指紋識(shí)別發(fā)展概況

指紋識(shí)別技術(shù)的研究現(xiàn)狀一.指紋識(shí)別的應(yīng)用背景當(dāng)今社會(huì)，隨著電子商務(wù)、電子銀行等的興起，人們對(duì)于更安全、更方便的保密機(jī)制、身份認(rèn)證和訪問(wèn)控制的需求變得越來(lái)越緊迫。而研究表明：人的指紋具有唯一性、終生不變以及與主體永不分離的特點(diǎn)，使人們開(kāi)始關(guān)注并加大力度研究其識(shí)別技術(shù)，來(lái)作為身份特征符號(hào)。二指紋識(shí)別的基本原理指紋識(shí)別可歸結(jié)為利用智能算法在指紋圖像上找到并比對(duì)指紋的特征。而指紋的特征主要分為兩類以進(jìn)行指紋的驗(yàn)證：總體特征和局部特征。三指紋識(shí)別的基本過(guò)程通過(guò)指紋讀取設(shè)備讀取到人體指紋的圖像要對(duì)原始圖像進(jìn)行預(yù)處理，使之更清晰。提取指紋特征，建立指紋的數(shù)字表示特征數(shù)據(jù)。驗(yàn)證端采集指紋，提取特征。與數(shù)據(jù)庫(kù)指紋匹配，計(jì)算相似度，給出匹配結(jié)果。用戶ID用戶指紋數(shù)據(jù)庫(kù)指紋特征值提取特征值比對(duì)四國(guó)內(nèi)指紋識(shí)別的發(fā)展我國(guó)古代就用以畫押,證明身份的符號(hào)。1997年12月中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光機(jī)所的“方圓光電技術(shù)公司”研制成功5種ZY系列活體指紋采集儀。2005年10月，ADEL自行研發(fā)具有人工智能及內(nèi)部自帶數(shù)學(xué)軟件指紋專用芯片成功問(wèn)世2005年12月中控科技基于中控自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的芯片ZK6001樣片及開(kāi)發(fā)板宣布完成2009年中北大學(xué)信息與通信工程學(xué)院提出了一種基于傅立葉變換的指紋圖像增強(qiáng)技術(shù)，大大提高了圖像的清晰度五國(guó)外指紋識(shí)別的發(fā)展1684年，英國(guó)人N．Grew就對(duì)指紋的脊線、谷線和毛孔結(jié)構(gòu)進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。從此，大量的研究者開(kāi)始致力于指紋識(shí)別技術(shù)的研究。1788年，Mayer對(duì)于指紋的解剖結(jié)構(gòu)作了詳細(xì)描述，提出了大量的指紋特征。1823年，Purkinje提出了第一個(gè)指紋分類方法，將指紋按脊線結(jié)構(gòu)分為9種類別。1880年，HenryFauld首先科學(xué)地分析了指紋的唯一性和不變性，提出了用指紋識(shí)別罪犯，從而為現(xiàn)代指紋識(shí)別奠定了理論基礎(chǔ)。1888年，F(xiàn)racisGallon對(duì)指紋進(jìn)行了廣泛研究后，在指紋的分類中收入了細(xì)節(jié)特征。1899年，EdwardHenry在指紋識(shí)別的研究中做出了重大突破，建立了用于指紋分類的著名的“Herry系統(tǒng)”。20世紀(jì)初，指紋識(shí)別己被公安和法律機(jī)構(gòu)廣泛接受為一種有效的個(gè)人識(shí)別方法，指紋識(shí)別機(jī)構(gòu)也在世界范圍內(nèi)建立起來(lái)，并建立了罪犯指紋數(shù)據(jù)庫(kù)。20世紀(jì)的60年代開(kāi)始探索利用計(jì)算機(jī)技術(shù)的自動(dòng)指紋識(shí)別系統(tǒng)。