CN1892527A

CN1892527A - 嵌入式指纹加密识别设备及其指纹加密识别方法

Info

Publication number: CN1892527A
Application number: CN 200510027532
Authority: CN
Inventors: 曾剑瑛; 蔡世光; 何代水
Original assignee: Inventec Appliances Shanghai Corp
Current assignee: Inventec Appliances Shanghai Corp
Priority date: 2005-07-01
Filing date: 2005-07-01
Publication date: 2007-01-10

Abstract

本发明涉及一种该嵌入式指纹加密识别设备，包括嵌入式操作***主板、控制板、液晶显示器、键盘、指纹采集头组件和并口板，该使用上述的设备进行指纹加密识别的方法包括***进行初始化操作、原始指纹采集、进行指纹图像的预处理、对预处理后的指纹图像进行特征位置点提取、将指纹图像存入数据库中作为建文件模板、进行使用者的指纹采集、将两个指纹图像进行特征位置点匹配操作、进行相应的后续处理。采用该种嵌入式指纹加密识别设备及其指纹加密识别方法，将先进的生物特征识别技术、加密技术、计算机技术、半导体技术和电子技术有机结合，实现了更为安全、可靠、方便、有效的加密机制，同时识别准确迅速、安全可靠性高、不易被破解。

Description

嵌入式指纹加密识别设备及其指纹加密识别方法

技术领域

本发明涉及嵌入式设备领域，特别涉及嵌入式指纹加密识别领域，具体是指一种嵌入式指纹加密识别设备及其指纹加密识别方法。

背景技术

随着科技的发展，手机的普及和手机功能的完善，手机数据的隐私性越来越重要。为了防止手机被他人打开，手机数据被他人窃取，现有技术中存在各种各样的方法进行身份认证，最常用的就是手机开机PIN码鉴别，还有其他的比如语音识别等，但是，这些方法中都存在着一定的问题，譬如：如果手机开机PIN码被别人盗用或者自己忘记了手机PIN码，语音识别中，如果别人利用偷录设备进行语音录制，然后播放出来，这样便可以轻易的破解该身份认证的措施；同时，密码设置本身还是离不开密码，仍然只是针对密码的认证，即还只是对介质的认证，无法对人本身进行鉴别，而且密码设置作为一种认证介质的本身，同样存在保管不妥而遗失或被盗的可能，并没解决安全的根本问题。

因此，使用上述方法和与之类似的方法，无论使用多长的密码或任何一种介质，都不能真正做到对使用人的认证也就很难实现安全、可靠的身份识别。

发明内容

本发明的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种识别准确迅速、安全性高、不易被破解、快捷方便的嵌入式指纹加密识别设备及其指纹加密识别方法。

为了实现上述的目的，本发明的嵌入式指纹加密识别设备及其指纹加密识别方法如下：

该嵌入式指纹加密识别设备，包括嵌入式操作***主板、控制板、液晶显示器和键盘，该液晶显示器通过控制板与嵌入式操作***主板上的串口相连接，所述键盘与嵌入式操作***主板相连接，其主要特点是，所述的设备还包括一个指纹采集头组件，该指纹采集头组件通过一个并口板与所述的嵌入式操作***主板的并口相连接，且该嵌入式操作***主板分别和一个指纹数据库与一个密码数据库相连接。

