指紋識別技術(shù)

基于Matlab的指紋識別技術(shù)

電信147班劉沖指點(diǎn)教師張瑞華Logo01

指紋識別緒論目錄02指紋識別的根本原理指紋識別概述21世紀(jì)是信息化時(shí)代，在這個(gè)特殊的時(shí)代，我們的生活中電子設(shè)備越來越多，比如，筆記本電腦，ATM取款機(jī)，考勤系統(tǒng)，門禁系統(tǒng)和各種智能卡，網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)上銀行，人人網(wǎng)賬號等，都需求驗(yàn)證身份。對個(gè)人身份識別技術(shù)的要求不斷提高，假設(shè)沒有平安可靠和快捷的身份識別技術(shù)，電子商務(wù)、網(wǎng)上購物等就存在艱苦隱患。目前許多身份驗(yàn)證系統(tǒng)都采用“用戶名+密碼〞的方式來進(jìn)展用戶訪問控制，但此方法存在諸多隱患，比如密碼被竊取、破解或遺忘。因此我們在與機(jī)器交互時(shí)急需一種準(zhǔn)確、平安快捷的識別技術(shù)來取代現(xiàn)有的身份驗(yàn)證。目前有很多的生物測定技術(shù)可用于身份認(rèn)證，包括虹膜識別技術(shù)、視網(wǎng)膜識別技術(shù)、面部識別、簽名識別、聲音識別技術(shù)、指紋識別等，具有平安、可靠的特點(diǎn)，其中自動(dòng)指紋識別系統(tǒng)是目前研討最多、最有運(yùn)用前景的生物識別系統(tǒng)。指紋識別技術(shù)的運(yùn)用非常廣泛，指紋因具有終生不變性及穩(wěn)定性,而且不同人指紋一樣的概率幾乎為零,因此指紋自動(dòng)識別系統(tǒng)被廣泛運(yùn)用于案例分析、商業(yè)活動(dòng)中的身份鑒別等領(lǐng)域。指紋識別技術(shù)的開展得益于現(xiàn)代電子集成制造技術(shù)的提高和快速可靠的算法的研討。研討背景及意義由于人的一些特殊的生物特征，人們把身份認(rèn)證技術(shù)的目光轉(zhuǎn)向了生物特征的識別技術(shù)。生物識別技術(shù)是利用人體生物特征進(jìn)展身份認(rèn)證的一種技術(shù)，它主要有指紋、手形、臉形、聲音、虹膜、視網(wǎng)膜、簽名、掌紋、和臉部熱譜圖等，在生物識別技術(shù)中指紋識別技術(shù)是目前相對成熟的一種。對生物識別(指紋識別)技術(shù)來說，被廣泛應(yīng)意圖味著它能在影響億萬人的日常生活的各個(gè)地方運(yùn)用。經(jīng)過取代個(gè)人識別碼和口令，生物識別〔指紋識別〕技術(shù)可以阻止非授權(quán)的

“訪問〞，可以防止盜用ATM、蜂窩、智能卡、桌面PC、任務(wù)站及其計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)；在經(jīng)過、網(wǎng)絡(luò)進(jìn)展的金融買賣時(shí)進(jìn)展身份認(rèn)證；在建筑物或任務(wù)場所生物識別技術(shù)〔指紋識別〕可以取代鑰匙、證件、圖章等。生物識別(指紋識別)技術(shù)的飛速開展及其廣泛運(yùn)用將開創(chuàng)個(gè)人身份鑒別的新時(shí)代。指紋解鎖的運(yùn)用近幾年來，指紋鎖的功能越來越豐富，吸引越來越多的人去了解，而指紋鎖行業(yè)也完成了技術(shù)、資本、渠道和品牌的積累。指紋鎖成了越來越多人的安防產(chǎn)品選擇對象，指紋鎖行業(yè)的眾多品牌也紛紛發(fā)力，借助各種渠道和媒介進(jìn)展?fàn)I銷推行，搶占樓盤，深化小區(qū)。在民用市場，指紋鎖曾經(jīng)進(jìn)入普及階段，無論是各類住宅、公寓，企事業(yè)單位，還是特殊機(jī)構(gòu)，都能發(fā)現(xiàn)指紋鎖的身影。目前，指紋識別主要運(yùn)用在考勤、門禁、保險(xiǎn)箱柜等領(lǐng)域，置信，隨著指紋識別技術(shù)的完善，還會廣泛的運(yùn)用在身份證，機(jī)動(dòng)車，家居等更多的領(lǐng)域。指紋識別技術(shù)除了運(yùn)用在傳統(tǒng)的“警用領(lǐng)域〞，如今被越來越多的運(yùn)用到了民用領(lǐng)域。由于指紋識別的運(yùn)用本錢很高，以及它對運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)境也有著的特殊的要求，所以指紋識別的運(yùn)用在相當(dāng)長的一段時(shí)間內(nèi)主要限于刑偵領(lǐng)域，又稱警用領(lǐng)域。但隨著科學(xué)技術(shù)的不斷提高，半導(dǎo)體傳感器的出現(xiàn)，指紋識別系統(tǒng)的價(jià)錢也不斷下降，使得過去高高在上的指紋識別技術(shù)，終于走入了市場寬廣的普通民用領(lǐng)域，走進(jìn)了普通百姓家。

