寒假数学建模指纹识别

1、我们手掌及其手指、脚、脚趾内侧表面的皮肤凸凹不平产生的纹路会形成各种各样的图案。这些纹路的存在增加了皮肤表面的摩擦力，使得我们能够用手来抓起重物。人们也注意到，包括指纹在内的这些皮肤的纹路在图案、断点和交叉点上各不相同，也就是说，是唯一的。依靠这种唯一性，我们就可以把一个人同他的指纹对应起来，通过对他的指纹和预先保存的指纹进行比较，就可以验证他的真实身份。这种依靠人体的身体特征来进行身份验证的技术称为生物识别技术，指纹识别是生物识别技术的一种。 目前，从实用的角度看，指纹识别技术是优于其他生物识别技术的身份鉴别方法。这是因为指纹各不相同、终生基本不变的特点已经得到公认。 最早的指纹识别系统应用

2、与警方的犯罪嫌疑人的侦破，已经有30多年的历史，这为指纹身份识别的研究和实践打下了良好的技术基础。特别是现在的指纹识别系统已达到操作方便、准确可靠、价格适中的阶段，正逐步应用于民用市场。 指纹识别系统通过特殊的光电转换设备和计算机图像处理技术，对活体指纹进行采集、分析和比对，可以迅速、准确地鉴别出个人身份。系统一般主要包括对指纹图像采集、指纹图像处理、特征提取、特征值的比对与匹配等过程。现代电子集成制造技术使得指纹图像读取和处理设备小型化，同时飞速发展的个人计算机运算速度提供了在微机甚至单片机上可以进行指纹比对运算的可能，而优秀的指纹处理和比对算法保证了识别结果的准确性。 指纹识别的基本原理指

3、纹的特征指纹识别系统原理元瑞信息守护神指纹的特征指纹的总体特征指那些用入眼直接就可以观察到的特征包括:纹形,模式区,核心点,三角点,纹数.指纹的局部特征是指指纹上的节点的特征，这些具有某种特征的节点称为特征点。包括:特征点的类型,方向,位置.定义了指纹的两类特征来进行指纹的验证：总体特征和局部特征。在考虑局部特征的情况下,只要比对13个特征点重合,就可以确认为是同一个指纹。 指纹的总体特征-纹形三种基本图形:环型（loop）,弓型（arch）,螺旋型（whorl）.其他的指纹图案都基于这三种基本图案.弓型环型螺旋型指纹的总体特征-模式区模式区是指指纹上包了总体特征的区域，即从模式区就能够分辨出

4、指纹是属于那一种类型的。指纹的总体特征-核心点核心点位于指纹纹路的渐进中心，它在读取指纹和比对指纹时作为参考点。许多算法是基于核心点的，既只能处理和识别具有核心点的指纹。指纹的总体特征-三角点三角点位于从核心点开始的第一个分叉点或者断点、或者两条纹路会聚处、孤立点、折转处，或者指向这些奇异点。三角点提供了指纹纹路的计数跟踪的开始之处。 指纹的总体特征-纹数指模式区内指纹纹路的数量。在计算指纹的纹数时，一般先在连接核心点和三角点，这条连线与指纹纹路相交的数量即可认为是指纹的纹数。 指纹的局部特征局部特征是指指纹上的节点的特征，这些具有某种特征的节点称为特征点。两枚指纹经常会具有相同的总体特征，但

5、它们的局部特征-特征点，却不可能完全相同。 指纹纹路并不是连续的、平滑笔直的，而是经常出现中断、分叉或打折。这些断点、分叉点和转折点就称为“特征点”。就是这些特征点提供了指纹唯一性的确认信息。指纹上的节点有四种不同特性： 指纹的局部特征-特征点类型可分为6类,最典型的是终结点和分叉点。 终结点（Ending） 一条纹路在此终结。分叉点（Bifurcation) 一条纹路在此分开成为两条或更多的纹路。 分歧点（Ridge Divergence） 两条平行的纹路在此分开。 指纹的局部特征-特征点类型孤立点（Dot or Island） 一条特别短的纹路，以至于成为一点。 环点（Enclosure）

6、 一条纹路分开成为两条之后，立即有合并成为一条，这样形成的一个小环称为环点。短纹（Short Ridge） 一端较短但不至于成为一点的纹路。 指纹局部特征-方向/曲率/位置方向（Orientation）节点可以朝着一定的方向。 曲率（Curvature）描述纹路方向改变的速度。 位置（Position）节点的位置通过（x, y）坐标来描述，可以是绝对的，也可以是相对于三角点或特征点的。 指纹识别系统原理-验证验证就是通过把一个现场采集到的指纹与一个己经登记的指纹进行一对一的比对（one-to-one matching），来确认身份的过程。作为验证的前提条件，他或她的指纹必须在指纹库中已经注册。

7、指纹以一定的压缩格式存贮，并与其姓名或其标识（ID，PIN）联系起来。随后在比对现场，先验证其标识，然后，利用系统的指纹与现场采集的指纹比对来证明其标识是合法的。验证其实是回答了这样一个问题：他是他自称的这个人吗？这是应用系统中使用得较多的方法。 指纹识别系统原理-验证纹识别系统原理-辨识辨识则是把现场采集到的指纹同指纹数据厍中的指纹逐一对比，从中找出与现场指纹相匹配的指纹。这也叫一对多匹配（one-to-many matching）。验证其实是回答了这样一个问题：他是谁？辨识主要应用于犯罪指纹匹配的传统领域中。纹识别系统原理-辨识元瑞信息守护神包括硬件(指纹采集仪)和应用软件两部分元瑞信息守

8、护神-硬件元瑞信息守护神-硬件技术指标比对时间1秒分辨率500dpi采集面积15x18(mm)尺寸 19(W)x22(L)x55(H)(mm)光源LED(红色）电压DC 5V+10%最大电流100mA元瑞信息守护神-应用软件指纹登录（所有Windows操作系统）指纹加密指纹密码指纹登录用户通过输入指纹登录计算机操作系统，实现了计算机的安全登录，同时有效地防止密码被盗用和省去记忆密码的烦琐，避免了密码丢失的尴尬。同时应用于屏幕保护。登录画面指纹加密保护用户数据的有力武器。64位、128位和256位可选强度加密指纹算法、压缩算法和加密算法结合， 无法用常规方式破译。加密文件可以拷贝、传输到其他计算机上使用。采用WINZIP风格