手指静脉身份识别智能系统的研究

论文摘要

现代社会中,随着计算机及网络技术的高速发展,信息安全显示出前所未有的重要性。人们希望有一种更加方便可靠的办法来进行身份鉴定,生物特征识别技术给这一切带来了可能。目前,指纹识别技术相对来说是生物特征识别中比较成熟的一种身份确认技术,但由于指纹易于伪造和破环以及被污染等致命缺点,使其应用范围受到限制。[0]而手指静脉血管藏匿于身体内部,具有速度快、精度高、安全等级高、活体识别、内部特征、非接触式等独特的优势,可有效地解决传统的生物特征识别技术所面临的诸多难题。本文通过分析手指静脉的生物识别系统所面临的人体手指差异和多变的问题,提出了一些针对性的解决方案并付诸实施,构建了由前端采集装置和基于PC的主机系统所构成的手指静脉身份识别智能系统。重点针对手指静脉采集装置中自动信号处理、智能参数调整以及主机系统中Matlab与VB接口的关键技术进行了一系列研究,研究工作的主要内容集中在如下几个方面:(1)根据人体手指及静脉的特征选择了适合与手指静脉成像的红外光源,确定了一套针对于手指静脉采集的速度、性能、成本、功耗等综合指标比较理想的光源控制方案。(2)根据手指静脉成像的特点,结合性能、成本、市场供求等,选择了适合于采集手指静脉图像的红外相机和红外滤光片。(3)分析了由于个体之间差异、个体本身不同状态下手指静脉差异及每次图像采集时手指放置位置差异等手指静脉身份识别系统中不可避免的问题,有针对性地逐个提出方案进行解决。提出了基于多传感器融合的手指定位方法和基于模糊控制理论的采集参数自动调整智能算法,实现了手指准确定位和采集参数的自整定。(4)为了提高系统的便携性和稳定性,针对主机系统与前端采集装置的通信接口,提出了基于USB的图像传输技术和虚拟串口控制方法,大大提高了系统的集成度。利用模块化设计思想进行系统软硬件的设计,既有效地缩短了系统设计实现的周期,又大大增强了系统设计的鲁棒性。(5)研究了Windows环境下Matlab与VB的接口技术,确定了基于COM组件的DLL接口技术作为智能系统的接口方案。利用模块化设计思想实现主机系统主机人机界面的设计、各部分软件模块的无缝连接及调度,最终构建了一套适合手指静脉身份识别的智能系统。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究的背景及意义
• 1.1.1 手指静脉身份识别的背景及意义
• 1.1.2 智能系统的背景及意义
• 1.2 本课题研究的国内外现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 本论文研究的主要内容
• 1.4 本文的结构
• 第二章 “智能”系统构建分析
• 2.1 系统智能化的必要性
• 2.2 智能系统的实现
• 2.2.1 “智能”在哪里？
• 2.2.2 如何实现“智能”？
• 2.3 “智能”系统的构成
• 2.3.1 “智能”系统的组成
• 2.3.2 “智能”系统的工作流程
• 2.4 本章小结
• 第三章 手指静脉前端采集装置硬件
• 3.1 手指静脉的成像原理
• 3.2 成像设备的选择
• 3.2.1 红外光源的选择
• 3.2.2 红外像机的选择
• 3.2.3 滤光片的选择
• 3.3 红外光源控制
• 3.4 检测传感器的选择
• 3.5 检测传感器组
• 3.6 手指定位检测
• 3.6.1 手指就位检测
• 3.6.2 手指定位检测
• 3.7 视频信号获取及通信接口
• 3.8 本章小结
• 第四章 智能参数调整算法
• 4.1 智能控制技术的发展及现状
• 4.1.1 主要智能控制方法介绍
• 4.1.2 应用及发展前景
• 4.2 模糊控制
• 4.2.1 模糊产生器
• 4.2.2 模糊规则库
• 4.2.3 模糊推理机
• 4.2.4 模糊消除器
• 4.3 手指静脉前端装置的光源自动调整算法
• 4.3.1 定义输入、输出模糊集
• 4.3.2 模糊控制规则
• 4.3.3 定义隶属度函数
• 4.3.4 建立模糊规则
• 4.3.5 模糊推理
• 4.4 本章小结
• 第五章 主机系统的构建
• 5.1 Visual Basic 简介
• 5.2 Matlab 与VB 的接口
• 5.2.1 系统软件工作环境配置
• 5.2.2 接口编程实现步骤
• 5.2.3 在VB 应用程序中调用组件
• 5.3 主机系统通信接口
• 5.4 主机系统的人机界面
• 5.5 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果