摘
目前中国指纹识技术已渗透日常生活中手机领域电脑领域指纹考勤系统指纹识ATM指纹门禁系统等均运指纹识技术日趋成熟指纹识技术生活带极方便文介绍指纹识技术中图采集指纹预处理提取特征指纹匹配四关键程阐述基原理指纹识技术应现状进行综述
关键词：指纹识技术原理研究应
ABSTRACT
At present fingerprint identification technology accounts for more than 90 of the biometric market in ChinaFingerprint recognition technology has infiltrated people ＇ s daily life mobile phone field computer field fingerprint attendance system fingerprint recognition ATM and fingerprint access control system are applied to fingerprint recognition technology which brings great convenience to people ＇ s life This paper introduces the classification of fingerprint identificationoptical fingerprint temperature difference inductive identification technology semiconductor silicon sensing technology (capacitive fingerprint ultrasonic technology） This paper expounds the basic principles of fingerprint acquisition fingerprint evaluation feature extraction and fingerprint matching which are mainly involved in fingerprint identification technologyThe advantages and disadvantages of different technologies are analyzed
Key words fingerprint identification technologyfrinciple research
目录
1绪………………………………………………………………………………5
11概述 …………………………………………………………………………5
12发展现状………………………………………………………………………5
13发展前景 ……………………………………………………………………6
2指纹识技术程…………………………………………………………6
21指纹图采集…………………………………………………………………6
211光学指纹采集技术………………………………………………………7
2111单棱镜光学全反射指纹采集技术………………………………7
2112光学相干断层扫描式指纹采集技术………………………………8
212传感器指纹采集技术……………………………………………………8
2121电容传感器指纹采集技术…………………………………………8
2122温度传感器指纹采集技术…………………………………………9
214超声指纹采集技术………………………………………………………9
22指纹预处理…………………………………………………………………10
221化…………………………………………………………………11
222图分割………………………………………………………………12
223指纹图增强………………………………………………………12
224指纹图二值化……………………………………………………13
