【正文】 容之一。 (2) 指紋圖像預(yù)處理：在實(shí)際采集過(guò)程中，受各種因素的影響，采集到的指紋圖像不能保證都很清晰，圖像中可能出現(xiàn)紋線(xiàn)粘連、紋線(xiàn)斷裂或?qū)Ρ榷炔痪鶆虻惹樾危枰獙?duì)原始的指紋圖像進(jìn)行預(yù)處理。一個(gè)完整的自動(dòng)指紋識(shí)別系統(tǒng)主要工作流程如圖 21 所示： 圖 21 指紋識(shí)別系統(tǒng)圖 其工作原理可以簡(jiǎn)要描述為： (1) 指紋采集：通過(guò)指紋取像設(shè)備讀取指紋的數(shù)字圖像。 第六章 總結(jié)了本文研究所取得的成果及不足之處，提出課題進(jìn)一步研究的方向。 第四章 仔細(xì)研究了 滑動(dòng) 式指紋傳感 器 LTTSS500 結(jié)構(gòu)性能，并針對(duì)該傳感器提出了一種高效、快速的條狀指紋圖像拼接算法，對(duì)基于距離判別法的圖像重組算法進(jìn)行詳細(xì)的論述。 第二章 系統(tǒng)地闡述了指紋識(shí)別的基本原理，并對(duì)指紋識(shí)別算法進(jìn)行了總結(jié)和分析，并分別將圖像預(yù)處理、特征的提取與對(duì)比三部分的算法設(shè)計(jì)做了詳細(xì)說(shuō)明。 本文結(jié)構(gòu)安排如下： 第一章 概述了生物識(shí)別以及指紋識(shí)別技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，并對(duì)各種生物特征識(shí)別技術(shù)進(jìn)行了比較。 2．采用了小體積、低功耗的 滑動(dòng) 式指紋傳感器 LTTSS500 完成指紋采集模塊的設(shè)計(jì)，并針對(duì) LTTSS500 采集到的條狀指紋圖像，本文專(zhuān)門(mén)提出了一種非常實(shí)用電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文 6 的基于距離判別法的圖像拼接算法，該方法運(yùn)算簡(jiǎn)單、便于實(shí)現(xiàn)，在運(yùn)算速度和精度上都達(dá)到了非常理想的效果。 本文研究的主要內(nèi)容和結(jié)構(gòu)安排 本文依據(jù)指紋識(shí)別技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，采用 滑動(dòng) 式指紋傳感器 LTTSS500 和 DSP技術(shù)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個(gè)體積小、成本低、功耗低的獨(dú)立指紋識(shí)別系統(tǒng)。 便攜式指紋識(shí)別系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)不僅具有迫切的市場(chǎng)需求和良好的市場(chǎng)前景，而且可以提 高我們的安全防范水平，也可以產(chǎn)生很大的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益。為了滿(mǎn)足人們對(duì)易用性、方便性和舒適性等多方面的追求，指紋識(shí)別設(shè)備正朝著小型化、嵌入式和全自動(dòng)方向發(fā)展，特別是基于 DSP 和嵌入式的便攜式指紋產(chǎn)品是指紋識(shí)別設(shè)備發(fā)展的主流方向。 CMOS 傳感器的出現(xiàn)，活體掃描 (Live Scan)設(shè)備的體積越來(lái)越小巧，用指紋開(kāi)啟門(mén)鎖，登陸網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)安檢己不再僅僅是科幻電影中的場(chǎng)景。連接 PC 的桌面應(yīng)用系統(tǒng)具有靈活的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并且可以多個(gè)系統(tǒng)共享指紋識(shí)別設(shè)備，可以建立大型的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用，但它造價(jià)高、系統(tǒng)復(fù)雜、 體積龐大，只能用于固定場(chǎng)所，適用范圍??；嵌入式系統(tǒng)是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的完整系統(tǒng)，它不需要連接其他設(shè)備或計(jì)算機(jī)就可以獨(dú)立完成其設(shè)計(jì)的功能，像指紋門(mén)鎖、指紋考勤終端就是嵌入式系統(tǒng)，其功能專(zhuān)一，應(yīng)用于完成特定的功能。但是我國(guó)臺(tái)灣有些公司的指紋識(shí)別技術(shù)產(chǎn)品的性能達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，如臺(tái)灣祥群科技有限公司，本文使用的就是該公司生產(chǎn)的 滑動(dòng) 式指紋傳感器，詳細(xì)內(nèi)容會(huì)在第四章介紹。 目前，我們國(guó)家從事指紋技術(shù)的開(kāi)發(fā)、應(yīng)用的科研企事業(yè)單位情況如下：部分國(guó)內(nèi)各大高校的相關(guān)專(zhuān)業(yè)的研究生在做學(xué)術(shù)研究開(kāi)發(fā)，走向產(chǎn)品化的較少；從事指紋技術(shù)的公司中，比較 有名氣的、有自主開(kāi)發(fā)實(shí)力的公司也有一些：杭州中正生物認(rèn)證技術(shù)有限公司 (Miaxis Biometrics Co., Ltd.)，北京北大高科指紋技術(shù)有限公司，北京中控科技股份有限公司，北京海鑫科金信息技術(shù)有限公司，北京艾迪沃德科技發(fā)展有限公司，深圳市泰迪科技發(fā)展有限公司，深圳市深安科技發(fā)展有限公司，深圳市派思數(shù)碼科技有限公司，上海安威士生物科技有限公司，上海安安指紋識(shí)別系統(tǒng)有限公司，上海眾義電子科技有限公司，南昌安必信信息工程有限公司，中科院長(zhǎng)春光機(jī)所，長(zhǎng)春鴻達(dá)光電子與生物識(shí)別統(tǒng)計(jì)技術(shù)有限公司，南京凹凸軟件 ，西安青松科技有限公司。