01iPhone6指紋識別冷艷指紋解鎖的運(yùn)用02考勤機(jī)指紋識別靈敏03門禁指紋識別運(yùn)用廣泛1.iPhone6指紋識別冷艷北京時(shí)間9月10日，蘋果秋季發(fā)布會正式拉開帷幕，全新手機(jī)iPhone6正式亮相。

iPhone6與iPhone6Plus均搭載指紋識別功能+NFC功能，我們可以經(jīng)過蘋果的快捷支付進(jìn)展信譽(yù)卡買賣，據(jù)庫克表示，每天美國都會有200萬美圓的信譽(yù)卡買賣量，可見信譽(yù)卡市場是多么龐大。蘋果發(fā)明了一種全新的支付方式，叫做applepay，用戶僅需求經(jīng)過NFC功能就能輕松用手機(jī)刷卡。2.考勤機(jī)指紋識別靈敏指紋考勤機(jī)用來記錄員工上下班時(shí)間，它基于指紋識別技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，事先將員工的指紋注冊到指紋考勤機(jī)中，一人可以注冊多枚指紋。當(dāng)員工按指紋時(shí)，指紋考勤機(jī)在所注冊的指紋庫中尋覓類似度到達(dá)一定規(guī)范的指紋進(jìn)展驗(yàn)證。

指紋考勤機(jī)相對于感應(yīng)卡考勤機(jī)的最大益處就是可以防止代打卡，不用購買卡片。經(jīng)過多年的開展，指紋識別技術(shù)曾經(jīng)比較穩(wěn)定，運(yùn)用面越來越廣。普羅巴克指紋考勤機(jī)，款式新穎，簡約大方；采用業(yè)界領(lǐng)先指紋識別算法，0.8秒實(shí)現(xiàn)識別，性能穩(wěn)定，功能強(qiáng)大。3.門禁指紋識別運(yùn)用廣泛門禁管理是現(xiàn)代平安防備系統(tǒng)的重要組成部分，隨著國內(nèi)對門禁系統(tǒng)的平安性、先進(jìn)性和穩(wěn)定性要求的提高，迫切需求一種高性能的門禁系統(tǒng)，如今比較常用的門禁系統(tǒng)主要有生物識別〔指紋、掌形、虹膜等〕和以射頻卡系統(tǒng)為代表的系統(tǒng)。指紋門禁識別是生物識別的又一新型代表作。除了倉庫大門可采用指紋識別外，公寓及辦公樓門禁系統(tǒng)也可以采用指紋識別技術(shù)。對于賓館來說，為客人記錄指紋信息，減少門卡的投資及運(yùn)用，降低開發(fā)本錢。在住房期限內(nèi)不需求擔(dān)憂室內(nèi)平安。日常生活中，傳統(tǒng)的門鎖都是運(yùn)用機(jī)械鑰匙開門的，但是機(jī)械鑰匙會經(jīng)常忘記帶，或者喪失，甚至被別有用心的不法分子拷貝，于是丟了鑰匙不得不換鎖。

指紋鎖相對于機(jī)械鎖、感應(yīng)鎖、密碼鎖而言是科技含量最高的鎖，普羅巴克A308高端的指紋鎖將“指紋、密碼、磁卡、機(jī)械鑰匙〞四種開啟技術(shù)集于一身，因此，指紋鎖防盜性，平安性更好，能適用于規(guī)范防盜門、木門、鐵門和桐門上。這類鎖能將防盜門的帶天地鎖系統(tǒng)自動(dòng)或半自動(dòng)的結(jié)合起來，不影響原有防盜門的性能。01指紋圖像預(yù)處置根本原理0203指紋圖像匹配指紋圖像的訓(xùn)練1.1.圖像規(guī)格化

