指纹识别门禁控制系统设计.doc

,科学研究发现了指纹识别的重要特征,一个是两个不同手指的指纹模样不同,另一个是指纹的式样终生不变。20世纪末,随着光学扫描等众多高新技术的高速发展,指纹识别得以应用于我们的生活中。而发展到了21世纪,廉价的取像设备的引入,较为可靠的算法的发现奠定了指纹识别技术的基础。相比于其他的身份鉴定技术,指纹识别技术优于其他技术有以下几种原因:每个人都拥有着自身的指纹,且指纹终身不变;指纹样本采集容易,但是模仿困难;指纹识别的模板所应用的是从图像中提取的关键特征,所需的存储信息量小,所以开发成本低。从上面可以看出,指纹识别技术相对于其他的识别技术有许多的优点,并且实用性很高。因此,指纹识别成为了现代较为流行的,并且十分方便实用的身份鉴定方式,广泛地应用在我们的日常生活、学习、工作中。,都是利用人体的指纹特征对身份进行区分和鉴别。在各种身份区别鉴定技术中,指纹识别的技术是目前较为成熟的,也是在生活中广泛应用的。这种状况出现的原因是因为指纹识别所需要的采集过程对人们来说十分简单方便,而且准确率也较高。指纹识别的原理主要包括指纹采集、指纹特征提取、指纹匹配这三大部分。指纹采集原理是根据嵴与峪的几何特性、物理特征和生物特性的不同,通过各种传感器后以得到不同的反馈信号,根据反馈信号的量值来绘成指纹图像。因为指纹的嵴和峪的几何特征不同(嵴是突起的,峪是凹下的),所以见光反射出来的光强也就不同了。另一方面,由于指纹的嵴与峪的生理特征不一样,即嵴与峪的温度不同时,其导电性以及对波长的反馈也不同。通过以上的各种区别,指纹采集到计算机中形成指纹图像。指纹特征提取是指对指纹图案的整体特征和细节特征进行提取、区别、鉴定。其分析的对象包含纹形特征和特征点的分布、类型,以及一组或多组特征点之间的平面几何关系。众多特征点的平面几何关系表现为两两特征点之间的距离,或者更多特征点之间所组建起来的多边形的几何特性等。无论特征点的个体特征,还是特征点的组合特征都是指纹特征的一部分。把这些特征用数字的形式在计算机上表现出来,就实现了一个指纹特征分析提取的过程。指纹特征匹配是对指纹图案的整体特征和细节特征按模式识别的原理进行比对匹配。匹配是在已注册的指纹和当前待验证的指纹之间进行的。匹配运算不是对两个指纹图像进行比较,而是对已形成数字模板的指纹特征值进行匹配。指纹特征值匹配从整体特征和局部特征两个方面进行。整体特征的匹配包括对指纹形状型纹形的分类和判断,指嵴密度的判断等。局部匹配包括每个细节点的类型匹配、坐标匹配、质量匹配、方向匹配等,还包括由一组特征值之间形成的拓扑关系的匹配。当前基于细节点特征的指纹识别技术是应用最为广泛的指纹识别技术之一,这种系统的实现步骤如图1-1所示图1-1基于细节点特征的指纹识别技术预处理是将输入的低质量、有噪音的指纹源图象处理成细化后的清晰的二值图像。它的目的是减少低质量的图像对识别结果的影响,预处理中一般包括图像增强、滤波、二值化、细化等步骤。预处理的方法通常要用到方向图,方向图是一种可直接从原灰度图像中得到的有用信息,在预处理、特征提取、指纹分类中有着重要意义。在计算指纹图像方向图多采用块与块直接不重叠的方式,但这样求出的块方向仅由该块所包含的像素点所决定,没有考虑其周围像素点的影响,很容易造成方向的不连续性。于是我们采用在计算方向图时,采用块重叠的方式。这样可以使方向图精度可以大大提高。指纹图像的方向图如图1-2所示。原始图像改进前的图像改进后的图像图1-,它也是当今应用最为广泛的身份识别技术之一。在过去的年代,由于成本的问题,指纹识别一般应用于我们公安机关的刑侦系统。如今,随着成本的降低以及技术的成熟,它也慢慢地走进更广大的民用市场。指纹技术在现代生活和工作中的应用已越来越广,指纹考勤、指纹门禁、指纹社保、指纹银行、指纹商场、指纹身份证、指纹购买机票、指纹投票、指纹锁、指纹保护电脑、指纹通关、指纹取款、指纹签到、校园指纹通、指纹会员管理等等生活中和工作中的新现象已广为人知,应用相当广泛,指纹技术正在慢慢改变着着我们的现代化生活方式。,很多场合需要身份确认,传统的身份识别技术已经不能满足社会的要求。人的身体特征具有不可复制性,因此人们开始研究生物识别技术,而指纹具有唯一性、终生不变性、难于伪造等特点,安全性高,因而得到了广泛的应用。本次设计的内容包括:复习单片机和数字电路设计的相关知识;学习指纹识别的基本原理与方法;对现有市售的指纹模块进行选择,设计一个指纹门禁系统。本次设计的基本