指纹识别原理_IC及模组介绍
指纹识别原理及模组工艺
概述
指纹识别的背景知识
我们手掌及其手指、脚、脚趾内侧表面的皮肤凸凹不平产生的纹路会形成各种各样的图案。这些纹路的存在增加了皮肤表面的摩擦力，使得我们能够用手来抓起重物。人们也注意到，包括指纹在内的这些皮肤的纹路在图案、断点和交叉点上各不相同，也就是说，是唯一的。依靠这种唯一性，我们就可以把一个人同他的指纹对应起来，通过对他的指纹和预先保存的指纹进行比较，就可以验证他的真实身份。这种依靠人体的身体特征来进行身份验证的技术称为生物识别技术，指纹识别是生物识别技术的一种。
目前，从实用的角度看，指纹识别技术是优于其他生物识别技术的身份鉴别方法。这是因为指纹各不相同、终生基本不变的特点已经得到公认。
最早的指纹识别系统应用与警方的犯罪嫌疑人的侦破，已经有30多年的历史，这为指纹身份识别的研究和实践打下了良好的技术基础。特别是现在的指纹识别系统已达到操作方便、准确可靠、价格适中的阶段，正快速的应用于民用市场。
指纹识别系统通过特殊的光电转换设备和计算机图像处理技术，对活体指纹进行采集、分析和比对，可以迅速、准确地鉴别出个人身份。
系统一般主要包括对指纹图像采集、指纹图像处理、特征提取、特征值的比对与匹配等过程。现代电子集成制造技术使得指纹图像读取和处理设备小型化，同时飞速发展的个人计算机运算速度提供了在微机甚至单片机上可以进行指纹比对运算的可能，而优秀的指纹处理和比对算法保证了识别结果的准确性。指纹自动识别技术正在从科幻小说和好莱坞电影中走入我们实际生活中，就在今天，您不必随身携带那一串钥匙，只需手指一按，门就会打开；也不必记住那烦人的密码，利用指纹就可以提款、计算机登录等等。指纹识别技术主要涉及四个功能：读取指纹图像、提取特征、保存数据和比对。
在一开始，通过指纹读取设备读取到人体指纹的图像，取到指纹图像之后，要对原始图像进行初步的处理，使之更清晰。
接下来，指纹辨识软件建立指纹的数字表示——特征数据，一种单方向的转换，可以从指纹转换成特征数据但不能从特征数据转换成为指纹，而两枚不同的指纹不会产生相同的特征数据。软件从指纹上找到被称为“节点”（minutiae）的数据点，也就是那些指纹纹路的分叉、终止或打圈处的坐标位置，这些点同时具有七种以上的唯一性特征。因为通常手指上平均具有70个节点，所以这种方法会产生大约490个数据。有的算法把节点和方向信息组合产生了更多的数据，这些方向信息表明了各个节点之间的关系，也有的算法还处理整幅指纹图像。总之，这些数据，通常称为模板，保存为1K大小的记录。无论它们是怎样组成的，至今仍然没有一种模板的标准，也没有一种公布的抽象算法，而是各个厂商自行其是。
最后，通过计算机模糊比较的方法，把两个指纹的模板进行比较，计算出它们的相似程度，最终得到两个指纹的匹配结果。
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指纹识别技术分类：
光学传感器识别
光学取像设备有最悠久的历史，可以追溯到20世纪70年代。依据的是光的全反射原理(FTIR)。光线照到压有指纹的玻璃表面，反射光线由CCD 去获得，反射光的数量依赖于压在玻璃表面指纹的嵴和峪的深度和皮肤与玻璃间的油脂。光线经玻璃射到峪后(指纹线之间的凹陷部分)反射到CCD—呈现白色，而射到嵴后则不反射到CCD，图像呈现黑色(确切的是脊上的液体、油脂影响光线的反射路径)。
光学指纹采集技术有明显的优点：价格低廉。缺点：由于要求足够长的光程，因此要求足够大的尺寸，而且过分干燥和过分油腻的手指识别效果差。
图表 1 光学识别原理示意图
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硅晶体电容传感器识别
半导体指纹传感器无论是电容式或是电感式，其原理类似，在一块集成有成千上万半导体器件的“平板”上，手指贴在其上与其构成了电容（电感）的另一面，由于手指平面凸凹不平，凸点处和凹点处接触平板的实际距离大小就不一样，形成的电容/电感数值也就不一样，设备根据这个原理将采集到的不同的数值汇总，就完成了指纹的采集。
应用晶体传感器是最近几年在市场上才出现的，尽管它在传奇文学作品中已经出现近20年。这些含有微型晶体的平面通过多种技术来绘制指纹图像。电容传感器通过电子度量被设计来捕捉指纹。电容设备能结合大约100,000导体金属阵列的传感器，其外面是绝缘的表面，当用户的手指放在上面时，皮肤组成了电容阵列的另一面。电容器的电容值由于金属间的距离而变化，这里指的是脊（近的）和谷（远的）之间的距离。压感式表面的顶层是具有弹性的压感介质材料，他们依照指纹的外表地形（凹凸）转化为相应的电子信号。
图表 2 光学识别(左)&电容识别(右)原理示意图
与光学设备多采用人工调整改善图像质量不同，电容传感器采用自动控制调节指纹图像像素以及指纹局部范围敏感程度，在不同环境下结合反馈信息生成高质量图像，由于提供了局部调整能力，即使对比度较差的图像(如手指压得松的区域)
也能被有效检测，并在捕捉瞬间为这些像素提高
灵敏度，生成高质量指纹图像。
优点：图像质量好、无畸形、尺寸小、易集成到其他设备中。其发出的电子信号将穿过手指的标称和死性皮肤层，达到手指皮肤的活体层(真皮层)，直接读取指纹图案，从而大大提高了系统的安全性。
生物射频指纹识别技术
生物射频指纹识别技术通过传感器本身发射出微量射频信号，穿透手指的表皮层去检测真皮层的纹路，来获得最佳的指纹图像。因此对干手指，汗手指，干手指等困难手指通过可高达99.5%，防伪指纹能力强，指纹敏感器的识别原理只对人的真皮皮肤有反应，从根本上杜绝了人造指纹的问题，宽温区：适合特别寒冷或特别酷热的地区。因为射频传感器产生高质量的图像，因此射频技术是最可靠，最有力有解决方案。除此之外，高质量图像还允许减小传感器，无需牺牲认证的可靠性，从而降低成本并使得射频传感器思想的应用到可移动和大小不受拘束的任何领域中。
射频敏感器：它的工作原理很特殊，由射频与敏感元件阵列组成，每一个成员实际上都是一个等效的小天线，它通过人的手指向皮肤内层（真皮层）深处传递电波。接受部分的元件对回传的电波相位进行解调，相位的差别反应了指纹纹理。从某种意义上讲，它的原理与雷达的工作原理相似，所以称为射频式指纹敏感器（RF sensor）。而且，它能自动调节内部电气参数来适应手指干湿程度、按手指压力、年龄、等因素的变化。基于它的工作原理，所采集到的指纹图像对应于手指内层具有生命的真皮指纹纹理，对手指表面的外层皮肤并不直接敏感，并对表面的一些脏物、油渍、灰尘等物质具有穿透能力，使它针对各种类型的手指在各种使用条件下都能采集到理想的图像，因此具有显著的优越性能。
超声波扫描识别
超声波指纹识别，是高通在2015移动世界大会上宣布的一项3D指纹技术。被认为是指纹取像技术中非常好的一类。很像光学扫描的激光，超声波扫描指纹的表面。紧接着，接收设备获取了其反射信号，测量他的范围，谷到脊的深度。不像光学扫描，积累在皮肤上的脏物和油脂对超声波获得的图像影响不大，所以这样的图像是实际脊地形（凹凸）的真实反映。
利用超声波具有穿透材料的能力，且随材料的不同产生大小不同的回波，利用皮肤与空气对于声波阻抗的差异，就可以区分指纹嵴和峪所在位置。
超声波技术所使用的超声波频率为 1x104Hz~1x109Hz，能量被控制在对人体无损的程度（与医学诊断的强度相同）。超声波技术产品能够达到最好的精度，它对手指和平面的清洁程度要求较低，但其采样时间会明显长于其他几类产品，而且价格昂贵，也并不能做到活体指纹识别，所以目前使用稀少。
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指纹识别应用背景：
指纹等生物识别技术可弥补传统的安全认证方法，提供了一个很好的解决方案。可用指纹等生物特征提高安全性的领域举例： 涉密系统，提供高度安全防范措施
针对大规模人群身份鉴别技术
网络、数据库和关键文件等的安全控制
机密计算机的登录认证
银行ATM,POS终端等的安全认证
手机、平板、PC等使用认证等
移动支付
安全门禁、门锁
指纹应用趋势：手机和平板
