شو تشى يونغ، Tanggen وي جيانغ Xinquan، وغالبا ما يفوز

(قسم الإلكترونيات الدقيقة، كلية العلوم الفيزيائية والتكنولوجيا، جامعة ووهان، ووهان 430072، الصين)

بصمة الاصطناعية هي بصمات وهمية الناشئة، تشكل تهديدا كبيرا لأمن نظام تحديد بصمة (AFIS) من. ليعرض التوليف والتعرف على بصمات الأصابع ودية الأجهزة الخوارزمية. بواسطة متوسط حقيقية الرمادي وصورة لبصمات الأصابع الاصطناعية، وعدد من العوامل التباين وهاريس استخراج الزاوية ناقلات ميزة عامل بناء إعطاء النموذج الحسابي ذكي على أساس SVM وظيفة النواة متعدد الحدود، حدد بنجاح بصمة الاصطناعية. لفكرة بنية الأجهزة الصديقة للخوارزمية، وافساح المجال كاملا للمزايا من أسرع حلبة سرعة التنفيذ. التحقق QSYS عن طريق المنصة، يمكن أن تكتمل في تحديد 18 مللي من صورة البصمات، مقارنة مع اقتراب البرنامج التقليدي يقلل كثيرا من الوقت، ودقة التمييز تصل إلى 97.

صديقة للهاردوير؛ بصمة الاصطناعية، وتحديد ودعم آلة ناقلات، QSYS

TP391

كود الوثيقة: A

10.16157 / j.issn.0258-7998.2016.10.013

شكل الاقتباس الصيني: شو تشى يونغ، Tanggen وي جيانغ Xinquan، وآخرون صديقة للأجهزة بصمة الاصطناعية خوارزمية التعرف التكنولوجيا الالكترونية، 2016،42 (10): 54-57.

الإنجليزية شكل الاقتباس: شو تشى يونغ تانغ Genwei جيانغ Xinquan، وآخرون. أبحاث خوارزمية الاصطناعية تمييز بصمة سهل الأجهزة .Application من تقنيات الالكترونية، 2016،42 (10): 54-57.

0 مقدمة

في السنوات الأخيرة، مع تطور التكنولوجيا الحيوية، النظام الآلي التعرف على بصمات الأصابع (AFIS) هو أكثر وأكثر تستخدم على نطاق واسع في مجال تحديد . ومع ذلك، فإن بعض الناس يحاول سيئة بداية الضعف النظام الآلي التعرف على بصمات الأصابع، واستخدام بصمات الأصابع وهمية بصمة حقيقية بديلة، وبالتالي غزو والمعلومات بصمة ذات الصلة بتطبيق النظام، في الخصوصية الشخصية والأمن تهديدا هائلا.

إصبع وهمية المشترك أساسا ثلاثة أنواع: التحول من بصمات الأصابع، وبصمة غير نشطة بصمة الاصطناعية، كما هو مبين في الشكل. لأول التعرف على بصمات الأصابع اثنين وهمية، وفعلت العديد من المؤسسات البحثية والعلماء بحث متعمق جدا، مثمرا. على سبيل المثال، DERAKHSHANI R لتحديد بصمة الكشف عنها بواسطة بصمة خاملة FIG العرق، ANTONELLI A المقارن خاملة تطور والمصادقة على بصمات الأصابع الحقيقية من قبل بصمة إنجازه.

بصمة الاصطناعية تختلف عن بصمات وهمية اثنين، يتم إنشاء صورة البصمات التي هي غائبة تماما في العالم على جهاز الكمبيوتر عن طريق خوارزمية التوليف. في الوقت الحاضر، وركز العمل على بصمات الأصابع الاصطناعية على طرق البحث التوليف، فضلا عن استخدام بصمة مطابقة بيانات صورة البصمات الاصطناعية. وكابيلي R في عام 2000 اقترح تركيب خمس خطوات، واقترح في وقت لاحق طريقة إضافة الجافة، والرطب والضجيج لهذه الصورة بصمة أكثر واقعية، وقد استخدمت هذه الخوارزمية في بصمات المنافسة الدولية في عام 2004 ( FVC2004). وعلاوة على ذلك، تيان جين هو جي من اتجاه المجال، وكثافة نمط ريدج التين ثلاثة جوانب لتحسين صورة البصمات، تم استخدام صورة البصمات لتوليد هذه الخوارزمية في سباق الصين القياسات الحيوية (BVC). منذ بصمة الاصطناعية وبصمات الأصابع الحقيقية هي مشابهة جدا، ولكن أيضا بصمة خادعة لمهاجمة AFIS، مما يؤدي إلى مخاطر أمنية ضخمة. لسوء الحظ، هناك القليل من الأبحاث لتحديد توسيع بصمة الاصطناعية، وتقارير تنفيذ نظام الأجهزة لا أكثر ذات الصلة.

