浅析指纹识别技术的应用

摘　要：很多人知道指纹的应用是从电视的侦探片开始，的确，指纹识别技术在过去广泛的时间内一直被用于刑侦破案等司法系统中，但随着社会的发展，近些年来，指纹识别技术的应用场所越来越多，如生物钥匙、上班打卡签到等。

关键词：注册；识别；图像获取

1.指纹识别技术的发展
　　 在生活中较常见的指纹识别应用有：指纹锁、指纹考勤、指纹门禁、指纹保管箱、笔记本电脑指纹登陆模块、手机指纹开机验证模块、指纹网上银行。相信随着技术发展成熟，应用成本越来越低，指纹识别技术会越来越广泛地应用到我们日常生活中来。
　 指纹识别由于其电子门锁技术的成熟和成本降低，开始彻底走向民用。国内生物识别未来将形成上百亿元的市场，其中安防业是最重要的应用领域之一，市场空间很大。目前，罗湖口岸已经用了指纹通关，德国将指纹识别付款应用到某些超市中。预计指纹门禁、指纹读卡器、指纹智能锁，指纹门禁考勤一体机及相关指纹身份识别系统将会迅速普及到每一个安全防范项目和智能大厦，目前国内年门禁安装数量大约是在50万门以上，其中指纹识别的在门禁应用大概只有1%左右，而一般国外这个比例大约应为20%以上。换句话说，在国内安防业，生物识别产品的市场缺口在9.5万台左右，另一个比较明显的状况是，目前专门从事指纹读头和电子门锁指纹门禁生产和销售企业很少，所以综合起来看这个市场有两个明显的特点：市场大，竞争少。
　　社会在不断的进步，身份的鉴别工作也提出越来越高的要求，在各种生物特征识别技术中，历史最悠久、使用最广泛的无疑是指纹识别技术，是一种相对比较成熟的身份鉴别方法，无论是在科学研究还是在工业界的实际应用中都得到了人们的广泛关注。尽管指纹识别技术在研究与使用得到了关注，但其发展还是不能满足社会日益增长的需求，究其原因是指纹识别在识别率、稳定性以及识别速度等方面还不能够满足实际使用时的要求。
 2.指纹识别技术的应用
   毫无疑问，指纹识别技术具有广泛的市场前景，其社会效益及经济效益是具大的，一般的自动指纹识别技术都需要有四个过程，即指纹图像的获取、指纹图像的处理、指纹特征提取和指纹匹配，也就是说，指纹识别的大部分工作都是数字图像处理的工作，而本文的主要研究内容也是数字图像处理在指纹识别中的应用。在数字图像处理中，图像获取就是把一幅模拟图像（如照片、画片等）转换成适合计算机或数字设备的数字信号。这一过程主要包换摄取图像、光电转换、数字化等步骤，而指纹图像的获取就是通过一定的设备采集手指表面的指纹凹凸信息同时将之转化为数字信号图像的过程；而在指纹图像处理的过程中，包含了几种常用的图像处理手段，如图像增强，图像分割等，其中在图像增强的过程中又包含了灰度与对比度的处理过程，主要是为了突出图像中感兴趣的信息，衰减或去除不需要的信息，从而使有用的信息得到增强，便于目标区分或对像理解；指纹特征提取则是从经过预处理的图像中提取指纹特征；指纹匹配顾名思义是指匹配指纹的特征，从而进行识别。故对几幅指纹图像进行匹配一般是从图像中提取的特征进行匹配。
　　一般来说，指纹图像有全局特征和局部特征两大特征，能够反映指纹整体开关特征的是全局特征，这个特征的提取一般局于指纹分类；能够反映指纹细节特点是局部特征，这个特征一般用于指纹对比。指纹线中的中断点、交叉点及拐点是指纹的特征点。
　　
　　指纹识别系统的主要工作分为两个阶段，即注册阶段与识别阶段，也就是提取指纹特征和识别指纹特征的过程。一般在注册阶段，都要求输入各自的用户名以及对应的指纹，该过程需要将手指放在专门的采集指纹窗口上，经过指纹识别系统的指定模块特征提取模块将输入指纹的特征提取出来，结合用户名形成一个数据库；识别阶段时，该系统会将输入的指纹与数据库中现在有的指纹中进行一系列的匹配，特征点特征线等，这个过程需要读取数据库中保存的指纹特征信息。通用的指纹识别系统的流程图如图1所示。

图1指纹识别系统
　　就使用情况看，现有的指纹识别系统通常分为两大类，即嵌入式系统和计算机终端指纹识别系统。嵌入式系统是一个独立的系统，它不需要其它的设备就可以完成工作，这方面的应用有指纹锁，指纹考勤机（此处的指纹考勤机需要定期连接设备读取存档）等；计算机终端的指纹识别系统的设计与使用则更加灵活，通过计算机的分配，可以使多个系统共同使用指纹数据库，若用在考勤设备中，则可以实时显示该工作人员是否在岗。
　　除了公司等地的考勤、安保等地，还有一个与我们是日常生活更为接近的使用场合，即笔记本的指纹识别系统，现在，有很多品牌的笔记本已经将指纹识别系统应用到计算机上，笔记本的指纹识别系统大概经历了两代，第一代的指纹识别系统使用的是光学识别系统，这种技术容易出错而且不稳定，而第二代指纹识别系统采用的是电容传感技术，利用小信号创建指纹图像的半导体设备，电容传感器产生的电子信号可以直接达到真皮层读取指纹图案，提高了整个系统的可靠性。
　　
3.结束语
   指纹作为生物特征之一，其先天具有的不变性，唯
一性和可分类性，是公认的具有法律地位的个人身份特
征的可靠证据。指纹识别系统相对其他生物识别系统，
起点较早、种类最多应用最广泛，由于指纹识别系统成
本低，可以集成在很小的芯片上进行处理，已经普遍被
用来替换用户名/ 口令、电子令牌等传统的身份认证终
端设备。目前，指纹识别系统已用到了几乎所有需要进
行安全性防范的场合，遍及诸多领域。
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