Реферат

Ключевые слова: биометрия, аутентификация, отпечаток пальца, преобразование Габора.

Цель работы: разработка алгоритма цифровой обработки образов отпечатка пальца, обладающего преимуществами по сравнению с существующими алгоритмами.

В данной работе рассматриваются вопросы улучшения качества отпечатков пальца с целью повышения эффективности работы алгоритмов биометрической аутентификации. Проведен обзор алгоритмов обработки изображений отпечатков пальцев, выполнен анализ алгоритма, основанного на использовании преобразования Габора. Разработано программное обеспечение, реализующее обработку отпечатков пальца с помощью данного алгоритма и проведен численный эксперимент, позволяющий сделать выводы о применимости преобразования Габора в алгоритмах биометрической аутентификации.

Содержание

1.Введение 4

2.Исследовательская часть 6

1.2 Дактилоскопия 10

1.3 Общие сведения о проблеме 11

1.3.1 Методы сравнения отпечатков пальцев 11

1.3.2. Метод сравнения отпечатков по ключевым точкам (минуциям) 13

1.4 Обзор существующих алгоритмов цифровой обработки образов отпечатка пальца 15

1.4.1 Сглаживающий фильтр 15

1.4.2 Медианный фильтр 16

1.4.3 Метод пространственной фильтрации образа 16

1.4.4 Обработка изображения с применением фильтра Габора 17

1.5 Общие сведения о преобразовании Габора 20

1.5.1 Преобразование Габора. Свойства преобразования Габора 20

1.5.2 Алгоритм построения одномерного фильтра Габора 21

1.6 Выводы 22

3.Конструкторская часть 23

2.1 Введение 23

2.2 Исследование алгоритмов обработки образов отпечатков пальца 23

2.2.1 Алгоритмы обработки образов, основанные на сглаживающих или медианных фильтрах 23

2.2.2 Метод пространственной фильтрации образа, заключающейся в реализации физического процесса поглощения и отражения света 23

2.2.3 Алгоритм обработки образов основанный на фильтрах Габора 24

2.3 Преобразование Габора 24

2.3.1 Пространственный фильтра Габора для 2-D изображений 24

2.3.2 Комплексная синусоида 24

2.3.3 Огибающая Гаусса 25

2.3.4 Комплексная функция Габора 26

2.3.5 Алгоритм построения двумерного фильтра Габора 27

2.4 Применение фильтра Габора для 2-D изображений 28

2.5 ROC-анализ 33

2.6 Подбор параметров алгоритма. Математическая постановка задачи 36

2.7 Решение поставленной математической задачи 37

2.8 Выводы 38

4.Технологическая часть 40

3.1 Введение 40

3.2 Разработка общей структуры программного обеспечения 40

3.3 Выбор языка реализации 42

3.4 Нормализация изображения 43

3.5 Построение поля направлений 44

3.5 Бинаризация изображения 46

3.6 Применение фильтра Габора 47

3.7 Вывод 49

5.Организационно-правовая часть 50

4.1 Введение 50

4.2 Конституция Российской Федерации 51

4.3 Доктрина информационной безопасности Российской Федерации 51

4.4 Федеральный Закон «Об информации, информационных технологиях и о защите информации» 55

4.5 Федеральный Закон «О персональных данных» 58

4.6 Постановление Правительства Российской Федерации «Об утверждении требований к защите персональных данных при их обработке в информационных системах персональных данных» 60

4.7 Гражданский Кодекс Российской Федерации 62

4.8 Уголовный Кодекс Российской Федерации 65

4.9 Выводы 71

6.Организационно-экономическая часть 72

5.1 Введение 72

5.2 Расчёт трудоёмкости проекта 72

5.2.1 Определение численности исполнителей 74

5.2.2 Построение сетевого графика 76

5.2.3 Диаграмма Гантта 81

5.3 Анализ структуры затрат проекта 83

5.3.1 Затраты на выплату заработной платы 83

5.3.2 Отчисления на социальные нужды 85

5.3.3 Материальные затраты 85

5.3.4 Прочие затраты 86

5.3.5 Затраты на организацию рабочих мест 86

5.3.6 Накладные расходы 87

5.3.7 Суммарные затраты на реализацию программного продукта 88

5.4 Исследование рынка 89

5.4.1 Сервисное обслуживание 89

5.4.2 Отчисления на социальные нужды 90

5.5 Планирование цены ПО на рынке 91

5.6 Вывод 93

Заключение 94

Список литературы 95

Приложение 1. Код функции построения поля направлений 96

1. Введение

Биометрическая аутентификация на основе отпечатка пальца является важной темой для исследования в сфере информационной безопасности. На сегодняшний день разработаны различные алгоритмы, производящие обработку образов с целью улучшения качества. Однако пока не отпадает необходимость в разработке и реализации алгоритмов с с лучшими характеристиками.

Таким образом, целью дипломного проектирования является разработка алгоритма цифровой обработки образов отпечатка пальца, обладающего преимуществами по сравнению с существующими алгоритмами.

Задачами дипломного проекта являются:

- исследование математических методов и алгоритмов обработки отпечатков пальца;

- математическая постановка задачи;

- выбор рационального алгоритма из условия обеспечения качества фильтрации и сохранения ключевой информации;

- программная реализация выбранного алгоритма обработки биометрических образов, обработка результатов численного эксперимента;

- обоснование экономической целесообразности проекта

- рассмотрение организационно-правовых вопросов проекта

Дипломный проект состоит из 5 частей.

В первой части содержатся общие сведения о проблеме обработки образов отпечатков пальца, введены основные понятия. Приведен обзор существующих алгоритмов.

Во второй части проекта описаны плюсы и минусы алгоритмов, рассмотренных в исследовательской части. Выбран наиболее рациональный алгоритм из условия качества фильтрации и сохранения ключевой информации. Описан математический аппарат выбранного метода в контексте поставленной задачи. Приведена математическая постановка задачи.

Третья часть посвящена реализации программного обеспечения, иллюстрирующего работу алгоритма. Подробно описаны этапы работы алгоритма, приведены полученные результаты.

В четвертой части рассматриваются правовые аспекты, касающиеся дипломного проекта.

В пятой части рассмотрены организационно – экономические показатели проектной разработки, оценена экономическая выгода реализации проекта.

Расчетно-пояснительная записка состоит из … листов, включает в себя 31+ мат постановка(медианный фильтр уже учтен), рисунок, 11 таблиц, список литературы из 9 наименований.

2. Исследовательская часть