2241基灰度信息二值化算法……………………………………13
2242基方信息指纹图二值化算法 ………………………14
225指纹图细化………………………………………………………15
23指纹特征提取………………………………………………………………16
24指纹特征匹配——基全等三角形指纹匹配算法…………………16
3指纹识应安全问题………………………………………………18
结…………………………………………………………………………………19
参考文献……………………………………………………………………………19
1绪
11概述
指纹识技术已渗透日常生活中常接触指纹识技术手机指纹解锁功需轻轻触解锁支付方便指纹识技术手机领域着广泛应电脑领域指纹考勤系统指纹识ATM指纹门禁系统等均运指纹识技术技术生活带极便利
指纹识技术涉指纹采集指纹图预处理提取特征指纹匹配四程文介绍步骤相关算法算法优缺点
12发展现状
1880年10月28日苏格兰医生首次英国Nature发表关指纹20年研究成果拉开现代指纹识序幕两年指纹细节特征提出接着指纹分类系统建立标志着技术正式走科学化道路着电子计算机发展动指纹识技术开始逐渐取代工指纹识
尔·盖茨预言生物识技术IT产业重革新1作生物识技术中简单便捷指纹识技术年发展迅速应指纹解锁企业考勤智区门禁系统中
前年外出时防止忘带必须物品句简单实短语：伸手钱伸身音指身份证手指手机代表钥匙钱钱现出门带手机行身携带指纹开家门锁支付进行身份验证
生活中停车购物出入区需证件繁方便时候会丢失指纹识技术日常活动需带指纹相信着技术进步久生活够实现智化居民够享受智区便利
目前指纹采集技术分光学式指纹采集技术温差感应式采集技术半导体硅感技术（电容式指纹）超声波技术然温差感应式采集技术易产生误差相三种方法应范围较
13发展前景
着传感器指纹图采集技术断发展指纹识技术势必会迎新发展机遇活体识重特征融合识技术穿戴式产品运工智结合等方面应会断增加指纹识技术具广阔市场前景2016年世界工智会2016年世界机器会工智产业预估2018年达千亿级应规模中指纹识技术首生物识技术数采集方面视关重环会引发工智产业爆发前哨战2
2 指纹识技术程
指纹识技术图采集指纹预处理提取特征指纹匹配四程程方法接介绍程基原理方法优缺点
21指纹图采集
作指纹识技术第步骤指纹图采集直接决定图质量高低影响面匹配效果初油墨采集指纹种方法指纹图质量工指纹着技术发展动指纹识技术中指纹采集技术光学指纹采集技术传感器式指纹采集技术超声波指纹采集技术面详细介绍种图采集技术基原理
211光学指纹采集技术
光学指纹采集技术利光反射折射衍射成着技术断进步光学指纹采集技术融入现代科技越越光学原理基础指纹采集技术逐渐成熟单棱镜光学全反射技术发展光学相干断层采集技术面详细介绍两种种基光学原理指纹采集技术
2111单棱镜光学全反射指纹采集技术
光学指纹采集器初利光全反射原理获指纹表面纹理(图1)手指接触棱镜表面时光线表层玻璃面手指指纹纹谷玻璃界面空气光会发生全反射反射光线CCD获指纹纹脊玻璃面接触会发生全反射光线接触面吸收者漫反射方指纹图样CCD形成3
基光学全反射原理识系统设备体积较耐性强种技术目前门禁考勤系统中应较足果手指表面灰尘者水油脂会指纹成影响影响设备工作效率外基棱镜全反射原理指纹采集技术法造指模进行辩识设备量损失较
图 1
2112光学相干断层扫描式指纹采集技术
2010年德国启动OCTFinger项目引入光学相干断层扫描技术(Optical Coherence Tomography)2单棱镜反射技术全反射原理OCT技术原理干涉基OCT系统基底相干宽带光源明迈克尔逊干涉仪光源发出光线分成两束束发射测物体段光束称信号臂束参反光镜称参考臂信号臂参考臂长度致时会发生干涉深度组织光反射力需根信号臂光信号改变参考臂长度两臂长度满足干涉条件基干涉原理光信号计算机处理便组织断层图
图 2
212传感器指纹采集技术
2121电容式传感器指纹采集技术
电容式传感器指纹采集技术基电容式传感器获取指纹信息知道行电容器电容sd发生变化时电容会变化指纹接触设备表面时手指作电容极板指纹表面凹凸位置接触面距离样电容记录电容信息指纹信息电容式传感器相光学式指纹采集设备体积缩许够应便携式设备
