一种指纹识别系统及其控制方法技术方案

一种指纹识别系统，包括指纹数据库、中心服务器和客户端三大部分，指纹数据库主要用来存储经过数字编码后的指纹特征信息，中心服务器主要负责验证客户端合法性、接收指纹特征数据、特征比对和回送指纹识别结果，客户端主要负责采集指纹、提取并上传指纹特征数据。该系统克服现有技术的缺陷，提供在线＼离线的、基础算法库可以无缝扩展的、功能可以选配的指纹识别系统服务，可以使用户在不需要投入大量资金的情况下，获得高质量的身份识别和认证服务。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及生物特征识别
，具体涉及指纹识别系统及其控制方法。
技术介绍
指纹识别，每个人包括指纹在内的皮肤纹路在图案、断点和交叉点上各不相同，呈现唯一性且终生不变。据此就可以把一个人同他的指纹对应起来，通过将他的指纹和预先保存的指纹数据进行比较，就可以验证它的真实身份，这就是指纹识别技术。指纹识别主要根据人体指纹的纹路、细节特征等信息对操作或被操作者进行身份鉴定，得益于现代电子集成制造技术和快速而可靠的算法研究，已经开始走入我们的日常生活，成为目前生物检测学中研究最深入，应用最广泛，发展最成熟的技术。可用于识别的指纹的特征分为两大类，即总体特征和局部特征。总体特征主要是指那些用人眼直接就可以观察到的特征，如基本纹路图案、模式区、核心点、三角点、式样线、纹线数量等。而局部特征则是指纹上的节点，如终结点、分叉点、孤立点极其方向和位置等。指纹识别技术主要涉及四个功能：读取指纹图像、提取特征、保存数据和比对。在一开始，通过指纹读取设备读取到人体指纹的图像，取到指纹图像之后，要对原始图像进行初步的处理，使之更清晰。接下来，指纹辨识软件建立指纹的数字表示——特征数据。最后，通过计算机模糊比较方法，把两个指纹的模板进行比较，计算它们的相似程度，从而得到匹配结果。指纹识别作为一项利用人体固有的生物特征信息来识别个体真实身份的技术手段引起了国内外学术界和工业界的广泛关注，并逐渐成为了计算机辅助身份识别领域中的一个研究热点。同时，它在商业方面的一些成功应用使得软件-->开发商不断研制和开发出新的指纹识别产品和技术。由于国内的科研院所和企业在这方面的研究起步较晚、基础也比较薄弱，无法确定指纹识别系统项目的投入风险和预期的收益，加上目前的在指纹识别系统中仍然有许多还没有被解决好的技术难点，以及各行业对部署指纹识别系统的投资力度不够，这些原因都使得国内的指纹识别应用进展十分缓慢。目前的指纹识别相关产品的核心技术大多都是由国外的著名高校和大型企业提供，如美国的密歇根州立大学、Microsoft和IBM等；国内也只有少数企业开发了自主知识产权指纹识别算法，而购买和使用这些核心技术需要用户花费大量的人力和物力。这些指纹识别系统一般面向单一的功能应用而设计，如指纹考勤系统、指纹门控系统和电子指纹锁等，市场上还没有出现一种基于多应用集成的指纹识别系统软件。这使得对指纹识别产品有需求的企业在选购、部署系统时难免会降低使用效率、增加客户投资总额，因此常常会给客户带来诸多不便。目前国内工业界较为有名的指纹识别系统为中科院的Fingerpass嵌入式指纹识别系统、深圳中控科技的ZKFinger、杭州中正的指纹系列产品，以及IBM、SUN、IDTECK、索尼、Compaq等公司的产品，这些产品都已经在市场上得到了较好的推广，但也有一定的缺陷和需要继续完善的地方。这些指纹识别产品的不足方面主要表现在：1、都是针对特点功能开发，缺乏其它功能的扩展性，一次购买难以应对多种应用情况；2、软件系统仅支持特定的指纹采集仪器，对硬件设备不具有通用性；3、算法升级困难，难以实现算法模块的无缝加载；4、接口非公开，难于实现柔性的二次开发。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是一种指纹识别系统及其控制方法，该系统克服现有技术的缺陷，提供在线\\离线的、基础算法库可以无缝扩展的、功能可以选配的指纹识别系统服务，可以使用户在不需要投入大量资金的情况下，获得高质量的身份识别和认证服务。