屏幕解锁 -更安全快捷
特殊应用程序访问许可–防止他人或打开你的特殊应用程序
数据和文件安全访问–防止他人访问你的手机数据
移动支付–更快捷的完成安全支付
应用程序快捷方式–给每个手指赋予不同的指令
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指纹库特征数据特征匹配
指纹识别的采集方式
不管采用什么采集技术，从用户角度用到的就两种录入方式：按压式与滑动式。
1、滑动式
将手指从传感器上划过，系统就能获得整个手指的指纹。手指按压上去时，无法一次性采集到完整图像。在采集时需要手指划过采集表面，对手指划过时采集到的每一块指纹图像进行快照，这些快照再进行拼接，才能形成完整的指纹图像。
滑动式的优点是成本低、易集成，可采集大面积的图像，应用传统的特征点算法，但缺点是需要客户有一个连贯规范动作采集图像，体验效果比较差，在之前的应用推广中不太成功。
2、按压式
手指平放在设备上以便获取指纹图像。一般为了获得整个手指的指纹，必须使用比手指更大的传感器，整个手指同时按压在传感器之上。按压式的优点是客户体验好，只用一次按压就可以采集图像，与符合用户的行为习惯。缺点是：成本高，集成难度大，一次采集图像面积相对较小，没有足够的特征点，需要用复杂的图像比对算法进行识别。
很明显，在用户角度来说，按压式最简单、最方便，以后越来越多的移动设备都将采用按压式指纹识别方案。
指纹识别工作原理
目前的指纹识别算法主要从总体特征Pattern和局部特征Minutia这两个方面入手分辨指纹。
指纹的总体特征，
总体特征指那些用人眼直接就可以观察到的特征。包括指纹纹形、模式区、核心点（或者称为中心点）、三角点（或者称为Delta点）和嵴密度（或者称为纹密度）。
基本指纹纹形：包括环形（Loop，又称斗形），弓形（Arch）和螺旋形（Whorl）。其他的指纹图案都基于这3中基本图案。这个就是指纹图案的形状基本就这三类 60%人是whorl, 35%是loop, 5%是arch
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仅依靠图案类型来分辨指纹是远远不够的，这只是一个粗略的分类，但通过分类使得大数据中搜寻比对指纹更为方便。 模式区（Pattern Area ）：是指指纹上包括了总体特征的区域，即从模式区就能够分辨出指纹是属于哪一种类型的。 核心点（Core Point ）：位于指纹纹路的渐进中心，它用于读取指纹和比对指纹时的参考点。
指纹的局部特征
指纹的局部特征是指单个特征点的特征描述，一般用类型、水平位置（x ）、垂直位置（y ）、方向、曲率、质量等六个要素来描述。 类型是指纹特征点的分类。目前比较通用的分法是分为六类，分别是： 终结点（Ending ）：一条纹路在此终结 分叉点（Bifurcation ）：一条纹路在此分开成为两条或者更多的纹路。 分歧点（RidgeDivergence ）：两条平行的纹路再次分开。 孤立点（DotorIsland ）：一条特别短（短的和点无法区分）的纹路 环点（Enclosure ）：一条纹路分开两条之后，有合并成为一条，形成的一个小环
短纹（ShortRidge ）：一条较短短（但可以和点进行区分）的纹路
图表 4 指纹算法-总体特征
图表 5 指纹识别总体特征
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其中，值得注意的是，我们的手指大约有60~125个特征点。
多少个特征决定是一个人的指纹，每个国家标准都不一样，英国16个、澳大利亚、美国(多数国家)12个、中国印度只要8个、 这些点在指纹中的出现概率并不相当，出现概率最大的是短纹60.6%，其次是分叉点，出现概率为22.6%。
模组结构、生产工艺
指纹识别盖板分类：蓝宝石、涂覆式(Coating)、玻璃、陶瓷
成本和性能方面：
蓝宝石方案硬度高，耐腐蚀，但存在成本较高，抗摔能力不强的弱点，
涂覆式背面指纹识别方案由于涂层硬度不高，存在容易磨损和受汗水腐蚀等缺点，采用该方案的手机，使用一段时间后难免会有各种划痕出现。
外观方面：
涂覆指纹识别方案常用在手机的背面，且质感稍差，较容易破坏背面的整体美观。而蓝宝石盖板按压式指纹识别方案应用在手机的正面，将指纹放在正面不仅可以让手机的背面更为美观，同时更符合用户的使用习惯和审美。
综上所述，正面指纹识别更受用户欢迎，但蓝宝石盖板材料价格高，穿透性较差，适用蓝宝石指纹识别芯片价格高，同时由于其韧性稍差，厚度最薄只能做到0.175mm，因此市面上又出现了氧化锆陶瓷和钢化玻璃两种蓝宝石盖板替代材料。
钢化玻璃具备制作工艺简单，成本低等优点，但硬度远不及蓝宝石，容易被被更高硬度的细小灰尘磨花，介电常数、抗弯强度也较差，厚度无法进一步做薄(目前最薄厚度为0.175mm)，影响识别速度，不能算是理想的蓝宝石替代材料。
氧化锆陶瓷材料介电常数是蓝宝石的 3 倍，此特性使指纹识别更灵敏，成功率更高，又由于韧性高于蓝宝石3倍以上，氧化锆保护层在保证抗摔强度下，目前最薄量产厚度低至0.1mm，而如果厚度做到和蓝宝石相同时，此时强度、抗摔性将显著优于蓝宝石。更重要的是，氧化锆的总成本却只有蓝宝石的 1/4，是替代蓝宝石高性价比方案。
目前手机指纹识别方案主流还是背面Coating（镀膜）方式和前置盖板方式两种方案。
背面Coating（镀膜）方式出货量大，基本各个供应商都能支持。但前置盖板方式的指纹传感器，能够量产的供应商却寥寥可数(汇顶算是少数中的一家)。究其原因，Coating方案的ID设计和硬件实现比较容易，产业链上下游也比较容易配合；二是要想实现前置玻璃盖板，技术方面必须克服玻璃厚度带来的信噪比难题。
前置盖板的指纹传感器需要置放在玻璃材料之下，才能和玻璃屏幕和谐一致，这样就不可避免要求指纹传感器信号能很好地穿透玻璃盖板。而玻璃盖板的厚度是希望越厚越好，因为越厚的玻璃，成本更低，加工损耗更小，强度和可靠性更高。所以，能解决多厚的玻璃盖板信号穿透和识别，是指纹芯片行业的一个关键技术指标。目前市场上，能够支持厚玻璃盖板的指纹芯片少之又少，尤其穿透厚玻璃盖板（200微米-400微米甚至更厚）的指纹芯片开发，主要难度在于：
1）模拟电路的收发功率，需要做到足够大；
2）信噪比压制，需要比Coating方案提高至少两个数量级；
3）指纹图像由于信号减弱和在空间中的混叠带来非常明显的损失，需要通过算法进行弥补，而算法的设计和开发，本身又是另外一个领域，鲜有芯片设计公司拥有强大的后端算法开发能力；
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4）为了弥补玻璃厚度带来的影响，封装工艺需要进行针对性的调整，成本，良率和产能都是个大考验。指纹识别模组结构叠层 ---盖板方案
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指纹识别模组结构叠层 ---coating方案
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指纹识别模组生产工艺流程 ---coating方案
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指纹识别模组生产工艺流程 ---盖板方案
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全球手机指纹识别IC厂商：
1.AuthenTec
简介：AuthenTec是世界领先的PC、无线设备以及访问控制市场指纹认证传感器和解决方案的提供商。
借助公司的TruePrint专利技术，AuthenTec产品能够读取皮肤表层下的活动层（人的指纹真正所在之处），实现极其精确可靠的指纹成像。这种皮下读取方式使AuthenTec传感器能够应对常见的皮肤表面状况，随时随地真正地读取所有指纹。凭借TruePrint，AuthenTec 生产出市面上最小的传感器，其安全性、隐私性和便利性却绝不逊色于更大型传感器。2012年7月27日，苹果以3.56亿美元收购 AuthenTec。
