指纹识别在图书馆管理系统中的应用研究

现代建筑电气篇桂 垣(1971)),男,副教授,硕士,从事建筑供配电系统工程设计、智能建筑控制方面的研究。

基于指纹识别技术的图书馆读者管理系统桂 垣, 杨晓晴, 常 青, 于江利(河北建筑工程学院电气工程系,河北张家口 075024)摘 要:阐述了基于指纹识别技术的图书馆读者管理系统的工作原理及构成,提出了更为先进的解决方案。

设计了指纹采集系统与现有图书馆读者管理系统的通用接口,实现了系统间的无缝集成。

采用DLL 技术,将数据库连接内容进行了合理有效的封装,并介绍了指纹识别技术在图书馆中其他方面的应用。

经实际应用证明,系统运行效果良好。

关键词:指纹识别技术;图书馆;数据库;读者管理系统中图分类号:TU 855B TP273+.5 文献标识码:B 文章编号:1001-5531(2009)12-0016-04R eader M anage m ent Syste m Based on F i ngerpri nt IdentificationTechnology i n the L i braryGUI Yuan, YANG X i a oq i n g, C HANG Q ing, YU J iangli(College o f E lectrical Eng i n eering ,H ebei I nstit u te of Architecture and C i v ilEng ineeri n g ,Zhang jiakou 075024,Chi n a)Abstract :T he pr i nci p le and compositi on based on fi ngerpr i nt i dentifica ti on technology o f reader m anag e m ent syste m i n t he li bra ry w ere i n troduced ,a m ore advanced so l u tion w as put f o r w ard .T he comm on i nterface of t he fin -g erpr i nt acqu i sition sy stem and the current reade rs o f m anagement system i n t he library were des i gned ,and the sea m less i nteg rati on bet w een the sy stem s w as realized .A reasonable and effective packag e on t he contents of the da tabase connecti v ity was taken to use DLL techno logy .The o ther appli ca tions o f fi ng erpr i nt i dentifica ti on techno l o -gy i n the li brary w ere i ntroduced .It was proved t hat the run e ffect o f the syste m w as good .K ey words :fingerpr i n t i d en tificati on technology ;li b rary ;database ;reader manage m en t syste m杨晓晴(1965)),女,副教授,研究方向为智能小区、计算机控制。

数字图书馆论坛Digital Library Forum 探索与交流Research and Exchange图书馆无证化管理模式的创建——“图书馆读者指纹管理系统”的开发与使用□ 杜占江 / 河北建筑工程学院图书馆 张家口 075024摘要：文章简要介绍了图书馆指纹识别技术的研究现状，对河北建筑工程学院自主研发并使用的“图书馆读者指纹管理系统”的主要功能、特点和应用进行总结，探讨了图书馆无证化管理模式。

关键词：图书馆管理系统，指纹管理，读者管理由河北建筑工程学院研制开发的“图书馆读者指纹管理系统”，根据人的指纹具有唯一性和稳定性的特性，将计算机技术、生物识别技术和人工智能技术有机结合起来，通过在图书馆管理系统中嵌入自动指纹识别系统，实现读者的无证化管理，使读者管理变得更加准确、方便、快捷。

在河北建筑工程学院图书馆（以下简称“我馆”）运行一年多来，系统运行正常，操作简捷、方便，获得读者和管理人员的一致好评。

因该系统的创新性和实用性，获河北省建设行业2006年科技进步一等奖。

这一系统的成功使用，在国内首创了“无证化”读者管理，告别沿用几十年的“借书证”，进入“无证化”管理时代。

一、指纹识别技术概述人的指纹具有两大基本特点：（1）唯一性，每个人的指纹独一无二,两者之间不存在相同的指纹；（2）稳定性，即每个人的指纹是相当固定的，不会随着人年龄的增长或身体健康程度的变化而变化。

