科技智能：指纹识别原理及技术应用领域

　　指纹识别技术是目前最方便、可靠、非侵害和价格便宜的生物识别技术解决方案，在大规模应用方面有着很大的潜力。　　

　　指纹识别原理

　　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：

　　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。

　　1、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：

　　使用时间最长，经受了实际使用的检验；

　　对温度等环境因素的适应能力好；

　　价格比较低廉，分辨率较高，可以达到500 dpi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。

　　2、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。

　　3、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。

　　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。

　　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。

　　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。

　　指纹识别技术应用领域

　　从广泛的意义上来说，指纹身份识别系统的应用领域几乎可以涵盖所有需要进行身份认证的系统和产品，其主要的应用领域如下：

　　一、刑侦：最早应用指纹识别技术和产品的领域。由于专业的需求特点，更多的是应用1：N模式的指纹数据库检索。

　　二、指纹门禁：应用指纹特征识别技术和产品较多的领域。由于门禁应用的环境特点，是指纹产品较容易满足需求指标的领域，它们大多与计算机系统集成为门禁控制与管理系统。主要产品有指纹锁，指纹门禁，指纹保险柜等。

　　三、金融：鉴于金融业务涉及资金和客户的经济机密，在金融电子化的进程中，为保证资金安全，保护银行客户和银行自身的利益，在业务管理和经营管理中，利用指纹验证身份的必要性和安全性越来越受到关注。指纹身份鉴别产品在金融业的应用已经呈现出不断增长的势头。例如：银行指纹密码储蓄、指纹密码登录，各类智能信用卡的防伪，自动提款机ATM的身份确认，银行保管箱业务的客户身份确认；

　　四、社保：社保系统尤其是养老金的发放存在着个人身份严格鉴别的需求。指纹身份鉴别能可靠地保障社保卡及其持有人之间的唯一约束对应关系，是非常适合采用指纹身份认证的领域。

　　五、户籍：随着新一代公民身份证的发行，在户籍和人口管理方面，指纹身份鉴别技术和产品是加强政府行政准确度和力度的最佳方法。

　　六、还有计算机网络系统及终端的授权使用，股票交易系统中的身份确认;血液中心及医疗卫生系统身份确认及无须钥匙的指纹锁等。