现状：全球最大的感应性指纹识别传感器最大供应商，产品仅应用在苹果产品中，不向同行业（手机、平板等消费电子产品）提供技术和产品。目前iPhone 5S、iphone6等采用基于电容和无线射频的半导体传感器，与iPhone手机Home键结合，最上层为蓝宝石盖板。由台积电完成晶圆代工——台湾精材、晶方科技完成晶圆级封装——日月光负责后续封装与测试以及SiP模组制作。
客户：苹果收购以后，其指纹识别产品在手机、平板领域仅向苹果提供。不再向同行业提供，不过对于银行安全、管理系统等可以提供。
2.Synaptics新思（Validity）：
简介：Synaptics总部在美国，成立于1986年。全球领先的移动计算、通信和娱乐设备人机界面交互开发解决方案设计制造公司。2013年10月，Synaptics公司以
2.55亿美元的价格收购了生物ID识别公司Validity，正式宣布进军指纹识别领域。
现状：目前Synaptics滑动式与按压式都有，采用有源电容式硅成像传感器。三星与HTC采用其产品。对于公司未来技术发展方向，今年初 Synaptics公司高管称，正在计划推出的指纹传感器产品，并不会像苹果iPhone那样只能在Home键上识别，而是将其隐藏在Android或 Windows Phone系统手机的玻璃面板屏幕下方。
由台湾南茂和泰林负责系统封装与测试。
客户：Synaptics的客户最大是三星，主要产品有三星Galaxy S5 等，与手机Home键结合，滑动式方案。此外，HTC One Max也采用Synaptics，置于与手机后盖，也是滑动式方案。
3.Fingerprint Cards AB（FPC）
简介：指纹卡公司（FPC）总部在瑞典哥德堡，并在纳斯达克上市(FING B)。致力于开发、生产和销售生物识别元件和技术，帮助通过分析和比对个人独特的指纹确认用户的身份。
现状：曾推出全球首个面向使用安卓（Android）的智能手机和平板电脑的电容式触摸指纹传感器 FPC1020。FPC指纹传感器采用了自己独特的HSPA(高灵敏度像素放大器)技术，允许传感器每个像素单元能检测到非常微弱的信号）。目前已见方案最多的厂商，早起合作包括金立、vivo等，近期与华为合作mate 7 是最新产品。特
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点是技术成熟，合作伙伴多。由中芯国际等提供封装技术支持。目前FPC的势头非常火热，但它的传感器价格也不低。
客户： FPC目前客户较多，说明方案成熟，目前有泛泰、富士通、金立、康佳、华为、VIVO 等都采用其技术。
三种方案： 1.与手机Home键结合，滑动式。典型例子“康佳凡高V981”。
2.置于手机后盖，滑动式。典型例子“泛泰 Vega LTE-A”、“vivo xplay 3S”、“金立 T1”。
3.置于手机后盖，按压式。典型例子“华为Mate 7”。
4.CrucialTec
简介：CrucialTec韩国企业，世界最大光学触控键生产商。
现状： CrucialTe总裁宣布，公司成功研究出一种全新的玻璃陶瓷材料可以应用于指纹传感器。这种新材料其耐用性是现有高强度玻璃陶瓷材料的两倍，达到8H硬度，接近蓝宝石玻璃的9H硬度，但是价格要低很多，另外一大优点是能做到只有蓝宝石玻璃层十分之一薄。
客户：三星、LG
5.IDEX
简介：IDEX是一家挪威的专门从事指纹识别和成像技术的生物识别科技公司。成立于1996年。2013年公司在美国开设了两间办事处，分别位于加州硅谷和波士顿马萨诸塞。Idex主要为身份证、银行卡、门禁控制和移动设备提供指纹传感器，生物识别软件以及其它安全解决方案。
现状：拥有滑动式电容传感器专利，其产品已经广泛使用在门禁、信息安全等领域，暂未了解到智能手机案例。
客户：暂未了解到智能手机或平板案例。
6.Goodix汇顶科技
简介：汇顶科技成立于2002年，2006年开始进军触控行业。视MTK唯一战略合作伙伴，两者关系密切，MTK战略投资汇顶。
现状：汇顶是目前大陆指纹识别方案公司唯一有样机公开的公司。今年连续发布两套方案。2014年 5月15日，正式对外推出适用于移动设备的触摸式指纹识别芯片。采用按压式蓝宝石方案（与iphone 5S 基本一致），基于电容触摸的原理。消息称，封装伙伴硕贝德或长电科技。2014 年9月12日，发布指纹识别与触控一体化技术--IFS。它有别于传统的模块式指纹传感器，手机厂商无需在手机前面板或者后壳上开孔放入指纹传感器模块，而是将指纹传感器隐藏于TP面板之下，该技术并不改变手机原有设计的ID风格，也无需改变用户使用习惯。从开发原理上看，IFS技术既可支持玻璃面板，又可支持蓝宝石面板。汇顶IFS技术方案样机，Home键完好，指纹识别置于下方
客户：据悉，汇顶目前与国内主流手机厂商都有接触。魅族MX4 Pro 采用汇顶，蓝宝石按压式指纹识别方案。
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7.敦泰
简介：敦泰于2005年由数名来自美国硅谷IC业界的资深华人专家在美国注册成立，并于2006年迁址回亚洲，在深圳及台湾设立了研发及工程服务中心。 2007年开始投入并逐渐全面专注于电容式触摸屏控制芯片的设计研发、制造及销售，是一家具有全球影响力的华人IC设计公司。
现状：据敦泰高管介绍，敦泰的指纹识别采用基于软件无线电的高灵敏检测技术，与AuthenTec，FPC，Validity等芯片原理不同，敦泰采用了大量通信领域信道技术，完全不同的原理，更好的性能，也不存在相关行业的专利问题。目前滑动式和按压式的系列产品样品，正确明年初量产。
客户：国内2线品牌有在使用。
8.思立微
简介：上海思立微电子科技有限公司，位于上海浦东张江高科技园区，由多名硅谷归国高级技术及管理人员组成核心团队，于2010年10月创立。专注于多点电容触控IC芯片的研发和销售。
现状： 2014年5月份发布国内首颗按压式指纹识别芯片GSL6162。这颗芯片是主动电容形式实现，能支持蓝宝石和镀膜两种方案，而且通过提供整体解决方案，便于下游方案商和终端厂商的导入。配合Home按键使用。
客户：国内2线品牌有在使用。
9.迈瑞微电子
简介及现状：在指纹门锁市场商用化获得成功，采用该架构的指纹芯片成功经验，结合按压式与滑动式的不同特点，在手机指纹技术上，创新设计了采样滑动比对按压复合式技术。应用于手机的指纹芯片即将推出小批量试产。
客户：暂未了解到智能手机或平板案例。
10.比亚迪
简介及现状：比亚迪进入指纹识别领域的消息是去年12月曝光的，当时比亚迪高管给出的信息为：“预计在明年5、6月份可以上市，当然也不排除时间会提前。”但是，目前手机中国联盟并没有找到更多产品信息。
11.神盾
简介：台湾公司，专注于电容式指纹识别传感器IC设计、研发、测试及销售业务，同时拥有IC设计技术与系统设计技术研发团队，包含晶圆制程与封装技术的设计能力。三星Note5搭载的是神盾的指纹识别方案。
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12.费恩格尔
简介：成都费恩格尔微电子技术有限公司（下称“费恩格尔”）是一家以指纹识别传感器芯片、模组、算法及系统产品为主营方向的集成电路芯片设计公司，产品应用于手机、平板、门锁、考勤、银行等领域。手机行业内还不太出名，不过号称其所推广的指纹识别产品具有超高性价比。
客户：暂未了解到智能手机或平板案例
13.义隆电子 Elan
简介：成立于1994的义隆电子是台湾一家IC设计公司，主要以研发和营销集成电路产品为主。2001年9月，义隆电子在台湾集中市场挂牌上市。义隆电子的指纹识别芯片布局于2014年正式启动，目前还处于起步阶段，与三赢兴有些合作。
全球手机指纹识别模组厂商
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欧菲光FPC、汇顶coating/盖板CrucialTec FPC coating
信利光电思立微、汇顶盖板
