（计算机应用技术专业论文）基于生物特征认证技术的cad图档管理系统.pdf

摘要 随着计算机的普及，c a d 软件在很多行业得到广泛的应用，尤其 是建筑和机械行业。对这些行业而言，已有的c a d 图档不仅是设计责 任认定的重要依据，还是企业的知识财富和技术积累；已有的c a d 图 档不仅具有重复利用的价值，还牵涉到知识产权问题。因此，c a d 图 档必须得到妥善的存档、管理及周密的保护。 针对这一需要，国内外研制了一些图档管理系统。这些图档管理 软件实现了c a d 图档的静态管理，而且对c a d 图档缺乏有效的安全保 护。 随着网络的发展，c a d 图档的共享与协作成为可能，面向设计 审批的动态图档管理系统亟需解决以下几个问题：面向设计审批的 图档管理与共享；图档管理与共享中的安全性管理；c a d 图档的设计 审批人员的责任认定。 本课题的总体目标是开发一个网络数据库平台上的、基于生物特 征认证技术的c a d 图档管理系统。该系统面向图档的设计、审批及存 档。为解决图档设计审批过程中带来的安全性问题，应用了基于生 物特征的认证技术，初步实现了工程设计审批人员对图档进行手写 签名认证、签名与图档进行捆绑加密以及通过指纹识别对用户身份进 行认证。为增强c a d 图档设计中的安全性，本课题还实现了对c a d 图 档进行在线编辑保存的功能。 别 关键词图档管理系统，生物认证技术，手写签名认证，指纹识 a b s t r a c t a 1 0 n g w i t l lt h ep o p u l a r i z a t i o no fc o m p u t e r ，c a d s o m v a r ei sw i d e i y u s e di nm a n yi n d u s t r i e s ，e s p e c i a l l yi nm e a r c h i t e c t u r a ia n dm e c h a n i c a l i n d u s t r i e s 。t ot h e s ei n d u s t r i e s ，e x i m n gc a d d o c u m e n t sa r en o to n l y t h e b a s i sf o rd e s i g nr e s p o n s i b i l i t ya s c e f t a i n i n g ，b u t a l s om ea c c u m u l a t i o no f k n o w l e d g e b a s e a n dt e c h n o l o g y c o n c e m i n gi m e l l e c t u a lp r o p e r t y ，t h e y a r e w o r t h vo fr e u s i n g ，t h e r e f o r e ，c a dd o c 啪e n t s s h o u l db ew e l la r c h i v e d ， f u l l ym a n a g e d a n d c a r e f = u l l yp r o t e c t e d t bm e e t m i s n e e d ， s o m ee l e c t r o n i c d o c u m e m sm a n a g e m e m s 、，s t e m ( e d m s ) h a v eb e e ni m p l e m e n t e d t h e s ee d m s r e a l i z e ds t a t l c m a n a g e m e n tf o rc a d d o c u m e n t sa sa r c h i v em a n a g e m e n t ，b u tl a c ko t e m c i e n t p r o t e c t i o n w i t ht h ed e v e l o p m e n to fn e t w o r k ，i t i s p o s s i b l e f o r s h a r i n ga n d c o o p e r a t i n go fc a d d o c u m e n t so n l i n e d y n a m i ce d m si s d e s i r e dt o r e s o l v em e s ep r o b l e m s ：d e s i g n a p p r o v a l o r i e n t e d d o c u m e n t s s h a r ea n d m a n a g e m e m ；t h es e c u r i t yw h i l es h a r l n g a n dm a n a g i n gd o c u m e n t so n l m e ； t h er e s p o n s i b i l 时a s c e r t a i n o f d e s i g n a n da p p r o v a l t h ew h 0 1 ep u r p o s eo f t h i sp r o j e c ti st od e v e l o pa ne d m s b a s e do n n e t w o r kd a t a b a s e a n db i o m e t r i c st e c h n o l o g y t h i se d m s i s d e s i g n a p p r o v a l 。