指纹识别技术的发展

指纹识别技术由于具有独特的防伪性、可靠性、方便性、实时性、灵活性、可接受性、安全性和兼容性，因而可广泛应用于公安、保安、机要军事、商业等领域。本文首先对指纹识别技术的技术背景做了较为详细的介绍，包括个人识别和特征识别、指纹识别及其优点、指纹识别的发展历史、其它识别办法的限制、指纹自动识别系统的发展现状等，然后对指纹识别技术的市场前景做了综述，包括指纹锁和指纹卡的潜在应用。总之，随着市场的推动和技术的提高，指纹识别应用领域将会越来越广泛，在人们生活中的作用也会越来越重要。     

指纹信息识别技术与应用

综合叙述了指纹信息识别技术的发展与应用,包括一般指纹识别系统的原理,指纹数据的产生办法,指纹图像的预处理,以及提取特征、分类鉴定的各种方法,例如：结构方法,统计方法,人工神经网络方法,光电混合方法等,并进行了比较和分析。     

基于指纹识别与LIN总线的汽车车门系统设计

为了改善传统汽车防盗系统安全性低的问题,提出了一种新型的汽车门门锁控制方法,基于LIN总线网络对车身控制和改进的指纹识别技术来实现。使用L9638作为LIN总线收发器,以ST792F150JDV1QC作为主控节点微控制器,实现LIN网络的通信功能和对网关的控制。针对提高车门指纹识别率问题,提出了Gabor滤波器指纹识别方法,使用八通道的Gabor滤波器对预处理的指纹图像进行滤波,提取指纹图像的指纹特征,使用欧氏距离方法对提取的指纹特征进行匹配。匹配结果经过LIN从节点控制器串行口接收,传递至总线,主节点控制器做出反应,实现门锁的开关。最终对系统实物进行搭建,进行实验测量系统的可行性。     

其他

TH74 2004010785 紫外指纹检测仪的研制=Development of an UV fingerprint identification device[刊,中]/靳贵平(中科院西安光机所.陕西,西安(710068)),庞其昌∥光学精密工程.—2003,11(2).—198-202 介绍了新型指纹识别系统—紫外指纹检测仪的基本组成,工作原理,仪器性能,特点及部分检测结果。展望     

光电混合实时指纹识别新方法

在实验上建立了一套基于联合变换相关的１ｆ光电混合实时指纹识别系统，用棱镜和ＣＣＤ摄像机结合实现指纹的实时采集，提出了用二次微分边缘提取算法对指纹进行预处理，用监视器上亮度和对比度调节来实现联合变换功率谱的视觉二值化。     

指纹紫外光谱特性研究及变化规律分析

指纹的唯一性和终身不变性使得指纹可以验证一个人的身份信息,在生物识别领域具有广泛的应用。汗潜指纹对紫外线有着特殊的反射、散射以及荧光特性,所以可以利用紫外波段对汗潜指纹进行提取,并且不污染现场和目标样本。目前对紫外波段的指纹提取已经有着广泛的研究,但对指纹随时间变化的研究较少,一般都是通过化学方法测量汗潜指纹成份含量的变化。研究发现,指纹各个组成成份的紫外光谱特性不同,且这些成份随时间的挥发程度也不一致,利用多通道紫外成像系统对汗潜指纹进行凝视成像,发现各通道成像DN值随时间推移的变化程度并不一样,可通过研究各通道DN值的变化对指纹进行时间分析。首先,利用紫外光谱仪和氙灯,对汗液、酒精、食用油等几种手指容易接触的物质的反射光谱进行研究,得到了这些物质的反射光谱特性。然后,针对这几种类型的指纹,研制了一套多通道紫外成像设备,分别在240~280 nm（通道1）、280~315 nm（通道2）以及315~340 nm（通道3）三个紫外通道对其进行凝视成像,得到清晰的指纹图像,将指纹图像嵴线上码值最高的10个点的平均值进行比较,得到不同通道DN值与时间变化的关系。实验结果发现,汗潜指纹在紫外波段具有良好的成像特性,其成像DN值随时间的推移逐渐降低,其中240~280 nm的通道1中三个指纹在第七天的成像DN值分别降为第一天的0.62, 0.60和0.59;320~340 nm的通道2中三个指纹在第七天的成像DN值分别降为第一天的0.57, 0.61和0.60;340~420 nm的通道3中三个指纹在第七天的成像DN值分别降为第一天的0.56, 0.63和0.58。实验结果表明,不同类型的指纹在紫外波段的光谱特性并不一致,成像DN并不相同,且随时间的变化规律也不一样,但指纹成份的挥发具有一定的规律,成像DN值从第一天到第七天降低至60%左右,可以一定程度上反映指纹的挥发性质。结合紫外多通道成像系统,可以很好的研究指纹的变化规律,为刑侦探测中指纹研究提供了一个重要的手段。     

