指纹识别技术综述
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关于指纹识别算法的简述
指纹图像的处理算法是指纹识别系统中很重要的一个环节，只有 提高指纹图像处理的效率和精度，才能使嵌入式指纹采集系统能够在 速度和身份识别的精确度上得到突破。指纹图像的识别一般经过预处 理、特征点提取和指纹特征匹配，而图像的预处理则有归一化、滤 波、二值化、细化等。本文主要对预处理部分进行研究和实现。
——摘自[1] 李宏中,叶强.指纹识别算法研究及实现[J].计算机光盘软件与应用, 2012(22).【维普】
描述、分析与理解
1. 归一化 指纹采集模块采集到的指纹灰度图像往往会因为手指的压力不同等 因素使得采集到图像的灰度级分布很不均匀，归一化就是指纹图像的灰 度级以及对比度都调整到一个由用户设定的固定的范围，这个步骤放在 指纹图像处理的第一步，主要是为了给后续处理的图像提供一个灰度 级、对比度的规范。 主要计算公式：
看到一台指纹考勤机应该不足为奇。另一方面指纹门锁的出口和内销势 头强劲，在沿海地区目前发展得尤为兴旺，我相信经2-3年甚至更短时 间的发展，指纹门锁将逐步进入普通老百姓的家中。
又例如之前所说的以指纹认证平台为应用核心的软件信息化系统， 据查证，其包括在OA/CRM/ERP/会员管理/远程接入等信息化系统中， 使用指纹技术作为信息化系统的身份认证平台——例如我们学校的第九 教学楼的机房（九教北401与402）采用的就是指纹设别登录！随着信息 安全问题的日益严重，信息安全事件中因为账户密码引起的信息泄漏占 到了总事件的70%以上（这个比重相信还会不断增大）——也就是说， 大部分的信息安全事故都是由于采用了不太安全的账号密码机制，因为 账号密码机制的天生缺陷易被盗用、易被窃取、易被破解、易被复制和 传递，导致了整个信息安全体系的隐患。所以，指纹认证是所有信息安 全系统的最先进最安全的认证体系。因此，这一部分市场，将随着对信 息安全问题的重视而不断拓展开来。其市场价值远比指纹门锁、指纹考 勤更有意义！
通过把指纹与银行卡绑定的方式，用指纹轻轻一点来完成消费支 付。这种新型应用在美国已经出现至少2年以上。国内2006年上海某公 司也已经涉足指纹支付市场。 【汽车指纹防盗】
通过指纹控制车门开关，或者控制引擎点火是指纹技术在汽车防盗 方面的典型应用。国内个别厂商已经推出指纹防盗产品。 【指纹UKEY】
指纹UKEY是网上银行业务用于进行身份验证的终端，它比目前的账 号密码验证以及普通UKEY验证要更为安全些。它完全不需要密码或 PIN，使得病毒软件无可乘之机，也杜绝了网银账号盗用的可能。它将 大大提升网银业务的诚信度和安全性， 为银行真正扩大网上交易量。 ——今后的趋势： 【指纹技术与智能卡结合的应用方向】 【指纹技术与手持设备结合的应用方向】 【指纹技术在网络交易中的应用】 【公共事业指纹库】
小结
生物识别技术不同于传统的身份识别技术，具有前沿性、可靠性、 高效性、安全性等诸多特点，是现今以及今后发展的主流趋势，而其中 的指纹识别技术则是担当了重头戏的角色，其具有的普遍性、唯一性、 永久性、可采集性、可行性、可接受性、防伪性等多重特性与优势将奠 定了它今后在身份识别领域的重要地位，了解、学习、研究、掌握这种 技术对于将来的学习工作有着非常重要的意义！
集，所以才使得大家愿意从事这方面研究； 5. 可行性，即在对资源、环境、操作等条件要求不苛刻的条件