指纹识别原理很简单，就是根据人的指纹唯一性和稳定性特征，通过对一个人的指纹特征和预先保存的指纹数据进行比对和匹配，可把一个人与他的指纹对应起来，就可以验证其真实身份。

指纹识别技术是通过计算机实现的身份识别手段，是一种理想的身份确认技术，不仅具有许多独到的信息安全角度的优点，更重要的是还具有很高的实用性和可行性。

是当今应用最为广泛的生物特征识别技术广泛应用于公安、海关、银行、保险等领域。

二、图书馆指纹识别技术的研究现状从多种数据库检索到的仅有的几篇文章看，目前图书馆指纹识别技术的研究仅限于初步的理论探索，还没有图书馆实际应用的报导，证明这是一个空白领域，尚未进入真正的系统开发和应用阶段。

图书馆指纹门禁忌系统之浅见现如今，根据指纹分类和图书馆的实践情况，可以对指纹技术进行的改进，从而更加有效的控制图书馆的门禁系统，使其在一定范围内有效的缩短系统的识别时间，降低图书盗借和误借的频率，为进一步提高服务水平做保障。

由此可见，图书馆指纹门禁系统中的设计就显得非常重要，良好的技术设计为以后的技术的成功实现提供了保证。

一、指纹识别门禁系统在图书馆管理中的设计1.1便捷性设计（1）与现实生活中经常使用的钥匙、借阅证相比，指纹识别系统就显得更方便快捷了。

指纹身份识别技术不仅快捷，而且其安全性能高，能普及到社会的各个阶层。

因此，在社会上，指纹识别系统很受欢迎，市场需求量也日益增加。

随着科技水平的不断提高，指纹识别系统可以使得人们不用带任何证件就能得到有效的身份验证而进入图书馆。

（2）随着现代科技水平迅速的提升，生物认证技术也被人们渐渐接受。

在一些领域也发展到了一定的程度，特别是是指纹识别技术发展的更是相当迅速。

现使用的指纹门禁系统依然摆脱用户制约，如果用户端一旦受到损坏，就无法再对其身份进行验证了。

而原因就是其采用了“一对一”的匹配原则，如果采用“一对多匹配”的原则就可以完全克服这种限制。

1.2时效性设计（1）随着科技的不断进步，传感器等硬件也得到了进一步改进和发展。

通过使用改进后的传感器，身份鉴别的时间可以再缩短.（2）节约了在验证过程中一些外界因素而导致鉴别身份的工作中止，从而所耽误的时间。

图书馆工作人员可以利用这些时间去做更多的工作，不断提高图书馆的服务水平。

如教会读者如何更快的找到他们所需的资源，花更多的时间去了解读者的需求，花更多的时间去吸纳外界的知识，明确图书馆的定位。

1.3安全性设计（1）门禁系统使得图书馆的安全得到了很好的保障，在一定程度上有效避免了不安全事故的发生。

在进行完身份鉴别后，依据身份真假可决定是否放行。

这就在一些程度是避免了圖书馆的工作人员与一些人发生没有必要的争论，从而使得图书馆的管理更加人性化，读书环境也更加舒适。

基于指纹识别的图书馆借阅管理系统设计【摘要】本文主要介绍了基于指纹识别的图书馆借阅管理系统设计。

文章阐述了指纹识别技术在图书馆管理系统中的应用，系统架构设计，指纹采集与识别模块设计，借阅管理模块设计以及安全性设计。

然后，分析了基于指纹识别的图书馆借阅管理系统设计优势，并展望了未来发展。

总结了研究背景，研究意义及研究目的。

通过本文的阐述，读者能够深入了解基于指纹识别的图书馆借阅管理系统设计的技术原理和优势，为图书馆信息管理和借阅服务的提升提供了重要参考。

【关键词】关键词：指纹识别、图书馆借阅管理系统、系统架构、借阅管理、安全性、优势、未来展望、总结。

1. 引言1.1 研究背景图书馆是一个提供知识和信息服务的重要机构，其借阅管理系统的设计和运行直接影响着图书馆的效率和服务质量。

传统的借阅管理系统存在着一些问题，比如借阅证丢失或被盗用时容易导致他人冒充借阅、借还书流程繁琐等。

为了解决这些问题，基于指纹识别技术的图书馆借阅管理系统应运而生。

本文将围绕基于指纹识别的图书馆借阅管理系统设计展开讨论，旨在探索如何将指纹识别技术应用于图书馆借阅管理系统中，提高系统的安全性和效率，为图书馆的数字化转型和智能化建设提供重要参考。

