Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«ИЖЕВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Факультет «Информатика и вычислительная техника»
Кафедра «Программное обеспечение»
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к дипломной работе на тему:
«Система идентификации личности по отпечаткам пальцев.
Подсистема анализа изображения»
Дипломник
студент группы 10-19-1......................................................... Краснов Н.И.
Руководитель
д.т.н, профессор................................................................... Мурынов А.И.
Консультант по экономической части
к.э.н., доцент......................................................................... Радыгина И.И.
Консультант по безопасности
и экологичности проекта...................................................... Якименко Г.Ф.
Нормоконтроль.................................................................... Соболева В.П.
Рецензент
вед. инженер........................................................................ Кропачева Л.Н.
Заведующий кафедрой
«Программное обеспечение»
д.т.н, профессор................................................................... Мурынов А.И.
ИЖЕВСК
2007
РЕФЕРАТ
Пояснительная записка к дипломной работе на тему «Система идентификации личности по отпечаткам пальцев. Подсистема анализа изображения» оформлена на 121 листе, содержит 31 рисунок, 17 таблиц.
Целью данной работы является разработка подсистемы анализа изображения отпечатка пальца в составе системы идентификации личности по отпечаткам пальцев на основе папиллярного узора для дальнейшего распознавания личности.
Работа включает в себя разработку и реализацию алгоритма устранения искажений в изображении отпечатка пальца полученных при сканировании отпечатка. Разработку и реализацию преобразования монохромного изображения отпечатков пальцев к структурированному виду, пригодному для обработки (сравнения).
Для написания соответствующего программного обеспечения были изучены материалы и публикации в области цифровой обработки изображений, векторизации, биологического строения человека и его биометрических параметров.
В результате проделанной работы было разработано программое обеспечение, предназначенное для автоматизации процесса объектного описания отпечатков пальцев на основе характерных особенносетей любого папиллярного узора. Характеристики локальных особенностей, получаемые в результате работы подсистемы, используются при дальнейшей работе в составе системы.
На сегодняшний день существуют готовые системы для идентификации личности, обладающие высокой степенью защиты, быстродействием, а также удобством в применении. Однако ни одна из существующих разработок не дает объектного описания и метода сравнения отпечатков. Все разработки являются уникальными, обладают собственными нововведениями, «ноу-хау» и составляют коммерческую тайну.
Данная разработка обладает открытым кодом и позволяет проводить структурное описание папиллярного узора. Поэтому данная разработка является уникальной и не имеет аналогов в современной индустрии компьютерной обработки изображений. Необходимо отметить, что используемый метод, пригоден не только для описания изображения отпечатков пальцев, но и для объектного описания других битовых изображений, таких как символьная информация, шрифты и подписи.
Разработанное программное обеспечение является исследовательским, оно направлено на изучение и анализ методов обработки изображений и его описания. С его помощью уже были получены важные экспериментальные данные, использованные в данной работе. Конечным программным продуктом может являться оболочка, представляющая в значительной мере автоматизированный интерфейс для идентификации личности.
