多模式生物特征识别的身份验证系统-上海应用物理研究所

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1、２０１２年１月计算机工程与设计Ｊａｎ．２０１２第３３卷第１期ＣＯＭＰＵＴＥＲＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＡＮＤＤＥＳＩＧＮＶｏｌ．３３Ｎｏ．１多模式生物特征识别的身份验证系统汤宁，李勇平，王靖琰，敖新宇（中国科学院上海应用物理研究所，上海２０１８００）摘要：提出了一种有效的基于多模式生物特征识别的嵌入式身份验证系统，介绍了系统的流程和硬件组成，以及虹膜和掌纹两种生物特征的融合算法及其优化。该算法在图像层对虹膜和掌纹两种生物特征图像进行

2、融合，既融合了两种模式的生物特征信息，又有效地减小了特征模版的大小，与其他传统的生物特征识别算法相比，该算法低运算复杂度的特点使其很适合在嵌入式系统实现。实验结果表明，该多模式生物特征识别身份验证系统准确、有效、安全。关键词：多模生物特征识别；掌纹；虹膜；嵌入式系统；射频识别中图法分类号：ＴＰ３１１文献标识号：Ａ文章编号：１０００－７０２４（２０１２）０１－０３１７－０５ＭｕｌｔｉｍｏｄａｌｂｉｏｍｅｔｒｉｃｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍＴＡＮＧＮｉｎｇ，ＬＩＹｏｎｇ－ｐｉｎｇ，ＷＡＮＧＪｉｎｇ－ｙａｎ，ＡＯＸｉｎ－ｙｕ

3、（ＳｈａｎｇｈａｉＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０１８００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｅｆｆｅｃｔｉｖｅｍｕｌｔｉｍｏｄａｌｂｉｏｍｅｔｒｉｃｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎｅｍｂｅｄｄｅｄｓｙｓｔｅｍｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎａｎｏｖｅｌａｌｇｏ－ｒｉｔｈｍｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｔｏｆｕｓｅｔｈｅｐａｌｍ－ｐｒｉｎｔａｎｄｉｒｉｓｉｍａｇｅａｔｉｍａｇｅｌｅｖｅｌ，ｗｈｉｃｈｆｕｓｅｓｂｏｔｈｉｒｉｓａｎｄｐ

4、ａｌｍ－ｐｒｉｎｔｆｏｒｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎａｎｄｒｅ－ｄｕｃｅｓｔｈｅｓｐａｃｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ．Ｃｏｍｐａｒｅｄｔｏｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｂｉｏｍｅｔｒｉｃａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ，ｔｈｅａｌｇｏｒｉｔｈｍｉｓｓｉｍｐｌｅ，ｗｈｉｃｈｍａｋｅｓｉｔｆｅａｓｉｂｌｅｔｏｉｍｐｌｅｍｅｎｔｏｎｅｍｂｅｄｄｅｄｓｙｓｔｅｍ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｔｈａｔｔｈｅｓｙｓｔｅｍｇｅｔｓｂｅｔｔｅｒａｃｃｕｒａｃｙ，ｓｅｃｕｒｉｔｙａｎｄｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｉｎｉｄｅｎｔｉｔｙｖｅｒｉｆｉｃ

5、ａｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｕｔｉｍｏｄａｌｂｉｏｍｅｔｒｉｃｓ；ｐａｌｍｐｒｉｎｔ；ｉｒｉｓ；ｅｍｂｅｄｄｅｄｓｙｓｔｅｍ；ＲＦＩＤ０引言１系统设计目前的生物特征识别系统实现的主要是单一生物特征１．１系统框架的识别，但单一生物特征识别在不同环境条件下并不都是系统首先由两个摄像头采集用户的掌纹与虹膜图像，［１］，因此考虑将多种生物特征结合起来识别。首先，然后对获得的图像进行预处理，接着提取用于识别的有效可靠的［２］，区域，经过图像层的融合、优化后生成用户的融合图像模将多种生物特征进行融合，不仅可以有效提高识别率而且能有效的

6、防止伪造，因为同时伪造多个生物特征比伪版，用于身份验证。系统流程如图１所示。造单个生物特征要难，从而能有效地提高系统的安全性；１．２系统硬件组成其次，融合还能减小特征模版，降低存储要求，适合在系统的硬件设计包括以下几个部分：①系统核心处理ＲＦＩＤ卡上存储以及嵌入式系统存储；此外，在模版匹配阶器ＯＭＡＰ３５３０，是掌纹图像和虹膜图像预处理算法、有效段，基于相位的匹配算法与传统的先提取特征然后计算距区域提取算法以及模版融合算法、应用程序和射频读写器［３－６］离测度的算法相比，匹配算法的算法复杂度低，能提高ＭＦＲＣ５３１的驱动程序的

7、运行平台；②ＬＣＤ和触摸屏用来身份验证的速度。目前掌纹和虹膜融合方面的工作比较显示身份验证系统的应用程序界面和提示信息；③虹膜、［７－８］，而且融合层次并不在图像层，本文提出的身份验证少掌纹采集摄像头：采集虹膜、掌纹；④射频读写器：采用系统便是以一种简单有效的融合和匹配算法为基础，适用ＭＦＲＣ５３１，用来读取ＲＦＩＤ卡上的用户身份信息、生物特于各种对身份验证的安全有较高要求的领域。征模版等；⑤ＦＬＡＳＨ存储：存储用户数据，包括用户个人收稿日期：２０１１－０１－０５；修订日期：２０１１－０３－０９基金项目：国家８６３高技术研究发

8、展计划基金项目（２００８ＡＡ０１Ｚ１２４）作者简介：汤宁（１９８６－），男，江西赣州人，硕士研究生，研究方向为嵌入式和生物特征识别应用；李勇平（１９６３－），男，上海人，研究员，博士生导师，研究方向为图像处理与模式识别；王靖琰（１９８５－），男，山东临沂人，博士研究生，研究方