民用指紋識(shí)別技術(shù)

第1章　概述　1
1.1　生物特征識(shí)別的含義　1
1.1.1　指紋識(shí)別　2
1.1.2　人臉識(shí)別　3
1.1.3　手形識(shí)別　3
1.1.4　視網(wǎng)膜與虹膜識(shí)別　4
1.1.5　筆跡識(shí)別　4
1.1.6　語(yǔ)音識(shí)別　4
1.1.7　DNA基因識(shí)別　4
1.2　指紋識(shí)別技術(shù)簡(jiǎn)介　6
1.2.1　指紋識(shí)別技術(shù)的歷史　6
1.2.2　人工識(shí)別與機(jī)器識(shí)別　7
1.2.3　警用AFIS與民用AFIS　8
1.2.4　指紋識(shí)別技術(shù)的優(yōu)勢(shì)　10
1.3　人體指紋的生理特征　12
1.3.1　指紋的紋型　12
1.3.2　指紋的特征　13
1.3.3　特征模板　16
1.4　指紋圖像的采集　17
1.4.1　指紋采集模式　17
1.4.2　采集設(shè)備的原理　18
1.4.3　指紋圖像的參數(shù)　19
第2章　民用指紋技術(shù)的特點(diǎn)　21
2.1　民用AFIS的技術(shù)指標(biāo)　21
2.1.1　拒識(shí)率與誤識(shí)率　22
2.1.2　指紋算法的魯棒性　23
2.1.3　設(shè)備的拒登率　25
2.1.4　系統(tǒng)的工作速度　25
2.1.5　系統(tǒng)的工作方式　26
2.2　民用AFIS的應(yīng)用領(lǐng)域　27
2.2.1　門(mén)禁控制類(lèi)　27
2.2.2　文件與信息保密類(lèi)　28
2.2.3　證照管理類(lèi)　28
2.2.4　遠(yuǎn)端認(rèn)證　28
2.3　民用AFIS的應(yīng)用對(duì)象與場(chǎng)合　28
2.3.1　實(shí)時(shí)與非實(shí)時(shí)　29
2.3.2　配合型與抗拒型　29
2.3.3　監(jiān)控和人工干預(yù)　29
2.4　系統(tǒng)的工作模式　30
2.4.1　警用AFIS的工作模式　30
2.4.2　民用AFIS的工作模式　30
2.5　民用AFIS中的比對(duì)與識(shí)別　31
2.5.1　工作形式　31
2.5.2　識(shí)別范圍　31
2.5.3　指紋特征描述　32
2.5.4　采樣角度　32
2.6　系統(tǒng)的適應(yīng)性與一致性　32
2.6.1　對(duì)各種手指的適應(yīng)性　33
2.6.2　對(duì)使用環(huán)境的適應(yīng)性　35
2.7　民用指紋技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)　35
第3章　指紋識(shí)別算法的原理　39
3.1　指紋圖像的壓縮　39
3.1.1　JPEG壓縮　40
3.1.2　WSQ壓縮　40
3.1.3　EZW壓縮　41
3.2　指紋圖像的預(yù)處理　42
3.2.1　圖像的平滑　43
3.2.2　圖像的歸一化　45
3.2.3　圖像的紋理方向和噪聲　46
3.2.4　圖像的二值化　49
3.2.5　指紋脊線(xiàn)的彌合　51
3.2.6　指紋圖像的質(zhì)量　53
3.2.7　指紋圖像的細(xì)化　55
3.3　指紋圖像的特征提取　56
3.3.1　奇異點(diǎn)的判定　57
3.3.2　細(xì)節(jié)特征的提取　58
3.3.3　直接特征提取法　59
3.3.4　指紋拼接　60
3.3.5　特征點(diǎn)的選取　61
3.3.6　特征模板的組織　61
3.3.7　指紋的定位　62
3.3.8　基于特征點(diǎn)的匹配　63
3.3.9　基于特征點(diǎn)對(duì)的匹配　64
3.3.10　基于特征點(diǎn)組的匹配　65
3.4　指紋分類(lèi)　65
3.4.1　人工分類(lèi)　66
