39、指纹识别技术：从基础到前沿

指纹识别技术：从基础到前沿

1. 指纹识别的核心问题与贡献

指纹识别技术在发展过程中面临着诸多挑战。首先，线性变形会产生虚假的细节特征；其次，速度要求是亟待解决的主要问题，因为查询图像需要与数据库中的每一幅图像进行比对，这一过程耗时巨大，理想情况是将比对时间缩短至毫秒级；最后，从重叠的指纹图像中识别出目标指纹也是一大难题。

指纹识别研究具有多方面的贡献：
- 提出了指纹识别作为一个研究领域的各个方面。
- 简要阐述了过去20年中部分相关出版物，揭示了该领域的研究进展核心思想。
- 探讨了研究初期的关键贡献。
- 概述了当前技术的核心问题以及指纹识别的未来前景。

2. 指纹匹配的系统架构与应用

2.1 系统架构

典型的指纹验证过程分为两个阶段：指纹注册阶段和指纹匹配阶段。
- 指纹注册阶段 ：传感器捕获指纹图像，提取、处理其中的各种特征，并将其存储为“主模板”。
- 指纹识别阶段 ：重复上述过程，生成“实时模板”。然后将两个指纹模板进行匹配，以确定它们的相似度得分。匹配部分通过不同的相似度度量来计算得分，并根据得分做出决策。

指纹匹配系统的框图包含以下模块：图像采集系统、输入图像数据库、特征提取、特征数据库、特征匹配和决策等。

2.2 图像采集与图像数据库

指纹图像的采集方式分为离线和在线两种：
- 离线采集 ：即“油墨指纹”，先在指纹上涂抹油墨，然后在纸上留下指纹印记，最后用标准灰度扫描仪