凯尔光电汇顶、思立微coating/盖板Dreamtech FPC coating
合力泰思立微、汇顶coating/盖板Parton 新思coating
三赢兴思立微、汇顶coating
华天科技迈瑞微、汇顶coating/盖板凯木金汇顶、思立微coating
盛泰影像汇顶、思立微coating
立德汇顶coating
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自动指纹识别技术的发展及应用
自动指纹识别技术的发展及应用 随着计算机技术的发展，人们对计算机的安全问题方面的要求也在不断提高。计算机安全问题直接关系到了我国当代社会的稳定发展，而自动指纹识别技术作为一种较为先进的应用技术，有着较高的可行性和应用型性，在计算机中利用自动指纹识别技术可以有效地提高计算机的安全性，文章就自动指纹识别技术的发展及应用进行了相关的分析。 标签：自动指纹识别技术；发展；应用 引言 随着现代科技的进步与发展，自动指纹识别技术在当前社会得到了广泛应用，它不仅为公安机关案件的侦破提供了帮助，同时也满足了社会发展的需要。在这个网络化的时代下，以计算机为核心技术的网络系统已经得到了广泛的应用，利用自动指纹识别技术可以提高计算机网络的安全性，为计算机网络用户的利益提供保障。 1 指纹识别技术概述 自动指纹识别技术是集计算机、网络、光电技术、图像处理、数据库技术等于一体的综合指纹认证技术。指纹作为一个人特有的一种特征，每个人的指纹在图案、断点和交叉点上各不相同，根据指纹的唯一性和特定性可以对一个人的身份进行验证。而指纹识别技术就是把一个人同他的指纹对应起来，通过比较他的指纹和预先保存的指纹进行比较，进而确定他的身份。自动指纹识别包括了指纹图像获取、处理、特征提取以及对比等多个环节，通过现金的指纹采集仪器可以获得较为清晰的活体指纹图像。在自动指纹识别系统中，采用了独特的容错技术，既是指纹识别系统获取的指纹是不完整的指纹，它也可以提高指纹认证的可靠性。伴随着现代科技的不断发展，指纹识别技术已经进入到我们的日常生活中并产生了较大影响。 2 自动指纹识别技术发展现状 在以往的指纹识别中，指纹识别很容易受多种因素的影响，如脏手指、疤痕等，进而影响到指纹质量，给指纹识别带来一定的困难。自动指纹识别技术是通过计算机实现的身份识别手段，也是当今应用最为广泛的生物特征识别技术[1]。伴随着计算机技术的发展，指纹识别技术逐渐进入到计算机世界中。许多公司和研究机构也在自动指纹识别技术领域中取得了较为可观的成就，推出了一系列以自动指纹识别技术为核心的应用产品，且这些产品深受大众的认可，为公安机关案件的侦破、为企业的发展、为个人的隐私都提供了极大的保障。近年来，随着晶体半导体指纹录入芯片的诞生，使得指纹识别技术从单一的司法应用扩展到民用。在这个科技不断创新的时代，自动指纹识别技术也越来越先进，以硅技术、超声波技术、光学技术为载体的指纹识别系统的应用也越来越广泛了。
(完整版)第二章指纹识别的原理和方法
第二章指纹识别的原理和方法 指纹识别的采集及其参数[15] 指纹具有惟一性（随身携带、难以复制、人人不同、指指相异）。根据指纹学理论，将两人指纹分别匹配上12个特征时的相同几率仅为1/1050。指纹还具有终身基本不变的相对稳定性。指纹在胎儿六个月时已完全形成，随着年龄的增长，尽管人的指纹在外形大小、纹线粗细上会有变化，局部纹线之间也可能出现新细线特征，但从总体上看，同一手指的指纹纹线类型、细节特征的总体布局等无明显变化。指纹的这些特点为身份鉴定提供了客观依据。 指纹识别过程可以分为4个步骤：采集指纹图像、提取特征、保存数据和比对。通过指纹读取设备读取到人体指纹的图像,取到指纹图像之后，要对原始图像进行初步的处理，使之更清晰。指纹辨识软件建立指纹的数字表示特征数据，软件从指纹上找到被称为“节点”（minutiae）的特征点，这些数据(通常称为模板)，保存为1K大小的记录。最后，通过计算机模糊比较的方法，把两个指纹的模板进行比较，计算出它们的相似程度，最终得到两个指纹的匹配结果。 2.2.1指纹图像的采集[16][17][18] 指纹采集模式主要分为“离线式”和“在线式”两种。所谓“离线式”就是指在指纹采集时，利用某些中间介质（如油墨和纸张）来获取指纹图像，在通过一定的技术手段将图像数字化输入计算机，它属于非实时采集。目前“离线式”采集方式在大多数场合已经消失。所谓“在线式”是通过与计算机联机的先进指纹传感器的专用指纹采集设备，将真实的人体指纹直接变成数字图像数据，实时传输给计算机。 基于指纹传感器的“在线式”实时采集设备以其操作简单、实时性强、采集效率高、图像质量好等优点，广泛应用于自动指纹识别领域。 指纹传感器是采集指纹的装置,是一切自动指纹识别系统的必备设备,从原理上,目前见到的指纹传感器分下面3类： (1)光学录入
指纹识别模块程序及原理图
程序： #include
uchar code ri[]={"日"}; uchar code xinqi[]={"星期"}; uchar code mao=0x3a; unsigned char code text1[]={" 请按指纹"}; unsigned char code text2[]={" 请再次按指纹"}; unsigned char code text3[]={" 指纹采集成功"}; unsigned char code text4[]={"请按任意键继续"}; unsigned char code text5[]={" 指纹采集失败"}; unsigned char code text6[]={"输入删去的指纹号"}; unsigned char code text7[]={" 删指纹号成功"}; unsigned char code text8[]={"按键一：增加指纹"}; unsigned char code text9[]={"按键二：删去指纹"}; unsigned char code text10[]={" 请重新按指纹"}; unsigned char code text11[]={"清空指纹库成功"}; unsigned char code text12[]={" 没搜索到指纹"}; unsigned char code text13[]={"请先按键再刷指纹"}; unsigned char code text14[]={" 请重新操作"}; unsigned char code text15[]={" 删去失败"}; unsigned char code text16[]={" 接收包出错"}; unsigned char code text17[]={" 编号为："}; unsigned char code text18[]={"指纹已找到请进"}; unsigned char code text19[]={" 该指纹已存储"}; unsigned char code text20[]={" 请输入密码"}; unsigned char code text21[]={" 密码错误"}; unsigned char code text22[]={"按键三：更新密码"}; // @@@ unsigned char code text23[]={"请再次输入密码"}; unsigned char code text24[]={"两次输入的密码不"}; unsigned char code text25[]={"一致，请重新操作"}; unsigned char code text26[]={" 密码更新成功"}; 另外： void delay(uint tt) { uchar i; while(tt--) { for(i=0;i<125;i++); } } void initialize51() {
指纹识别系统
