【正文】 write 用來標(biāo)示 pTzData 中保存的是否是指紋的特征值 文件名稱：指紋特征集（ FRPTzData[]） 簡 述：存放一個手指各次采集獲得的指紋特征值 組 成： 2{FRPTzData}3 定 義： FRPTZDATA FRPTzData[3]。 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。本設(shè)計參照上述模型，給出用戶身份標(biāo)識格式模型，詳細(xì)內(nèi)容參見附錄 D。文件的管理由片內(nèi)操作系統(tǒng) COS(chip operation system)負(fù)責(zé)， COS 在本質(zhì)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)。 擦除計數(shù) (Erase Counter) 該區(qū)中的每一個‘ 1’表示可以對應(yīng)用區(qū)進(jìn)行一次擦除操作。 用戶個人區(qū) (Code Protected Zone) 記載用戶的個人身份標(biāo)識。 SLE 4428 的控制命令字、地址和數(shù)據(jù)都是通過 I/O 端口傳送的。除 PIN 外，其余的存儲器永遠(yuǎn)可讀，但寫 /刪除操作只有在驗證 PIN 后才能進(jìn)行。保護(hù)位僅能一次編程且不能被刪除。刪除操作只能按字節(jié)進(jìn)行，但可以獨(dú)立寫位。該存儲器具有可編程和對每一字節(jié)進(jìn)行寫保護(hù)的功能，存儲器可以被一字節(jié)一字節(jié)地寫或刪除。 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(xué)校 +學(xué)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(chǎn)品 SLE 4428。而當(dāng)考生參加考試時，應(yīng)憑著考試磁卡才可參加考試，并 當(dāng)場采集考生的指紋與考試磁卡中的指紋模板進(jìn)行比較，以確認(rèn)考生的身份。 通過上面分析，在指紋考生身份認(rèn)證系統(tǒng)中應(yīng)包括 考生考試磁卡的發(fā)放和考生身份的認(rèn)證。 3系統(tǒng)方案 示意圖 發(fā)卡示意圖 : 考生身份認(rèn)證示意圖 : 指紋模板制作（以存儲兩枚指紋模板為例） 第一個手指指紋模板制作（以兩次錄入為例） 第 二 次采集 第一次采集 輸入考生基本信 息 合法性判斷 采集指紋 圖像處理 特征提取 采集指紋 圖像處理 特征提取 制作 模 板 1 第一個手指指紋模板制作（以兩次錄入為例） 第一次采集 采集指紋 圖像處理 特征提取 第 二 次采集 采集指紋 圖像處理 特征提取 制作 模 板 1 指紋模板集 考生基本信息 綁定考生信息 （考生基本信息+指紋模板集） 寫 卡 發(fā) 卡 匹配 從磁卡讀取指紋模集 分離各個指紋模板（ 24 個指紋模板） 指紋模板數(shù)組FMbDate[] 采集指紋 圖像處理 特征提取 特征值與各個 指紋模板（ FMbData[i]）比對 失敗 15 4系統(tǒng)流程圖 系統(tǒng)流程圖如下： 錄取指紋流程圖： 開始 初始化 功能選擇 輸入考生基本信息 錄取指紋 （見下圖） 調(diào)用 Dll,生成指紋模板 (PMbData) 寫 (PMbData)+基本信息 到磁卡 顯示寫磁卡成功信 息 結(jié) 束 錄取指紋 （見下圖） 從磁卡讀取指紋模板(PMbData) 調(diào)用 Dll,比對算法出始化、比對指紋 顯示比對指紋結(jié)果 結(jié) 束 讀取磁卡內(nèi)存的 考生數(shù)據(jù) 顯示考生信息 修改考生信息 寫考生信息到磁卡 結(jié) 束 開始 錄取 探測手指指紋 指紋儀獲得指紋數(shù)據(jù) 上傳指紋數(shù)據(jù)到上位機(jī) 生成指紋圖像 結(jié)束 提取特征值 16 第 四 章 系統(tǒng) 需求分析 1系統(tǒng)功能 分析 在傳統(tǒng)的考試中，通常包括準(zhǔn)考證的發(fā)放和考生身份的確認(rèn)。 14 修改考生考試磁卡 ： 對考生的磁卡進(jìn)行讀取，并修改錯誤信息，然后把 正確的考生信息寫入磁卡。結(jié)果送到特征匹配程序后 ,與模板進(jìn)行比較以確定用戶身份是否合 法。