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（3）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。有的算 法只能处理和识别具有核心点的指纹。 （4）三角点：位于从核心点开始的第一个分 叉点或者断点，或者两条纹路的会聚处、孤立 点、转折处，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。 （5）纹数：是指模式区内指纹纹路的数量。 在计算指纹的纹数时，一般先连接核心点和三 角点，这条连线与指纹纹路相交的数量即可以 认为是指纹的纹数。
（6）短纹：一条较短但不至于成为一点的纹路 8
3、指纹识别的几何基础
脊线：在指纹图象中Leabharlann Baidu具有一定宽度 和走向的纹线称为脊线。
根据脊线分布的位置和走向以及它们 的形状，脊线可分为内部脊线、外围脊 线和根基脊线三类。
（1）内部脊线：居于指纹的中心部位， 主要有箕形、环形、螺旋形、弧形或混 合形的脊线组成。
（3）可分类性。可以按指纹的纹线走向进行
分类。
5
2、指纹的特征 指纹识别主要从两方面展开：总体特征和局
部特征。 总体特征
（1）纹形：可分为斗形、弓形、螺旋形三大类。 （2）模式区：是指指纹上包括了总体特征的区 域，从此区域就能分辨出指纹是属于那一种类型 的。有的指纹识别算法只使用模式区的数据，而 有的则使用所取得的完整指纹。
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局部特征
局部特征是指指纹上节点的特征，这些具有某种 特征的节点称为特征点，这些特征点提供了指纹惟一 性的确认信息。
（1）终结点：条纹路在此终结。 （2）分叉点：条纹路在此分开
成为两条或更多的纹路。
（3）分歧点：两条平行的纹路 在此分开。
（4）孤立点：一条特别短的纹路， 以至于成为一点。
（5）环点：一条纹路分开成两条后，立即又合并成一 条，这样形成的小环称为环点。
不损失有用指纹信息的基础上产生一个比原图 象小的指纹图片。
图象增强：用于增强分割后的指纹图，提
高图象质量。
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（2）特征提取 一个高质量的图象被拾取后，需要许
多步骤将它的特征转换到一个复合的模 板中，这个过程称为特征拾取过程。
该步骤将灰度指纹图转换成黑白图象， 然后通过指纹识别算法形成几百字节的 指纹特征数据。这是一种单方向的转换， 可以从指纹转换成特征数据，但不能从 特征数据转换指纹，而且两枚不同的指 纹不会产生相同的特征数据。这些数据 通常称为模板。
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4、采集指纹图象的三种技术
（1）光学技术
优点是设备价廉，有较高的分辨率，缺点是 设备光程长，尺寸大。
（2）硅技术(电容技术）
优点是在较小的表面上获得较好的图象，缺 点是芯片昂贵、电容采集头易受干扰，可靠性 不高。
（3）超声波技术
超声波技术的特点：超声波的能量被控制在 对人体无损的程度，分辨率与光学指纹采集设 备接近，成本已降到可接受的程度，超声波技 术产品可能达到最好的精度。
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7、指纹识别技术特点 （1）指纹识别的优点
a.指纹是人体独一无二的特征。 b.可采集的指纹多，最多可达10个， 而且每个指纹都是独一无二的。 c.扫描指纹的速度快，使用非常方便。 d.指纹与采集头直接接触，读取特征 方法可靠。 e.指纹采集头体积小，价格低廉。
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（2）指纹识别的缺点 a.某些人或某些群体的指纹特征很少，
13
（3）特征匹配 用特征提取获得的特征点去匹配数据
库中的模板，判断是否为同一手指的两 幅纹理图。
通过计算机模糊比较的方法，把两个 指纹的模板进行比较，计算出它们的相 似程度，最终得到两个指纹的匹配结果。
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6、指纹识别的验证和辨识 就应用方法而言，指纹识别技术可分 为验证和辨识。 验证就是通过把一个现场采集到的指 纹与一个已经登记的指纹进行一对一的 比对来确认身份的过程。 辨识则是把现场采集到的指纹同指纹 数据库中的指纹逐一对比，从中找出与 现场指纹相匹配的指纹。
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2、生物识别技术特点 （1）广泛性：每个人都应该具有这种 特性。 （2）唯一性：每个人拥有的特征应该 各不相同。 （3）稳定性：所选择的特征应该不随 时间的变化而发生变化。 （4）可采集性：所选择的特征应该便 于测量。
