民用指纹识别技术

第1章　概述　1
1.1　生物特征识别的含义　1
1.1.1　指纹识别　2
1.1.2　人脸识别　3
1.1.3　手形识别　3
1.1.4　视网膜与虹膜识别　4
1.1.5　笔迹识别　4
1.1.6　语音识别　4
1.1.7　DNA基因识别　4
1.2　指纹识别技术简介　6
1.2.1　指纹识别技术的历史　6
1.2.2　人工识别与机器识别　7
1.2.3　警用AFIS与民用AFIS　8
1.2.4　指纹识别技术的优势　10
1.3　人体指纹的生理特征　12
1.3.1　指纹的纹型　12
1.3.2　指纹的特征　13
1.3.3　特征模板　16
1.4　指纹图像的采集　17
1.4.1　指纹采集模式　17
1.4.2　采集设备的原理　18
1.4.3　指纹图像的参数　19
第2章　民用指纹技术的特点　21
2.1　民用AFIS的技术指标　21
2.1.1　拒识率与误识率　22
2.1.2　指纹算法的鲁棒性　23
2.1.3　设备的拒登率　25
2.1.4　系统的工作速度　25
2.1.5　系统的工作方式　26
2.2　民用AFIS的应用领域　27
2.2.1　门禁控制类　27
2.2.2　文件与信息保密类　28
2.2.3　证照管理类　28
2.2.4　远端认证　28
2.3　民用AFIS的应用对象与场合　28
2.3.1　实时与非实时　29
2.3.2　配合型与抗拒型　29
2.3.3　监控和人工干预　29
2.4　系统的工作模式　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中的比对与识别　31
2.5.1　工作形式　31
2.5.2　识别范围　31
2.5.3　指纹特征描述　32
2.5.4　采样角度　32
2.6　系统的适应性与一致性　32
2.6.1　对各种手指的适应性　33
2.6.2　对使用环境的适应性　35
2.7　民用指纹技术的发展趋势　35
第3章　指纹识别算法的原理　39
3.1　指纹图像的压缩　39
3.1.1　JPEG压缩　40
3.1.2　WSQ压缩　40
3.1.3　EZW压缩　41
3.2　指纹图像的预处理　42
3.2.1　图像的平滑　43
3.2.2　图像的归一化　45
3.2.3　图像的纹理方向和噪声　46
3.2.4　图像的二值化　49
3.2.5　指纹脊线的弥合　51
3.2.6　指纹图像的质量　53
3.2.7　指纹图像的细化　55
3.3　指纹图像的特征提取　56
3.3.1　奇异点的判定　57
3.3.2　细节特征的提取　58
3.3.3　直接特征提取法　59
3.3.4　指纹拼接　60
3.3.5　特征点的选取　61
3.3.6　特征模板的组织　61
3.3.7　指纹的定位　62
3.3.8　基于特征点的匹配　63
3.3.9　基于特征点对的匹配　64
3.3.10　基于特征点组的匹配　65
3.4　指纹分类　65
3.4.1　人工分类　66
3.4.2　自动分类　66
第4章　系统的性能评估与测试　69
4.1　评估与测试的类型　69
4.1.1　技术测试　70
4.1.2　应用模拟测试　70
4.1.3　实际使用测试　71
4.2　测试样本库　71
4.2.1　指纹图像数据库的构成　71
4.2.2　标准指纹数据库　72
4.2.3　人工合成指纹库　74
4.2.4　人工模拟指纹库　76
4.3　算法的评估与测试　79
4.3.1　对图像质量的适应性　79
4.3.2　对指纹变形的适应性　79
4.3.3　对指纹噪声的适应性　79
4.3.4　对多种系统的适应性　79
4.3.5　测试流程　79
4.3.6　模拟指纹测试　83
4.4　采集器的评估与测试　85
4.4.1　工作环境适应性　85
4.4.2　外观和结构要求　86
4.4.3　图像分辨率和几何畸变率　87
4.4.4　图像的灰度、对比度和均匀度　89
4.4.5　产品性能的一致性　91
4.4.6　抗静电强度ESD　92
4.4.7　使用寿命　92
