嵌入式指紋識(shí)別系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及試驗(yàn)分析

黃培賢 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院

嵌入式指紋識(shí)別系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及試驗(yàn)分析

黃培賢 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院

指紋識(shí)別系統(tǒng)是現(xiàn)代電子程序的一部分，與相關(guān)性電子產(chǎn)品相互融合，在電子程序安全管理中發(fā)揮作用。筆者以Cubieboard開(kāi)發(fā)的TFS-M7x系列指紋識(shí)別模塊為例，對(duì)嵌入式指紋識(shí)別系統(tǒng)的分析。

嵌入式指紋識(shí)別系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 試驗(yàn)

社會(huì)科技進(jìn)步，是推進(jìn)社會(huì)發(fā)展的直接動(dòng)力，數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)開(kāi)發(fā)，迎合了時(shí)代發(fā)展需求，指紋識(shí)別系統(tǒng)，逐步成為數(shù)字化程序開(kāi)發(fā)的新方向，結(jié)合Cubieboard開(kāi)發(fā)的TFS-M7x系列指紋識(shí)別程序，探索新型安全程序的優(yōu)勢(shì)。

1 嵌入式指紋識(shí)別系統(tǒng)設(shè)計(jì)

指紋識(shí)別系統(tǒng)，應(yīng)用人體指紋差異，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)安全管理。Cubieboard上開(kāi)發(fā)的TFS-M7x系列設(shè)計(jì)包含：指紋識(shí)別終端、指紋信息檢驗(yàn)識(shí)別程序、指紋信息存儲(chǔ)三大部分。具有指紋檢驗(yàn)速率快、識(shí)別性高以及兼容性強(qiáng)的特性。指紋識(shí)別終端接收到識(shí)別信息，指紋信息檢驗(yàn)識(shí)別程序通過(guò)數(shù)據(jù)計(jì)算，指紋圖像解析等技術(shù)，對(duì)比數(shù)據(jù)庫(kù)中指紋信息，并給予指紋檢驗(yàn)信息反饋。而指紋信息存儲(chǔ)，主要用于存儲(chǔ)用戶錄入的指紋信息，是實(shí)現(xiàn)指紋檢驗(yàn)的數(shù)據(jù)備用資源。

2 嵌入式指紋識(shí)別系統(tǒng)的試驗(yàn)分析

2.1 指紋識(shí)別終端分析

指紋識(shí)別終端是系統(tǒng)信息接收的重要窗口，主要采取間斷性程序工作方式，即用戶進(jìn)行指紋識(shí)別，終端檢驗(yàn)程序被喚醒，按照流程執(zhí)行程序。我們對(duì)采取對(duì)比實(shí)驗(yàn)方式，對(duì)指紋終端識(shí)別系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析，假設(shè)A類指紋識(shí)別系統(tǒng)為Cubieboard上開(kāi)發(fā)的TFS-M7x系列指紋識(shí)別，B類為普通指紋識(shí)別，當(dāng)用戶分別在A、B實(shí)驗(yàn)品進(jìn)行指紋識(shí)別時(shí)，A類傳感器耗時(shí)2秒，B類傳感器耗時(shí)5秒，由此可知，A類實(shí)驗(yàn)品的反映速率較快，B產(chǎn)品的反映速率較慢?；贑ubieboard開(kāi)發(fā)的TFS-M7x系列指紋識(shí)別系統(tǒng)，指紋識(shí)別終端信息傳輸，充分應(yīng)用嵌入式這一優(yōu)勢(shì)，將指紋識(shí)別終端信息接收，處于多方系統(tǒng)檢驗(yàn)信息反饋中心，一旦傳感器接收到的指紋信息，系統(tǒng)信息傳輸采取就近原則，最快速率進(jìn)行信息傳導(dǎo)，而傳統(tǒng)的指紋識(shí)別采用單一信息識(shí)別，傳輸速率有限，TFS-M7x系列系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)性強(qiáng)。

2.2 指紋信息檢驗(yàn)識(shí)別程序分析

指紋信息檢驗(yàn)識(shí)別程序，是指紋檢驗(yàn)系統(tǒng)的核心部分。TFS-M7x系列與傳統(tǒng)指紋識(shí)別相比，外部接收端口增加，內(nèi)部程序檢驗(yàn)操作程序也增加，系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本實(shí)現(xiàn)一個(gè)端口對(duì)應(yīng)一個(gè)指紋識(shí)別程序，其指紋檢驗(yàn)的準(zhǔn)確性更高。

