【正文】 先提出了直接從灰度圖象精確計算指紋紋線局部方向和所考慮數(shù)字點處紋線不可定向性程度的理論與算法 ,得到了指紋的方向圖和不可定向性圖。 研究現(xiàn)狀 理論研究： 指紋圖象從圖象本質上而言，屬于紋理圖象模式識別范疇。正因為如此，權威機構認為，在應用中 1％的誤判率就可以接受。用 0－ 。指紋識別系統(tǒng)的特定應用的重要衡量標志是識別率。一個不明身份的人的指紋與指紋庫中有犯 罪記錄的人指紋進行比對，來確定此人是否曾經有過犯罪記錄。驗證其實是回答了這樣一個問題： ″他是他自稱的這個人嗎 ?″這是應用系統(tǒng)中使用得較多的方法 。驗證就是通過把一個現(xiàn)場采集到的指紋與一個己經登記的指紋進行一對一的比對 (one－ to－ one matching),來確認身份的過程。 B. 方向 (Orientation) ——節(jié)點可以朝著一定的方向。 分歧點 (Ridge Divergence) — 兩條平行的紋路在此分開。指紋上的節(jié)點可以用四種特性來描述。兩枚指紋經常會具有相同的總體特征，但它們的局部特征 ——特征點，卻不可能完全相同。三角點提供了指紋紋路的計數(shù)跟蹤的開始之處。 (Core point) 核心點位于指紋紋路的漸進中心，它在讀取指紋和比對指紋時作為參考點。僅僅依靠紋形來分辨指紋是遠遠不夠的，這只是一個粗略的分類，通過更詳細的分類使得在大數(shù) 據(jù)庫中搜尋指紋更為方便快捷。多年來在各個公 司及其研究機構產生了許多數(shù)字化的算法，指紋識別算法最終都歸結為在指紋圖像上找到并比對指紋的特征。盡管指紋只是人體皮膚的一小部分，但用于識別的數(shù)據(jù)量相當大，對這些數(shù)據(jù)進行比對也不是簡單的相等與不相等的問題，而是使用需要進行大 6 量運算的模糊匹配算法?？傊?，這些數(shù)據(jù)，通常稱為模板或特征值，保存為 1K大小的記錄。 接下來，指紋辨識軟件建立指紋的數(shù)字表示 ——特征數(shù)據(jù)，一種單方向的轉換，可以從指紋轉換成特征數(shù)據(jù)，但不能從特征數(shù)據(jù)轉換成為指紋，而兩枚不同的指紋不會產生相同的特征數(shù)據(jù)。指紋識別技術是一種生物測定學技術，并且是使用最早也最為成熟的生物測定學技術，它涉及到傳感器技術、數(shù)字圖 像處理、模式匹配等諸多學科。 指紋人人都有，人人不同，它具有唯一性、穩(wěn)定性、再生性的特點。這些紋路的存在增加了皮膚表面的摩擦力，使得我們能夠用手來抓起重物。 34 附錄 A 英文翻譯 33 附錄 30 第七章 小結 26 第六章系統(tǒng)的實現(xiàn) 24 考生身份驗證程序流程圖： 23 錄取指紋程序流程圖： 18 修改考試磁卡數(shù)據(jù)流圖 18 新建考生信息數(shù)據(jù)流圖 16 系統(tǒng)功能分析 12 第三章 系統(tǒng)方案確定 10 IC 卡作為存儲介質的可行性 8 研究現(xiàn)狀 5 指紋識別技術簡介 隨著指紋技術的成熟 以及個人計算機的飛速發(fā)展、運算速度的提高使得 在微機甚至單片機上 進行兩個指紋的比對運算 成為 可能 。Fingerprint and Intelligence Card bination application。包括進行考生的指紋采集、考試卡的發(fā)放、考生身份的認證等功能。 依靠這種唯一性和穩(wěn)定性，我們就可以把一個人同他的指紋對應起來，通過比較他的指紋和預先保存的指紋進行比較，就可以驗證他的真實身份。這就是指紋識別技術。本文詳細介紹了系統(tǒng)的詳細分析以及實現(xiàn)過程。