o r i e n t e d t bs o l v e t h es e c u r i 哆p r o b l e mw h i l ed o c u m e n t s b e i n gd e s i g n e da n da p p r o v e d t w o b i o m e 仃i c sa u t h e m i c a t i o nt e c h n o l 0 9 1 e s ， t h eh a n d 岍i 仕e ns i g n a t u r e v e r i f i c a t i o nt e c h n o l o g y a n dt h ef l n g e 叩n m i d e n t i f i c a n o nt e c h n o l o g y ，a r ea p p l i e d s e c u r i t yo fc a d d o c u m e n t s ，a i lo n l i n e t ot h i ss y s t e m t ot l l i se d m s t bi m p r o v et h e e d i t s a v ef l l n c t i o ni sa l s o 印p l i e d k e y w o r d s e d m s ，b i o m e t r i c s ，h a i l d m i t t e n s i g n a t u 。 v er i n c a t i o n ，f i n g e r p r i n ti d e r l t i f l c a t i o n i i 原创性声明 本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作 及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外， 论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南 大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本 研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。 作者签名：塑壑室日期：丛年三月旦日 关于学位论文使用授权说明 本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权 保留学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全 部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文；学校可根 据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文。 作者签名：塑煎导师签 日期：扫啦年粤月疆曰 第一章绪论硕士学位论文 1 1 课题来源 第一章绪论 本课题基于中国铁道工程总公司c a d 电子签名系统、湖南省科技厅网 上c a d 图纸或文档电子签名与笔迹认证实用新技术、长沙市科技计划项目基 于手写认证技术的c a d 图档管理系统这三个科研项目。 1 2 图档管理现状 工程图档既是企业的劳动成果和智慧结晶，又是设计责任认定的依据；它 具有重要的参考价值，是企业的知识财富和技术积累：必须得到妥善的存档、 管理及周密的保护。对图档的管理经历了这样一些过程： 基于图纸的资料管理 图档管理在c a d 被广泛应用以前是存档设计图纸，需要建立资料室派专人 进行管理。不但需要占用较大的空间，而且查找起来十分不便；另外当存档时 间变得久远，设计图纸磨损、老化，以至无法使用。 基于文件系统的图档管理 工程设计单位或企业的设计部门在广泛使用c a d 后，逐渐积累了大量的 c a d 电子图档。企业为了对c a d 电子图档进行有效的存档、管理和再利用，在 设计完成后将电子图档文件收集起来，存放在光盘库、磁带、磁盘阵列等计算 机存储介质上，统一集中管理。这种图档管理方式被称为基于文件系统的图档 管理方式。 基于文件系统的图档管理方式虽然是一个进步，但存在一些弊端，还无法 解决电子图档管理中的重大问题，如： 文件名无法充分准确表达图档的详细完整信息： 无法在大量的图档中进行灵活的查找和检索； 文件系统对文件存取权限的控制过于简单。 为规范基于文件系统的图档管理，国家质量技术监督局于1 9 9 9 年批准实施 了c a d 电子文件光盘存储、归档与档案管理要求，规定了c a d 生成的电子 文件收集、积累、整理、鉴定、归档与档案管理的一般要求。川 面向档案管理的静态图档管理 第一章绪论硕士学位论文 针对这些问题，国内外的软件研发商基于数据库技术，开发了一些图档管 理系统。 这些图档管理系统的共同点是口4 】： 采用数据库技术，基于详细目录信息对图档进行组织和管理； 采用基于用户名口令的用户认证管理； 通过用户级别所属部门对用户进行授权控制； 图档的归档及借阅管理、图档的快速查询和检索 图档内容的快速浏览等问题。 归结起来，这些图档管理系统面向的是图档设计完成后的管理，其实质 是：“档案管理+ 图纸浏览”，可以称之为静态的图档管理系统。 