指纹识别技术与其它模式识别技术一样,并不是直接对指纹图像进行识别,而是要从图像中提取关键特征,对特征图像进行识别匹配.从生理上看,

纹路是手指皮肤的凸起的部分(脊),纹路之间是凹下的部分(谷).因此,理想的指纹图像是一幅黑白相间的二值图像.但是,由于指纹通常是用按压的方式得到的,因此油墨不均匀、纸张不均匀、按压的压力不均匀、按压的位置和方向不同、手指的状况以及皮肤的变形等因素都会导致指纹图像不理想.通过扫描仪或者摄像机进行数字化的时候,由于光照、环境等因素的影响,也会引入各种噪声.这些因素都使得原始的指纹灰度图像不能直接用来进行匹配与识别,因此有必要选择合适的特征来描述指纹.实际应用中,一般使用指纹鉴定模块完成对指纹的验证与识别,训练模块(指纹数据库的建立)属于前期性的准备工作,图（1）是指纹识别过程示意图,包括指纹采集、图像处理、特征提取和匹配

[5]四个模块

 3 指纹图像的获取所谓指纹图像的获取是通过指纹图像获取设备采集指纹图像（指纹的原始图像）.指纹图像获取设备分为如下三类:光学取像设备、晶体传感器和超声波扫描. 3.1光学取像设备光学取像

[6]设备具有悠久的历史,它的使用可以追溯到20世纪70年代.光学取像设备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（一种半导体器件,能够把光学影像转化为数字信号）获得,反射光的量依赖于压在玻璃表面上指纹的脊和谷的深度和皮肤与玻璃间的油脂和水份.光线经玻璃射到谷的地方后在玻璃与空气的界面发生全发射,光线被反射到CCD,而射向脊的光线不发生全反射,而是被脊与玻璃的接触面吸收或者漫反射到别的地方,

这样就在CCD上形成了指纹的图像.由于光学设备的革新,其体积不断变小,在90年代中期,传感器可以装在6x3x6英寸的盒子里,在不久的将来其体积可以减至3x1x1英寸.这些进展取决于多种光学技术的发展.例如可以把含有一微型三棱镜矩阵的表面安装在弹性的平面上,当手指压在此表面上时,由于脊和谷的压力不同将原始指纹图像应用一定的算法进行剪切分割,在基本不损失有用的指纹信息的基础上产生一个比原始图像小的指纹图像,这样可以减少以后各步骤中所要处理的图像的数据量. 3.2晶体传感器晶体传感器

[7]

有多种类型,最常见的硅电容传感器通过电子度量计来捕捉指纹.在半导体金属阵列上能结合大约100000

个电容传感器,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导体间的距离不同而随之发生变化,这里指的是脊(近的)和谷(远的)相对于另一极之间的距离.另一种晶体传感器是压感式的,其表面的顶层是具有弹性的压感介质材料,它们依照指纹的外表形状(凹凸)转化为相应的电子信号.其他的晶体传感器还有温度感应传感器,它通过感应压在设备上的脊和远离设备的谷的温度的不同就可以获得指纹图像.晶体传感器技术最重要的弱点在于,它容易受到静电的影响,这使得晶体传感器有时可能取不到图像,甚至会被损坏,另外,它并不像玻璃一样耐磨损,从而影响了使用寿命. 3.3超声波扫描超声波

[6]扫描被认为是指纹取像技术中非常好的一种技术.超声波首先扫描指纹的表面,紧接着,接收设备获取了其反射信号,测量它的范围,得到谷的深度.与光学扫描不同,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指纹凹凸表面的真实反映,应用起来更为方便. 总之,三种取像技术都具有它们各自的优势,也有各自的缺点 指纹模块参数：技术参数：

指纹模块Technical parameters:

供电电压：DC 3.6~6.0V

指纹模块Power supply voltage: DC 3.6~6.0V

工作电流：100mA(典型值)

指纹模块Working current: 100mA (typ)

峰值电流：150mA

指纹模块The peak current: 150mA

指纹图像录入时间：<0.5秒

指纹模块The time of fingerprint image input: <; 0.5 seconds

窗口面积：14×18mm

指纹模块The window size: 14 x 18mm

验证方式：支持指纹验证（1：1）和指纹搜索（1：N）

指纹模块Verification: support the fingerprint verification (1:1) and fingerprint search(1:N)

特征文件：256字节

指纹模块Profile: 256 bytes

模板文件：512字节

指纹模块Template file: 512 bytes