生命与环境科学学院 遗传学实验报告
年月日
姓 名： 学 号： 年 级：
专 业： 指导教师：
人类指纹的采集识别与分析
人类指纹的采集识别与分析
前言
遗传学研究中根据遗传性状的表现特征将其分为两类，即数量性状（quantitative character）和质量性状（qualitative character）。质量性状通常差异显著，呈不连续变异，由主基因决定，杂交子代的表型呈现出一定的比例，可直接采用孟德尔遗传原理进行分析。数量性状不同于质量性状，数量性状是可以度量的性状，呈连续变异，由多基因决定，各基因作用微小并且是累加的，呈剂量效应，因此通常要采用统计学方法分析。指纹性状就是属于数量形状。
1880年Henry Fauld及William Herschel相继提出利用指纹鉴定个人身份的设想。Galton研究了有血缘关系的人群的指纹证明了指纹花样对人来说是一个稳定的性状。1924 年挪威女科学家Bonnevie提出指嵴数计数法。指纹在胚胎发育第13周开始形成，第19周完成。因此如有某种遗传或生理因素造成嵴纹发育不良既能在指纹上反映出来。
本实验采用石墨粉末填充沟纹再用透明胶粘手指的方法取自己的指纹，并利用这些指纹进行指嵴数计数、分析，从而对多基因遗传的特点有了更深刻地认识。
1.材料和方法
2B铅笔，白纸，透明胶带，直尺等。
2.实验原理
2.1.人类指纹的形成
指纹是指人手上的条状纹路，它们的形成依赖于胚胎发育时的环境和遗传因素。指纹属于多基因遗传，在胚胎第12~13周（也有人提出15～16周）即已形成并保持终生不变。
每个人的指纹都是独一无二的，两人之间甚至双胞胎之间，不存在相同的手指指纹。拥有相同指纹的可能性在10亿分之一以下。因此指纹被称做是无法伪造的身份证。
对一个个体而言，指纹具有唯一性和稳定性。
2.2.肤(皮纹)与指纹
皮纹包括指纹、掌纹和褶纹。指纹为最常用的皮纹。大量研究表明，某些遗传病，特别是一些染色体病和先天畸形常伴有特殊的皮纹异常。所以皮纹检查可以作为某些遗传病诊断的辅助指标。
2.3.指纹分析的常用指标
a.类型(3类)：弓(A)，箕(L)，斗(W)，6亚类：AS，At；Lu，Lr；WS，Wd；
b.总嵴纹数：TRC (TFRC，指纹总嵴线数)
c.atd角
d.指纹强度指数(pattern intensity index, PID )：PID = (2 W +L)／N = (2 W +L)／10
(W 是斗型纹的百分率，L是箕型纹的百分率，N 是常数(10个手指)．)
2.4.指纹类型
a.弓形纹：由几条平行的弧形嵴纹组成。纹线由指的一侧延伸到另一侧，中间隆起成弓形。弓形纹又可分为两种，一种是中间隆起较平缓的弧形弓，另一种是中央隆起很高的帐形弓。
b.箕形纹：这种纹有两个特征，①有几条嵴纹从手指一侧发出，向指尖方向弯曲，再折回发出的一侧，形成一种簸箕状的纹线；②有一个由三组纹线形成的三叉点或称三角区（delta）。根据箕口的开口方向分为尺箕（或正箕，开口朝本手尺骨一侧，即小指方向）和桡箕（或反箕，开口朝着桡骨一侧，即拇指方向）。
c.斗形纹（又称螺纹或涡形纹）：它有两个特征，①有两个三叉点（如果你在一个指纹上找到三个
或三个以上的三叉点，那可能是杂形纹）；②由几条环形线或螺形线的嵴纹绕着中心点形成一个回路，或者有形成回路的趋势。通常将斗形纹分为普通斗、囊形斗、双箕斗等类型。囊形斗是在指纹的中心，有一条或多条闭合的曲线形嵴纹与其内部的几条弧线共同组成一个囊状结构形成的，这种斗有一个特点：用一条直线连接两个三叉点的中心，形成囊形斗的螺线均在此线上方不会与直线相交（普通斗则相交）。双箕斗是两个箕形纹绞在一起形成的斗形纹。
d.混合型：由以上三种指纹中的两种混合而成，如箕、斗混合，箕、箕并列等。此指纹形状奇特，无法归类，在总指嵴数的记数中不作统计。）
3.实验步骤
3.1.指纹采集（印取法）
用肥皂洗净双手，擦干。用铅笔将白纸涂黑，将手指在涂黑区域涂抹，直至第一指节的腹面及两侧均匀涂黑。揭下一条胶带，胶面向上放在桌子边缘，将涂黑的指尖一侧轻轻按在胶面上，滚压至另一侧，使指纹线清晰。重复这一步骤，直至获得十个手指的指纹。
3.2.采集对象
提取自己的指纹（注明民族、性别）
提取10位同学的指纹（同一民族，男女各5位，注明性别）
3.3.指纹分析指标
(1) 指纹类型（左右手、各指间）
(2) TRC
4.实验结果
备注：1.类型：A，A，L，L，W，W；
2.五指纹型：A，L，W；AW，AL，LW；ALW；
图1本人左右手十个手指指纹图
表2男、女左手各手指的指纹型频率n/(%)
备注：每一项数据为所统计总人数中存在的人数。
备注：每一项数据为所统计总人数中存在的人数。
.