3.4.2　自動(dòng)分類(lèi)　66
第4章　系統(tǒng)的性能評(píng)估與測(cè)試　69
4.1　評(píng)估與測(cè)試的類(lèi)型　69
4.1.1　技術(shù)測(cè)試　70
4.1.2　應(yīng)用模擬測(cè)試　70
4.1.3　實(shí)際使用測(cè)試　71
4.2　測(cè)試樣本庫(kù)　71
4.2.1　指紋圖像數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)成　71
4.2.2　標(biāo)準(zhǔn)指紋數(shù)據(jù)庫(kù)　72
4.2.3　人工合成指紋庫(kù)　74
4.2.4　人工模擬指紋庫(kù)　76
4.3　算法的評(píng)估與測(cè)試　79
4.3.1　對(duì)圖像質(zhì)量的適應(yīng)性　79
4.3.2　對(duì)指紋變形的適應(yīng)性　79
4.3.3　對(duì)指紋噪聲的適應(yīng)性　79
4.3.4　對(duì)多種系統(tǒng)的適應(yīng)性　79
4.3.5　測(cè)試流程　79
4.3.6　模擬指紋測(cè)試　83
4.4　采集器的評(píng)估與測(cè)試　85
4.4.1　工作環(huán)境適應(yīng)性　85
4.4.2　外觀(guān)和結(jié)構(gòu)要求　86
4.4.3　圖像分辨率和幾何畸變率　87
4.4.4　圖像的灰度、對(duì)比度和均勻度　89
4.4.5　產(chǎn)品性能的一致性　91
4.4.6　抗靜電強(qiáng)度ESD　92
4.4.7　使用壽命　92
4.5　整體評(píng)估與測(cè)試　93
4.5.1　工作速度與效率　93
4.5.2　合理性與易用性　93
4.5.3　系統(tǒng)的可靠性　94
4.5.4　系統(tǒng)的安全性　95
第5章　指紋設(shè)備的選型　97
5.1　設(shè)備的類(lèi)型與適用場(chǎng)合　97
5.1.1　聯(lián)機(jī)式　97
5.1.2　獨(dú)立式　98
5.1.3　嵌入式　99
5.2　設(shè)備參數(shù)的含義與選擇　99
5.2.1　傳感器參數(shù)　99
5.2.2　信號(hào)接口標(biāo)準(zhǔn)　100
5.2.3　指紋算法參數(shù)　100
5.2.4　系統(tǒng)參數(shù)　101
5.3　指紋傳感器的選取　101
5.3.1　光電式指紋傳感器　102
5.3.2　電容式指紋傳感器　102
5.3.3　熱敏式指紋傳感器　103
5.3.4　其他類(lèi)型指紋傳感器　104
5.4　指紋信息載體的選擇　105
5.4.1　網(wǎng)絡(luò)載體的優(yōu)勢(shì)與不足　105
5.4.2　磁卡和條形碼ID卡　105
5.4.3　二維條碼　106
5.4.4　智能IC卡　107
5.4.5　指紋處理卡　107
5.5　技術(shù)開(kāi)放度　108
5.5.1　支持多種輸入輸出手段　108
5.5.2　齊全的算法函數(shù)庫(kù)　109
5.5.3　支持多種系統(tǒng)平臺(tái)　109
5.6　如何合理地選擇指紋設(shè)備　110
5.6.1　適用范圍　110
5.6.2　選擇FAR、FRR的側(cè)重點(diǎn)　110
5.6.3　速度與效率　110
5.6.4　安全性與易用性　111
第6章　指紋應(yīng)用的常見(jiàn)問(wèn)題　113
6.1　操作問(wèn)題與對(duì)策　113
6.1.1　操作培訓(xùn)　113
6.1.2　系統(tǒng)規(guī)劃　114
6.1.3　使用環(huán)境　115
6.1.4　手指的污染　115
6.1.5　手指的損傷　116
6.1.6　重復(fù)與拒認(rèn)　116
6.2　設(shè)備問(wèn)題與對(duì)策　117
