自動指紋識別系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)理論探究

卜 敏 王 珂

1.鄂爾多斯市公安局東勝區(qū)分局監(jiān)管大隊(duì)，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017000； 2.鄂爾多斯市公安局東勝區(qū)分局交警大隊(duì)，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017000

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自動指紋識別系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)理論探究

卜 敏1王 珂2

1.鄂爾多斯市公安局東勝區(qū)分局監(jiān)管大隊(duì)，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017000； 2.鄂爾多斯市公安局東勝區(qū)分局交警大隊(duì)，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017000

自動指紋識別系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)理論的核心在于相同硬件條件下，指紋圖像的預(yù)處理、指紋圖像分類和指紋圖像匹配三個(gè)方面，針對這三個(gè)方面的探究，先要從指紋識別的發(fā)展和自動指紋識別系統(tǒng)的形成談起，再結(jié)合相關(guān)的技術(shù)實(shí)踐進(jìn)行理論研究，以提高自動指紋識別系統(tǒng)的準(zhǔn)確性、可靠性。

自動指紋識別系統(tǒng)；原理和方法；圖像處理；指紋分類；指紋匹配

一、自動指紋識別系統(tǒng)的原理和方法

通俗一點(diǎn)解釋，自動指紋識別系統(tǒng)就是將采集到的指紋圖像進(jìn)行處理，在根據(jù)其特征從數(shù)據(jù)庫中尋找可以匹配的指紋，以滿足指紋識別的需要。其重要技術(shù)主要包括采集、處理、分類、匹配，以指紋的采集為例，16世紀(jì)后期，指紋才被當(dāng)成一門專門的學(xué)科進(jìn)行研究，當(dāng)時(shí)指紋的采集技術(shù)很落后，研究的學(xué)者將其分為脊、谷、毛孔結(jié)構(gòu)，以此構(gòu)成了簡單的指紋認(rèn)識系統(tǒng)。直到十七世紀(jì)后期，指紋識別才有了突破性的進(jìn)展，有的學(xué)者開始從解剖學(xué)的角度對人的指紋進(jìn)行分析，指紋的描述理論逐漸的系統(tǒng)化，但這一時(shí)期指紋的采集仍然沒有突破性的進(jìn)展，指紋的采集操作麻煩、且不能將其直接數(shù)字化。到了十八世紀(jì)后期，指紋分類系統(tǒng)的完善使指紋數(shù)字化成為可能，學(xué)者將指紋的類型分為拱型、尖拱型等五類，此外，光學(xué)傳感的研究進(jìn)展也為指紋識別的進(jìn)步起到了積極的促進(jìn)作用。但這一時(shí)期，指紋采集過程復(fù)雜，準(zhǔn)確性、可靠性都難以保障，且指紋識別的造價(jià)較高，這一項(xiàng)技術(shù)主要應(yīng)用與一些特殊部門，如銀行、警局等。此后，隨著光學(xué)傳感技術(shù)的發(fā)展，指紋的收集變得更加容易，指紋識別的造價(jià)也逐漸的降低。到了上世紀(jì)九十年代，半導(dǎo)體指傳感器的研究有了很大進(jìn)展，雖然這種技術(shù)采集指紋的質(zhì)量還不行，但卻是指紋識別系統(tǒng)核心技術(shù)的一大進(jìn)步，隨著這一技術(shù)的發(fā)展，指紋識別的關(guān)鍵技術(shù)取得了巨大成就。此外，超聲波技術(shù)也隨之發(fā)展起來，這種技術(shù)在采集指紋時(shí)能避免干、濕度，手臟等因素影響，知識目前這些技術(shù)的一些細(xì)節(jié)還不夠成熟，指紋采集的完整性、準(zhǔn)確性及分類檢索效率等還有待研究和提升。

二、自動指紋識別系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)理論概括與討論

(一)指紋的圖像預(yù)處理技術(shù)