备注：每一项数据为所统计总人数中存在的人数。
表5一手五指纹型组合频率n/(%)
表7男女左右手指嵴纹数统计（x±s）
备注：1.小计：左或右手5指嵴纹数之和；
2.总计：左手和右手指嵴纹总数之和；
3.每一项数据皆为统计人数的均值（x±s）。
表8 男女各纹型的比较分析
性别
纹型
总数PID W A L
男30 6 14 50 1.48
女33 0 17 50 1.66
小计63 6 31 100 3.14
说明：1.如果男、女各统计5个人，则将男性中各样本的TRC数量填写在第一列中，女性各样本的TRC数量填写在第二列中。
2. 统计推断采用T检验（计量资料成组设计，两均数比较）
5.分析讨论
5.1指纹采集识别的意义
皮纹是人类一种重要的受基因控制遗传性状能反映出一个人的遗传信息和体质强弱，具有高度的稳定性，手、足的发育是在胚胎受孕第13周开始真皮的样式形成，至19周左右完成全部的分化，此后即定型不再有任何变化。皮纹分化的期间，如有特殊遗传时，就会产生出不同的皮纹样式。指纹是皮纹的一部分，手掌皮肤是人体皮纹分布种类最多、最密集的部位，而且比其他部位的皮肤组织紧密的多，发育最完善，其表皮的纹路具有规律性和特殊性，较皮纹学范围局限，但具有广泛的应用价值。
5.2左右手指嵴数相关性比较
由表7数据，经检验分析得知，同一个体左右手指嵴数在相互比较中均呈现强相关性。
5.3不同性别手指嵴数显著性差异比较
由表9数据将检验分析得知，男女手指嵴数之间存在显著性差异。
5.4关于现实中指纹应用的分析
指纹识别可以广泛的应用于公安、金融、医药卫生、门禁、考勤、网络安全、通讯加密等，这样做主要是因为指纹具有稳定性和独特性的优点。指纹从胎儿在6个月时指纹完全形成到人死后尸体腐烂，指纹的纹线类型、结构、统计特征的总体分布等始终没有明显变化；与此同时，指纹具有明显的独特性。至今还无法找出两个指纹完全相同的人。即使同卵双胞胎的指纹也是不相同的。因为这一特点，为指纹用于身份鉴定提供了客观依据。
5.5关于指纹在不同群体间规律性的分析
指纹在不同群体之间存在一定的差异性。例如可以通过观察示指络脉的显露部位（长、短）、显露程度（浮、沉）、流畅程度（迟、速）及色泽变化来判断重症肺炎婴儿患者的患病轻重、表里、虚实等特征，即指纹诊法。同样，其他疾病患者群体或者一定区域的群体也具有一定的规律可循，因为指纹作为一种表型，受到遗传物质和环境因素的影响。
6.实验结论
1.不同指头上出现四种指纹的频率并不相同。
2.对于每一种手指，箕形纹和斗形纹出现频率很高，而弓形纹和混杂纹出现的频率非常小。
3.拇指和环指中斗形纹出现的频率明显高于箕形纹，而食指和小指中箕形纹与斗形纹出现的频率基本相等，中指箕形纹出现的频
率大于斗形纹。
4.指嵴数在不同个体之间有所不同，男女之间存在显著性差异。
参考文献
[1]张孝龙.小儿指纹采集与图像处理研究[D].山东中医药大学,2013.
[2]张先峰.指纹图像的识别研究[D].成都理工大学,2013.
[3]杨小青.指纹采集系统及图像预处理研究[D].重庆大学,2007.
[4]王琳,王煜俊,崔佳民,宋澍菲,张云霞,杨大祥.人类指纹的印取、阅读及辨识的方法[J].生物学通
报,2010,07:16-18+2.
[5] 杨大翔.遗传学实验（第二版）.[M]北京: 科学出版, 2010.
[6]郑新水.指纹的应用研究——疾病预测学探讨[A].中国中西医结合学会基础理论研究专业委员会.全
国中医藏象研究创新思路学术研讨会论文汇编[C].中国中西医结合学会基础理论研究专业委员会,2001:5.
[7]刘长节,郭尧允,陈华,吴培煊,翁天钿.畲族青少年指纹调查研究[J].解剖科学进展,2011,01:36-38.
[8]刘灵丽.指纹图像预处理与特征提取[D].湖南大学,2005.
[9]马小妹.指纹图像的分类和识别[D].大连理工大学,2008.
[10]王建永.指纹图像的特征提取与匹配[D].大连理工大学,2006.
[11]邹军.自动指纹识别算法分析与设计[D].扬州大学,2008.
[12]龚竞,侯勇,敬成俊,朱勇.人体差异指纹分析[J].蚕学通讯,2010,02:5-7.
[13]张海国. 汉族人群指纹综合分析[ J ] . 人类学学报, 2004, 7:121-127.
中央民族大学生命与环境科学学院 遗传学实验报告 人类指纹的采集识别与分析 2014年11月9日 人类指纹的采集识别与分析 前言 遗传学研究中根据遗传性状的表现特征将其分为两类，即数量性状（quantitative character）和质量性状（qualitative character）。质量性状通常差异显著，呈不连续变异， 由主基因决定，杂交子代的表型呈现出一定的比例，可直接采用孟德尔遗传原理进行分析。 数量性状不同于质量性状，数量性状是可以度量的性状，呈连续变异，由多基因决定，各基 因作用微小并且是累加的，呈剂量效应，因此通常要采用统计学方法分析。指纹性状就是属 于数量形状。 1880年henry fauld及william herschel相继提出利用指纹鉴定个人身份的 设想。 galton研究了有血缘关系的人群的指纹证明了指纹花样对人来说是一个稳定的性状。 1924 年挪威女科学家bonnevie提出指嵴数计数法。指纹在胚胎发育第13周开始形成，第 19周完成。因此如有某种遗传或生理因素造成嵴纹发育不良既能在指纹上反映出来。本实 验中，同学采用石墨粉填充沟纹再用透明胶粘手指的方法取自己的指纹，并利用这些指纹进 行指嵴数计数、分析，从而对多基因遗传的特点有了更深刻地认识。 1. 材料和方法&设备和方法 2b铅笔一只；约20cm×10cm的复印纸一张；透明胶带；直尺一把个人电脑及adobe photoshop软件；拍照设备一台。 2. 实验原理 1.人类指纹的形成：指纹是指人手上的条状纹路，它们的形成依赖于胚胎发育时的环境 和遗传因素。指纹属于多基因遗传，在胚胎第12~13周（也有人提出15～16周）即已形成并 保持终生不变。每个人的指纹都是独一无二的，两人之间甚至双胞胎之间，不存在相同的手 指指纹。拥有相同指纹的可能性在10亿分之一以下。因此指纹被称做是无法伪造的身份证。 对一个个体而言，指纹具有唯一性和稳定性。 2.肤(皮纹)与指纹皮纹包括指纹、掌纹和褶纹。指纹为最常用的皮纹。大量研究表明， 某些遗传病，特别是一些染色体病和先天畸形常伴有特殊的皮纹异常。所以皮纹检查可以 作为某些遗传病诊断的辅助指标。 3.指纹分析的常用指标—— a.类型——3类：弓(a) ，箕(l)，斗(w) ,6亚类：as ，at ； lu ，lr ； ws，wd ； b.总嵴纹数——trc (tfrc ，指纹总嵴线数 c.atd角 d.指纹强度指数(pattern intensity index, pid )——pid = (2 w +l)／n = (2 w +l) ／10 (w 是斗型纹的百分率，l是箕型纹的百分率，n 是常数(10个手指)．) 4.类型分类 a.弓形纹：由几条平行的弧形嵴纹组成。纹线由指的一侧延伸到另一侧，中间隆起成弓 形。弓形纹又可分为两种，一种是中间隆起较平缓的弧形弓，另一种是中央隆起很高的帐形 弓。 b.箕形纹：这种纹有两个特征，①有几条嵴纹从手指一侧发出，向指尖方向弯曲，再折 回发出的一侧，形成一种簸箕状的纹线；②有一个由三组纹线形成的三叉点或称三角区 （delta）。根据箕口的开口方向分为尺箕（或正箕，开口朝本手尺骨一侧，即小指方向）和 桡箕（或反箕，开口朝着桡骨一侧，即拇指方向）。 c.斗形纹（又称螺纹或涡形纹）：它有 两个特征，①有两个三叉点（如果你在一个指纹上找到三个或三个以上的三叉点，那可能是 杂形纹）；②由几条环形线或螺形线的嵴纹绕着中心点形成一个回路，或者有形成回路的趋