4.5　整体评估与测试　93
4.5.1　工作速度与效率　93
4.5.2　合理性与易用性　93
4.5.3　系统的可靠性　94
4.5.4　系统的安全性　95
第5章　指纹设备的选型　97
5.1　设备的类型与适用场合　97
5.1.1　联机式　97
5.1.2　独立式　98
5.1.3　嵌入式　99
5.2　设备参数的含义与选择　99
5.2.1　传感器参数　99
5.2.2　信号接口标准　100
5.2.3　指纹算法参数　100
5.2.4　系统参数　101
5.3　指纹传感器的选取　101
5.3.1　光电式指纹传感器　102
5.3.2　电容式指纹传感器　102
5.3.3　热敏式指纹传感器　103
5.3.4　其他类型指纹传感器　104
5.4　指纹信息载体的选择　105
5.4.1　网络载体的优势与不足　105
5.4.2　磁卡和条形码ID卡　105
5.4.3　二维条码　106
5.4.4　智能IC卡　107
5.4.5　指纹处理卡　107
5.5　技术开放度　108
5.5.1　支持多种输入输出手段　108
5.5.2　齐全的算法函数库　109
5.5.3　支持多种系统平台　109
5.6　如何合理地选择指纹设备　110
5.6.1　适用范围　110
5.6.2　选择FAR、FRR的侧重点　110
5.6.3　速度与效率　110
5.6.4　安全性与易用性　111
第6章　指纹应用的常见问题　113
6.1　操作问题与对策　113
6.1.1　操作培训　113
6.1.2　系统规划　114
6.1.3　使用环境　115
6.1.4　手指的污染　115
6.1.5　手指的损伤　116
6.1.6　重复与拒认　116
6.2　设备问题与对策　117
6.2.1　传感器的老化　117
6.2.2　系统的换代与兼容　118
6.2.3　系统应急　119
6.3　安全问题与对策　120
6.3.1　数据安全　120
6.3.2　系统安全　120
6.3.3　设备安全　121
第7章　指纹应用的有关技巧　123
7.1　巧用生物识别参数　123
7.1.1　惟一性扫描　123
7.1.2　最佳阈值法　124
7.1.3　动态阈值法　124
7.1.4　组合匹配　125
7.2　操作界面技巧　125
7.2.1　操作反馈法　125
7.2.2　参数反馈法　127
7.2.3　指纹图像质量的快速判定　127
7.2.4　指纹残留及其解决方法　128
7.3　系统识别速度的改进与优化　130
7.3.1　巧用内存缓冲　130
7.3.2　动态排序法与概率排序法　131
7.3.3　动态图幅法　131
7.3.4　特征分组匹配法　132
7.3.5　动态分组匹配法　133
7.3.6　巧用反应延时与心理错觉　134
7.4　系统识别精度的改进与优化　135
7.4.1　偏移限制法　135
7.4.2　指节屏蔽法　135
7.4.3　多指匹配法　136
7.5　非Windows操作平台下的应用　137
7.5.1　采集设备的选用特点　137
7.5.2　指纹算法选择与系统架构　138
第8章　指纹应用实例　139
8.1　指纹暂住证应用　139
8.1.1　系统规划中的问题与对策　139
8.1.2　系统运行流程　141
8.1.3　信息传送的对策　142
8.1.4　采集点的部署与环境要求　143
8.1.5　采集信息准确性的检查　145
8.2　验证服务器的应用　146
8.2.1　指纹验证服务器概述　147
8.2.2　总体功能介绍　148
8.3　嵌入式指纹识别模块　149
8.3.1　特点和应用领域　149
8.3.2　控制命令集　152
8.3.3　应用技巧　155
第9章　国内外部分指纹识别产品介绍　157
9.1　指纹传感器类　157
9.1.1　AFS系列电场式指纹传感器　157
9.1.2　AT77C101B热敏式指纹传感器　158
9.1.3　BLP-100压敏式指纹传感器　159
9.1.4　FDU02光电式指纹传感器　160
