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基于指紋識別的一卡通手機(jī)研究
添加者:
義烏禮品城
添加時間:
2012-3-8 11:29:0
點擊數(shù)量:
6802
手機(jī)支付是指用戶使用內(nèi)置現(xiàn)場支付賬戶的RFID手機(jī)，在安裝了支持手機(jī)支付帳戶POS機(jī)具的商家，通過形如刷卡的近距離通信方式(RFID)完成支付交易的業(yè)務(wù)類型。在目前國內(nèi)三大運營商的鼎力推動下，手機(jī)一卡通自2009年以來呈現(xiàn)快速發(fā)展的態(tài)勢。作為一種現(xiàn)場支付的手段，可以使運營商實現(xiàn)“后臺金融”——“遠(yuǎn)程線上支付”—— “手機(jī)刷卡線下支付”的一體化方案。目前，很多大學(xué)推行了校園手機(jī)一卡通，用一卡通即可實現(xiàn)考勤、借書、打飯等校園內(nèi)的身份認(rèn)證和消費的活動。然而，如果一卡通一旦丟失，且未能及時掛失，就可能會使卡內(nèi)的余額被他人消費，造成不必要的麻煩。
本文從手機(jī)一卡通的安全性角度考慮，提出一種基于指紋識別的一卡通手機(jī)，在一定程度上提高了一卡通手機(jī)的安全性。
一、指紋識別技術(shù)
個人包括指紋在內(nèi)的皮膚紋路在圖案、斷點和交叉點上各不相同，呈現(xiàn)唯一性且終生不變。據(jù)此，我們就可以把一個人同他的指紋對應(yīng)起來，通過將他的指紋和預(yù)先保存的指紋數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，就可以驗證它的真實身份，這就是指紋識別技術(shù)。
為了實現(xiàn)較高的安全性，使用復(fù)雜的密碼是流行的選擇，而如果我們在打飯、坐公交車時都要先輸入密碼才能下一步操作，那是很不方便也不現(xiàn)實的。所以考慮發(fā)展利用人的生理特征，是目前最為方便與安全的識別系統(tǒng)。
二、一卡通手機(jī)指紋識別
2．1指紋圖像的采集
作為生物識別技術(shù)中發(fā)展最成熟、應(yīng)用最廣泛的一種，指紋識別技術(shù)應(yīng)用具體涉及指紋圖像采集、圖像處理、特征提取、特征比對與匹配等。顯然，其最基礎(chǔ)、最重要環(huán)節(jié)是高質(zhì)量指紋圖像的采集。指紋的表面積相對較小，日常生活中手指常常會受到磨損，所以獲得優(yōu)質(zhì)的指紋細(xì)節(jié)圖像是一項十分復(fù)雜的工作。 ．
指紋傳感器是指紋圖像的自動采集和生成部分，是指紋識別產(chǎn)品的數(shù)據(jù)輸入端。絕大多數(shù)指紋傳感器通過光學(xué)掃描、半導(dǎo)體熱敏、半導(dǎo)體電容等三種主要傳感技術(shù)采集指紋圖像。采集到的指紋是點位圖，一般來說，每一點用[0，255]的一個灰度值表示[l]。衡量一個指紋傳感器的性能好壞，主要看成像質(zhì)量、對不同類型手指的適用能力、對氣候環(huán)境的適應(yīng)性、圖像采集速度、電氣特性、硬件接口、應(yīng)用程序接口(SDK)、使用壽命、可裝配性及附加功能。
2．2指紋圖像處理
指紋圖像處理過程包括指紋圖像的預(yù)處理、特征提取、與指紋數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比對。
2．2．1指紋圖像預(yù)處理