指纹识别系统 1.1 指纹识别系统原理 指纹识别系统的组成原理。如图1-1所示。图中的学习模块负责采集用户指纹数据，对指纹图像进行预处理，提取这些指纹的特征，作为将来的比对模板存人数据库。而识别模块则负责采集和处理指纹图像，在提取特征后与数据库中的指纹模板进行比对，然后判断是否匹配．得出结论。整个系统的核心就是图像处理、特征提取以及指纹比对。 图1-1 1.2 指纹采集与指纹图像处理方法 目前，主要的指纹采集方法有两种：一种是光学采集器；另一种是用半导体传感器。光学采集器采集指纹是通过把手指沾上油墨后按在白纸上，然后用摄像机把图像转换为电信号。光学采集受外界干扰小、采集精度较高，但是数据量较大，因此处理时问较长。而对于半导体传感器来说，手指的温度、湿度对其测量结果有影响，但是数据量不大，处理比较方便。随着半导体技术的发展，半导体传感器的成本低、体积小、方便集成等优点逐步体现，它已逐步代替光学采集器。指纹鉴定过程的第一个阶段是指纹图像的采集阶段，也就是指纹模板的录A阶段。为了初步确定图像预处理方法，我们必须首先了解指纹传感器获得的图像的尺寸和质量。根据不同的指纹传感器，我们设计不同的方案进行图像采集，并将从各个图中提出特征点储存到数据库中，来产生“活模板”，为后面的指纹鉴定做准备。 指纹图像处理是整个指纹识别过程的核心。常见的指纹图像处理包括滤波增强、二值化、细化、提取特征点四个步骤。在采集指纹图像的过程中，由于采集环境，皮肤表面的性质，采集设备的差异等各种因素的影响，采集的图像会不同程度的受到各种噪声的干扰，从而影响了采集图像的质量。所以实际的指纹图像首先通过一个滤波增强来改善图像的质量，恢复
指纹识别的原理和方法
指纹识别的原理和方法 一、概述 指纹识别的背景知识 我们手掌及其手指、脚、脚趾内侧表面的皮肤凸凹不平产生的纹路会形成各种各样的图案。这些纹路的存在增加了皮肤表面的摩擦力，使得我们能够用手来抓起重物。人们也注意到，包括指纹在内的这些皮肤的纹路在图案、断点和交叉点上各不相同，也就是说，是唯一的。依靠这种唯一性，我们就可以把一个人同他的指纹对应起来，通过对他的指纹和预先保存的指纹进行比较，就可以验证他的真实身份。这种依靠人体的身体特征来进行身份验证的技术称为生物识别技术，指纹识别是生物识别技术的一种。 目前，从实用的角度看，指纹识别技术是优于其他生物识别技术的身份鉴别方法。这是因为指纹各不相同、终生基本不变的特点已经得到公认。 最早的指纹识别系统应用与警方的犯罪嫌疑人的侦破，已经有30多年的历史，这为指纹身份识别的研究和实践打下了良好的技术基础。特别是现在的指纹识别系统已达到操作方便、准确可靠、价格适中的阶段，正快速的应用于民用市场。 指纹识别系统通过特殊的光电转换设备和计算机图像处理技术，对活体指纹进行采集、分析和比对，可以迅速、准确地鉴别出个人身份。 系统一般主要包括对指纹图像采集、指纹图像处理、特征提取、特征值的比对与匹配等过程。现代电子集成制造技术使得指纹图像读取和处理设备小型化，同时飞速发展的个人计算机运算速度提供了在微机甚至单片机上可以进行指纹比对运算的可能，而优秀的指纹处理和比对算法保证了识别结果的准确性。 指纹自动识别技术正在从科幻小说和好莱坞电影中走入我们实际生活中，就在今天，您不必随身携带那一串钥匙，只需手指一按，门就会打开；也不必记住那烦人的密码，利用指纹就可以提款、计算机登录等等。 指纹识别技术主要涉及四个功能：读取指纹图像、提取特征、保存数据和比对。 在一开始，通过指纹读取设备读取到人体指纹的图像，取到指纹图像之后，要对原始图像进行初步的处理，使之更清晰。 接下来，指纹辨识软件建立指纹的数字表示——特征数据，一种单方向的转换，可以从指纹转换成特征数据但不能从特征数据转换成为指纹，而两枚不同的指纹不会产生相同的特征数据。软件从指纹上找到被称为―节点‖（minutiae）的数据点，也就是那些指纹纹路的分叉、终止或打圈处的坐标位置，这些点同时具有七种以上的唯一性特征。因为通常手指上平均具有70个节点，所以这种方法会产生大约490个数据。 有的算法把节点和方向信息组合产生了更多的数据，这些方向信息表明了各个节点之间的关系，也有的算法还处理整幅指纹图像。总之，这些数据，通常称为模板，保存为1K大小的记录。无论它们是怎样组成的，至今仍然没一流种模板的标准，也没一流种公布的抽象算法，而是各个厂商自行其是。 最后，通过计算机模糊比较的方法，把两个指纹的模板进行比较，计算出它们的相似程度，最终得到两个指纹的匹配结果。 指纹识别的原理和方法 二. 取得指纹图象 1.取象设备原理 取像设备分成两类：光学、硅晶体传感器和其他。
指纹识别系统(文献综述)
指纹识别方法的综述 摘 要: 对在指纹的预处理和特征提取、指纹分类、指纹的匹配过程中的方向图、滤波器、神经网络等关 键性原理和技术做了详细的说明,并对在各个过程中用到的方法做了进一步的比较,讨论了各种方法的优越性。 0 引 言 自动指纹识别是上世纪六十年代兴起的,利用计算机取代人工来进行指纹识别的一种方法。近年 来,随着计算机技术的飞速发展,低价位指纹采集仪的出现以及高可靠算法的实现,更使得自动指纹识 别技术越来越多地进入到人们的生活和工作中,自动指纹识别系统的研究和开发正在成为国内外学术 界和商业界的热点。相对于其他生物特征鉴别技术例如语音识别及虹膜识别,指纹识别具有许多独到 的优点,更重要的是它具有很高的实用性和可行性,已经被认为是一种理想的身份认证技术,有着十分 广泛的应用前景,是将来生物特征识别技术的主流。 1 指纹取像 图 1 是一个自动指纹识别系统AFIS(Automated Fingerprint Identification System) 的简单流程。 → → → ↓ ↑ ———— 将一个人的指纹采集下来输入计算机进行处理是指纹自动识别的首要步骤。指纹图像的获取主要利用设备取像,方便实用,比较适合AFIS 。利用设备取像的主要方法又利用光学设备、晶体传感器和超声波来进行。光学取像设备是根据光的全反射原理来设计的。晶体传感器取像是根据谷线和脊线皮肤与传感器之间距离不同而产生的电容不同来设计的。超声波设备取像也是采用光波来取像,但由于超声波波长较短,抗干扰能力较强,所以成像的质量非常好。 2 图像的预处理与特征提取 无论采取哪种方法提取指纹,总会给指纹图像带来各种噪声。预处理的目的就是去除图像中的噪 音,把它变成一幅清晰的点线图,以便于提取正确的指纹特征。预处理是指纹自动识别过程的第一步, 它的好坏直接影响着指纹识别的效果。常用的预处理与特征提取( Image Preprocessing and Feature Ex 2 t raction) 方法的主要步骤包括方向图计算、图像滤波、二值化、细化、提取特征和后处理。当然这些步骤 可以根据系统和应用的具体情况再进行适当变化。文献[ 1 ]提出了基于脊线跟踪的方法能够指纹取像 图像预处理 特征提取 指纹识别 数据库管理
指纹识别原理-IC及模组介绍(完整资料).doc
此文档下载后即可编辑 指纹识别原理及模组工艺 概述 指纹识别的背景知识 我们手掌及其手指、脚、脚趾内侧表面的皮肤凸凹不平产生的纹路会形成各种各样的图案。这些纹路的存在增加了皮肤表面的摩擦力，使得我们能够用手来抓起重物。人们也注意到，包括指纹在内的这些皮肤的纹路在图案、断点和交叉点上各不相同，也就是说，是唯一的。依靠这种唯一性，我们就可以把一个人同他的指纹对应起来，通过对他的指纹和预先保存的指纹进行比较，就可以验证他的真实身份。这种依靠人体的身体特征来进行身份验证的技术称为生物识别技术，指纹识别是生物识别技术的一种。 目前，从实用的角度看，指纹识别技术是优于其他生物识别技术的身份鉴别方法。这是因为指纹各不相同、终生基本不变的特点已经得到公认。 最早的指纹识别系统应用与警方的犯罪嫌疑人的侦破，已经有30多年的历史，这为指纹身份识别的研究和实践打下了良好的技术基础。特别是现在的指纹识别系统已达到操作方便、准确可靠、价格适中的阶段，正快速的应用于民用市场。 指纹识别系统通过特殊的光电转换设备和计算机图像处理技术，对活体指纹进行采集、分析和比对，可以迅速、准确地鉴别出个人身份。 系统一般主要包括对指纹图像采集、指纹图像处理、特征提取、特征值的比对与匹配等过程。现代电子集成制造技术使得指纹图像读取和处理设备小型化，同时飞速发展的个人计算机运算速度提供了在微机甚至单片机上可以进行指纹比对运算的可能，而优秀的指纹处理和比对算法保证了识别结果的准确性。指纹自动识别技术正在从科幻小说和好莱坞电影中走入我们实际生活中，就在今天，您不必随身携带那一串钥匙，只需手指一按，门就会打开；也不必记
