指紋識(shí)別系統(tǒng)一直作為安全防范技術(shù)很重要的項(xiàng)目，全世界各國(guó)在指紋識(shí)別系統(tǒng)研究領(lǐng)域里投入了非常大的人力和財(cái)力，不同程度地取得了一些進(jìn)展，例如:通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用建立信息庫(kù)，縮短查詢和比對(duì)時(shí)間，以及研制開(kāi)發(fā)出"指紋掃描儀"(圖像分辯率現(xiàn)僅為500象素/英寸)等等。但令人遺憾的是仍然沒(méi)有脫出"比對(duì)法"的框框。也就是說(shuō)沒(méi)有脫離肉眼"比對(duì)"因素而造成的識(shí)別誤差。據(jù)有關(guān)報(bào)道，美國(guó)中央情報(bào)局在過(guò)去的幾年里為指紋識(shí)別系統(tǒng)的研究花費(fèi)了十億美元，而且沒(méi)有明顯突破。
為了更清楚地讓我們了解指紋識(shí)別系統(tǒng)，我們簡(jiǎn)單地回憶一下各國(guó)研究指紋識(shí)別系統(tǒng)的歷史，很早以前指紋就被用于身份識(shí)別，直到19世紀(jì)指紋識(shí)別技術(shù)才有了科學(xué)依據(jù)。在上個(gè)世紀(jì)70年代計(jì)算機(jī)自動(dòng)搜索被應(yīng)用到了文件數(shù)據(jù)庫(kù)查詢，此后在生物測(cè)定領(lǐng)域里研究人員開(kāi)始嘗試把指紋識(shí)別從法律學(xué)領(lǐng)域推廣到日常的身份識(shí)別?，F(xiàn)有的指紋識(shí)別確定仍要依賴人的肉眼。這樣的過(guò)程不但計(jì)算量過(guò)大，信息的傳輸與儲(chǔ)存都會(huì)消耗大量資源，而且誤拒率也居高不下。所以有些研究人員又轉(zhuǎn)向如虹膜掃描等其他識(shí)別方法的研究。20世紀(jì)90年代為克服干燥皮膚對(duì)光學(xué)探測(cè)器的影響，以及為減小體積和降低成本，新的圖像探測(cè)器被開(kāi)發(fā)出來(lái)，但指紋識(shí)別的基本模式——galton/henry分類法和向量空間信號(hào)表示法仍然沒(méi)變，此種方法將動(dòng)態(tài)的圖像與靜態(tài)圖像模板比較，主要針對(duì)異常點(diǎn)和采樣點(diǎn)或用一組參數(shù)描述的曲線簇。一些難以判斷的現(xiàn)象還必須由人決定。簡(jiǎn)言之，世界各國(guó)對(duì)指紋識(shí)別系統(tǒng)的研究主要集中在以下三點(diǎn)：
1.提高識(shí)別的準(zhǔn)確率；
2.提高識(shí)別速度；
3.中央信息庫(kù)(高信息量)的建立與聯(lián)網(wǎng)。
據(jù)了解，北美一家研究中心進(jìn)行指紋掃描識(shí)別領(lǐng)域的軟、硬件開(kāi)發(fā)工作，并已經(jīng)取得了突破。其中：sr75掃描儀是一種可以自動(dòng)實(shí)時(shí)捕捉單個(gè)手指平面紋路信息的光學(xué)設(shè)備。該設(shè)備可以通過(guò)測(cè)量指紋的固有特征將獲得的指紋信息編成一個(gè)短數(shù)字串。當(dāng)兩個(gè)指紋特征經(jīng)處理后有同樣的數(shù)字串輸出時(shí)，剛該兩個(gè)指紋即可判定為“吻合”，為了防止因手指受傷而影響檢測(cè)結(jié)果，他們一般采集左、右食指兩個(gè)資料。指紋轉(zhuǎn)變數(shù)字串是該掃描儀的內(nèi)置功能，轉(zhuǎn)換器技術(shù)是他們的專利技術(shù)。sr75是為監(jiān)控登入系統(tǒng)下的pc主機(jī)而設(shè)計(jì)的，并且可以作為和internet交互的外圍設(shè)備。做匹配運(yùn)算需進(jìn)行指紋圖像的存儲(chǔ)與傳輸操作，sr75首次將這些冗繁的過(guò)程轉(zhuǎn)變?yōu)槿缤庞每ǖ拇_認(rèn)過(guò)程一樣簡(jiǎn)單，數(shù)秒鐘即可完成。這一研究成果突出解決了中央信息庫(kù)信息量的儲(chǔ)存課題，也解決了計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)的課題。
從上所述的基本原理，可以清楚地看到，sr75是完全區(qū)別于傳統(tǒng)的產(chǎn)品，通過(guò)識(shí)別輸入指紋固有不變的圖像因素，使其可以將其篩選出而量化成為一串固定數(shù)字，這一技術(shù)已在美國(guó)正式申請(qǐng)了專利。sr75處理器不進(jìn)行兩指紋匹配計(jì)算，只計(jì)算指紋量化信息然后由此判斷指紋是否吻合。例如:掃描儀由某指紋產(chǎn)生數(shù)字串為“12345678"，它實(shí)際上假定了相反的映射仍然成立，即如果任何指紋對(duì)應(yīng)的數(shù)字是"12345678"，則其必然為同一個(gè)人的指紋，因?yàn)橹讣y和數(shù)字是一對(duì)一的關(guān)系，而且每個(gè)人的指紋都是完全不同的，所以只會(huì)有惟一個(gè)人的指紋對(duì)應(yīng)數(shù)字"12345678"。由于指紋圖像已變成數(shù)字儲(chǔ)存而大大節(jié)省了信息庫(kù)的存儲(chǔ)量，我們十幾億人口的大國(guó)有必要建立中央信息庫(kù)，真正實(shí)現(xiàn)全國(guó)公 安聯(lián)網(wǎng)，以及邊檢、海關(guān)、銀行等一切需要核查其實(shí)身份的機(jī)關(guān)、團(tuán)體、單位的聯(lián)網(wǎng)。又如:2008年奧運(yùn)會(huì)奧運(yùn)村可以采用sr75確認(rèn)其實(shí)有效身份，確保奧運(yùn)會(huì)的安全得到有力的保證。同時(shí)對(duì)杜絕各種偽造證 件、對(duì)拐賣(mài)婦女兒童身份的確認(rèn)、對(duì)各種事故死難者身份的確認(rèn)，都會(huì)是最簡(jiǎn)捷省力節(jié)約開(kāi)支的方法。比dna檢查既省力又節(jié)約費(fèi)用。