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3、生物识别工作步骤 所有生物识别工作都包括四个步骤： 原始数据获取、抽取特征、比较和匹配。 生物识别系统捕捉到生物特征的样品， 唯一的特征将会被提取，并且转化成数 字的符号，接着，这些符号被用作那个 人的特征模版，这种模版可能会存放在 数据库、智能卡或条码卡中，人们同识 别系统交互比较，根据匹配或不匹配来 确定身份。
（2）外围脊线：从上部和左右两侧包 绕着内部脊线，主要有弓形线组成。
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（3）根基脊线：分布在内部脊线的基 底部位，主要由弧度较小的波浪线或不 大平坦的直纹线组成。
三类脊线常汇合在一处，构成三角状， 称之为三角区，每幅指纹图象中一般有 一到两个三角区。脊线的中心定点称为 指纹的中心点，中心点与三角区是指纹 识别中两个非常重要的特征。
故而很难成像。 b.有些人害怕将指纹记录在案。 c.每一次使用指纹时，都会在指纹采
生物特征识别 数字时代的安全卫士
第四章 生物特征识别技 术
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4.1 生物特征识别技术概述
1、什么是生物特征识别技术？ 生物特征识别技术是基于某人的生理特征 或行为特征用自动化的方法予以辨识或认证的 技术。 目前已利用的生理特征和行为特征包括： （1）生理特征：手指、手掌、眼睛（包括虹 膜、视网膜）、面孔等。 （2）行为特征：签字、语音等。
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4.2 指纹识别技术
指纹识别主要根据人体指纹的纹路、细节
特征等信息对操作或被操作者进行身份鉴定， 是目前生物检测学中 研究最深入，应用最广泛， 发展最成熟的技术。
1、指纹的固有特性
（1）确定性。每幅指纹的结构是恒定的，胎 儿在4个月左右就形成指纹，以后就终身不变。
（2）惟一性。两个完全一致的指纹出现的概 率非常小。
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5、指纹识别过程
指纹识别技术主要涉及指纹图像采集、指
纹图像处理、特征提取、保存数据、特征值的 比对与匹配等过程。
（1）图象预处理
首先，通过指纹读取设备读取到人体的指
纹图像，并对原始指纹图像进行初步处理，使 之更清晰。图像预处理包括两个步骤—图像分 割与图像增强。
图象分割：分割器读输入的指纹图，并在
（3）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。有的算 法只能处理和识别具有核心点的指纹。 （4）三角点：位于从核心点开始的第一个分 叉点或者断点，或者两条纹路的会聚处、孤立 点、转折处，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。 （5）纹数：是指模式区内指纹纹路的数量。 在计算指纹的纹数时，一般先连接核心点和三 角点，这条连线与指纹纹路相交的数量即可以 认为是指纹的纹数。
（6）短纹：一条较短但不至于成为一点的纹路 8
3、指纹识别的几何基础
脊线：在指纹图象中Leabharlann Baidu具有一定宽度 和走向的纹线称为脊线。
根据脊线分布的位置和走向以及它们 的形状，脊线可分为内部脊线、外围脊 线和根基脊线三类。
（1）内部脊线：居于指纹的中心部位， 主要有箕形、环形、螺旋形、弧形或混 合形的脊线组成。
（3）可分类性。可以按指纹的纹线走向进行
分类。
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2、指纹的特征 指纹识别主要从两方面展开：总体特征和局
部特征。 总体特征
（1）纹形：可分为斗形、弓形、螺旋形三大类。 （2）模式区：是指指纹上包括了总体特征的区 域，从此区域就能分辨出指纹是属于那一种类型 的。有的指纹识别算法只使用模式区的数据，而 有的则使用所取得的完整指纹。
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局部特征
局部特征是指指纹上节点的特征，这些具有某种 特征的节点称为特征点，这些特征点提供了指纹惟一 性的确认信息。
（1）终结点：条纹路在此终结。 （2）分叉点：条纹路在此分开
成为两条或更多的纹路。
（3）分歧点：两条平行的纹路 在此分开。
（4）孤立点：一条特别短的纹路， 以至于成为一点。
（5）环点：一条纹路分开成两条后，立即又合并成一 条，这样形成的小环称为环点。
不损失有用指纹信息的基础上产生一个比原图 象小的指纹图片。
图象增强：用于增强分割后的指纹图，提
高图象质量。
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（2）特征提取 一个高质量的图象被拾取后，需要许
多步骤将它的特征转换到一个复合的模 板中，这个过程称为特征拾取过程。
