[发明专利]自动指纹识别技术中的图像增强方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种指纹识别的方法与系统，涉及一种手指指纹图像增强的方法。

背景技术

自动指纹识别技术是指利用手指指头表面纹路的脊线、谷线分布模式来确认识别对象的身份的一种生物特征识别技术。指纹作为人体基本特征之一，它具有唯一性、不变性和排列分布规律性的特点。人类很久以来一直使用指纹作为身份识别的重要手段，至今已有很长的历史，使用指纹对对象进行身份鉴定的合法性和有效性也早已得到了广泛的认可。中国古代就有在各类文书、契约上按捺指纹印记代替签名的传统。目前自动指纹识别技术除了应用与法律、公安等领域外，它也被广泛应用于计算机用户的身份认证、银行ATM卡和信用卡使用者的身份认证等，另外，它还可以作为一种访问网络资源的高效、可靠的信息安全技术以及应用于各类智能IC卡、雇员证明、电子门锁等。

现代指纹识别技术的研究是起始于十六世纪。直到1864年，英国植物学家Nehemiah Graw发表了人类对指纹识别技术进行科学研究的第一篇论文，研究了指纹纹线脊、谷和孔状结构的对称性，开启了人类研究指纹的新篇章。1788年，Mayer详细描述了指纹纹线的结构性特征，对纹线的结构特征进行了具体定义，并发表了相关学术论文。1809年，Thomas Bewick将个人指纹作为自己的私章，用以取代传统的私章，实现了指纹识别技术的具体应用，被认为是现代化指纹识别技术研究的里程碑。1823年，Perkinje提出了第一套指纹分类方案，根据纹线的全局结构模式，将指纹大致分为九类。1880年，Heney Fauld第一次比较科学地研究了指纹的唯一性问题。大约在同一时间，Herschel宣称他从事指纹识别技术的研究已有近20年的历史。这些研究奠定了现代指纹识别技术的基石。在十九世纪后期，Francis Galton对指纹进行了较为深入的研究，他于1888年撰文将指纹细节特征引入到指纹识别领域。到了二十世纪早期，指纹的概念已为人们所熟知，逐步归纳并建立了关于指纹的三条基本原则：

1、人类指纹的脊、谷纹线结构具有唯一性特征，即使是孪生兄弟的指纹的脊、谷纹线结构也是不相同的，即每个人的指纹的脊、谷纹线结构与他人是不完全相同的。

2、指纹全局结构模式的种类虽然有限，但却是因人而异的，甚至每个人的不同手指指纹的全局结构模式也是不相同的，对指纹进行分类是可行的。

3、对每个人来讲，指纹的形成在胎儿时期就已经基本成型，因此，指纹的全局结构模式和细节特征是与生俱来和终生不变的，不会随着成长而改变。

第一条和第三条原则是进行唯一性验证，从而完成指纹识别的基础，而第二条原则是对指纹进行分类的基础。

按照各自的实现功能，自动指纹识别技术可以被分解为以下四个主要模块：(1)指纹采集：就是通过相应的指纹采集设备获取人体手指指纹纹线分布结构并进行数字化处理，将其转换为数字指纹图像的过程；(2)指纹特征信息提取：就是综合应用各类图像处理技术对所采集到的指纹图像进行处理，提取出可以表征指纹唯一性的、稳定的细节特征信息或全局特征信息的过程；(3)指纹分类：就是根据指纹纹线客观上所具有的全局结构模式，制定相应的分类标准，将具有相同全局结构模式的指纹归结到同一类别中；(4)指纹匹配：就是根据所提取的具有唯一性的、稳定的指纹细节特征信息来判断两枚指纹是否同源，即是否来自于同一个人的同一个手指。早期的指纹采集都是通过油墨按压在纸上产生的。随着光电技术和计算机技术的发展，二十世纪八十年代开始出现了光学指纹采集设备，通常称为光电指纹采集仪。随着半导体技术的进步，陆续出现了指纹传感器、热敏传感器、超声波传感器等新型传感器。不同的采集方法采集的指纹图像质量存在着不同的差异。但这些采集方式无法解决由于指纹本身的质量不好，对自动指纹识别技术的影响，无法实现对由于手指干燥、脱皮、老化、横纹等所引起的质量很差的指纹所带来的不利影响。

自动指纹识别技术发展到现在已经走向了实际应用。但是到目前为止，自动指纹识别技术中仍然存在一些技术难点未得到有效解决，从而也在一定程序上阻止了自动指纹识别技术的广泛应用。目前，自动指纹识别系统中的指纹图像增强技术的实际增强效果不理想，对噪声的适应能力不强，在噪声严重时无法获取准确的指纹信息，其概况叙述如下：