图 3
2122温度传感器指纹采集技术
温度传感器原理电压差电容传感器通电容变化反映电压变化温度传感器利电压温度赖通较纹脊纹谷温度差确定电流变化获取指纹信息次采集指纹手指表面温度会升样纹脊纹谷温度差异变设备灵敏度便会降低
213超声指纹采集技术
超声波具穿透材料力位置材料时超声波吸收反射程度终波根超声波特性利皮肤空气超声波阻抗差异区分指纹纹脊纹谷位置采集指纹信息
超声识会受手指汗液灰尘影响改善指纹识应范围超声波穿透材料装置设备融体技术应手机领域实现全面屏手机指纹解锁外超声识控制声波频率图分辨率较动态范围适场合目前超声波图采集设备造价十分昂贵
图 4
22指纹预处理
指纹识技术中指纹采集第步采集指纹图质量会影响终识情况高效利采集指纹图准确利信息效利指纹图筛选效信息？需采集指纹图进行处理提取指纹图特征简单说需指纹信息指纹脊线纹路清晰均匀采集指纹图脊线背景脊线背景度较低甚脊线清晰图部分均匀指纹识时法提取准确效信息仅浪费时间会影响终匹配结果造成结果准确甚错误样指纹识技术失意义
获取指纹中提取足够准确指纹特征非常重指纹预处理步骤提取指纹特征做铺垫指纹图处理般包括五部分化图分割增强二值化细化面详细介绍五步骤
221化
获取指纹亮度均匀便会影响指纹脊线背景分割指纹图化解决问题化处理较简单调整图度灰度图灰度值值附图整体显较均匀方便接图信息处理
通常指纹图分块表示第行第列图灰度值图均灰度值方差
接着利公式
式中表示期灰度均值表示期方差值
知化指纹图灰度值附整幅图变较均匀
图5
222图分割
步操作中图调整统亮度级提高处理指纹特征信息效率需图前景背景分开续操作针前景程图分割
常见指纹图分割方法灰度分割法4灰度分割法灰度值分割图首先设置图灰度阈值图实际灰度均值阈值方差阈值划背景块反前景块
223指纹图增强
图前景背景分开续操作针前景指纹脊线种种原时脊线部位粘连断开者清晰问题存会影响指纹特征提取需进行指纹图增强增强指纹纹理清晰度增加指纹脊线度线线间愈加清晰突出指纹纹理特征现指纹图增强方法利方场进行增强Gabor滤波器进行增强基频率域指纹增强Gabor函数类视觉系统中简单细胞视觉刺激响应非常类似图边缘敏感度高兼方频率选择性滤波效果更456
图6
224指纹图二值化
程中指纹图增强图会较灰度信息灰度图指纹识系统指纹图进行处理时更关心指纹图特征二值化目灰度指纹图转化两种灰度值黑白图更加方便面细化处理应较基灰度信息指纹图二值化方法基方信息指纹图二值化方法结合两种信息指纹图二值化方法
2241基灰度信息二值化算法
基灰度信息二值化图二值化处理般方法副灰度图遍历素灰度值进行统计设定适阈值图中灰度值变换01两种（黑白）基灰度信息图二值化方法
根指纹图中阈值选取该方法分全局固定阈值法局部适应阈值法两种4全局固定阈值法整幅指纹图选取合适阈值T图中素点灰度值阈值较T该素点目标点时灰度值设0否背景点灰度值设1
式中表示位第i行第j列素点灰度值
种方法简单运行速度快图质量时整幅图设定阈值进行二值化显然误差会时局部适应阈值法效果会
局部适应阈值法全局固定阈值原理样者整幅指纹图分M×N区域区域阈值区域合成幅完整二值化图
块区域灰度均值设区域阈值计算：
式中N区域中素点数二值化点（ij）处灰度值
整幅图分区域选取阈值够效处理图清晰灰度均匀等问题
2242基方信息指纹图二值化算法
根纹线走指纹图进行二值化处理种方法称基方信息指纹图二值化算法具代表性方图法里介绍方图法：
（1）求取方场
图素点利9×9模板参考点素点方模板表示出
图 7
（2）计算灰度
计算方灰度
（3）判断前景背景点
时I（ij）背景点否前景点
时I（ij）背景点否前景点
三种方法全局阈值法计算速度快灰度均匀区域二值化效果局部阈值法够适应灰度均匀区域图处理效果基方信息二值化方法整体效果基灰度信息二值化方法高度原原始指纹图果指纹图质量较局部阈值法基方信息二值化方法图处理错图质量般者较差指纹图时选择具增强效果方法
图8
225指纹图细化
指纹识程中指纹纹线方特征提取匹配时关心果具定宽度灰度图中冗余信息助提高识效率细化处理正达目常操作续特征提取操作基础3
