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[摘 要]指纹的特殊性决定了它的广泛应用，将各个地区的指纹建立一个强大联合的指纹库就可以在确定嫌疑人的时候大大提高效率，由于纹理的不同走势的不同使得其独一无二性更加增强，也帮助我们快速确定身份提供了帮助。指纹的录入，录入的种类，图像的规格化，二值化，特征值得提取，数字化，及图像的匹配构成了一个指纹识别的过程。
[关键词]指纹识别指纹录入，预处理，规格化，二值化，特征值，灰度值，交叉，存储，数字化，匹配，闸口值，查找
中图分类号：TP391.41 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）06-0388-01
指纹开锁是iphone5S及6的一个重要卖点，华丽的指纹开锁显示了科技的高度，也是我们为何对它如此追逐的原因。当我们把手指贴在手机的home键上的时候，在闪亮的一瞬间手机解锁了，其中就包含了很多关于指纹识别技术的原理。由于每个人的指纹都是独一无二的，将这些原理进行学习，研究并将之运用于公安案件处置，可有效提高办案效率，展现科技强警之路。
提到指纹识别技术，首先就是指纹的录入。现在的指纹录入大致有两种模式：在线模式和离线模式。首先离线模式是通过一些中间介质采集指纹（例如印泥油墨），在对指纹进行数字化处理，即可以得到指纹的数据信息再将数据导入计算机。这样就得到了有效地数据共享与应用。现在主要运用的是在线模式，就是将指纹采集设备通过指纹传感器与电脑相连。
现在的传感器录入又有三种：光学录入，硅晶体电容式传感器录入，超声波录入。光学录入是最早的指纹录入方式，它主要是通过利用装置发射的红外光在手指侧面产生全反射，在反射方向来接收这些反射光并进行数字化，最近由于采用了CMOS电路的摄影镜头可以直接获取指纹数据而被广泛使用。硅晶体电容式传感器是通过含有百万个级别导体金属阵列传感器的弹性压感介质平面来获取指纹，这个平面的表面是绝缘介质，将手指置于传感器上，电容通过手指指纹的凹凸产生的距离不同而产生不同的电子信号，这些不同的电子信号就是不同的数据。超声波录入是利用传感器发出超声波由于手指和传感器之间的空气存在杂质会吸收一部分超声波，这样凹部分吸收的就比凸部分吸收的多，就产生了指纹的图像。
获得了图像之后首先是图像的预处理，图像的预处理首先就是对于图像进行规格化，图像的规格化就是对于图像进行分割的处理。由于得到的指纹图像和背景图像混合在一起，需要分割出有效的图像。一般的会有一个白色的区域出现在二者之间，我们可以根据灰度值的不同来初步处理图像，通过归一化消除边框消除背景图得到一个初步的图像。其次就是对于图像进行滤波去噪，这是预处理的最关键部分。滤波的目的是增强脊线跟谷线的机构对比度，同时滤去噪声连接断裂的脊线跟谷线。做到将有用的信息加强将无用的信息减弱，已达到正确处理信息的目的。虽然滤波可以将脊线加强但是强度却不同，表现为灰度值的不同，之后就需要运用二值化对于图像进行处理。
所谓的图像二值化就是使图像的灰度值大致趋于一致的处理，在封闭的联通的不重叠区域内，将图上的图像按照灰度的不同设置为0到255，每个数值代表一个灰度，这样就有256格不同的值可以代表区分，灰度值大于或者等于阀值的都认为是属于特定物体的他们的灰度值就是255，其余的就是0用来表示背景或者是其他无关的物体。如果图像内部的灰度值和它所处的背景基本一致的话，就可以采用阀值法将图像和背景进行分割。如果物体图像的灰度值和背景不同就可以把这个差异转化为灰度值不同的差异来处理就会更加简单，再采用阀值法进行分割。接着就是对于指纹的细化，这其中主要是除去图像的边缘冗余信息提取有效的信息，保持指纹的中心不变，仅是一个像素宽度存在于其中，突出指纹的主要特征为后面的特征值提取做准备。
