指纹识别在智能门禁系统的研究与应用

论文摘要

自动指纹识别技术具有方便、高效、安全、可靠等优点,在智能门禁、金融安全和数据加密等领域都有广泛的应用前景。本文详细研究了自动指纹识别技术的各个环节,针对学校实验大楼门禁的管理要求,结合当今主流的嵌入式技术,基于S3C2440硬件平台开发了一套集成门禁、考勤、巡更、监控一体的联网智能门禁系统。本文工作主要体现在以下几个方面:(1)在指纹图像预处理环节,提出了一种适用于嵌入式平台的指纹图像预处理方案。通过指纹图像目标定位,减少后续图像处理的计算量;对指纹图像方向图的算法进行改进;根据指纹图像方向场进行指纹图像增强和二值化处理。(2)在指纹特征提取及匹配方面,提出一种迅速有效、便于实现的特征提取和匹配的思路。使用了一种融合拓扑结构信息的指纹比对算法,将脊线信息引入比对过程来解决指纹图像在采集过程中造成的非线性形变,提高指纹的识别率。(3)在联网智能门禁系统的设计方案中,提出一种安装方便、节约成本的解决方案。系统采用主干道有线网络,各智能门禁终端无线网络的网络结构方式;在各智能门禁终端的安装上只在办公室房间的门锁上进行改动。总之,通过对上三个环节的有关改进,一定程度上提高了指纹识别的性能,降低了智能门禁系统的成本,使得智能门禁的广泛应用得以实现。但对于指纹识别方面的研究还有待加强,以提高指纹的识别率、识别效率以及对指纹所属主体是否有生命特征进行判定。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景和意义
• 1.2 指纹识别系统的应用现状研究
• 1.3 指纹识别技术研究现状
• 1.3.1 指纹采集设备的研究现状
• 1.3.2 指纹识别算法的分析
• 1.4 问题的提出
• 1.5 本文研究目标和内容
• 1.6 本文的组织结构
• 第二章 指纹识别原理的研究
• 2.1 指纹特征
• 2.1.1 全局特征
• 2.1.2 局部特征
• 2.2 指纹识别原理
• 2.2.1 指纹图像采集
• 2.2.2 指纹图像预处理
• 2.2.3 指纹特征提取
• 2.2.4 指纹匹配
• 第三章 智能门禁系统中指纹识别算法的设计
• 3.1 指纹图像规格化
• 3.1.1 指纹图像定位
• 3.1.2 平滑噪声
• 3.1.3 归一化
• 3.2 指纹图像增强
• 3.2.1 方向场计算
• 3.2.2 Gabor 小波智能定向滤波
• 3.3 二值化及细化
• 3.3.1 智能领域分析法
• 3.3.2 二值化后去噪
• 3.3.3 查表细化
• 3.4 指纹特征点提取
• 3.4.1 提取奇异点
• 3.4.2 提取端点
• 3.4.3 提取叉点
• 3.4.4 去除伪特征点
• 3.5 指纹匹配
• 3.6 指纹识别算法实验结果及分析
• 第四章 智能门禁系统设计方案
• 4.1 本系统总体结构
• 4.2 上位机的设计
• 4.2.1 上位机功能需求
• 4.2.2 上位机的模块设计
• 4.2.3 上位机的主要功能实现
• 4.3 下位机的设计
• 4.3.1 下位机功能需求
• 4.3.2 下位机的构成
• 4.3.3 门禁控制器设计
• 4.4 工程安装方案
• 4.5 小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