图9
23指纹特征提取
前面已指纹预处理作介绍预处理特征提取作铺垫指纹特征提取般细化指纹图中提取需细节特征信息特征信息匹配程中数库中进行细节特征信息越匹配越容易
面介绍种基细化指纹图细节特征提取方法：模板检测法
模板检测法基思路3×3模板中中心点检测点利端点分叉点分布规律判断中心点特征类型
3×3模板中中心点P八邻域点八邻域点灰度值满足时
P端点满足时P分叉点两式子中I（k）表示邻域点灰度值
24指纹特征匹配——基全等三角形指纹匹配算法
指纹图预处理特征提取环节保存细节特征信息通特征信息集合间信息相似性够判断出应指纹图手指指纹特征匹配环节
根指纹细节特征信息分基点模式匹配算法基纹理信息匹配算法基图匹配算法4中点模式匹配算法目前常指纹图匹配算法文解释种方法般程：首先利两组指纹细节特征点集合集合关系找参考点两幅指纹图进行校准然判断两细节特征点集位置信息相似度进行分没相似度越高分越高根实际需设定阈值匹配分数阈值认两幅指纹图匹配成功
实际应中知道采集指纹时候次手指设备表面位置意手指放置方次手指压力需考虑图移旋转尺度问题设备表面者手指表面污渍回影响采集指纹质量匹配程中考虑问题面详细介绍种点模式指纹匹配算法——基全等三角形指纹匹配算法
该方法利邻细节点组成三角形求两三角形应关系考虑移旋转等素三角形应关系移旋转系数匹配结算两组指纹细节特征集合进行相似性
定义概念：P——指纹模板细节特征点点集
Q——匹配细节特征点点集
T——判断匹配否预设阈值
两组细节特征点点集PQ中两三角形△△满足列条件时：
1
2
3
中允许误差值
情况PQ特征点类型相前提满足条件判断全等三角形基全等三角形指纹匹配算法简单识准确率高广泛匹配算法例基脊线校正指纹匹配算法基局部特征量分段式指纹匹配算法说基全等三角形匹配算法扩展效率提高指纹质量求较高
3指纹识应安全问题
文介绍指纹识技术：光学式指纹识技术温差感应式识技术半导体硅感技术（电容式指纹）超声波技术种方法优点缺点实际中应面介绍指纹识技术应
基光学全反射原理指纹识技术程简单价格便宜耐性强体积较法应移动设备中目前门禁系统考勤系统中应较普遍
年发展迅速光学相干断层扫描技术深入体组织成捕获手指真皮层信息克服传统光学成法区分造指模法识活体缺点该技术广泛应医学活体检验
传感器式指纹采集技术克服光学式体积缺点应便携式设备目前移动设备划擦型触摸型电容式传感器电容式传感器法屏幕应成全面屏手机中指纹识技术难关超声波技术仅够实现屏识受手指表面油脂水分灰尘等指纹图影响文提指纹识技术中指纹采集程总结方法应
指纹识技术生活带便利项技术百分百安全？前段时间网样视频网友块橘子皮解开手机甚张餐巾纸解锁技术员研究发现特殊处理轻松解开手机指纹锁破解指纹验证关键指纹触摸键图案块胶布者指纹贴背面导电笔涂抹形成图案贴指纹验证部位基础指纹触碰块胶布者指纹贴成功解锁次意解锁开机相关技术员认指纹传感器接受信息包含导电涂层完全手指指纹进行指纹时部分信息相通验证漏洞指纹解锁电脑指纹解锁门存手机时注意指纹触摸键没受损者贴指纹贴
结
文介绍光学指纹采集技术传感器指纹采集技术超声波指纹采集技术原理基指纹采集原理指纹识技术应阐述指纹识技术四程：图采集指纹预处理提取特征指纹匹配指纹识技术中图采集第步达理想指纹识效果高质量图关键素序言根实际情况结合实性济等素选取合适采集技术图需指纹图进行处理处理图变更加清晰简洁提高续操作效率指纹识技术需匹配特征值图中量冗余信息需指纹图特征信息提取出进行匹配会缩短匹配时间
参考文献
[1] 张海春回文博林立忠指纹识技术研究进展[J]石家庄学院学报20057(3)
[2] 顾陈磊刘宇航聂泽东指纹识技术发展现状[J]中国生物医学工程学报201736(4)
[3] 肖蓉动指纹识技术研究[D]南京理工学
[4] 车荣禄指纹图特征提取匹配算法研究[D]燕山学
[5] 夏振华石玉盛林基Gabor滤波器指纹图增强[J]工程图学学报2006（5）
[6] 刘波指纹图增强匹配算法研究应[D]华中科技学
[7] 李海雄活体指纹识技术基原理方法[J]采矿技术20033（3）
