指纹识别技术在开放实验室管理中的应用探讨

滕冰妍

（南京工业职业技术学院，南京 210000）

随着时代的发展，社会对身份识别系统的要求越来越高。生物特征识别技术是数字生活中一个高级安全的关键系统，指纹识别技术是入侵性最小、方便、实用、可靠、廉价的生物特征识别技术。自动指纹识别系统（Automatic指纹识别系统）是随着指纹识别技术的发展而发展起来的一个应用系统，应用于许多领域。本文分析了指纹识别技术的发展及其应用的可行性，并将指纹识别技术应用于开放实验室登录管理系统中。

1 指纹识别的优点

与其他认证技术相比，指纹识别技术是一种较理想的识别技术。指纹识别技术不仅具有信息安全的独特优势，而且具有很高的实用性和可行性，主要表现在以下几方面。第一，每个人的指纹都是相当固定的，不会随着年龄增加或身体健康程度的变化。第二，每个人的指纹都是独一无二的，不同的人不存在相同的指纹，也就是说指纹是唯一的。第三，一个人的十个手指是不同的，可以很容易地用多个指纹形成多个密码，提高系统的安全性，不增加系统的设计负担。第四，指纹样本易于获取，易于开发识别系统，实用性强。目前，有一个标准的指纹样本数据库，方便了识别系统的软件开发。另外，本系统硬件部分完成指纹采集功能，易于实现。第五，指纹识别中使用的模板不是初始完整的指纹，而是从指纹中提取出的关键特征，使指纹模板的存储空间变小，降低了系统开销。此外，提取输入指纹的关键特征后，可以大大减轻网络传输的负担，方便远程确认的实现，支持计算机的网络功能。在读取指纹时，用户需要直接与指纹采集头接触，这是读取人体生物特征最可靠的方法，也是应用最广泛的指纹识别方法。而且，指纹扫描仪扫描指纹非常快。

2 指纹检测识别模块设计实现

2.1 指纹检测识别模块硬件电路结构

MBF 200指纹传感器是一种高性能、低功耗、低成本的电容式指纹传感器。基于MBF 200的指纹检测识别模块采用USB接口连接12I，芯片内部采用ROM方式。

2.2 指纹检测识别模块的工作流程

图1给出了指纹检测识别模块的工作流程，包括图像采集、图像预处理、特征提取、指纹配准和指纹匹配。

3 指纹图像处理

3.1 指纹图像预处理

首先，从整个指纹图像分割角度出发，对有效的图像进行处理。为提高分割精度，本设计采用了一种综合各种方法、提高分割精度的多级分割方法。然后，采用基于八个方向的方向滤波方法对图像进行增强，采用自适应阈值法对指纹图像进行二值化处理。最后，采用改进的Opta序列细化算法对指纹图像进行细化处理，实现指纹图像的预处理。

图1 指纹检测识别模块的工作流程

3.2 指纹匹配

首先通过设置特征点的坐标来确定一组平面特征点，然后利用极坐标变换公式对点的坐标进行调整。极坐标中的模板细节和输入细节按照极角的增量方向排序，并连接成字符串。最后，利用可变窗口函数对两幅指纹图像进行滤波和匹配度确定。

4 开放实验室管理中指纹识别技术的系统的设计

4.1 系统软件设计

数据库管理系统的工作原理是：前台应用程序和后台管理程序通过ODBC连接SQLSERVER数据库，并使用MFCODBC访问数据库。

4.2 系统硬件设计

基于指纹检测与识别技术的开放式实验室管理系统主要由实验室访问控制系统、实验记录系统和管理服务器系统组成，系统结构如图2所示。

图2 系统构架图

5 结语

本文设计并实现了一个基于指纹检测与识别的开放式实验室管理系统，该系统不仅有效地解决了开放实验室考勤的难题，而且可以自动记录实验，增强实验人员的责任意识，该设计也为同类研究提供了理论和技术参考。