指纹识别基本原理

指纹识别的基本原理

 

介绍了一些指纹识别的基本原理，并指出指纹识别算法最终都归结为在指纹图像上找到并比对指纹的特征。

指纹其实是比较复杂的。与人工处理不同，许多生物识别技术公司并不直接存储指纹的图像。多年来在各个公司及其研究机构产生了许多数字化的算法（美国有关法律认为，指纹图像属于个人隐私，因此不能直接处理指纹图像）。但指纹识别算法最终都归结为在指纹图像上找到并比对指纹的特征。 指纹的特征 我们定义了指纹的两类特征来进行指纹的验证：总体特征和局部特征。在考虑局部特征的情况下，英国学者E.R.Herry认为，只要比对13个特征点重合，就可以确认为是同一个指纹。 总体特征 总体特征是指那些用肉眼直接就可以观察到的特征，包括： 纹形 环型（loop） 弓型（arch） 螺旋型（whorl） 模式区（Pattern Area） 模式区是指指纹上包括了总体特征的区域，即从模式区就能够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。 SecureTouch的指纹识别算法使用了所取得的完整指纹而不仅仅是模式区进行分析和识别。 核心点（Core Point） 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。许多算法是基于核心点的，既只能处理和识别具有核心点的指纹。核心点对于SecureTouch的指纹识别算法很重要，但没有核心点的指纹它仍然能够处理。 三角点（Delta） 三角点位于从核心点开始的第一个分叉点或者断点、或者两条纹路会聚处、孤立点、折转处，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。 纹数（Ridge Count） 指模式区内指纹纹路的数量。在计算指纹的纹数时，一般先在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认为是指纹的纹数。 局部特征 局部特征是指指纹上的节点的特征，这些具有某种特征的节点称为特征点。两枚指纹经常会具有相同的总体特征，但它们的局部特征--特征点，却不可能完全相同。 指纹纹路并不是连续的、平滑笔直的，而是经常出现中断、分叉或打折。这些断点、分叉点和转折点就称为“特征点”。就是这些特征点提供了指纹唯一性的确认信息。指纹上的节点有四种不同特性： 特征点的分类 有以下几种类型，最典型的是终结点和分叉点。 终结点（Ending） -- 一条纹路在此终结。 分叉点（Bifurcation） -- 一条纹路在此分开成为两条或更多的纹路。 分歧点（Ridge Divergence） -- 两条平行的纹路在此分开。 孤立点（Dot or Island） -- 一条特别短的纹路，以至于成为一点。 环点（Enclosure） -- 一条纹路分开成为两条之后，立即有合并成为一条，这样形成的一个小环称为环点。 短纹（Short Ridge） -- 一端较短但不至于成为一点的纹路。 方向（Orientation） -- 节点可以朝着一定的方向。 曲率（Curvature） -- 描述纹路方向改变的速度。 位置（Position） -- 节点的位置通过（x, y）坐标来描述，可以是绝对的，也可以是相对于三角点或特征点的。