受采集設(shè)備參數(shù)和環(huán)境的影響，采集到的指紋圖像能夠總體對比度較差。圖像歸一化的作用就是使一切指紋圖像具有一樣的灰度均值和方差，從而將每一幅圖像的灰度調(diào)整到一致的范圍，方便后續(xù)處置。1．指紋圖像預(yù)處置

〔2〕指定期望經(jīng)過處置后的圖像均值和方差，計(jì)算歸一化后的圖像GLOREMIPSUMDOLOR1．指紋圖像預(yù)處置

〔1〕先計(jì)算圖像的平均值和方差原始指紋圖像規(guī)格化處置后的指紋圖像

1．指紋圖像預(yù)處置

1.2.圖像的分割指紋圖像通常包括紋線區(qū)域和周邊的無用區(qū)域。假設(shè)保管這些無用區(qū)域會使余度添加。為此要先將其從待處置區(qū)域中去除。本文采取對各像素鄰域特征進(jìn)展分析，然后分割圖像算法。把圖像分成T*T的非重疊塊，計(jì)算每一塊的灰度均值M和方差Var，經(jīng)過以下條件區(qū)分前景與背景：〔1〕假設(shè)M<=M1且Var<Var1，那么以為背景〔2〕假設(shè)M>M1且Var>=Var1，那么以為前景，否那么待定；〔3〕對一切分塊劃分終了后，在對待定塊進(jìn)展判決。假設(shè)在8鄰域中，背景景小于等于4那么以為是前景，否那么是背景

1．指紋圖像預(yù)處置

1．指紋圖像預(yù)處置

分割處置后的圖形

我們先對分割后的圖像進(jìn)展了平均濾波，然后根據(jù)塊方向的信息，再求出相應(yīng)的方向塊的不同角度，來求出這一塊的平均閾值，把這一像素點(diǎn)的灰度值與平均閾值進(jìn)展比較，假設(shè)大于平均閾值，那么這一塊的灰度值為255，假設(shè)小于平均閾值，該像素點(diǎn)的灰度值那么為0，這樣圖像的二值化就完成了。

>1．指紋圖像預(yù)處置

在當(dāng)前的指紋采集條件下，不可防止的會遭到環(huán)境，皮膚上的油脂、水分、污漬的影響，使采集到的指紋圖像出現(xiàn)紋線粘連、紋線斷裂等缺陷，對后續(xù)的指紋特征提取帶來很大困難。所以我們必需對指紋圖像進(jìn)展圖像加強(qiáng)處置，例如分別粘連的紋線，銜接斷裂的紋線，平滑紋線的邊緣等，以保證指紋特征提取的可靠性。實(shí)驗(yàn)中進(jìn)展去除空洞和毛刺的處置。>1．指紋圖像預(yù)處置

1.4.圖像的加強(qiáng)二值化后的紋線依然具有一定的寬度，由于指紋識別只與紋線的走向有關(guān)，所以需求對二值圖像進(jìn)展細(xì)化，以減少冗余信息，突出紋線的有效特征，便于后續(xù)的特征提取。>1．指紋圖像預(yù)處置

1.5.圖像的細(xì)化2.1

預(yù)處置后圖像表示

對于預(yù)處置后的圖像，我們用矩陣的方式表示圖像的信息，在得到圖像的矩陣方式后，就把矩陣建立在四元數(shù)的模型上，使其變?yōu)樗脑獢?shù)模型，這樣可以加快矩陣的運(yùn)算處置2.特征匹配

2.2求圖像的特征值與特征向量

先求出圖像的平均圖像，測試圖像減去平均圖像，便可以求出圖像的協(xié)方差矩陣，然后對協(xié)方差矩陣進(jìn)展豪斯霍爾德變換，將矩陣分為實(shí)矩陣與虛矩陣，接下來便可以求出協(xié)方差矩陣的特征值與特征向量2.特征匹配

2.3

特征向量的降維處置

對于求取的特向量與特征值，在在滿足信息完好的情況下，我們可以忽略較小的特征值所對應(yīng)的特征向量，以此，來減小我們的運(yùn)算量，到達(dá)降維的目的。2.特征匹配

2.特征匹配將數(shù)據(jù)庫中的訓(xùn)練圖片進(jìn)展同樣的預(yù)處置步驟，求出它的四元數(shù)矩陣