التعرف على الوضع الراهن لعدم وجود تركيب بصمات الأصابع، هذه الورقة يعرض خوارزمية سهل الأجهزة. بواسطة متوسط حقيقية الرمادي وصورة لبصمات الأصابع الاصطناعية، وعدد من العوامل التباين واستخراج هاريس ميزة الزاوية عامل متجه بناء، حدد بنجاح بصمة الاصطناعية. لفكرة بنية الأجهزة الصديقة للخوارزمية، وافساح المجال كاملا للمزايا من أسرع حلبة سرعة التنفيذ. تم التحقق من QSYS على المنصة، يمكن أن تكتمل في غضون تحديد 18 مللي من صورة البصمات، مقارنة مع البرمجيات التقليدية بطرق تقصير كبير في وقت تحديد، ومعدل دقة تحديد أعلى بنسبة 97.

1 بصمة الاصطناعية خوارزمية التعرف

اختيار صورة البصمات قيمة الرمادي، وعدد من العوامل عوامل التباين هاريس ناقلات ميزة الزاوية التي شيدت باستخدام بصمات الأصابع جيدا وتحديد بصمات الأصابع الاصطناعية الحقيقية، ذكية عملية تصميم آلة دعم نموذج حساب ناقلات (SVM) على أساس FIG 2 العروض. بصمة حقيقية من FVC2004 DB2، بصمات الأصابع الاصطناعية من FVC2004 DB4 وBVC، تم اختيارها عشوائيا.

يعني والتباين الرمادي عامل 1.1

نموذج الاصطناعية بصمة خلفية الإحصائية المستمدة من Karhunen-Loeve تحويل ، وخلفية صورة البصمات الحقيقية هناك بعض الاختلافات. وبالتالي، قد نظر في Qgrayvar Qgrayavg صورة الرمادي بصمة متوسط وتباين كسمة لتحديد العوامل:

حيث، و (ط، ي) يمثل نقطة صورة البصمات (ط، ي) من القيم تدرج، H وL تمثل طول وعرض صورة لبصمات الأصابع. 30 تم اختيارها عشوائيا بصمة وبصمة حقيقية التوليف تدرج يعني التباين والتباين، فإن النتائج تظهر في الشكل.

كما يمكن أن يرى، بصمة حقيقية صورة قيمة الرمادي هو أكبر بكثير من بصمات الأصابع الاصطناعية. من حيث التباين والتباين في تدرج أكبر من DB4 بصمة حقيقية، ولكن أقل بكثير من BVC بصمات الأصابع. صورة لبصمات الأصابع يمكن أن يكون رمادي كعامل سمة متوسط والتباين.

1.2 هاريس عدد ركن من أركان العوامل

مشغل هاريس على المعلومات الملمس الغنية (على سبيل المثال، صورة بصمة) يمكن استخراج عدد كبير من نقاط ميزة . منذ أكثر سلاسة صورة بصمة حقيقية، وبصمة توليفها بشكل مصطنع المسام كما إضافة الضوضاء البيضاء، ونقطة الزاوية ولدت أكثر سهولة. وهكذا، فإن العدد المقدر للهاريس الزاوية تمييز بصمة مميزة مع بصمة والعوامل الاصطناعية. وينقسم صورة البصمات إلى W W (W = 8) هو صغير، وكمية R حساب زاوية الصيغة التالية:

في الصيغة، جي إكس (ط، ي) وغراي (ط، ي) تمثل (ط، ي) من القيم التدرج الأفقي والقيم التدرج العمودي. تاسعا، مريت، وIx'y 'هو التاسع، إيى وIXY التمويه تجانس النجوم، يهدف للحد من الضوضاء. إذا أدى يرضي R حساب الشرط التالي: R هي قيمة الحد الأقصى من حي المحلي وR أكبر من عتبة مجموعة، ويعتبر نقطة هاريس الزاوية. يظهر نتائج المقارنة بصمة حقيقية وبصمات الأصابع الاصطناعية هاريس الزاوية في الشكل. ويمكن رؤية هاريس ركنية عدد البصمات توليفها بشكل ملحوظ أكثر من بصمات حقيقية، بما يتفق مع المفترضة، لذلك يمكن أن توصف بأنها عامل.