Network Safety depending on the fingerprint identifies etc. In this text, detailed introducts a Examinee’s System depending on the fingerprint identifies and Ic examinee’s System is built with some principal function:fingerprints collector 、 the examination card issues、 examinee’s fingerprint verifier this text,the process of detailed analysis and realizes is introduced. Keywords: fingerprint,examination,IC, 3 畢業(yè)設計任務書 一、課題名稱 指紋 IC 卡考試管理系統(tǒng) 二、課題來源及選題依據(jù) 現(xiàn)行的考試大多使用準考證的方法來進行考生的身份認證。 由于指紋的特有特性，作為考生的身份認證，具有不易失、無法偽造等優(yōu)點 。6 可靠性問題 10 指紋作為考生身份認證的可行性 14 系統(tǒng)流程圖 16 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流圖 18 指紋比對數(shù)據(jù)流圖 19 數(shù)據(jù)字典 19 文件條目 25 寫磁卡的程序流程圖： 27 新建檔案界面設計 27 修改考生磁卡信息界面設計 30 系 統(tǒng)基本設置界面設計 43 附錄 B 智能卡 SLE4428 內容格式設計 50 附錄 C 部分源代碼 50 5 第一章 前 言 指紋識別技術簡介 隨著科技的進步，指紋識別技術已經開始走入了我們的日常生活之中。人們也注意到，包括指紋在內的這些皮膚的紋路在圖案、斷點和交叉點上各不相同，也就是說，是唯一的。現(xiàn)代科學界的結論是：人類人口按 60 億計，則需 300 年才可能出現(xiàn)重復的指紋，概率幾乎為零；其次，一個人在母腹 7 個月時指紋就定型，隨著年齡的變化，人的相貌體格都在變化，而指紋卻保持不變；另外，只要不傷及真皮組織，指紋即使被磨掉，也很快會長出來。近年來無論是電子集成制造技術還是指紋識別算法的研究，都取得了很大的發(fā)展。軟件從指紋上找到被稱為 “特征點 ”(minutiae)的點，也就是那些指紋紋路的分叉、終止或打圈處的坐標位置，這些點同時具有七種以上的唯一性特征。至于它們是怎樣組成的，至今仍然沒有一種模板的標準，也沒有一種公開的抽象表示算法。現(xiàn)代電子集成制造技術使得我們可以制造相當小的指紋圖像讀取設備，同時飛速發(fā)展的個人計算機運算速度提供了在微機甚至單片機上可以進行兩個指紋的比對運算的可能。 我們定義了指紋的兩類特征來進行指紋的驗證：總體特征和局部特征。 (Pattern Area) 模式區(qū)是指指紋上包括了總體特征的區(qū)域，即從模式區(qū)就能夠分辨出指紋是屬于哪一種類型的。許多算法是基于核心點的，即只能處理和識別具有核心點的指紋。 (Ridge Count) 指模式區(qū)內指紋紋路的數(shù)量。 指紋紋路并不是連續(xù)的、平滑筆直的，而是經常出現(xiàn)中斷、分叉或打折。 特征點有以下幾種類型，最典型的是終結點和分叉點。 孤立點 (Dot or Island)— 一條特別短的紋路，以至于成為一點。 C. 曲率 (Curvature) ——描述紋路方向改變的速度。作為驗證的前提條件，他或她的指紋必須在指紋庫中已經注冊。 8 辨識則是把現(xiàn)場采集到的指紋同指紋數(shù)據(jù)庫中的指紋逐一對比，從中找出與現(xiàn)場指紋相匹配的指紋。 驗證和辨識在比對算法和系統(tǒng)設計上各具技術特點。主要由兩部分組成，拒判率 (FRR)和誤判率 (FAR)。 ROC(Receiver Operating Curve)——曲線給出 FAR 和 FRR 之間的關系。 9 FRR 實際上也是系統(tǒng)易用性的重要指標。主要集中在算法研究上，包括指紋圖象預處理算法（濾波、增強、二值化、細化）；指紋的自動分類與特征值提取算法、細節(jié)特征匹配算法、指紋圖象壓縮算法等。