劉曉莉，劉曉靜

（防災(zāi)科技學(xué)院，河北 三河 065201）

1 生物識(shí)別技術(shù)

生物識(shí)別技術(shù)是利用人體與生俱來(lái)的生理特征和習(xí)慣性的行為特征，結(jié)合現(xiàn)代化的科技手段進(jìn)行個(gè)人身體識(shí)別的方法。人的生物特征有指紋、人臉、虹膜等，行為特征有聲音、步態(tài)和筆跡等[1]，具有唯一性、穩(wěn)定性和方便性等特點(diǎn)。目前比較成熟的生物識(shí)別技術(shù)主要有人臉識(shí)別、指紋識(shí)別、視網(wǎng)膜識(shí)別、手形識(shí)別、筆跡識(shí)別、語(yǔ)音識(shí)別和DNA基因識(shí)別等?，F(xiàn)在生物識(shí)別的技術(shù)手段越來(lái)越多，技術(shù)也越來(lái)越趨于成熟，選擇采用哪種技術(shù)需要進(jìn)行綜合的考慮，目前常見(jiàn)的生物識(shí)別技術(shù)之間的比較如表1所示。

表1 常見(jiàn)生物識(shí)別技術(shù)比較

2 指紋識(shí)別技術(shù)

指紋是人類與生俱來(lái)且獨(dú)有的生物特征。指紋從胎兒第三、四個(gè)月開(kāi)始產(chǎn)生，直到第六個(gè)月左右基本成型。從嬰兒出生到長(zhǎng)大成人直至死亡，指紋也只不過(guò)是放大增粗而已，紋樣是不會(huì)發(fā)生改變的。即使手指受傷，傷口較深，形成傷疤，但由于指紋具有可再生性，愈合后的指紋紋線會(huì)恢復(fù)原狀，不會(huì)影響指紋識(shí)別。由于胚胎在發(fā)育過(guò)程中受環(huán)境和基因等因素的影響，隨機(jī)性極強(qiáng)，一旦形成將終生不變，利用這個(gè)特征便可以實(shí)現(xiàn)身份的驗(yàn)證。每個(gè)指紋都有幾個(gè)獨(dú)一無(wú)二可測(cè)量的特征點(diǎn)，每個(gè)特征點(diǎn)有約7個(gè)特征，10個(gè)手指產(chǎn)生最少4 900個(gè)獨(dú)立可測(cè)量的特征點(diǎn)，這足夠來(lái)確認(rèn)指紋識(shí)別是一個(gè)可靠的鑒別方式[2]。

2.1 指紋認(rèn)證的基本原理

指紋識(shí)別技術(shù)的基本原理可描述為，首先進(jìn)行指紋采集，隨后對(duì)其進(jìn)行特征點(diǎn)的提取、分類、標(biāo)記特征碼，將特征碼保存在指紋數(shù)據(jù)庫(kù)中，形成指紋特征識(shí)別數(shù)據(jù)庫(kù)。當(dāng)識(shí)別身份時(shí)，通過(guò)特征匹配算法將之前已采集入庫(kù)的指紋體征碼與現(xiàn)場(chǎng)采集到的指紋特征碼相匹配，從而驗(yàn)證其身份的真實(shí)性。

完整的指紋識(shí)別過(guò)程包含指紋圖像采集、指紋圖像預(yù)處理、指紋特征提取、指紋特征數(shù)據(jù)匹配4個(gè)部分，如圖1所示。

圖1 指紋識(shí)別基本流程

2.2 指紋認(rèn)證模式

通常指紋識(shí)別模式有兩種，一種是驗(yàn)證模式，即1:1模式，用戶提供指紋特征的同時(shí)提供身份標(biāo)識(shí)碼，通過(guò)標(biāo)識(shí)碼找到其對(duì)應(yīng)的指紋特征。該模式回答了“他是他自稱的這個(gè)人嗎？”；另一種是辨識(shí)模式，即1∶N模式，用戶提供指紋特征，不需要再提供其他的識(shí)別碼，系統(tǒng)直接進(jìn)入指紋數(shù)據(jù)庫(kù)查找與用戶所提供的指紋特征相對(duì)應(yīng)的指紋模板，此模式回答了“他是誰(shuí)？”的問(wèn)題。本系統(tǒng)從學(xué)生數(shù)量和經(jīng)費(fèi)方面考慮，采用學(xué)號(hào)+指紋的驗(yàn)證模式。

