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VeriFinger
指紋辨識系統
介紹 | 特性 |
演算法
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介紹
每個個人的指紋是獨特的亦可被當作一種簽名,以証實個人的身份。最著名的應用是在犯罪刑事學裡。如今自動的指紋匹配(辨識)系統變得普遍被使用,如對地點出入之控制,電腦與網路資源之使用權,銀行帳戶確認,或者應用於企業的員工打卡鐘。
直接匹配有待識別的指紋模再許多備存的指模間無法得到好的與可用的結果。通常由于易於對偵錯的高靈敏度(例如不同的干擾,部份損壞的指紋,或者以不同的方位,手指放置在指紋掃描儀窗的不同的部位,或在掃描的過程中手指因壓力不同產生各種變形等等)。一個比較先進的解決方法乃是從指紋形象裡拮取所謂的細節點的特徵(指哪裡毛細管線有分支或者末端),在一組指紋之間檢驗與匹配其特徵。
可是,上述的解決方案需要一套精細的運算法能可靠的處理指紋形象,雜訊去除,細節拮取,和對旋轉和移動可容錯的指紋匹配辨識。同時,運算法必須是盡可能快到能適用于一大群使用者來使用。對打算將辨識運算作進到一小片微晶片的開發業者,簡潔的運算法和小容量的記憶體也可能是重要的。盡管很多指紋鑒定辨識運算法曾被提出,而實際上,完成令人滿意與補足所有差異的要求還是重要的問題。
為什麼要使用
VeriFinger?
Neurotechnology 開發了指紋辨識算法 VeriFinger
4.2,是為生物辨識系統整合廠商者而設計。VeriFinger 有最強大的指紋辨認運算法的能力:
可靠性。在The
Fingerprint Verification Competition 2004
中技術規範部分,由四組標準
資料
組裡所得出之受方操作曲線Receiver
operating curves
(ROC)。這些 ROC 顯示 VeriFinger之可靠性是屬競賽中最好的一組中之一個。
指紋匹配速度亦屬競賽中確認運算法中最高組中之一個。指紋輸入時間是
0.2-0.4 秒,同時 VeriFinger 在 1: N之確認方式中每秒能夠匹配 30000 指紋。您可使用 VeriFinger
測試程式和您自己的樣本來驗證以上之結果。
VeriFinger 是一套軟體開發工具software
development kit (SDK),而原始程式碼source
code亦可以銷售給開發者商使用。VeriFinger
之原始程式碼是由ANSI C寫成,組構嚴謹和文件詳實(原始程式碼詳述,最佳化技巧解說,數學方程式之陳列,樣本操作等等)。
VeriFinger具有競爭力的價格。開發廠商能夠好幾個種類SDK中來選擇。每一套工具皆為專門的需要,當開發廠商打算升級時只需支付目前和更高級的
SDK 之間的差异。
演算法
Algorithm
VeriFinger 指紋確認運算法遵從由普遍地被接受的指紋確認剛要,使用一套專門的指紋點(minutiae細節)。這套運算法包含很多專有的運算的解決方式,可提高系統的效能和可靠性。以下列出其中幾點:
Adaptive image filtration
algorithm適應的形象過濾運算法可以消除各類雜訊,甚至從低劣指紋可靠地摘錄細節,以大約
0.2- 0.4 秒的處理時間(所有計時都使用奔騰 4, 1.8 GHz 處理器)。你可從 VeriFinger 的測試程式中的the
screenshot
看出一個初始的指紋形象的例子(左視窗),與同樣的形象但經過VeriFinger
所處理雜訊過濾後(右視窗),以紅色的圈圈和線標示出其前後之細節位置和方向。
VeriFinger 程式能夠在 1:1 匹配 (verification查驗
),以及 1: N 方式中使用(identification辨識)。
VeriFinger
對拮取指紋時的移動和旋轉是完全可容錯。這樣的容許的誤差通常使用Hough轉換的運算法,但是這種方法是很緩慢和不可靠的。VeriFinger
目前倒是使用一個專有的指紋匹配運算法;每秒可匹配 30000 個指紋且可辨識指紋即便他們被旋轉,移動且僅僅有 5 - 7
個相似的細節(通常拮取指紋同樣的手指中有 20 - 40 個相似的細節)。
VeriFinger
不要求顯示指紋形象中的核心或者三角形裡的點,從任何指紋部分既可確能此指紋。當然,如果這些點都顯現的話,使用這些可使驗證會更可靠。
VeriFinger
使用預先分類排序依一些共通的特性的數據庫資料。指紋匹配首先執行以從數據庫資料中有共通的特性的最類似于測試指紋開始。如果在這組之中的匹配不產生明確的結果,則下一個選擇帶有大部份相似共通的特性的記錄,等等,直到匹配成功或者整個數據庫資料被完全比對。在大多數情況下有相當好的機會在一開始沒多久就可搜尋到正確的匹配。如完成指紋辨識所要求的比對的數目極端減少,則有效匹配速度增加。
VeriFinger 使用特徵的產出方式(features'
generalization mode)來做指紋注冊輸入。這種方式產生一組從同樣的手指所產出三個不同特徵指紋形象。每個指紋形象皆被處理和拮取其各別之特徵。然後這三個指紋形被分析和重新組合成單一特徵組合,且被輸入數據庫中。這樣,被註冊輸入的特徵會更可靠且指紋確認的品質量也會提高許多。
VeriFinger 4.2 包括有助于某些掃描儀完成更好的結果的運算法方式。這些掃描儀如下:
-
Universal;
-
(數位人科技)DigitalPersona