一方面，指紋識(shí)別程序?qū)邮盏降耐獠啃畔⑦M(jìn)行指紋初步分析。以TFS-M7x系列為例，指紋程序分析主要是指紋灰色度計(jì)算。首先，程序按照收集的指紋信息，將指紋信息節(jié)點(diǎn)分別設(shè)定為空間坐標(biāo)，假設(shè)指紋識(shí)別初始坐標(biāo)為（X1，Y1），相近的第二點(diǎn)坐標(biāo)為（X2，Y2），以此類推。依據(jù)設(shè)定的指紋灰色度階梯層次，系統(tǒng)按照坐標(biāo)進(jìn)行信息分析，建立以指紋坐標(biāo)起始部分為核心的指紋信息坐標(biāo)圖。其次，系統(tǒng)程序?qū)⒅讣y坐標(biāo)連接為一個(gè)信息體，總結(jié)指紋坐標(biāo)分布規(guī)律，如果指紋接收信息能夠找到與資源數(shù)據(jù)庫(kù)相匹配的指紋，系統(tǒng)自動(dòng)實(shí)行信息程序繼續(xù)執(zhí)行，否則程序終斷?；贑ubieboard開(kāi)發(fā)的TFS-M7x系列產(chǎn)品，在指紋識(shí)別上具有程序檢驗(yàn)優(yōu)勢(shì)，由于這一產(chǎn)品接收信息在信息處理中心，嵌入式信息初步審核的同時(shí)，其他系統(tǒng)已經(jīng)將相對(duì)應(yīng)的信息數(shù)據(jù)傳輸?shù)街讣y識(shí)別程序中，為指紋信息檢驗(yàn)提供備份，從而大大提升了指紋初步識(shí)別的速率，新產(chǎn)品的程序檢驗(yàn)精準(zhǔn)能力提升。

另一方面，指紋識(shí)別圖像審核區(qū)域，是在指紋信息灰色度階梯審核基礎(chǔ)上，更近一步對(duì)指紋識(shí)別信息進(jìn)行審核。TFS-M7x系列指紋識(shí)別信息體，在嵌入式系統(tǒng)備用信息和指紋初始信息審核基礎(chǔ)之上，更近一步實(shí)行指紋識(shí)別檢驗(yàn)。系統(tǒng)將指紋圖像平鋪，通過(guò)系統(tǒng)數(shù)字掃描光波，對(duì)比指紋收集信息與數(shù)據(jù)庫(kù)之間的差別。依據(jù)相關(guān)性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)總結(jié)可知，TFS-M7x系列的指紋識(shí)別圖像清晰度為1：7000，而傳統(tǒng)的指紋識(shí)別圖像的清晰度為1：4000，兩者之間圖像清晰度的差異，能夠使TFS-M7x系列的指紋圖像審核更加精確，指紋程序按照其圖像對(duì)比結(jié)果，做出程序運(yùn)行，最后給予指紋信息判定，正確系統(tǒng)輸出語(yǔ)音“謝謝。”否則系統(tǒng)輸出語(yǔ)音“請(qǐng)重新輸入?！蓖瓿芍讣y識(shí)別檢驗(yàn)。

2.3 指紋信息存儲(chǔ)分析

指紋信息存儲(chǔ)，主要負(fù)責(zé)指紋信息的初步收集，做好指紋識(shí)別記錄。嵌入式指紋識(shí)別系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)指紋識(shí)別信息收集、存儲(chǔ)多方資源傳輸。也就是說(shuō)，嵌入式指紋識(shí)別系統(tǒng)在進(jìn)行指紋信息收集時(shí)，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)指紋與信息相對(duì)應(yīng)，指紋存圖像存儲(chǔ)同時(shí)，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)指紋后期識(shí)別程序，確保指紋檢驗(yàn)信息的綜合化、完整化運(yùn)行。

指紋識(shí)別系統(tǒng)是現(xiàn)代電子管理程序代表，主要應(yīng)用對(duì)比試驗(yàn)的分析方法，對(duì)指紋識(shí)別系統(tǒng)中指紋識(shí)別終端、指紋信息檢驗(yàn)識(shí)別程序、指紋信息存儲(chǔ)三大方面進(jìn)行探究，促進(jìn)新型指紋檢驗(yàn)技術(shù)更進(jìn)一步發(fā)展。

[1]畢雪芹,蘇艷娟,王琪.嵌入式指紋識(shí)別系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及試驗(yàn)研究[J].國(guó)外電子測(cè)量技術(shù),2015,(02):50-53+81

[2]普措才仁,馮旭.基于含DSP的ARM嵌入式指紋識(shí)別系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].自動(dòng)化與儀器儀表,2010,(03):44-46