【《指纹识别技术原理综述》1700字】

指纹识别技术原理综述1.1指纹识别概述指纹识别技术起源于中国、发展于欧洲、流行于全世界REF_Ref73467203\r\h[22]。早在西周时期，就有人发现每个人的指纹是不一样的，并在买卖双方的合同上“画押”，日后如果产生纠纷打官司可以通按下的手印来找到签合同的人。指纹在胚胎发育时就开始变异，两个人的指纹重复的可能性极低，大概为1/150亿，也就是说不可能有两个人指纹相同。指纹会伴随我们每一个人终身，自我们出生到死后身体腐烂之前，它的种类、乳突纹线的组织结构始终不变REF_Ref73388473\r\h[23]。正因为如此，在各个需要身份验证的环节都或多或少可以看到指纹识别的身影。指纹识别发展到如今，已然是当前最为成熟的生物识别技术REF_Ref73467365\r\h[24]。自1960年之后，科学家们开始研究使用计算机处理指纹图像，使指纹识别系统的理论原理和功能不断完善。逐渐地，指纹采集技术日益成熟，大量学者参与对于指纹采集设备的创新与开发，使图像采集变得操作简单、安全可靠。发展到现在，指纹识别设备种类繁多，价格低廉，走进了平民的生活之中。当前指纹识别技术在社会各个领域内得到了很好的应用，它可以帮助公安机关进行破案，在出入境时进行身份识别，在上下班时考勤打卡，在智能手机上解锁，在门禁安防中进行用户身份验证等等。指纹识别技术潜移默化地影响着我们的日常生活，随着它的进一步发展，指纹识别将得到更加广泛的应用。近年来，随着物联网家居的不断发展，基于生物识别的门禁系统应运而生，越来越多的家庭在选择门禁时会考虑支持生物识别的门禁系统。用户自身特有的生物特征作为识别标签，而不是使用传统的锁具来通过门禁，这样的方式更为安全便捷，再也不用担心钥匙丢失带来的烦恼。生物识别门禁系统符合现代社会家居需求，顺应了时代发展的需要，而指纹识别门禁系统属于其中最便宜、操作最简单的门禁系统。作为人体特有的生物特征，指纹与个体不会分离，不易复制且易于采集，与传统的门禁相比，指纹识别系统不需要我们携带钥匙这样易丢失、易遗忘的出入验证凭证，且具有较高的安全性。未来门禁行业朝着智能化、便捷化发展，指纹识别技术必参与其中。1.2指纹识别原理指纹识别主要分为4个流程，依次为对指纹图像采集、预处理、特征提取与特征匹配REF_Ref73467258\r\h[25]，其一般性过程如图2-4所示：图2-4指纹图像处理过程（1）指纹图像采集指纹图像采集的质量直接影响到整个指纹识别过程，指纹图像采集由传感器完成，一般从两个角度来判定指纹传感器是否合格：一方面是能否采集到我们想要的指纹，另一方面是指纹图像的有效面积与清晰度度是否满足需要。（2）指纹图像预处理一般情况下，收到环境、传感器等因素的限制，我们采集到的指纹图像的质量是不理想的，会出现手纹图像断裂、不清晰等问题，会对指纹识别造成干扰。我们要得到清晰的手纹图像信息，首先得经过图像预处理。指纹图像预处理主要由以下三部分构成：滤波、二值化和细化。（3）指纹图像特征提取经过指纹图像预处理后，我们能够得到较为清晰的手纹图像，接下来我们需要对该图像进行特征提取操作从而提取手纹的整体与局部特征。我们可以从原始图像、二值化后图像或者细化的二值化图像中提取指纹特征，从而消除伪特征点REF_Ref73467304\r\h[26]。指纹图像特征提取过程如下图所示：图2-5指纹图像特征提取流程（4）指纹图像特征匹配指纹图像特征匹配是是指纹识别中最关键的一步，特征匹配的精准度直接关乎整个指纹识别系统的可靠性。将提取出来的指纹特征与指纹库内的指纹一一匹配，判断是否匹配成功。下图为指纹图像特征匹配流程：图2-6指纹图像特征匹配流程（5）指纹识别性能指标在实际运用中，主要通过拒真率(FRR)和认假率(FAR)来对指纹识别性能进行评估。顾名思义，拒真率将同一指纹错判为不同指纹的次数占总识别次数的百分比；误识率为将不同的指纹判定为同一指纹的次数占总识别次数的百分比。拒真率越低，系统的实用性越高；认假率越低，安全性越高。理论上，拒真率和认假率都应降为零，但实际上两者是相互矛盾的，它们成反比关系，在具体应用中，需要对其进行利弊的权衡，如我们的智能门禁系统，需要更低的误识率，将安全性作为主要设计指标。记正确匹配的次数为Correct_