该嵌入式指纹加密识别设备的嵌入式操作***主板为手机操作***主板。

该使用上述的设备进行指纹加密识别的方法，其主要特点是，所述的方法包括以下步骤：

(1)***进行初始化操作；

(2)如果初始化成功，则指纹采集头组件进行原始指纹采集并将采集的图像通过并口板传送至嵌入式操作***主板；

(3)嵌入式操作***主板进行指纹图像的预处理；

(4)对预处理后的指纹图像进行特征位置点提取操作；

(5)将进行提取操作后的指纹图像存入数据库中，作为建文件模板；

(6)指纹采集头组件进行使用者的指纹采集并将采集的图像通过并口板传送至嵌入式操作***主板；

(7)嵌入式操作***主板进行指纹图像的预处理；

(8)对预处理后的指纹图像进行特征位置点提取操作；

(9)将原始的指纹图像和使用者的指纹图像进行特征位置点匹配操作；

(10)根据匹配操作的结果并结合用户通过键盘的操作进行相应的后续处理。

该设备进行指纹加密识别的方法的***初始化操作包括以下步骤：

(1)初始化指纹识别模块；

(2)初始化串口和刷新液晶显示器；

(3)初始化字库；

(4)初始化键盘响应；

(5)初始始化字库；

(6)初始化键盘响应；

(7)初始化并口采像设备；

(8)初始化液晶显示。

该设备进行指纹加密识别的方法的指纹图像的预处理包括以下步骤：

(1)对指纹图像进行灰度滤波；

(2)对滤波后的图像进行二值化；

(3)对图像进行二值去噪；

(4)对图像进行细化。

该设备进行指纹加密识别的方法的对于指纹图像进行的特征点提取操作包括以下步骤：

(1)采用细节点坐标模型提取出指纹图像的脊线末梢和脊线分支点的位置；

(2)将特征位置点坐标转化为极坐标后存入数据库。

该设备进行指纹加密识别的方法的对于两个指纹图像进行的特征位置点匹配操作包括以下步骤：

(1)对每个关键点A，在指纹图像上寻找两个与其最后的关键点R、S，把A、R、S点的类型(末梢或分支点)分别纪录为nType1、nType2、nType3；

(2)把连接点A与点R、点A与点S、点R与点S的3条虚拟线段所跨越的脊线数分别记为nCrossNum1、nCrossNum2、nCrossNum3；

(3)如果这两点满足一定匹配条件，则认为点A与点B初匹配成功；

(4)根据上述的初匹配选择出最好的3组对应点，计算出比对模板相对建文件模板的旋转角度，将比对模板进行矫正；

(5)进行细节点的精细匹配，根据隶属函数可计算两个指纹的相似度；

(6)如果该相似度大于某个阈值，则认为是同一指纹。

采用了该发明的嵌入式指纹加密识别设备及其指纹加密识别方法，由于指纹识别技术是生物识别技术中使用成本最低、使用最为方便的技术；而且指纹识别安全性高、防伪能力强，是直接对人本身进行识别，而不是对某种不定的介质的进行识别，杜绝了破解或盗用密码的现象，且不存在记忆密码、丢失密码而受损的风险；不仅如此，指纹识别的安全性远远高于密码设置，而指纹识别则是真正的针对人本身的识别，而且使用指纹识别***要比密码设置简便，无需记忆便可达到有效的加密目的；此外，从资本投入的角度来讲，指纹识别也是一种低成本的技术；由于指纹具有唯一性和不变性，使用方便、快捷，无需携带任何中间介质，因此，采用指纹加密识别技术作为嵌入式设备的安全措施，是一种安全可靠的、纯生物的、环保的身份识别技术，而且其是以指纹识别技术为基础的加密技术，它将先进的生物特征识别技术、加密技术、计算机技术、半导体技术和电子技术有机结合，实现了更为安全、可靠、方便、有效的加密机制，同时识别准确迅速、安全可靠性高、不易被破解。

附图说明

图1为本发明的嵌入式指纹加密识别设备的功能模块示意图。

图2为本发明的嵌入式指纹加密识别方法的流程图。

图3为本发明的嵌入式指纹加密识别方法中的自动指纹识别原理框图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，特举以下实施例详细说明。

请参阅图1所示，该嵌入式指纹加密识别设备，包括嵌入式操作***主板、控制板、液晶显示器和键盘，该液晶显示器通过控制板与嵌入式操作***主板上的串口相连接，所述键盘与嵌入式操作***主板相连接，其中，所述的设备还包括一个指纹采集头组件，该指纹采集头组件通过一个并口板与所述的嵌入式操作***主板的并口相连接，且该嵌入式操作***主板分别和一个指纹数据库与一个密码数据库相连接。

