【正文】 技術(shù)對(duì)大多數(shù)人來說是對(duì)自身信息安全的保證，雖說現(xiàn)在，指紋識(shí)別技術(shù)雖有許多缺點(diǎn)尚待改進(jìn)，但其為市場(chǎng)接受已經(jīng)成為一個(gè)不爭(zhēng)的事實(shí)。另外在需要密碼的保險(xiǎn)柜、手機(jī)和筆記本電腦等產(chǎn)品上 ， 指紋辨識(shí)技術(shù)的應(yīng)用十分廣泛。但隨著產(chǎn)品的本地化 ， 這一局面將會(huì)改變。 市場(chǎng) ： 世界各主要國(guó)家除自己本國(guó)外 ， 正花大力氣拓展國(guó)外市場(chǎng) ， 特別是近年來 ， 歐洲、美國(guó)、韓國(guó)等國(guó)家紛紛進(jìn)軍中國(guó)市場(chǎng)。主要應(yīng)用在門禁、金融、證券、保險(xiǎn)、社會(huì)福利機(jī)構(gòu)的身份確認(rèn)、個(gè)人財(cái)產(chǎn)使用管制、社會(huì)安全、信息安全、職員和會(huì)員管理、醫(yī)療 檔案管理等。許多大公司有專門的機(jī)構(gòu)從事該項(xiàng)技術(shù)的研究、開發(fā)、應(yīng)用 ， 包括 IBM、 Inter、 Microsoft、 Digitalpersona、 Identix、 Motorola、韓國(guó)現(xiàn)代、朝鮮培富士、法國(guó) TLOMAOM、臺(tái)灣 Aeter 公司、 Veridi、 BAC 等 ， 其中 Identix公司在生物識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域獨(dú)樹一幟 ， 韓國(guó)現(xiàn)代、朝鮮培富士在識(shí)別算法上都達(dá)到世界先進(jìn)水平。因此 ， 開發(fā)出具有完全知識(shí)產(chǎn)權(quán)的指紋識(shí)別算法 ， 滿足一般小型的嵌入式及大容量比對(duì)的需要 ， 在此基礎(chǔ)上研制基于 DSP 及大規(guī)?？删幊唐骷莫?dú)立識(shí)別模塊 ， 利用此核心模塊開發(fā)出系列指紋門禁 ， 卡證應(yīng)用系統(tǒng)和條形碼防偽系統(tǒng) ， 這些都具有很好的市場(chǎng)前景。據(jù)有關(guān)資料介紹 ， 我國(guó)對(duì)該項(xiàng)技術(shù)的需求正逐步增大 ， 比如公安部金盾工程中 ， 有相當(dāng)大的一部分要用此項(xiàng)技術(shù)來支持 ， 有約 10 多億 人民幣的市場(chǎng)容量。目前 ， 應(yīng)用到卡、證系統(tǒng)的產(chǎn)品市場(chǎng)啟動(dòng)較快 ， 特別是將指紋與卡、條形碼結(jié)合的產(chǎn)品市場(chǎng)前景非常廣闊。有的產(chǎn)品還不太成熟 ， 特別是應(yīng)用到網(wǎng)絡(luò)上的產(chǎn)品。從研究開發(fā)實(shí)力看 ， 目前國(guó)內(nèi)公司都擁有一批有實(shí)力的技術(shù)人員 ， 許多公司里還擁有不少博士 ， 并與大學(xué)合資合作開發(fā)該項(xiàng)技術(shù) ， 這也是該項(xiàng)技術(shù)在國(guó)內(nèi)能快速發(fā)展的因素之一。西安青松是國(guó)內(nèi)活體指紋產(chǎn)品規(guī)模最大的研制與生產(chǎn)企業(yè) ， 市場(chǎng)占有率居全國(guó)第一。這些公司看到指紋識(shí)別技術(shù)在中國(guó)具有很好的市場(chǎng)前景 ， 所以都在加大技術(shù)和產(chǎn)品開發(fā)的投入 ， 以期盡快實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品地產(chǎn)化 ， 努力適應(yīng)中國(guó)市場(chǎng)的發(fā)展。 （ 1） 國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀 近年來 ， 特別是從 1998 年來 ， 我國(guó)在指紋識(shí)別技術(shù)方面得到較大發(fā)展 ， 可以說是日新月異 ， 除有引進(jìn)技術(shù)外 ， 還有國(guó)內(nèi)公司獨(dú)立研究開發(fā)出的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的多項(xiàng)指紋識(shí)別類產(chǎn)品。