image: 由古雅智博士領導的研究團隊研發了一套高效及高精準度的三維指紋辨識系統。 view more
Credit: 香港理工大學
香港理工大學 (理大)的研究團隊採用突破性的三維指紋重構及配對技術，研發出了一套三維指紋辨識系統，開拓高效、精準非接觸式生物辨識科技的新領域，並可以相宜成本應用於身分識別、罪案調查、出入境控制、保安權限和法醫鑑定用途。
執法構關已廣泛使用自動化接觸式指紋辨識系統以識別身分。可是，以接觸式方法套取指紋掃描時，手指在一塊硬面（例如玻璃、矽或聚合物）上滑動或按壓，經常會因為皮膚變形、滑移或骯髒等，只能獲取部分或較低質素的圖像。這些圖像往往未能用作身分識別的用途。相反，非觸式指紋辨識系統可以避免影像掃描器和皮膚彈性表面的接觸，可減低由接觸式方法引致的問題。雖然新興的三維指紋辨識系統面世，但由於使用多個相機或結構光源系統，一般昂貴而且系統體積大。
由理大電子計算學系副教授古雅智博士領導的研究團隊，成功克服接觸式二維生物識別掃描的限制，並提升非接觸式三維系統的優勢。[1]
當指紋配對時，指紋細節點(包括紋線端點和紋線分叉點) 普遍被認為是最可靠的指紋特徵，令每個指紋獨一無二。每個指紋平均可找出40 – 45個指紋細節點。成功配對的指紋細節點越多，成功配對的可靠性越高。
可是，現時所有市面上的指紋辨識系統仍然停留於在二維空間為指紋細節點定位的階段，即以二維座標和角度表達細節點的位置。在古博士的研究中，除了採用上述二維定位指標外，更為細節點位置加入兩個三維空間指標─高度和三維角度(或斜度)。由於多了兩個三維指標，標誌著理大的三維系統更能夠描繪指紋的獨特性。
為了重構和配對三維指紋細節，團隊捨棄其他三維指紋辨識系統慣用多個相機的做法，創新地使用單個低成本的數碼相機，配合由電腦控制的數個發光二極管（LED）光源。這方法讓研究人員能夠有效率地獲取三維指紋的高頻資料，並通過先進的獨有三維指紋模板運算程式，重構三維指紋的指紋細節。獲得三維指紋細節特徵後，理大研究團隊利用運算程式，全球首創在三維空間精準可靠地配對這些指紋。
新系統體積小、精準度高達約97 %、成本低至780港元、處理效率約兩秒，而且可減少所需的配套儀器，令它比現時商用的三維指紋辨識系統更勝一籌。此非觸式系統的另一優點是比接觸式二維系統更衛生。在全球對疾病傳播日益關注的前題下，這是重要優勢。此系統的實用性高，其突破性技術在美國獲得數項專利，具備商業化的成熟條件。
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[1]此研究獲研究資助局優配研究金的五十萬港元資助(編號：POLYU5169/13E)
Journal
IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence