指紋識(shí)別傳感器采用富士通公司推出的一款先進(jìn)的固態(tài)指紋傳感器MBF200，它除可自動(dòng)檢測(cè)指紋外，還帶有多種接口模式，為電容性傳感器，其電容性傳感器陣列由二維金屬電極組成，所有金屬電極充當(dāng)一個(gè)電容板，接觸的手指充當(dāng)?shù)? 個(gè)電容板，器件表面的鈍化層作為兩板的絕緣層。當(dāng)手指觸摸傳感器表面時(shí)，指紋的高低不平就會(huì)在傳感器陣列上產(chǎn)生變化的電容，從而引起二維陣列上電壓的變化，并形成指紋傳感圖像。采用標(biāo)準(zhǔn)COMS 技術(shù)的電容性固態(tài)器件，具有500 dpi 的分辨率，傳感器面積為1.28 cm×1.50 cm.具有自動(dòng)指紋檢測(cè)能力，內(nèi)含8 位模數(shù)轉(zhuǎn)換器，可提供3 種總線接口形式。5V 工作電壓下的功耗小于70 mW.指紋采集時(shí)間不超過(guò)0.5s;指紋識(shí)別比對(duì)時(shí)間不超過(guò)0.5s/枚;指紋誤識(shí)率小于0.001%。

　　指紋識(shí)別算法實(shí)現(xiàn)為：1)提取脊線方向，脊線頻率。2)經(jīng)過(guò)GABOR 濾波，減弱噪聲、改善圖像質(zhì)量，以便于特征提取。3)特征提取。4.與指紋數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行特征匹配并得出結(jié)果。大致流程如圖4 所示。

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　　圖4 流程圖

　　4 實(shí)驗(yàn)

　　判別流程：門禁控制器通過(guò)攝像頭捕獲到人臉圖像，并把該圖像發(fā)送到服務(wù)端進(jìn)行人臉識(shí)別。通過(guò)指紋采集儀獲取用戶指紋，并通過(guò)封裝在控制器內(nèi)部的指紋模塊進(jìn)行指紋比對(duì)。若人臉識(shí)別通過(guò)，指紋識(shí)別也通過(guò)，則判斷用戶有該門的權(quán)限并開門。若人臉識(shí)別通過(guò)，指紋識(shí)別未通過(guò)，則要求請(qǐng)求者再測(cè)一次。若人臉識(shí)別未通過(guò)，指紋識(shí)別也未通過(guò)，則不開門。其基本流程如圖5 所示。

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　　圖5 基本流程圖

　　5 結(jié)果

　　本系統(tǒng)的測(cè)試方法為：在相同光照條件下，對(duì)已注冊(cè)的用戶分別進(jìn)行10 次進(jìn)門操作，對(duì)未注冊(cè)的用戶分別進(jìn)行10 次進(jìn)門操作。系統(tǒng)設(shè)置識(shí)別方式為人臉識(shí)別、指紋識(shí)別串行執(zhí)行。測(cè)試記錄用戶每次進(jìn)門操作識(shí)別成功與否，使用何種識(shí)別方式識(shí)別通過(guò)等信息，統(tǒng)計(jì)測(cè)試系統(tǒng)的性能。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，人臉識(shí)別率達(dá)到93%，而人臉加指紋的識(shí)別率達(dá)到98%，并且沒(méi)有出現(xiàn)錯(cuò)誤接受的情況，但由于測(cè)試數(shù)據(jù)量比較小，在實(shí)際運(yùn)行中，可能會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤接收的情況，從測(cè)試情況來(lái)看，錯(cuò)誤接受率不會(huì)高于0.01%.

　　6 結(jié)論

　　傳統(tǒng)PCA 方法在處理人臉圖像時(shí)，要將二維圖像矩陣轉(zhuǎn)換成一維的列向量，使圖像的維數(shù)達(dá)到上萬(wàn)維，計(jì)算工作量大，特征提取速度慢。針對(duì)PCA 算法的不足，也有研究者提出了獨(dú)立分量分析法(ICA，Independent Component Analysis)，在這些方面仍有待作進(jìn)一步探索。