本专利技术所提出的技术问题是这样解决的：提供一种指纹识别系统，包括指-->纹数据库、中心服务器和客户端三大部分，其特征在于，指纹数据库主要用来存储经过数字编码后的指纹特征信息，中心服务器主要负责验证客户端合法性、接收指纹特征数据、特征比对和回送指纹识别结果，客户端主要负责采集指纹、提取并上传指纹特征数据；中心服务器包括合法性验证模块、系统管理模块、特征比对模块、二次开发接口模块、算法加载模块、流程定制模块、状态监控模块和识别服务模块，客户端包括指纹采集模块、指纹预处理模块、特征提取模块和模式分类模块，数据通信模块连接中心服务器和客户端，其中：合法性验证模块：服务器对请求服务的客户端进行使用权限验证，防止非授权用户向中心服务器提出指纹识别服务请求。指纹采集模块：客户端离线采集指纹图像或者在线采集活体指纹图像，其中离线采集指纹主要采集BMP格式和JPG格式的图片，JPG格式文件先对其进行数据分解，从压缩数据分离出的码表和量化表分解文件，在对其进行离散余弦反变换得到图像数据；指纹预处理模块：对客户端所采集的指纹进行增强，包括对指纹有效区域分割装置和指纹的方向场装置以及利用M-PCNN网络对预处理以后的图像进行滤波的装置；特征提取模块：提取客户端所采集指纹的全局特征和细节特征，包括指纹的模式类型，客户端点、分叉点位置及其坐标值，包括提取全局特征的傅里叶频谱特征提取装置和细节特征提取装置；模式分类模块：主要负责对指纹的模式进行分类，将指纹模式分为六类：漩涡、左环、右环、双环、拱型和尖拱；特征比对模块：将客户端上传的指纹特征和数据库中存储的指纹特征进行比对，计算两者之间的特征相似度，包括指纹对齐装置和相似度计算装置；二次开发接口模块：提供二次开发接口，为用户构造新业务逻辑；算法加载模块：对完成的新算法模块进行加载、管理算法模块的标识和接口信息；流程定制模块：维护已有的流程、新增流程、为流程各阶段配置算法；-->状态监控模块：监管各在线、离线客户端的服务请求及运行情况；识别服务模块：处理客户端请求的服务，主要包括指纹注册、指纹识别、指纹验证和连接请求；系统管理模块：管理基本算法的加载、指纹识别的基本算法选配、指纹客户端授权管理、指纹识别应用系统组装和算法运行结果评估；数据通信模块：在客户端和服务器之间建立通信连接、发送和接收指纹特征数据以及指纹识别结果信息。按照本专利技术所提供的指纹识别系统，其特征在于，所述二次开发接口模块主要是要提供下表中的二次开发接口函数： 编号接口函数功能接口函数原型1系统初始化API_INI_SYS2读取指纹数据API_READ_DATA3指纹分类API_FIG_CLASSIFY4计算方向场API_GET_ORIENTATION5指纹识别API_RECOGNITION6指纹验证API_VERIFY这些接口函数封装在用户可以编程调用的名为FIG_NN_API的动态链接库中。一种指纹识别控制方法，其特征在于，包括一下步骤：(1)客户端通过通信接口连接中心服务器，客户端身份经过的合法性验证以后，获得相应的服务请求授权；(2)采集待识别指纹数据，进行模式分类和初步处理；(3)将步骤(2)经过初步处理的指纹数据进行指纹预处理，包括以下几个小步骤：①指纹有效区域分割：将指纹图像分成一系列16×16非交叉的图像块，各块分别标记为B(1，1)，B(1，2)，...，B(i，j)，然后利用下列公式v(i，j)-->v(i,j)=(x1-x‾)2+(x2-x‾)2+...+(xn-x‾)2N]]>来计算各图像块的像素灰度值方差，其中xn和x分别表示该图快中像素的灰度值，N表示图块中包含的像素数量，设置分割阈值vθ＝11.5，分别将各图块的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种指纹识别系统，包括指纹数据库、中心服务器和客户端三大部分，其特征在于，指纹数据库主要用来存储经过数字编码后的指纹特征信息，中心服务器主要负责验证客户端合法性、接收指纹特征数据、特征比对和回送指纹识别结果，客户端主要负责采集指纹、提取并上传指纹特征数据；中心服务器包括合法性验证模块、系统管理模块、特征比对模块、二次开发接口模块、算法加载模块、流程定制模块、状态监控模块和识别服务模块，客户端包括指纹采集模块、指纹预处理模块、特征提取模块和模式分类模块，数据通信模块连接中心服务器和客户端，其中：　合法性验证模块：服务器对请求服务的客户端进行使用权限验证，防止非授权用户向中心服务器提出指纹识别服务请求。　