人工智能在指紋識(shí)別方面的運(yùn)用1

1、人工智能在指紋識(shí)別 方面的運(yùn)用 11計(jì)2 李強(qiáng) 人工智能(Artificial Intelligence, 簡(jiǎn)稱(chēng)簡(jiǎn)稱(chēng)AI)是一門(mén)研究如何構(gòu)造智能是一門(mén)研究如何構(gòu)造智能 機(jī)器或智能系統(tǒng)，使它能模擬、延機(jī)器或智能系統(tǒng)，使它能模擬、延 伸、擴(kuò)展人類(lèi)智能的學(xué)科。智能技伸、擴(kuò)展人類(lèi)智能的學(xué)科。智能技 術(shù)是當(dāng)前新技術(shù)、新產(chǎn)品、新產(chǎn)業(yè)術(shù)是當(dāng)前新技術(shù)、新產(chǎn)品、新產(chǎn)業(yè) 的重要發(fā)展方向、開(kāi)發(fā)策略和顯著的重要發(fā)展方向、開(kāi)發(fā)策略和顯著 標(biāo)志，尤其它在解決遠(yuǎn)程控制、故標(biāo)志，尤其它在解決遠(yuǎn)程控制、故 障診斷、非線(xiàn)性等問(wèn)題上的優(yōu)勢(shì)，障診斷、非線(xiàn)性等問(wèn)題上的優(yōu)勢(shì)， 給機(jī)械系統(tǒng)的發(fā)展指明了方向。給機(jī)械系統(tǒng)的發(fā)展指明了方向。 指

2、紋識(shí)別的概念 指紋指紋是靈長(zhǎng)類(lèi)手指末端指腹上由凹凸的皮是靈長(zhǎng)類(lèi)手指末端指腹上由凹凸的皮 膚所形成的紋路，也可指這些紋路在物體膚所形成的紋路，也可指這些紋路在物體 上印下的印痕。紋路的細(xì)節(jié)特征點(diǎn)有上印下的印痕。紋路的細(xì)節(jié)特征點(diǎn)有起點(diǎn)、起點(diǎn)、 終點(diǎn)、結(jié)合點(diǎn)和分叉點(diǎn)終點(diǎn)、結(jié)合點(diǎn)和分叉點(diǎn)。由于每個(gè)人的指。由于每個(gè)人的指 紋并不相同，同一人的不同手指的指紋也紋并不相同，同一人的不同手指的指紋也 不一樣，指紋識(shí)別就是通過(guò)比較這些細(xì)節(jié)不一樣，指紋識(shí)別就是通過(guò)比較這些細(xì)節(jié) 特征的區(qū)別來(lái)進(jìn)行鑒別。特征的區(qū)別來(lái)進(jìn)行鑒別。 指紋識(shí)別的歷史 指紋由于具有個(gè)體差異性及穩(wěn)定性，早在中由于具有個(gè)體差異性及穩(wěn)定性，早在中 國(guó)

3、古代便用于身份確認(rèn)，當(dāng)時(shí)人們以指紋或國(guó)古代便用于身份確認(rèn)，當(dāng)時(shí)人們以指紋或 手印畫(huà)押。在西方，手印畫(huà)押。在西方，1890年代以后警察逐漸年代以后警察逐漸 將指紋作為辨認(rèn)罪犯的方法之一。將指紋作為辨認(rèn)罪犯的方法之一。1960年代年代 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，F(xiàn)BI和法國(guó)巴黎警和法國(guó)巴黎警 察局等開(kāi)始研究計(jì)算機(jī)指紋識(shí)別技術(shù)。察局等開(kāi)始研究計(jì)算機(jī)指紋識(shí)別技術(shù)。1990 年代用于個(gè)人身份鑒別的自動(dòng)指紋識(shí)別系統(tǒng)年代用于個(gè)人身份鑒別的自動(dòng)指紋識(shí)別系統(tǒng) 開(kāi)發(fā)完成并推廣應(yīng)用開(kāi)發(fā)完成并推廣應(yīng)用。 指紋識(shí)別技術(shù) 指紋識(shí)別技術(shù)是一種生物識(shí)別技 術(shù)。指紋識(shí)別系統(tǒng)是一套包括指 紋圖像獲取、處理、特征

