指紋識別技術把一個人同他的指紋對應起來,通過比較他的指紋和預先保存的指紋進行比較,就可以驗證他的真實身份。每個人(包括指紋在內)皮膚紋路在圖案、斷點和交叉點上各不相同,也就是說,是唯一的,并且終生不變。依靠這種唯一性和穩定性,我們才能創造指紋識別技術。
識別指紋研究
總體特征
總體特征是指那些用人眼直接就可以觀察到的特征。包括紋形、模式區、核心點、三角點和紋數等。
紋形
指紋專家在長期實踐的基礎上,根據脊線的走向與分布情況一般將指紋分為三大類——環型(loop,又稱斗形)、弓形(arch)、螺旋形(whorl)。
模式區
即指紋上包括了總體特征的區域,從此區域就能夠分辨出指紋是屬于哪一種類型的。有的指紋識別算法只使用模式區的數據,有的則使用所取得的完整指紋。
核心點
位于指紋紋路的漸進中心,它在讀取指紋和比對指紋時作為參考點。許多算法是基于核心點的,即只能處理和識別具有核心點的指紋。
三角點
位于從核心點開始的第一個分叉點或者斷點,或者兩條紋路會聚處、孤立點、折轉處,或者指向這些奇異點。三角點提供了指紋紋路的計數跟蹤的開始之處。
紋數
即模式區內指紋紋路的數量。在計算指紋的紋路時,一般先連接核心點和三角點,這條連線與指紋紋路相交的數量即可認為是指紋的紋數。
局部特征
局部特征是指指紋上節點的特征,這些具有某種特征的節點稱為細節特征或特征點。
兩枚指紋經常會具有相同的總體特征,但它們的細節特征,卻不可能完全相同。指紋紋路并不是連續的、平滑筆直的,而是經常出現中斷、分叉或轉折。這些斷點、分叉點和轉折點就稱為"特征點",就是這些特征點提供了指紋唯一性的確認信息,其中最典型的是終結點和分叉點,其他還包括分歧點、孤立點、環點、短紋等。特征點的參數包括:方向(節點可以朝著一定的方向)、曲率(描述紋路方向改變的速度)、位置(節點的位置通過x/y坐標來描述,可以是絕對的,也可以是相對于三角點或特征點的)。
[page]指紋識別功能
讀取指紋圖像、提取特征、保存數據和比對。在一開始,通過指紋讀取設備讀取到人體指紋的圖象,取到指紋圖像之后,要對原始圖像進行初步的處理,使之更清晰。接下來,指紋辨識軟件建立指紋的數字表示——特征數據,一種單方向的轉換,可以從指紋轉換成特征數據但不能從特征數據轉換成為指紋,而兩枚不同的指紋不會產生相同的特征數據。有的算法把節點和方向信息組合產生了更多的數據,這些方向信息表明了各個節點之間的關系,也有的算法還處理整幅指紋圖像。總之,這些數據,通常稱為模板,保存為1K大小的記錄。無論它們是怎樣組成的,至今仍然沒有一種模板的標準,也沒有一種公布的抽象算法,而是各個廠商自行其是。 最后,通過計算機模糊比較的方法,把兩個指紋的模板進行比較,計算出它們的相似程度,最終得到兩個指紋的匹配結果。
我們手掌及其手指、腳、腳趾內側表面的皮膚凸凹不平產生的紋路會形成各種各樣的圖案。這些紋路的存在增加了皮膚表面的摩擦力,使得我們能夠用手來抓起重物。人們也注意到,包括指紋在內的這些皮膚的紋路在圖案、斷點和交叉點上各不相同,也就是說,是唯一的。依靠這種唯一性,我們就可以把一個人同他的指紋對應起來,通過對他的指紋和預先保存的指紋進行比較,就可以驗證他的真實身份。這種依靠人體的身體特征來進行身份驗證的技術稱為生物識別技術,指紋識別是生物識別技術的一種。 目前,從實用的角度看,指紋識別技術是優于其他生物識別技術的身份鑒別方法。這是因為指紋各不相同、終生基本不變的特點已經得到公認,近二三十年的警用指紋自動識別系統的研究和實踐為保安指紋自動識別打下了良好的技術基礎。特別是現有的指紋自動識別系統已達到操作方便、準確可靠、價格適中的階段,是實用化的生物測定方法。
在計算機系統中,指紋識別可以用于開機登錄身份確認,遠程網絡數據庫的訪問權限及身份的確認,銀行儲蓄防冒領及通存通兌的加密方法,保險行業中投保人的身份確認,期貨證券提款人的身份確認,醫療衛生系統中醫療保險人的身份確認等等.如將指紋信息記錄在特殊用途的卡上,通過現場比對,可以防止冒充等欺詐行為。例如:信用卡、醫療卡、會議卡、儲蓄卡、駕駛證、準考證、護照防偽等。