指纹识别技术的研究
指纹识别技术的研究 【摘要】由于指纹的唯一性和不变性，指纹识别己成为当前最流行、最方便、最可靠的个人身份认证技术之一。本文以自动指纹识别系统的处理流程为线索，介绍了系统的三个部分：指纹预处理、特征提取和指纹匹配。在前人工作的基础上，我们在各个环节都提出了自己的方法，结合那些经典的算法，在很大程度上提高了图像的处理效果与匹配结果。在指纹增强阶段，我们结合方向图与频率图修改了Gabor滤波器；在细化阶段，我们对传统的OPTA算法进行了一些改进；在指纹匹配阶段，我们着重研究了基于点模式的细节匹配。此外，我们还成功的实现了各个算法，完成该指纹识别系统，经实验证明，该系统能够快速准确的识别指纹，达到了预期目的。 【关键字】图像分割，图像增强，二值化，细化，特征提取，特征匹配 一课题研究背景 （一）指纹识别的发展历史 最早记载的人的手印和脚印大约在4000年前古埃及建造金字塔的年代。在那个年代。一些粘土陶器上留有陶艺匠人的指纹，中国人曾经在官方文件上按自己的指纹，公元前300年前的按有指纹的文件现在还存在，直到现在这种签名方式仍然被采用。 早在1880年英国人亨利·福兹就提出了用指纹识别系统识别犯罪。到20世纪70年代，由于计算机的广泛应用和模式识别理论的发展，人们已开始研究使用计算机进行指纹的自动识别。目前世界各国都在争先研究和开发实用指纹识别系统。 （二）指纹识别的研究现状 指纹识别是生物识别技术中最早应用、价格最低廉的分支。目前的指纹自动识别系统采用了先进的光电识别办法，采集一个指纹信息，然后经相关的识别算法进行判断。 根据已掌握的报道资料来看，目前的自动指纹识别系统已具有如下特点： (1)可靠性：采用独特的容错技术，既使指纹有破坏，即指纹不全或指纹随时间有自然的变化时也不影响正确识别。 (2)快捷性：大多数系统鉴别时间仅需1-3s，登录注册一个新客户只需1分钟的时间。 (3)灵活性：一个指纹信息的代码可以压缩到几十个字节到几百个字节，因此可以存放在一个磁条上或者一张二维条码卡上或者IC卡上。 (4)安全性：所有个人代码都经过了特殊加密。通过所存储的代码不可能复原源指纹，彻底避免了指纹冒用。因此既使证卡丢失，也不存在安全问题。 (5)方便性：目前出现的各类指纹识别系统一般外观设计精巧、结实，采用了精密独特的光电系统，具有全程液晶提示，备有多种安装模式。 (8)实时性：可实现完整的跟踪、实时报警功能。 迄今为止，自动指纹识别技术的研究虽然已经取得了很大的成绩，但同时也面临一些严重的困难: (1)指纹采集技术有待提高 就实际应用来讲，目前的指纹采集设备还不能很好地满足需要，这己经成为制约自动指纹识别技术
指纹图像二值化算法的分析和比较 1引言 指纹作为人体的重要特征，因其具有唯一性和终生不变性，已经成为生物识别领域的重要手段。它不仅应用于公安司法系统的犯罪识别，而且还广泛应用于如一些保密系统的身份验证，成为生物识别领域的新热点。在指纹自动识别系统中，图像采集设备所得到的图像是一幅含有较多噪声的灰度图，必须经过预处理，除去大量的噪声信号，得到一幅纹线清晰的点线图，才能进行指纹特征的提取和匹配。指纹图像的预处理是正确地进行特征提取、比对等操作的基础,而二值化是图像预处理中非常重要的一步，也是指纹细化并提取特征前的重要步骤。 不同的二值化经常会对后续的步骤产生极大的影响，常用的二值化方法由于仅仅利用了图像的灰度信息,没有考虑指纹图像自身的方向结构特点，对指纹图像的二值化效果不理想. 本文首先对常用的二值化算法进行了讨论，并主要通过实验比较了两种特别针对指纹图像的二值化算法。 通常认为一个好的针对指纹图像的二值化算法应满足以下几点要求[f。1]： ●保持纹线的原始走向； ●相关领域内指纹的纹线走向基本一致； ●避免造成指纹纹线的中断和粘连； ●避免生成虚假指纹纹线； ●纹线间的间距变化平稳； 2图像的二值化算法 在很多情况下，图象是由具有不同灰度的两类区域组成的。如在指纹图象中，指纹脊线和谷线就由不同的灰度构成，通常脊线要比谷线暗。所谓灰度图象的二值化就是通过设定阀值，把它变为仅用两个灰度值分别表示图象的前景和背景颜色的二值图象。图象的二值化可以根据下面的阀值来处理: 假设一幅灰度图的像素值为ｆ(ｉ，ｊ)∈(ｒ1，ｒ2 ，…，ｒm)，设有一阀值为Ｔ=ｒi ，1≤ｉ≤ｍ，则: 二值化的方法很多，关键在于阀值Ｔ的选取。而Ｔ的取值方法又取决于二值化的技术。Ｔ的选择有基于由点的像灰度值单独决定的、有由像素的局部特征决定的、也有基于全局像素决定的。阀值可以分为两类:全局阀值和局部阀值。 1)全局阈值 全局阈值是在整个图像中将灰度阈值的值设置为常数。如果背景的灰度值在整个图像中可以合理的看作恒定，而且所有的物体于背景都具有几乎相同的的对比度，那么只要选择了正确的阈值，使用一个全局阈值可以得到非常好的的效果。代表算法有最大类间方差法(OSTU方法)。 OSTU方法计算简单，稳定有效，是实际应用中经常采用的方法。但是它对噪声和目标大小十分敏感，仅对类间方差是单峰的图像有较好效果。当目标与背景的大小比例悬殊时，类间方差准则函数可能为双峰或多峰，此时OSTU方法就会失效。 2)自适应阈值 自适应阈值化算法也称动态局部阈值化算法。所谓动态是指根据每个像素及其邻域像素的灰度值情况动态地计算分割所需的阈值，如：Bernsen算法，它对图像上的每个点以之为中心取一个局部窗口，则该点的阈值为窗口中最大灰度和最小灰度的平均，依次对每个点根据其阈值进行二值化。 4．基于方向图的动态阈值指纹图像二值化方法
