指纹识别在普通话考试系统中的应用

夏文忠

摘 要：指纹识别相关技术的成熟推动了指纹识别技术的应用，本文就普通话考试系统中难于验证身份的问题，采用指纹和面部识别技术，给出一种指纹识别的具体应用，有效解决了普通话机测的身份识别问题，大大提高了普通话机测的验证速度，是一种有效解决普通话机测身份识别的解决方案。

关键词： 指纹识别；防作弊；机测

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）17-0169-02

Application of Fingerprint Identification in the Test System of Mandarin

XIA WEN-Zhong

（Zhaotong University， Zhaotong 657000，China）

Abstract： Fingerprint identification technology of mature and promote the application of fingerprint identification technology， in this paper， the mandarin is difficult to verify the identity of problems in the examination system， fingerprint and face recognition technology， given a concrete application of fingerprint identification， effectively solve the identification problem of ordinary telephone survey， greatly improving the ordinary telephone， the speed of verification test is an effective solution to ordinary telephone identification solution.

Key words： Fingerprint identification； Anti-cheating； Machine test

随着计算机技术、信息技术的发展，语音识别技术的进步，普通话考试已全部采用计算机测试。计算机测试极大的降低了普通话考试测评员的工作强度，但在测试过程中，身份识别也变得极为重要。如在机器测试过程中，机器测评人员不能很好的识别考生信息，将会造成考生替考、代考现象的发生。传统的身份识别方式是考试组织方自己制作准考证，要求考生携带准考证和个人居民身份证参加考试。在考试过程中，要求监考人员凭个人感知判断考生身份信息，这个识别考生信息的过程给考试带来了很大的困难。

基于指纹识别的考试系统有效的解决了身份识别带来的困难，可以采用考生考试前提取考生指纹，考试前考生只需录入自己刚采集的指纹即可进行考试系统登录，试卷抽取等工作，有效的解决了考生身份识别的问题，为防止考生作弊提出一种行之有效的解决方案。

1 指纹识别技术简介

指纹[1]，是每个人与生俱来的唯一的、终身不变的和方便的一种生物特征。它是指人的手指末端下面皮肤上凸凹不平产生的纹线。纹线有规律的排列形成不同的纹型。纹线的起点、终点、结合点和分叉点，称为指纹的细节特征点。每个人的十个手指即有十种不同的指纹，在全世界范围内，两个人的指纹相同的概率趋近于0，所以可以用作唯一识别个人身份的一种生物特征码。

由此便产生了指纹识别技术，指纹识别即指通过比较不同的指纹特征点来进行指纹鉴别判断。指纹识别涉及图像识别、模式识别[2]、计算机视觉[3]、数学形态学、小波分析等众多学科。指纹识别技术的基本原理是：首先根据指纹的全局特征，比如弓形，漩涡形，右旋，左旋等形状特征，进行初步分类。在此基础之上分析研究指纹的细节特征点。细节特征点是指纹纹线上的端点、分叉以及转折点[4]。指纹识别技术即通过相应的算法自动提取经过预处理后的指纹图像的全局特征和细节特征点并保存进数据库，识别时使用指纹采集器采集指纹，之后进行图像预处理，再将其与数据库中的模板配准在同一坐标系下，对比由上述细节特征点组成的拓扑结构，也就是指纹模式的数据结构，通过其拟合与否判断是否为同一指纹[5]。若判断为同一指纹则允许正常登录考试系统，继而进行正常的考试。

2 系统总体设计

2.1 指纹考试系统总体设计

指纹识别考试系统因在一个局域网内完成，考试机器采用科大讯飞的考试软件，因数据量较大，故采用C/S的系统架构设计。后台数据采用开源的Mysql数据库作数据后台支撑处理。系统由考生报名模块、考试信息设置模块、指纹识别模块、身份证与面部识别模块、生成随机座位号等五个模块组成。系统总体结构如图1所示。

3 系统实现

3.1 考生报名模块和身份证与照片面部识别模块

考生报名模块实现考生考试报名与基本信息采集与维护管理，考生通过学校教务管理系统实现网络报名，教务管理系统管理员把考生报名考生基本信息导出后，调整为普通话考试系统需要的格式后导入普通话考试系统。在考试时，考生通过报名时的序号再录入指纹信息、采集照片信息，在进行照片采集的同时使用二代身份证读卡器识别身份证中的照片，然后与现场采集的照片进行图像比对，从而确定考生身份。该模块主要硬件有指纹识别仪、二代身份证识别器和照片采集设备组成。表1是用户信息表的关键字段。

考生报名模块在录入考生基本信息的同时，进行考生照片的采集与照片比对操作，通过二代身份证读卡器读取考生身份证基本信息，同时拍摄考生照片进行比对，以确定考生信息。完成考生信息辨别后，录入考生指纹和考生照片信息，随机抽取考生座位机号。

3.2 指纹识别模块

考试前现场录入考生指纹信息和考生照片，生成指纹信息后存入指纹信息库，当考生完成考试准备后进入考试机房，并按指定的考试机位号对号入座，考生再次录入指纹信息，比对入场前录入的指纹信息，如比对成功，则正常登录系统，当所有机器正常登录后，监考老师发布开考指令，如某考生指纹比对不成功，则终止其考试。指纹采集设备需要安装相应的驱动程序，通过厂家提供的SDK进行二次开发，从而完成指纹信息的录入与验证工作。指纹识别模块程序软件的系统流程如图2所示。

3.3 其它功能模块

指纹识别系统中，指纹识别模块是核心，其它模块是辅助。考生信息模块、试卷管理模块和生成随机座位号模块是为指纹识别模块服务的子模块，采用相应的数据表来存储数据、识别考生身份信息，通过指纹识别来确定考生的考试身份的唯一性。以16个考试机位为例，考生在录入指纹和采集照片时，从中随机抽取一个机位号进行考试准备，第二个考生则在剩下的15个机位中抽取一个机位号进行考试准备，第三个考生在剩下的14个机位号中抽取一个机位号进行考试准备，依次类推，直接最后一个考生获得机位号，完成一个批次的考生。

4 系统验证

本系统经过一个学期，4000人左右的考试，替考、代替全部正常检出，座位号打印符合设置规则，平均指纹处理时间小于0.04秒，拒真率小于等于0.01%，达到设计要求。

5 结束语

使用指纹识别和照片信息识别的普通话考试系统，极大的方便了普通话考试的组织、实施。让监考老师可以轻松识别替考者，进一步减少了作弊行为。经过测试使用，系统性能良好，符合设计要求，可推广到其它计算机机房考试系统当中。

参考文献：

[1] 张圆圆. 指纹识别技术相关算法的研究[D].北京：北京邮电大学，2012：2-5.

[2] 张新峰，沈兰荪. 模式识别及其在图像处理中的应用[J].测试技术，2004：23（5）：28-32.

[3] 邱茂林，马颂德，李毅，等. 计算机视觉中摄像机定标综述[J].自动化学报，2000：26（1）：44-46.

[4] 李媛媛.微波单片宽带放大器研究设计[D].成都：电子科技大学，2009：20-25.

[5] 白雁.基于指纹识别的考试随机选座系统[J].西安邮电大学学报，2014.19（4）：82-84.