生物特征識別技術(shù)中的掌紋識別系統(tǒng)簡介

摘 要：掌紋識別作為生物特征識別技術(shù)中的一種新興技術(shù)，目前正處于各種新方法的嘗試階段。掌紋識別系統(tǒng)的研究也處在不斷的開發(fā)和被完善中。本文分別從掌紋的獲取過程和掌紋圖像的三種算法進行簡單的研究，使讀者對掌紋識別系統(tǒng)能有更加進一步的了解。

關(guān)鍵詞：掌紋識別；生物特征；預(yù)處理；特征提取

1960年人們開始研究生物特征識別技術(shù)。近年來，生物識別的市場份額大幅度增長，特別是“911”恐怖事件之后，世界各國對安全性的要求越來越高。2003年6月，聯(lián)合國國際民用航空組織公布了生物技術(shù)的應(yīng)用規(guī)劃，規(guī)劃提出，將在個人護照中加入生物特征（指紋識別、虹膜識別、面相識別）并在進入各個國家的邊境時進行個人身份的確認(rèn)。此規(guī)劃已在美國、歐盟、澳大利亞、日本、韓國、南非等地區(qū)和國家通過，并在2004年底實施。國際航空組織的這項規(guī)劃表明，生物特征認(rèn)證技術(shù)開始進入大規(guī)模成熟應(yīng)用的階段[1]。

生物特征識別與傳統(tǒng)的身份證件識別和密碼指令識別相比較有其穩(wěn)定性、方便性和唯一性，正所謂“人人擁有、人各不同、長期不變”。掌紋識別作為生物特征識別技術(shù)的一種，近年來被更多的研究者所重視。掌紋是指手腕至手掌之間區(qū)域內(nèi)的手掌表面的各種紋線，主要由脊線、屈肌線和褶皺線三種。如圖1.1所示：

掌紋識別與其它生物特征識別技術(shù)相比較具有以下優(yōu)點：

⑴不涉及隱私，人們比較容易接受

⑵不需要特殊光線照射

⑶不接觸人體敏感部位

⑷采樣簡單，對設(shè)備要求不高

⑸采樣區(qū)域比指紋大，不易仿造

⑹有唯一性和基本穩(wěn)定性

掌紋識別系統(tǒng)主要包括注冊階段和識別階段。在注冊階段，主要是對掌紋圖像進行提取并進行預(yù)處理，最后放入樣本庫中用來在識別階段進行比對。識別階段就是同樣的對用戶的掌紋圖像進行提取和預(yù)處理，不同的是不再將圖像存入樣本庫，而是通過與樣本庫中的標(biāo)準(zhǔn)進行對比來進行鑒別身份。如圖1.2所示：

掌紋識別的第一步就是掌紋圖像的獲取。現(xiàn)今應(yīng)用比較廣泛的就是基于CCD方式對掌紋進行采集。CCD方式采集掌紋圖像具有獲取圖像速度快，圖像質(zhì)量高等優(yōu)點。其缺點是設(shè)備較大。

掌紋圖像的預(yù)處理是為了更加便利、準(zhǔn)確的進行掌紋特征的提取。掌紋圖像的預(yù)處理可以將掌紋圖像進行對準(zhǔn)和歸一化。掌紋圖像預(yù)處理的算法總體可分為兩大類：基于正方形分割和基于圓形分割。

掌紋圖像的特征提取是整個掌紋識別系統(tǒng)的核心部分。如何提取特征和提取何種特征都是非常重要的，掌紋特征的信息很豐富，如果不分主次的將所有掌紋特征都羅列出來，不僅會影響系統(tǒng)的響應(yīng)時間，還會影響識別的準(zhǔn)確程度[2]。針對掌紋圖像的特點，比較有代表性的掌紋識別算法有以下幾種：

⑴基于Fourier變換的識別

⑵基于2D Gabor變換的識別

⑶基于小波變換的識別

⑷雙向匹配的掌紋識別新方法

像中國的四大發(fā)明一樣，指紋也是我們使用最早但發(fā)展最慢的一項技術(shù)。當(dāng)20世紀(jì)，西方國家已經(jīng)成熟建立了指紋識別系統(tǒng)并成功應(yīng)用時，中國才于80年代初開始指紋識別技術(shù)和系統(tǒng)的研究。但是近年來經(jīng)過中國科學(xué)家們的不斷努力，我國在世界掌紋識別研究領(lǐng)域還是取得了輝煌的成績。我國科學(xué)家歷時10年首創(chuàng)完成的高精度、高可靠性的生物特征識別技術(shù)“自動掌紋識別技術(shù)與系統(tǒng)研究”，通過了由教育部組織，中科院院士及來自中、美、德等國教授組成的專家委員會的鑒定。專家認(rèn)為，該項研究提出了與掌紋識別相關(guān)的圖像處理、模式識別等領(lǐng)域具有國際影響的理論、模型和算法，豐富了生物特征識別理論，具有重要的理論價值[3]。

掌紋識別是技術(shù)是生物識別技術(shù)的重要補充，有著極其廣泛的應(yīng)用前景，值得深入研究探索。掌紋識別技術(shù)會讓身份識別和社會安全邁上一個新的高度。

[參考文獻]

[1]RFID世界網(wǎng).指紋識別在不同國家的發(fā)展?fàn)顩r.http：//tech.rfidworld.com.cn/2006220232854667.htm.

[2]阮秋琦.數(shù)字圖像處理學(xué).北京.電子工業(yè)出版社，2001.

[3]中國網(wǎng).中國成功研制：世界首套高精度自動掌紋識別系統(tǒng).http：//www.china.com.cn/tech/txt/2008-01/11/content_9515664.htm.