下可以达到合理的准确率、速度和鲁棒性；任何一种科学研 究或者应用方案没有了可行性都只能是纸上谈兵罢了； 6. 可接受性，即人们愿意接受这一方式——按一个手印是很方 便的，不需要过多繁琐的操作，这也是站在被检测者（客 户）的角度去思考，比如它比虹膜识别具有更高的可接受 性； 7. 防伪性，因为具有高强度的防伪性，因为指纹上的特征、特 征点繁多，任意两个人之间指纹特征差异较大，很难凭空或 者通过一定的有限手段制造出需要的指纹。 换句话说，与“账号+密码”、IC卡等传统的身份识别手段相比，指纹 识别技术具有不会丢失、不会遗忘、唯一性、不变性、防伪性能好以及 使用方便等众多突出优点．因此采用这种识别技术，可以将人的身份和 其指纹严格对应起来，也就是能严格识别一个人的真实身份！
【算法小结】
指纹图像处理的算法包括图像的预处理和指纹特征匹配，本文对指
纹图像预处理进行分析和实现，指纹指纹特征点的提取和匹配目前有很 多算法进行了分析，本文不进行详细的分析了，在经过了细化之后，可 以对特征点进行有效的提取，作为指纹的特征结构体存储起来。
发展趋势
指纹识别技术的应用前景非常广阔—— 【指纹支付】
指纹识别技术综述
——生物认证
姓名： 班级： 专业： 教师：
引言
生物认证技术又称为生物识别技术，是通过计算机利用人体所固有 的生理特征或行为特征来进行个人身份鉴定。而其中的指纹识别技术则 是目前人们使用最为普遍的一种生物认证技术
简介
指纹识别技术是把一个人（待识别者）同他的指纹对应起来，利用 特定的识别系统（例如安装了某种指纹识别软件、服务器的计算机）将 他的指纹和预先保存的指纹（数据库中保存的正确的指纹数据）进行比 较，就可以验证他的真实身份。这是由于，每个人（包括指纹在内）皮 肤纹路在图案、断点和交叉点等生理特征上各不相同，也就是说，是唯 一的、可完全区分的，并且终生不变的——正因如此，依靠这种生理上 的唯一性和稳定性，我们开发出了指纹识别技术！
现状、应用与发展
目前国内指纹识别的应用状况: 1. 以指纹模块为应用核心的锁具考勤机、门禁、锁具类市场； 2. 以指纹认证平台为应用核心的软件信息化系统市场； 3. 以PC周边为应用核心的指纹数码、存储产品； 4. 银行内控、驾校培训、社保医疗等行业市场。
——摘自[1]杨若冰.指纹识别技术现状、应用与发展[J].中国安防,2007(8)【CNKI】
个人分析
无论是哪种技术，技术的最终目标是“应用”，当然，就绝大数人关 心的来说，应该是商业应用、医疗等民生方面的应用，因此，从市场应 用的角度来分析与认识当前指纹识别技术的发展现状是很有必要的：
就我所收集的资料显示，如上所说以指纹模块为核心的应用占据了 绝大部分这方面的市场——
锁具考勤机、门禁、锁具类这三类指纹产品经查证都是嵌入式指纹 产品的主力市场：其中指纹考勤机产品经过了5年（也许更久的时间） 的发展与改进，产品性能已经非常成熟。在市场方面，这两类产品的价 格已经降到几百元人民币（同时，在一些网购网站如淘宝商城中，这类 产品已经屡见不鲜了）的区间。众多的办公用品厂商已经开始转型到指 纹考勤市场，这方面的渠道商参与也非常活跃。因此，在办公用品商店
在这里，指纹识别主要是根据人体指纹的纹路、断点、交叉点等生 物特征信息对操作或被操作者进行身份鉴定，而且得益于现代电子集成 制造技术和快速而可靠的算法研究，已经开始走入并且普遍流行于我们
的日常生活之中，在各种出入认证、机密事务操作等活动中都可以看见 它的身影，不仅如此，指纹识别技术成为目前生物检测学中研究最为深 入，应用最为广泛，发展最为成熟的技术!
