1、指紋識別技術指紋識別技術2Presentation Title目錄目錄u發展背景發展背景u指指紋識別紋識別技技術術u指紋識別技術應用指紋識別技術應用u發發展趨勢展趨勢3Presentation Title發發展背景展背景u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，指紋是唯一的，并且終生不變。依靠這種唯一性和穩定性，我們就可以把一個人同他的指紋相對應起來，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。這就是指紋識別技術。 u在經歷了近10年緩慢的自然增長后，指紋識別技術即將迎來一個跳躍性發展的黃金時期。專家保守估計，未來5年，我國將有近百億元的市

2、場等待著企業去開拓。指紋識別技術的巨大市場前景，將對國內外眾多產業產生巨大的影響。4Presentation Title指紋識別技術指紋識別技術u指紋識別技術主要涉及指紋圖像采集、圖像預處理、特征提取、特征值匹配等過程。指紋圖像采集指紋圖像采集指紋圖像預處理指紋圖像預處理特特征值提取征值提取特特征匹配征匹配5Presentation Title指紋圖像采集指紋圖像采集u早期的指紋圖像采集主要運用油墨按印等物理方式,如果油墨及紙張質量有問題,或按壓壓力不均,按壓位置、方向差異,手指損傷、變形等,都會導致采集的指紋圖像質量不理想。u隨著指紋識別技術的發展，光學傳感器、半導體傳感器、超聲波傳感器、射

3、頻RF傳感器的出現對獲取高質量指紋圖像提供了良好的技術保障,具有很好實用價值。同時,更先進的指紋圖像傳感器亦在研發,目的是獲得足夠的指紋細節,并使指紋圖像達到較高分辨力,提高指紋識別準確性、可靠性。6Presentation Title指紋圖像采指紋圖像采集集指紋傳感器的分類指紋傳感器的分類u指紋傳感器按傳感原理，即指紋成像原理和技術，分為光學指紋傳感器、半導體電容傳感器、半導體熱敏傳感器、半導體壓感傳感器、超聲波傳感器和射頻RF傳感器等。u目前指紋傳感器只要分為三類，同時也是較為常見的指紋傳感器：光學指紋傳感器半導體指紋傳感器射頻式傳感器7Presentation Title指紋圖像采指紋圖

4、像采集集光學指紋傳感器光學指紋傳感器光學指紋傳感器：利用光的折射和反射原理，當光源照到按有手指的玻璃棱鏡表面時,入射光經玻璃射到指紋紋谷后,在玻璃與空氣的界面發生全反射,反射回CCD 的光強損失很少.而射向指紋紋脊的光線不發生全反射,被紋脊與玻璃的接觸面吸收或者發生漫反射, 這樣反射回CCD 的光強就大大減弱, 因此紋谷和紋脊的不同反射光強由CCD 獲得并轉換為灰度圖像。8Presentation Title指紋圖像采指紋圖像采集集優點：優點：光學指紋傳感器技術發展比較早，技術相對成熟；成像質量好、穩定性高、不易損壞、成本低；缺缺點：點：用塑膠制成的假手指，能夠在光學傳感器上得到與真手指非常相

5、近的指紋圖像；體積較大：不適用于便攜設備上的應用；長期效果不好，手指在臺板上留下潛在指印降低了指紋圖像的質量。另外臺板上的涂層和CCD陣列隨著時間的推移會有損耗，精確度會降低。 9Presentation Title指紋圖像采指紋圖像采集集半導體指紋傳感器半導體指紋傳感器u半導體指紋傳感器：這類傳感器，無論是電容式或是電感式，其原理類似，在一塊集成有成千上萬半導體器件的“平板”上，手指貼在其上與其構成了電容（電感）的另一面，由于手指平面凸凹不平，凸點處和凹點處接觸平板的實際距離大小就不一樣，形成的電容/電感數值也就不一樣，設備根據這個原理將采集到的不同的數值匯總，就完成了指紋的采集。10Pre

6、sentation Title指紋圖像采指紋圖像采集集半導體傳感器分類半導體傳感器分類單觸型傳感器：要求手指在指紋采集區進行可靠的觸摸;特點：可迅速地采集最大的指紋或拇指指紋。易于使用，并可將整個指紋圖像進行快速傳輸。劃擦型傳感器：需要用手指在傳感器表面擦過，傳感器會采集一套特定的數據，然后進行快速分析和認證。特點：尺寸小，成本低。11Presentation Title指紋圖像采指紋圖像采集集半導體傳感器優缺點半導體傳感器優缺點優點：優點：價格低；體積小；識別率高。缺點：缺點：易受靜電影響,使傳感器無法采集到圖像,甚至本身也會被損壞;手指汗液鹽分或其他污物,以及手指磨損等均會造成圖像采集困難

7、,其耐磨性亦不及玻璃;大面積制造成本較高,故取像區域較小。12Presentation Title指紋圖像采集指紋圖像采集射射頻式傳感器頻式傳感器射頻式傳感器是在電容式傳感器的基礎上擴展的，它是利用手指本身作為控制板，以及作為介質。將手指放在傳感器區域的周圍，通過手指產生一個很低的射頻信號。然后傳感器檢測信號。信號的擴散是根據指紋的山谷和山脊；傳感器陣列計算出擴散來形成指紋的結構。然后就可以動態優化射頻信號頻率和水平，來獲得最佳的指紋圖像。13Presentation Title指紋圖像采集指紋圖像采集產品特點產品特點: :能夠靈活適應當時的手指條件,無論是干手指、濕手指、淺紋理指紋、老年手指