基于指纹识别的电子锁系统设计 作者姓名:XX 专业班级:测控技术和仪器2009060101 指导教师:XX 摘要 随着社会的发展和科技的进步，传统的安全防盗系统面临极大的挑战。生物识别技术的蓬勃发展，让人们对于安防系统的设计有了另一种灵感，指纹锁应运而生。可供二次开发的指纹模块已经解决了指纹图像的处理问题，如何实现这种技术的实际应用已经成为急需解决的问题，本设计利用单片机对指纹模块的控制实现了这种技术的应用。设计以指纹传感器对指纹图像的采集为基础，通过单片机控制指纹模块实现对指纹图像的组合处理，系统的各项具体功能皆建立在相应的指纹图像的组合处理基础之上，系统主要实现了指纹模板的录入以及指纹匹配功能。 关键词：指纹识别技术；指纹锁；系统设计
The Design of the system of Electronic lock based on Fingerprint Identification Abstract:With the development of the society and the progress of science and technology, The traditional security system faced with great challenges. With the vigorous development of Biometric Identification Technology, people have another kind of inspiration to design the lock，Fingerprint lock arises at the very historical moment. The fingerprint module for secondary development has solved the problem of image processing, The remaining problem is how to take advantage of the technology in practice. This design has realized the application, which mainly based on the control from MCU to the module of fingerprint. The foundation of this design is fingerprint collection, Through the control from MCU to the module can realize the combination of image processing, based on the combination of image processing can realize the various functions of the system . The mainly functions of the system include the landing and matching of fingerprint template . Keywords: Fingerprint identification technology；Fingerprint lock；System design
指纹识别的应用现状分析 作为生物识别技术中应用最广泛、价格最低廉的识别技术之一，指纹识别技术在2012年保持着良好的发展态势，预计未来几年指纹 识别市场将会持续保持稳定的增长速度。目前指纹识别技术主要应用在企业考勤和智能小区门禁系统中，随着技术的成熟和成本的降低，指纹识别技术的应用领域也越来越广泛。 1、企业考勤仍占主导 考勤是现代企业管理的基础，也是衡量企业管理水平的重要标志。基于指纹识别的企业员工考勤系统能够彻底解决传统打卡钟、IC卡 考勤方式所出现的代打卡问题，保证考勤数据的真实性，真正体现公开、公平和公正，因此能进一步提高企业管理的效率和水平。并且，由于指纹识别产品是目前最方便、可靠和价格最便宜的生物识别产品因而成为大多数中小企业考勤的首选。目前中国市场指纹考勤产品的销售数量就占据了整体生物识别产品销量的40%以上，高居榜首。 2、智能小区成为普及热点 由于智能小区在设计选型时要从功能、性能、成本等多方面进行综合考虑，因此，通常会选用技术发展较成熟、可靠性高、并且性价比较好的产品。指纹识别技术在众多生物识别技术中发展最为成熟，性能稳定，且成本较低，特别适合在智能小区中进行推广和普及。指纹识别技术在智能小区中的应用主要体现在实现小区居民在社区中 进行停车收费、超市购物、图书借阅、楼宇出入等日常活动项目。有效解决居民使用证件繁多容易丢失，给生活带来很多不便的矛盾，并
提升了社区的管理水平，促进管理手段现代化。如今指纹识别技术已经在智能小区中得到广泛应用，并向着更加广大的民用市场迈进。 3、指纹锁市场发展迅猛 把指纹识别技术应用于传统的门锁之中，是生物识别技术从专业市场走向民用市场的不二之选。指纹锁产品的出现宣告了新一代门锁时代的来临，指纹锁将会逐渐改变人类以往使用钥匙开门的生活方式。指纹锁的便捷、安全、低成本特性将会带来非常乐观的市场前景，新一轮门锁竞争将促使指纹锁市场迅猛向前发展。 4、多元化应用遍地开花 除了在企业考勤和智能小区中的应用外，目前，指纹识别技术在司法领域、金融领域等大型的公共项目中也有着非常广泛的应用。除此之外，指纹识别技术还被创新应用到护照、签证、身份证等十分重要的管理系统中，承担着基于大规模数据库的自动身份识别功能。
指纹锁市场调查报告 市场调查的目标：了解指纹锁的市场信息 市场调查的分析： 指纹锁的分类 普通指纹锁：与原电子锁差别不多，主要是改用指纹认证，不带天地杆钩件 防盗指纹锁：安全性更好，适用于标准防盗门和木门上。将防盗门的带天地锁系统自动或半自动的联结起来，不影响原有防盗门的性能。 工程锁和家用指纹锁的区分： 最直接方法：看门柜锁舌下长方形锁体边条（导向板）的长宽是否为24X240mm（主要的一种规格），少数为24X260mm、24X280mm、30X240mm，把手中心到门边的距离一般在60mm左右。简单说就是通用直接不用动孔直接安装一般的防盗门，而且带天地杆功能，指纹电子部分识别率都较高。 识别载体 半导体指纹采集器：通过人的指纹凹凸原理对采集器上的电流产生影响，从而实现其唯一性，半导体指纹采集器相对稳定，反应速度快，拒真能力强等特点而被广泛运用在海关、部队、银行等高机密场所。 光学指纹采集器：其原来是通过用户将指纹放在采集器上，然后拍下用户指纹（相当于帮指纹拍个照片），通过记录初始指纹影像来对比用户指纹；所以光学指纹采集器对分辨率要求比较高 改进地方 电池寿命长短不一。高耗能功能的多少、电路设计的科学性、漏电保护的合理性、使用人数和频率的高低都是影响供电的重要因素。厂家通常标明指纹锁的电池寿命可以达到一年，在实际应用中，好多厂家的指纹锁寿命都不到半年，而且指纹锁没有提示用户更换电池，造成不必要的麻烦。特别是增加摇控或IC卡功能后，耗电会非常大。 2.指纹锁的稳定性不高。指纹锁是一个电机结合的设备，锁芯的品质好坏，电路设计的科学性与合理性，都会影响到指纹锁的稳定性。消费者选购产品时，最好选购由专业厂家生产的指纹锁。专业生产厂家出品的指纹锁一般拥有较长的设计和制造经验，设计相对简单而稳定，实用性强。 3.开锁方式过多。遥控，电话开锁，短信开锁，电话报警完全没有必要。开锁方式越多，安全性就越差，稳定性也易打折。