2. 图像滤波 滤波是指除去图像中的一些有干扰的像素点，这些像素点可能会对 后续算法的精确度产生影响，、因为本文提取的特征是端点和分叉点 等，这些离散的高像素点就会对这种算法产生严重的干扰。 中值滤波是一种非线性的平滑技术，处理过后的每个点是该点的某 领域的所有像素点的中值，这个领域是奇数个数的，一般是3*3或者是 5*5的。 3. 二值化 二值化是将指纹图像转化为由灰度级0和255来表示的图像。 主要涉及公式：
其中T是阈值，x是像素点的灰度值，在这个算法中，核心的部分是 怎么来确定阈值， 目前国内外有很多学者对这部分的研究做了大量研 究工作，目前比较常用的方法是固定阈值法、局部动态阈值法。
4. 细化 采用点模式的匹配的方式，特征点的正确提取直接决定了系统的性 能，经过细化能够更准确的提取特征点。细化算法应该保持原来的拓扑 结构下，将宽度大小转变为一个像素点。目前使用的比较多的细化算法 是快速细化算法和OPTA 算法，快速细化算法的开销比较小，是通过判 断是不是纹线的边界点来删除结点的，最终达到细化的目的， 这种细化算法比较适合嵌入式系统。
3. 永久性是因为指纹是终生不变性的；这并不像有些生理特征 比如头发的发质会随着年龄、环境的变化而变化，这样的永 久性其实我认为也可以称之为稳定性，因此针对这样稳定的 生理特征的识别技术其“有效期”才会很长很长；
4. 可采集性即可以通过一定的设备和手段采集到；自古就有很 多采集手印（指纹）的方法，比如按红泥，也正因易于采
——摘自 [1] 陈婧,张苏.自动指纹识别技术综述[J].黑龙江科技信息, 2013(1).【维普】
我们知道，生物识别和身份证识别、银行卡识别有很多相似之处， 但更多的是不同，很多时候生物识别的可靠性比起那些物理硬件的识别 的可靠性更高，具有高强的防伪造、防窃取、防篡改性能，也因此备受 人们，尤其是需要从事机密任务的人士（相对于商业）的青睐，研究者 们在这方面也是乐此不疲。
1. 普遍性就是说每个人都具有，所以可以是广泛适用的——虽 然大部分生理特征是所有人都具有的，但是像痣、疤等生因 素则并不是所有人都具有的；
2. Baidu Nhomakorabea一性就是指不同的人甚至同一个人的不同的指头，指纹都 不相同，当然了，唯一性也是之所以指纹识别技术得以新兴 发展的最核心原因，唯一代表其识别具有高度的可靠性；
每个指纹都有几个独一无二、具有可测量性的特征点，每个特征 点都有大约5~7个特征，我们的十个手指可以产生最少4900个独立可测 量的特征，这足以说明指纹识别是一个十分可靠的鉴别方式。
个人理解
“生物识别技术是把人体本身所具备的生理性状及行为特性当作长 在我们身体上的钥匙一样，开启人们身份鉴定的大门。生理性状包括 有指纹、掌纹、脸貌、虹膜等；行为特征包括有语音、步态、签名 等。在生物识别过程中，需通过很多学科的结合来进行识别认证。”
生物识别技术是一个很广泛的范围，它包括了大量的相对独立的分 支领域，其中最为受欢迎我想莫过于指纹识别技术了！
“指纹具有以下7个方面的特性使其成为身份识别技术的首选——普 遍性、唯一性、永久性、可采集性、可行性、可接受性、防伪性”
——摘自[1] 尹义龙,宁新宝,张晓梅.自动指纹识别技术的发展与应用[J].南京大学学报, 2002, 38(1).【万方】
指纹图像的处理算法是指纹识别系统中很重要的一个环节，只有 提高指纹图像处理的效率和精度，才能使嵌入式指纹采集系统能够在 速度和身份识别的精确度上得到突破。指纹图像的识别一般经过预处 理、特征点提取和指纹特征匹配，而图像的预处理则有归一化、滤 波、二值化、细化等。本文主要对预处理部分进行研究和实现。
——摘自[1] 李宏中,叶强.指纹识别算法研究及实现[J].计算机光盘软件与应用, 2012(22).【维普】
描述、分析与理解
1. 归一化 指纹采集模块采集到的指纹灰度图像往往会因为手指的压力不同等 因素使得采集到图像的灰度级分布很不均匀，归一化就是指纹图像的灰 度级以及对比度都调整到一个由用户设定的固定的范围，这个步骤放在 指纹图像处理的第一步，主要是为了给后续处理的图像提供一个灰度 级、对比度的规范。 主要计算公式：
看到一台指纹考勤机应该不足为奇。另一方面指纹门锁的出口和内销势 头强劲，在沿海地区目前发展得尤为兴旺，我相信经2-3年甚至更短时 间的发展，指纹门锁将逐步进入普通老百姓的家中。
又例如之前所说的以指纹认证平台为应用核心的软件信息化系统， 据查证，其包括在OA/CRM/ERP/会员管理/远程接入等信息化系统中， 使用指纹技术作为信息化系统的身份认证平台——例如我们学校的第九 教学楼的机房（九教北401与402）采用的就是指纹设别登录！随着信息 安全问题的日益严重，信息安全事件中因为账户密码引起的信息泄漏占 到了总事件的70%以上（这个比重相信还会不断增大）——也就是说， 大部分的信息安全事故都是由于采用了不太安全的账号密码机制，因为 账号密码机制的天生缺陷易被盗用、易被窃取、易被破解、易被复制和 传递，导致了整个信息安全体系的隐患。所以，指纹认证是所有信息安 全系统的最先进最安全的认证体系。因此，这一部分市场，将随着对信 息安全问题的重视而不断拓展开来。其市场价值远比指纹门锁、指纹考 勤更有意义！