谈到特征值的提取顾名思义就是寻找图像的关键点进行数值处理和存储，就是提取特殊中的的特殊，主要是交叉点和拐点可以反映各个指纹之间相似程度，庞大的指纹特征形成了一个指纹特征集合。指纹的纹线走向，断点交叉点这些能够反映特征的运用数值表现出来。尽可能多的通过算法提取特征值，滤除其中的造假信息才能够提高对比的准确性。端点和分叉点是获取特征值最稳定最有效的最容易的地方。特征值提取之后就像说一个人的基本长相已经存在你的脑海里，接着就是对于下一次相遇的识别了。
对于指纹的特征值的数据存储用到了数字化，降到数字化就是对于数字化原理的运用，在将一个基本图像处理为一个计算机可以处理的数字形式之后，在计算机内被表现为一个数字矩阵，每个元素称为一个像素，这个过程需要很专业的观雪扫描仪和手动操作器。这样就会在计算机中形成一个超大的数据量，备用于匹配时的使用。同样的也使用到了图像的编码，对于图像进行编码处理是储存的一种形式，其实就是对于图像进行压缩保留有效的信息，但是这种压缩可以保证图像的质量不变，再通过数模转换得到图像。
在这些之后后就是对于图像的匹配了，这里就可以将它运用于公安侦破案件上来了，也就是说可以分地区的建立指纹库，而起可以将他们进行内部的共享，对于已经得到的指纹进行编辑和识别的编号。就好像说当一个指纹需要在指纹库里找和他匹配的指纹时，就可以像输入身份证号查找个人一样迅速，这个应该是可以通过指纹的编号做到的。那么又是如何识别指纹的呢？指纹的匹配主要是特征值的匹配，就像前面说的将指纹的特征值与指纹库中的指纹特征进行对比，寻找到和本指纹最相近的识别输出。由于各种原因同一指纹两次输入得到的特征匹配值有可能不同，由于这样所以只是寻找特征相似值。但是这就是有一个相似度的问题，就是规定当相似度达到某一值是就输出，这个值就像一个闸口管住“高度”。
通过以上的录入，存储，识别，我们大致可以获得一个指纹的判断了，指纹的判断有利于我们快速的确定犯罪嫌疑人，提高破案的效率，有效地解决一些查找上的空白。体现了当代科技强警的目标，最重要的是对于社会正义的维护和为人民服务拥有了一把利剑。
参考文献
[1] 阎石，《数字电子技术基础》，高等教育出版社，2013年，73-104.
[2] 柴晓光，《自动指纹识别系统原理与实现》，人民邮电出版社，2004年，124-240.
[3] 李昊，《指纹识别系统算法与实现》，人民邮电出版社，2011年，第一讲.
[4] 王文江，《指纹自动识别与检验》，中国人民公安大学出版社，2011年，1-296.
[关键词]指纹识别指纹录入，预处理，规格化，二值化，特征值，灰度值，交叉，存储，数字化，匹配，闸口值，查找
中图分类号：TP391.41 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）06-0388-01
指纹开锁是iphone5S及6的一个重要卖点，华丽的指纹开锁显示了科技的高度，也是我们为何对它如此追逐的原因。当我们把手指贴在手机的home键上的时候，在闪亮的一瞬间手机解锁了，其中就包含了很多关于指纹识别技术的原理。由于每个人的指纹都是独一无二的，将这些原理进行学习，研究并将之运用于公安案件处置，可有效提高办案效率，展现科技强警之路。
提到指纹识别技术，首先就是指纹的录入。现在的指纹录入大致有两种模式：在线模式和离线模式。首先离线模式是通过一些中间介质采集指纹（例如印泥油墨），在对指纹进行数字化处理，即可以得到指纹的数据信息再将数据导入计算机。这样就得到了有效地数据共享与应用。现在主要运用的是在线模式，就是将指纹采集设备通过指纹传感器与电脑相连。
现在的传感器录入又有三种：光学录入，硅晶体电容式传感器录入，超声波录入。光学录入是最早的指纹录入方式，它主要是通过利用装置发射的红外光在手指侧面产生全反射，在反射方向来接收这些反射光并进行数字化，最近由于采用了CMOS电路的摄影镜头可以直接获取指纹数据而被广泛使用。硅晶体电容式传感器是通过含有百万个级别导体金属阵列传感器的弹性压感介质平面来获取指纹，这个平面的表面是绝缘介质，将手指置于传感器上，电容通过手指指纹的凹凸产生的距离不同而产生不同的电子信号，这些不同的电子信号就是不同的数据。超声波录入是利用传感器发出超声波由于手指和传感器之间的空气存在杂质会吸收一部分超声波，这样凹部分吸收的就比凸部分吸收的多，就产生了指纹的图像。