近幾年國(guó)內(nèi)有很多公司開始涉足自動(dòng)指紋識(shí)別系統(tǒng)的應(yīng)用開發(fā) ， 但真正在自主識(shí)別算法基礎(chǔ)上進(jìn)行硬件開發(fā)的為數(shù)不多 ， 為數(shù)更多的是在購(gòu)進(jìn)國(guó)外指紋識(shí)別算法開發(fā)包的基礎(chǔ)上進(jìn)行二次開發(fā)。美國(guó)密歇根大 的等人提出了一種使用 FPGA 的 Splash2 結(jié)構(gòu)專門用于大型指紋數(shù)據(jù)庫(kù)匹配的硬件系統(tǒng)。利用硬件來實(shí)現(xiàn)算法同時(shí)也是提高指紋自動(dòng)識(shí)別速度的一個(gè)重要途徑。 （ 五 ） 開發(fā)用于實(shí)時(shí)特征提取和 匹配的專用電路。 （ 四 ） 指紋圖像的壓縮存儲(chǔ)。 （ 三 ） 匹配算法的研究。大多數(shù)特征提取算法都是基于黑白二值圖像的 ， 也有少量基于灰度圖像的特征提取算法。一般的特征提取算法容易受到圖像質(zhì)量的影響 ， 不夠穩(wěn)定。方向矩陣的計(jì)算一般采用梯度方法或統(tǒng)計(jì)方法。由于目前的特征提取算法的性能在很大程度上受到指紋圖像質(zhì)量的影響 ， 所以如何提高圖像質(zhì)量是一個(gè)很重要的問題。相對(duì)來說 ， 國(guó)內(nèi)在指紋識(shí)別算法研究方面起步比較晚 ， 大約是從八十年代開始 ，而且主要側(cè)重于研究角度 ， 很長(zhǎng)一段時(shí)間沒有在實(shí)際應(yīng)用中實(shí)踐 ， 所以這些技術(shù)和實(shí)際的市場(chǎng)需求之間還有不少差距。 目前 ， 在指紋識(shí)別算法的研究方面 ， 國(guó)內(nèi)外指紋識(shí)別算法基本上都是采用基于細(xì)節(jié)點(diǎn)特征的 ， 從研究角度來說 ， 國(guó)內(nèi)外的差距并不明顯。 90 年代末到現(xiàn)在 ， 由于半導(dǎo)體指紋傳感器的出現(xiàn) ， 使得指紋識(shí)別的應(yīng)用領(lǐng)域迅速擴(kuò)大 ， 在個(gè)人電腦、個(gè)人數(shù)字助理、掌上電腦、手機(jī)、門禁系統(tǒng)、考勤系統(tǒng)、保險(xiǎn)箱控制系統(tǒng)等很多領(lǐng)域都開始使用 AFIS技術(shù) ， 所以指紋識(shí)別算法的研究重點(diǎn)從光學(xué)傳感器轉(zhuǎn)移到了半導(dǎo)體傳感器 ， 對(duì)算法的性能也提出了更高的要求。不過 ， 早期的研究都是在高性能計(jì)算機(jī)上完成的 ， 主要針對(duì)脫機(jī)的指紋圖像進(jìn)行研究。隨后這種傳感器開始走向普及，在筆記本等電子設(shè)備上大顯身手。首款采用滑動(dòng)式傳感器的筆記本便是 IBM 的 T42，當(dāng)時(shí) IBM向 ST（意法半導(dǎo)體）提出需求，希望對(duì)方能夠?yàn)槠溲兄瓶梢栽诠P記本上使用的指紋傳感器，后者為此成立了一家子公司，就是如今在指紋識(shí)別領(lǐng)域赫赫有名的 UPEK。而在過去，為了獲得整個(gè)手指的指紋，不得不使用比手指更大的傳感器，必須整個(gè)手指同時(shí)按壓在傳感器之上。 在了解指紋識(shí)別技術(shù)后，我們?cè)賮砜戳硪粋€(gè)相關(guān)的技術(shù)：滑動(dòng)式傳感器。相比之下，超聲波傳感技術(shù)可以排除手指表面的污垢、油脂等的干擾，因而精確度是目前所知的技術(shù)中最高的。 在未來，指紋識(shí)別技術(shù)又會(huì)如何發(fā)展呢？目前比較熱門 的要屬超聲波傳感技術(shù)。由于這一技術(shù)采用的北京科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 是活體識(shí)別技術(shù)，必須通過人體的微電流，因而即使割下別人的指紋來進(jìn)行確認(rèn)也沒有用，其它例如指模等更是無計(jì)可施，因而具有更高的安全性；同時(shí)由于不會(huì)受灰塵、油脂等影響，準(zhǔn)確率也更高。