该步骤将灰度指纹图转换成黑白图象， 然后通过指纹识别算法形成几百字节的 指纹特征数据。这是一种单方向的转换， 可以从指纹转换成特征数据，但不能从 特征数据转换指纹，而且两枚不同的指 纹不会产生相同的特征数据。这些数据 通常称为模板。
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4、采集指纹图象的三种技术
（1）光学技术
优点是设备价廉，有较高的分辨率，缺点是 设备光程长，尺寸大。
（2）硅技术(电容技术）
优点是在较小的表面上获得较好的图象，缺 点是芯片昂贵、电容采集头易受干扰，可靠性 不高。
（3）超声波技术
超声波技术的特点：超声波的能量被控制在 对人体无损的程度，分辨率与光学指纹采集设 备接近，成本已降到可接受的程度，超声波技 术产品可能达到最好的精度。
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7、指纹识别技术特点 （1）指纹识别的优点
a.指纹是人体独一无二的特征。 b.可采集的指纹多，最多可达10个， 而且每个指纹都是独一无二的。 c.扫描指纹的速度快，使用非常方便。 d.指纹与采集头直接接触，读取特征 方法可靠。 e.指纹采集头体积小，价格低廉。
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（2）指纹识别的缺点 a.某些人或某些群体的指纹特征很少，
13
（3）特征匹配 用特征提取获得的特征点去匹配数据
库中的模板，判断是否为同一手指的两 幅纹理图。
通过计算机模糊比较的方法，把两个 指纹的模板进行比较，计算出它们的相 似程度，最终得到两个指纹的匹配结果。
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6、指纹识别的验证和辨识 就应用方法而言，指纹识别技术可分 为验证和辨识。 验证就是通过把一个现场采集到的指 纹与一个已经登记的指纹进行一对一的 比对来确认身份的过程。 辨识则是把现场采集到的指纹同指纹 数据库中的指纹逐一对比，从中找出与 现场指纹相匹配的指纹。
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2、生物识别技术特点 （1）广泛性：每个人都应该具有这种 特性。 （2）唯一性：每个人拥有的特征应该 各不相同。 （3）稳定性：所选择的特征应该不随 时间的变化而发生变化。 （4）可采集性：所选择的特征应该便 于测量。
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3、生物识别工作步骤 所有生物识别工作都包括四个步骤： 原始数据获取、抽取特征、比较和匹配。 生物识别系统捕捉到生物特征的样品， 唯一的特征将会被提取，并且转化成数 字的符号，接着，这些符号被用作那个 人的特征模版，这种模版可能会存放在 数据库、智能卡或条码卡中，人们同识 别系统交互比较，根据匹配或不匹配来 确定身份。
（2）外围脊线：从上部和左右两侧包 绕着内部脊线，主要有弓形线组成。
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（3）根基脊线：分布在内部脊线的基 底部位，主要由弧度较小的波浪线或不 大平坦的直纹线组成。
三类脊线常汇合在一处，构成三角状， 称之为三角区，每幅指纹图象中一般有 一到两个三角区。脊线的中心定点称为 指纹的中心点，中心点与三角区是指纹 识别中两个非常重要的特征。
故而很难成像。 b.有些人害怕将指纹记录在案。 c.每一次使用指纹时，都会在指纹采
生物特征识别 数字时代的安全卫士
第四章 生物特征识别技 术
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4.1 生物特征识别技术概述
1、什么是生物特征识别技术？ 生物特征识别技术是基于某人的生理特征 或行为特征用自动化的方法予以辨识或认证的 技术。 目前已利用的生理特征和行为特征包括： （1）生理特征：手指、手掌、眼睛（包括虹 膜、视网膜）、面孔等。 （2）行为特征：签字、语音等。
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4.2 指纹识别技术
指纹识别主要根据人体指纹的纹路、细节
特征等信息对操作或被操作者进行身份鉴定， 是目前生物检测学中 研究最深入，应用最广泛， 发展最成熟的技术。
1、指纹的固有特性
（1）确定性。每幅指纹的结构是恒定的，胎 儿在4个月左右就形成指纹，以后就终身不变。
（2）惟一性。两个完全一致的指纹出现的概 率非常小。
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5、指纹识别过程
指纹识别技术主要涉及指纹图像采集、指
纹图像处理、特征提取、保存数据、特征值的 比对与匹配等过程。
（1）图象预处理
首先，通过指纹读取设备读取到人体的指
纹图像，并对原始指纹图像进行初步处理，使 之更清晰。图像预处理包括两个步骤—图像分 割与图像增强。
图象分割：分割器读输入的指纹图，并在