基于指纹识别技术
华北水利水电大学研究生结课论文 基于指纹的识别技术 姓名 学号 专业 分数
摘要：随着信息时代的发展, 自动指纹识别技术已经广泛地应用于公安、海关、银行、网络安全等需要进行身份识别领域。本文概述了自动指纹识别系统的研究现状和指纹识别系统的算法流程，并在此基础上重点研究了指纹图像的分割算法和指纹图像细化算法。针对在指纹采集过程中存在着大量的低质量指纹图像，影响指纹识别系统的识别率的问题，本文对指纹图像的分割等预处理作了较为深入的研究，采用了均值方差的指纹图像分割算法，仿真结果表明，该方法有效的改善了指纹图像的质量。 关键词：指纹识别；均值方差；指纹细化 ABSTRACT：With the developments of the information age, automated fingerprint identification technology has been widely used in public security, customs, banking. This article outlines both the study status and algorithm process of a Automated Fingerprint Recognition System, and on this basis, focuses on the segmentation of fingerprint image and fingerprint image thinning algorithm to do the study. in the fingerprint collection process, there are existences of a large number of low-quality fingerprint images, affecting the identification rate of fingerprint recognition system problems. The paper focuses on fingerprint image segmentation which belongs to pre-research makes a more thorough study, putting forward a fingerprint image segmentation algorithm by used the mean and variance of the image. Calculating the mean and variance of each piece, and then if this result is almost close to 0 that it is regarded as the background. The area variance is not zero will use threshold segmentation algorithm. Keywords:fingerprint recognition; mean and variance; fingerprint refinement 1引言 1.1 研究的意义 科学技术的迅猛发展为人类的生产生活带来了极大的便利，大大地推动了现在社会的进步和发展。在网络化时代的今天，我们每个人都拥有大量的认证密码，比如开
指纹识别模块说明书
指纹识别模块实验 注：此说明书适用于EL-EMCU-I实验箱、EXP-89S51/52/53CPU板。 一、实验目的 掌握指纹模块的开发协议； 掌握16C550芯片的编程方法； 二、实验设备 计算机，KEIL UVISION2环境，EL-EMCU-I实验箱，直连串口电缆、交叉串口电缆(针对针)，导线，短接块。 三、基本原理 指纹识别模块采用MCU和PC两种控制方法，供用户灵活选用。其指纹模块采用深圳十指科技的TF-MD-M12开发模块，MCU端的外围电路由通过芯片16C550芯片进行并口到串口的转换，PC端的外围电路用MAX3232控制，模块的电源由实验箱上的接口插座提供。下面将具体介绍一下各部分的组成及其原理。 TF-MD-M12开发模块的功能特点： ◇先进的指纹识别算法（商业）； ◇高速算法，500人指纹只要0.43 秒； ◇1：N，1：1 比对（两种可选）； ◇用户可分多级权限管理（1、2、3）； ◇多级的安全级别自主设置，可更多应用于不同场所； ◇采用高精密的光学成像元件，识别准确； ◇体积小，电路只有：40*58mm，易于集成； ◇功能高度集成，存于DSP中，不用再加电路板； ◇标准接口协议，开发简单； ◇采用面光源，成像速度快； ◇内部采用高级数字处理器DSP，处理速度快； ◇识别率高，最高可达：0.00001% ； ◇稳定性好，四年不断升级和优化； ◇具低电压报警功能； ◇微功耗设计适于电池供电； ◇主板低频设计抗外部电磁干扰； ◇主要供外销厂家和集成商，开发和集成产品； ◇设计精巧适于嵌入指纹锁/小指纹门禁机/手持指纹识别设备； TF-MD-M12开发模块的主要性能指标： ◇电路板尺寸（mm）58×40
指纹识别技术的应用现状分析
指纹识别 指纹锁的定义 指纹锁属于新一代门锁安防的代表，是一种以人体指纹为识别载体的锁具，是指纹识别技术、电子技术及机械技术的完善结晶。一般来说，能够用指纹、密码、各种功能卡及备用的机械钥匙打开门的锁都可以称为指纹密码锁。 指纹密码锁与传统机械锁最大的区别在于：指纹密码锁利用生物类指纹识别技术于锁具之中，用“指纹”替代了过往用“钥匙”开门的方式。况且，由于人体指纹的唯一性与不可复制性，指纹锁成为目前最为安全与高档的锁具。 1、生物类指纹 狭义的生物类指纹是指我们手指末梢关节指面的凹凸纹路；广义的生物类指纹则包括了手掌纹、脚趾纹以及脚底纹在内。尽管指纹只是人体皮肤的一小部分。但是，它蕴涵大量的信息，这些纹路在图案、断点和交点上是各不相同的，在信息处理中将它们称作“特征”。 医学上已经证明这些特征对于每个手指都是不同的，而且这些特征具有唯一性和永久性，因此我们可以把一个人同他的指纹对应起来，通过比较他的指纹特征和预先保存的指纹特征，就可以验证他的真实身份。 2、生物类指纹识别技术 生物类指纹具有唯一性和稳定性的特点，根据这一特点，我们可以将人的生物类指纹预先保存起来，通过比较他（她）的生物类指纹和预先保存的生物类指纹，可以验证他（她）的真实身份，这就是生物类指纹识别技术。 3、自动指纹识别系统 自动指纹识别系统（Automatic Fingerprint Identification System，简称AFIS）通过特殊的光电转换设备和计算机图像处理技术，对活体指纹进行采集、分析和比对，可以自动、迅速、准确地鉴别出个人身份。 一般可以分成“离线部分”和“在线部分”两个部分。其中离线部分包括用指纹采集仪采集指纹、提取出细节点、将细节点保存到数据库中形成指纹模板库等主要步骤。在线部分包括用指纹采集仪采集指纹、提取出细节点、然后将这些细节点与保存在数据库中模板细节点进行匹配，判断输入细节点与模板细节点是否来自同一个手指的指纹。 采用先进的光电识别办法采集一个生物类指纹信息后，把它变成可以和已由计算机处理过的暗码相比对的代码。这些代码都经过加密处理，然后经独特的相关算法进行识别判断，在算法上有的采用的是一个生物类指纹的全部图案，而有的是生物类指纹的特殊细节。 4、生物类指纹门禁控制系统 生物类指纹门禁控制系统是用生物类指纹代替机械之类的传统门禁出入授权方式控制门禁通道人员出入的门禁安全控制系统。 5、指纹锁 指纹锁是利用生物类指纹自动识别原理，集光学、机械、电子及生物类指纹核心算法技术为一身的高科技产品。
指纹识别程序和原理图
#include
指纹识别技术原理及发展