[8] 常亮刘阳王文德等基文理特征指纹图处理方法研究[J]中国理信息化201821（3）
[9] 吴彤扫频光学相干层析成方法系统研究[D]浙江学
[10]春晓动指纹识技术中干关键算法研究[D]山东学
[11]张鹏新胡佳孙静光学式电容式指纹采集器检测[J]中国公安全·学术版20132（31）
[12]田捷陈新建张阳阳等指纹识技术新进展[J]然科学进展200616（4）
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目前中国指纹识技术已渗透日常生活中手机领域电脑领域指纹考勤系统指纹识ATM指纹门禁系统等均运指纹识技术日趋成熟指纹识技术生活带极方便文介绍指纹识技术中图采集指纹预处理提取特征指纹匹配四关键程阐述基原理指纹识技术应现状进行综述
关键词：指纹识技术原理研究应
ABSTRACT
At present fingerprint identification technology accounts for more than 90 of the biometric market in ChinaFingerprint recognition technology has infiltrated people ＇ s daily life mobile phone field computer field fingerprint attendance system fingerprint recognition ATM and fingerprint access control system are applied to fingerprint recognition technology which brings great convenience to people ＇ s life This paper introduces the classification of fingerprint identificationoptical fingerprint temperature difference inductive identification technology semiconductor silicon sensing technology (capacitive fingerprint ultrasonic technology） This paper expounds the basic principles of fingerprint acquisition fingerprint evaluation feature extraction and fingerprint matching which are mainly involved in fingerprint identification technologyThe advantages and disadvantages of different technologies are analyzed
Key words fingerprint identification technologyfrinciple research
目录
1绪………………………………………………………………………………5
11概述 …………………………………………………………………………5
12发展现状………………………………………………………………………5
13发展前景 ……………………………………………………………………6
2指纹识技术程…………………………………………………………6
21指纹图采集…………………………………………………………………6
211光学指纹采集技术………………………………………………………7
2111单棱镜光学全反射指纹采集技术………………………………7
2112光学相干断层扫描式指纹采集技术………………………………8
212传感器指纹采集技术……………………………………………………8
2121电容传感器指纹采集技术…………………………………………8
2122温度传感器指纹采集技术…………………………………………9
