文档介绍：手形轮廓识别系统 HPRS

(理学院应用物理系应用物理专业徐宁)
(学号:1999145237)

内容提要:基于手形的生物测定学身份识别系统以其操作友好、不受气候影响、成本低
等诸多优点,特别适合于应用在中低安全性要求的场合。目前国外手形识别系统产品的精确
度、稳定度和实用性均已获得市场上的肯定,而国内尚无相应产品。本文设计、开发了一个
手形轮廓识别系统 HPRS (Hand Profile Recognition System),采用了相对坐标系,不用定
位钉,通过提取手形(手指)的 56 个特征值,采用加权欧氏距离和汉明距离的匹配算法,
来识别用户身份。整个系统为识别系统,全部软件由 VC 开发,MATLAB 辅助设计,硬件
部分自行组装,具有自主知识产权。
关键词:手形识别图象处理特征提取匹配
教师点评:手形身份识别系统有广阔的市场应用前景。本文用 Visual C++编程、Matlab
辅助设计实现了从图象采集、预处理、特征提取到匹配全过程的算法和国外商用系统的大部
分功能,研制的原型系统已有良好的测试结果,为手形识别系统的最终产品化及弥补国内空
白打下了良好的基础。该生概念清楚,思路清晰,实践技能强,独立分析问题和解决问题的
能力有明显提升。论文层次分明,论述严谨,重点突出,研究工作既有较深的理论价值,又
有较强的实际应用价值,是一篇优秀的毕业论文水平。(点评教师:李雄军,副教授)

一、引言
经过多年的生物特征识别技术实验,美国 GARRETT 博士发现:人类手掌的立体形状,
就如同指纹一样,是可以作为身份确认的识别特征,于是首创了手形识别技术。该技术利用
手的几何结构:手指在各个位置的宽度、手掌的宽度、手掌的厚度和手指的长度等。但不包
括提取手的细节特征(例如皮肤的纹理)。
手形识别系统不受气候影响、成本低、识别时间短、识别操作便捷、用户容易接受等诸
多优点,特别适合于应用在中低安全性要求的场合,例如医院、机场、大型商场、家庭等地
方。目前,国外一些商品化的手形识别系统的精确度、稳定度和实用性均已获得了市场的肯
定。国内对该领域的研究比较少,更无商用产品。国外的系统普遍采用了定位钉,绝大多数
属于确认系统。即只能确认用户身份,但不能识别出用户身份。本文设计开发的 HPRS 系统
不用定位钉,而且是一个识别系统。
二、系统设计与实现
系统的设计
手形轮廓识别系统()通过提取用户手形的 56 个几何特征,和在数据库中已
注册的所有用户的特征值比较,从而识别出该用户的身份。整个系统软件部分由 VC 开发,
MATLAB 辅助设计。硬件部分自行组装。
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图 1
如图 1 所示,系统分为五个模块:
数据采集:包括光学系统、摄象头(camera)和支架等如图 2 示意。
数据传输:信号传输、视频采集卡处理、内存数据操作等。
数据库: 存储已登记的模板数据或用户资料样本图象,用 Access 搭建。
信号处理:参考图 4 HPRS 工作流程示意图。
识别
系统实现

图 2 手形采集装置简图

程序流程和 HPRS 工作流程:
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图 3