天天要聞：計算機指紋識別的原理是什么？指紋識別原理和過程

指紋識別概念

(資料圖片)

指紋識別是生物識別的一種。不過其所分析的對象是指紋特征。指紋特征是最早被發現和應用的，所以指紋識別的歷史較之其它識別技術要悠久的多。出現自動化的指紋識別系統到現在，目前的指紋識別技術已經逐漸深入到人們的生活和工作中。

指紋識別的原理和過程

指紋識別技術的原理和其它生物識別技術的原理相似。它是利用人體的指紋特征對個體身份進行區分和鑒定。在所有的生物識別技術中指紋識別技術是目前最為成熟，也被應用最廣的生物識別技術。這主要因為指紋采用的過程對人們來講非常簡單，指紋識別的準確率高的原因。在所有的生物識別技術中，其理論準確率僅次于虹膜識別技術，為百萬分之一。

嚴格來講，指紋識別的原理包括指紋采集原理、指紋特征提取原理和指紋特征匹配原理三大部分。指紋采集原理主要是根據指紋的幾何特性或生理特性，通過各種傳感技術把指紋表現出來，形成數字化表示的指紋圖案。

由于指紋的嵴和峪的幾何特征不同，主要表現為嵴是突起的，峪是凹下的，所以在接觸到光線時，其反射光的強度也就不同。在接觸到平面時，其在平面上形成的壓力也就不同。另一方面，由于指紋的嵴和峪的生理特征不同，主要表現為，嵴和峪的溫度不同，其導電性也不同，其對波長的反饋也就不同。通過這些幾何的、生理的特性的不同，把人的指紋采集到計算機系統中形成指紋圖像。

指紋特征分析的原理是對指紋圖案的整體特征和細節特征進行提取、鑒別的原理。其分析的對象包括紋形特征和特征點的分布、類型，以及一組或多組特征點之間的平面幾何關系。特征點的平面幾何關系表現為某兩個特征點之間的距離等，或者某三個或更多特征點之間組成的多邊形的幾何特性。不論是特征點的單體特征，還是特征點的組合特征，都是指紋特征的組成部分。把這些指紋特征用數字模板的形式表示出來，就實現了一個指紋特征分析的過程。

指紋特征值匹配原理是對指紋圖案的整體特征和細節特征按模式識別的原理進行比對匹配。匹配是在已注冊的指紋和當前待驗證的指紋之間進行的。匹配運算不是對兩個指紋圖像進行比較，而是對已形成數字模板的指紋特征值進行匹配。指紋特征值匹配從整體特征和局部特征兩個方面進行。整體特征的匹配包括對指紋紋形的分類和判斷，指嵴密度的判斷等。局部匹配包括每個細節點的類型匹配、坐標匹配、質量匹配、方向匹配等，甚至還包括由一組特征值之間形成的拓撲關系的匹配。

匹配的時候并不需要把當前指紋圖像中的所有的特征值進行匹配。實際上根據科學證明，只需要匹配8個或以上的特征點就可以區分出兩個手指來。另一方面匹配過程是多維匹配的過程。即要對整體特征進行匹配，又要對特征點進行匹配。對特征點進行匹配時，還需要對它分不同的維度進行比對。最后需把所有的特征點的匹配結果綜合起來，根據事先定義的判定模式和判定標準，判定是否達到預設的閾值。綜合判定的過程，可以看作是對各個匹配點的相似度進行類似加權求和的過程。對指紋進行判定就像一個人去識別另一個人，會從身高、胖瘦、臉形、發型、著裝風格等各個方面做出綜合判別。

指紋識別的過程，包括兩個子過程4個階段點。兩個子過程是指紋注冊過程和指紋識別過程。指紋注冊過程包括四個階段，分別是指紋采集、指紋圖像處理、指紋特征值提取及建立指紋模板庫。指紋識別的過程也經過四個階段，分別是指紋采集、指紋圖像處理、指紋特征值提取和指紋特征值匹配。指紋圖像處理在兩個子過程中是相同的。但指紋采集和指紋特征值提取，雖然名稱相同，但內部算法流程是有區分的。在指紋注冊過程中的指紋采集，其采集次數要多。并且其特征值提取環節的算法也多一些對特征點的歸納處理步驟。

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