指纹识别的原理和方法 一、概述 指纹识别的背景知识 我们手掌及其手指、脚、脚趾内侧表面的皮肤凸凹不平产生的纹路会形成各种各样的图案。这些纹路的存在增加了皮肤表面的摩擦力，使得我们能够用手来抓起重物。人们也注意到，包括指纹在内的这些皮肤的纹路在图案、断点和交叉点上各不相同，也就是说，是唯一的。依靠这种唯一性，我们就可以把一个人同他的指纹对应起来，通过对他的指纹和预先保存的指纹进行比较，就可以验证他的真实身份。这种依靠人体的身体特征来进行身份验证的技术称为生物识别技术，指纹识别是生物识别技术的一种。 目前，从实用的角度看，指纹识别技术是优于其他生物识别技术的身份鉴别方法。这是因为指纹各不相同、终生基本不变的特点已经得到公认。 最早的指纹识别系统应用与警方的犯罪嫌疑人的侦破，已经有30多年的历史，这为指纹身份识别的研究和实践打下了良好的技术基础。特别是现在的指纹识别系统已达到操作方便、准确可靠、价格适中的阶段，正快速的应用于民用市场。 指纹识别系统通过特殊的光电转换设备和计算机图像处理技术，对活体指纹进行采集、分析和比对，可以迅速、准确地鉴别出个人身份。 系统一般主要包括对指纹图像采集、指纹图像处理、特征提取、特征值的比对与匹配等过程。现代电子集成制造技术使得指纹图像读取和处理设备小型化，同时飞速发展的个人计算机运算速度提供了在微机甚至单片机上可以进行指纹比对运算的可能，而优秀的指纹处理和比对算法保证了识别结果的准确性。 指纹自动识别技术正在从科幻小说和好莱坞电影中走入我们实际生活中，就在今天，您不必随身携带那一串钥匙，只需手指一按，门就会打开；也不必记住那烦人的密码，利用指纹就可以提款、计算机登录等等。 指纹识别技术主要涉及四个功能：读取指纹图像、提取特征、保存数据和比对。 在一开始，通过指纹读取设备读取到人体指纹的图像，取到指纹图像之后，要对原始图像进行初步的处理，使之更清晰。 接下来，指纹辨识软件建立指纹的数字表示——特征数据，一种单方向的转换，可以从指纹转换成特征数据但不能从特征数据转换成为指纹，而两枚不同的指纹不会产生相同的特征数据。软件从指纹上找到被称为―节点‖（minutiae）的数据点，也就是那些指纹纹路的分叉、终止或打圈处的坐标位置，这些点同时具有七种以上的唯一性特征。因为通常手指上平均具有70个节点，所以这种方法会产生大约490个数据。 有的算法把节点和方向信息组合产生了更多的数据，这些方向信息表明了各个节点之间的关系，也有的算法还处理整幅指纹图像。总之，这些数据，通常称为模板，保存为1K大小的记录。无论它们是怎样组成的，至今仍然没一流种模板的标准，也没一流种公布的抽象算法，而是各个厂商自行其是。 最后，通过计算机模糊比较的方法，把两个指纹的模板进行比较，计算出它们的相似程度，最终得到两个指纹的匹配结果。 指纹识别的原理和方法 二. 取得指纹图象 1.取象设备原理 取像设备分成两类：光学、硅晶体传感器和其他。
二、人类皮纹分析 实验学时：10 学时 实验类型：设计性 每组人数： 4 人／组 一、实验目的 1、掌握皮纹分析的基本知识和方法。 2、了解皮纹分析在遗传学中的作用。 二、实验原理 人体的手、脚掌面具有特定的纹理表现，简称皮纹。人类的皮肤由表皮和真皮构成。真皮乳头向表皮突起，形成许多排列整齐、平行的乳头线，此线又称嵴纹。嵴纹上有许多汗腺的开口。突起的嵴纹相互又形成凹陷的沟。这些凹凸的纹理就构成了人体的指（趾）纹和掌纹。目前，皮纹学的知识和技术，广泛应用于人类学、遗传学、法医学以及作为临床某些疾病的辅助诊断。 人体的皮纹既有个体的特异性，又有高度的稳定性。皮纹在胚胎发育第13周开始出现，第19周左右形成，出生后终生不变。 三、主要仪器及试剂 本实验基本不需要用仪器设备，学生可以对自己选定的皮纹通过肉眼直接观察收集数据。（或使用放大镜、印台、印油、白纸、直尺、铅笔、量角器。） 四、实验方案 肉眼直接观察或将双手洗净、擦干，把全手掌在印台上均匀地涂抹上印油，五指分开按在白纸上。注意用力不宜过猛过重，不能移动手掌或白纸，以免所印皮纹重叠而模糊不清。 1、指纹观察 手指末端腹面的皮纹称为指纹。根据纹理的走向和三叉点的数目，可将指纹分为三种类型：弓形纹、箕形纹、斗形纹。 1．1 弓形纹（arch，A）：特点是嵴线由一侧至另一侧，呈弓形，无中心点和三叉点。根据弓形弯度分为简单弓形纹和篷帐式弓形纹。
1．2 箕形纹（loop，L）：箕形纹俗称簸箕。在箕头的下方，纹线从一侧起始，斜向上弯曲，再回转起始侧，形状似簸箕。此处有一呈三方向走行的纹线，该中心点称三叉点。根据箕口朝向的方位不同，可分为两种：箕口朝向手的尺侧者（朝向小指）称正箕或尺箕；箕口朝向手的桡侧者（朝向拇指），称反箕或桡箕。 1．3 斗形纹（whorl，W）：是一种复杂、多形态的指纹。特点是具有两个或两个以上的三叉点。斗形纹可分绞形纹（双箕斗）、环行纹、螺形纹和囊形纹等。 根据统计，指纹的分布频率因人种而异，存在种族，性别的差异。东方人尺箕和斗形纹出现频率高，而弓形纹和桡箕较少；女性弓形纹多于男性，而斗形纹较男性略少。 2、嵴纹计数 2．1 指嵴纹计数：弓形纹由于没有圆心和三叉点，计数为零。箕形纹和斗形纹，则可从中心（圆心）到三叉点中心绘一直线，计算直线通过的嵴纹数。斗形纹因有两个三叉点，可得到两个数值，只计多的一侧数值。双箕斗分别先计算两圆心与各自三叉点连线所通过的嵴纹数，再计算两圆心连线所通过的嵴纹数，然后将三个数相加起来的总数除以2，即为该指纹的嵴纹数。 2．2指嵴纹总数（TFRC）：为10个手指指嵴纹计数的总和。我国男性平均值为148条，女性为138条。 图：指纹的类型
随着现代化各种科学新技术的快速发展，在日常生活中，我们需要各种身份认证和各种密码认证，还有对各种设备配备钥匙，对保险柜安装防盗系统等等，社会的进步，科技的发展，促使传统的安全系统的抵御能力越来越薄弱。因此，生物特征识别应用而生，开始走进我们身边的各种安全系统，指纹识别作为生物特征识别的一个典型应用已经得到很广泛的应用和认可，指纹特征具有唯一性，是每个人终生不变的特征之一，并且各个人的各个指纹都不一样。本系统采用89C52RC单片机作为主芯片，通过与指纹识别模块FM-180之间通过串口通信方式的通信，采用液晶12864作为显示器，加上简单的外围电路，如按键输入、LED灯报警电路、蜂鸣器电路，最后通过编写软件和制作硬件，实现一个可以通过单片机对指纹的录入，识别，删除等功能操作的指纹识别系统。 关键词指纹识别系统；单片机89C52；液晶12864
