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(信息识别
指纹信息识别技术与应用*
王风华 王向军
摘要:综合叙述了指纹信息识别技术的发展与应用,包括一般指纹识别系统的原理,指纹数据的产生办法,指纹图像的预处理,以及提取特征、分类鉴定的各种方法,例如:结构方法,统计方法,人工神经网络方法,光电混合方法等,并进行了比较和分析。 关键词:指纹识别;图像编码;特征提取;图像分类 中图分类号:TP751 文献标识码:A
Recognition and application of fingerprint information
WANG Feng-hua, WANG Xiang-jun(College of Precision Instrument and Opto-Electronics Engineering, Tianjin Univ ersity, Tianjin 300072, China)
Abstract:The developments and applications of the fingerprint recognition technology is introduced, including the theory o f fingerprint recognition system, the production method of fingerprint coding, the preprocessi ng of fingerprint image and the methods of feature extraction and classification , such as the structural, statistical, artificial neural network and photoelectr ic approaches. They are compared and analyzed. Key words:fingerprint recognition; image coding; feature extraction; classification
一、概述
每个人的指纹都是不一样的,指纹的唯一性和稳定性一直是身份鉴定的可靠依据。近年来,有关指纹自动识别的研究已在模式识别、图像处理及计算机视觉等领域中成为广泛关注的热点[1]。 指纹作为一种识别个体的信息已经应用了很长时间,早期的欧洲和中国就用它来查找罪犯和作为记录[2]商业交易业务。目前许多领域都需要快速准确地进行指纹鉴定,由于功能强大的计算机被用于这个领域,大大地简化了大量指纹的有哪些信誉好的足球投注网站和识别。通常的指纹识别过程包括以下几个步骤:首先通过一些设备记录和数字化指纹产生一个点阵;并用特性增强技术提高指纹图像质量,消除干扰;然后进行图像二值化处理和编码;最后提取特征值进行分类鉴定并输出结果。它的原理框图如图1所示。
图1 指纹识别系统
二、指纹数据的产生方法
将一个人的指纹采集下来输入计算机进行处理是指纹识别的首要步骤。指纹数据的产生一般有两类方法:一类是众所周知的早期指纹识别经常使用的墨水和纸的方法[3]。例如:将手指浸入墨水,然后按在纸上,将三维指纹转换成二维的印记,再通过照像机拍摄下来准备处理。由于墨水会渗开使得全部或部分指纹图像模糊不清,这种方法并不可靠。而且手指在纸上按下时每次力度不同引起的弹性变形也不同,所取得的印记会有变化。这种方法还有一个主要缺点是费时,因此不适合用于自动指纹分类系统。 另外一类方法是更为有效、可靠的光学数据产生方法[4]。例如:如图2所示,利用等腰直角棱镜的全反射特性来获取反差较好的指纹图像。假设光线从棱镜的一直角边以大于临界角入射到棱镜的斜边上光线将发生全反射。若将手指按在棱镜的斜面上,并且稍微用力使之与棱镜表面紧密接触,这时手指上的自然分泌物就充当了良好的光学粘接剂,与棱镜表面紧密接触的波峰部分破坏了全反射条件,而波谷部分仍然是全反射,这样从反射光线中就可以得到较清晰的指纹图像,然后再用摄像机进行实时采集。有时这种光学方法获取的图像的对比度和清晰度也不能令人非常满意,绝大多数指纹图像在较好的细节上的灰度值都是连续的,这就使得在以后的预处理中不适于用整体阈值基础上的二值化方法。但是这种方法快速有效,易于实时操作,许多问题都可以通过很好的预处理技术克服。
图2 光学方法获取指纹原理
三、指纹图像的预处理技术
通常,取指器采集到的指纹都存在较大的噪声,直接影响相关识别的顺利完成,所以需要对原始指纹图像进行预处理。图像预处理包括图像的增强、滤波、二值化等过程。由于指纹图像只包含纹线和谷线两种图案,因而通过图像分割技术来区分指纹图像的前景和后景是指纹预处理过程的核心内容[1]。长期以来,各种图像分解算法都在追
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