指掌纹识别相关技术基本情况

来源：中为咨询网www.zwzyzx.com 【日期：2015-03-01 21:12:13】【打印】【关闭】

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①滚动指纹采集与拼接算法

增加采集到的指纹面积，对于提高指纹识别的精确度具有很大的作用，因此对同一枚指纹不同区域多次采集拼接为大面积的指纹图像，对于指纹识别系统具有重要意义。目前，离线大面积指纹采集，已成为指纹识别技术的一个重要分支，特别是在公安刑侦领域的应用上，通常要求能够实时完成滚动指纹的连续采集并准确拼接成一幅完整的指纹捺印，对于相关拼接算法的拼接速度、准确度和资源占用要求都比较高。

目前的滚动指纹图像拼接算法主要分为两大类：第一类是以数字图像技术为基础的拼接算法，即将指纹视为普通图像进行处理，另一类是以生物特征信息为基础的拼接算法，即对指纹图像进行处理，找出该段指纹的生物特征信息，并以序列图像的公共特征信息为基础完成拼接。目前的拼接算法大多需要先判断指纹滚动方向，然后按照特定的方向对指纹图像进行拼接。北京海鑫拥有支持任意方向滚动的指纹拼接技术，使得被采集指纹的手指可以向任意方向滚动进行指纹采集，并拼接成逼近真实效果的指纹拼接图，避免了滚动方向的限制，进而也避免了滚动方向判断错误所带来的指纹拼接失败的可能性。

②指掌纹图像采集与图像处理技术

指掌纹图像采集与图像处理技术是指掌纹识别中的关键技术之一。目前行业内使用的指掌纹采集技术有光学采集技术，电容压感传感技术、热敏传感技术、半导体采集技术和超声波指纹采集技术等。可靠的图像采集设备是指掌纹识别系统可靠运行的关键，目前主要使用光学采集仪和电容采集仪，采集图像的质量对指掌纹识别系统的性能有很大影响。北京海鑫目前拥有多款自主知识产权的指掌纹采集仪，这些采集仪在成像质量、采集速度、稳定性等方面均处于国内先进水平。

采集获得的指掌纹图像通常伴随各种各样的噪声，一部分是由于采集仪造成的，另外一部分是由于手指的状态所造成的。指掌纹图像处理算法能有效减少噪声的影响，一般通过预处理、增强滤波、二值化、细化处理等步骤可以对图像进行增强。能够处理低质量图像是指纹识别系统性能的重要性能。本公司开发的指掌纹图像处理算法能够兼顾处理速度的同时，有效提高低质量指掌纹图像的特征提取、比对性能。

③指纹识别技术

指纹识别技术通过对原始图像进行初步处理，从指纹图像上找到的被称为“细节点”的数据点，即这些指纹纹路的分叉点或者末梢点，建立指纹的特征数据，通过算法将这些细节点组合起来产生更多数据，这些数据通常称为模板，通过对两个模板比较，计算出它们的相似程度，最终得到两个指纹的匹配结果。

传统的指纹比对算法采用细节点坐标、方向、类型、质量及相邻细节点间的纹线计数作为指纹特征。但对于图像质量较差的指纹或残缺的指纹，虚假细节点、细节点大面积缺失等问题严重影响了单一利用细节点的指纹比对算法的精确度。

为了提高居民身份证等电子证照中指纹验证算法的精确度，本公司将多种验证算法融合应用，主要包括基于细节点对线段的比对算法、八方向量化的细节点临域星座图匹配算法和基于三角型结构的细节点比对算法，在融合处理流程中对上述三种算法的比对分值进行非线性变换后加权平均，其中，变换的参数及权值选择通过一定规模的训练样本数据统计得到。在公安部组织的居民身份证指纹验证算法选型测试中，北京海鑫的指纹验证算法在三个测试库上分别实现了十万分之二、十万分之七以及十万分之十七的等错误率，远低于标准规定的错误率指标（千分之一），达到国际领先水平。

在开发大库容指纹识别系统时，北京海鑫还创新性地在相关指纹识别算法中使用了分级检索技术，进一步提高了算法在大库容环境下的比对速度。目前的警用系统采集十指进行比对，可以用纹型进行筛选，快速排除掉大量不可能比中的指纹。但各种电子证照中采集的指纹多为两指，且采集面积较小，此时采用纹型的可靠性较低。本公司研发了基于综合运用细节点索引、方向图散度直方图等特征的指纹表达方式，并研究查重索引查询优化方案，以空间换时间，将大量重复的计算在建库时完成而不在查询时完成，开发了高效的大库容指纹识别系统。

④掌纹识别技术

由于掌纹面积较大，形变严重，高分辨率掌纹识别具有较高的技术难度，目前主流的技术是固定区域划分并采用细节点特征进行比对，速度较慢，实用化程度较低。

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