目前全球從事指紋采集芯片研發(fā)的著名公司還有：美國(guó) DigitalPerson公司， Authentec公司，美國(guó) BII 公司，美國(guó) IBM 公司， RitronicsBAC 公司，美國(guó) Gateway 公司，法國(guó) ST 公司，日本富通公司，日本電氣株式會(huì)社 (NEC Corporation)，日本電氣公司，韓國(guó) Pantech 公司，韓國(guó) HP 公司等 [4]。 在國(guó)外，指紋采集芯片領(lǐng)域的龍頭老大地位首推由美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室成立的美國(guó)Verdi 公司。在亞洲，日本和韓國(guó)在指紋技術(shù)領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位。美國(guó)、日本以及歐洲諸國(guó)相繼投入大量的資金和科研人員加快此項(xiàng)技術(shù)的研究與應(yīng)用。最后，對(duì)兩個(gè)指紋的模板進(jìn)行比較，計(jì)算出它們的相似程度，最終得到匹配結(jié)果。然后，利用指紋識(shí)別軟件建立指紋的數(shù)字表示 ——特征數(shù)據(jù)。因此，自動(dòng)指紋識(shí)別系統(tǒng)主要涉及五個(gè)功能：圖像讀取、圖像處理、特征提取、保存數(shù)據(jù)和特征匹配。 與人 工處理不同，現(xiàn)代指紋識(shí)別技術(shù)并不直接存儲(chǔ)指紋的圖像，而是記錄從圖像中提取到的指紋特征，這樣做主要是考慮到存儲(chǔ)空間限制和隱私問(wèn)題。 20 世紀(jì) 90 年代，隨著低價(jià)位取像設(shè)備的引入及其飛速發(fā)展、可靠的比對(duì)算法的研究發(fā)現(xiàn)，指紋識(shí)別在個(gè)人身份識(shí)別應(yīng)用得到了進(jìn)一步的增長(zhǎng)。之后，自動(dòng)指紋識(shí)別系統(tǒng) (Automatic Fingerprint Identification System， AFIS)在法律實(shí)施方面的研究和應(yīng)用在世界許多國(guó)家展開(kāi)。隨著人口數(shù)量的急劇增長(zhǎng)和應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，這種方法越來(lái)越不能滿(mǎn)足實(shí)際應(yīng)用的要求。早期的指紋識(shí)別由人工來(lái)完成，由有經(jīng)驗(yàn)的指紋專(zhuān)家對(duì)指紋逐個(gè)進(jìn)行比對(duì)、辨別。早在古敘利亞和古代中國(guó)指紋鑒別就己經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)自動(dòng)指紋識(shí)別技術(shù)進(jìn)行了深入和廣泛的研究，取得了明顯的進(jìn)展，研究的重點(diǎn)主要集中在如何提高識(shí)別的準(zhǔn)確率和速度上?？茖W(xué)研究發(fā)現(xiàn)，兩枚指紋完全相同的概率非常小，可以認(rèn)為世界上沒(méi)有兩 個(gè)人的指紋完全相同，而且每個(gè)人的指紋是保持終生不變，即使磨損，只要不傷及真皮，也能重新長(zhǎng)出。近年來(lái)，由于數(shù)字圖像處理學(xué)的迅速發(fā)展 [1,2]使得指紋識(shí)別作為最流行、最方 便、最可靠的身份認(rèn)證方式，己經(jīng)在社會(huì)生活的諸多方面得到廣泛應(yīng)用 。 表 11 常用生物特征比較 生物特征 獨(dú)特性 永久性 精確度 防偽性 采集性 指紋 高 高 高 高 中 人臉 低 低 低 低 高 虹膜 高 高 高 高 中 瞳孔 高 中 高 高 低 筆跡 低 低 低 低 高 聲音 低 低 低 低 中 指紋識(shí)別技術(shù)相對(duì)于其他識(shí)別技術(shù)有許多獨(dú)到之處，具有很高的實(shí)用性和可行性。 各種生物識(shí)別技術(shù)的比較 不同的生物特征有他們自己的特點(diǎn)，如表 11 所示。其中生理特征有指紋、掌紋、手型、臉型、體型、虹膜、瞳孔、聲音等；行為特征則有筆跡、步態(tài)等。 電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文 2 生物特征識(shí)別技術(shù) 生物特征識(shí)別技術(shù)的特點(diǎn) 所謂生物特征識(shí)別技術(shù) 就是利用人體生理特征、行為特征進(jìn)行身份認(rèn)證的一種技術(shù)。 正是由于傳統(tǒng)身份識(shí)別方法精確性較低，安全漏洞較大，使用越來(lái)越受到限制，人們都期待有一種新的身份識(shí)別方式來(lái)滿(mǎn)足自身的需求，利用人體本身的特征來(lái)識(shí)別個(gè)人身份，確保身份鑒別的精確性、可靠性和安全性。但最大的問(wèn)題在于它們是以物識(shí)人或以某種知識(shí)來(lái)識(shí)別人，而非以人識(shí)人。 傳統(tǒng)的身份鑒別技術(shù)可以分為兩大類(lèi)： （ 1） 基 于標(biāo)識(shí)的鑒別技術(shù) （ 2）基于知識(shí)的鑒別技術(shù) 基于標(biāo)識(shí)的方法是指擁有特定的標(biāo)志來(lái)獲得個(gè)人認(rèn)證，例如身份證和鑰匙等；而基于知識(shí)的方法使用 “所知 ”鑒別個(gè)人身份，待鑒別者通過(guò)私有的知識(shí)和信息來(lái)證明自己的身份，如密碼和口令等。如何自動(dòng)、快速及準(zhǔn)確地鑒別個(gè)人身份、保護(hù)信息安全是當(dāng)今信息化時(shí)代必須解決的關(guān)鍵性社會(huì)問(wèn)題。據(jù)報(bào)道，由于傳統(tǒng)身份識(shí)別的缺陷，每年全球至少有 5 億美元的信用卡、 10 億美元的移動(dòng)電話(huà)和 30 億美元的取款機(jī)被盜。