【正文】 ............................................................................. 11 本章小結 ..................................................................................................................... 12 3 指紋圖像特征的提取 .......................................................................................................... 13 指紋圖像的特征 ......................................................................................................... 13 全局特征 ........................................................................................................... 13 局部特征 ........................................................................................................... 13 指紋圖像特征點的提取 ............................................................................................. 14 直接灰度圖像法 ............................................................................................... 15 基于細化圖像的模板匹配法 ........................................................................... 16 第 IV頁 算法比較 ............................................................................................................. 1 偽特征點的濾除 ......................................................................................................... 18 偽特征點分類及特點 ....................................................................................... 18 偽特征點的剔除算法 ....................................................................................... 19 特征提取算法 Matlab 算法仿真 ................................................................................ 21 本章小結 ..................................................................................................................... 24 4 總結與展望 .......................................................................................................................... 25 總結 ............................................................................................................................. 25 展望 ............................................................................................................................. 25 致謝 .......................................................................................................................................... 26 參考文獻 .................................................................................................................................. 27 附錄 A 主程序 ......................................................................................................................... 30 附錄 B 提取特征點程序 ......................................................................................................... 31 附錄 C 剔除偽特征點程序 ..................................................................................................... 33 第 1 頁 1 緒 論 引言 隨著社會經濟的發(fā)展，人們的工作生活越來越依賴現(xiàn)代信息技 術和網絡技術，越來越多的場合，小到個人的虛擬賬戶密碼，大到一個公司甚至是國家機密都需要對使用者、來訪者進行身份識別，從而達到對自身的信息、資料以及財產進行可控制的保護，努力避免被不法分子非法入侵或者占有。因此信息安全對于現(xiàn)代社會來說己經變得越來越重要了，它涉及到人們生活的方方面面。同時由于黑客技術借助互聯(lián)網傳播的十分泛濫，這類高科技犯罪活動追究起來過程非常復雜，導致了現(xiàn)在黑客犯罪活動十分地猖獗。幾乎每分每秒都有個人或者公司被非法入侵，因此目前形勢非常嚴峻。如何保護人們的信息安全已經成為不得不面對的問題。如何 準確識別個人身份信息是解決信息安全問題的一個關鍵。 目前常見的身份識別方法主要是基于實物（如證件、簽名等等）的識別技術和基于電子技術的密鑰或者密碼的識別技術，而這些認證手段存在諸多缺陷。首先，這些認證手段的安全性不高，極容易通過偽造、竊取或者破解獲得。其次，這些認證手段并不是隨身攜帶的，都面臨著證件丟失，密碼遺忘等問題。一旦這些憑證被不法分子獲得，將直接給人們帶來巨大的損失和潛在的風險，因此這些手段的可靠性都比較低。目前，為了提高安全性、可靠性，一般采取經常更換密鑰、甚至是證件等方式。但是在這些措施只能暫時 的緩解被破解、偽造的緊迫性，并不能從根本上提高安全性，并且這些方式都給人們的生活帶來諸多不便和損失。因此可以說這兩種身份識別技術已經無法滿足現(xiàn)實的需要，傳統(tǒng)的身份識別技術己無法滿足現(xiàn)代生活的需要，社會迫切的需要一種更高可靠性的，更方便的保密驗證手段。新的更高安全性的身份識別技術正吸引著越來越多的機構學者的目光，身份識別技術正成為當今信息安全領域的熱點 [1]。 生物識別技術簡介 生物識別 [2](Biometrics)，簡單來講，就是利用人體生物特征進行人的身份辨別的過 第 2 頁 程。生物識別的過程是一個模式識別的 過程。模式識別定義為：對表征事物或現(xiàn)象的各種方式的（數(shù)值的、文字的或邏輯關系的）信息進行處理和分析，以對事物或現(xiàn)象進行描述、辨認、分類和解釋的過程，是信息科學和人工智能的重要組成部分。 眾所周知，人類具有很強的模式識別能力。通過視覺信息識別文字、圖片和周圍的環(huán)境，通過聽覺信息識別與理解語言。模式識別能力是人類智能的重要組成部分。生物識別遵循模式識別的原則規(guī)律，它通過判定相似度來確認生物特征相不相同。通過篩選的方式，即事先設定一個相似度閾值，在閾值以上的確認通過篩選，以下的拒絕通過，篩選通過的就是符合匹配條件 的對象。 生物識別的對象是人，生物識別的主體是機器系統(tǒng)或者計算機系統(tǒng)。生物識別有兩大基石。一是它必須基于“人的生物特征是各不相同”這一基本規(guī)律，否則無法根據(jù)人的生物特征來辨識不同對象。二是人的生物特征可以被外化，并表示為機器系統(tǒng)可讀的形式，可以理解的“語言”。外化表示通過專門的電子化、自動化的生物特征采集設備，直接獲得生物特征數(shù)據(jù)，輸送給計算機系統(tǒng)進行辨識。生物識別是建立在對人的生物特征辨別的基礎上的。人的生物特征包括生理特性和行為方式。生理特征有手形、指紋、臉形、聲音、虹膜、視網膜、靜脈圖案、身體氣味、足 印、腦電波、脈搏、耳廓、 DNA 等，行為特征有簽字、按鍵力度、步態(tài)等。 目前，全球來講，在指紋識別、臉形識別、虹膜識別和語音識別四個方面的研究成果較多，產品化程度也較高。在行為特征辨識的研究方面，對簽名識別和按鍵力度識別的研究相對充分。 指紋識別技術 指紋識別簡介 指紋，由于其具有終身不變性、唯一性和方便性，已幾乎成為生物特征識別的代名詞。 指紋是指手指末端正面皮膚上凸凹不平的紋路，是在胎兒期 6 個月時形成的，在人的一生中指紋的紋線類型、結構、統(tǒng)計特征的總體分布等始終沒有明顯變化。任何手指指紋都 獨一無二，而且不同人的指紋特征相同的可能性幾乎為零。指紋紋線的形態(tài)終生不變，及其唯一性，所以使用指紋來鑒別身份，指紋識別 [3]也是最安全最可靠的識別方法。 第 3 頁 指紋特征是人終生不變的特征之一，人體指紋含有天然的密碼信息，其具有作為密碼信息必須具備的三個重要性質： (1) 廣泛性，指每一個正常的人都有指紋。 (2) 唯一性，指每一個人的指紋都不同。 (3) 終身不變性，指非意外事故指紋終身不變。 指紋是人體所固有的特征，隨身攜帶，不易遺忘或丟失，使用方便；與人體是唯一綁定的，防偽性好，不易偽造或被盜。因此，作為一 種可靠的方法，可以運用指紋鑒定進行身份認定。 指紋識別原理 指紋識別即指通過比較不同指紋的細節(jié)特征點來進行鑒別。由于每個人的指紋不同，就是同一人的十指之間，指紋也有明顯區(qū)別，因此指紋可用于身份鑒定。 其實，我國古代早就利用指紋（手印）來簽押。 1684 年，植物形態(tài)學家 Grew 發(fā)表了第一篇研究指紋的科學論文。 1809 年 Bewick 把自己的指紋作為商標。 1823 年解剖學家 Purkije 將指紋分為九類。 1880 年， Faulds 在《自然》雜志提倡將指紋用于識別罪犯。1889 年 Edward Herry 提出了著 名的 Herry 系統(tǒng)來對指紋進行分類 [4]。之后，英國、美國、德國等的警察部門先后采用指紋鑒別法作為身份鑒定的主要方法。隨著計算機和信息技術的發(fā)展， FBI 和法國巴黎警察局于六十年代開始研究開發(fā) 指紋自動識別系統(tǒng)（ AFIS）用于刑事案件偵破。目前，世界各地的警察局已經廣泛采用了指紋自動識別系統(tǒng)。九十年代，用于個人身份鑒定的自動 指紋識別系統(tǒng) 得到開發(fā)和應用。 由于每次捺印的方位不完全一樣，著力點不同會帶來不同程度的變形，又存在大量模糊指紋，如何正確提取特征和實現(xiàn)正確匹配，是 指紋識別技術 的關鍵。指紋識別技術涉及圖像處 理、模式識別、計算機視覺、數(shù)學形態(tài)學、小波分析等眾多學科 。 指紋識別的發(fā)展 隨著科技的進步，指紋識別技術已經開始慢慢進入計算機世界中。目前許多公司和研究機構都在指紋識別技術領域取得了很大突破性進展，推出許多指紋識別與傳統(tǒng) IT技術完美結合的應用產品，這些產品已經被越來越多的用戶所認可。指紋識別技術多用 第 4 頁 于對安全性要求比較高的商務領域，而在商務移動辦公領域頗具建樹的富士通、三星及IBM 等國際知名品牌都擁有技術與應用較為成熟的