基于dsp的指纹识别系统研究毕业设计Word下载.docx

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一是由其高安全性和唯一性，在有高机密防护需求的国家涉密系统等领域的发展；

二是凭借其便捷性和唯一性，在大众社会化领域的智能化应用。

随着计算机技术的迅速发展以及不断提升的信息安全保障需求，生物特征识别技术在各类信息系统中得到越来越广泛的应用，并将为保障信息安全发挥越来越重要的作用。

1.1.2生物识别种类

生物识别是依靠人体的身体特征来进行身份验证的一种解决方案。

根据生物特征识别技术采用不同的生物特征，广泛应用的生物特征识别技术有：

指纹识别、人脸识别、虹膜识别、语音识别、视网膜识别、掌形识别、基因识别和签名识别等。

其各自的特征如下综述：

（1）指纹识别[1][2]：

指纹在我国古代就被用来代替签字画押，证明身份。

指纹是人与生俱来的身体特征，大约在14岁以后，每个人的指纹就已经定型，指纹具有固定性，不会因人的继续成长而改变。

指纹也具有唯一性，不同的两个人不会具有相同的指纹。

谈及指纹识别，我们接触最多的技术词汇就是拒真率与认假率，所谓拒真就是系统中有该枚指纹数据却被拒绝，所谓认假就是系统中没有该枚指纹数据却被接受。

其实，在实际应用中，我们遇到的问题主要不是拒真率与认假率，而是拒登率（无法使用指纹识别的用户率）。

在所有生物识别技术中，指纹识别是目前最成熟、最方便、可靠、无损伤、价格便宜和应用最广泛的生物识别技术。

（2）人脸识别:

人脸识别是根据人的面部特征来进行身份识别的技术，包括标准视频识别和热成像技术两种。

标准视频识别是透过普通摄像头记录下被拍摄者眼睛、鼻子、嘴的形状及相对位置等面部特征，然后将其转换成数字信号，再利用计算器进行身份识别。

视频面部识别是一种常见的身份识别方式，现已被广泛用于公共安全领域。

热成像技术主要透过分析面部血液产生的热辐射来产生面部图像。

与视频识别不同的是，热成像技术不需要良好的光源，即使在黑暗情况下也能正常使用。

到目前为止，面部识别在实际应用中还很少成功。

但一旦克服了技术障碍，它将成为一种重要的生物识别方法。

（3）虹膜识别：

虹膜识别是与眼睛有关的生物识别中对人产生较少干扰的技术。

虹膜是瞳孔周围有颜色的肌肉组织。

研究表明，人的眼虹膜上有很多微小的凹凸起伏和条状组织，其表面特征几乎是唯一的。

虹膜识别的工作过程，与指纹识别有些类似。

科学家先要将扫描的虹膜图像转换为2048位的数字代码，存储到计算器数据库中。

当进行身份识别时，只需将扫描的待检测者的虹膜图像，与事先储存的数字代码相对照，即可判明身份它使用相当普通的照相机元件，而且不需要用户与机器发生接触。

另外，它有能力实现更高的模板匹配性能。

因此，它吸引了各种人的注意。

以前，虹膜扫描设备在操作的简便性和系统集成方面没有优势，我们希望新产品能在这些方面有所改进。

（4）语音识别：

语音识别主要包括了两个方面：

语言和声音。

声音识别就是通过分析使用者的声音的物理特性来进行识别的技术，是对基于生理学和行为特征的说话者嗓音和语言模式的运用，它与语言识别不同在于不对说出的词语本身进行辨识，而是通过分析语音的唯一特性例如发音的频率来识别出说话的人。