隨后在承擔國家 “七五 ”和 “八五 ”科技攻關項目中 ,又在指紋方向圖和不可定向性圖的基礎上 ,進一步提出和實現(xiàn)了指紋自動分類、定位、形態(tài)和細節(jié)特征提取 ,以及指 紋匹配的全套高效算法。 研究的熱點 ： 近年來 ,在以視覺感知特性為指導的圖象壓縮新方法的研究中 ,基于小波變換的方法既有成熟的數(shù)學工具 ,便于快速計算 ,又能實現(xiàn)對圖象的多通道表示和處理 ,便于顯著提高壓縮比和復現(xiàn)圖象質量。 應用研究： 國內集中在簡單保險柜 /箱；較復雜的門禁系統(tǒng)；指紋與智能卡結合應用；基于指紋識別系統(tǒng)的網(wǎng)絡安全；此外，融合數(shù)字加密技術，數(shù)字簽名技術的應用研究正成為研究熱點。實際上這種方案隱含著一些問題。并且生物特征無須記憶 ,不會遺忘和丟失 ，更無法偽造 。當以上識別技術應用于身份認證時 ,要考慮到設備成本、易用性、用戶接受程度、對用戶健康影響、對環(huán)境要求、識別速度、精確性、生物特征的穩(wěn)定性等各方面的因素。從概率學的角度，在兩枚指紋中只要有 1213 個特征點吻合，即可認定為同一指紋。 ●可行性 掃描指紋的速度很快 ,使用非常方便 ,便于獲取指紋樣本 ,易于開發(fā)認證系統(tǒng) ,實用性強 ,而且指紋儀較易實現(xiàn)。 從以上的技術優(yōu)缺點、可行性、實用性分析可以看到 ,用指紋作為認證的依據(jù)相對于其它方法不僅具有許多獨到的信息安全角度的優(yōu)點 ,更重要的是還具有很高的實用性、可行性。 ? 指紋模板存儲在客戶端（圖 22（ a）） ? 指紋模板存儲在服務器端（圖 22（ b）） ? 指紋模板存儲在便攜式終端（圖 22（ c）） ? 指紋摸板存儲在智能卡中（圖 22（ c） 圖 22（ a）客戶端存儲類型 圖 22（ b）服務器存儲類型 圖 22（ c）智能卡或便攜終端類型 ? 22 中對模板存儲的不同位置進行了比較。為了加速匹配和減少存儲需求 ,數(shù)字描述由特征提取程序進一步處理以生成壓縮但有表達能力的描述 ,稱為模板。 14 修改考生考試磁卡 ： 對考生的磁卡進行讀取，并修改錯誤信息，然后把 正確的考生信息寫入磁卡。 通過上面分析，在指紋考生身份認證系統(tǒng)中應包括 考生考試磁卡的發(fā)放和考生身份的認證。 考生基本信息包括： 卡號 +編號 +考生姓名 +考生英文名 +性別 +年齡 +身份證號 +民族 +籍貫 +政治面貌 +學校 +學歷 +專業(yè) +聯(lián)系電話 +郵政編碼 +聯(lián)系地址 +發(fā)卡單位 +發(fā)卡時間 為了減少誤判率通常采集多枚指紋模板 （ 2 — 4 枚） 2存儲卡的數(shù)據(jù)格式分析 SLE4428 型 IC 卡介紹 本系統(tǒng)中采用接觸式邏輯加密 IC 卡 SIEMENS 公司的產品 SLE 4428。刪除操作只能按字節(jié)進行，但可以獨立寫位。除 PIN 外，其余的存儲器永遠可讀，但寫 /刪除操作只有在驗證 PIN 后才能進行。 用戶個人區(qū) (Code Protected Zone) 記載用戶的個人身份標識。文件的管理由片內操作系統(tǒng) COS(chip operation system)負責， COS 在本質上更加接近于監(jiān)控程序，而不是真正意義上的操作系統(tǒng)。 考生信息 指紋模板 新指紋模板數(shù)組 指紋模板集 指紋模板集 指紋 指紋模板集 考生基本信息 舊指紋模板數(shù)組 考生基本信息 考生基本信息 考生基本信息 考生信息 考生磁卡 分離考生信息 修改考生 基本信息 組合新的指紋模板組 考生 獲取指紋模板 磁卡 綁定考生信息 （基本信息 + 指紋模板） 20 bool write。 bool write。例如：一個手指的第 jF T F T F T F F T F T 開始 Sleep() F