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指纹识别的发展

指纹识别的发展

 

什么是

    指纹是灵长类手指末端指腹上由凹凸的皮肤所形成的纹路。在指纹纹路中有起点、终点、结合点和分叉点等细节特征,这些细节特征统称为指纹特征点,不同指纹的特征点是不同的。人的指纹是遗传与环境共同作用的,其与人体健康也密切相关,指纹重复率极小,大约150亿分之一,指纹具有人人皆有,人各不同,终生不变的特点,故其称为人体身份 证

 

指纹识别的应用历史:

  指纹由于具有个体差异性及稳定性,早在中国古代便用于身份确认,当时人们以指纹或手印画押。1684年,英国植物形态学家Grew发表了第一篇研究指纹的科学论文。1809Bewick把自己的指纹作为商标。1823年解剖学家Purkije将指纹分为九类。1880年,Faulds在《自然》杂志提倡将指纹用于识别罪犯。1891Galton提出著名的高尔顿分类系统。之后,英国、美国、德国等的警察部门先后采用指纹鉴别法作为身份鉴定的主要方法。随着计算机和信息技术的发展,FBI和法国巴黎警察局于六十年代就开始研究开发指纹自动识别系统(AFIS)用于刑事案件侦破。指纹自动识别系统。20世纪90年代,用于个人身份鉴定的自动指纹识别系统得到开发和应用。


指纹识别采集仪的种类:

    指纹识别系统是一套利用指纹人人皆有,人各不同,终生不变的特点进行身份识别生物特征识别系统,它的包括指纹图像的采集、特征点提取、数据保存和指纹比对的四个部分。

    指纹识别系统经过人工识别到机器识别的发展之后,进入自动识别阶段,称为自动指纹识别系统(AFIS)。

指纹采集仪通过利用手指指纹凹凸不平的纹形来进行成像的设备,它是指纹识别系统的最基本的功能,而指纹采集的过程本质上是指纹成像的过程。其原理是根据嵴与峪的几何特性、物理特征和生物特性的不同,以得到不同的光学或者电流电阻反馈信号,根据反馈信号的量值利用不同算法的图像处理算法来绘成指纹图像,然后再次指纹图像基础上通过指纹识别算法软件来进行指纹特征的提取和指纹特征码的比对。

目前市场上,根据指纹采集的原理不同可以分为光学式、压敏式、电容式、电感式、热敏式、超声波式和射频式等:

光学式是历史最久远、使用最广泛的用来采集指纹的一种方式,它利用光的反射定律,通过CCD/CMOS/TFT图像传感器接收指纹的山脊和山谷的反射光来生成指纹图像;

压敏式是利用指纹的山谷和山脊对传感器的压力的不同来生成指纹图像,;

电容式和电感式是利用指纹的山谷和山脊的电介质变化来生成指纹图像;

热敏式是利用指纹的山谷和山脊随着散发的热量变化而变化的指纹图像;

超声波式是利用超声波成像原理反射指纹的山谷和山脊而生成指纹图像,超声波频率为1×104Hz-1×109Hz,能量被控制在对人体无损的程度;

射频式是利用传感器本身发射出微量射频信号,穿透手指的表皮层去控测里层的纹路,来获得最佳的指纹图像。


指纹识别的优缺点:

   相对于其他的生物特征,指纹识别的优缺点非常明显。

优点:

    1.识别速度最快,应用最方便

    2.推广容易、应用最为广泛、适应能力强

    3.误判率和拒真率低

    4.稳定性和可靠性强

    5.易操作,无需特殊培训既可使用

    6.安全性强,系统扫描对身体无害

    7.指纹具备再生性

    8.可持续的发展性

缺点:

    1.对环境的要求很高,对手指的湿度、清洁度等都很敏感,脏、油、水都会造成识别不了或影响到识别的结果;

    2.某些人或某些群体的指纹特征少,甚至无指纹,所以难以成像;

    3.对于脱皮、有伤痕等低质量指纹存在识别困难、识别率低的问题,对于一些手上老茧较多的体力劳动者等部分特殊人群的注册和识别困难较大;

    4.每一次使用指纹时都会在指纹采集头上留下用户的指纹印痕,而这些指纹痕迹存在被用来复制指纹的可能性;

    5.指纹识别时的操作规范要求较高。


指纹识别的发展方向:

    在如今大数据,网络信息时代的背景下,对于数据采集的真实性,安全性至关重要,随着指纹识别在手机银行等金融领域的应用不断增强,对指纹采集设备的防伪要求将会越来越高。在现有的技术中,除了射频式指纹采集仪具有一定的防伪指纹的能力外,其他的如光学式、压敏式、电容式、电感式、热敏式和超声波式都不具备良好的防伪指纹的效果,对于采集数据的真实性很难得到保证。但是射频式指纹采集仪成本高,价格昂贵,而且射频式指纹采集仪无法识别使用导电材质加工而成的伪指纹。所以可以真正做到在采集指纹的同时具有伪指纹识别功能的指纹采集仪成为今后的发展方向。

    国内某知名公司曾经对市场上的最常用的指纹采集仪进行了一项测试,同时对比了格林比特(GreenBit)的一款最新的带伪指纹识别的产品。测试的内容就是用目前市场上最常见的伪指纹材料加工而成的伪指纹分别对不同的指纹采集设备进行采集,其结果为:


















序号

设备

1

2

3

4

5

6

门禁考勤仪

(普通光学)

未检测到指纹

未检测到指纹

通过

通过

通过

通过

600D

(电容/电感)

验证通过

验证通过

未检测到指纹

未检测到指纹

未检测到指纹

未检测到指纹

笔记本开机指纹采集仪

(电容/电感)

验证通过

验证通过

未检测到指纹

未检测到指纹

未检测到指纹

未检测到指纹

格林比特样机

(光学)

未检测到指纹

未检测到指纹

提示假手指

提示假手指

提示假手指

提示假手指



   从以上的测试结果,我们可以发现,除了格林比特的产品具有通用的防伪指纹的功能之外,其他的产品无一例外的都会将一种或几种伪指纹误认为真指纹。


    随着技术的进步,指纹识别将会更安全更便捷。

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