無(wú)論你是到銀行取 錢(qián)、到網(wǎng)上交易、注冊(cè)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)還是到朋友單位拜訪(fǎng) ,太多的場(chǎng)合需要身份認(rèn)證。 關(guān)鍵詞 ： 滑動(dòng) 式指紋傳感器，圖像重組， DSP，指紋識(shí)別 I 英文摘要 Abstract With the development of the information technology, more and more people e to the problem of identification. Biometric identification technology is now introduced into the identification domain。同時(shí)在指紋采集方面引入一種 低功耗、低價(jià)格、小尺寸 的 滑動(dòng) 式指紋傳感器 LTTSS500，并提出了一種專(zhuān)門(mén)適用于 滑動(dòng) 式指紋傳感器的基于距離判別法的圖像重組算法，該算法巧妙地利用了有限個(gè)像素點(diǎn)的信息，有效地判斷手指在掃刮方向上的位移，以及在掃刮過(guò)程中的左右偏移，并能據(jù)此恢復(fù)出完整的沒(méi)有任何交疊的指紋圖像，充分利用高速運(yùn)行的 TMS320VC5509 DSP 芯片實(shí)時(shí)性和低功耗等優(yōu)良特性，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)既可單機(jī)運(yùn)行又可嵌入到其它產(chǎn)品中去的指紋識(shí)別原型系統(tǒng)。性能卓越的嵌入式處理器構(gòu)建的指紋識(shí)別系統(tǒng)，不僅降低了系統(tǒng)成本，而且大大提高 了系統(tǒng)性能。并不適合在一些如保安、網(wǎng)絡(luò)、手機(jī)、門(mén)禁等系統(tǒng)中應(yīng)用。由于指紋的唯一性和不變性，以及指紋識(shí)別技術(shù)的可行性和實(shí)用性，指紋識(shí)別技術(shù)已成為當(dāng)前最流行、最方便的身份認(rèn)證技術(shù)之一。 作者簽名： 日期： 年 月 日 導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日 摘 要 摘 要 伴隨 著信息時(shí)代的來(lái)臨，人們愈來(lái)愈多地面臨身份鑒別的問(wèn)題。本人授權(quán) 大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)的成果作品。 作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說(shuō)明 本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段 保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉?jī)?nèi)容。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過(guò)的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過(guò)的材料。本人授權(quán)電子科技大學(xué)可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或 掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說(shuō)明并表示謝意。 電 子 科 技 大 學(xué) UNIVERSITY OF ELECTRONIC SCIENCE AND TECHNOLOGY OF CHINA 工程碩士學(xué)位論文 ENGINEERING MASTER DISSERTATION 論 文 題 目： 便攜 式 指紋識(shí)別系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 及實(shí)現(xiàn) 獨(dú) 創(chuàng) 性 聲 明 本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。據(jù)我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研究成果，也 不包含為獲得電子科技大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書(shū)而使用過(guò)的材料。 簽名： 日期： 年 月 日 關(guān)于論文使用授權(quán)的說(shuō)明 本學(xué)位論文作者完全了解電子科技大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，有權(quán)保留并向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤(pán)，允許論文被查閱和借閱。 （保密的學(xué)位論文在解密后應(yīng)遵守此規(guī)定） 簽名： 導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日 摘 要 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說(shuō)明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。對(duì)本研究提供過(guò)幫助和做出過(guò)貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。 作者簽名： 日 期： 2 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū) 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借