預(yù)處理在指紋特別技術(shù)中有著非常重要的地位，是整個指紋識別工作的基礎(chǔ)，由于污漬、扭曲、壓力等各種噪聲的存在，預(yù)處理直接影響著指紋識別系統(tǒng)的可行性和準(zhǔn)確性。預(yù)處理的目的就是去除指紋圖像的噪聲，增強(qiáng)嵴和谷的對比度，把它變成一幅清晰的點線圖。以便于提取正確的指紋特征。圖像的預(yù)處理可以在空間域內(nèi)實現(xiàn)，也可以在頻域內(nèi)實現(xiàn)。目前已有很多成熟的預(yù)處理方法。
指紋識別的預(yù)處理的一一般過程：由于指紋原始圖像在預(yù)處理時計算量大、耗時多，所以需要將采集到的原始灰度圖進(jìn)行分割，將分割后的圖像銳化，得到增強(qiáng)灰度圖。將增強(qiáng)灰度圖二值化得到二值黑白圖，即將灰度圖像轉(zhuǎn)換為0．1的黑白圖像，這樣就使圖像的灰度層次由原來的256級降為2級，提高了對比度。最后進(jìn)行細(xì)化處理，細(xì)化的主要作用是去除指紋圖像中不必要的信息，提取出圖像的細(xì)節(jié)點，得到點線指紋圖。
2．2．2特征提取
對于特征點的提取，不同的系統(tǒng)有不同的處理方式。有的直接保存指紋圖像，處理的時候從圖像提取指紋特征。這種方式可以比較完整地保存指紋的所有信息，但是需要較多存儲空間和信息處理時間。而對于一般的指紋匹配來講，只需要使用指紋的特征點來進(jìn)行匹配。因此，保存指紋圖像的意義不大，只需要保存足夠多個指紋特征點就可以完全滿足匹配要求 。指紋圖像的特征，包括指紋的紋形(拱型、箕型、斗形)、指紋的核心點、三角點、分叉點、終點、嵴與嵴之間的寬度、嵴的走向等。只要能夠提取出足夠的特征，就可以用來進(jìn)行指紋匹配。一般情況下，7個匹配的特征點就可以基本確定兩個指紋來自同一個手指 ]。對于手機(jī)指紋識別系統(tǒng)而言，7個特征點足以確定手機(jī)持有者的身份。常用的特征提取算法有兩種：基于二值化的特征提取算法和基于直接灰度圖的特征提取算法。對于本系統(tǒng)，由于用戶數(shù)有限，需要的特征點不多，所以考慮采用基于二值化的特征提取算法。
2．2．3指紋數(shù)據(jù)庫
手機(jī)的指紋識別系統(tǒng)，對于一個手機(jī)而言，其用戶數(shù)是比較少的，絕大多數(shù)都是一個用戶使用一部手機(jī)，所以匹配時所需要的指紋特征不多。因此，本系統(tǒng)考慮采用如下方案：對采集到的指紋圖像進(jìn)行特征提取，即用戶在購買手機(jī)后，將自己的指紋圖像存人系統(tǒng)的指紋數(shù)據(jù)庫內(nèi)，主用戶可以授權(quán)其他用戶操作，將本手機(jī)的其他用戶的指紋信息也存人手機(jī)的指紋數(shù)據(jù)庫內(nèi)。當(dāng)需要手機(jī)支付時，使用者只需將手指放到手機(jī)上，由指紋傳感器采集指紋信息，系統(tǒng)將指紋圖像進(jìn)行處理，處理后的圖像與數(shù)據(jù)庫中的圖像進(jìn)行比對，如果一致，則發(fā)出付款指令，如果不一致，則不進(jìn)行任何操作，返回到待機(jī)狀態(tài)。
三、結(jié)語
指紋識別技術(shù)利用每個人的指紋特征獨一無二而且終生不變的特點，可以替代密碼識別個人身份，并且具有比密碼方便，保密性高的特點。由于指紋識別生物特征的不可復(fù)制性，利用指紋人類自身生理特征進(jìn)行身份認(rèn)證的生物識別技術(shù)是最可靠的身份鑒別方式。將指紋識別技術(shù)應(yīng)用于一卡通手機(jī)上，將使手機(jī)支付更具安全性。
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