214超声指纹采集技术………………………………………………………9
22指纹预处理…………………………………………………………………10
221化…………………………………………………………………11
222图分割………………………………………………………………12
223指纹图增强………………………………………………………12
224指纹图二值化……………………………………………………13
2241基灰度信息二值化算法……………………………………13
2242基方信息指纹图二值化算法 ………………………14
225指纹图细化………………………………………………………15
23指纹特征提取………………………………………………………………16
24指纹特征匹配——基全等三角形指纹匹配算法…………………16
3指纹识应安全问题………………………………………………18
结…………………………………………………………………………………19
参考文献……………………………………………………………………………19
1绪
11概述
指纹识技术已渗透日常生活中常接触指纹识技术手机指纹解锁功需轻轻触解锁支付方便指纹识技术手机领域着广泛应电脑领域指纹考勤系统指纹识ATM指纹门禁系统等均运指纹识技术技术生活带极便利
指纹识技术涉指纹采集指纹图预处理提取特征指纹匹配四程文介绍步骤相关算法算法优缺点
12发展现状
1880年10月28日苏格兰医生首次英国Nature发表关指纹20年研究成果拉开现代指纹识序幕两年指纹细节特征提出接着指纹分类系统建立标志着技术正式走科学化道路着电子计算机发展动指纹识技术开始逐渐取代工指纹识
尔·盖茨预言生物识技术IT产业重革新1作生物识技术中简单便捷指纹识技术年发展迅速应指纹解锁企业考勤智区门禁系统中
前年外出时防止忘带必须物品句简单实短语：伸手钱伸身音指身份证手指手机代表钥匙钱钱现出门带手机行身携带指纹开家门锁支付进行身份验证
生活中停车购物出入区需证件繁方便时候会丢失指纹识技术日常活动需带指纹相信着技术进步久生活够实现智化居民够享受智区便利
目前指纹采集技术分光学式指纹采集技术温差感应式采集技术半导体硅感技术（电容式指纹）超声波技术然温差感应式采集技术易产生误差相三种方法应范围较
13发展前景
着传感器指纹图采集技术断发展指纹识技术势必会迎新发展机遇活体识重特征融合识技术穿戴式产品运工智结合等方面应会断增加指纹识技术具广阔市场前景2016年世界工智会2016年世界机器会工智产业预估2018年达千亿级应规模中指纹识技术首生物识技术数采集方面视关重环会引发工智产业爆发前哨战2
2 指纹识技术程
指纹识技术图采集指纹预处理提取特征指纹匹配四程程方法接介绍程基原理方法优缺点
21指纹图采集
作指纹识技术第步骤指纹图采集直接决定图质量高低影响面匹配效果初油墨采集指纹种方法指纹图质量工指纹着技术发展动指纹识技术中指纹采集技术光学指纹采集技术传感器式指纹采集技术超声波指纹采集技术面详细介绍种图采集技术基原理
211光学指纹采集技术
光学指纹采集技术利光反射折射衍射成着技术断进步光学指纹采集技术融入现代科技越越光学原理基础指纹采集技术逐渐成熟单棱镜光学全反射技术发展光学相干断层采集技术面详细介绍两种种基光学原理指纹采集技术
2111单棱镜光学全反射指纹采集技术
光学指纹采集器初利光全反射原理获指纹表面纹理(图1)手指接触棱镜表面时光线表层玻璃面手指指纹纹谷玻璃界面空气光会发生全反射反射光线CCD获指纹纹脊玻璃面接触会发生全反射光线接触面吸收者漫反射方指纹图样CCD形成3
基光学全反射原理识系统设备体积较耐性强种技术目前门禁考勤系统中应较足果手指表面灰尘者水油脂会指纹成影响影响设备工作效率外基棱镜全反射原理指纹采集技术法造指模进行辩识设备量损失较
图 1
2112光学相干断层扫描式指纹采集技术