1.2 研究意义图书馆作为知识的仓库和学术交流的场所，对于读者和社会的意义不言而喻。

传统的图书馆借阅管理方式存在着一些问题，如借阅卡的遗失、借阅信息的泄露等，给图书馆管理带来了一定的困扰。

探索一种基于指纹识别的图书馆借阅管理系统设计具有重要的意义。

基于指纹识别技术的图书馆借阅管理系统设计还可以为图书馆管理者提供更加方便和可靠的数据统计和分析手段，帮助他们更好地了解读者的借阅偏好和阅读习惯，从而更好地为读者提供个性化的服务和优质的图书资源。

研究基于指纹识别的图书馆借阅管理系统设计具有重要的现实意义和实用价值，可以提升图书馆管理效率和服务质量，为读者和社会带来更多的便利和福利。

1.3 研究目的研究目的是为了设计一套基于指纹识别技术的图书馆借阅管理系统，以提高图书馆的借阅效率和准确性。

指纹识别技术在图书馆借书证管理中的应用研究
王承忠
【期刊名称】《科技情报开发与经济》
【年(卷),期】2009(019)022
【摘要】介绍了条码借书证使用过程中存在的问题,探讨了指纹管理系统下读者管理模式的变革,论述了指纹管理系统的优势及特点.探讨了图书馆指纹识别技术的研究情况.
【总页数】3页(P13-15)
【作者】王承忠
【作者单位】山东师范大学图书馆,山东济南,250014
【正文语种】中文
【中图分类】G258.6
【相关文献】
1.指纹识别技术在图书馆管理中的应用 [J], 黄永康
2.Datacard证件制作系统在图书馆借书证管理中的应用 [J], 邵小娟
3.论高校图书馆如何真正唤醒沉睡的借书证 [J], 田春林
4.基于区域性联盟资源的共享服务研究——以江苏高校图书馆联盟"通用借书证"实施项目为例 [J], 朱茗
5.区域联盟高校图书通用借书证利用率对策研究
——以江苏高校数字图书馆JALIS联盟为例 [J], 孟勇;李兰
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指纹识别技术在图书馆门禁系统中的应用陈春霞【摘要】阐述了当前指纹识别技术门禁系统的优势,并运用指纹分类思想和改进的指纹识别技术将图书馆门禁系统实现.实践证明指纹识别技术的门禁系统具有较好的识别身份的效果,并能有效地缩短系统的识别时间.%The advantages of the fingerprint identification on Lab. access control system is introduced. The facts show that the access control system with fingerprint recognition technique has good function of identity recognition and the recognition time of system is shortened effectively.【期刊名称】《兰州工业学院学报》【年(卷),期】2012(019)004【总页数】4页(P21-24)【关键词】指纹识别技术;图书馆;门禁系统【作者】陈春霞【作者单位】扬州大学,江苏扬州225009【正文语种】中文【中图分类】G250.70 引言指纹识别技术已较为成熟，但尚未见在图书馆使用的相关报道.同时在现行的图书馆门禁系统和借阅系统中，现行方法都不能有效认证读者的身份，读者冒借和证件丢失的现象时有发生，成为图书馆管理部门关心和急于解决的问题[1].