與傳統(tǒng)的光學(xué)掃描技術(shù)不同，電容式指紋識(shí)別設(shè)備體積極小、成本很低，可被方便地整合于各類指紋識(shí)別設(shè)備中。只所以指紋識(shí)別能夠真正普及開來，進(jìn)入每一個(gè)電子設(shè)備，完全是因?yàn)榈诙讣y識(shí)別技術(shù)：電容式指紋識(shí)別技術(shù)的誕生。但是它也存在較多的缺陷：如手指表面的灰塵和油脂對(duì)掃描質(zhì)量影響很大，而精心復(fù)制的指模也可以將該系統(tǒng)輕松欺騙；此外，對(duì)應(yīng)的光學(xué)掃描設(shè)備體積龐大、耗電量較高、圖像獲取的時(shí)間也比較長(zhǎng)，無法用于筆記本電腦、掌上電腦、移動(dòng)電話等便攜電子產(chǎn)品中。之后再將從這個(gè)圖像中尋找?guī)讉€(gè)特征點(diǎn)，再和數(shù)據(jù)庫(kù)中的記錄進(jìn)行核對(duì)。使用時(shí)，用戶將手指按在掃描設(shè)備的玻璃表面，接著掃描設(shè)備發(fā)出強(qiáng)光照射，并由 CCD 傳感器捕獲指紋圖像。當(dāng)時(shí)的指紋識(shí)別設(shè)備多采用光學(xué)傳感技術(shù)。 90 年代后期 ， 低價(jià)位取像設(shè)備的引入及其飛速發(fā)展 ， 可靠的對(duì)比算法為個(gè)人身份識(shí)別應(yīng)用提供有利的條件 [7]。20 世紀(jì) 80年代 ， 個(gè)人電腦、光學(xué)掃描等技術(shù)的革新 ， 使得它們作為指紋取像的工具成為現(xiàn)實(shí) ， 從而使指紋識(shí)別可以在其他領(lǐng)域中得以應(yīng)用 ， 比如卡。福提出用指紋識(shí)別系統(tǒng)識(shí)別犯罪。 19 世紀(jì)末期 ， 英國(guó)學(xué)者對(duì)指紋進(jìn)行了系統(tǒng)的研究 ， 并提出了指紋細(xì)節(jié)特征分類 ， 將指紋分為斗、箕、弧三大類 ， 使指紋識(shí)別應(yīng)用進(jìn)入了一個(gè)嶄新的時(shí)期。 19世紀(jì)初 ， 科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)了至今仍然承認(rèn)的指紋的兩個(gè)重要特征 ， 一是兩個(gè)不同手指的指紋紋脊的式樣不同 ， 另外一個(gè)是指紋紋脊的式樣終生不變 ， 即指紋的唯一性和不變性。 指紋識(shí)別技術(shù)在數(shù)十年前就已經(jīng)誕生，當(dāng)時(shí)主導(dǎo)研發(fā)的是赫赫有名的 FBI，主要應(yīng)用于內(nèi)部的安全設(shè)備，始終只是處于少數(shù)專業(yè)應(yīng)用的地步，并沒有真正邁入民用的陣營(yíng)，這一局面直到九十年代才有所改變。由于以上特性，在身份識(shí)別領(lǐng)域中一直是最為可靠的手段，并為各國(guó)法律所廣泛承認(rèn)。 在很久以前，人們就意識(shí)到了指紋的唯一性，在人的一生中，指紋始終是保持不變的，而且每個(gè)人之間都是不同的。對(duì)于很多朋友而言，指紋識(shí)別也確實(shí)是個(gè)很方便很有效的技術(shù)。從而達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。 第 四 章： 對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了整體的設(shè)計(jì)，包括電路的設(shè)計(jì)，模塊的選擇，接口的連接等等，是整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的的基礎(chǔ)任務(wù)。 第三章：用 Matlab 軟件對(duì)一個(gè)現(xiàn)有的指紋進(jìn)行了圖像處理，并且提取出指紋的特征點(diǎn)。當(dāng)指紋匹配不正確時(shí)，便會(huì)通過 GSM 短消息通知用戶，然后用戶便可以直接通過回復(fù)短信對(duì)汽車進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，給人們生活帶來了許多便捷，具體內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面： 第一章：論述了本課題的研究背景，研究?jī)?nèi)容及研究方法，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)做了初步的介紹。