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指紋密碼鎖的指紋識別原理與算法

2018/4/29 16:36:50      點擊:2762

  指紋密碼鎖指紋門禁機以手指取代傳統的鑰匙,使用時只需將手指平放在指紋采集儀的采集窗口上,即可完成開鎖任務,操作十分簡便,避免了其它門禁系統(傳統機械鎖、密碼鎖、識別卡等)有可能被偽造、盜用、遺忘、破譯等弊端。那么,對于指紋識別原理及算法,你又了解多少?

  指紋認證算法唯一 利用指紋區分個體

  我們知道指紋是具有唯一性的,它的這種唯一性其實是指每個人的指紋是不相同的,這種唯一性,也是利用指紋去對不同的個體進行區分的原理。指紋識別認證的目的既是允許哪些人可以進入系統,哪些人不可以進入樓宇,并對不同的用戶授予不同的權限。它的基本思路就是獲取待登錄用戶的指紋,并將該指紋與數據中預先收錄的所有用戶的指紋進行匹配,匹配成功說明該用戶是合法用戶,并根據數據中權限定義進行授權,否則為非法用戶,并阻擋該用戶入內,從而實現樓宇的人員管理。利用下述的四個步驟去識別不同的指紋圖像,通過實驗證明該方法具有較好的識別效果:

  1)利用指紋采集器獲取用戶的指紋:在樓宇的入口處安裝指紋采集儀,通過該工具采集用戶的指紋,并將其輸入到計算機內。

  2)指紋圖像的預處理:通過指紋采集儀得到的圖像,不可避免的摻雜一些噪聲,這些噪聲點會影響下一步的識別,這里預處理過程是將采集到的圖像轉化為最為合適的待識別圖像。其中主要的處理手段包括:圖像的增強,圖像去噪,圖像的細化,二值化等。

  3)圖像的特征提?。寒斖瓿闪藞D像的預處理之后,要對待識別的指紋圖像提取特征,特征是區分不同指紋圖片的關鍵,指紋的識別與匹配就是特征提取的。一種好的特征提取方法在很大程度上決定了后期識別的準確率。這里我們利用指紋圖像特征點的坐標和方向場作為最終的特征向量,利用該特征對于不同的用戶進行識別和區分。

  4)圖像的模式識別和匹配:最后根據提取的特征對于不同的指紋圖像匹配識別。為了增強指紋匹配的魯棒性,將特征點的特征向量依次轉化為極徑、極角和極坐標系下的方向場。使用可變限界盒的方法對圖像采集的過程走中產生的非線性形變和位置差異進行校正。

  指紋識別布局唯一 門禁系統運用有講究

  門禁系統通常由控制器、讀卡器、電控鎖、門鎖、開門按鈕、擴展模組、系統服務器(計算機)、通信轉換器、門禁管理軟件、通信管理器、管理主機等組成。在此基礎上,本文進行了基于指紋認證的門禁系統的設計。整個系統的設計可以分為門禁系統的物理網絡結構模塊和指紋識別認證模塊。其中物理網絡結構模塊包括了門禁系統的物理結構和儀器設備的安裝,從而構建整個門禁系統的物理結構,而指紋認證模塊主要是軟件的設計和實現以及授權用戶指紋數據的建立,通過該軟件實現對于用戶指紋的認證。

  整個門禁系統網絡結構:主要包括:服務器,交換機,門禁設備和建檔設備。其中服務器又包括數據庫服務器和網絡服務器,數據庫服務器中存儲著所有合法用戶的指紋信息,通過門禁設備獲取用戶的指紋信息,并通過網絡傳輸至智能樓宇的數據庫服務期內,將提取出的用戶指紋特征與數據庫服務器中存儲的合法用戶的指紋特征進行匹配,如果匹配成功,則門禁系統打開,準許該用戶入內。否則將該用戶拒之門外。指紋式門禁單元除了基本的對講呼叫功能以外,加入了指紋開鎖功能,并引入了正常開鎖、緊急開鎖和脅迫開鎖等開鎖模式,提高了門禁系統的安全性,便于使用。此外,每一個指紋式門禁單元都是網絡上的一個信息結點,將每一個單元的開門、關門和故障信息及時傳送到門禁控制器中,為智能小區的安全提供了有利保障。終端管理機(PC機)大容量的硬盤,可將門禁主控制器的信息長期保存和管理。

  整個指紋認證算法系統采用層次化模塊設計,共分三層,底層包含數據表格模塊,分類器模塊和模板指紋庫;中間層為接口層,包含特征提取接口、特征匹配接口和指紋庫操作接口;上層為應用層,包含指紋注冊、指紋驗證、指紋鑒別和指紋庫管理。

  該模塊首先提取授權用戶數據的指紋圖像,從中提取指紋的坐標和方向場,建立指紋圖像特征數據庫,在數據庫中進行注冊。在門禁系統中通過采集儀獲取登陸用戶指紋特征,與數據庫中數據匹配,判斷是否準入該用戶。


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