指纹识别技术的基本原理 指纹其实是比较复杂的。与人工处理不同，许多生物识别技术公司并不直接存储指纹的图象。多年来在各个公司及其研究机构产生了许多数字化的算法（美国有关法律认为，指纹图象属于个人隐私，因此不能直接存储指纹图象）。但指纹识别算法最终都归结为在指纹图象上找到并比对指纹的特征。 指纹的特征 我们定义了指纹的两类特征来进行指纹的验证：总体特征和局部特征。总体特征是指那些用人眼直接就可以观察到的特征，包括： 环型（loop）, 弓型（arch）, 螺旋型（whorl）。其他的指纹图案都基于这三种基本图案。仅仅依靠图案类型来分辨指纹是远远不够的，这只是一个粗略的分类，但通过分类使得在大数据库中搜寻指纹更为方便 1、模式区（Pattern Area） 模式区是指指纹上包括了总体特征的区域，即从模式区就能够分辨出指纹是属于那一种类型的。有的指纹识别算法只使用模式区的数据。Aetex 的指纹识别算法使用了所取得的完整指纹而不仅仅是模式区进行分析和识别。
2、核心点（Core Point） 核心点位于指纹纹路的渐进中心，它用于读取指纹和比对指纹时的参考点。 3、三角点（Delta） 三角点位于从核心点开始的第一个分叉点或者断点、或者两条纹路会聚处、孤立点、折转处，或者指向这些奇异点。三角点提供了指纹纹路的计数和跟踪的开始之处。 4、式样线（Type Lines） 式样线是在指包围模式区的纹路线开始平行的地方所出现的交叉纹路，式样线通常很短就中断了，但它的外侧线开始连续延伸。 5、纹数（Ridge Count） 指模式区内指纹纹路的数量。在计算指纹的纹数时，一般先在连接核心点和三角点，这条连线与指纹纹路相交的数量即可认为是指纹的纹数。局部特征局部特征是指指纹上的节点。两枚指纹经常会具有相同的总体特征，但它们的局部特征——节点，却不可能完全相同。 6、节点（Minutia Points） 指纹纹路并不是连续的，平滑笔直的，而是经常出现中断、分叉或打折。这些断点、分叉点和转折点就称为“节点”。就是这些节点提供了指纹唯一性的确认信息。 指纹上的节点有四种不同特性：
基于单片机指纹识别系统设计
任务书 课程设计题目：指纹识别 功能简述： 1)根据所学的知识和能力，设计程序可以实现根据指纹的大小、形状等特征，识别出不同的指纹。 2)利用按键标志当前指纹识别的状态，例如录入状态，识别状态,清楚状态;利用液晶1602能够显示当前指纹识别的状态信息。 3)利用继电器，对当前信息的判断，例如提醒当前指纹识别错误;利用蜂鸣器和LED等提醒当前指纹识别是否正确
目录 第一章绪论…………………………………………………….. 1．1、指纹识别中的基本概念………………………………… 1.2 指纹识别的发展前景……………………………………… 1.3、指纹识别课题设计的内容与意义……………………….. 第二章方案选择……………………………………………… 2.1 系统原理图设计…………………………………………… 2.2方案说明……………………………………………………… 2.3 方案比较…………………………………………………… 2.4 方案选择………………………………………………………第三章硬件设计………………………………………………3．1 AT89C52单片机设计……………………………………… 3.2 电源电路设计……………………………………………… 3.3 按键控制部分电路………………………………………… 3.4 LED指示灯电路…………………………………………3.5 蜂鸣器电路………………………………………………3.6 指纹传感器模块………………………………………… 第四章软件程序设计…………………………………………. 4.1程序流程图…………………………………………………4.2程序…………………………………………………………. 第五章调试…………………………………………………… 5.1硬件调试……………………………………………………. 5.2软件调试……………………………………………………
指纹识别原理及其应用
指纹识别原理及其应用 1 指纹识别的原理和方法 1.1 指纹的特征与分类 指纹识别学是一门古老的学科，它是基于人体指纹特征的相对稳定与唯一这一统计学结果发展起来的。实际应用中，根据需求的不同，可以将人体的指纹特征分为：永久性特征、非永久性特征和生命特征[5]。 永久性特征包括细节特征（中心点、三角点、端点、叉点、桥接点等）和辅助特征（纹型、纹密度、纹曲率等元素），在人的一生中永不会改变，在手指前端的典型区域中最为明显，分布也最均匀[1]。细节特征是实现指纹精确比对的基础，而纹形特征、纹理特征等则是指纹分类及检索的重要依据。人类指纹的纹形特征根据其形态的不同通常可以分为“弓型、箕型、斗型”三大类型，以及“孤形、帐形、正箕形、反箕形、环形、螺形、囊形、双箕形和杂形”等9种形态[1]。纹理特征则是由平均纹密度、纹密度分布、平均纹曲率、纹曲率分布等纹理参数构成。纹理特征多用于计算机指纹识别算法的多维分类及检索。 非永久性特征由孤立点、短线、褶皱、疤痕以及由此造成的断点、叉点等元素构成的指纹特征，这类指纹有可能产生、愈合、发展甚至消失[1]。 指纹的生命特征与被测对象的生命存在与否密切相关。但它与人体生命现象的关系和规律仍有待进一步认识。目前它已经成为现代民用指纹识别应用中越来越受关注的热点之一。 1.2 指纹识别的原理和方法 指纹识别技术主要涉及四个功能：读取指纹图像、提取特征、保存数据和比对。通过指纹读取设备读取到人体指纹的图像，然后要对原始图像进行初步的处理，使之更清晰，再通过指纹辨识软件建立指纹的特征数据。软件从指纹上找到被称为“节点”（minutiae）的数据点，即指纹纹路的分叉、终止或打圈处的坐标位置，这些点同时具有七种以上的唯一性
指纹锁指纹识别技术的基本原理介绍
官网：https://www.360docs.net/doc/fb16449543.html, 指纹锁指纹识别技术的基本原理介绍 指纹锁的识别灵敏度是指纹锁产品性能和用户体验的重要指标之一，但现实生活中指纹锁识别指纹时总容易受到外接因素的影响。比如手指多汗，或指纹采集窗太潮湿会导致指纹锁识别失灵，这究竟是什么原因呢，英迪隆智能指纹锁为你简单解答一下。 指纹是人的手指正面皮肤上有规律排列却又不尽相同的纹线。指纹中的中断、分叉或转折而形成的点就是细节特征点，而这些细节特征点，就提供了指纹唯一性的确认信息。而指纹识别传感器就是通过记录指纹纹路的方向，并将其数字化，形成一个独一无二的钥匙，并以解锁。 目前指纹锁采集指纹的方式主要有两种，光学式和电容式。光学指纹头通过计算光线在指纹的沟和脊与采集窗的不同距离而获取指纹信息，当手指有汗渍或采集窗有水分，就会影响光线的传递与距离，导致所获取的指纹信息与原来储存的信息有误，因此指纹锁识别失灵。 而电容式指纹锁虽然比光学指纹锁更先进，但也存在受潮后识别失灵的情况。说起电容式指纹锁，其原理大家应该可以联想一下电容屏的工作原理，都是利用人体的电流感应进行工作的。 电容式指纹锁指纹识别传感器周边均镀上了狭长的电极，当手指按到指纹采集窗时，由于人体是一个电场，用户指纹纹路和传感器表面会形成一个耦合电容，对于高频电流来说，电容是直接导体，于是手指就会从接触点吸走一个很小的电流。这个电流分从周边的电极中流出，并且流经周边电极的电流与指纹到周边的距离成正比，控制器通过对电流比例的精确计算，得出触摸纹路相关数据。 简单来说就是用户的指纹摁到哪儿，哪儿就“通电”“漏电”了，传感器就有了反应了。所以，当手指有汗或者采集窗有水渍时，由于水是导电的，用户使用指纹识别时，电流就会被影响，所以上面的计算就不准了，自然识别失灵了。 因此，当指纹锁用户在首次录入指纹时，最好保持手指与指纹采集窗的干燥与干净，好录入正确干净的指纹;当用户使用指纹解锁时，擦干手指和采集窗就可以避免指纹锁失灵的情况。
指纹识别系统(文献综述)