声音识别的优点在于它是一种非接触识别技术，容易为公众所接受。

但声音会随音量、音速和音质的变化而影响。

目前，虽然已经有一些声音识别产品进入市场，但使用起来还不太方便，这主要是因为传感器和人的声音可变性都很大。

（5）视网膜识别：

视网膜是眼睛底部的血液细胞层。

视网膜扫描是采用低密度的红外线去捕捉视网膜的独特特征，血液细胞的唯一模式因此被捕捉下来。

视网膜识别是使用光学设备发出的低强度光源扫描视网膜上独特的图案。

视网膜识别的优点就在于它是一种及其固定的生物特征，因为它是“隐藏”的，故而不可能受到磨损、老化等影响；

使用者也无需和设备进行直接的接触，同时它是一个最难欺骗的系统，因为视网膜是不可见的，古而不会被伪造。

有证据显示，视网膜扫描是十分精确的，但它要求使用者注视接收器并盯着一点，这对于戴眼镜的人来说很不方便，而且与接受器的距离很近，也让人不太舒服。

所以尽管视网膜识别技术本身很好，但用户的接受程度很低。

（6）掌形识别：

手掌几何学识别就是通过测量使用者的手掌和手指的物理特征来进行识别的技术，高级的产品还可以识别三维图像。

掌形和指纹一样，也是很早就使用的生物特征识别技术之一，利用掌纹的线特征、点特征、纹理特征、几何特征完全可以确定一个人的身份。

作为一种已经确立的方法，手掌几何学识别不仅性能好，而且使用比较方便。

它适用的场合是用户人数比较多，或者用户虽然不经常使用，但使用时很容易接受。

这种生物识别技术识别速度快、掌形录入率高、需要的计算及存储空间小。

但是，手掌的相似性不是很容易区分，不能完成一对多的识别，掌形识别技术的易用性差，手掌摆放麻烦，由于使用者必须与识别设备直接接触，可能会带来卫生方面的问题。

（7）签名识别：

签字是一种传统身份认证手段。

现代签字识别技术，主要是透过测量签字者的字形及不同笔划间的速度、顺序和压力特征，对签字者的身份进行鉴别。

在应用中具有其他生物识别所没有的优势，人们已经习惯将签名作为一种在交易中确认身份的方法，它的进一步的发展也不会让人们觉得有太大不同。

实践证明，签名识别是相当准确的，因此签名很容易成为一种可以被接受的识别符。

但与其他生物识别产品相比，这类产品目前数量很少。

（8）基因识别[3]：

人体内的DNA在整个人类范围内具有惟一性（除了双胞胎可能具有同样结构的DNA外）和永久性。

因此，除了对双胞胎个体的鉴别可能失去它应有的功能外，这种方法具有绝对的权威性和准确性。

DNA鉴别方法主要根据人体细胞中DNA分子的结构因人而异的特点进行身份鉴别。

这种方法的准确性优于其他任何身份鉴别方法，同时有较好的防伪性。

然而，DNA的获取和鉴别方法（DNA鉴别必须在一定的化学环境下进行）限制DNA鉴别技术的实时性；

另外，某些特殊疾病可能改变人体DNA的结构组成，系统无法正确地对这类人群进行鉴别。

基因识别是一种高级的生物识别技术，但由于技术上的原因，还不能做到实时取样和迅速鉴定，这在某种程度上限制了它的广泛应用。

1.1.3指纹识别的优势

指纹识别的优点，具体体现在以下几个方面：

（1）每个人的指纹都是相当固定的，不会随着人年龄的增长或身体健康程度的变化而变化，但是人的声音、面像等却存在较大变化的可能。

指纹是人体独一无二的特征，并且它们的复杂度足以提供用于鉴别的所需特征。

（2）指纹样本便于获取，易于开发识别系统，实用性强。

目前已有标准的指纹样本库，方便了识别系统的软件开发；

另外，识别系统中完成指纹采样功能的硬件部分也较易实现。

指纹采集头可以更加小型化，并且价格会更加的低廉。

（3）一个人的十指指纹皆不相同，这样可以方便地利用多个指纹构成多重口令，提高系统的安全性。

（4）读取指纹时，用户必需将手指与指纹采集头相互接触，与指纹采集头直接接触是读取人体生物特征最可靠的方法。

而且扫描指纹的速度很快，使用非常方便。

（5）指纹识别中使用的模板并非最初的指纹图，而是由指纹图中提取的关键特征，这样使得系统对模板库的存储量缩小，也保护了使用者的个人隐私。

另外，对输入的指纹图像提取关键特征后，可以大大减少网络传输的负担，便于实现异地确认，支持计算机的网络功能。

