指紋識別系統(tǒng)主要有以下幾個環(huán)節(jié):指紋圖像采集、
指紋圖像預(yù)處理、特征提取、指紋特征匹配,指紋識別流程圖如下:
指紋一般通過指紋采集器來提取,目前常用的指紋采集設(shè)備有三種:光學(xué)式、硅芯片式和超聲波式
指紋采集器。
1、光學(xué)指紋采集器
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:
使用時間最長,經(jīng)受了實際使用的檢驗;
對溫度等環(huán)境因素的適應(yīng)能力好;
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、硅芯片指紋采集器
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、超聲波指紋采集器
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。
在
指紋識別系統(tǒng)中,指紋圖像的預(yù)處理是正確的進(jìn)行特征提取、匹配等操作的基礎(chǔ)。預(yù)處理的目的就是利用信號處理技術(shù)去除圖像中的各種噪聲干擾,把它變成一副清晰的指紋圖像,恢復(fù)指紋脊線結(jié)構(gòu),以便可靠提取正確的指紋特征;
指紋預(yù)處理一般包括這樣幾個過程:
一、對指紋圖像進(jìn)行歸一化;
二、提取指紋的方向圖;
三、基于此方向圖進(jìn)行灰度圖像的濾波再進(jìn)行二值化、細(xì)化。
細(xì)節(jié)特征的坐標(biāo)直接表征該指紋,因此特征提取的好壞直接影響到以后的指紋匹配通過,所以特征提取是
指紋識別系統(tǒng)的關(guān)鍵部分之一。
指紋識別的一般方法是在兩幅圖像中采用一定的方法提取特征點,對特征點進(jìn)行匹配,這就是點模式匹配問題。
在整個指紋識別系統(tǒng)中,預(yù)處理和特征提取是兩個關(guān)鍵步驟,直接關(guān)系到結(jié)果的好壞。