指纹识别开发概述

简介

我们提供了多款支持指纹识别的模块，指纹识别开发相对有一定复杂度，所以专门新建一个主题来仔细阐述指纹识别相关概念和流程，并提供多个示例从简单到复杂来指导用户开发指纹识别相关应用。

我们支持两种指纹模块：dxFingerZaz（Zaz 模块）和 dxFingerMz（MZ 模块），它们都通过 UART 串口与指纹识别硬件通信。

基本概念

指纹传感器: 用于采集指纹图像的硬件设备。用户将手指放置在传感器上，传感器会捕捉指纹的细节特征。
指纹图像: 传感器采集到的原始指纹图像数据。这是进行后续处理的基础。
特征值: 也称为指纹模板或特征文件。这是从指纹图像中提取的数字化特征数据，包含了能够唯一标识该指纹的关键信息（如细节特征点、纹路方向等）。特征值是指纹比对的核心依据。我们的模块可以不保存原始图像，只保存特征值就可以实现指纹识别，这个值通常比图像小很多，而且是固定长度。
指纹库: 一个专门用于存储已注册用户指纹特征值的数据库。当进行指纹识别时，系统会将实时捕捉到的指纹特征值与库中的数据进行比对。不同模块使用不同的标识方式：
- Zaz 模块: 使用 ID（数字标识符，范围 1-5000）
- MZ 模块: 使用 Page Index（页面索引，范围 0-65535）
缓冲区: 模块 RAM 中的临时存储区域，用于在处理过程中暂存指纹图像和特征值。
- Zaz 模块: 提供 3 个 RAM 缓冲区（Buffer 0, 1, 2）
- MZ 模块: 提供 2 个字符缓冲区（Buffer 1, 2）
特征生成: 从指纹图像中提取特征值的过程。将采集到的指纹图像经过预处理、特征提取等步骤，生成可用于比对的指纹特征值。
特征合并: 将多次采集的指纹特征值合并成一个更完整、更准确的模板。通常录入时需要采集 2-3 次指纹并合并，以提高识别准确率。
指纹检测: 检测传感器上是否有手指放置。这是进行后续指纹识别的前提。
指纹比对: 将两个不同的指纹特征值进行比较，计算它们之间的相似度分数。这分为两种：
- 1:1 比对: 判断两个指纹是否为同一个手指，常用于身份验证（如指纹登录）。
- 1:N 比对: 将一个指纹与指纹库中的 N 个特征值进行比对，找出最匹配的一个，常用于身份识别（如门禁系统）。
安全等级: 控制指纹匹配的严格程度，等级越高，匹配要求越严格，误识率越低，但拒识率可能增加。通常范围是 1-5，等级 3 是大多数应用场景的平衡选择。
指纹识别: 这是一个完整的流程，包括从传感器采集指纹图像、提取特征值，并与指纹库进行比对，最终识别出人员身份的过程。
指纹注册: 也叫指纹录入。指首次将用户的指纹信息采集并存入指纹库的过程。通常需要用户多次按压手指，以确保采集到高质量的指纹图像，并提取出稳定可靠的特征值。

基本流程

一个完整的指纹识别应用通常包含三个核心流程：指纹检测、指纹注册与指纹识别。

1. 指纹检测流程

检测手指: 检测传感器上是否有手指放置。
采集图像: 如果检测到手指，则采集指纹图像。
质量判断: 评估指纹图像的质量（如清晰度、完整性）。

2. 指纹注册流程

触发注册: 应用启动用户注册流程。
第一次采集: 提示用户放置手指，采集第一张指纹图像。
生成特征: 从第一张图像中提取特征值，存储到缓冲区 1。
第二次采集: 提示用户再次放置手指，采集第二张指纹图像。
生成特征: 从第二张图像中提取特征值，存储到缓冲区 2。
合并特征: 将两个缓冲区的特征值合并成一个更完整的模板。
保存入库: 将用户的身份信息（一般是用户的 ID）与合并后的特征值一起存入指纹库。

多次采集

通常建议采集 2-3 次指纹并合并，这样可以提高后续识别的准确率和成功率。不同采集角度和压力可能捕获不同的特征点，合并可以补充缺失的特征点。

3. 指纹识别流程

启动识别: 应用开始进行指纹识别。
检测手指: 检测传感器上是否有手指放置。
采集图像: 如果检测到手指，则采集指纹图像。
生成特征: 从指纹图像中提取实时特征值。
特征比对: 将实时特征值与指纹库中的数据进行 1:N 比对。
输出结果: 如果比对的相似度分数超过预设阈值，则识别成功，返回对应的人员信息（一般是人员的 ID）；否则，识别失败。

两个模块的主要区别

特性	Zaz 模块	MZ 模块
标识方式	ID (1-5000)	Page Index (0-65535)
缓冲区数量	3 个 (0, 1, 2)	2 个 (1, 2)
特征合并	支持合并 2-3 个	固定合并 2 个
自动功能	无	支持自动注册和自动识别
手指检测	`fingerDetect()`	无独立接口
图像采集	`getImage()` 通用	`getImage()` 验证，`getEnrollImage()` 注册

总结

本文档作为指纹识别开发的入门指南，系统性地介绍了从核心概念到实际应用的全景视图。我们首先阐明了指纹传感器、特征值、指纹库、缓冲区等关键术语的定义；接着，详细拆解了指纹检测、指纹注册与指纹识别这三大核心业务流程；最后，对比了两个模块的主要区别。

掌握本文内容将为您后续深入学习打下坚实的基础。后续文档将围绕这三个基本流程，提供从简单到复杂的多个代码示例，详细阐述具体的开发细节。

简介​

基本概念​

基本流程​

1. 指纹检测流程​

2. 指纹注册流程​

3. 指纹识别流程​

两个模块的主要区别​

总结​

简介