通过把指纹与银行卡绑定的方式，用指纹轻轻一点来完成消费支 付。这种新型应用在美国已经出现至少2年以上。国内2006年上海某公 司也已经涉足指纹支付市场。 【汽车指纹防盗】
通过指纹控制车门开关，或者控制引擎点火是指纹技术在汽车防盗 方面的典型应用。国内个别厂商已经推出指纹防盗产品。 【指纹UKEY】
指纹UKEY是网上银行业务用于进行身份验证的终端，它比目前的账 号密码验证以及普通UKEY验证要更为安全些。它完全不需要密码或 PIN，使得病毒软件无可乘之机，也杜绝了网银账号盗用的可能。它将 大大提升网银业务的诚信度和安全性， 为银行真正扩大网上交易量。 ——今后的趋势： 【指纹技术与智能卡结合的应用方向】 【指纹技术与手持设备结合的应用方向】 【指纹技术在网络交易中的应用】 【公共事业指纹库】
小结
生物识别技术不同于传统的身份识别技术，具有前沿性、可靠性、 高效性、安全性等诸多特点，是现今以及今后发展的主流趋势，而其中 的指纹识别技术则是担当了重头戏的角色，其具有的普遍性、唯一性、 永久性、可采集性、可行性、可接受性、防伪性等多重特性与优势将奠 定了它今后在身份识别领域的重要地位，了解、学习、研究、掌握这种 技术对于将来的学习工作有着非常重要的意义！
集，所以才使得大家愿意从事这方面研究； 5. 可行性，即在对资源、环境、操作等条件要求不苛刻的条件
下可以达到合理的准确率、速度和鲁棒性；任何一种科学研 究或者应用方案没有了可行性都只能是纸上谈兵罢了； 6. 可接受性，即人们愿意接受这一方式——按一个手印是很方 便的，不需要过多繁琐的操作，这也是站在被检测者（客 户）的角度去思考，比如它比虹膜识别具有更高的可接受 性； 7. 防伪性，因为具有高强度的防伪性，因为指纹上的特征、特 征点繁多，任意两个人之间指纹特征差异较大，很难凭空或 者通过一定的有限手段制造出需要的指纹。 换句话说，与“账号+密码”、IC卡等传统的身份识别手段相比，指纹 识别技术具有不会丢失、不会遗忘、唯一性、不变性、防伪性能好以及 使用方便等众多突出优点．因此采用这种识别技术，可以将人的身份和 其指纹严格对应起来，也就是能严格识别一个人的真实身份！
【算法小结】
指纹图像处理的算法包括图像的预处理和指纹特征匹配，本文对指
纹图像预处理进行分析和实现，指纹指纹特征点的提取和匹配目前有很 多算法进行了分析，本文不进行详细的分析了，在经过了细化之后，可 以对特征点进行有效的提取，作为指纹的特征结构体存储起来。
发展趋势
指纹识别技术的应用前景非常广阔—— 【指纹支付】
指纹识别技术综述
——生物认证
姓名： 班级： 专业： 教师：
引言
生物认证技术又称为生物识别技术，是通过计算机利用人体所固有 的生理特征或行为特征来进行个人身份鉴定。而其中的指纹识别技术则 是目前人们使用最为普遍的一种生物认证技术
简介
指纹识别技术是把一个人（待识别者）同他的指纹对应起来，利用 特定的识别系统（例如安装了某种指纹识别软件、服务器的计算机）将 他的指纹和预先保存的指纹（数据库中保存的正确的指纹数据）进行比 较，就可以验证他的真实身份。这是由于，每个人（包括指纹在内）皮 肤纹路在图案、断点和交叉点等生理特征上各不相同，也就是说，是唯 一的、可完全区分的，并且终生不变的——正因如此，依靠这种生理上 的唯一性和稳定性，我们开发出了指纹识别技术！
现状、应用与发展
目前国内指纹识别的应用状况: 1. 以指纹模块为应用核心的锁具考勤机、门禁、锁具类市场； 2. 以指纹认证平台为应用核心的软件信息化系统市场； 3. 以PC周边为应用核心的指纹数码、存储产品； 4. 银行内控、驾校培训、社保医疗等行业市场。
——摘自[1]杨若冰.指纹识别技术现状、应用与发展[J].中国安防,2007(8)【CNKI】
个人分析
无论是哪种技术，技术的最终目标是“应用”，当然，就绝大数人关 心的来说，应该是商业应用、医疗等民生方面的应用，因此，从市场应 用的角度来分析与认识当前指纹识别技术的发展现状是很有必要的：
就我所收集的资料显示，如上所说以指纹模块为核心的应用占据了 绝大部分这方面的市场——
锁具考勤机、门禁、锁具类这三类指纹产品经查证都是嵌入式指纹 产品的主力市场：其中指纹考勤机产品经过了5年（也许更久的时间） 的发展与改进，产品性能已经非常成熟。在市场方面，这两类产品的价 格已经降到几百元人民币（同时，在一些网购网站如淘宝商城中，这类 产品已经屡见不鲜了）的区间。众多的办公用品厂商已经开始转型到指 纹考勤市场，这方面的渠道商参与也非常活跃。因此，在办公用品商店
在这里，指纹识别主要是根据人体指纹的纹路、断点、交叉点等生 物特征信息对操作或被操作者进行身份鉴定，而且得益于现代电子集成 制造技术和快速而可靠的算法研究，已经开始走入并且普遍流行于我们
的日常生活之中，在各种出入认证、机密事务操作等活动中都可以看见 它的身影，不仅如此，指纹识别技术成为目前生物检测学中研究最为深 入，应用最为广泛，发展最为成熟的技术!