指纹识别方法的综述 摘要 : 对在指纹的预处理和特征提取、指纹分类、指纹的匹配过程中的方向图、滤波器、神经网络等关 键性原理和技术做了详细的说明, 并对在各个过程中用到的方法做了进一步的比较, 讨论了各种方法的优越性。 0引言 自动指纹识别是上世纪六十年代兴起的,利用计算机取代人工来进行指纹识别的一种方法。 近年 来, 随着计算机技术的飞速发展,低价位指纹采集仪的出现以及高可靠算法的实现,更使得自动指纹识 别技术越来越多地进入到人们的生活和工作中, 自动指纹识别系统的研究和开发正在成为国 内外学术 界和商业界的热点。相对于其他生物特征鉴别技术例如语音识别及虹膜识别, 指纹识别具有许多独到 的优点 ,更重要的是它具有很高的实用性和可行性,已经被认为是一种理想的身份认证技术 有着十分 广泛的应用前景, 是将来生物特征识别技术的主流。 , 1指纹取像 图1 是一个自动指纹识别系统 AFIS(Automated Fingerprint Identification System)的简单流程。 指纹取像→ 图像预处理 → 特征提取 → 指纹识别 ↓↑ 数据库管理———— 将一个人的指纹采集下来输入计算机进行处理是指纹自动识别的首要步骤。指纹图像的获取主要利用设备取像,方便实用 , 比较适合 AFIS 。利用设备取像的主要方法又利用光学设备、晶 体传感器和超声波来进行。光学取像设备是根据光的全反射原理来设计的。晶体传感器取像是根据谷线和脊线皮肤与传感器之间距离不同而产生的电容不同来设计的。超声波设备取像也是采用光波来取像,但由于超声波波长较短,抗干扰能力较强,所以成像的质量非常好。 2图像的预处理与特征提取 无论采取哪种方法提取指纹 ,总会给指纹图像带来各种噪声。预处理的目的就是去除图像中的 噪 音,把它变成一幅清晰的点线图 ,以便于提取正确的指纹特征。预处理是指纹自动识别过程的第 一步 , 它的好坏直接影响着指纹识别的效果。常用的预处理与特征提取( Image Preprocessing and Feature Ex2 t raction) 方法的主要步骤包括方向图计算、图像滤波、二值化、细化、提取特征和后处理。 当然这些步骤 可以根据系统和应用的具体情况再进行适当变化。文献[ 1 ] 提出了基于脊线跟踪的方法能够
指纹识别原理-IC及模组介绍
指纹识别原理及模组工艺 概述 指纹识别的背景知识 我们手掌及其手指、脚、脚趾侧表面的皮肤凸凹不平产生的纹路会形成各种各样的图案。这些纹路的存在增加了皮肤表面的摩擦力，使得我们能够用手来抓起重物。人们也注意到，包括指纹在的这些皮肤的纹路在图案、断点和交叉点上各不相同，也就是说，是唯一的。依靠这种唯一性，我们就可以把一个人同他的指纹对应起来，通过对他的指纹和预先保存的指纹进行比较，就可以验证他的真实身份。这种依靠人体的身体特征来进行身份验证的技术称为生物识别技术，指纹识别是生物识别技术的一种。 目前，从实用的角度看，指纹识别技术是优于其他生物识别技术的身份鉴别方法。这是因为指纹各不相同、终生基本不变的特点已经得到公认。 最早的指纹识别系统应用与警方的犯罪嫌疑人的侦破，已经有30多年的历史，这为指纹身份识别的研究和实践打下了良好的技术基础。特别是现在的指纹识别系统已达到操作方便、准确可靠、价格适中的阶段，正快速的应用于民用市场。 指纹识别系统通过特殊的光电转换设备和计算机图像处理技术，对活体指纹进行采集、分析和比对，可以迅速、准确地鉴别出个人身份。 系统一般主要包括对指纹图像采集、指纹图像处理、特征提取、特征值的比对与匹配等过程。现代电子集成制造技术使得指纹图像读取和处理设备小型化，同时飞速发展的个人计算机运算速度提供了在微机甚至单片机上可以进行指纹比对运算的可能，而优秀的指纹处理和比对算法保证了识别结果的准确性。指纹自动识别技术正在从科幻小说和好莱坞电影中走入我们实际生活中，就在今天，您不必随身携带那一串钥匙，只需手指一按，门就会打开；也不必记住那烦人的密码，利用指纹就可以提款、计算机登录等等。指纹识别技术主要涉及四个功能：读取指纹图像、提取特征、保存数据和比对。 在一开始，通过指纹读取设备读取到人体指纹的图像，取到指纹图像之后，要对原始图像进行初步的处理，使之更清晰。 接下来，指纹辨识软件建立指纹的数字表示——特征数据，一种单方向的转换，可以从指纹转换成特征数据但不能从特征数据转换成为指纹，而两枚不同的指纹不会产生相同的特征数据。软件从指纹上找到被称为“节点”（minutiae）的数据点，也就是那些指纹纹路的分叉、终止或打圈处的坐标位置，这些点同时具有七种以上的唯一性特征。因为通常手指上平均具有70个节点，所以这种方法会产生大约490个数据。有的算法把节点和方向信息组合产生了更多的数据，这些方向信息表明了各个节点之间的关系，也有的算法还处理整幅指纹图像。总之，这些数据，通常称为模板，保存为1K大小的记录。无论它们是怎样组成的，至今仍然没有一种模板的标准，也没有一种公布的抽象算法，而是各个厂商自行其是。 文案
自动识别作业及答案2
图像识别1思考题 1.简述图像识别的过程。 2.简述模式和模式识别的含义。 3.模式识别系统由哪几部分构成。 1、答：图像识别过程包括以下几个步骤：图像信息获取、图像预处理、图像特征提取、图像特征匹配（结果的输出）。（欢迎写成框架的形式） 2、答：模式就是可观察的用以区分事物相同或相异的特征。模式识别就是根据观察到的事物的模式对事物进行分类的过程。（可以写ppt上面的定义） 3、答：模式识别系统的构成如下 生物识别1思考题 1.请简述生物识别技术的概念，以及能够用来鉴别身份的生物特征应具有哪些特点。 2.指纹一般具有哪些特征？（被识别） 3.自动指纹识别系统一般由哪几部分构成？ 1、答：生物识别技术是根据人体自身的特征（如指纹、声音等）来识别个人的身份（的技术）。能够用来鉴别身份的生物特征应具有的特点有(1)广泛性(2)唯一性(3)稳定性(4)可采集性。 2、答：指纹一般具有两类特征：总体特征和局部（细节）特征。利用总体特征可以对指纹图案进行粗略的分类，利用局部特征可以对指纹图案进行识别。 3、答：自动指纹识别系统一般由图像采集、图像的预处理、特征提取、特征的匹配（与指纹库模板比对）、结果的输出。（欢迎写成框架的形式） 其他识别1思考题 1.请简述什么是光学字符识别技术。光学字符识别技术包括哪些内容？ 2.请简述磁码识别和磁卡识别的区别。 1、答：就是通过光学技术对文字进行识别，这种技术能够使设备（计算机）通过光学机制来识别字符。光学字符识别技术包括的内容如下：(1)影像输入(2)影像前处理(3)文字特征抽取(4)比对数据库(5)比对识别(6)字词后处理(7)字词数据库(8)人工校正(9)结果输出。
指纹识别的原理和应用论文
甘肃政法学院 本科学年论文（设计）题目指纹识别的原理和应用 _公安分_院__侦查__专业_2013_ 级_ 2 _班 学号：___201336010212____ 姓名：___何鹏龙__ 指导教师：___张奋成__ 成绩：___________________ 完成时间： 2015 年 11__月
目录 摘要 (1) 关键词 (1) ABSTRACT (1) KEY WORDS (1) 引言 (2) 一．指纹识别的原理和方法 (2) （一）指纹的特征与分类 (2) （二）指纹识别的原理和方法 (3) 二．指纹识别技术的主要指标和测试方法 (3) （一）算法的精确度 (3) （二）误识率和拒识率的测试方法 (4) （三）系统参数 (4) 三、指纹识别技术的应用 (5) （一）利用现场指纹直接破案 (5) （二）利用现场指纹串并案件 (5) （三）利用十指指纹查积案 (6) （四）指纹技术在民用方面的应用 (7) 四．指纹识别的可靠性 (8) 参考文献 .............................. 错误！未定义书签。
目录 摘要 (1) 关键词 (1) Abstract (1) Keywords (1) 引言 (2) 一．指纹识别的原理和方法 (2) （一）指纹的特征与分类 (2) （二）指纹识别的原理和方法 (3) 二．指纹识别技术的主要指标和测试方法 (3) （一）算法的精确度 (3) （二）误识率和拒识率的测试方法 (4) （三）系统参数 (4) 三、指纹识别技术的应用 (5) （一）利用现场指纹直接破案 (5) （二）利用现场指纹串并案件 (5) （三）利用十指指纹查积案 (6) （四）指纹技术在民用方面的应用 (7) 四．指纹识别的可靠性 (8) 参考文献 (9)