隨著指紋識別技術(shù)的發(fā)展，越來越多的企業(yè)逐步采用指紋識別作為個人生物識別的方式之一。但值得注意的是，由于指紋圖像屬于個人隱私，大部分企業(yè)為了避免涉及到個人隱私問題，從而采用了指紋特征作為識別方式。為此，各生物識別技術(shù)公司及其研究機(jī)構(gòu)研究了許多指紋識別算法，但各種識別算法最終都?xì)w結(jié)為在指紋圖像上找到并比對指紋的特征。這就是指紋識別技術(shù)的基本原理，即采集指紋圖像并進(jìn)行比對指紋特征。

指紋的特征

從普遍意義上來講，可以定義指紋的兩類特征來進(jìn)行指紋的驗證：總體特征和局部特征。

總體特征是指那些用人眼直接就可以觀察到的特征。它包括：

1、基本紋型：常見的指紋圖案有環(huán)型、弓型、螺旋型，其他的指紋圖案都基于這三種基本圖案，只是一個粗略的分類，僅僅依靠圖案類型來分辨指紋是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，但通過分類可以更加便利于在大數(shù)據(jù)庫中搜尋到指紋。

2、模式區(qū)（Pattern Area）：模式區(qū)是包含了紋型特征的區(qū)域，即從模式區(qū)就能夠分辨出指紋是屬于那一種類型的。

3、核心點（Core Point）：核心點位于指紋紋路的漸進(jìn)中心，它用于讀取指紋和比對指紋時的參考點。

4、三角點（Delta）：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(zhuǎn)處，或者指向這些奇異點。三角點提供了指紋紋路的計數(shù)和跟蹤的開始之處。

5、式樣線（ Type Lines）：式樣線是在指紋包圍模式區(qū)的紋路線開始平行的地方所出現(xiàn)的交叉紋路，式樣線通常很短就中斷了，但它的外側(cè)線開始連續(xù)延伸。

6、紋數(shù)（ Ridge Count）：紋數(shù)是指模式區(qū)內(nèi)指紋紋路的數(shù)量。在計算指紋的紋數(shù)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(shù)量即可認(rèn)為是指紋的紋數(shù)。

局部特征指紋節(jié)點的特征。指紋的紋路并不是連續(xù)、平滑筆直的，經(jīng)常會出現(xiàn)分叉、折轉(zhuǎn)或中斷。這些交叉點、折轉(zhuǎn)點或斷點稱為＂特征點＂，它們提供了指紋唯一性的確認(rèn)信息。特征點的主要參數(shù)包括：

1、方向：相對于核心點，特征點所處的方向。

2、曲率：紋路方向改變的速度。

3、位置：節(jié)點的位置坐標(biāo)，通過x／y坐標(biāo)來描述。它可以是絕對坐標(biāo)，也可以是與三角點（或特征點）的相對坐標(biāo)。

以上這些特征被用來區(qū)分不同的指紋。其中：

1、端點和分叉點是最為常用的特征。通常的算法都要記錄它們的位置和方向。

2、中心點和三角點在刑偵系統(tǒng)中普遍使用，而在民用系統(tǒng)中并不常用。因為這些應(yīng)用中所使用的采集器往往面積較小，較難完整地采集到中心點和三角點。

3、交叉和小島由于計算上的困難，在實際的系統(tǒng)中往往不予采用。

4、有人曾提出用汗腺孔來進(jìn)行指紋識別，但這種方法要求指紋采集設(shè)備要具有非常高的分辨率。所以在實際的系統(tǒng)中沒有采用。

指紋采集的方式

目前市場上常用的指紋采集設(shè)備有三種：光學(xué)式、硅芯片式、超聲波式。

1、光學(xué)式

光學(xué)指紋采集器是最早的指紋采集器，也是目前使用最為普遍的。它有如下優(yōu)點：

①使用時間最長，經(jīng)受了實際使用的檢驗；

②對溫度等環(huán)境因素的適應(yīng)能力好；

③價格比較低廉，分辨率較高，可以達(dá)到500 dpi 以上。

目前，也已出現(xiàn)了用光柵式鏡頭替換掉棱鏡和透鏡系統(tǒng)的采集器，光電轉(zhuǎn)換的CCD 器件也已經(jīng)換成了CMOS 成像器件，從而省略了圖像采集卡，直接得到數(shù)字圖像。

2、硅芯片式

硅芯片的指紋采集器出現(xiàn)于90 年代末，大部分硅芯片測量的是手指表面與芯片表面的直流電容場，這個電容場經(jīng)A／D 轉(zhuǎn)換后成為灰度數(shù)字圖像。

3、超聲波式

超聲波指紋采集器可能是最準(zhǔn)確的指紋采集器，但目前并不成熟，尚沒有大規(guī)模應(yīng)用。