指紋識別的歷史與發展前景 19世紀初，科學研究發現了至今仍然承認的指紋的兩個重要特征，一是兩個不同手指的指紋紋脊的式樣（radge pattern）不同，另外一個是指紋紋脊的式樣終生不改變。這個研究成果使得指紋在犯罪鑒別中得以正式應用。主要代表性的事件有：1896年阿根廷首次應用，然后是1901年的蘇格蘭，20世紀初其他國家也相繼應用到犯罪鑒別中。20世紀60年代，由于計算機可以有效的處理圖形，人們開始著手研究利用計算機來處理指紋。從那時起，自動指紋識別系統AFIS （Automated Fingerprint Identification System）在法律實施方面的研究和應用在世界許多國家展開。 20世紀80年代，個人電腦、光學掃描這兩項技術的革新，使得它們作為指紋取像的工具成為現實，從而使指紋識別可以在其他領域中得以應用，比如代替IC卡?，F在（90年代后期），低價位取像設備的引入及其飛速發展，可靠的比對算法的發現為個人身份識別應用的增長提供了舞臺。相對于其他身份鑒定技術，指紋識別技術之所以優于其他身份鑒定技術而被廣泛采用的原因： 1．指紋是獨一無二的，兩人之間不存在著相同的指紋： 2．指紋是相當固定的，不會隨年齡、健康狀況的變化而改變； 3．指紋樣本易于采集，難以偽造，便于開發，實用性強； 4．每個人十指的指紋皆不相同，可以利用多個指紋構成多重口令，提高系統的安全性； 5．指紋識別中使用的模板并非最初的指紋圖像，而是由圖像提取的關鍵特征，使所需存儲的信息量減小，而且在實現異地確認時，可以大大減少網絡傳輸負擔，支持網絡功能?？梢钥闯?，指紋識別技術相對于其他識別方法有許多獨到之處，具有很高的實用性和可行性。因此，指紋識別成為最流行、最方便、最可靠的身份認證方式，己經在社會生活的諸多方面得到廣泛應用。

　　指紋識別中的基本概念與技術困難指紋圖像其實是比較復雜的，它有著許多不同于其他圖像的特征。與人工處理不同，現代的生物識別技術并不直接存儲指紋的圖像（一是考慮到隱私權，二是由于儲存空間），而是記錄從指紋源圖像中提取到的特征，指紋識別算法最終都歸結為在指紋圖像上找到并比對指紋的特征。我們定義了指紋的兩類特征來進行指紋的驗證：總體特征和局部特征。總體特征是指那些用人眼直接就可以觀察到的特征，包括：基本紋路圖案：環型（loop），拱型（arch），漩渦型（whorl）。其他的指紋圖案都基于這三種基本圖案。僅僅依靠圖案類型來分辨指紋是遠遠不夠的，這只是一個粗略的分類，但通過分類使得在大數據庫中搜尋指紋更為方的，這只是一個粗略的分類，但通過分類使得在大數據庫中搜尋指紋更為方便。指紋圖像類別比例是這樣的：漩渦型（包括whorl double whorl）占27. 9%，環型（包括right loop， left loop）占65. 5%，拱型（包括arch， tented arch）占6. 60I0。目前指紋識別技術還有很多困難。例如：當三維的指紋被指紋錄入設備掃描成二維的數字圖像時，會丟失一部分信息、，手指劃破、割傷、弄臟、不同干濕程度以及不同的按壓方式，還會導致指紋圖像的變化，這給可靠的特征提取帶來了相當地困難。例如傳統的基于細節點的識別方法，是依靠提取指紋脊線上的細節點，然后對其位置和類型進行匹配，來識別指紋的（詳細描述在第三章中），而噪聲會影響特征提取準確度，增加錯誤的特征點或丟失真正的特征點。當噪聲很大時，就要增加圖像增強算法來改善圖像的質量，但很難找到一種增強算法能夠適應所用的噪聲，多種增強算法又會大幅增加算法運行時間，不好的增強算法又會增加人為特征。當噪聲增大時，提取了許多虛假細節點，還有可能丟失細節點。這就是傳統的基于細節點識別算法的不足之處之一，因為它只利用了指紋圖像中的一小部分信息—細節點位置和方向，作為特征進行匹配，丟失的蘊涵在圖像中的其他豐富的結構信息。不難想象，基于這種方法的識別算法，很難全面適應指紋的變化。

　　系統總體設計方案和論文結構硬件平臺大致可以分為5個部分：成像系統（傳感器FPS200）、核心部分（AT89S51單片機）、RAM、EEPROM等器件。工作原理：指紋經傳感器采集后，由傳感器直接轉成RGB格式，并且數據傳輸到MCU。MCU需要執行大量的模式識別和圖像處理相關計算。固化的程序存儲在EEPROM中，這些指令控制了整個指紋識別系統的工作流程。RAM為內存存儲臨時數據。這就構成數據通道。在指紋算法方面，研究了基于細節點特征指紋自動識別系統的各部分構成以及指紋圖像的預處理和細節特征提取。特征提取文章第一部分首先介紹了基于細節點特征的指紋識別系統的構成及原理。重點研究了其預處理過程，其中包括指紋圖像預濾波、方向圖計算、基于方向圖的指紋圖像濾波和指紋圖像二值化。最后介紹了對二值化后的指紋圖像細化的方法。第二部分介紹了硬件系統的結構，如：單片機的連接方法，外設寄存器選取，串口通信的實現等等 。第三部分介紹了指紋識別系統的軟件流程及與PC機接口通信的實現。