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(jìn)一步處理以生成壓縮但有表達(dá)能力的描述 ,稱為模板。 13 第三 章 系統(tǒng)方案確定 1基本原理 指紋識別系統(tǒng)（ AFIS）可以分為注冊階段和識別階段。 ? 指紋模板存儲在客戶端（圖 22（ a）） ? 指紋模板存儲在服務(wù)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(wù)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(jìn)行了比較。 12 IC卡 作為存儲介質(zhì)的可行性 指紋模板的存儲位置取決于應(yīng)用程序 ,模板可以存入生物認(rèn)證系統(tǒng)的通用數(shù)據(jù)庫或分發(fā)給個人的智能卡中 (見圖 22)。 從以上的技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)、可行性、實(shí)用性分析可以看到 ,用指紋作為認(rèn)證的依據(jù)相對于其它方法不僅具有許多獨(dú)到的信息安全角度的優(yōu)點(diǎn) ,更重要的是還具有很高的實(shí)用性、可行性。 ● 實(shí)用性 指紋識別中使用的模板并非最初的指紋圖 ,而是從指紋圖中提取的 關(guān)鍵特征 ,這樣可使系統(tǒng)模板庫的存儲量減小。 ●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(rèn)證系統(tǒng) ,實(shí)用性強(qiáng) ,而且指紋儀較易實(shí)現(xiàn)。 ●穩(wěn)定性 指紋是相當(dāng)固定的 ,很難發(fā)生變化 ,可以保證用戶安全信息的長期有效性。從概率學(xué)的角度，在兩枚指紋中只要有 1213 個特征點(diǎn)吻合，即可認(rèn)定為同一指紋。在身份認(rèn)證系統(tǒng)中 ,應(yīng)用指紋作為身份確認(rèn)依據(jù)是理想的 ,其優(yōu)點(diǎn)有 : ●唯一性 指紋是獨(dú)一無二的 ,不存在相同的指紋 ,這樣可以保證被認(rèn)證對象與要驗證的身份依據(jù)之間嚴(yán)格的一一對應(yīng)關(guān)系。當(dāng)以上識別技術(shù)應(yīng)用于身份認(rèn)證時 ,要考慮到設(shè)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。 目前 ,大量生物特征識別技術(shù)或者是在廣泛使用或者是在研究 ,已經(jīng)有很多生物特征識別技術(shù)可用于身份認(rèn)證。并且生物特征無須記憶 ,不會遺忘和丟失 ，更無法偽造 。 而生物認(rèn)證確定 考生 的身份是建立在用戶提交的特殊的生理或行為特征的真實(shí)性之上的 ,所利用的生物特征先天地決定了一個人的 身份特征 ,由于人的身體特征具有不可復(fù)制的特點(diǎn) ,因此這些特征具有惟一性和穩(wěn)定性。實(shí)際上這種方案隱含著一些問題。 我國目前在該領(lǐng)域技術(shù)上受制于人的致命一點(diǎn)是，我國的指紋傳感器幾乎完全依賴于西方發(fā)達(dá)國家。 應(yīng)用研究： 國內(nèi)集中在簡單保險柜 /箱；較復(fù)雜的門禁系統(tǒng)；指紋與智能卡結(jié)合應(yīng)用；基于指紋識別系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全；此外，融合數(shù)字加密技術(shù)，數(shù)字簽名技術(shù)的應(yīng)用研究正成為研究熱點(diǎn)。 此外 遺傳算法、演化程序、模擬退火算法、智能人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論、分形理論等在指紋識別領(lǐng)域的應(yīng)用也是研究熱點(diǎn)。 研究的熱點(diǎn) ： 近年來 ,在以視覺感知特性為指導(dǎo)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(xué)工具 ,便于快速計算 ,又能實(shí)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(fù)現(xiàn)圖象質(zhì)量。