計算機指紋自動識別技術正在從科幻小說和好萊塢電影中走入我們實際生活中,也許有一天,您不必隨身攜帶那一串鑰匙,只需手指一按,門就會打開;也不必記住那煩人的密碼,利用指紋就可以提款、計算機登錄。相信這一天,不會太遠。
[page]指紋識別技術應用現狀
作為生物識別技術中應用最廣泛、價格最低廉的識別技術之一,指紋識別技術在2012年保持著良好的發展態勢,預計未來幾年指紋識別市場將會持續保持穩定的增長速度。目前指紋識別技術主要應用在企業考勤和智能小區門禁系統中,隨著技術的成熟和成本的降低,指紋識別技術的應用領域也越來越廣泛。
1、企業考勤仍占主導
考勤是現代企業管理的基礎,也是衡量企業管理水平的重要標志。基于指紋識別的企業員工考勤系統能夠徹底解決傳統打卡鐘、IC卡考勤方式所出現的代打卡問題,保證考勤數據的真實性,真正體現公開、公平和公正,因此能進一步提高企業管理的效率和水平。并且,由于指紋識別產品是目前最方便、可靠和價格最便宜的生物識別產品因而成為大多數中小企業考勤的首選。目前中國市場指紋考勤產品的銷售數量就占據了整體生物識別產品銷量的40%以上,高居榜首。
2、智能小區成為普及熱點
由于智能小區在設計選型時要從功能、性能、成本等多方面進行綜合考慮,因此,通常會選用技術發展較成熟、可靠性高、并且性價比較好的產品。指紋識別技術在眾多生物識別技術中發展最為成熟,性能穩定,且成本較低,特別適合在智能小區中進行推廣和普及。指紋識別技術在智能小區中的應用主要體現在實現小區居民在社區中進行停車收費、超市購物、圖書借閱、樓宇出入等日常活動項目。有效解決居民使用證件繁多容易丟失,給生活帶來很多不便的矛盾,并提升了社區的管理水平,促進管理手段現代化。如今指紋識別技術已經在智能小區中得到廣泛應用,并向著更加廣大的民用市場邁進。
3、指紋鎖市場發展迅猛
把指紋識別技術應用于傳統的門鎖之中,是生物識別技術從專業市場走向民用市場的不二之選。指紋鎖產品的出現宣告了新一代門鎖時代的來臨,指紋鎖將會逐漸改變人類以往使用鑰匙開門的生活方式。指紋鎖的便捷、安全、低成本特性將會帶來非常樂觀的市場前景,新一輪門鎖競爭將促使指紋鎖市場迅猛向前發展。
4、多元化應用遍地開花
除了在企業考勤和智能小區中的應用外,目前,指紋識別技術在司法領域、金融領域等大型的公共項目中也有著非常廣泛的應用。除此之外,指紋識別技術還被創新應用到護照、簽證、身份證等十分重要的管理系統中,承擔著基于大規模數據庫的自動身份識別功能。
指紋識別發展趨勢
指紋識別技術的發展得益于現代電子集成制造技術和快速可靠的算法的研究。盡管指紋只是人體皮膚的一小部分,但用于識別的數據量相當大,對這些數據進行比對也不是簡單的相等與不相等的問題,而是使用需要進行大量運算的模糊匹配算法。
現代電子集成制造技術使得我們可以制造相當小的指紋圖象讀取設備,同時飛速發展的個人計算機運算速度提供了在微機甚至單片機上可以進行兩個指紋的比對運算的可能。另外,匹配算法可靠性也不斷提高,指紋識別技術己經非常實用。
指紋識別技術可以通過幾種方法應用到許多方面。通過使用指紋驗證來取代各個計算機應用程序的密碼就是最為典型的實例。可以想象如果計算機上的所有系統和應用程序都可以使用指紋驗證的話,人們使用計算機就會非常方便和安全,用戶不再討厭必要的安全性檢查,而IT開發商的售后服務工作也會減輕許多。
把指紋識別技術同IC卡結合起來,是目前最有前景的一個方向之一。該技術把卡的主人的指紋(加密后)存儲在IC卡上,并在IC卡的讀卡機上加裝指紋識別系統,當讀卡機閱讀卡上的信息時,一并讀入持卡者的指紋,通過比對卡上的指紋與持卡者的指紋就可以確認持卡者是否是卡的真正主人,從而進行下一步的交易。在更加嚴格的場合,還可以進一步同后端主機系統數據庫上的指紋作比較。
指紋IC卡可以廣泛地運用于許多行業中,例如取代現行的ATM卡、制造防偽證件(簽證或護照、公費醫療卡、會員卡、借書卡等)。目前ATM提款機加裝指紋識別功能在美國已經開始使用。持卡人可以取消密碼(避免老人和孩子記憶密碼的困難)或者仍舊保留密碼,在操作上按指紋與密碼的時間差不多。
目前,指紋識別主要應用在考勤、門禁、保險箱柜等領域,相信,隨著指紋識別技術的完善,還會廣泛的應用在身份證,機動車,家居等更多的領域。