[科普中国]-指尖上的密码——指纹识别

生物识别技术是一种依靠人体的身体特征来进行身份验证的技术。现今多数智能手机已具备人脸识别、指纹识别、虹膜识别等功能，而这些技术都属于生物识别技术的范畴。其中，指纹识别技术是一种应用较为广泛的生物识别技术。

指纹是人体手指末端正面皮肤上凹凸不平的纹路，其排列具有一定的规律性。指纹的细节特征点有多种，而指纹识别技术就是利用这些细节特征点，通过对比来进行鉴别。每个人的指纹是不同的，一个人的十只不同手指的指纹也存在着明显的区别，因此指纹识别在身份鉴定上非常有效。并且由于指纹具有稳定性、唯一性和方便性，因此它在生物识别领域最具有代表性。

指纹识别模式与流程共分为以下几个步骤：

一、指纹图像获取。指纹识别技术会使用专门的指纹采集仪、扫描仪、数字相机等设备，对活体指纹图像进行采集。

二、指纹图像压缩。计算机会将大容量的指纹数据库进行压缩，以便减少系统存储空间。

三、指纹图像处理。指纹的图像处理包括指纹区域检测、图像质量判断、方向图和频率估计、图像增强、指纹图像二值化和细化等。

四、指纹分类。这一步会以纹型为基本形态对指纹类型进行划分，主要按照中心花纹和三角的基本形态进行划分。

五、指纹特征和细节提取。指纹形态特征包括中心（上、下）和三角点（左、右）等，指纹细节特征包括纹线的起点、终点、结合点和交叉点，计算机会对指纹的这些特征进行细节提取。

六、指纹匹配。进行到这一步时，计算机将首先对两对指纹的纹型进行粗匹配，再针对指纹的形态和细节特征点进行精确匹配，得出相似性比率并进行排序，做出最终的判定。

目前的指纹识别技术已经非常成熟，指纹识别设备在更新迭代之后也有了较高识别率，并且性价比很高，因此在各个领域都有了广泛的应用。日常生活中最为常见的就是将指纹识别技术集成在手机、计算机等设备中，用于用户认证。

但目前指纹识别技术并不是完美无缺的。首先，指纹识别技术对环境的要求很高，会受限于手指的湿度、清洁度等。若手指指纹上沾有油、水或脏污等，就会影响识别结果；其次，指纹成像的要求比较高，某些人的指纹中的细节特征点较少，可能会造成无法成像；第三，当手指指纹出现脱皮、伤痕、老茧等状态时，也会降低识别率；第四，指纹采集设备上可能会残留有使用者的指纹压痕，存在被复制利用的风险；第五，指纹识别操作规范程度要求较高，不规范的操作会降低识别率。

只需伸出手指便能开启便捷生活，指纹识别避免了传统密码的记忆、输入等繁琐流程，实属当今世界颇具划时代意义的创新科技。

本文由北京市第六十五中学一级教师李岩进行科学性把关。

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