談指紋識別技術(shù)對于智能小區建設的幫助

小區智能化是綜合性系統工程，要從功能、性能、成本、擴充能力及與現代相關(guān)技術(shù)的應用等多方面來(lái)考慮，不僅要考慮到系統初期建設的投資成本，更要考慮到系統未來(lái)運行的實(shí)用性、可操作性以及運行與維護的成本。所以，在小區各項系統的設計選型時(shí)，人們要全面考慮各方面因素，選用技術(shù)成熟、可靠性高并且有較好性?xún)r(jià)比的產(chǎn)品至關(guān)重要。智能小區建設中，指紋識別這種讀一無(wú)二的個(gè)人識別技術(shù)應用十分廣泛。

　　基于數字化智能小區建設要求，指紋識別技術(shù)可實(shí)現居民在社區內進(jìn)行消費、停車(chē)收費及計量查詢(xún)等需進(jìn)行身份識別的項目。智能小區指紋通系統的設計是基于指紋識別技術(shù)的新領(lǐng)域應用。這是一種利用小區局域網(wǎng)傳輸數據實(shí)現小區各種身份識別應用的指紋通管理系統。

　　基于這樣的需求，指紋自動(dòng)識別技術(shù)應用于小區醫院就醫、小區超市購物、用電、開(kāi)水房打水、洗澡、小區活動(dòng)室活動(dòng)、圖書(shū)閱覽室借閱期刊書(shū)籍、樓宇出入以及小區出入等方面，都將取得較好的效果，主要解決居民使用證件繁多容易丟失、給生活帶來(lái)很多不便的矛盾。采用指紋自動(dòng)識別技術(shù)設計的指紋通系統應用，不僅提升了管理水平，而且促進(jìn)了管理手段的現代化。

　　在小區管理系統中嵌入指紋自動(dòng)識別技術(shù)，使用者不用帶任何證件，只需在指紋識別儀上按下指紋，即可辦理小區居民確認身份方面的事情，既方便了使用者，又減輕了工作人員的工作量，從根本上杜絕了盜用和誤用他人證件的現象。指紋識別系統的實(shí)現并非遙不可及，系統硬件投資不大，一般的智能小區都可以接受。其關(guān)鍵技術(shù)是識別系統軟件的開(kāi)發(fā)以及識別系統軟件與小區管理系統軟件的集成。

　　眾所周知，人的指紋具有惟一性和穩定性的特征，即每一個(gè)人的指紋是獨一無(wú)二的，任意兩個(gè)人不存在相同的指紋。而且，每個(gè)人的指紋相當“穩定”，一般不會(huì )隨年齡和健康狀況的變化而改變，因此可以通過(guò)指紋識別出人的身份。目前，國內外的自動(dòng)指紋識別系統很多，但其結構大同小異，一般包括指紋的采集與分類(lèi)、指紋的細節匹配及指紋的壓縮與存儲等。

　　首先要做好指紋的采集與分類(lèi)。這是自動(dòng)指紋識別系統(AFIS)運行的第一個(gè)環(huán)節。通過(guò)光學(xué)或CMOS指紋采集儀將活體指紋的圖像錄入系統，對圖像進(jìn)行分割處理，在保持有用指紋信息基本完整的前提下，剪去多余的圖像信息，產(chǎn)生相對較小的指紋圖，對該圖進(jìn)行增強處理以減弱噪聲，增強脊和谷的對比度，提高圖像質(zhì)量。然后，系統提取圖像特征，生成方向數組，再通過(guò)指紋分析器，根據指紋的脊和谷流向，將其分為尖拱類(lèi)、拱類(lèi)、左環(huán)類(lèi)、右環(huán)類(lèi)及旋渦類(lèi)等五種或更小的種類(lèi)屬別。指紋分類(lèi)的主要目的是方便大容量指紋庫的管理，減少搜索空間，加速指紋匹配過(guò)程。

　　其次是指紋的采集環(huán)節。在指紋識別設備正常連接后，可以進(jìn)行指紋的登記錄入。在采集過(guò)程中，指紋需要錄入兩次，將第一次采集的指紋和第二次采集的指紋進(jìn)行比對，如果成功系統將正常保存，并添加到指紋識別系統。如果采集的指紋不合格，系統將給出聲音提示，保存功能不能使用，需要重新采集。這樣就實(shí)現了對所采集指紋信息在保存到數據庫前的雙重質(zhì)量控制，保證指紋的采集質(zhì)量，避免違法、不合格的指紋信息存入數據庫。

　　再其次，要對指紋進(jìn)行細節匹配。這是自動(dòng)指紋識別系統的核心。例如，系統可以采用Biokey算法——一種快速、準確的指紋識別算法，不需要對指紋通過(guò)姓名等預先分類(lèi)，就可以在1~5秒內輕松完成。

　　最后，要對指紋數據進(jìn)行壓縮和存儲。為了節省存儲空間，必須對指紋圖像進(jìn)行壓縮。目前，指紋圖像數據壓縮算法較常見(jiàn)的是JPEG、WSQ及EZW 等。如系統采用Biokey-WSQ基于自適應的標量量化和小波分解的圖像壓縮算法，在用于指紋圖像壓縮時(shí)，可以盡量保持指紋細節的特征點(diǎn)信息，解壓縮后對提取指紋細節特征精度的影響較小。WSQ算法若進(jìn)行大壓縮比率的指紋圖像壓縮，還原解壓后的指紋圖像細節特征點(diǎn)的定位和有關(guān)信息保存得較好，對隨后將要進(jìn)行的指紋識別影響較小。WSQ算法壓縮比為1：20或1：15，即一個(gè)指紋圖像可以壓縮到6~10k大小，這個(gè)壓縮比例采用這種算法非常合適。這樣既節省了存儲空間，而且在解壓后又不影響模板特征點(diǎn)的提取。

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