该嵌入式指纹加密识别设备的嵌入式操作***主板可以为手机操作***主板，同时也可以为其它的嵌入式操作***主板。

在实际使用当中，各个功能模块所起的作用如下：

(1)嵌入式操作***主板在***中所起作用：搭载***应用软件，通过并口从并口板读取指纹图像数据；将指纹图像数据通过指纹建文件算法转化为指纹特征值存入DOM中；实时采集指纹与DOM中指纹特征值进行比对；接收键盘输入键值并根据按键功能定义进行相应操作；***状态信息通过串口输出到控制板中，完成人机操作接口显示。

(2)指纹采集头组件(COMS板)。COMS板的主要功能为：实时通过光学指纹采集仪将指纹图像折射到采像芯片上，由采像芯片完成模拟量到数字量的转换，并送往并口板内存中暂存。

(3)并口板主要功能为：通过总线对COMS板中采像芯片设置有关参数；从COMS板提取指纹采像数据并暂存于内存中；每存取一帧图像数据即通过并口向主板发出请求信号；根据主板发出的数据提取信号将指纹图像数据输入***进行有关处理。

(4)控制板主要功能为：接受外部命令并将对应键值输入主板以完成相关操作，通过串口从控制板获取显示内容并转化为液晶屏显示所需格式。

(5)液晶屏主要用来显示***所处状态。

再请参阅图2和图3所示，该使用上述的设备进行指纹加密识别的方法包括以下步骤：

(1)***进行初始化操作，该初始化操作包括以下步骤：

(a)初始化指纹识别模块；

(b)初始化串口和刷新液晶显示器；

(c)初始化字库；

(d)初始化键盘响应；

(e)初始始化字库；

(f)初始化键盘响应；

(g)初始化并口采像设备；

(h)初始化液晶显示；

(3)嵌入式操作***主板进行指纹图像的预处理，包括以下步骤：

(a)对指纹图像进行灰度滤波；

(b)对滤波后的图像进行二值化；

(c)对图像进行二值去噪；

(d)对图像进行细化；

(4)对预处理后的指纹图像进行特征位置点提取操作，该特征点提取操作包括以下步骤：

(a)采用细节点坐标模型提取出指纹图像的脊线末梢和脊线分支点的位置；

(b)将特征位置点坐标转化为极坐标后存入数据库；

(7)嵌入式操作***主板进行指纹图像的预处理，其处理步骤与上述相同；

(8)对预处理后的指纹图像进行特征位置点提取操作，其操作步骤与上述相同；

(9)将原始的指纹图像和使用者的指纹图像进行特征位置点匹配操作，该特征位置点匹配操作包括以下步骤：

(a)对每个关键点A，在指纹图像上寻找两个与其最后的关键点R、S，把A、R、S点的类型(末梢或分支点)分别纪录为nType1、nType2、nType3；

(b)把连接点A与点R、点A与点S、点R与点S的3条虚拟线段所跨越的脊线数分别记为nCrossNum1、nCrossNum2、nCrossNum3；

(c)如果这两点满足一定匹配条件，则认为点A与点B初匹配成功；

(d)根据上述的初匹配选择出最好的3组对应点，计算出比对模板相对建文件模板的旋转角度，将比对模板进行矫正；

(e)进行细节点的精细匹配，根据隶属函数可计算两个指纹的相似度；

(f)如果该相似度大于某个阈值，则认为是同一指纹；

在实际使用当中，***启动部分主要功能：初始化指纹识别模块InitFp()；初始化串口和刷新液晶LCMInit(int(hWnd))；初始化字库IniFontLib()；初始化键盘响应InitKeySys()；初始始化字库IniFontLib()；初始化键盘响应InitKeySys()；初始化并口采像设备InitParrel()；初始化液晶显示InitDispary()；将指纹库，密码库装入内存LoadAll()。***启动完成后开始线程ThreadMain()，在线程中进入程序死循环，在循环中主要响应按键和采集图像进行指纹比对其中。

