摘 要: 提出了一種防偽指紋計(jì)算機(jī)視覺傳感系統(tǒng),。通過(guò)對(duì)偽指紋的分析,設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),,并介紹了該系統(tǒng)的工作流程,、防偽指紋算法、指紋圖像處理算法,。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,,該系統(tǒng)擁有較快的偽指紋辨別速度和100%的準(zhǔn)確率,并能快速有效地對(duì)指紋圖像進(jìn)行處理,。
關(guān)鍵詞:防偽指紋,;計(jì)算機(jī)視覺;傳感系統(tǒng),;圖像處理
在生物識(shí)別技術(shù)中,指紋信息由于具有不變性和唯一性而被廣泛接受,。由于指紋自動(dòng)識(shí)別技術(shù)本身的長(zhǎng)足進(jìn)步,指紋識(shí)別技術(shù)在考勤與薪酬系統(tǒng)中得到了大量的應(yīng)用[1]。隨著物聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展,,指紋的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)識(shí)別已經(jīng)開始被研究[2],,基于指紋技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)將會(huì)給人們帶來(lái)極大的便利。
然而,,仿制的偽指紋的出現(xiàn),,給指紋信息技術(shù)的運(yùn)用帶來(lái)了很嚴(yán)重的后果。目前,,國(guó)內(nèi)外對(duì)仿指紋的有效預(yù)防措施的研究還很少,,主要采用高精度設(shè)備對(duì)圖像中的汗孔進(jìn)行檢測(cè)[3],成本高,,很難得到廣泛運(yùn)用,。本文將對(duì)防偽指紋計(jì)算機(jī)視覺傳感系統(tǒng)、防止偽指紋并得到指紋信息進(jìn)行研究,。
1 防偽指紋原理及硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
人體指頭在擠壓前后,,皮膚中血液凝聚的方式會(huì)發(fā)生改變,,從而使得人的指紋表面皮膚顏色變化。而偽指紋通常由某種膠體制成,,其表面顏色是無(wú)法變化的,,如圖1所示。
依據(jù)該原理,防偽指紋計(jì)算機(jī)視覺傳感系統(tǒng)硬件組成結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示,。該系統(tǒng)采用電容式觸摸屏,有效透明面大小為40 mm×30 mm,,與攝像頭視場(chǎng)對(duì)齊,與攝像頭垂直距離為20 mm,,手指的觸點(diǎn)相當(dāng)于像素為5 pix×5 pix的視窗,通常用視窗的中心點(diǎn)坐標(biāo)來(lái)表示;彩色攝像頭有效像素為400 pix×300 pix,,與觸摸屏相對(duì)位置固定不變;觸摸屏與固定用基座之間為封閉面,,側(cè)面和基座使用2 mm厚的銀白色不銹鋼,,用于屏蔽外界的自然光,形成內(nèi)部光反射,,基座為BMC09990型LED背光源,;導(dǎo)體片用1 mm厚的銅片,分別固定于基座和彈簧中間,;信號(hào)輸出線1,、2連接計(jì)算機(jī)的GPIO40A輸入輸出控制卡;圖像數(shù)據(jù)輸出線連接在DH-CG300圖像采集卡,。
2 系統(tǒng)工作流程
防偽指紋計(jì)算機(jī)視覺傳感系統(tǒng)的工作流程如下:
(1)手指接觸到電阻式觸摸屏,,信號(hào)輸出線1給出手指的第一點(diǎn)接觸坐標(biāo),狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娖剑瑪z像頭拍攝第一幅指紋圖片,,指紋圖像如圖3(a)所示,。
(2)手指下壓,當(dāng)導(dǎo)體片相互接觸時(shí),,信號(hào)輸出線1仍輸出高電平信號(hào),,同時(shí)信號(hào)輸出線2由低電平信號(hào)變?yōu)楦唠娖叫盘?hào),攝像頭拍攝第二幅指紋圖片,,指紋圖像如圖3(b)所示,。經(jīng)防偽指紋算法判定為真實(shí)指紋后,圖3(a)指紋圖像被發(fā)送至計(jì)算機(jī)進(jìn)行指紋圖像處理,。
從細(xì)化后的指紋圖像可以準(zhǔn)確識(shí)別出指紋的特征點(diǎn),,指紋中心圖像的提取有利于指紋庫(kù)的建立及縮短指紋識(shí)別的時(shí)間。
本文提出了一種防偽指紋計(jì)算機(jī)視覺傳感系統(tǒng),,該系統(tǒng)可以有效地防止偽指紋,。實(shí)驗(yàn)證明,該系統(tǒng)對(duì)于目前出現(xiàn)的偽指紋的辨別率達(dá)到100%,,且能有效地定位指紋中心位置,。軟件運(yùn)行速度較快,,偽指紋的平均判別時(shí)間僅為0.26 s,指紋的平均圖像預(yù)處理時(shí)間僅為0.28 s,。相對(duì)于目前國(guó)內(nèi)外其他研究成果[5],,本系統(tǒng)的成本低,有利于推廣應(yīng)用,。隨著物聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展,,指紋的應(yīng)用也將更為廣泛[6],只有有效防止偽指紋,,這些應(yīng)用才能變得可靠和穩(wěn)定,我國(guó)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)才能更好地站在世界的前列,。
參考文獻(xiàn)
[1] 曾祥緒. 網(wǎng)絡(luò)在線指紋考勤系統(tǒng)可用性措施[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用,2010,30(10):2831-2833.
[2] 王超, 魏?jiǎn)⒚? 鄧安遠(yuǎn). 無(wú)線指紋識(shí)別技術(shù)在考試系統(tǒng)的應(yīng)用研究[J]. 計(jì)算機(jī)仿真,2010,27(1):309-312.
[3] ABHYANKAR A,, SCHUCKERS S. Towards integrating level-3 features with perspiration pattern for robust fingerprint recognition[C]. Hong Kong:2010 International Workshop on Image Processing (ICIP),2010:1-6.
[4] 廖開陽(yáng),,張學(xué)東,,章明珠.基于Gabor濾波器的指紋圖像快速增強(qiáng)[J].計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用,2009,45(10):172-175.
[5] BOSSEN A, LEHMANN R, MEIER C. Internal fingerprint identification with optical coherence tomography[J]. Photonics Technology Letters, 2010,22(7):507-509.
[6] Fang Shihhau, Lin Tsungnan. A dynamic system approach for radio location fingerprinting in wireless local area networks[J]. Communications, 2010,58(4):1020-1025.