U.are.U family scanners;
-
Identix Touch View and DFR-2090 scanner;
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Cross Match Verifier 300 scanner;
-
BiometriKa FX 2000 scanner;
-
Precise Biometrics 100 SC scanner;
-
KeyTronis Security Desktop scanner;
-
ST Microelectronics TouchChip sensor;
-
Identicator Technology DF-90
-
AuthenTec AES4000 and AF-S2 sensors;
-
Atmel FingerChip sensor;
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BMF BLP-100 sensor;
-
SecuGen Hamster scanner.
請注意,
VeriFinger 運算法本身提供參數的最佳化可用于這些掃描儀,但是不提供介面用于這些掃描儀。欲知更多掃描儀介面詳情,請查看
VeriFinger 4.2 SDK。
可靠性測試結果和技術規範

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VeriFinger
已在很多掃描儀測試過。最有趣的測試結果是那些從標準的數據庫獲得,因為在這種情況下他們能夠與其他運算法的測試的結果來比較。通常運算法確認品質可從受方操作曲線receiver
operating curves(ROC)看出,這可顯示錯誤的拒絕比率之于錯誤的接受比率知之相關性。我們所發表的ROC是得之於用在指紋查證競賽Fingerprint
Verification Competition (FVC2002)
的數據庫中的資料 。
如同能夠從
ROCs看出, VeriFinger錯誤的拒絕比率(false
rejection rate)僅僅是
0.75 - 5% 當錯誤的接受比率(false
acceptance rate)為
0.001%時。在實際的應用中這個結果可以更好,因為我們在 VeriFinger 中使用了特徵產出程式(FVC
測試條件中不允許使用此種程式)。此運算法的其他規格如以下列出。這些參數是由一台1.8GHz 奔騰 4的個人電腦計算得出。
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指紋所需之解析度 |
> 250 dpi |
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處理時間 |
0.2 - 0.4
秒 |
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比對時間
* |
30000
指紋/秒 |
|
一份資料之大小
** |
150 - 300 Bytes |
|
最大數據庫大小 |
無限制 |
*
VeriFinger 4.2,對足夠大的數據庫(500 或者更多指紋)。對使用更小的樣本指紋數據庫,一般會產出更低的速度。
**形象大小的平均的指紋形象大小是 300 x 300 畫素。
我們的顧客所作的測試也得出這些相同結果。
展示 DEMO
VeriFinger 4.2 的評估試用軟體,可被下載downloaded來作試用評估,這是專門設計來表現VeriFinger
先進的指紋確認運算法的能力。有兩個展示的應用程式可供下載:

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Windows 9x/ME/NT/2000/XP 以一個可拉下的目錄系統來控制其應用程式。VeriFinger 4.2
的評估試用軟體可適用于指紋輸入由DigitalPersona U.are.U(必需是U.are.U Integrator Gold
2.3 ), BiometriKa FX 2000 , Startek FM200,Tacoma CMOS, Identix
DFR2090,Cross Match V300 USB和 STMicroelectronics TCRU1C 掃描儀,
LighTuning LTT-C500, Atmel FingerChip, AuthenTec AF-S2 和
AES4000感應器,TIFF和 BMP 形象檔案文件。
Linux以一個可拉下的目錄系統來控制其應用程式。VeriFinger 4.2的評估試用軟體可適用于指紋輸入由AuthenTec
AF-S2 和 AES4000感應器, BiometriKa FX2000, Startek FM200,Tacoma CMOS
和富士通 MBF200 掃描儀或者TIFF形象檔案文件。
樣本檔案文件也能夠被下載downloaded來做評估測試。
相關的產品:
以下這些產品以
VeriFinger 運算法為基礎:
更詳細資料或需求, 請查閱 www.neurotechnology.com
及 E-Mail 連繫本公司 neuro@blazee.com
或 電話 02-2531-8248
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