With the rapid development of modern science a variety of new technologies, in everyday life, we need a variety of authentication and a variety of password authentication, as well as a variety of devices with keys for the safe installation of security systems, etc., social progress the development of technology, to promote the traditional security system resilience increasingly weak. Thus, biometric applications, born around us began to enter various security systems, biometric fingerprint identification as a typical application has been very widely used and recognized, unique fingerprint characteristics, life is not for everyone one variable characteristics, and each person's fingerprints are not the same individual. The system uses 89C52RC microcontroller as the main chip, it passes between the fingerprint recognition module FM-180 serial communication with the communication method by using a liquid crystal display as 12864, plus simple peripheral circuits, such as key input, LED light alarm circuit, buzzer circuit, and finally through the preparation and production of software, hardware, you can implement a microcontroller on the fingerprint input, recognition, and delete functions operate fingerprint identification system. Key words Fingerprint identification system；SCM 89C52；LCD 12864
指纹锁行业发展现状及前景分析 指纹锁是一种以人体指纹为识别载体和手段的智能锁具，它是计算机信息技术、电子技术、机械技术和现代五金工艺的完美结晶。指纹锁一般由电子识别与控制、机械联动系统两部分组成。指纹的唯一性和不可复制性决定了指纹锁是目前所有锁具中最为安全的锁种。 指纹锁是智能锁具，它是计算机信息技术、电子技术、机械技术和现代五金工艺的完美结晶。指纹的特性成为识别身份的最重要证据而被广泛应用于公安刑侦及司法领域。 指纹认证具有方便、快速、精确等特点。随着科技技术的普及，智能家居的发展，越来越多的人群也开始选择指纹锁。 指纹锁行业这些年的发展可谓是飞快，然而指纹锁企业的数量虽然在增长，但真正能够成为全国性品牌的企业却仍然为数不多。指纹锁企业要在一定的时间和空间内最大限度的满足市场需求，实现企业资源利用效益的最大化，才能维持长久的发展。 市场开发潜力大，虽然国家对于房地产行业的调控动作频频，但不可否认的是，一系列的住房金融服务举措更让中国人在住房上获得了更大的空间和自由，与房地产紧密关联的指纹锁等家居建材行业也
步入了市场增量高速扩容的时代。 产品和渠道并重在产品为王的时代，很多指纹锁企业从国外的借鉴新技术、国家产业政策的引导、市场需求的导向的共同驱动下，迅速的开发出产品投放到市场，采取填补空白、创新产品等等围绕产品做文章。 当步入渠道为王的时代，指纹锁企业之间的广告战、终端争夺战成为主旋律。指纹锁企业在品牌包装、广告传播、渠道建设等方面投入的大量的人力、财力、物力，通过品牌包装策划、广告轰炸、地面渠道建设加速人员推进企业的快速发展。而在当前，指纹锁企业要获得快递发展的重点，就必然要在于产品主流、品牌传播力度、渠道建设速度这个三个要素之间的平衡合力最大化。 在我国，指纹识别技术被广泛运用在破案侦查上，同时在金融领域也是一种热门的防盗技术。目前，我们所在的生活中接触到指纹锁的地方也越来越多，公司考勤、小区门禁、笔记本识别，以及iphone 的指纹解锁等等。指纹锁独特的安全、快捷已让其与我们日常生活密不可分。指纹锁应运而生，凭借着其独特的技术优势成为行业新宠，民用市场正逐渐拓宽，未来发展前景一片光明。 指纹锁行业报告对中国指纹锁行业的内外部环境、行业发展现
智能指纹锁市场分析 市场调查显示：中国共有家庭约4.6亿户，中国城镇人口占比为49.8%，因此城镇人口为2.3亿户，调查显示，80%的城镇家庭希望安装智能锁，因此，希望安装指纹锁的家庭约为1.85亿户。假设每把智能锁价格为2000元，那么指纹锁的家庭用户市场规模约为3700多亿。再加上，除了面对家庭用户市场，智能锁还有长租公寓、短租公寓、酒店、开发商等商用市场，这些商用市场加起来不少于1000亿，因此整个智能锁的市场规模至少超过5000亿。看到这组数据，不得不说，智能锁确实是一个潜力非常巨大的市场，确实是值得众多企业竞折腰。 指纹锁作为门禁识别的衍生产品，依赖于生物识别的技术发展，国外已经逐步兴起进入更多的家庭当中。对于我们国内市场而言，指纹锁的普及率远不及它的名声那样红火。然而对于安防市场，指纹锁仍有可爆发的市场潜力，随着科技的不断进步，高端指纹锁市场逐渐壮大，发展前景不可忽视。 相对于传统的门禁锁具，指纹锁系列技术产品的应用优势极其明显。单体指纹的唯一性大大提高了用户在安防上的性能要求，而指纹的独特生理附属性，又彻底避免了遗失、被盗、被复制的隐患，这些巨大的优势使得指纹锁技术越来越被人们所接受，并在全球范围引起一场安防革命。 国内指纹锁市场经过了10多年的漫长培育，真正形成规模市场是从2004 年开始，从指纹考勤机延伸而来。2009年，指纹锁市场呈现上升趋势，主要应用在高档的民用住宅。虽然从2009年开始，指纹锁产品处于高速增长的阶段，2010年比2009年增长了82%，但是对于中国这个人口大国来说，原来的市场基数，再加上这个增长率实际上微不足道。 至今为止，大部分的民用住宅还没有安装指纹锁。目前离预期的市场饱和容量相聚还很远。加之产品利润空间大，竞争没有进入白炽化阶段，因此，越来越多的个人和单位都放弃原来的行业，投身到这个新行业中。 越来越多的房开商采用指纹锁来吸引业主。房开商的楼盘建筑的质量水平已经非常接近，相互差别很小。各种促销措施也用尽了。如何在不增加太多成本下吸引更多的业主成了房开商头痛的问题。于是用指纹锁吸引业主成了房开商的首选方案，这是因为指纹锁带来的方面与安全的确对业主有非常大的吸引力，而且国人对高科技的产品、对新事物特别的热衷。