***菜单可包括：指纹建文件，密码建文件，指纹删除，密码删除，指纹查询，指纹分组查询，密码查询，***日期，***时间，默认组设置，语言设置，***密码等。

采集图像进行指纹比对：在大循环中，先读图像：ReadImg(Img，50)；如果读图像成功，进行比对：SysMatch(Img)；比对成功后，开启手机可用功能。

在本发明中，指纹识别的基本原理为：采用细节点坐标模型来做细节匹配，即对指纹的脊线末梢和指纹的脊线分支点提取特征点鉴定指纹。

对于指纹图像的预处理，其目的是去除指纹图像中的噪音，将其转化为一幅清晰的点线图，便于提取正确的指纹特征。预处理影响指纹识别的效果，具有重要的意义。它分四步进行，即灰度滤波、二值化、二值去噪、细化。

对图像细化后，采用细节点模型提取出指纹图像的脊线末梢和脊线分支点的位置，将指纹认证问题转化成为点模式匹配问题。建文件时将特征位置点坐标转化为极坐标后存入数据库，作为建文件模板。指纹比对时，采用同样的方法，得到比对范本。由于要考虑指纹的平移和旋转(对极坐标只考虑旋转)，对每个关键点A，在指纹图像上寻找两个与其最后的关键点R、S，把A、R、S点的类型(末梢或分支点)分别纪录为nType1、nType2、nType3；把连接点A与点R、点A与点S、点R与点S的3条虚拟线段所跨越的脊线数分别记为nCrossNum1、nCrossNum2、nCrossNum3。如果这两点满足一定匹配条件，则认为点A与点B初匹配成功，如此可选择出最好的3组对应点，计算出比对模板相对建文件模板的旋转角度，将比对模板矫正后，再进行细节点的精细匹配，根据隶属函数可计算两个指纹的相似度。如大于某个阈值，则认为是同一指纹。

采用了以上的技术，所谓嵌入式指纹加密是以指纹识别技术为基础的加密技术，能够在嵌入式***中实现。它将先进的生物特征识别技术、加密技术、计算机技术、半导体技术和电子技术有机结合，实现了更为安全、可靠、方便、有效的加密机制；而独立的硬件指纹识别***是以指纹识别技术为核心，独立于计算机运行，在微处理器的控制下独立完成指纹采集、存储识别和计算机通信等功能的指纹身份识别***。由于传统的加密功能是通过密码来实现的，存在密码易被窃取、破译和密码记忆的问题，因此通过上述独一无二的指纹识别技术来控制用户对数据的访问，可以达到有效的加密目的。

采用了本发明的嵌入式指纹加密识别设备及其指纹加密识别方法，由于指纹识别技术是生物识别技术中使用成本最低、使用最为方便的技术；而且指纹识别安全性高、防伪能力强，是直接对人本身进行识别，而不是对某种不定的介质的进行识别，杜绝了破解或盗用密码的现象，且不存在记忆密码、丢失密码而受损的风险；不仅如此，指纹识别的安全性远远高于密码设置，而指纹识别则是真正的针对人本身的识别，而且使用指纹识别***要比密码设置简便，无需记忆便可达到有效的加密目的；此外，从资本投入的角度来讲，指纹识别也是一种低成本的技术；由于指纹具有唯一性和不变性，使用方便、快捷，无需携带任何中间介质，因此，采用指纹加密识别技术作为嵌入式设备的安全措施，是一种安全可靠的、纯生物的、环保的身份识别技术，而且其是以指纹识别技术为基础的加密技术，它将先进的生物特征识别技术、加密技术、计算机技术、半导体技术和电子技术有机结合，实现了更为安全、可靠、方便、有效的加密机制，同时识别准确迅速、安全可靠性高、不易被破解。

在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims

1、一种嵌入式指纹加密识别设备，包括嵌入式操作***主板、控制板、液晶显示器和键盘，该液晶显示器通过控制板与嵌入式操作***主板上的串口相连接，所述键盘与嵌入式操作***主板相连接，其特征在于，所述的设备还包括一指纹采集头组件，该指纹采集头组件通过一并口板与所述的嵌入式操作***主板的并口相连接，且该嵌入式操作***主板分别和一指纹数据库与一密码数据库相连接。

2、根据权利要求1所述的嵌入式指纹加密识别设备，其特征在于，所述的嵌入式操作***主板为手机操作***主板。

3、一种使用权利要求1所述的设备进行指纹加密识别的方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：