sr75掃描儀從指紋里提取特征，而后將這些特征用幾百k字節(jié)長(zhǎng)的比特串表示出來(lái)。這數(shù)字串常常以位圖的形式存儲(chǔ)并顯示為模擬圖像。由于手指壓力和位置的不同即便對(duì)于同樣的指紋，每次輸入產(chǎn)生的比特串與形狀都不會(huì)相同。比較器的工作主要依據(jù)閾值(threshold)的設(shè)定，以確定是否吻合。由同一指紋產(chǎn)生的數(shù)字串與由模板產(chǎn)生的數(shù)字串可能相同，也可能不同，存在不確定的因素，通過(guò)強(qiáng)制每一個(gè)樣本指紋落入確定的數(shù)字容限內(nèi)，就不再需要使用以前的1/2或3/4匹配方法進(jìn)行比較，也不再需要模扳。
該掃描儀也括光學(xué)探測(cè)器、圖像處理器、模式分析器及特征提取器，篩選軟件和設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序、光學(xué)探測(cè)頭內(nèi)置了暗背景下的內(nèi)部全反射裝置，并使用光路校正來(lái)減小主心偏移。它采用了符合特定的調(diào)制傳輸函數(shù)和暗電流特性的陣列圖像探測(cè)器(在特定的工作波長(zhǎng)及溫度范圍內(nèi))。光學(xué)感應(yīng)可以允許設(shè)備誤差并可使對(duì)比度最大。圖像處理器的功能包括數(shù)模轉(zhuǎn)換和在增大信噪比時(shí)的失真校正。模式分析器和特征提取器鑒別出指紋中的固有特征，然后由篩選軟件進(jìn)行篩選和編碼成一串?dāng)?shù)字，網(wǎng)絡(luò)互連由驅(qū)動(dòng)程序完成。該程序可以支持各類pc、windows、oracle及互聯(lián)網(wǎng)。其重大技術(shù)突破為:
1.光學(xué)對(duì)比度提升技術(shù)是采用一種新的原理，在暗背景下指紋對(duì)比最大化，另外在處理干燥皮膚造成的問(wèn)題，以良好質(zhì)量的硬件圖像采樣是掃描儀進(jìn)行篩選和編碼的先決條件。
2.動(dòng)態(tài)模式枚舉技術(shù)可以將紋路結(jié)構(gòu)相似的固有特征量化，指紋是由三維的峰谷結(jié)構(gòu)至二維圖像的映射。
3.群標(biāo)量量化技術(shù)將相似的固有特征的空間位置關(guān)系編碼并將編碼信息予以傳輸。此過(guò)程為非線性處理，相信這是首創(chuàng)。
當(dāng)然，確認(rèn)身份采用該項(xiàng)指紋識(shí)別系統(tǒng)，首先應(yīng)該在公 安部建立信息庫(kù)，在全國(guó)更換身份證時(shí)采集指紋，也可以包括血型。據(jù)悉，我國(guó)已將更換身份證放在議事日程里了。現(xiàn)在世界上許多國(guó)家，也括像香港地區(qū)很快將更新身份證，將指紋放到身份證上。為了方便可以將身份證號(hào)碼作為指紋識(shí)別的數(shù)字串。身份證應(yīng)是一張帶有磁條或智能芯片，全息影像及條型碼的雙面pvc卡。主要數(shù)據(jù)資料應(yīng)包括：姓名、性別、出生日期、身高、住址、血型、指紋、身份證號(hào)碼、發(fā)證時(shí)間、有效期、發(fā)證機(jī)關(guān)。最好是中英文。這些主要信息包括指紋(左、存食指)以數(shù)字存入資料，也可以使用加密技術(shù)。
據(jù)了解指紋掃描儀有臺(tái)式和便攜式的，在機(jī)關(guān)可以使用臺(tái)式的，出現(xiàn)場(chǎng)可以使用便攜式的。我國(guó)也有幾家企業(yè)生產(chǎn)指紋掃描儀，主要區(qū)別在于內(nèi)部設(shè)計(jì)。就目前生產(chǎn)的掃描儀全世界都存在著圖像分辨率不高，只有500象素/英寸左右，如果圖像分辨率能在900-1000象素/英寸就可以更大地提高指紋識(shí)別率。
綜上所述，僅筆者所了解的國(guó)際上最新研究成果，目的在于給從事指紋識(shí)別工作的、從事指紋識(shí)別系統(tǒng)研究的人士提供些信息。同時(shí)建議有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)，有關(guān)部門(mén)應(yīng)盡快研究我國(guó)選用國(guó)際上現(xiàn)有的指紋識(shí)別系統(tǒng)研究成果，以盡可能縮短我們的開(kāi)發(fā)時(shí)間。節(jié)省經(jīng)費(fèi)，推進(jìn)我國(guó)更換身份證的工作，使之達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。