自動指紋識別系統(tǒng)關鍵技術理論探究

卜 敏 王 珂

1.鄂爾多斯市公安局東勝區(qū)分局監(jiān)管大隊，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017000； 2.鄂爾多斯市公安局東勝區(qū)分局交警大隊，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017000

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自動指紋識別系統(tǒng)關鍵技術理論探究

卜 敏1王 珂2

1.鄂爾多斯市公安局東勝區(qū)分局監(jiān)管大隊，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017000； 2.鄂爾多斯市公安局東勝區(qū)分局交警大隊，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017000

自動指紋識別系統(tǒng)關鍵技術理論的核心在于相同硬件條件下，指紋圖像的預處理、指紋圖像分類和指紋圖像匹配三個方面，針對這三個方面的探究，先要從指紋識別的發(fā)展和自動指紋識別系統(tǒng)的形成談起，再結合相關的技術實踐進行理論研究，以提高自動指紋識別系統(tǒng)的準確性、可靠性。

自動指紋識別系統(tǒng)；原理和方法；圖像處理；指紋分類；指紋匹配

一、自動指紋識別系統(tǒng)的原理和方法

通俗一點解釋，自動指紋識別系統(tǒng)就是將采集到的指紋圖像進行處理，在根據(jù)其特征從數(shù)據(jù)庫中尋找可以匹配的指紋，以滿足指紋識別的需要。其重要技術主要包括采集、處理、分類、匹配，以指紋的采集為例，16世紀后期，指紋才被當成一門專門的學科進行研究，當時指紋的采集技術很落后，研究的學者將其分為脊、谷、毛孔結構，以此構成了簡單的指紋認識系統(tǒng)。直到十七世紀后期，指紋識別才有了突破性的進展，有的學者開始從解剖學的角度對人的指紋進行分析，指紋的描述理論逐漸的系統(tǒng)化，但這一時期指紋的采集仍然沒有突破性的進展，指紋的采集操作麻煩、且不能將其直接數(shù)字化。到了十八世紀后期，指紋分類系統(tǒng)的完善使指紋數(shù)字化成為可能，學者將指紋的類型分為拱型、尖拱型等五類，此外，光學傳感的研究進展也為指紋識別的進步起到了積極的促進作用。但這一時期，指紋采集過程復雜，準確性、可靠性都難以保障，且指紋識別的造價較高，這一項技術主要應用與一些特殊部門，如銀行、警局等。此后，隨著光學傳感技術的發(fā)展，指紋的收集變得更加容易，指紋識別的造價也逐漸的降低。到了上世紀九十年代，半導體指傳感器的研究有了很大進展，雖然這種技術采集指紋的質量還不行，但卻是指紋識別系統(tǒng)核心技術的一大進步，隨著這一技術的發(fā)展，指紋識別的關鍵技術取得了巨大成就。此外，超聲波技術也隨之發(fā)展起來，這種技術在采集指紋時能避免干、濕度，手臟等因素影響，知識目前這些技術的一些細節(jié)還不夠成熟，指紋采集的完整性、準確性及分類檢索效率等還有待研究和提升。

二、自動指紋識別系統(tǒng)關鍵技術理論概括與討論

(一)指紋的圖像預處理技術

指紋圖像預處理技術是指在指紋識別前應用各種手段，增強指紋的可辨別性，使采集到的指紋圖像有更好的質量，提高指紋圖像的準確性、可靠性，例如，在采集指紋過程中，受手指力度等因素影響，指紋圖像會有缺陷、變形等，如，手指力度過重，指紋圖像就可能旋轉變形，在識別時就會出現(xiàn)不準確、難識別；又如手指過于干燥，指紋圖像缺陷就會較大，而手指濕度過大，指紋圖像就會有水浸現(xiàn)象，總之，各種因素都影響著指紋圖像的準確性、可靠性，這就需要在指紋識別前先對指紋圖像進行預處理，使其更為清晰、可靠。在指紋預處理中，其技術理論的難點使指紋的圖像質量評價，由于指紋采集的方式、方法等有較大區(qū)別，事物應用的類型也有一定的區(qū)別，所以指紋圖像的質量評價目前沒有統(tǒng)一的標準。

(二)指紋的分類技術

第一，結合指紋的宏觀特征對其進行分類，盡可能準確、細致的劃分指紋類別，指紋類別越多，指紋匹配過程中指紋檢索的效率就越高。第二，注重觀察指紋在各類別之間的分布，為之后的指紋匹配打好基礎。第三，重視指紋分類的準確性、一致性，使其在不同的軟硬環(huán)境下都能有效的加以利用，確保行業(yè)內(nèi)、應用上的統(tǒng)一和準確。第四，要清楚的認識指紋分類的復雜性，應用科學的計算方法對于指紋分類進行編輯，確保指紋分類的統(tǒng)一性和規(guī)范性，提高指紋識別系統(tǒng)的效率。

(三)指紋的匹配技術

指紋匹配技術研究的是兩幅指紋圖像是不是來源于同一手指，在計算機硬件的支持先，先對不同人的指紋進行收集、分類、存儲，在應用自動指紋識別技術時，在應用新采集的指紋圖像與數(shù)據(jù)庫存儲的指紋圖像進行對比、確認。在對比過程中，可以是一對多的對比，將一個指紋圖像與數(shù)據(jù)庫中多個相似的指紋圖像進行比較、確定其與哪一個圖像更為接近。也可以是一對一的識別，多用于驗證身份等，有以上可以看出，指紋匹配過程中指紋的采集、分類對匹配的結果有很大的影響，因此，對前兩種技術理論的研究非常關鍵。同時，要熟悉計算機智能化和人機交流等，應用模式識別理論、統(tǒng)計學理論、計算機語言理論等將指紋圖像處理的科學、恰當，使其在不同領域的應用有更大的發(fā)展，以促進自動指紋識別技術的發(fā)展和技術革新。

三、結語

自動指紋識別系統(tǒng)的發(fā)展為人類社會的發(fā)展、穩(wěn)定和進步作出了巨大貢獻，對這一技術相關理論的研究是為了更好的促進該技術的發(fā)展，使其在指紋識別中具有更好的準確性、可靠性，為人類社會的發(fā)展、進步作出更大貢獻。

[1]楊亮.影響指紋自動識別系統(tǒng)捺印指紋信息質量的原因及對策[J].云南警官學院學報，2013(01)：92-94.

[2]高峰.指紋識別技術的發(fā)展與應用[J].保密科學技術，2012(02)：75-76.

TP

A

卜敏(1978-)，女，漢族，本科，內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市公安局東勝區(qū)分局監(jiān)管大隊，痕跡檢驗工程師，研究方向：痕跡檢驗指紋比對；王珂(1981-)，男，漢族，本科，內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市公安局東勝區(qū)分局交警大隊，痕跡檢驗助理工程師，研究方向：痕跡檢驗。