科技創(chuàng)新立項(xiàng)目答辯匯編

大學(xué)生科技創(chuàng)新項(xiàng)目立項(xiàng)報(bào)告基于指紋和臉部特征雙重判據(jù)的身份識(shí)別系統(tǒng)組長(zhǎng)：顧勇翔組員：張訊李啟萌房蓓蓓南京工程學(xué)院通信154指導(dǎo)老師：劉婷婷

為什么學(xué)校仍然采用傳統(tǒng)的低效的點(diǎn)名方式？為什么社會(huì)沒(méi)有大規(guī)模推廣？

我們應(yīng)該更好地利用指紋和人臉識(shí)別技術(shù)。

完美結(jié)合創(chuàng)造嶄新的產(chǎn)品

項(xiàng)目背景及研究意義

課題方案及研究?jī)?nèi)容

項(xiàng)目方案

創(chuàng)新和特色項(xiàng)目安排及經(jīng)費(fèi)預(yù)算目錄Part1Part2Part3Part4Part5在學(xué)校上課，我們往往會(huì)有紀(jì)檢部考勤或者老師點(diǎn)名考勤，但這種方式存在巨大弊端就是：容易代替。很多同學(xué)會(huì)請(qǐng)人代課，以此蒙混過(guò)關(guān)。同時(shí)這種點(diǎn)名方式費(fèi)時(shí)費(fèi)力，浪費(fèi)教學(xué)時(shí)間。因此，為了解決這一問(wèn)題，我們萌生了這樣的想法：設(shè)計(jì)一個(gè)基于指紋和臉部特征雙重判據(jù)的身份識(shí)別系統(tǒng)。同時(shí)，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和社會(huì)的發(fā)展,社會(huì)對(duì)快速、有效辨別人身的需求越來(lái)越迫切。傳統(tǒng)的人身辨別方法主要是通過(guò)人身標(biāo)識(shí)物品和人身標(biāo)識(shí)知識(shí)兩種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)的，標(biāo)識(shí)物品容易丟失，而標(biāo)識(shí)知識(shí)容易遺忘或記錯(cuò),更為嚴(yán)重的是傳統(tǒng)身份識(shí)別往往無(wú)法區(qū)分標(biāo)識(shí)物品真正的擁有者和取得標(biāo)識(shí)物品的冒充者,一旦他人獲得標(biāo)識(shí)物品,也可以擁有相同的權(quán)力。

綜上，先進(jìn)、快捷、有效的身份識(shí)別系統(tǒng)——人臉指紋雙重判據(jù)系統(tǒng)具有重大的研發(fā)意義！項(xiàng)目背景及研究意義Part1Part2Part3Part4Part5Part1Part2Part3Part4Part5課題方案課題整體方案如圖所示，系統(tǒng)分為兩個(gè)部分：現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)采集單元和信號(hào)接收/處理單元。現(xiàn)場(chǎng)采集單元主要功能是指紋信號(hào)和人臉信息的錄入。信息錄入后，通過(guò)ZigBee模塊與終端連接。終端的核心是一臺(tái)PC機(jī)，其通過(guò)ZigBee模塊接收信號(hào)采集單元的信息，通過(guò)算法判斷人員的身份，并記錄在數(shù)據(jù)庫(kù)中。Part1Part2Part3Part4Part5研究?jī)?nèi)容1.指紋識(shí)別技術(shù)研究：指紋識(shí)別技術(shù)是利用人類(lèi)指紋的唯一性，通過(guò)對(duì)人類(lèi)指紋的采樣、特征信息提取并與庫(kù)存樣本相比較的過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)身份識(shí)別的技術(shù)。指紋識(shí)別技術(shù)涉及圖像處理、模式識(shí)別、計(jì)算機(jī)視覺(jué)、數(shù)學(xué)形態(tài)、小波分析等眾多學(xué)科。Part1Part2Part3Part4Part5研究?jī)?nèi)容2.人臉識(shí)別技術(shù)研究：人臉識(shí)別，是基于人的臉部特征信息進(jìn)行身份識(shí)別的一種生物識(shí)別技術(shù)。用攝像機(jī)或攝像頭采集含有人臉的圖像或視頻流，并自動(dòng)在圖像中檢測(cè)和跟蹤人臉，進(jìn)而對(duì)檢測(cè)到的人臉進(jìn)行臉部的一系列相關(guān)技術(shù)。它覆蓋了數(shù)字圖像處理、模式識(shí)別、計(jì)算機(jī)視覺(jué)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、心理學(xué)、生理學(xué)、數(shù)學(xué)等諸多學(xué)科的內(nèi)容，同時(shí)也具有非常廣泛的應(yīng)用價(jià)值。Part1Part2Part3Part4Part5研究?jī)?nèi)容3.信號(hào)采集單元開(kāi)發(fā)研制現(xiàn)場(chǎng)采集單元電子電路。核心為基于STM32的ARM系統(tǒng)，集成指紋采集系統(tǒng)、攝像頭和無(wú)線(xiàn)通信模塊。系統(tǒng)可通過(guò)電池供電，也可通過(guò)外接電源。4.上位機(jī)程序開(kāi)發(fā)基于前期研究的指紋識(shí)別算法和人臉識(shí)別算法，利用Csharp開(kāi)發(fā)上位機(jī)程序。實(shí)現(xiàn)身份判別，數(shù)據(jù)庫(kù)錄入等功能。一、人臉定位系統(tǒng)：（1）在多角度設(shè)置圖像傳感器，收集人臉的多角度信息，達(dá)到人臉的全方位定位。（2）設(shè)計(jì)編寫(xiě)OpenCv程序，通過(guò)Haar-like特征對(duì)比在圖像傳感器收集到的圖片中檢測(cè)定位人臉，若檢測(cè)到人臉則進(jìn)一步獲取人臉特征，反之則不執(zhí)行下一步。二、人臉特征識(shí)別系統(tǒng)：

