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1、 编 号： 审定成绩： 毕业设计（论文）设计（论文）题目：基于普通输入设备的生物特征识别系统的设计与实现学 院 名 称 ：计算机科学与技术学 生 姓 名 ： 专 业 ：计算机科学与技术班 级 ： 学 号 ： 指 导 教 师 ： 答辩组 负责人 ： 填表时间： 2015 年 6 月 教务处制摘 要当今信息化社会，计算机技术、传感器技术、电子信息技术等均在飞速发展，利用人体本身固有的生理特征或行为特征进行身份识别已经取得越来越多人的认可，最终已形成了一种新身份验证方式，即生物特征识别。与根据持有信物而完成的识别相比，生物特征识别具有其与生俱来的唯一性和安全性。生物特征识别技术包括固有生理特征识别和
2、行为特征识别。目前，关于生物特征识别技术的大多数研究主要针对人的固有生理特征（如指纹，掌纹，人脸识别，虹膜识别等）进行的，而针对后天形成的行为特征识别的研究较少。本文主要介绍了一个针对用户后天行为特征（输入特征）而设计的生物识别系统。本文主要介绍了如何利用普通输入设备开发生物特征识别系统。系统实现过程中，主要参考K-均值聚类算法，使用C#语言及Winform窗体编程，同时以Microsoft SQL Server Management Studio2008作为数据存储解决方案，实现对生物特征的录入，存储，计算，删除，识别等功能，满足了用户的需求，达到了任务书的要求。本文分为五章：第一章主要介绍
3、了生物特征识别技术的概念、发展历史和现状、研究目的和意义以及本论文要做的主要工作；第二章主要介绍了和生物特征识别系统开发相关的一些背景知识；第三章主要介绍了需求分析及系统设计；第四章主要为各模块功能实现、运行效果图及系统测试；第五章为总结与展望，总结了系统的实现过程，系统的不足，同时对该系统在未来的应用进行展望。【关键词】生物特征识别 输入特征 模式识别 K-均值算法ABSTRACTWith the development of computer technology, sensor technology, electronic information technology,using the
4、 intrinsic body physiological or behavioral characteristics of human for identities have gotten more and more peoples recognition, it has formed a new authentication methods, namely biometrics recognition. Compared with the way complete identification with the pledge , biometrics has its inherent un
5、iqueness and security.Biometric identification technology includes the recognition of inherent physical characteristics and behavior characteristics.At present, most studies of biometric identification technology is aimed at peoples inherent physical characteristics (such as fingerprint, palm print,
6、 face recognition, iris recognition, etc.),however the study of acquired behavior characteristic recognition is less.This thesis mainly introduced a biometric system which is aimed at acquired behavior characteristic features (input features) .This thesis introduced the progress of developing a biom
7、etric system which is based on the common input devices.During the System implementation process,the thesis referred to K-means algorithm and used c# and Winform.Meanwhile,SQL Server 2008 was used as the solution of Data Storage.The system completed functions such as the input of biometric features,
8、storage,calculation,deletion and recognition,which was meet the needs of users and achieved the requirements of the mission statement.The thesis was divided into five chapters.The first chapter introduced the concept, history and current situation,the purpose and significance of biometric identifica
9、tion technology.The second chapter mainly introduced the knowledge of biometric identification system development.The third chapter introduces the requirements analysis and system design;The fourth chapter describes how to complete the functions of each module, operation renderings and system testin
10、g;The fifth chapter summarized the implementation of the system, the lack of system, meanwhile this chapter prospected the future of Biometrics.【Key words】Biometric recognition Input features Pattern recognition K-means algorithm目 录第一章 前言1第一节 生物特征识别技术概述1一、生物特征识别技术简介1二、生物特征识别技术的发展历史和现状1第二节 生物特征识别系统的研
11、究目的和意义2第三节 本论文主要研究工作4第二章 生物特征识别系统开发相关技术5第一节 技术知识背景介绍5一、生物特征识别技术5二、Winform简介7三、Microsoft SQL Server 2008简介8四、 模式识别及K-means算法简介8第三章 系统的需求分析及设计11第一节 系统的需求分析11一、系统功能的需求分析11二、系统功能的运行需求13第二节 系统数据库的分析与设计13一、系统数据库分析13二、系统数据库设计13第三节 系统功能模块设计14一、特征采集模块功能设计14二、数据归一化处理模块功能设计15三、特征计算模块功能设计16四、特征匹配模块功能设计16第四章 系统实
12、现18第一节 开发环境配置及工具使用18一、 开发环境配置18二、 开发工具19三、调试工具19第二节 各模块功能的实现19一、特征采集模块功能的实现20二、数据归一化处理模块的实现22三、特征计算模块的实现23四、特征匹配模块的实现27第三节 系统测试30一、阀值选定测试30二、根据按键间隔进行生物识别方法测试30三、特征计算算法测试31第五章 总结与展望33第一节 总结33第二节 展望33致 谢35参考文献36附 录37一、英文原文：37二、英文翻译：42 第1章 前言第1节 生物特征识别技术概述一、生物特征识别技术简介生物特征识别技术（biometric recognition）是通过计
13、算机与声学、光学、生物传感器和生物统计学原理等高科技手段密切结合，利用人体固有的生理特性（如指纹、脸象、虹膜等）和行为特征（如笔迹、声音、步态、输入习惯等）来进行个人身份鉴定的技术1。二、生物特征识别技术的发展历史和现状生物识别技术起步于九十年代初期，生物识别的发展历史可以粗略地划分为三个阶段2。第一阶段是从1990年到1997年。在此阶段，整个市场仅有欧美澳等国不超过十家的供应商。国内厂商只是充当了分销商和系统集成商的角色，主要从事对国外产品进行增值分销的工作。第二阶段是从1998年到2002年。在此阶段，通过对国外技术和产品的学习借鉴，中国厂商开始在产品研发上取得一个又一个突破，逐渐攻克了
14、核心软件、硬件处理平台、采集器件以及应用系统设计等难关，最终开始有少量由国内设计和制造的产品出现，同时与国外产品的竞争在这一阶段开始。第三阶段是从2003年至今。在此阶段，中国生物识别技术和产品在商业应用领域占据越来越多的市场份额，直至目前完全占据主导地位，控制了市场。与此同时，国外厂商开始转向复杂大系统、多技术融合等中高端产品及应用的研发工作。生物特征识别技术早年运用于法庭科学的司法鉴定,多是对静态图像(如指纹图像、脸形图像等)的事后采集和识别;上世纪九十年代末和本世纪初,特别是911恐怖事件之后,由于国际反恐斗争的需要,对静态、动态图像的事前事后采集和实时鉴别己成为防范安全风险的主要技术手
15、段3。美国一直走在生物识别技术研究工作的前列。二十世纪九十年代，,美国已经开始启动生物特征识别技术应用的标准化工作,主要针对指纹识别应用在法律实施中的标准制定。1993年美国国家标准与技术研究所的计算机系统实验室制定了国家标准:ANSI/NISTCSL.1-1993:信息系统和指纹信息交换数据格式和刑事审判信息服务标准WSQ灰度图像的压缩标准。1995年,美国将伤疤、记号和纹身(SMT)信息加入到原有数据中,并将正面头像、脸形和纹身数据的一个逻辑化记录结构加入到ANSI/NISTCSL.1-1993标准中。1997年,国家标准化与技术研究所信息技术实验室修订了1993年的标准,颁布了ANSI/NIST-ITL.la-1997国家标准:信息系统和指纹、脸形、纹身信息交换