4、提取和 比對(duì)等模塊的模式識(shí)別系統(tǒng)。指 紋識(shí)別常用于需要人員身份確認(rèn) 的場(chǎng)所如門(mén)禁系統(tǒng)、考勤系統(tǒng)、 筆記本電腦、銀行內(nèi)部處理、銀 行支付等。 指紋識(shí)別的步驟 圖像獲?。和ㄟ^(guò)專(zhuān)門(mén)的指紋采集 或掃描儀、數(shù)字相機(jī)等獲取指紋 圖像。 圖像壓縮：將指紋數(shù)據(jù)庫(kù)的圖像 經(jīng)過(guò)壓縮后存儲(chǔ)，主要方法為轉(zhuǎn) 換為JPEG、WSQ、EZW等文件。 目的是減少存儲(chǔ)空間。 指紋識(shí)別系統(tǒng)通常包括以下幾部分： 圖像處理：指紋區(qū)域檢測(cè)、圖像質(zhì)指紋區(qū)域檢測(cè)、圖像質(zhì) 量判斷、方向圖和頻率估計(jì)、圖像量判斷、方向圖和頻率估計(jì)、圖像 增強(qiáng)、指紋圖像二值化和細(xì)化等。增強(qiáng)、指紋圖像二值化和細(xì)化等。 指紋形態(tài)和細(xì)節(jié)特征提?。韩@取指紋特獲取指紋特

5、征并提取交下一步分析。指紋形態(tài)特征征并提取交下一步分析。指紋形態(tài)特征 包括中心（上、下）和三角點(diǎn)（左、右）包括中心（上、下）和三角點(diǎn)（左、右） 等，細(xì)節(jié)特征點(diǎn)主要包括紋線(xiàn)的起點(diǎn)、等，細(xì)節(jié)特征點(diǎn)主要包括紋線(xiàn)的起點(diǎn)、 終點(diǎn)、結(jié)合點(diǎn)和分叉點(diǎn)。終點(diǎn)、結(jié)合點(diǎn)和分叉點(diǎn)。 指紋比對(duì)：對(duì)比兩個(gè)以上指紋以分析是對(duì)比兩個(gè)以上指紋以分析是 否為同一指紋來(lái)源。否為同一指紋來(lái)源。 指紋識(shí)別的模式 指紋紋線(xiàn)的指紋紋線(xiàn)的3種基本模種基本模 式是式是環(huán)型、弓形和和螺 旋形。 弓形 環(huán)型 螺旋形 同一家庭的成員一 般有相同的指紋模 式，因此一般認(rèn)為 這些模型是有遺傳 性的。 指紋識(shí)別的局部特征 最常見(jiàn)的指紋最常見(jiàn)的指紋 局部特

6、征包括局部特征包括 紋線(xiàn)端點(diǎn)、分 叉點(diǎn)和短紋 （孤立點(diǎn)）。 紋線(xiàn)端點(diǎn) 分叉點(diǎn)分叉點(diǎn) 短紋（孤立點(diǎn)）短紋（孤立點(diǎn)） 局部特征和模式在指 紋分析中都非常重要， 由這些特征，沒(méi)有兩 個(gè)指紋是相同的。 識(shí)別器的技術(shù) 光學(xué)識(shí)別 光學(xué)識(shí)別是較早的指紋識(shí)別技術(shù)?；诠鈱W(xué)發(fā) 射裝置發(fā)射的光線(xiàn)，射到手指上再反射回機(jī) 器以獲取數(shù)據(jù)，并對(duì)比資料庫(kù)看是否一致。 光學(xué)識(shí)別只能到達(dá)皮膚的表皮層，而不能到 達(dá)真皮層，而且受手指表面是否干凈影響較 大。 電容傳感器 電容傳感器識(shí)別是利用一定間隔的安裝 的兩個(gè)電容，利用指紋的凹凸，在手指 滑過(guò)指紋檢測(cè)儀器時(shí)接通或斷開(kāi)兩個(gè)電 容的電流以檢測(cè)指紋資料。電容傳感器 對(duì)手指的干凈要求還是比較高，而且傳 感器表面使用硅材料，比較容易損壞。 生物射頻 射頻傳感器通過(guò)傳感器發(fā)射微 量的射頻信號(hào)，穿透手指的表皮 層獲取里層的紋路以獲取信息。 這種方法對(duì)手指的干凈程度要求 較低。 數(shù)字化光學(xué)識(shí)別 數(shù)字化光學(xué)