2010年德国启动OCTFinger项目引入光学相干断层扫描技术(Optical Coherence Tomography)2单棱镜反射技术全反射原理OCT技术原理干涉基OCT系统基底相干宽带光源明迈克尔逊干涉仪光源发出光线分成两束束发射测物体段光束称信号臂束参反光镜称参考臂信号臂参考臂长度致时会发生干涉深度组织光反射力需根信号臂光信号改变参考臂长度两臂长度满足干涉条件基干涉原理光信号计算机处理便组织断层图
图 2
212传感器指纹采集技术
2121电容式传感器指纹采集技术
电容式传感器指纹采集技术基电容式传感器获取指纹信息知道行电容器电容sd发生变化时电容会变化指纹接触设备表面时手指作电容极板指纹表面凹凸位置接触面距离样电容记录电容信息指纹信息电容式传感器相光学式指纹采集设备体积缩许够应便携式设备
图 3
2122温度传感器指纹采集技术
温度传感器原理电压差电容传感器通电容变化反映电压变化温度传感器利电压温度赖通较纹脊纹谷温度差确定电流变化获取指纹信息次采集指纹手指表面温度会升样纹脊纹谷温度差异变设备灵敏度便会降低
213超声指纹采集技术
超声波具穿透材料力位置材料时超声波吸收反射程度终波根超声波特性利皮肤空气超声波阻抗差异区分指纹纹脊纹谷位置采集指纹信息
超声识会受手指汗液灰尘影响改善指纹识应范围超声波穿透材料装置设备融体技术应手机领域实现全面屏手机指纹解锁外超声识控制声波频率图分辨率较动态范围适场合目前超声波图采集设备造价十分昂贵
图 4
22指纹预处理
指纹识技术中指纹采集第步采集指纹图质量会影响终识情况高效利采集指纹图准确利信息效利指纹图筛选效信息？需采集指纹图进行处理提取指纹图特征简单说需指纹信息指纹脊线纹路清晰均匀采集指纹图脊线背景脊线背景度较低甚脊线清晰图部分均匀指纹识时法提取准确效信息仅浪费时间会影响终匹配结果造成结果准确甚错误样指纹识技术失意义
获取指纹中提取足够准确指纹特征非常重指纹预处理步骤提取指纹特征做铺垫指纹图处理般包括五部分化图分割增强二值化细化面详细介绍五步骤
221化
获取指纹亮度均匀便会影响指纹脊线背景分割指纹图化解决问题化处理较简单调整图度灰度图灰度值值附图整体显较均匀方便接图信息处理
通常指纹图分块表示第行第列图灰度值图均灰度值方差
接着利公式
式中表示期灰度均值表示期方差值
知化指纹图灰度值附整幅图变较均匀
图5
222图分割
步操作中图调整统亮度级提高处理指纹特征信息效率需图前景背景分开续操作针前景程图分割
常见指纹图分割方法灰度分割法4灰度分割法灰度值分割图首先设置图灰度阈值图实际灰度均值阈值方差阈值划背景块反前景块
223指纹图增强
图前景背景分开续操作针前景指纹脊线种种原时脊线部位粘连断开者清晰问题存会影响指纹特征提取需进行指纹图增强增强指纹纹理清晰度增加指纹脊线度线线间愈加清晰突出指纹纹理特征现指纹图增强方法利方场进行增强Gabor滤波器进行增强基频率域指纹增强Gabor函数类视觉系统中简单细胞视觉刺激响应非常类似图边缘敏感度高兼方频率选择性滤波效果更456
图6
224指纹图二值化
程中指纹图增强图会较灰度信息灰度图指纹识系统指纹图进行处理时更关心指纹图特征二值化目灰度指纹图转化两种灰度值黑白图更加方便面细化处理应较基灰度信息指纹图二值化方法基方信息指纹图二值化方法结合两种信息指纹图二值化方法
2241基灰度信息二值化算法
基灰度信息二值化图二值化处理般方法副灰度图遍历素灰度值进行统计设定适阈值图中灰度值变换01两种（黑白）基灰度信息图二值化方法
根指纹图中阈值选取该方法分全局固定阈值法局部适应阈值法两种4全局固定阈值法整幅指纹图选取合适阈值T图中素点灰度值阈值较T该素点目标点时灰度值设0否背景点灰度值设1
式中表示位第i行第j列素点灰度值
种方法简单运行速度快图质量时整幅图设定阈值进行二值化显然误差会时局部适应阈值法效果会
局部适应阈值法全局固定阈值原理样者整幅指纹图分M×N区域区域阈值区域合成幅完整二值化图
块区域灰度均值设区域阈值计算：
式中N区域中素点数二值化点（ij）处灰度值
整幅图分区域选取阈值够效处理图清晰灰度均匀等问题
2242基方信息指纹图二值化算法
根纹线走指纹图进行二值化处理种方法称基方信息指纹图二值化算法具代表性方图法里介绍方图法：
（1）求取方场
图素点利9×9模板参考点素点方模板表示出
图 7
（2）计算灰度
计算方灰度