所以很多研究者将生物技术应用到门禁系统中，而相对于虹膜、脸相、手形等生物特征，指纹身份识别技术在当前应用具有更多的优越性，具备更高的可行性，指纹也就成为最早用于身份识别的实际应用中的生物特征[2].而市场对指纹识别系统在门禁大规模应用的需要越来越大.尤其随着数据存储能力的增大和识别速度的提高，完全可以实现学生和教工进入图书馆时不用携带任何证件，同样得到有效的身份验证.现使用的指纹门禁系统多数采用“用户ID+指纹”的匹配方式，即一对一匹配形式，仍然无法脱离用户的制约，一旦用户遭到窃取或遗失，用户可能无法进行身份验证.而“一对多匹配”则可以克服ID的限制[3]，自然识别的速度问题就成为人们开始关注的另一个话题.本文即提出利用分类思想和改进的指纹识别技术，既能有效识别读者的身份，又能杜绝盗借和误借现象的发生，显著地提高图书馆服务质量.1 指纹识别门禁系统在图书馆管理中的应用1.1 便捷性1) 与现在大多数图书馆使用的钥匙、图书证、一卡通等相比，使身份验证系统变得更容易更简单快速的办法是利用生物认证技术.正因为人体本身特征就是标识，所以使用人体本身特征作为生物认证就不会有丢失证件或遗忘密码等问题存在.尤其具有“唯一性”的指纹标识更加安全和持久.另外，管理用户身份资料和信息技术的组织也因生物认证技术获得了很大的方便.比如，在使用指纹识别时就不需要重新设置个人身份号码，更不用不断更新各类证书.2) 随着现代社会硬件和软件技术迅速的发展，生物认证验证的材料和技术价格逐渐降到了被人们能够承受的水平.另外，生物认证系统也会因为计算能力、网络和数据库系统性能的不断提高，逐渐应用于大范围地域和网络中，在管理局部设备组的管理系统方面，同样也得到了发展，尤其是指纹识别技术更是发展成熟.1.2 时效性1) 经反复实验证明平均识别时间在1 s内，随着传感器等硬件的进一步改进，时间可以再缩短.2) 节约了验证和因为证件丢失等因素而发生的争论时间，图书馆工作人员可以有更多的时间和精力教导读者如何更快捷地使用图书馆的资源，最关键是图书馆工作人员还可以有足够的时间去做好服务工作的准备，比如可以与读者进行交流, 准确地掌握读者的需求，按照读者要求推荐书刊资料，充分做好阅读指导工作，同时有充足的时间获取更多的信息和掌握读者的需求以增进图书馆的服务质量.1.3 安全性1) 门禁系统启用在一定程度上杜绝了一些非安全因素的发生.对于入馆者进行有效的身份鉴别后，闸机打开扇门自动放行；而对于未登记指纹读者，自然无法通过闸机而进入图书馆.这就礼貌的拒绝了未登记的读者，工作人员也不必为此而与不速之客发生不必要的争论[4].2) 完全杜绝了学生丢证和忘记带证要求进馆而令工作人员为难的情况，更是杜绝了冒名借阅而造成的损失，大大减少盗借和误借现象的发生，同时简化了图书馆工作人员的验证工作，大大提高了工作效率.现有的门禁系统实际应用中存在很多问题：① 很多学生会因为忘记带证件，或存在部分学生用其他证件证明自己是学生，恳求管理人员让其进入.② 有的学生干脆用别人的证件进入(机器只认卡).③ 现有图书馆中对读者身份的确认多数采用读卡器等，图书馆工作人员也只是通过借阅证上的照片来判断读者是否为本人，但是，由于照片质量好坏和借阅者人数多少等多种因素的存在，冒名借阅的事件还是经常发生.如将指纹识别技术运用到图书馆的管理系统，就会大大减少冒名事件的发生，甚至可以零概率.3) 这种认证越来越多地运用在对图书馆的工作人员的确认上.