6.2.1　傳感器的老化　117
6.2.2　系統(tǒng)的換代與兼容　118
6.2.3　系統(tǒng)應(yīng)急　119
6.3　安全問(wèn)題與對(duì)策　120
6.3.1　數(shù)據(jù)安全　120
6.3.2　系統(tǒng)安全　120
6.3.3　設(shè)備安全　121
第7章　指紋應(yīng)用的有關(guān)技巧　123
7.1　巧用生物識(shí)別參數(shù)　123
7.1.1　惟一性?huà)呙琛?23
7.1.2　最佳閾值法　124
7.1.3　動(dòng)態(tài)閾值法　124
7.1.4　組合匹配　125
7.2　操作界面技巧　125
7.2.1　操作反饋法　125
7.2.2　參數(shù)反饋法　127
7.2.3　指紋圖像質(zhì)量的快速判定　127
7.2.4　指紋殘留及其解決方法　128
7.3　系統(tǒng)識(shí)別速度的改進(jìn)與優(yōu)化　130
7.3.1　巧用內(nèi)存緩沖　130
7.3.2　動(dòng)態(tài)排序法與概率排序法　131
7.3.3　動(dòng)態(tài)圖幅法　131
7.3.4　特征分組匹配法　132
7.3.5　動(dòng)態(tài)分組匹配法　133
7.3.6　巧用反應(yīng)延時(shí)與心理錯(cuò)覺(jué)　134
7.4　系統(tǒng)識(shí)別精度的改進(jìn)與優(yōu)化　135
7.4.1　偏移限制法　135
7.4.2　指節(jié)屏蔽法　135
7.4.3　多指匹配法　136
7.5　非Windows操作平臺(tái)下的應(yīng)用　137
7.5.1　采集設(shè)備的選用特點(diǎn)　137
7.5.2　指紋算法選擇與系統(tǒng)架構(gòu)　138
第8章　指紋應(yīng)用實(shí)例　139
8.1　指紋暫住證應(yīng)用　139
8.1.1　系統(tǒng)規(guī)劃中的問(wèn)題與對(duì)策　139
8.1.2　系統(tǒng)運(yùn)行流程　141
8.1.3　信息傳送的對(duì)策　142
8.1.4　采集點(diǎn)的部署與環(huán)境要求　143
8.1.5　采集信息準(zhǔn)確性的檢查　145
8.2　驗(yàn)證服務(wù)器的應(yīng)用　146
8.2.1　指紋驗(yàn)證服務(wù)器概述　147
8.2.2　總體功能介紹　148
8.3　嵌入式指紋識(shí)別模塊　149
8.3.1　特點(diǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域　149
8.3.2　控制命令集　152
8.3.3　應(yīng)用技巧　155
第9章　國(guó)內(nèi)外部分指紋識(shí)別產(chǎn)品介紹　157
9.1　指紋傳感器類(lèi)　157
9.1.1　AFS系列電場(chǎng)式指紋傳感器　157
9.1.2　AT77C101B熱敏式指紋傳感器　158
9.1.3　BLP-100壓敏式指紋傳感器　159
9.1.4　FDU02光電式指紋傳感器　160
9.1.5　MBF200電容式指紋傳感器　161
9.1.6　MBF300電容式指紋傳感器　163
9.1.7　TCS1CD電容式指紋傳感器　165
9.1.8　元瑞100型光電式指紋傳感器　166
9.2　指紋采集設(shè)備類(lèi)　167
9.2.1　AST2100型指紋采集儀　167
9.2.2　Biokey200指紋采集器　169
9.2.3　Biokey300A指紋采集器　171
9.2.4　DSB200/DSC9010指紋鼠標(biāo)　172
9.2.5　ES3205/3207指紋采集器　173
9.2.6　FPR-361指紋采集儀　174
9.2.7　TCRU1C指紋采集器　176
9.2.8　U.are.U 4000指紋采集器　177