基于Delaunay网格和DLP的三维指纹识别系统设计

针对目前已有的嵌入式指纹识别系统存在的识别精度底和识别效率低的问题,设计了一种基于单DLP处理器的嵌入式三维指纹识别系统;首先,以TMS320VC5402为处理器核心,FPS200为图像采集芯片,EPM7128为外围逻辑设计了指纹识别系统硬件;然后,设计了基于Delaunay网格的上位机指纹识别软件,将指纹识别过程分为细节点DT网格构造、识别参考点获取、待识别指纹姿势校正和指纹匹配四个阶段进行实现;最后,采用指纹数据库FVC2004为测试数据库在上位机上进行仿真,测试结果表明:文中系统能较为精确地实现指纹识别,平均正确识别率高达98.1%,且与其他方法相比,具有FNMR和FMR值较低、正确识别率高和匹配时间少的优点。     

大视场紫外告警相机光学系统研究与设计

为了提高紫外探测器系统的信噪比,确保紫外告警相机的低虚警率,分析与研究了大视场紫外光学系统的结构型式,采用反远距、准像方远心光路,实现了大视场光学系统的像差校正,使系统具有优良的成像质量及均匀的像面照度.设计了波段范围为0.254~0.272μm、视场角为110°、相对孔径为1/3的光学系统.系统成像质量良好,畸变小,像面照度均匀.成像质量分析结果表明:全视场最大弥散斑半径小于53.7μm,轴上、轴外视场像面照度均匀性小于15%,0.85视场的相对畸变小于20%,满足紫外告警相机的使用要求.     

牛顿环中心眀暗斑对实验测量的影响

对牛顿环实验中牛顿环中心的暗斑和亮斑的形成原因及相应的实验测量原理进行了探讨,并对明暗斑的半径大小对实验测量结果的影响进行了分析,并对课堂实验的方法提出了改进。     

基于金纳米颗粒的新型指纹识别技术

指纹携带有人类的特殊信息,是最重要的个体特征之一。快速、清晰的指纹识别和提取对于刑事侦探、公共安全等领域具有重要的意义。金属纳米颗粒在暗场下对光具有强烈的散射作用,本文利用这一散射特性来研究指纹成像。在暗场成像条件下,当指纹和金属纳米颗粒相结合,金属纳米颗粒的散射性能呈现出指纹细节特征。这一特性为指纹的提取提供一种新方法,该方法可实现快速、简单的指纹信息提取,避免了化学方法对指纹细节信息的破坏。     

基于相位敏感谱域光学相干层析术的潜指纹获取方法

本文提出一种基于相位敏感谱域光学相干层析术 (spectral domain optical coherence tomography, SD-OCT) 的遗留指纹获取方法, 该方法具有非接触、无损、快速和高灵敏度优势. 实验结果显示, 即使在低对比度条件下, 本方法也能较好地再现遗留指纹, 证明相位敏感谱域光学相干层析术可以准确、可靠地识别潜指纹. 关键词： 潜指纹 谱域光学相干层析术 相位敏感     

介质阻挡放电中两种亮暗点菱形斑图的光谱研究

空气和氩气混合气体的双水电极介质阻挡放电装置中,在电压升高过程中首次发现了两种由亮点和暗点组成的亮暗点菱形斑图。通过观察斑图照片可以发现： 第一种菱形斑图(菱形斑图Ⅰ)中的暗点处于由亮点组成的菱形单元的中心;第二种菱形斑图(菱形斑图Ⅱ)中的暗点恰好处于周围其他三个亮点的中心位置。利用发射光谱法,通过采集氮分子(N₂)第二正带系(C3Π_u→B3Π_g)发射谱线和氩原子696.54 nm(2P₂→1S₅)谱线的展宽,研究了两种菱形斑图中亮点和暗点的分子振动温度和电子密度。实验发现： 两种菱形斑图中暗点的分子振动温度均高于亮点,相对菱形斑图Ⅰ来说,菱形斑图Ⅱ中的亮点和暗点的分子振动温度均升高;而菱形斑图Ⅰ中暗点的电子密度低于亮点,菱形斑图Ⅱ中亮点和暗点的电子密度却几乎相等。两种菱形斑图中电子密度表现出不同的变化趋势,且在菱形斑图Ⅱ中表现出的规律尤为特殊,因而采用高速录像机对菱形斑图Ⅱ进行短曝光拍摄观察斑图中亮点和暗点的成分,发现暗点是体放电和沿面放电共存的状态。进一步研究从菱形斑图Ⅰ到菱形斑图Ⅱ的演化过程中三种斑图中亮点的电子密度,结果发现： 演化中间过程的斑图中的亮点的电子密度最大,菱形斑图Ⅱ中亮点的电子密度最低。实验结果对于研究斑图的自组织形成过程具有参考作用。     

Geometry and optics calibration of WFCTA prototype telescopes using star light

The Large High Altitude Air Shower Observatory (LHAASO) project is proposed to study high energy gamma ray astronomy (40 GeV-1 PeV) and cosmic ray physics (20 TeV-1 EeV). The wide field of view Cherenkov telescope array, as a component of the LHAASO project, will be used to study the energy spectrum and composition of cosmic rays by measuring the total Cherenkov light generated by air showers and the shower maximum depth. Two prototype telescopes have been in operation since 2008. The pointing accuracy of each telescope is crucial for the direction reconstruction of the primary particles. On the other hand, the primary energy reconstruction relies on the shape of the Cherenkov image on the camera and the unrecorded photons due to the imperfect connections between the photomultiplier tubes. UV bright stars are used as point-like objects to calibrate the pointing and to study the optical properties of the camera, the spot size and the fractions of unrecorded photons in the insensitive areas of the camera.     