由于图书馆是一个开放性的场所，而现在大部分图书馆采用了计算机网络管理，对密码的保密尤为重要，随着破密技术的发展，密码的保密程度越来越弱，一旦有人窃取到流通部工作人员的密码，就可以任意修改读者的借书资料，甚至可以进入办公管理系统，随意更改借阅费用，必然造成图书馆的经济损失.所以对工作人员身份的确认也是必不可少的.1.4 准确性1) 门禁管理计算机负责闸机读卡数据的接收，而现有的门禁系统在应用中存在很多问题，为了能够精确地记载每天进出读者的详细信息就必须要进行有效的检验，只有这样才能够统计出读者详细的其他有效数据，图书馆工作人员也才能够及时掌握进馆人员的身份、读者详细的借还数据和进馆高峰期等[5-7].所以必须采用可靠的识别系统帮助图书馆获取准确的进出馆读者详细信息资料，才能掌握图书馆资源真实的使用情况，也只有真实可靠的数据，才能给图书馆领导进行相关决策作参考，才能进一步为图书馆合理配置资源，最终提高图书资源的利用率.2) 门禁系统可以实时采集进馆人员数据，产生详细进馆记录，最终形成各种报表数据，结合到馆读者的情况和其利用文献的具体信息，图书馆就可以提供有针对性的服务和个人化信息传递服务，有了这些准确的数据，图书馆与读者之间就可以建立一种长期的服务关系，这样既提升了读者信息积累，又有的放矢为读者提供优质服务，更有效地提升馆藏流通率.2 基于指纹识别技术的门禁系统2.1 指纹识别技术的门禁系统的实现指纹识别技术门禁系统的实现和运用势在必行，并且也得到了很多学者的认可，实现主要有以下几个步骤：首先,将门禁系统的读码器和借书处及各个阅览室的扫码器都换成图像采集器，这样杜绝校外未注册人员随意进人图书馆，保证了进入图书馆的都是已注册的老师或学生，同时还可以杜绝发生借阅时冒名等事件.读者进入图书馆将手指放在图像采集器上，采集到的图像信息立即传到图书馆管理系统中，指纹识别系统对读者的身份迅速进行确认.如果指纹识别系统匹配成功，就允许该读者进入图书馆并能够顺利地进行借阅等一系列活动.如果没有匹配成功则该读者不能进入图书馆.这样，已注册的读者只需要简单地把手指放到图像采集器上进行验证，就能迅速地进入图书馆进行借阅等一系列活动，不需要繁琐地携带任何证件，更不用担心忘记自己的密码，这样既方便了读者，也减轻了工作人员的工作量，提高服务效率.此身份验证过程关键技术就是识别系统的系统软件开发以及识别系统软件与图书馆管理系统软件的集成[8].系统工作如图1所示：图1 读者指纹识别系统流程图2.2 指纹识别系统改进由原始图像输入、预处理、指纹特征提取、指纹特征匹配和输出结果等五个主要部分组成一个完整的指纹识别系统，如图2所示.而为了真正体现指纹识别技术门禁系统优越性，我们研究了现有的指纹识别系统，并进行了一系列有效的改进.图2 指纹识别系统构成2.3 指纹图像的预处理指纹预处理是自动指纹识别系统的第一步，也是至关重要的一步，预处理效果的好坏直接决定了特征提取和指纹匹配准确性，所以在完善指纹识别系统第一步必须重视对指纹预处理算法研究，经过大量的查询资料和反复的实验，在实现指纹识别系统过程中我们总结出一种改进的指纹预处理算法，预处理过程中主要在增强和二值化的步骤中进行了改进，具体过程如图3所示.图3 预处理过程2.4 指纹图像的分类按照指纹拓扑结构分类，通常为拱形、尖拱形、左旋形、右旋形和旋涡形五个类型.在按照五类指纹平均分布于指纹模板中的理想情况下，自然此指纹匹配过程的搜索空间就减小为原来的五分之一量，从真正意义上节约了时间.所以按照五类分类法，结合中心点和三角点的数目和它们之间的相对位置进行分类.