9.2.9　YA202指紋采集儀　179
9.2.10　ZLT-200指紋鼠標(biāo)　180
9.2.11　元瑞100指紋采集儀　181
9.3　指紋采集認(rèn)證設(shè)備類(lèi)　182
9.3.1　AST1000型PCI指紋處理卡　182
9.3.2　Biopass指紋IC卡驗(yàn)證終端　183
9.3.3　DPC800指紋手持POS系統(tǒng)　185
9.3.4　Fama2500指紋認(rèn)證儀　186
9.3.5　HD-460指紋IC卡認(rèn)證終端　188
9.3.6　YA208指紋認(rèn)證儀　190
9.3.7　YA218手持指紋認(rèn)證終端　191
9.4　嵌入式指紋識(shí)別模塊　192
9.4.1　FP-DSP指紋識(shí)別模塊　193
9.4.2　MLC900指紋識(shí)別模塊　193
9.4.3　MSP100指紋識(shí)別模塊　195
9.4.4　MRB200指紋識(shí)別模塊　196
9.4.5　SM-2系列指紋識(shí)別模塊　197
9.4.6　SW-FS指紋識(shí)別模塊　199
9.4.7　FDA02指紋識(shí)別模塊　200
9.4.8　TCEBA指紋識(shí)別模塊　201
9.4.9　YA132/135指紋識(shí)別模塊　203
9.5　指紋門(mén)鎖和門(mén)禁控制器類(lèi)　204
9.5.1　ES2000指紋門(mén)禁　204
9.5.2　FAC-200A指紋門(mén)禁控制器　207
9.5.3　iGuard FPS110指紋門(mén)禁　209
9.5.4　QS-3000網(wǎng)絡(luò)指紋門(mén)禁　211
9.5.5　SW-FC6100/F200指紋門(mén)禁控制器　213
9.5.6　SW-FCA6100/F700指紋考勤門(mén)禁控制器　215
9.5.7　門(mén)神100無(wú)線(xiàn)指紋門(mén)禁　217
9.5.8　LA8-FS指紋密碼門(mén)鎖　218
9.5.9　M28型家用指紋門(mén)鎖　219
9.5.10　黑貝200指紋門(mén)鎖　220
9.5.11　黑貝210指紋門(mén)鎖　221
9.5.12　777DFRB6000指紋門(mén)鎖　222
9.5.13　金剛350/360系列指紋保險(xiǎn)柜　224
9.6　指紋考勤設(shè)備類(lèi)　225
9.6.1　BioClockⅢ指紋考勤門(mén)禁機(jī)　225
9.6.2　QX-700P/700C/QX-K07C1/K07P2指紋考勤機(jī)　226
9.6.3　SW-FA6101/6103指紋考勤機(jī)　228
9.6.4　TS1000指紋考勤機(jī)　230
9.6.5　TE2100 pro指紋考勤機(jī)　233
9.6.6　TS-BT指紋考勤機(jī)　235
9.6.7　ZLT-M02脫機(jī)式指紋考勤機(jī)　237
9.7　指紋算法軟件類(lèi)　238
9.7.1　BIOKEY指紋識(shí)別算法SDK　238
9.7.2　Fingerpass指紋識(shí)別算法SDK　239
9.7.3　TOUCHSEC指紋識(shí)別算法SDK　240
9.8　指紋應(yīng)用軟件類(lèi)　240
9.8.1　eBioGuardPC指紋衛(wèi)士　241
9.8.2　eBioSign數(shù)字簽名器　241
9.8.3　FingerPass登錄系統(tǒng)　243
9.8.4　SecuDiskTM 指紋磁盤(pán)加密軟件　243
9.8.5　U.are.U Online網(wǎng)絡(luò)信息安全軟件　244
9.8.6　U.are.U Personal個(gè)人信息安全軟件　245
9.8.7　U.are.U Pro企業(yè)信息安全軟件　246
參考文獻(xiàn)　　247