Color restoration in the black-and-white video camera

A method of restoring the color information in a black-and-white video camera is proposed in this paper. The method is demonstrated by an experiment. The experiment contains two steps. Firstly, an environmental coefficient matrix is calculated by taking pictures on a calibration plate. Then, a restored picture is estimated by Matlab. The experiments have been done in different settings and in another dual-mode camera. All restored pictures are compared with the original ones. The results indicate that this method has precision, repeatability and adaptability to environment. If the system can be put to practical use, it will give clues to the criminal investigation.     

天光一号打靶聚焦系统的研制

 介绍了在天光一号MOPA光学角多路系统中，将6束KrF准分子激光引入靶室的方法以及聚焦系统的研制。用紫外CCD相机测得6束激光聚到平面靶上的焦斑直径为290μm，靶上的功率密度达到8×10¹² W/cm²。     

超半球型浸没透镜在指纹图像采集中的应用

简要地叙述了指纹图像的应用意义。介绍了一台指纹采集装置 ,它主要由全反射棱镜、反射镜、双胶合透镜、超半球型浸没透镜、CCD等组成 ,并与计算机接口 ,从而实现了指纹采集过程的数字化 ,可以实时显示、存储指纹。着重地描述了超半球型浸没透镜的原理和成像特点。展示了几幅由指纹采集系统采集的指纹图像     

轴棱锥-透镜系统产生局域空心光束中心亮斑的消除

本文提出利用相位调制的新方法, 在光路中插入螺旋相位板, 使句域空心光束(Bottle beam)中心变为相位奇点, 在使用轴棱锥-透镜系统产生局域空心光束(Bottle beam)时, 消除了衍射等因素导致Bottle beam内部的轴上光强, 这利于用Bottle beam构建空心光镊系统. 理论分析及数值模拟与实验结果很好地吻合.     

指纹及手指静脉图像复合采集光学系统设计

针对生物特征的多模识别技术,设计了一款用于指纹及手指静脉图像复合采集的光学系统。用于采集指纹和手指静脉图像的光学镜头分别由3片和12片球面透镜构成,工作波长分别为650 nm和850 nm,成像器件分别采用640 pixel×480 pixel CCD和640 pixel×512 pixel非制冷红外探测器。使用Zemax软件对该系统的光学结构进行了设计和优化。像质评价结果表明:指纹图像采集镜头在空间截止频率67 lp/mm处,调制传递函数MTF值大于0.6;手指静脉图像采集镜头在空间截止频率30 lp/mm处,调制传递函数MTF值大于0.8;两镜头各视场弥散斑均方根半径远小于成像器件像元尺寸,接近衍射极限,且成像畸变均小于0.5%。实验证明该系统采集到的图像质量优良,分辨率高。     

宽光谱干涉显微术快速提取内指纹

指纹识别是一种广泛应用的生物特征识别技术,但现有指纹身份识别装置由于容易被指纹膜欺骗而存在安全问题,手指表面弄脏、太湿或者磨损也会导致识别失效,存在鲁棒性差的问题。手指内部220～550 μm的皮肤层,具有表面(外部)指纹相同的拓扑特征。这些内部层,充当“主模板”导致外部指纹按照它的形状生长,另外,手指内部的汗腺和微血管结构也和指纹有跟随形状。这些皮下指纹,和对应层面的汗腺等组织结构,具有终生不变性,我们称之为内指纹。内指纹难以仿制,可以用于准确而高度鲁棒的生物身份识别。但是目前报道的用扫频层析术获得内指纹图像,由于对二维正面图像提取需要扫描,并最终从三维指纹结构中重构正面图像,数据量大,提取速度太慢,限制了其实用性。提出一种基于宽光谱干涉显微术的手指皮肤下内部指纹成像系统,以宽光谱弱相干白光激光实现3.5 μm轴向分辨率,采用低数值孔径的光路提高了穿透深度,利用光源空间非相干性和阵列探测器无需扫描一次性获得6.14 mm×6.14 mm的内指纹图像,实现了0.4 s每帧的快速读取,并以三维分层图像展示了手指内部指纹,及其汗腺结构等特征,该工作确认了宽广谱干涉显微术快速提取内指纹用于生物识别的可行性,为高安全度生物识别提供了新方法。