然而具有指紋識(shí)別解鎖的汽車來說，用戶再也不用擔(dān)心這樣的問題出現(xiàn)了。 其次、指紋識(shí)別方式的解鎖對(duì)于客戶而言也是一種方便。依靠這種唯一性和穩(wěn)定性 ，可以將一個(gè)人和他的指紋對(duì)應(yīng)起來 ， 通過對(duì)其指紋和預(yù)先保存的指紋進(jìn)行比較 ， 就能驗(yàn)證其真實(shí)身份。 研究意義 就目前市場(chǎng)上的安全防護(hù)系統(tǒng)來說，其有著 共同的特點(diǎn)：功能比較單調(diào)、報(bào)警行為大多為報(bào)警鳴笛 ， 這已經(jīng)不能滿足人們生活著如此復(fù)雜變化多端的社會(huì)中的要求了 ， 現(xiàn)在考慮的是能否將網(wǎng)絡(luò)式報(bào)警的一部分與指紋識(shí)別系統(tǒng)兩者相結(jié)合的方式來降低汽車被盜地可能性， 所以本文介紹的是采用指紋識(shí)別系統(tǒng)與短消息通訊相結(jié)合的方式驗(yàn)證或報(bào)警的方式來完成電動(dòng)車防盜系統(tǒng)的基本框架設(shè)計(jì)。另外 ， 對(duì)輸入的指紋圖像提取關(guān)鍵特征后 ， 可以大大減少網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)呢?fù)擔(dān) ， 便于實(shí)現(xiàn)異地確認(rèn)。同時(shí) ， 并不增加系統(tǒng)設(shè)計(jì)的負(fù)擔(dān)。另外 ， 指紋識(shí)別系統(tǒng)中完成指紋采樣功能的硬件部分也較易實(shí)現(xiàn)。 （ 2）指紋樣本便于獲取 ， 易于開發(fā)識(shí)別系統(tǒng) ， 實(shí)用性強(qiáng)。 同其他識(shí)別方法比較指紋識(shí)別具有如下性質(zhì) [4]： （ 1）指紋可以提供獨(dú)一無二的個(gè)體特征 ， 并且特征的精確度和復(fù)雜度足以滿足高精度的鑒別需要。指紋識(shí)別技術(shù)是目前生物檢測(cè)學(xué)中研究最深入、應(yīng)用最廣泛、發(fā)展最成熟的技術(shù)。 下面就這幾種識(shí)別方法做一個(gè)全方位的比較，如表 所示。每人都有十個(gè)獨(dú)一無二的指頭 ， 都是唯一的識(shí)別代碼 ， 它杜絕了通過模具取得他人指紋 ， 仿冒他人身份的可能性 ， 這種代碼成本為零 ，安全系數(shù)高 ， 終身可用。 聲音識(shí)別對(duì)背景噪聲比較敏感 ， 而這一點(diǎn)在實(shí)際應(yīng)用中有很難控制 。 聲音識(shí)別的主要困難存在于兩個(gè)方面： 雖然從理論上講 ， 聲音具有唯一性 。顯然，后一種方式實(shí)現(xiàn)的技術(shù)單獨(dú)要高。 聲音識(shí)別分為依賴內(nèi)容和不依賴內(nèi)容兩種方式。 （ 5）聲音識(shí)別技術(shù) 與簽名識(shí)別相同 ， 聲音識(shí)別也是一種行為識(shí)別技術(shù)，聲音識(shí)別設(shè)備不斷地測(cè)量、紀(jì)錄聲音的波形和變化。 雖然筆跡可以模仿，但要獲取一個(gè)人簽名的動(dòng)態(tài)信息卻十分困難，因?yàn)檫@需要專用的設(shè)備。動(dòng)態(tài)方式則要對(duì)簽名的全過程進(jìn)行監(jiān)控和采樣，記錄筆畫每處的加速度、速度、運(yùn)筆方向、順序等動(dòng)態(tài)信息，并結(jié)合簽名筆跡的靜 態(tài)幾何特征進(jìn)行綜合辨識(shí)。利用簽名進(jìn)行身份識(shí)別有兩種方式 靜態(tài)方式； 動(dòng)態(tài)方式。 （ 4）簽名識(shí)別技術(shù) 簽名作為身份認(rèn)證的手段己經(jīng)用了幾百年了 ， 而且我們都很熟悉在銀行的格式表單中簽名作為我們身份的標(biāo)志。