综合以上比较，指纹识别技术是目前最方便、可靠、非侵害和价格便宜的生物识别技术解决方案，对于广大市场的应用有着很大的潜力。

1.1.4生物识别的应用

到目前为止，在学术界已经对将近20种特征进行了研究。

从DNA、脸像、虹膜、红外脸温谱、耳形、颅骨、牙形、声音、指纹、掌纹、静脉、签名、笔迹等。

生物识别技术目前已经成为国内外研究和开发的一个热点，包括企业界和政府部门，每一年都会有一些计算学的新的突破。

大家比较熟悉的一些生物特征识别技术，比如指纹、脸像等等，从大的方面看，已经基本成熟了，在限定的场景和用户配合的情况下，已经可以满足大部分应用需求。

目前这些成熟的生物识别技术，例如指纹技术，其可应用领域的创新产品已经十分广泛，未来大的应用方向可分为两个：

一是涉密系统，需要高度安全防护的地方；

二是大众生活，人们在社会生活中越来越需要安全和更为方便快捷的身份认证服务。

除开政府、军队等涉密系统的行业企业级应用外，生物识别更大的应用是即将走入信息社会的方方面面。

这是因为在信息化高度发达的商业社会，人们每天将有大量的进行身份验证的需要，除了网上虚拟世界的各种登录认证之外，现实世界也有很多的身份鉴别的需要，例如人们去银行、去会所、去单位登记等等。

因此，随着密码越来越多挤满大脑，人们在呼唤一种更加便捷易用的身份认证模式，当黑客间谍手段越来越多，各种仿制手段越来越丰富，人们在呼唤一种更加安全不易被盗取的身份认证模式。

生物识别技术的社会化普及应用的爆发就在即将到来的明天。

1.2选题研究目的及意义

近年来，生物识别技术以其先进性和可靠性得到快速发展。

指纹的唯一性、终身不变性和不易伪造性，使其在许多领域中得到了广泛应用，尽管当前的指纹识别产品已经多种多样，但是指纹识别技术仍是科研人员研究的热点。

随着计算机与信息技术的不断发展,身份验证对系统的安全来说越来越重要。

自动指纹识别技术已经广泛地应用于公安、海关、银行、网络安全、金融、电子商务等需要进行身份识别领域。

指纹技术被越来越多应用在市民的日常生活中，如指纹汽车启动装置、指纹保管箱等。

加上每个人的指纹具有唯一性且终身不变，因此指纹识别是代替传统身份识别手段的最安全、最可靠、最方便的方法之一。

尽管在此技术上已有多种成型产品，但是因为指纹图的噪声、皮肤弹性的非线性等因素，以及许多文献都因商业利益而未经公开，所以要在国内实现理想的指纹自动识别系统依然是一个很艰难的研究任务。

指纹识别作为个人身份验证的重要手段，对我们的社会来讲至关重要。

而提供一种识别准确度高、识别速度快的指纹识别算法具有重要的意义。

相比较而言，指纹识别具有准确性高，速度快、采集指纹方便、对指纹特征的认识较充分、获得法律认可、容易被人们接收、市场份额大等优点，因此，指纹识别的研究与应用是当前生物识别领域的热点问题。

而当今全球信息化、网络化的到来，使社会对信息安全的要求也越来越高，迫切需要智能化、数字化的新一代保安产品。

现代化的指纹识别系统顺应了这一历史潮流，具有登记、自动提取特征、保存数据、远程控制、自动查询、统计、打印报表等功能，并能科学管理已存数据。

以其方便性、快捷性、高度安全性和可靠性，达到其他系统所不能替代的作用。

由于指纹识别技术的诸多优点，可以预料，一方面指纹识别系统将会在一切需要验证身份的场所发挥越来越多的重要作用，其应用领域将会进一步扩展；

另一方面，由于市场的推动，指纹识别技术也会不断提高，在其识别可靠性、速度、成本等方面进一步朝现代化迈进。

1.3国内外指纹识别系统研究现状

（1）国外指纹织别的发展[4]

指纹识别的发展经历了一个长时间的发展过程，最早应用指纹破案的国家始于西欧。

早在1823年西欧出现显微镜之后，德国的学者普克尼就把指纹划分成9种类别，到了1858年英国驻印度总督威廉.赫青尔就要求当地居民不仅要在契约上签字，而且还要押上指纹。

1877年他首次提出要把指纹作为鉴定和识别作案分子的手段，后来逐步得到推广应用。

1889年英国“自然”科学杂志发表了一篇福尔茨的论文，文中指出“每一个人的指纹没有一个相同的，而且又是终生不变的”