自动指纹识别过程中关键算法研究

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1、安徽大学硕士学位论文第一章绪论第一章绪论1.1选题背景及意义随着计算机技术和信息处理技术的飞速发展，人们在日常生活中越来越多地面临身份鉴别的问题。但是，随之而来的利用身份欺骗而造成个人、公司的机密数据泄漏和利益受损的问题也日益严重。据报道，仅在2002年，美国就有上千万人的身份被盗用，造成500多亿美元的损失。这就给个人身份鉴别技术提出了重大的挑战。个人隐私和信息安全保障己成为当今信息技术中的一个重要问题。如何快速、准确地进行个人身份识别，从而有效地防止犯罪、诈骗，保证人们的合法权益和各种社会活动的合法性和有效

2、性，是人们关心的焦点之一[1]。传统的个人身份识别一般采用密码、IC卡和磁卡等，然而这些手段存在携带不便、容易遗失、易损坏和密码易被破解等诸多问题。正是由于传统的个人身份识别方法其精确性较低，安全漏洞较大，所以人们都期待一种新的身份识别方式来满足自身的需求，如利用人体本身的特性来识别个人身份，来确保身份鉴别的精确性、可靠性和安全性。生物特征识别技术是一种方便可靠的身份鉴别的办法，它能避免以上的各种问题。基于指纹的识别技术是最早应用的生物特征识别技术。近年来，随着计算机的普及和低价位指纹采集仪的出现，自动指纹识别

3、技术越来越多地进入到人们的工作和生活中，自动指纹识别系统的研究和开发己成为国内外学术界和商业界的热点。指纹识别技术相对于其它的生物特征识别技术，例如，虹膜识别和语音识别，具有很高的实用性和可行性，因此被认为是一种最理想的身份识别技术，是生物特征识别技术的主流。传统的指纹识别是由专家对指纹图像进行人工分析、比较和判断后得到结论。它主要应用于公安系统中对罪犯的身份识别及一些相关的法律问题的解决中，但是这种传统的方法既繁琐又耗时，不能满足越来越多的民用要求。自动指纹识别系统(AutomaticFingerprintI

4、dentificationSystem，AFIS)正是在这一背景下发展起来的一门商业新技术，首先通过取像设备读取指纹图像，然后利用计算机识别软件提取指纹特征数据，最后通过匹配识别算法得到结果，来确定所有人身1安徽大学硕士学位论文第一章绪论份的生物特征。它主要涉及指纹图像采集、指纹图像预处理、指纹图像特征提取和指纹特征匹配等过程。随着计算机技术和识别技术的不断进步，指纹识别技术得到迅猛发展，现已成为最成熟、最可接受的一种生物特征识别技术。在公安、网络安全、银行、社会保险、雇员证明、海关身份鉴定和电子门禁等领域得到

5、广泛的应用，具有重要的理论研究意义和市场应用价值。1.1国内外研究现状人类使用指纹作为身份鉴别的手段已有很长时间的历史。早在五千多年前，我国的陶瓷上就有标识制造者身份的指纹印记；在周朝时期，有人使用印有指纹的陶制印章；到了唐代以后，指纹被广泛地应用在契约上。现代指纹识别技术起始于十六世纪晚期。1684年，英国的植物形态学者N.Grew对指纹作出了系统的研究并发表了一篇论文，文中详细分析了指纹的犁沟、脊线和汗腺孔的结构，这篇文章被认为是指纹技术的第一篇科学文献。1788年，Mayer对指纹的构造原理和指纹脊线、犁

6、沟分布特点做出了详细的描述，给出了解剖学形式的详细报告[2]。1823年，Purkinje提出了最早的指纹分类策略[3]。1880年，H.Fauld科学地指出指纹的个人唯一性和终身不变性，这使得指纹在犯罪鉴别中得以正式应用。与此同时，Herschel将指纹作为身份验证的依据已有近20年的历史了。这些发现建立了现代指纹身份验证技术的基础。十九世纪末，F.Galton对指纹进行了更为深入的研究，并在1888年提出了利用细节特征点进行单个指纹分类的方法[4]。1899年，E.Henry建立了著名的Henry指纹分类系

7、统，提高了指纹验证效率，为指纹用于人身标识起了重要的推动作用[5]。二十世纪早期，人们结合解剖学观点对指纹的构成有了进一步地认识，指纹鉴别被司法部门正式规定为合法的人身辨识方法，并成为司法调查的一道标准程序。因此，指纹鉴别机构在世界范围内开始建立，构造出大量的罪犯指纹库。1960年，美国联邦调查局（FBI）、英国内务部（HomeOfficeintheUK）和法国巴黎警察局（ParisPoliceDepartment）开始投巨资研发自动指纹识别系统(AutomaticFingerprintIdentificati

8、onSystem,AFIS)，并于1975年成功推出了第一个商业化系统printrak250[6]。日本从1975年开始进行研究，并于1982年将NECAFIS投入使用[7]。2安徽大学硕士学位论文第一章绪论1998年5月，美国举行了题为“BiometricsandtheFutureofMoney”的听证会，听取并讨论了关于生物特征身份确认技术应用于银行、金融以及个人信息安全领域的情况