在基于代數(shù)特征的人臉識(shí)別中，每一幅人臉圖像被看成是以像素點(diǎn)灰度為元素的矩陣，用反映某些性質(zhì)的數(shù)據(jù)特征來(lái)表示人臉的特征。我們預(yù)計(jì)設(shè)計(jì)編寫(xiě)基于SURF這種高層次算法的C程序來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)人臉局部和整體特征的提取。

項(xiàng)目方案Part1Part2Part3Part4Part5三、解決指紋特征識(shí)別系統(tǒng)：

指紋圖像處理與識(shí)別是自動(dòng)指紋識(shí)別系統(tǒng)的核心技術(shù),其研究已有很長(zhǎng)的歷史了,但是總體的思路變化不大。可以把識(shí)別算法大致分為下述3個(gè)步驟:

1.圖像預(yù)處理：進(jìn)行濾波除噪、脊線(xiàn)增強(qiáng)、動(dòng)態(tài)二值化、方向信息計(jì)算、初分類(lèi)、背景分割、紋線(xiàn)間隔估計(jì)等處理。

2.指紋特征提取：包括紋線(xiàn)細(xì)化、特征點(diǎn)(交叉點(diǎn)、斷點(diǎn)、中心點(diǎn)、三角點(diǎn)等)檢測(cè)

3.指紋特征比對(duì)：設(shè)計(jì)編寫(xiě)Matlab程序?qū)崿F(xiàn)對(duì)指紋細(xì)節(jié)特征的提取。然后將提取到的指紋信息與數(shù)據(jù)庫(kù)中的信息進(jìn)行對(duì)比。特征比對(duì)的方法有點(diǎn)圖松弛匹配方法、最小距離圖法和Delaunay三角形化變換等。同時(shí)由于指紋識(shí)別過(guò)程中數(shù)學(xué)運(yùn)算量大，因此程序設(shè)計(jì)不可避免的需要較大的存儲(chǔ)空間，為了提高整體性能，需要把繁重的運(yùn)算任務(wù)交給DSP處理，而圖像采集部分則要盡可能少的占用DSP時(shí)間。另外，利用圖像采集的間隙，或是圖像采集的同時(shí)，由硬件完成一部分簡(jiǎn)單而繁瑣的運(yùn)算可以分擔(dān)DSP的處理任務(wù)，提高處理的并行度，滿(mǎn)足對(duì)實(shí)時(shí)性的要求.項(xiàng)目方案Part1Part2Part3Part4Part5四、解決綜合人臉信息與指紋信息的雙重判據(jù)系統(tǒng)：將收集到的人臉信息、指紋信息與數(shù)據(jù)庫(kù)中的信息進(jìn)行對(duì)比，當(dāng)且僅當(dāng)兩者皆通過(guò)時(shí)才驗(yàn)證身份正確，以此通過(guò)簡(jiǎn)單的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高效審核的效果。五、上位機(jī)程序開(kāi)發(fā)：計(jì)劃使用C-sharp編寫(xiě)上位機(jī)程序，通過(guò)串口接受數(shù)據(jù)并保存到本地路徑的上位機(jī)界面。項(xiàng)目方案Part1Part2Part3Part4Part5創(chuàng)新和特色Part1Part2Part3Part4Part5

1+1>2模式創(chuàng)新和特色Part1Part2Part3Part4Part51.算法簡(jiǎn)化創(chuàng)新：通過(guò)局部重要特征的判別來(lái)簡(jiǎn)化運(yùn)算。2.判據(jù)方法創(chuàng)新：此系統(tǒng)通過(guò)雙重判據(jù)的方式以?xún)蓚€(gè)簡(jiǎn)單的系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行身份識(shí)別，這種方式不僅技術(shù)要求較低而且能將安全性提高一個(gè)檔次，與傳統(tǒng)的單一識(shí)別方式相比，更具有社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。項(xiàng)目安排Part1Part2Part3Part4Part5活動(dòng)：1、2015年11月20日到2016年2月1日進(jìn)行基礎(chǔ)性的知識(shí)學(xué)習(xí)培訓(xùn)，為之后的科創(chuàng)活動(dòng)提供理論知識(shí)基礎(chǔ)。2、2016年2月2日到6月1日，完成人臉識(shí)別與指紋識(shí)別算法的研究，同時(shí)研究各個(gè)模板、終端與系統(tǒng)的整合。3、2016年6月2日到8月1日，完成整體系統(tǒng)的研發(fā)及調(diào)試工作。4、2016年8月2日到9月，完成結(jié)題報(bào)告，以及完成對(duì)該系統(tǒng)的進(jìn)一步完善與改進(jìn)。項(xiàng)目安排Part1Part2Part3Part4Part5組員：姓名班級(jí)項(xiàng)目分工業(yè)顧勇翔通信154指紋識(shí)別系統(tǒng)開(kāi)發(fā)張訊通信154人臉識(shí)別系統(tǒng)開(kāi)發(fā)房蓓蓓通信154上位機(jī)程序開(kāi)發(fā)李啟萌通信154電子電路設(shè)計(jì)經(jīng)費(fèi)預(yù)算Part1Part2Part3Part4Part5

電子器件/耗材STM3指紋模塊錄