指紋圖像預(yù)處理技術(shù)是指在指紋識別前應(yīng)用各種手段，增強(qiáng)指紋的可辨別性，使采集到的指紋圖像有更好的質(zhì)量，提高指紋圖像的準(zhǔn)確性、可靠性，例如，在采集指紋過程中，受手指力度等因素影響，指紋圖像會有缺陷、變形等，如，手指力度過重，指紋圖像就可能旋轉(zhuǎn)變形，在識別時(shí)就會出現(xiàn)不準(zhǔn)確、難識別；又如手指過于干燥，指紋圖像缺陷就會較大，而手指濕度過大，指紋圖像就會有水浸現(xiàn)象，總之，各種因素都影響著指紋圖像的準(zhǔn)確性、可靠性，這就需要在指紋識別前先對指紋圖像進(jìn)行預(yù)處理，使其更為清晰、可靠。在指紋預(yù)處理中，其技術(shù)理論的難點(diǎn)使指紋的圖像質(zhì)量評價(jià)，由于指紋采集的方式、方法等有較大區(qū)別，事物應(yīng)用的類型也有一定的區(qū)別，所以指紋圖像的質(zhì)量評價(jià)目前沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。

(二)指紋的分類技術(shù)

第一，結(jié)合指紋的宏觀特征對其進(jìn)行分類，盡可能準(zhǔn)確、細(xì)致的劃分指紋類別，指紋類別越多，指紋匹配過程中指紋檢索的效率就越高。第二，注重觀察指紋在各類別之間的分布，為之后的指紋匹配打好基礎(chǔ)。第三，重視指紋分類的準(zhǔn)確性、一致性，使其在不同的軟硬環(huán)境下都能有效的加以利用，確保行業(yè)內(nèi)、應(yīng)用上的統(tǒng)一和準(zhǔn)確。第四，要清楚的認(rèn)識指紋分類的復(fù)雜性，應(yīng)用科學(xué)的計(jì)算方法對于指紋分類進(jìn)行編輯，確保指紋分類的統(tǒng)一性和規(guī)范性，提高指紋識別系統(tǒng)的效率。

(三)指紋的匹配技術(shù)

指紋匹配技術(shù)研究的是兩幅指紋圖像是不是來源于同一手指，在計(jì)算機(jī)硬件的支持先，先對不同人的指紋進(jìn)行收集、分類、存儲，在應(yīng)用自動指紋識別技術(shù)時(shí)，在應(yīng)用新采集的指紋圖像與數(shù)據(jù)庫存儲的指紋圖像進(jìn)行對比、確認(rèn)。在對比過程中，可以是一對多的對比，將一個(gè)指紋圖像與數(shù)據(jù)庫中多個(gè)相似的指紋圖像進(jìn)行比較、確定其與哪一個(gè)圖像更為接近。也可以是一對一的識別，多用于驗(yàn)證身份等，有以上可以看出，指紋匹配過程中指紋的采集、分類對匹配的結(jié)果有很大的影響，因此，對前兩種技術(shù)理論的研究非常關(guān)鍵。同時(shí)，要熟悉計(jì)算機(jī)智能化和人機(jī)交流等，應(yīng)用模式識別理論、統(tǒng)計(jì)學(xué)理論、計(jì)算機(jī)語言理論等將指紋圖像處理的科學(xué)、恰當(dāng)，使其在不同領(lǐng)域的應(yīng)用有更大的發(fā)展，以促進(jìn)自動指紋識別技術(shù)的發(fā)展和技術(shù)革新。

三、結(jié)語

自動指紋識別系統(tǒng)的發(fā)展為人類社會的發(fā)展、穩(wěn)定和進(jìn)步作出了巨大貢獻(xiàn)，對這一技術(shù)相關(guān)理論的研究是為了更好的促進(jìn)該技術(shù)的發(fā)展，使其在指紋識別中具有更好的準(zhǔn)確性、可靠性，為人類社會的發(fā)展、進(jìn)步作出更大貢獻(xiàn)。

[1]楊亮.影響指紋自動識別系統(tǒng)捺印指紋信息質(zhì)量的原因及對策[J].云南警官學(xué)院學(xué)報(bào)，2013(01)：92-94.

[2]高峰.指紋識別技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用[J].保密科學(xué)技術(shù)，2012(02)：75-76.

TP

A

卜敏(1978-)，女，漢族，本科，內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市公安局東勝區(qū)分局監(jiān)管大隊(duì)，痕跡檢驗(yàn)工程師，研究方向：痕跡檢驗(yàn)指紋比對；王珂(1981-)，男，漢族，本科，內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市公安局東勝區(qū)分局交警大隊(duì)，痕跡檢驗(yàn)助理工程師，研究方向：痕跡檢驗(yàn)。