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ ИДЕНТИФИКАЦИИ ЛИЧНОСТИ ПО ОТПЕЧАТКАМ ПАЛЬЦЕВ
1.1. Обоснование целесообразности разработки системы идентификации личности по отпечаткам пальцев
1.1.1. Назначение системы
1.1.2. Характеристика функциональной структуры системы
1.1.3. Обоснование цели создания системы
1.1.4. Обоснование состава автоматизируемых задач
1.2. Аналитический обзор
1.2.1. Фирма BioLink
1.2.1.1. Система управления BioLink BioTime 2006
1.2.1.2. Программный сервер BioLink
1.2.2. Microsoft IntelliMouse Explorer with Fingerprint Reader
1.2.3. Сотовый телефон GI100
1.2.4. Редактор Adobe Photoshop
1.2.5. Программа распознавания текста Fine Reader
1.2.6. Вывод по аналитическому обзору
1.3. Основные требования к системе
1.3.1. Основные цели создания системы и критерии эффективности ее функционирования
1.3.2. Функциональное назначение системы
1.3.3. Особенности системы и условия её эксплуатации
1.3.4. Требования к функциональной структуре
1.3.5. Требования к техническому обеспечению
1.3.6. Требования к информационному обеспечению
1.3.7. Требования к программному обеспечению
1.4. Основные технические решения проекта системы
1.4.1. Решение по комплексу технических средств
1.4.2. Описание системы программного обеспечения
2. РАЗРАБОТКА ПОДСИСТЕМЫ АНАЛИЗА ИЗОБРАЖЕНИЯ ОТПЕЧАТКОВ ПАЛЬЦЕВ
2.1. Описание постановки задачи подсистемы анализа изображения отпечатков пальцев
2.1.1. Характеристика задачи
2.1.2. Входная информация
2.1.3. Выходная информация
2.1.4. Математическая постановка задачи
2.1.5. Функциональная схема подсистемы анализа папиллярного узора
2.2. Описание постановки задачи выявления дефектов сканирования и их устранение
2.2.1. Характеристика задачи
2.2.2. Входная информация
2.2.3. Выходная информация
2.2.4. Математическая постановка
2.2.5. Алгоритм решения задачи
2.2.5.1. Описание алгоритма «Формирование списка линий»
2.2.5.2. Описание алгоритма «ChangeLine»
2.3. Описание постановки задачи выделение локальных особенностей
2.3.1. Характеристика задачи
2.3.2. Входная информация
2.3.3. Выходная информация
2.3.4. Математическая постановка задачи
2.3.5. Алгоритм решения задачи
2.3.5.1. Описание алгоритма «Формирование списка линий»
2.3.5.2. Описание алгоритма «ReadLine»
2.4. Описание постановки задачи сортировки списка абсолютных параметров, исключение ложных и ненадежных минюций
2.4.1. Характеристика задачи
2.4.2. Входная информация
2.4.3. Выходная информация
2.4.4. Математическая постановка
2.4.5. Алгоритм решения задачи
2.5. Описание подпрограмм
2.5.1. Подпрограмма NextDotCW
2.5.2. Подпрограмма NextDotCCW
2.5.3. Подпрограмма LookPic
2.5.4. Подпрограмма ChangeLine
2.5.5. Подпрограмма ReadPic
2.5.6. Подпрограмма DotsFilter
2.5.7. Подпрограмма AnalysePicture
2.6. Описание контрольного примера
2.6.1. Назначение программы
2.6.2. Исходные данные
2.6.3. Контрольный пример
2.6.4. Тестирование программного обеспечения системы распознавания личности по отпечаткам пальцев
3. ОРГАНИЗАЦИОННО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
3.1. Обоснование необходимости разработки системы распознавания личности по отпечаткам пальцев
3.2. Расчет затрат на разработку системы распознавания личности по отпечаткам пальцев
4. БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОЕКТА
4.1. Анализ опасных и вредных факторов, возникающих при работе на компьютере
4.2. Техника безопасности при работе на ПК
4.3. Организация рабочего места оператора
4.4. Требования к параметрам микроклимата помещения
4.5. Требования к освещению и расчет искусственного освещения
4.6. Пожарная безопасность
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 ТЕКСТ ПРОГРАММЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 РУКОВОДСТВО ПРОГРАММИСТА
ПРИЛОЖЕНИЕ 3 РУКОВОДСТВО ОПЕРАТОРА
ПРИЛОЖЕНИЕ 4 РЕЗУЛЬТАТЫ ТЕСТИРОВАНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ 5 АЛЬТЕРНАТИВНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРОГРАММЫ
ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
СТ – специфическая точка (минюция)
БД – база данных с отпечатками
PIN – персональный идентификационный номер
ПЗС – прибор с зарядовой связью
КМОП – технология изготовления микросхем (кремний метал оксид полупроводник)
ОП – отпечаток пальца
dpi – количество точек на дюйм (dot per inch)
ПО – программное обеспечение
ОС – операционная система
ЭВМ – электронно-вычислительная машина
ПК – персональный компьютер
В наше время пароли, персональные идентификационные номера и специальные идентификационные карточки стали жизненной необходимостью. Например, чтобы получить наличные из банкомата, Вам потребуется код PIN, чтобы получить доступ к почтовой программе или к определенной категории компьютерных данных, необходим пароль. В свете последних событий, происходящих в мире, особенно в связи с ростом активности международного терроризма, вопросам безопасности уделяется все более пристальное внимание.