2. 图像滤波 滤波是指除去图像中的一些有干扰的像素点，这些像素点可能会对 后续算法的精确度产生影响，、因为本文提取的特征是端点和分叉点 等，这些离散的高像素点就会对这种算法产生严重的干扰。 中值滤波是一种非线性的平滑技术，处理过后的每个点是该点的某 领域的所有像素点的中值，这个领域是奇数个数的，一般是3*3或者是 5*5的。 3. 二值化 二值化是将指纹图像转化为由灰度级0和255来表示的图像。 主要涉及公式：
其中T是阈值，x是像素点的灰度值，在这个算法中，核心的部分是 怎么来确定阈值， 目前国内外有很多学者对这部分的研究做了大量研 究工作，目前比较常用的方法是固定阈值法、局部动态阈值法。
4. 细化 采用点模式的匹配的方式，特征点的正确提取直接决定了系统的性 能，经过细化能够更准确的提取特征点。细化算法应该保持原来的拓扑 结构下，将宽度大小转变为一个像素点。目前使用的比较多的细化算法 是快速细化算法和OPTA 算法，快速细化算法的开销比较小，是通过判 断是不是纹线的边界点来删除结点的，最终达到细化的目的， 这种细化算法比较适合嵌入式系统。
3. 永久性是因为指纹是终生不变性的；这并不像有些生理特征 比如头发的发质会随着年龄、环境的变化而变化，这样的永 久性其实我认为也可以称之为稳定性，因此针对这样稳定的 生理特征的识别技术其“有效期”才会很长很长；
4. 可采集性即可以通过一定的设备和手段采集到；自古就有很 多采集手印（指纹）的方法，比如按红泥，也正因易于采
——摘自 [1] 陈婧,张苏.自动指纹识别技术综述[J].黑龙江科技信息, 2013(1).【维普】
我们知道，生物识别和身份证识别、银行卡识别有很多相似之处， 但更多的是不同，很多时候生物识别的可靠性比起那些物理硬件的识别 的可靠性更高，具有高强的防伪造、防窃取、防篡改性能，也因此备受 人们，尤其是需要从事机密任务的人士（相对于商业）的青睐，研究者 们在这方面也是乐此不疲。
1. 普遍性就是说每个人都具有，所以可以是广泛适用的——虽 然大部分生理特征是所有人都具有的，但是像痣、疤等生因 素则并不是所有人都具有的；
2. Baidu Nhomakorabea一性就是指不同的人甚至同一个人的不同的指头，指纹都 不相同，当然了，唯一性也是之所以指纹识别技术得以新兴 发展的最核心原因，唯一代表其识别具有高度的可靠性；
每个指纹都有几个独一无二、具有可测量性的特征点，每个特征 点都有大约5~7个特征，我们的十个手指可以产生最少4900个独立可测 量的特征，这足以说明指纹识别是一个十分可靠的鉴别方式。
个人理解
“生物识别技术是把人体本身所具备的生理性状及行为特性当作长 在我们身体上的钥匙一样，开启人们身份鉴定的大门。生理性状包括 有指纹、掌纹、脸貌、虹膜等；行为特征包括有语音、步态、签名 等。在生物识别过程中，需通过很多学科的结合来进行识别认证。”
生物识别技术是一个很广泛的范围，它包括了大量的相对独立的分 支领域，其中最为受欢迎我想莫过于指纹识别技术了！
“指纹具有以下7个方面的特性使其成为身份识别技术的首选——普 遍性、唯一性、永久性、可采集性、可行性、可接受性、防伪性”
——摘自[1] 尹义龙,宁新宝,张晓梅.自动指纹识别技术的发展与应用[J].南京大学学报, 2002, 38(1).【万方】