標(biāo)準(zhǔn)視頻技術(shù)通過一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的攝像頭攝取面部的圖像或者一系列圖像 ， 在面部被捕捉之后 ， 一些核心點(diǎn)被記錄 ， 例如 ， 眼睛 ， 鼻子和嘴的位置以及它們之間的相對(duì)位置被記錄下來然后形成模板熱成像技術(shù)通過分析由面部的毛細(xì)血管的血液產(chǎn)生的熱線來產(chǎn)生北京科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 面部圖像 ， 與視頻攝像頭不同 ， 熱成像技術(shù)并不需要在較好的光源條件下 ， 因此即使在黑暗情況下也可以使用。視網(wǎng)膜的這些特性使這一識(shí)別技術(shù)具有很好的防偽性能 ， 也有潛力成為將來生物特征識(shí)別的主流手段之一。視網(wǎng)膜識(shí)別與瞳孔識(shí)別具有很大的相似性。在生物特征識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域 ， 視網(wǎng)膜識(shí)別指的是利用視網(wǎng)膜上的血管分布模式進(jìn)行身份識(shí)別。 采集虹膜圖像時(shí) ， 對(duì)人和采集設(shè)備的距離有比較嚴(yán)格的要求。虹膜識(shí)別技術(shù)的發(fā)展主要存在幾個(gè)方面的困難： 雖然從理論上講 ， 虹膜是具有唯一性的生物特征 ， 但它不象指紋那樣使用歷史悠久 ， 人們還需要一定的時(shí)間去認(rèn)可和接受它。這一技術(shù)在身份識(shí)別中簡(jiǎn)單、有效 ， 它有潛力成為將來生物特征識(shí)別技術(shù)的主流。虹膜隔離于外部環(huán)境而且不能通過手術(shù)修改。虹膜的組織結(jié)構(gòu)在胎兒的中胚葉發(fā)育階段就己經(jīng)定型了。 （ 1）虹膜識(shí)別技術(shù) 虹膜是一種在眼睛中瞳孔內(nèi)的織物狀的各色環(huán)狀物 ， 每一個(gè)虹膜都包含一個(gè)獨(dú)一無二的基于像冠、水晶體、細(xì)絲、斑點(diǎn)、結(jié)構(gòu)、凹、射線、皺紋和條紋北京科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 等特征的結(jié)構(gòu) ， 據(jù)稱 ， 沒有任何兩個(gè)虹膜是一樣的。生物識(shí)別技術(shù)具有非凡的理論意義和廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。生物識(shí)別技術(shù)是根據(jù)人體自身的特征如指紋、聲音等來識(shí)別個(gè)人的身份的技術(shù)。 生物識(shí)別技術(shù)簡(jiǎn)介 由于人體和身體特征具有不可復(fù)制的特點(diǎn) ， 人們希望通過生物識(shí)別技術(shù)來應(yīng)付現(xiàn)行系統(tǒng)安全所面臨的各種挑戰(zhàn) ， 要把人體的特征用于身份識(shí)別 ， 這些特征必須具有唯一性和穩(wěn)定性。 正是由于汽車的數(shù)量與日俱增，汽車被盜案件頻繁發(fā)生，汽車安全問題已然成為一個(gè)社會(huì)所關(guān)注的問題了。根據(jù)中國(guó)公安部統(tǒng)計(jì) ， 2021年上半年 ， 中國(guó)機(jī)動(dòng)車保有量達(dá) ， 跟 2021年保有量相比較 ， 增加 %， 其中汽車保有量超過 5300萬輛 ， 預(yù)計(jì)到 2021年 ，中國(guó)的汽車保有量將超過 7000萬輛 [1]。 the software part are: fingerprint image capture, fingerprint matching and short message munications, and so on. First, the fingerprint image sensor gets the user’s fingerprint, then the central processor processeses the fingerprint image and matches the feature points extracted. If the fingerprint matching incorrect, the warning message will be sent to the user