获得了图像之后首先是图像的预处理，图像的预处理首先就是对于图像进行规格化，图像的规格化就是对于图像进行分割的处理。由于得到的指纹图像和背景图像混合在一起，需要分割出有效的图像。一般的会有一个白色的区域出现在二者之间，我们可以根据灰度值的不同来初步处理图像，通过归一化消除边框消除背景图得到一个初步的图像。其次就是对于图像进行滤波去噪，这是预处理的最关键部分。滤波的目的是增强脊线跟谷线的机构对比度，同时滤去噪声连接断裂的脊线跟谷线。做到将有用的信息加强将无用的信息减弱，已达到正确处理信息的目的。虽然滤波可以将脊线加强但是强度却不同，表现为灰度值的不同，之后就需要运用二值化对于图像进行处理。
所谓的图像二值化就是使图像的灰度值大致趋于一致的处理，在封闭的联通的不重叠区域内，将图上的图像按照灰度的不同设置为0到255，每个数值代表一个灰度，这样就有256格不同的值可以代表区分，灰度值大于或者等于阀值的都认为是属于特定物体的他们的灰度值就是255，其余的就是0用来表示背景或者是其他无关的物体。如果图像内部的灰度值和它所处的背景基本一致的话，就可以采用阀值法将图像和背景进行分割。如果物体图像的灰度值和背景不同就可以把这个差异转化为灰度值不同的差异来处理就会更加简单，再采用阀值法进行分割。接着就是对于指纹的细化，这其中主要是除去图像的边缘冗余信息提取有效的信息，保持指纹的中心不变，仅是一个像素宽度存在于其中，突出指纹的主要特征为后面的特征值提取做准备。
谈到特征值的提取顾名思义就是寻找图像的关键点进行数值处理和存储，就是提取特殊中的的特殊，主要是交叉点和拐点可以反映各个指纹之间相似程度，庞大的指纹特征形成了一个指纹特征集合。指纹的纹线走向，断点交叉点这些能够反映特征的运用数值表现出来。尽可能多的通过算法提取特征值，滤除其中的造假信息才能够提高对比的准确性。端点和分叉点是获取特征值最稳定最有效的最容易的地方。特征值提取之后就像说一个人的基本长相已经存在你的脑海里，接着就是对于下一次相遇的识别了。
对于指纹的特征值的数据存储用到了数字化，降到数字化就是对于数字化原理的运用，在将一个基本图像处理为一个计算机可以处理的数字形式之后，在计算机内被表现为一个数字矩阵，每个元素称为一个像素，这个过程需要很专业的观雪扫描仪和手动操作器。这样就会在计算机中形成一个超大的数据量，备用于匹配时的使用。同样的也使用到了图像的编码，对于图像进行编码处理是储存的一种形式，其实就是对于图像进行压缩保留有效的信息，但是这种压缩可以保证图像的质量不变，再通过数模转换得到图像。
在这些之后后就是对于图像的匹配了，这里就可以将它运用于公安侦破案件上来了，也就是说可以分地区的建立指纹库，而起可以将他们进行内部的共享，对于已经得到的指纹进行编辑和识别的编号。就好像说当一个指纹需要在指纹库里找和他匹配的指纹时，就可以像输入身份证号查找个人一样迅速，这个应该是可以通过指纹的编号做到的。那么又是如何识别指纹的呢？指纹的匹配主要是特征值的匹配，就像前面说的将指纹的特征值与指纹库中的指纹特征进行对比，寻找到和本指纹最相近的识别输出。由于各种原因同一指纹两次输入得到的特征匹配值有可能不同，由于这样所以只是寻找特征相似值。但是这就是有一个相似度的问题，就是规定当相似度达到某一值是就输出，这个值就像一个闸口管住“高度”。
通过以上的录入，存储，识别，我们大致可以获得一个指纹的判断了，指纹的判断有利于我们快速的确定犯罪嫌疑人，提高破案的效率，有效地解决一些查找上的空白。体现了当代科技强警的目标，最重要的是对于社会正义的维护和为人民服务拥有了一把利剑。
参考文献
[1] 阎石，《数字电子技术基础》，高等教育出版社，2013年，73-104.
[2] 柴晓光，《自动指纹识别系统原理与实现》，人民邮电出版社，2004年，124-240.
[3] 李昊，《指纹识别系统算法与实现》，人民邮电出版社，2011年，第一讲.
[4] 王文江，《指纹自动识别与检验》，中国人民公安大学出版社，2011年，1-296.