3 基于指紋識(shí)別的考務(wù)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

從實(shí)際工作的需求考慮，本系統(tǒng)總體上分為三大管理模塊，分別是考生身份識(shí)別管理模塊、考務(wù)管理模塊和系統(tǒng)管理模塊?？忌矸葑R(shí)別管理模塊主要是通過(guò)指紋對(duì)比驗(yàn)證考生身份真?zhèn)蔚墓δ堋？紕?wù)管理模塊主要實(shí)現(xiàn)考試編排和監(jiān)考教師編排功能。系統(tǒng)管理模塊實(shí)現(xiàn)操作員對(duì)用戶的管理和數(shù)據(jù)的維護(hù)。系統(tǒng)的功能模塊如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)功能模塊

3.1 考生身份識(shí)別管理模塊

在學(xué)生報(bào)到入校時(shí)，使用傳感器設(shè)備、攝像設(shè)備、掃描儀等提取特征信息的方式采集學(xué)生的指紋信息并存入指紋數(shù)據(jù)庫(kù)。當(dāng)考試開(kāi)始，考生進(jìn)入考場(chǎng)時(shí)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)采集到的指紋信息與之前存放在指紋數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行對(duì)比，從而驗(yàn)證該考生的身份的真實(shí)性?，F(xiàn)場(chǎng)設(shè)置指紋采集的次數(shù)不能超過(guò)4次，如果超過(guò)4次，就需采用人工方式驗(yàn)證并在考務(wù)通儀器上對(duì)該生情況做相應(yīng)標(biāo)記。此模塊替代了傳統(tǒng)的人工核對(duì)考生紙質(zhì)證件確定考生身份真實(shí)性的過(guò)程，減輕了監(jiān)考教師核對(duì)考生身份的工作量，縮短考生入場(chǎng)時(shí)間，杜絕了替考現(xiàn)象的出現(xiàn)。

3.2 考務(wù)管理模塊

通過(guò)前期將考試的時(shí)間和時(shí)間段、考試科目、監(jiān)考教師名單及考試教室等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的輸入，在該模塊主要實(shí)現(xiàn)創(chuàng)建考試任務(wù)、考試編排、分配監(jiān)考教師、考試安排的查詢、成績(jī)管理和工作量管理功能。該模塊功能的實(shí)現(xiàn)減輕了考務(wù)工作人員手工安排考試任務(wù)重復(fù)性工作，降低了考場(chǎng)和監(jiān)考教師沖突性，提高了工作的效率和準(zhǔn)確性。

3.3 系統(tǒng)管理模塊

此模塊主要是完成系統(tǒng)數(shù)據(jù)維護(hù)，數(shù)據(jù)庫(kù)管理和用戶權(quán)限管理工作。系統(tǒng)管理主要涉及操作員管理、數(shù)據(jù)庫(kù)管理和系統(tǒng)基礎(chǔ)參數(shù)的設(shè)定。操作員管理主要是劃分考試參與中的各教學(xué)單位使用系統(tǒng)的管理員，并為其分配操作的權(quán)限。數(shù)據(jù)庫(kù)管理主要是進(jìn)行數(shù)據(jù)的備份、恢復(fù)和初始化，確保數(shù)據(jù)安全。

4 結(jié)語(yǔ)

目前，指紋識(shí)別技術(shù)因其對(duì)身份驗(yàn)證的準(zhǔn)確率高、采用的技術(shù)也相對(duì)成熟[3]，成本比較低，受到各行各業(yè)中的青睞。在國(guó)家對(duì)高等教育工作的重視和大力扶持的環(huán)境下，研發(fā)帶有指紋識(shí)別技術(shù)考務(wù)系統(tǒng)已是大勢(shì)所趨。本系統(tǒng)采用指紋識(shí)別技術(shù)驗(yàn)證考生身份的真?zhèn)?，減輕了考務(wù)工作者的工作量，解放勞動(dòng)力，讓考務(wù)工作變得更加簡(jiǎn)潔明了，使教務(wù)管理實(shí)現(xiàn)信息化、現(xiàn)代化、智能化的模式，提升辦學(xué)質(zhì)量。