图:  指纹的嵴与峪

　　指纹特征一般是指指纹在一个平面上的几何特征，很少考虑它的空间形状。人们研究指纹特征实际是研究指纹图案的几何特征。

　　世界上第一个对指纹进行分类的人是珀金·杰（J·Purkinie）。他于1823年提出按纹形把指纹分为9类。这9类分别是拱、帐拱、左环、右环、左袋、右袋、左螺、右螺、重环。经过长期的观察与研究，对指纹纹形的分类习惯性的分为三大类六亚型。三大类分别是指拱型指纹、箕型指纹、斗形指纹，如图5所示。

图:  指纹三大纹形

　　指纹纹形是人们对指纹特征的第一层认识。随着研究者对指纹图案的细节分析，不断的从中找出了指纹更为细小的特征，如核心点、三角点、分叉、终点、嵴与嵴之间的宽度、嵴的走向等几何特征。这些特征形状被称为“特征点（Minutiaes）”，有时称为“细节点”，本书统一称为“特征点”。

图: 指纹上的特征点

　　特征点在不同人的指纹上，甚至同一个人的不同手指上的表现均不相同。要想能够通过指纹进行个体识别，仅凭指纹纹形的分类并不区别开来，需要从指纹特征点入手，分析出更多的特征点信息，来证明两个指纹之间的不同。

1889年，亨利·福尔茨（Henry.Fauld）在总结前人研究成果的基础上，首次提出了基于指纹特征点进行指纹识别的理论。并提出用指纹来确定犯罪嫌疑人身份的设想。1892年英国的弗朗西斯·盖尔顿（Francis Galton）对指纹进行了更为广泛的研究，系统的总结了个体指纹的细节特征，并撰写了《Fingerprint》（《指纹》）一书。在该书中较为完整的确认了一套指纹识别的方法――即基于指纹的纹形和特征点的指纹匹配方法。

　　要整体的表述一个指纹的特征，单从指纹的纹形或者单个指纹特征点是无法完整描述的，也不能与其它指纹作出区分。所以，描述一个指纹的特征是多维多模的表示方式。既需要它的纹形特征，又需它足够多（一般至少在7个以上）的特征点，甚至需要建立起特征点之间的拓扑关系，把这些因素结合在一起，才能完整的描述一个指纹不同于另一个指纹的特征之处。

　　指纹特征一般包括指纹的总体特征和局部特征。总体特征包括指纹纹形、核心点（或者称为中心点）、三角点（或者称为Delta点）和嵴密度（或者称为纹密度）。指纹纹形前面已经多次提到，它是指指纹整体走向形成的三大类（斗形、拱形、箕形）六亚型。纹形是指纹分类的重要参数。能够体现纹形特征的区域称为模式区。核心点是指纹纹形的渐进中心点。三角点是模式区的中心点。嵴密度指模式区内指纹纹路的数量。上述核心点和三角点同时被称为奇异点。有的指纹识别算法是基于奇异点的识别。

　　指纹的局部特征是指单个特征点的特征描述，一般用类型、水平位置（x）、垂直位置（y）、方向、曲率、质量等六个要素来描述。类型是指纹特征点的分类。目前比较通用的分法是分为六类，分别是终结点（Ending）、分叉点（Bifurcation）、分歧点（Ridge Divergence）、孤立点（Dot or Island）、环点（Enclosure）和短纹（Short Ridge）。这些点在指纹中的出现概率并不相当，出现概率最大的是短纹60.6%，其次是分叉点，出现概率为22.6%。

“水平位置”是把指纹放在直角坐标系中的水平坐标值。“垂直位置”是把指纹放在直角坐标系中的垂直坐标值。“特征点方向”是指在特征点的位置上纹形的走向，可以表示为与X坐标或Y坐标的夹角。“曲率”描述在特征点位置上纹路方向改变的速度。“质量”也称为特征点的噪声，通常定义为特征点位置上沿法线方向上的分量的大小。凡是基于特征点匹配的指纹识别算法都要对这些特征点进行深入的研究和应用。 　

图:指纹特征点的方向表示方法