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基于人脸和语音的PFV-ATM系统的实现

作 者: 陈涛
导 师: 方志刚
学 校: 浙江大学
专 业: 电路与系统
关键词: 生物认证技术 人脸确认 说话人确认 PFV-ATM 安全增强 传统信息安全
分类号: TP391.42
类 型: 硕士论文
年 份: 2008年
下 载: 52次
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内容摘要


生物认证技术是一门新兴的技术,拥有传统身份认证技术没有的独特优点,在金融、公共安全以及日常生活中都有广泛的应用。本文围绕构建基于密码、人脸和语音的自动取款机(PFV-ATM)系统如何实现而展开,并以此为原型,与传统信息安全相结合,其主要内容如下:首先,针对本系统的实际应用环境,对人脸确认说话人确认的算法进行改善优化,以取得与实验室条件下等同的理想效果。首先围绕人脸处理,优化了基于肤色背景模型的检测算法,对人脸图像做了亮度归一化以及直方图均衡化;语音处理,在已取得算法的基础上,优化了特征提取以及模型建立方法,提出了一种有效的语音端点检测算法。实验结果发现,经过优化以后的人脸和说话人确认算法对实际环境变化的鲁棒性较强,确认效果极佳,与同类算法相比具有一定的优势。其次,采用客户端/服务器(C/S)模型进行系统设计,首先阐述系统的设计原则,设计系统的工作流程,按工作流程将其分解为客户端、服务器端和管理端,根据系统组成提出几种体系结构方案,并分别论述了其优缺点,选取一种最优方案应用到系统中;然后针对系统的各工作终端,分别设计其功能模块和各组件模块;最后实现了安全等级可伸缩的PFV-ATM系统,并对系统从不同的角度进行了测试评估。最后,从当前电子商务以及ATM常受到的各种攻击入手,结合传统信息安全技术和生物认证技术以及我们的项目,设计了PFV-ATM系统的安全增强方案并进行了实现。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章 绪论  9-19
  1.1 问题的提出  9-10
  1.2 生物认证技术的必要性  10-11
  1.3 当前生物认证技术的发展  11-13
  1.4 单通道生物认证技术的不足  13-14
  1.5 多通道生物认证技术  14-15
  1.6 生物认证的安全增强  15-16
    1.6.1 生物认证的不足  15
    1.6.2 安全增强的提出  15-16
  1.7 论文的研究课题  16-19
    1.7.1 论文主要研究内容  16-17
    1.7.2 论文内容组织  17-19
第二章 PFV-ATM系统的通道选择和算法优化  19-38
  2.1 引言  19
  2.2 系统认证通道选择  19-20
    2.2.1 认证通道的选择标准  19-20
    2.2.2 选择人脸和语音认证的原因  20
  2.3 人脸确认算法优化及测试  20-27
    2.3.1 人脸检测  21-23
    2.3.2 人脸图像的几何处理操作  23-25
    2.3.3 人脸图像的亮度归一化  25-26
    2.3.4 灰度图象的直方图均衡化  26-27
    2.3.5 人脸确认测试  27
  2.4 说话人确认算法优化及测试  27-37
    2.4.1 语音预处理  28-31
    2.4.2 语音特征提取  31-33
    2.4.3 特征加权  33-34
    2.4.4 特征前端处理  34-35
    2.4.5 分裂法构建GMM初始模型  35-36
    2.4.6 说话人确认测试  36-37
  2.5 总结  37-38
第三章 PFV-ATM系统的设计  38-57
  3.1 引言  38
  3.2 系统的人性化设计  38-42
    3.2.1 人性化设计准则  38-39
    3.2.2 安全策略的设计  39-41
    3.2.3 用户界面的设计  41-42
  3.3 系统工作流程设计  42-45
    3.3.1 注册流程  42-44
    3.3.2 确认流程  44-45
  3.4 系统体系结构设计  45-50
    3.4.1 服务器存储/服务器认证  46-47
    3.4.2 存储卡存放/客户端认证  47-48
    3.4.3 服务器存储/客户端认证  48-49
    3.4.4 服务器/客户端交互设计  49-50
  3.5 管理端设计  50-53
    3.5.1 功能模块设计  50-52
    3.5.2 组件模块设计  52-53
  3.6 客户端设计  53-56
    3.6.1 功能模块设计  53-54
    3.6.2 组件模块设计  54-56
  3.7 总结  56-57
第四章 PFV-ATM系统的安全增强技术  57-69
  4.1 引言  57
  4.2 传统信息安全技术概述  57-64
    4.2.1 数据加密技术  58-61
    4.2.2 认证技术  61-63
    4.2.3 PKI技术  63-64
  4.3 PFV-ATM可能受的攻击及防御策略  64-66
    4.3.1 PFV-ATM攻击分析  64-65
    4.3.2 PFV-ATM的防御策略  65-66
  4.4 PFV-ATM系统的安全增强设计  66-68
  4.5 总结  68-69
第五章 PFV-ATM系统的实现及评估  69-84
  5.1 引言  69
  5.2 系统的软件环境  69-70
  5.3 系统的硬件环境  70-72
  5.4 服务器端实现  72
  5.5 客户端实现  72-75
  5.6 管理端实现  75-78
  5.7 安全增强实现  78-81
  5.8 系统评估  81-83
    5.8.1 用户体验测试  81
    5.8.2 系统指标测试  81-83
  5.9 小结  83-84
第六章 总结与展望  84-86
  6.1 论文工作总结  84
  6.2 工作展望  84-86
致谢  86-87
参考文献  87-92
读研期间发表的论文  92

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理(信息加工) > 模式识别与装置 > 声音识别及其装置
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