人类指纹花样的遗传分析 实验时间2016.10.25晚 摘要：人类、灵长类的手足上有两类明显不同的痕迹，一类是褶痕，另一类是皮纹，皮肤可分为凸起的嵴纹及两条嵴纹之间凹陷的沟纹。手指尖端的皮纹即为指纹。人类利用和研究指纹的历史非常久远，指纹在刑侦起着重要的作用[1]，同时，指纹与亲缘关系、性别、疾病等都有着较为密切的联系[2][3]。通过图像处理法收集2015级134名同学的指纹，统计指纹类型、总指嵴数(TRC)等信息，进一步分析指纹类型、总指嵴数(TRC)与性别的关系。对总指嵴数(TRC)作频次分布直方图，分析总指嵴数(TRC)是否为数量性状。 引言 人类对指纹研究的历史非常漫长。最早可追溯到17世纪的英国植物生理学家Nehemiah Grew，他于1684年描述了手脚皮肤的嵴纹、沟纹与汗腺孔。1892年，Galton通过收集了大量指纹并进行分析后，将指纹类型分为弓、箕、斗三类[4]，奠定了指纹分类的基础。1924年，Bonnevie借鉴Golton和Henry指嵴数的算法提出总指嵴数(TRC)来用客观的数值来表示一个个体的指纹特征[5]。本实验收集了生物学院2015级134名同学的指纹，对指纹类型比例进行统计，对总指嵴数(TRC)进行简单分析。 1实验材料 1.1实验材料和器具 2B铅笔一只；A4复印纸一张；透明胶带；直尺一把；装有图像处理软件的电脑；普通平板扫描仪一台。 1.2实验步骤 1.2.1印取指纹 1) 将A4 复印纸对折。在一半纸上用铅笔分上下两排画出10个格子，每排5格，每格约3cm×4cm，用于贴印取的指纹。在格子的最左边写上“左手”“右手”，表格上方写上“拇指”“食指”等字样，并标上姓名、班级。
什么是屏下指纹技术_屏下指纹识别原理解析 指纹识别解锁已经成为大部分智能手机的默认方案。从技术角度来说，目前指纹识别有电容、光学和超声波等几种解决方案。而从iPhone 5S 开始，电容指纹识别方案成为主流，目前几乎所有手机的指纹识别都是电容方案。其工作原理是，利用手机Home 键或机身背部的电容传感器，来采集使用者手指纹路信息。在电容方案中加入热敏传感器，就能实现活体检测功能。 体积小、成本低廉且解锁迅速，电容方案因此成为智能机的首选解锁方式。不过，自从三星的Galaxy S8 开始普及「全面屏」概念，前置电容指纹识别方案就遇到了问题：很难在屏幕下放置电容指纹识别传感器来识别用户指纹。 电容方案折戟，很多公司只能将精力放在其他穿透力更强的解决方案上，例如超声波和光学方案。光学方案指的是，在屏幕下方设置光学传感器，通过发出近红外光来识别用户的指纹纹路，其思路和苹果的结构光方案类似。而超声波方案，顾名思义，就是在屏幕下方设置超声波传感器，通过超声波完成指纹识别工作。 在手机业内，两种解决方案都有追随者。今年 2 月的MWC 大会上，深圳的汇顶科技就展示了搭载光学指纹识别方案的三星S7 Edge 等机器，不过这个方案尚不能量产。 在屏下指纹方案之外，不少行业内领先公司也已经开始研发类似iPhone X 的Face ID 的3D 面部识别方案。高通和奇景光电（Himax）、Orbbec、ManTIs Vision 都在尝试3D 识别技术。台湾KGI 分析师郭明池预测，未来两年内搭载3D 识别技术的安卓机出货量是使用屏下指纹手机的2 到3 倍，其中一个重要的原因是屏下指纹必须配OLED 屏幕，而3D 技术则可以搭载OLED 或者LCD 屏幕。但是，郭同时也透露，安卓手机要想复刻iPhone X 的面部识别水平，还需要两年半时间。 超声波方案的践行者，是目前正在风口浪尖的高通公司。根据高通提供的数据，其研发的超声波屏下指纹识别技术可以穿透1200 微米厚的OLED 屏幕、800 微米的玻璃和650 微米的铝合金。今年6 月底，vivo 公司曾经展示了搭载高通超声波指纹方案的原型机，不过现场体验并不尽如人意。据高通的说法，超声波方案依然存在体积大、识别率和识别
实验七DNA指纹的遗传分析 【实验原理】 ◆“DNA指纹”是指利用DNA差异来进行与传统指纹分析相似的身份识别。DNA指 纹是以DNA的多态性为基础，而卫星DNA的发现则是其最重要的奠基石。 ◆卫星DNA是由一短序列（即重复单位或核心序列）多次重复而成，因此也有人称 其为可变数目串联重复序列（variable numbers of tandem reprat，VNTR）,在人类基因组中存在多种由不同重复单位组成的卫星DNA，重复单位的碱基序列在不同个体中具有高度的保守性，而卫星DNA的多态性则来源于重复单位的重复次数不同，并形成了众多的等位基因。例如，人类1号染色体上的VNTR D1S80，核心序列由16个核苷酸组成，拷贝数在14～41个之间，已知有29种不同的等位基因。 DNA指纹图谱的基本特点： ◆多位点性：基因组中某些位点的小卫星重复单位含有相同或相似的核心序列。在一 定的杂交条件下，一个小卫星探针可以同时与十几个甚至几十个小卫星位点上的等位基因杂交。 ◆高变异性：DNA指纹图谱反应的是多个位点上的等位基因的特征，具有很高的变异 性。发现两个无血缘关系个体具有相同DNA指纹图谱的概率仅为5×10-19，因此，除了同卵双胞胎，几乎不可能有两个人的DNA指纹图谱完全相同。 ◆稳定的遗传性：DNA指纹图谱中的谱带能够稳定遗传，杂合带遵守孟德尔遗传规律。 子代DNA指纹图谱中产生与双亲都不同的新带的概率（基因突变）仅在0.001～0.004之间。DNA指纹图谱还具有体细胞稳定性，即用同一个体的不同组织如血液、肌肉、毛发、精液等的DNA作出的DNA指纹图谱是一致的。 【材料】 人类口腔细胞。 【仪器与试剂】 1．仪器 微量移液器，小型离心机，恒温水浴锅，漩涡振荡器，PCR仪，电泳仪，电泳槽，透射式紫外分析仪（或凝胶成像仪）。 枪头，1.5mL，0.2 mL离心管，棉签，使用前均需121℃高温灭菌 2．试剂 NaCl，琼脂糖，溴化乙锭，Na2-EDTA，SDS，Tris，Proteinase K，冰醋酸，溴酚蓝，二甲苯腈蓝，蔗糖，甘油，DNA相对分子质量标记，Chelex 100树脂（Bio-Rad），PCR pre-mix。3．溶液配制 （1）5% Chelex树脂 Chelex 100(Bio-Rad) 0.5g 50mmol/L Tris-HCl 10mL 用4mol/L NaOH调pH至11，室温可保存3个月，使用前充分混匀。 （2）2.0％琼脂糖凝胶 称2.0g琼脂糖放入250ml三角烧瓶，加入1×TAE溶液100mL微波炉加热溶解，冷却至60℃左右加入1μg/mL溴化乙锭（EB），缓慢混匀后倒胶板。 （3）溴化乙锭（EB） 用无菌水配制5mg/mL储藏液，工作浓度1μg/mL。 注意；溴化乙锭为诱变剂，有致癌作用。配制、稀释和染色时必须戴手套。 （4）0.5mol/L EDTA(pH8.0)