1.3 الدعم تعلم الآلة متجه لتحديد

آلة الدعم الموجه (SVM) هي AT & T مختبرات بيل V.Vapnik، الذي اقترح مشاكل التصنيف والانحدار للأسلوب التعلم الآلي الجديد، وتحديد المحدد للعملية هو مبين في الشكل (5). التقليدية SVM نواة وظيفة مع نواة الخطية، نواة متعدد الحدود، RBF نواة والسيني النواة. النظر في الأجهزة ودية، ونحن نستخدم وظيفة النواة متعدد الحدود.

تصميم ودية الأجهزة 2

2.1 إطار نظام وعملية التصميم

خوارزمية المصادقة الاصطناعية بصمات الأصابع، كل ميزة استخراج عامل الخوارزمية إلى وحدات الأجهزة، وبناء نظام الأجهزة الكامل. الأجهزة منصة التحقق ألتيرا تحديد QSYS، ونظام الإطار كما هو مبين في الشكل.

نظام الأجهزة برمتها عملية التصميم: الأولى في DSP باني الكمبيوتر منصة لاستكمال تصميم الدوائر نظام الأجهزة والتدريب والمحاكاة والتوليف، يولد كود VHDL والكتابات TCL، وذلك باستخدام أداة تطوير الثاني Quartus خوارزمية التحقق الكامل في منصة QSYS، وأخيرا من خلال USB -Blaster تحميلها إلى مجلس التنمية FPGA.

2.2 درجات الرمادي المتوسط وحساب التباين وحدة

حساب المتوسط والتباين في صورة البصمات الرمادي باستخدام طريقة لإنشاء الرسم البياني. يستخدم RAM ثنائية المنفذ، يمثل الإحداثي السيني عنوان RAM الرسم البياني، أي بصمة صورة القيم تدرج 0-255، يمثل تنسيق عدد من البيانات التي يتم تخزينها في ذاكرة الوصول العشوائي، في بكسل قيمة مقياس الرمادية. بعد الانتهاء من إنشاء الرسم البياني يعني والتباين احتساب صورة لبصمات الأصابع، كما هو مبين في الشكل. حيث: PN يمثل عدد وحدات البكسل في الصورة، ز يمثل قيمة الإحداثي السيني من الرسم البياني، N يدل على قيمة تنسيق المقابلة لالإحداثي السيني. gmin = 0، gmax = 255، وبلغ غرام عند حساب gmax، لخص وصورة البصمات باستخدام المتوسط والتباين في المفرق.

2.3 هاريس الزاوية الرقم المحسوب من وحدات

فهو يتطلب بريويت مشغل بحساب قيمة التدرج في الاتجاه الأفقي والاتجاه الرأسي عندما تحسب الزاوية هاريس. وفي مثال لتوضيح الاتجاه الأفقي، الأفقي المشغل الاتجاه Prewittx من صيغة (5):

الآن باستخدام مشغل بريويت إلى لف كل بكسل، حيث المشغل إلى نافذة 3 3، والتفاف يصبح نقطة من معاملات النافذة والنقطة نتاج بكسل في الحي و، من خلال طريقة خط أنابيب لتحقيق نافذة الترجمة.

يمكن استنتاجها، وحدة مضاعف 18 في الاتجاه الأفقي والاتجاه الرأسي كان مطلوبا، أي 18 DSP-9bit. وفي الوقت نفسه وحدة تصفية جاوس يتطلب أربعة مضاعف الدقة المزدوجة، والدقة المزدوجة كتلة الضرب 18 الحاجة حزب اليسار الديمقراطى-9bit، 345 و ال 519 ريج طرفية. وبهذه الطريقة سوف منطقية استهلاك الموارد إلى حد كبير، والمزيد من استخدام مضاعف يؤدي إلى كفاءة التشغيل منخفضة. اعتبارات الأجهزة الود، وفقا لمشغل بريويت لتحسين حساب التدرج، كما هو مبين في الشكل.

في هذا التجسيد، وحدة حساب الانحدار فقط عمليات المنطق البسيط والعمليات بالإضافة إلى ذلك، توفير الكثير من موارد الأجهزة، وتحسين الكفاءة التشغيلية للنظام.