8、等等都有很高的識別率；能夠自動結束圖像采集，而且圖像質量越來越好；防偽指紋能力強，指紋敏感器的識別原理只對人的真皮皮膚有反應，從根本上杜絕了人造指紋的問題；抗靜電能力強：在干懆容易起靜電地區很適合；寬溫區：適合特別寒冷或特別酷熱的地區；超薄體積：能嵌入到各種終端產品中 。14Presentation Title指紋圖像預處理指紋圖像預處理u在指紋自動識別過程中, 輸入的指紋圖像由于各種原因的影響, 是一幅含噪音較多的灰度圖象,這些噪聲對指紋特征信息的提取造成一定的影響，甚至會產生許多偽特征點。預處理的目的就是去除圖象中的噪音, 把它變成一幅清晰的點線圖, 便于提取正確的指紋特征。預處理主要包括

9、圖像分割、圖像增強、二值化和細化四部分。圖像分割圖像分割圖像增強圖像增強二值化二值化細化細化15Presentation Title指紋圖像預處理指紋圖像預處理圖像分割是將要處理的有效圖像部分從整個指紋圖像中分離出來，這樣一方面減少了后續處理的步驟的數據量，另一方面也避免了因為部分圖像區域不可靠而導致偽特征的產生。圖像增強包括兩個部分，首先對原始圖像上模糊但有可能恢復的部分進行增強，然后再對整幅圖像濾波，消除指紋脊線間的斷裂和粘連。 原始圖像 增強后圖像16Presentation Title指紋圖指紋圖像像預預處處理理圖像二值化是提取經增強處理的指紋圖像的脊線，用”1”表示脊線上的點，”0”

10、表示背景和谷線，從而把原始灰度圖像轉化為二值圖像。 圖像細化是進一步把二值指紋脊線細化為單像素寬度的骨架線，這是為了方便以后的特征提取。細化后的圖像 原始圖像 原始圖像二值化后的圖像17Presentation Title特征值提取特征值提取全局全局特特征征全局特征描述了指紋的總體結構，主要包括指紋的紋形和模式區。指紋的紋形主要分為環形、弓形、螺旋形三種基本類型。模式區包含中心點、三角點、和紋線數。此種分法只用在分類檢索方面，以減少數據庫的搜索空間。局部局部特征特征兩枚指紋經常會具有相同的總體特征，但它們的局部特征（特征點）卻不可能完全相同。局部特征即指紋上細節點的特征,。典型的細節點分為分叉

11、點，終結點，還有孤立點、環、島、毛刺、橋等。另一類重要特征是奇異點，包括中心點和三角點。18Presentation Title特征值提取特征值提取特征值提取特征值提取u二值化細化后的圖像對于圖像的特征提取非常有利。特征提取的任務是通過算法檢測指紋圖像中特征點的數量及每個特征點的類型、位置和所在區域的紋線方向。特征提取的結果一般保存為特征模板，它包括終結點或分叉點類型、坐標及方向信息。u一般的指紋圖像提取的特征點在10100個之間，大多數文獻均認為至少應該有12個特征點才能進行自動識別。指紋細化圖像指紋圖像特征點19Presentation Title指紋匹配指紋匹配u應用系統利用指紋識別技術

12、可以分為2類,即驗證和辨識。u驗證就是通過把現場采集到的指紋與己經登記的指紋進行一對一的比對,來確認身份的過程。u辨識則是把現場采集到的指紋同指紋數據庫中的指紋逐一對比,從中找出與現場指紋相匹配的指紋。20Presentation Title指紋匹配指紋匹配u在系統的樣本庫部分, 用指紋采集儀采集指紋, 經過預處理后提取細節點特征, 存入樣本庫.u在待識別指紋圖部分, 用指紋采集儀采集指紋, 經過預處理后提取細節點特征, 然后將這些細節點與保存在樣本庫中的模板細節點進行匹配, 判斷待識別指紋與樣本庫中的模板細節點是否是來自同一個手指的指紋。指指紋采集紋采集指紋樣本指紋樣本庫庫指紋預處指紋預處理

13、理細節提取細節提取細節匹配細節匹配細節提取細節提取指紋預處指紋預處理理指紋采集指紋采集樣本庫部分樣本庫部分待識別指紋部分待識別指紋部分模板細節點模板細節點匹配輸出匹配輸出21Presentation Title指指紋紋識別識別技技術的應術的應用用手手機領域機領域如今手機成了人們日常生活中不可缺少的一部分，由于使用次數頻繁，反復輸入密碼也讓人感覺很不方便，有了指紋識別系統，只需1秒鐘就可輕松完成身份確認，讓用戶感覺更方便快捷。22Presentation Title指指紋紋識別識別技技術的應術的應用用指指紋識別紋識別ATMATM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

14、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，通過比對就可以確認持卡者的是否卡的真正主人，從而進行下一步的交易。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。23Presentation Title指指紋紋識別識別技技術的應術的應用用u指紋考勤系統指紋考勤系統在很多企業中往往需要進行考勤，傳統的考勤方式基本上有兩種，一種是卡片形式的，另一種是IC卡形式,但這兩種考勤方式都無法杜絕代人打卡的現象，使考勤失去了意義。如果利用指紋來作為個人身份的標識，以此來進行考勤，則可以很好地避免代人打卡這種現象.24Presentation Title指紋識別技術的應用指紋識別技術的應用u指紋門禁系統指紋門禁系統在居民樓、智能大廈和賓館中往往需要門禁系統來限制沒有權限的人進入。如果采用傳統的鑰匙鎖的方式，一些人只在一段時間內有權限，這樣鑰匙很容易被人復制，并且攜帶也不方便，還容易丟失，這都給用戶帶來了一些額外的負擔。 如果采用指紋門禁系統，