美國密西根大學(xué)模式識別與圖象處理實(shí)驗室 、 IBM 公司的計算機(jī)視覺研究小組等在該領(lǐng)域取得了較高的成績。隨后在承擔(dān)國家 “七五 ”和 “八五 ”科技攻關(guān)項目中 ,又在指紋方向圖和不可定向性圖的基礎(chǔ)上 ,進(jìn)一步提出和實(shí)現(xiàn)了指紋自動分類、定位、形態(tài)和細(xì)節(jié)特征提取 ,以及指 紋匹配的全套高效算法。 石青云 教授 從 80 年代初期開始研究指紋自動識別技術(shù) ，在此領(lǐng)域先后公開發(fā)表學(xué)術(shù)論文 20 篇 。主要集中在算法研究上，包括指紋圖象預(yù)處理算法（濾波、增強(qiáng)、二值化、細(xì)化）；指紋的自動分類與特征值提取算法、細(xì)節(jié)特征匹配算法、指紋圖象壓縮算法等。一個有效的辦法是比對兩個或更多的指紋，從而在不損失易用性的同時，極大地提高了系統(tǒng)安全性。 9 FRR 實(shí)際上也是系統(tǒng)易用性的重要指標(biāo)。例如采用四位數(shù)字密碼的系統(tǒng)，不安全概率為 ％，如果同采用誤判率為 ％指紋識別系統(tǒng)相比，由于不誠實(shí)的人可以在一段時間內(nèi)試用所有可能的密碼，因此四位密碼并不安全，但是他絕對不可能找到一千個人去為他把所有的手指 (十個手指 )都試一遍。 ROC(Receiver Operating Curve)——曲線給出 FAR 和 FRR 之間的關(guān)系。 FRR和 FAR是成反比的。主要由兩部分組成，拒判率 (FRR)和誤判率 (FAR)。 可靠性問題 由于計算機(jī)處理指紋時，只是涉及了指紋的一些有限的信息，而且比對算法并不是精確匹配，其結(jié)果也不能保證 100％準(zhǔn)確。 驗證和辨識在比對算法和系統(tǒng)設(shè)計上各具技術(shù)特點(diǎn)。驗證其實(shí)是回答了這樣一個問題： ″他是誰 ?″辨識主要應(yīng)用于犯罪指紋匹配的傳統(tǒng)領(lǐng)域中。 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。隨后在比對現(xiàn)場，先驗證其標(biāo)識，然后，利用系統(tǒng)的指紋與現(xiàn)場采集的指紋比對來證明其標(biāo)識是合法的。作為驗證的前提條件，他或她的指紋必須在指紋庫中已經(jīng)注冊。 . 驗證和辨識 應(yīng)用系統(tǒng)利用指紋識別技術(shù)可以分為兩類，即驗證和辨識。 C. 曲率 (Curvature) ——描述紋路方向改變的速度。 短紋 (Short Ridge) —一端較短但不至于成為一點(diǎn)的紋路。 孤立點(diǎn) (Dot or Island)— 一條特別短的紋路，以至于成為一點(diǎn)。 分叉點(diǎn) (Bifurcation)— 一條紋路在此分開成為兩條或更多的紋路。 特征點(diǎn)有以下幾種類型，最典型的是終結(jié)點(diǎn)和分叉點(diǎn)。就是這些特征點(diǎn)提供了指紋唯一性的確認(rèn)信息。 指紋紋路并不是連續(xù)的、平滑筆直的，而是經(jīng)常出現(xiàn)中斷、分叉或打折。 7 . 局部特征 局部特征是指指紋上的節(jié)點(diǎn)特征，這些具有某種特征的節(jié)點(diǎn)稱為特征點(diǎn)。 (Ridge Count) 指模式區(qū)內(nèi)指紋紋路的數(shù)量。 (Delta) 三角點(diǎn)位于從核心點(diǎn)開始的第一個分叉點(diǎn)或者斷點(diǎn)、或者兩條紋路會聚處、孤立點(diǎn)、折轉(zhuǎn)處，或者指向這些奇異點(diǎn)。許多算法是基于核心點(diǎn)的，即只能處理和識別具有核心點(diǎn)的指紋。SecureTouch 的指紋識別算法使用了所取得的完整指紋而不僅僅是模式區(qū)進(jìn)行分析和識別。 (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。 總體特征是指那些用肉眼直接就可以觀察到的特征，包括： 其他的指紋圖案都基于這三種基本圖案。