为了更好的适应指纹匹配实时性的要求，运用指纹图像中的三角点与中心点所包含的信息量较少，并容易定位，我们利用中心点与三角点信息和相对位置信息将图像进行分类，这样不但大大减少计算量，更方便于在对已分类指纹图像的匹配过程中，判断模板图像与待识图像是否属于同一类.如是，则进行进一步细节匹配，否则给出不匹配的结论.实验结果表明，这种方法的确能够较大的提高识别时间[9].2.5 指纹图像的特征提取及识别过程在前期分类的基础上，为了进一步提高识别系统的准确性，我们研究了一种基于分叉点脊线相似度的指纹匹配算法，匹配过程中必须先要找出可能的基准细节点对，我们正是利用了可靠性较高的分叉点所在脊线的相似程度来寻找基准细节点对，以保证准确性.为了解决基准点筛选受噪声影响的问题，还提出了使用基准点与周围4个特征点组成子集之间的相互关系来确定最终的基准点对和变换参数的方法，两枚指纹的匹配最后一步是利用可变限界盒来实现的.实验结果证明，本算法能够快速、准确的定位基准点，精确的求取变换参数，能够正确、快速的实现指纹匹配. 2.6 指纹模板的处理最后为了最大限度地利用原始指纹图像信息，利用了评估分叉点可信度的方法，经过实验证明这种方法在保证识真率的基础上又能减少拒识率.具体做法即为在与待识指纹图像的特征点进行匹配前，在利用分叉点所在脊线相似程度寻找基准点的基础上调整图像，然后进行比对，再利用分叉点可信度将一个指纹的多个模板真特征点综合成一个登记模板，通过实验可以发现该方法不但不明显增加在线计算量和存储空间，还能够达到很好的识别性能，解决了真特征点的丢失的问题，还有效地筛选出伪特征点，为识别的可靠性做出了巨大的贡献.3 结语目前，虽指纹识别技术考勤机规模化的生产已经非常成熟，而门禁方面的指纹识别系统的潜在应用需求远远大于考勤需求.所以指纹在门禁领域的应用必将成为门禁行业另一个热点问题.现在，包括银行、部队、政府机要部门等高端用户已经采用指纹来作为人员出入的审核方式.指纹识别国外产品在品质上已经得到认可，但是价格却高高在上，远远超过了一般用户的理想价格.所以需要我们能够自主开发指纹识别技术，同时技术人员要根据读者意见不断改进门禁系统的技术，如缩短识别时间等.所以需要我们自主实现指纹识别技术在大规模门禁系统中的运用，才能够真正实现人性化地服务读者，只有充分地分析读者的需求，踏实地做好图书馆正常业务工作，才能更好为读者的服务，才能更好地为提高图书馆资源的利用率做出贡献.参考文献：[1] 黄胜国,李向军,徐文贤.高校图书馆门禁控制系统的组建实践[J].江西图书馆学刊,2006(2) :122-123.[2] 章翔.基于嵌入式带有指纹识别功能的RFID门禁系统[D].长春:吉林大学,2007.[3] 白洁.门禁系统中自动指纹识别技术的研究[D].武汉:武汉理工大学,2009.[4] 徐建初,胡绍军.应用智能门禁系统提高图书馆的管理效能[J].图书馆学研究,2005(5):29-30.[5] 成俊颖,张育超.门禁系统及其在图书馆管理中的应用[J].上海高校图书情报工作研究,2003(1):30-33.[6] 王战林,孙波,谢亚南,等.东北师大校园身份识别卡系统的设计与实践[J].现代图书情报技术,2004(4):21-23.[7] 腾清秀.图书馆门禁数据分析[J].山东图书馆季刊,2007(2):61-62.[8] 朱克亮,李春.指纹识别技术在图书馆中的应用[J].现代图书情报技术,2002(4):23-24.[9] 陈春霞,殷新春,王秋平.一种基于指纹分类的指纹识别算法[J].武汉大学学报,2006(5)：587-592.。