河北农业大学 本科毕业论文(设计) 题目：基于指纹识别的考勤管理系统 摘要 随着计算机技术的飞速发展，计算机在企业应用中的普及，利用计算机实现企业的人事考勤管理势在必行。并且随着企业员工的增加，企业的考勤管理变得越来越复杂。规范的考勤管理是企业提高管理效益的重要保证，而传统的人工管理存在着效率低，不易统计，成本高和易出错等弊端，已经无法适应现代企业的需求。随着计算机技术和通信技术的迅速发展，将传动的人工考勤管理数据化，建立一个高效率，无差错的考勤管理系统，能够有效的帮助企业实现“公正考勤，高效薪资”，使企业的管理水平登上一个新的台阶。 本文介绍了该系统的开发背景、意义及国内外现状，然后重点阐述利用VC++、Sql Server 2000采用“自上而下地总体规划，自下而上地应用开发”的策略开发指纹考勤管理系统的过程。包括设计与实现环节，并且通过测试分析总结出该系统的功能特点。 本系统主要完成以下几个方面的功能，1.员工基本信息管理：包括对员工基本信息的添加、删除，修改以及查询。2.员工排班的管理：该模块用户对员工每天的上班请况进行安排。3.员工考勤管理模块：包括对员工上班下班进行签到。4.员工考勤统计查询模块：包括对员工考勤情况进行统计和详细的查询。总之该系统通过简单的操作界面，实现了方便的录入数据，形成了一个快捷的查询、签到管理系统。 关键字：考勤管理、排班管理、VC++、Sql Server 2000
Abstract With the rapid development of computer technology, computer application in enterprise, personnel attendance management be imperative using the computer. And with the increase of enterprise staff, attendance management of enterprises become more and more complex. Attendance management is an important guarantee for enterprises to improve management efficiency, and the traditional manual management has low efficiency, difficult to statistics, the high cost and error prone and other defects, has been unable to meet the needs of modern enterprises. With the rapid development of computer technology and communication technology, artificial attendance management data transmission, the establishment of an efficient, error-free attendance management system, can effectively help enterprises to realize "fair attendance, high salaries", make the management level of enterprises will get to a new level. This paper introduces the development background, significance and the status of the system, and then focuses on the use of VC++, Sql Server 2000 using a "top-down in the overall planning, bottom-up strategy development of fingerprint attendance management system of Shangdi application development" process. Including the design and implementation aspects, and summarized by test and analysis functions and characteristics of the system. This system mainly completes the following functions, 1 basic employee information management: including the staff basic information to add, delete, modify and query. 2 employee scheduling management module: the user to employees working every day to arrange it. 3 staff attendance management module: including the staff work attendance. 4 staff attendance statistics query module: includes statistical and detailed inquiry on staff attendance. The system through a simple interface, realizes convenient data entry, forming a fast query, attendance management system.