20世紀(jì)70年代，由于計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用和模式識(shí)別理論的發(fā)展，人們開(kāi)始利用計(jì)算進(jìn)行指紋自動(dòng)識(shí)別的研究。20世紀(jì)80年代，個(gè)人電腦、光學(xué)掃描這兩項(xiàng)技術(shù)的革新，使得它們作為指紋取像的工具成為現(xiàn)實(shí)，從而使得指紋識(shí)別可以在其他領(lǐng)域中得以應(yīng)用。20世紀(jì)90年代后期，低價(jià)取像設(shè)備的引入及其飛速發(fā)展，為指紋識(shí)別的應(yīng)用提供了舞臺(tái)。六指紋識(shí)別研究的現(xiàn)狀如今，生物識(shí)別系統(tǒng)要面對(duì)各種威脅。在自動(dòng)指紋識(shí)別系統(tǒng)中，使用硅膠或明膠制成的假手指可以欺騙各種指紋傳感器）。檢測(cè)所提供的生物識(shí)別樣本指紋是來(lái)自一個(gè)活體手指還是假手指這一艱巨任務(wù)，需要基于生理上的特點(diǎn)，如血壓，溫度，氣味，硬度和汗水，提出了多種區(qū)分活體手指和假手指的方法六測(cè)指紋活性的方法基于硬件的方法包括：1）血壓檢測(cè)2）溫度檢測(cè)，3）皮膚電阻或電容檢測(cè)，以及4）氣味檢測(cè)。特點(diǎn)：生理特征明確的優(yōu)勢(shì)，，但價(jià)格昂貴且笨重?；谲浖姆椒òǎ?）基于汗?jié)n：只有活體手指能出汗，因此可以通過(guò)圖像分析檢測(cè)汗水。但此方法容易受到一系列特征因素的影響包括手指壓力敏感，環(huán)境，使用者和時(shí)間間隔等。2)基于皮膚變形：當(dāng)手指在指紋傳感器上按壓并旋轉(zhuǎn)時(shí)，不同的硬度會(huì)產(chǎn)生不同的變形?？梢酝ㄟ^(guò)比較這些扭曲檢測(cè)手指的活性。該方法的關(guān)鍵在于材料硬度的差別。因此，當(dāng)假材料的硬度類似于活體皮膚時(shí)該方法表現(xiàn)不佳。3)基于影像質(zhì)量：事實(shí)上，很難偽造比活體指紋圖像具有相同或更好質(zhì)量的指紋圖像。一般來(lái)說(shuō)，假冒的指紋圖像質(zhì)量并不像活體指紋圖像一樣好。七基于影像質(zhì)量檢測(cè)方法

基于影像質(zhì)量的方法已經(jīng)提出很多種，現(xiàn)在對(duì)以下兩種進(jìn)行介紹基于帶選擇性傅里葉譜的指紋活性檢測(cè)基于MRF和SVM-KNN分類的假指紋檢測(cè)指紋是脊谷交錯(cuò)的紋理。當(dāng)把指紋圖像轉(zhuǎn)換到頻域時(shí)，將主要產(chǎn)生兩個(gè)環(huán)狀區(qū)域。第一個(gè)環(huán)的半徑反映了指紋圖像脊的間距d=N/r，其中d、N、r依次代表在空間域脊的間距、指紋影像的寬度以及第一個(gè)環(huán)的半徑。換句話說(shuō)，該幅值的大?。ㄋ^的頻譜能量）反映了脊谷紋理的強(qiáng)度。當(dāng)我們利用明膠和硅膠制造假手指時(shí)，很難復(fù)制的與活體指紋完全相符。對(duì)于不同材料和形狀的假手指，活體指紋和假手指的指紋圖像有所不同，即假指紋與活體指紋看起來(lái)非常像，可以通過(guò)分析頻譜的能量差別檢測(cè)指紋活性?；趲нx擇性傅里葉譜的指紋活性檢測(cè)檢測(cè)流程用于衡量圖像中隨機(jī)位置某一灰度值出現(xiàn)的概率，像素之間相關(guān)性可以表明指紋的真假性。通過(guò)直方圖計(jì)算像素之間的變化程度，并提取一階統(tǒng)計(jì)量。圖像