高度安全防护地方;二是针对大规模人群的身份鉴别的技术;三是针对城市公共事务的市民应用;四是从现实生活进入互联网虚拟世界的认证应用。
指纹识别系统主要有以下几个环节:指纹图像采集、指纹图像预处理、特征提取、指纹特征匹配,指纹识别流程图如下:
一、指纹图像采集
指纹一般通过指纹采集器来提取,目前常用的指纹采集设备有三种:光学式、硅芯片式和超声波式指纹采集器。
(一)光学指纹采集器
光学指纹采集器是最早的指纹采集器,也是目前使用最为普遍的。它有如下优点:
1.使用时间最长,经受了实际使用的检验;
2.对温度等环境因素的适应能力好;
3.价格比较低廉,分辨率较高,可以达到500dpi以上。
目前,也已出现了用光栅式镜头替换掉棱镜和透镜系统的采集器,光电转换的CCD器件也已经换成了CMOS成像器件,从而省略了图像采集卡,直接得到数字图像。
(二)硅芯片指纹采集器
硅芯片的指纹采集器出现于90年代末,大部分硅芯片测量的是手指表面与芯片表面的直流电容场,这个电容场经A/D转换后成为灰度数字图像。
(三)超声波指纹采集器
超声波指纹采集器可能是最准确的指纹采集器,但目前并不成熟,尚没有大规模应用。
二、指纹图像预处理
在指纹识别系统中,指纹图像的预处理是正确的进行特征提取、匹配等操作的基础。预处理的目的就是利用信号处理技术去除图像中的各种噪声干扰,把它变成一副清晰的指纹图像,恢复指纹脊线结构,以便可靠提取正确的指纹特征。
指纹预处理一般包括这样几个过程:
(一)对指纹图像进行归一化;
(二)提取指纹的方向图;
(三)基于此方向图进行灰度图像的滤波再进行二值化、细化。
三、特征提取
细节特征的坐标直接表征该指纹,因此特征提取的好坏直接影响到以后的指纹匹配通过,所以特征提取是指纹识别系统的关键部分之一。
四、指纹特征匹配
指纹识别的一般方法是在两幅图像中采用一定的方法提取特征点,对特征点进行匹配,这就是点模式匹配问题。
在整个指纹识别系统中,预处理和特征提取是两个关键步骤,直接关系到结果的好坏。
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