摘 要：掌紋識(shí)別作為生物特征識(shí)別技術(shù)中的一種新興技術(shù)，目前正處于各種新方法的嘗試階段。掌紋識(shí)別系統(tǒng)的研究也處在不斷的開發(fā)和被完善中。本文分別從掌紋的獲取過程和掌紋圖像的三種算法進(jìn)行簡(jiǎn)單的研究，使讀者對(duì)掌紋識(shí)別系統(tǒng)能有更加進(jìn)一步的了解。

關(guān)鍵詞：掌紋識(shí)別；生物特征；預(yù)處理；特征提取

1960年人們開始研究生物特征識(shí)別技術(shù)。近年來，生物識(shí)別的市場(chǎng)份額大幅度增長(zhǎng)，特別是“911”恐怖事件之后，世界各國(guó)對(duì)安全性的要求越來越高。2003年6月，聯(lián)合國(guó)國(guó)際民用航空組織公布了生物技術(shù)的應(yīng)用規(guī)劃，規(guī)劃提出，將在個(gè)人護(hù)照中加入生物特征（指紋識(shí)別、虹膜識(shí)別、面相識(shí)別）并在進(jìn)入各個(gè)國(guó)家的邊境時(shí)進(jìn)行個(gè)人身份的確認(rèn)。此規(guī)劃已在美國(guó)、歐盟、澳大利亞、日本、韓國(guó)、南非等地區(qū)和國(guó)家通過，并在2004年底實(shí)施。國(guó)際航空組織的這項(xiàng)規(guī)劃表明，生物特征認(rèn)證技術(shù)開始進(jìn)入大規(guī)模成熟應(yīng)用的階段[1]。

生物特征識(shí)別與傳統(tǒng)的身份證件識(shí)別和密碼指令識(shí)別相比較有其穩(wěn)定性、方便性和唯一性，正所謂“人人擁有、人各不同、長(zhǎng)期不變”。掌紋識(shí)別作為生物特征識(shí)別技術(shù)的一種，近年來被更多的研究者所重視。掌紋是指手腕至手掌之間區(qū)域內(nèi)的手掌表面的各種紋線，主要由脊線、屈肌線和褶皺線三種。如圖1.1所示：

掌紋識(shí)別與其它生物特征識(shí)別技術(shù)相比較具有以下優(yōu)點(diǎn)：

⑴不涉及隱私，人們比較容易接受

⑵不需要特殊光線照射

⑶不接觸人體敏感部位

⑷采樣簡(jiǎn)單，對(duì)設(shè)備要求不高

⑸采樣區(qū)域比指紋大，不易仿造

⑹有唯一性和基本穩(wěn)定性

掌紋識(shí)別系統(tǒng)主要包括注冊(cè)階段和識(shí)別階段。在注冊(cè)階段，主要是對(duì)掌紋圖像進(jìn)行提取并進(jìn)行預(yù)處理，最后放入樣本庫(kù)中用來在識(shí)別階段進(jìn)行比對(duì)。識(shí)別階段就是同樣的對(duì)用戶的掌紋圖像進(jìn)行提取和預(yù)處理，不同的是不再將圖像存入樣本庫(kù)，而是通過與樣本庫(kù)中的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比來進(jìn)行鑒別身份。如圖1.2所示：

掌紋識(shí)別的第一步就是掌紋圖像的獲取。現(xiàn)今應(yīng)用比較廣泛的就是基于CCD方式對(duì)掌紋進(jìn)行采集。CCD方式采集掌紋圖像具有獲取圖像速度快，圖像質(zhì)量高等優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)是設(shè)備較大。

掌紋圖像的預(yù)處理是為了更加便利、準(zhǔn)確的進(jìn)行掌紋特征的提取。掌紋圖像的預(yù)處理可以將掌紋圖像進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)和歸一化。掌紋圖像預(yù)處理的算法總體可分為兩大類：基于正方形分割和基于圓形分割。

掌紋圖像的特征提取是整個(gè)掌紋識(shí)別系統(tǒng)的核心部分。如何提取特征和提取何種特征都是非常重要的，掌紋特征的信息很豐富，如果不分主次的將所有掌紋特征都羅列出來，不僅會(huì)影響系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間，還會(huì)影響識(shí)別的準(zhǔn)確程度[2]。針對(duì)掌紋圖像的特點(diǎn)，比較有代表性的掌紋識(shí)別算法有以下幾種：

⑴基于Fourier變換的識(shí)別

⑵基于2D Gabor變換的識(shí)別

⑶基于小波變換的識(shí)別

⑷雙向匹配的掌紋識(shí)別新方法

像中國(guó)的四大發(fā)明一樣，指紋也是我們使用最早但發(fā)展最慢的一項(xiàng)技術(shù)。當(dāng)20世紀(jì)，西方國(guó)家已經(jīng)成熟建立了指紋識(shí)別系統(tǒng)并成功應(yīng)用時(shí)，中國(guó)才于80年代初開始指紋識(shí)別技術(shù)和系統(tǒng)的研究。但是近年來經(jīng)過中國(guó)科學(xué)家們的不斷努力，我國(guó)在世界掌紋識(shí)別研究領(lǐng)域還是取得了輝煌的成績(jī)。我國(guó)科學(xué)家歷時(shí)10年首創(chuàng)完成的高精度、高可靠性的生物特征識(shí)別技術(shù)“自動(dòng)掌紋識(shí)別技術(shù)與系統(tǒng)研究”，通過了由教育部組織，中科院院士及來自中、美、德等國(guó)教授組成的專家委員會(huì)的鑒定。專家認(rèn)為，該項(xiàng)研究提出了與掌紋識(shí)別相關(guān)的圖像處理、模式識(shí)別等領(lǐng)域具有國(guó)際影響的理論、模型和算法，豐富了生物特征識(shí)別理論，具有重要的理論價(jià)值[3]。

掌紋識(shí)別是技術(shù)是生物識(shí)別技術(shù)的重要補(bǔ)充，有著極其廣泛的應(yīng)用前景，值得深入研究探索。掌紋識(shí)別技術(shù)會(huì)讓身份識(shí)別和社會(huì)安全邁上一個(gè)新的高度。

[參考文獻(xiàn)]

[1]RFID世界網(wǎng).指紋識(shí)別在不同國(guó)家的發(fā)展?fàn)顩r.http：//tech.rfidworld.com.cn/2006220232854667.htm.

[2]阮秋琦.數(shù)字圖像處理學(xué).北京.電子工業(yè)出版社，2001.

[3]中國(guó)網(wǎng).中國(guó)成功研制：世界首套高精度自動(dòng)掌紋識(shí)別系統(tǒng).http：//www.china.com.cn/tech/txt/2008-01/11/content_9515664.htm.