自动指纹识别系统

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自动化采集指纹电子样板 自动化采集指纹样板的工作与自动化建立指纹电 子模板的过程类似，主要是指纹图像数据、指纹 特征数据以及指纹类型数据的采集
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自动化比较指纹电子样板和电子模板
自动化比较指纹电子样板和电子模板是把指纹电 子样板指纹特征拓扑数据结构与电子模板比较， 从而获得指纹电子模板的指纹细节文字描述、指 纹持有人身份、指纹图像数据的过程。这和传统 指纹样板与模板的比对目的是一样的。
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GABOR特征值的标准差 为：
标准差均值为:
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脊线方向的特征值远远大于其他方向上 的特征值，可以取均值的一个百分比作为 衡量标准区分背景块、指纹块。
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3.3 GABOR滤波器增强法原理
GABOR滤波器是一种带 通滤波器，具有良好 的方向和频率选择特 性。
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第二章 自动指纹识别系统
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2.1指纹特征的定义及分类
a. 总体特征 总体特征是指指纹纹理大体上的走势和方向， 是我们肉眼就能分辨的指纹特征。包括：纹形、 模式区、中心点、三角点、纹数等。
b. 局部特征 局部特征是指指纹上的细节点特征。局部特征 中具有代表性的就是端点、分叉点和折点，丰 富多彩的细节点构成了我们每个人迥然不同的 指纹信息。
垂直；中心频率等于正弦波的频率f；根据高斯函 数傅立叶变换的性质；滤波器的频率通带大小等
于1/x方向通带大小为1/ y 。
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局部指纹纹线近似平面正弦波，其傅立叶频 谱存在两个峰对应纹线信号，峰与频谱中心之间 的距离对应纹线的频率两个峰之间的连线与纹线 的方向垂直。采用与局部纹线方向和频率相同的 GABOR滤波器对局部指纹图像进行滤波，因为滤 波器的通带正好与两个峰重合，所以可以保留两 个峰，而滤掉其他信号，从而实现纹线增强。
否接受
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目前的生物识别技术主要有手形识别、指纹识别、 人脸识别、语音识别、视网膜识别、虹膜识别、 签名识别等。
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1.3 数字指纹
1）传统指纹学 传统指纹学工作内容包括： a. 建立指纹模板卡片 b动指纹识别系统
2）数字指纹的工作内容
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第一章 指纹识别技术概述
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1.1指纹识别的概念
a. 指纹识别就是利用人的指纹来识别、验证人的 身份，指纹具有唯一性和终身不变性
b. 指纹识别是一种生物特征识别技术。生物特征 识别技术就是采用自动技术测量人体固有的生 理特性和行为特征，并将这些特征与数据库的 模板数据进行比较来进行个人身份的鉴定。
b. 数字图像文件是一种适合指纹模式存储和传输的一维数 据流表示方法，利用数字图像文件作为媒介载体，携带 方便。
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2.4 自动指纹识别系统的结构
登记模式一般完成三种工作：新指纹登记、已登记 指纹更新、已登记指自纹动指的纹识删别系除统 。
工作流程如下：将指纹特征提取出来之后， 判断是否为登记模式，是的话讲指纹特征 提取图保存；如果不是则为对比模式，则 将采集的指纹特征与模板数据库中预先保 存的模板进行比对，最后得出比对结果。
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第四章 指纹识别的特征提取
指纹识别的最终目的是能够快速有效的对给出的 指纹图像进行比对，一幅指纹源图所包含的信息量成 千上亿，如果对每一个像素点都一一进行匹配，耗时 太长且工作量巨大不可能在实际操作中运用。因此， 图像的特征提取尤为重要。
0度方向的GABOR滤波 器函数图形：
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GABOR滤波器的频率响应图：
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GABOR滤波器的参数 、f 、x 、 y 分别
决定了滤波器通带的中心方向、中心频率、频率 通带大小和方向通带的大小。根据正弦函数傅立
叶 变 换 的 性 质 ， 滤 波 器 频 域 通 带 的 中 心 方 向 与
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1.2 生物特征识别的需满足的条件
a. 普遍性：必须每个人都具备这种特征 b. 唯一性：即任何两个人的特征是不一样 c. 可测量性：此特征可测量 d. 稳定性：即此特征在一段时间内不改变 e. 可操作性：即是否可以达到识别的精度、速度
和健壮性要求 f. 可接受性：即人们对这种特征识别的准确性是
以彩色图像模式为例来解释信息维度，采集到的真 实指纹图像像素点为256x360，而每个像素点都 由三基色组成，每种自颜动指色纹识都别系需统 要256个字节来描 述，而每个像素点又需要2.5个字节来标定位置。
2.3 指纹模式的表示方法
指纹模式有数据结构和数字图像文件两种表示方法。
a. 指纹模式的数据结构是指指纹特征模式的拓扑结构，通 过将中心点或三角点、端点或交叉点以及方向场的数据 集合起来，并将他们他们装配成指纹模式的多维拓扑结 构，从而完整、精确的描述了该指纹对象。
数字指纹的工作内容是研究如何使用计算机代替 人工，包括：
a. 自动化建立指纹电子模板（取代传统的指纹模 板卡片）
b. 自动化采集指纹电子样板（取代传统的指纹痕 迹采集）
c. 自动化比较指纹电子样板和电子模板（取代传 统的指纹比对）。
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自动化建立指纹电子模板
指纹电子模板是指纹模板卡片的数字化、信息化 和电子化，是指纹图像数据、指纹特征数据、指 纹类型数据、指纹细节文字表述、指纹持有人身 份、存储格式等信息的集合。
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第三章 指纹识别的预处理
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3.1预处理流程图
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3.2 指纹图像分割
• GABOR滤波器指纹分割法 二维GABOR滤波器空域表达式：
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y为XY上的高斯标准差，当其越大时图像的
平滑性就会得到增强。设定采样点的坐标x,y同 时将图像分为几个小块，每个小块的边长为w, 则GABOR特征值的表达式为：其中I（X,Y）是 采样点的灰度值。
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指纹局部特征：细节点类型
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除类型外，指纹局部特征还包括：
方向： 纹线的方向场所具有的特征 曲率： 曲率表示的是方向场中的各个像素
点的一阶导数 位置： 是指在坐标系中指纹纹线像素点的
相对坐标或绝对坐标
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2.2 指纹模式 根据指纹图像的信息维度，指纹模式如下表。