（3）判断前景背景点
时I（ij）背景点否前景点
时I（ij）背景点否前景点
三种方法全局阈值法计算速度快灰度均匀区域二值化效果局部阈值法够适应灰度均匀区域图处理效果基方信息二值化方法整体效果基灰度信息二值化方法高度原原始指纹图果指纹图质量较局部阈值法基方信息二值化方法图处理错图质量般者较差指纹图时选择具增强效果方法
图8
225指纹图细化
指纹识程中指纹纹线方特征提取匹配时关心果具定宽度灰度图中冗余信息助提高识效率细化处理正达目常操作续特征提取操作基础3
图9
23指纹特征提取
前面已指纹预处理作介绍预处理特征提取作铺垫指纹特征提取般细化指纹图中提取需细节特征信息特征信息匹配程中数库中进行细节特征信息越匹配越容易
面介绍种基细化指纹图细节特征提取方法：模板检测法
模板检测法基思路3×3模板中中心点检测点利端点分叉点分布规律判断中心点特征类型
3×3模板中中心点P八邻域点八邻域点灰度值满足时
P端点满足时P分叉点两式子中I（k）表示邻域点灰度值
24指纹特征匹配——基全等三角形指纹匹配算法
指纹图预处理特征提取环节保存细节特征信息通特征信息集合间信息相似性够判断出应指纹图手指指纹特征匹配环节
根指纹细节特征信息分基点模式匹配算法基纹理信息匹配算法基图匹配算法4中点模式匹配算法目前常指纹图匹配算法文解释种方法般程：首先利两组指纹细节特征点集合集合关系找参考点两幅指纹图进行校准然判断两细节特征点集位置信息相似度进行分没相似度越高分越高根实际需设定阈值匹配分数阈值认两幅指纹图匹配成功
实际应中知道采集指纹时候次手指设备表面位置意手指放置方次手指压力需考虑图移旋转尺度问题设备表面者手指表面污渍回影响采集指纹质量匹配程中考虑问题面详细介绍种点模式指纹匹配算法——基全等三角形指纹匹配算法
该方法利邻细节点组成三角形求两三角形应关系考虑移旋转等素三角形应关系移旋转系数匹配结算两组指纹细节特征集合进行相似性
定义概念：P——指纹模板细节特征点点集
Q——匹配细节特征点点集
T——判断匹配否预设阈值
两组细节特征点点集PQ中两三角形△△满足列条件时：
1
2
3
中允许误差值
情况PQ特征点类型相前提满足条件判断全等三角形基全等三角形指纹匹配算法简单识准确率高广泛匹配算法例基脊线校正指纹匹配算法基局部特征量分段式指纹匹配算法说基全等三角形匹配算法扩展效率提高指纹质量求较高
3指纹识应安全问题
文介绍指纹识技术：光学式指纹识技术温差感应式识技术半导体硅感技术（电容式指纹）超声波技术种方法优点缺点实际中应面介绍指纹识技术应
基光学全反射原理指纹识技术程简单价格便宜耐性强体积较法应移动设备中目前门禁系统考勤系统中应较普遍
年发展迅速光学相干断层扫描技术深入体组织成捕获手指真皮层信息克服传统光学成法区分造指模法识活体缺点该技术广泛应医学活体检验
传感器式指纹采集技术克服光学式体积缺点应便携式设备目前移动设备划擦型触摸型电容式传感器电容式传感器法屏幕应成全面屏手机中指纹识技术难关超声波技术仅够实现屏识受手指表面油脂水分灰尘等指纹图影响文提指纹识技术中指纹采集程总结方法应
指纹识技术生活带便利项技术百分百安全？前段时间网样视频网友块橘子皮解开手机甚张餐巾纸解锁技术员研究发现特殊处理轻松解开手机指纹锁破解指纹验证关键指纹触摸键图案块胶布者指纹贴背面导电笔涂抹形成图案贴指纹验证部位基础指纹触碰块胶布者指纹贴成功解锁次意解锁开机相关技术员认指纹传感器接受信息包含导电涂层完全手指指纹进行指纹时部分信息相通验证漏洞指纹解锁电脑指纹解锁门存手机时注意指纹触摸键没受损者贴指纹贴
结
文介绍光学指纹采集技术传感器指纹采集技术超声波指纹采集技术原理基指纹采集原理指纹识技术应阐述指纹识技术四程：图采集指纹预处理提取特征指纹匹配指纹识技术中图采集第步达理想指纹识效果高质量图关键素序言根实际情况结合实性济等素选取合适采集技术图需指纹图进行处理处理图变更加清晰简洁提高续操作效率指纹识技术需匹配特征值图中量冗余信息需指纹图特征信息提取出进行匹配会缩短匹配时间
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