9.1.5　MBF200电容式指纹传感器　161
9.1.6　MBF300电容式指纹传感器　163
9.1.7　TCS1CD电容式指纹传感器　165
9.1.8　元瑞100型光电式指纹传感器　166
9.2　指纹采集设备类　167
9.2.1　AST2100型指纹采集仪　167
9.2.2　Biokey200指纹采集器　169
9.2.3　Biokey300A指纹采集器　171
9.2.4　DSB200/DSC9010指纹鼠标　172
9.2.5　ES3205/3207指纹采集器　173
9.2.6　FPR-361指纹采集仪　174
9.2.7　TCRU1C指纹采集器　176
9.2.8　U.are.U 4000指纹采集器　177
9.2.9　YA202指纹采集仪　179
9.2.10　ZLT-200指纹鼠标　180
9.2.11　元瑞100指纹采集仪　181
9.3　指纹采集认证设备类　182
9.3.1　AST1000型PCI指纹处理卡　182
9.3.2　Biopass指纹IC卡验证终端　183
9.3.3　DPC800指纹手持POS系统　185
9.3.4　Fama2500指纹认证仪　186
9.3.5　HD-460指纹IC卡认证终端　188
9.3.6　YA208指纹认证仪　190
9.3.7　YA218手持指纹认证终端　191
9.4　嵌入式指纹识别模块　192
9.4.1　FP-DSP指纹识别模块　193
9.4.2　MLC900指纹识别模块　193
9.4.3　MSP100指纹识别模块　195
9.4.4　MRB200指纹识别模块　196
9.4.5　SM-2系列指纹识别模块　197
9.4.6　SW-FS指纹识别模块　199
9.4.7　FDA02指纹识别模块　200
9.4.8　TCEBA指纹识别模块　201
9.4.9　YA132/135指纹识别模块　203
9.5　指纹门锁和门禁控制器类　204
9.5.1　ES2000指纹门禁　204
9.5.2　FAC-200A指纹门禁控制器　207
9.5.3　iGuard FPS110指纹门禁　209
9.5.4　QS-3000网络指纹门禁　211
9.5.5　SW-FC6100/F200指纹门禁控制器　213
9.5.6　SW-FCA6100/F700指纹考勤门禁控制器　215
9.5.7　门神100无线指纹门禁　217
9.5.8　LA8-FS指纹密码门锁　218
9.5.9　M28型家用指纹门锁　219
9.5.10　黑贝200指纹门锁　220
9.5.11　黑贝210指纹门锁　221
9.5.12　777DFRB6000指纹门锁　222
9.5.13　金刚350/360系列指纹保险柜　224
9.6　指纹考勤设备类　225
9.6.1　BioClockⅢ指纹考勤门禁机　225
9.6.2　QX-700P/700C/QX-K07C1/K07P2指纹考勤机　226
9.6.3　SW-FA6101/6103指纹考勤机　228
9.6.4　TS1000指纹考勤机　230
9.6.5　TE2100 pro指纹考勤机　233
9.6.6　TS-BT指纹考勤机　235
9.6.7　ZLT-M02脱机式指纹考勤机　237
9.7　指纹算法软件类　238
9.7.1　BIOKEY指纹识别算法SDK　238
9.7.2　Fingerpass指纹识别算法SDK　239
9.7.3　TOUCHSEC指纹识别算法SDK　240
9.8　指纹应用软件类　240
9.8.1　eBioGuardPC指纹卫士　241
9.8.2　eBioSign数字签名器　241
9.8.3　FingerPass登录系统　243
9.8.4　SecuDiskTM 指纹磁盘加密软件　243
9.8.5　U.are.U Online网络信息安全软件　244
9.8.6　U.are.U Personal个人信息安全软件　245
9.8.7　U.are.U Pro企业信息安全软件　246
参考文献　　247