2.4 SVM حدات صيغة التمايز

كما المستخدمة هنا، SVM هو LibSVM جامعة تايوان تشيه - رفعت جين لين. حيث عامل منصة البرمجيات التي تم الحصول عليها بعد نموذج التدريب تدريب باستخدام المعلمات من SVM التمييز عن تنفيذها حسب صيغة الأجهزة:

حيث، والحادي عشر يمثل عينة للتمييز، يي هو المقابلة عينات العلامة، يمثل x ناقل الدعم، منظمة العفو الدولية يمثل مضاعف لاغرانج، ب هي التحيز. حافلة أفالون التي تقدمها وحدات الأجهزة، وفقا للو (الحادي عشر) لتحديد علامة بصمة عينة أو بصمة حقيقية بصمة الاصطناعية.

3 التحقق والتقييم

بناء نظام أجهزة كاملة تحميل لمجلس التنمية DE2-35 الذي يظهر استهلاك الموارد في الجدول 1.

كما يمكن أن يرى، والاحتلال خوارزمية أصغر المقترح للموارد الأجهزة، ويمكن أن تعمل بشكل صحيح على شريحة FPGA المشترك.

وعلاوة على ذلك، يتم التحقق من أداء الخوارزمية تحديد الهوية. قاعدة بيانات البصمات باستخدام التنبؤ التالية: 600 FVC2004 DB2 الصورة الحقيقية للبصمة، 300 و 300 FVC2004 DB صورة البصمات الاصطناعية من BVC. البرمجيات ومقارنة أداء الأجهزة الخوارزمية المصادقة الحالية، على التوالي، أظهرت النتائج في الجدول 2.

كما يمكن أن يرى، في خوارزمية المصادقة لتكون أقل قليلا من دقة الخوارزمية البرمجيات الأجهزة، والذي يرجع إلى وجود وحدة الأجهزة "التقريب" تقريب لعدد الفاصلة العائمة، وقيمة معامل استخراج ميزة الانحراف، ولكن دقة 97.5 في الاستخدام لا تزال مقبولة، وفي الوقت التفاضلية، أسرع بكثير من البرنامج تعريف الأجهزة لتحديد، وذلك تمشيا مع متطلبات الوقت الحقيقي في الاستخدام الفعلي. النظر في وقت المعالجة صورة بصمات الأصابع، أي استخراج ميزة عامل الوقت، والنظام في تردد على مدار الساعة إلى 50 ميغاهيرتز فقط 18 مللي ثانية لإكمال عملية المصادقة.

4 خاتمة

تقدم هذه الورقة الاصطناعية بصمة المصادقة خوارزمية سهل الأجهزة. تصميم سهل الأجهزة الخوارزمية من كل وحدة، مما يقلل كثيرا من البصمة الأجهزة، وتحسين قدرة معالجة الخوارزمية. وقد اظهرت النتائج أن الخوارزمية لديها نسبة دقة 97 في التمييز تحديد جنبا إلى جنب مع فترة زمنية قصيرة، ومناسبة جدا للجزءا لا يتجزأ من المعالجة في الوقت الحقيقي. هذا العمل تعوض عن خلل في جوانب AFIS التعرف على بصمات الأصابع الحالية للتوليف وتحسين موثوقية بصمات الأصابع.

مراجع

شو أريل، ولوه، وانغ Anwen، وما إلى ذلك نظام تحديد بصمات الأصابع رواية SOPC التلقائي التكنولوجيا الالكترونية، 2010،36 (8): 14-16.

DERAKHSHANI R، SCHUCKERS SAC، هورناك LA، وآخرون al.Determination بالحيوية من قياس الطب الحيوي غير الغازية للاستخدام في الماسحات الضوئية بصمة الاعتراف .Pattern، 2003،36 (2): 383-396.

ANTONELLI A، R كابيلي، Maio في D، وآخرون al.Fake كشف الاصبع عن طريق تحليل تشويه الجلد . المعلومات الطب الشرعي والأمن، IEEE المعاملات على، 2006،1 (3): 360-373.

كابيلي R، Maio في D، MALTONI D.Synthetic الجيل قاعدة بيانات البصمات الاعتراف .Pattern، 2002.Proceedings 16 الدولي للمؤتمرات on.IEEE، 2002: 744-747.

هو جين تيان جي، تشن البناء الجديد، وما إلى ذلك بصمة طريقة التوليف وتنفيذها البرمجيات، 2007،18 (3): 517-526.

البحر شو فنغ HUAJUN، ليتش وآخرون، دراسة حول الاعتراف Karhunen-Loeve تحويل البصرية الهندسة، 2001،28 (6): 48-51.

HARRIS C، STEPHENS M.A جنبا إلى جنب زاوية وحافة كاشف .Alvey مؤتمر الرؤية، 1988،15: 50.

مزايا العضوية في نهاية العام بعد التمديد!