指纹采集模块：客户端离线采集指纹图像或者在线采集活体指纹图像，其中离线采集指纹主要采集ＢＭＰ格式和Ｊ ＰＧ格式的图片，ＪＰＧ格式文件先对其进行数据分解，从压缩数据分离出的码表和量化表分解文件，在对其进行离散余弦反变换得到图像数据；　指纹预处理模块：对客户端所采集的指纹进行增强，包括对指纹有效区域分割装置和指纹的方向场装置以及利用Ｍ－Ｐ ＣＮＮ网络对预处理以后的图像进行滤波的装置；　特征提取模块：提取客户端所采集指纹的全局特征和细节特征，包括指纹的模式类型，客户端点、分叉点位置及其坐标值，包括提取全局特征的傅里叶频谱特征提取装置和细节特征提取装置；　模式分类模块 ：主要负责对指纹的模式进行分类，将指纹模式分为六类：漩涡、左环、右环、双环、拱型和尖拱；　特征比对模块：将客户端上传的指纹特征和数据库中存储的指纹特征进行比对，计算两者之间的特征相似度，包括指纹对齐装置和相似度计算装置；　二次开 发接口模块：提供二次开发接口，为用户构造新业务逻辑；　算法加载模块：完成新的算法模块进行加载、管理算法模块的标识和接口信息；　流程定制模块：维护已有的流程、新增流程、为流程各阶段配置算法；　状态监控模块：监管各在线、离线客 户端的服务请求及运行情况；　识别服务模块：处理客户端请求的服务，主要包括指纹注册、指纹识别、指纹验证和连接请求；　系统管理模块：管理基本算法的加载、指纹识别的基本算法选配、指纹客户端授权管理、指纹识别应用系统组装和算法运行结果评 估；　数据通信模块：在客户端和服务器之间建立通信连接、发送和接收指纹特征数据以及指纹识别结果信息。...

【技术特征摘要】
1、一种指纹识别系统，包括指纹数据库、中心服务器和客户端三大部分，其特征在于，指纹数据库主要用来存储经过数字编码后的指纹特征信息，中心服务器主要负责验证客户端合法性、接收指纹特征数据、特征比对和回送指纹识别结果，客户端主要负责采集指纹、提取并上传指纹特征数据；中心服务器包括合法性验证模块、系统管理模块、特征比对模块、二次开发接口模块、算法加载模块、流程定制模块、状态监控模块和识别服务模块，客户端包括指纹采集模块、指纹预处理模块、特征提取模块和模式分类模块，数据通信模块连接中心服务器和客户端，其中：合法性验证模块：服务器对请求服务的客户端进行使用权限验证，防止非授权用户向中心服务器提出指纹识别服务请求。指纹采集模块：客户端离线采集指纹图像或者在线采集活体指纹图像，其中离线采集指纹主要采集BMP格式和JPG格式的图片，JPG格式文件先对其进行数据分解，从压缩数据分离出的码表和量化表分解文件，在对其进行离散余弦反变换得到图像数据；指纹预处理模块：对客户端所采集的指纹进行增强，包括对指纹有效区域分割装置和指纹的方向场装置以及利用M-PCNN网络对预处理以后的图像进行滤波的装置；特征提取模块：提取客户端所采集指纹的全局特征和细节特征，包括指纹的模式类型，客户端点、分叉点位置及其坐标值，包括提取全局特征的傅里叶频谱特征提取装置和细节特征提取装置；模式分类模块：主要负责对指纹的模式进行分类，将指纹模式分为六类：漩涡、左环、右环、双环、拱型和尖拱；特征比对模块：将客户端上传的指纹特征和数据库中存储的指纹特征进行比对，计算两者之间的特征相似度，包括指纹对齐装置和相似度计算装置；二次开发接口模块：提供二次开发接口，为用户构造新业务逻辑；算法加载模块：完成新的算法模块进行加载、管理算法模块的标识和接口信息；流程定制模块：维护已有的流程、新增流程、为流程各阶段配置算法；状态监控模块：监管各在线、离线客户端的服务请求及运行情况；识别服务模块：处理客户端请求的服务，主要包括指纹注册、指纹识别、指纹验证和连接请求；系统管理模块：管理基本算法的加载、指纹识别的基本算法选配、指纹客户端授权管理、指纹识别应用系统组装和算法运行结果评估；数据通信模块：在客户端和服务器之间建立通信连接、发送和接收指纹特征数据以及指纹识别结果信息。2、根据权利要求1所述的指纹识别系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：章毅，纪禄平，蒲晓蓉，刘贵松，杨成福，
申请(专利权)人：章毅，纪禄平，蒲晓蓉，
类型：发明
国别省市：90[中国|成都]