基于 基于 面向 图纸 文件 档案 的 系统 管理 资料 的 的 图档 静态 管理 管理 图档 管理 图1 1 图档管理的发展 1 3 新的需求以及面临的问题 工程项目设计中最重要的问题是图档的设计。因为工程项目中的图档设计 工作量往往非一人之力可以完成，而是需要将一个工程项目的设计任务进行分 解成数个子项目由一组设计人员来分担各个子项目，协同进行设计。 协同设计模式带来了一些新的问题： 协同设计中图档的共享； 图档共享时的权限控制： 协同设计中的数据一致性； 设计过程中的图档版本管理： 协同设计中对设计进度进行监督。 随着网鲳的发展，电子图档的网上传输与审批成为可能。设计部门可以通 过网络将设计完成的电子图档传递给审批部门。最后将设计审批完成的电子图 第一章绪论硕士学位论文 档通过互联网发布给施工单位。但是电子图档设计审批的责任认定问题一直没 有很好的解决。这中间存在着这样几个问题。 电子图档在传递过程中的保密； 已发布的电子图档的访问控制； 已发布的电子图档的设计审批责任认定。 1 4 解决的思路 要满足工程设计单位的新的需求并解决上面提出的这些问题，图档管理系 统必须不仅完成档案管理的功能，还要面向电子图档的设计审批过程【8 】，并解 决电子图档责任认定的问题。满足这些要求的图档管理系统，可以称之为动态 图档管理系统b ”j 。 动态图档管理系统面临的最重要的问题是存取访问控制的安全问题】。在 已有的图档管理系统中被普遍采用的用户名密码认证措施已不能提供足够的安 全保障。因此，本课题拟采用多生物特征认证技术以提高动态图档管理系统的 安全性。 本课题拟设计并实现一个基于生物认证技术的动态图档管理系统。该系统 不仅满足电子图档作为档案的管理，还面向电子图档的设计审批全过程，并对 电子图档的设计责任进行认定。为解决电子图档的安全性问题，该系统采用了 指纹识别和手写签名认证两种生物特征认证技术，对用户身份进行认证及设计 审批签名权限进行控制。 1 5 涉及到的关键技术 要设计并实现前述本课题对图档管理系统的思路，作者认为涉及到的关键 技术主要有： 1 基于指纹识别的用户认证： 2 对电子图档进行签名时的手写签名认证； 3 电子图档的在线设计与签批； 4 电子图档与手写签名的绑定： 5 电子图档的加密存储。 第一章绪论硕士学位论文 1 6 论文的总体工作 本文首先介绍了图档管理的的发展现状和存在的问题，进一步发展的方向 动态图档管理以及其技术难点，提出了作者对于解决这些问题的思路和关 键技术。 作者在第二章从总体框架、授权体系、安全性设计、数据库设计四个方面 对图档系统的总体设计进行了介绍，指出了所述关键技术在系统中所处的位置， 提出了作者的整合方案。 作者在第三章首先对生物认证技术进行了简单介绍，然后分别对本系统采 用的指纹识别技术和手写签名认证技术的实现方法迸行了详细的阐述a 为实现对c a d 图档的在线编辑和存储控制，作者使用d e l p k 和v b a ，利 用a m o c a d 提供的a c t i v e x a u t o m a t i o n 技术，进行了相关的开发。本文第四章 对这一技术和作者的实现方法进行了详细的阐述。 为保证图档在传递过程中的安全，并对传递后的图档进行认证，系统使用 a e s 加密算法对c a d 图档进行了加解密。本文第五章对这些技术进行了简单的 介绍。 在对以上几项技术进行了充足的研究后，作者开发了基于生物认证技术的 动态图档管理系统。该系统目前已基本完成，仍有个别问题有待今后进一步改 进优化。在本文第六章结束语中对该系统的不足进行了总结，对进一步研究开 发的方向进行了简单的展望。 4 第二章图档管理系统总体设计硕士学位论文 第二章图档管理系统总体设计 2 1 系统总体框架设计 本课题开发的图档管理系统的总体框架如下图 功能模块 ?j 、 、一一、一一一一一， 、 j 、 图2 1图档管理系统框架图 安全模块 2 1 1 用户工作组管理 采用工作组对用户进行管理，根据职能将工作组分为设计工作组和审批工 作组。通过为工作组指定项目设计审批权限完成工作任务的下发。每个工作组 由组长分配设计审批任务到每个组员。 为每个用户建立指纹特征库以及签名特征模板库，并存放在网络数据库服 务器。 2 1 2 项目文件目录管理 采用项目子项目这样的父子关系管理图档。管理员将项目指派给工作组 工作组长将项目细分为子项目，并将子项目指派给组员。 第二章图档管理系统总体设计 硕士学位论文 2 1 3 图纸借阅管理 设计人员可以浏览已归档的项目、子项目的基本信息，并向管理员提出借 阅申请。管理员可同意或拒绝借阅人的申请。 2 1 4 图档加密解密模块 将图档保存到服务器端的网络数据库中。对于正在设计的图档，在数据库 中保存其多个版本。对于设计完成的图档，仅保存其最终版本。 保存图档时对图档进行加密，打开数据库时对图档进行解密。 2 1 5 图档在线编辑模块 采用第4 章所述a u t o c a da u t o m a t i o n 技术，分别使用d e l p h i 和v i s l l a lb a s i c f o ra p p l i c a t i o n 对a u t o c a d 进行a u t o m a t i o n 控制，对图档文件实施在线编辑及 在线保存。对于正在设计的图档文件的每次用户保存询问用户修改情况，并生 成三级版本号。 2 1 6 手写签名认证模块 采用3 3 节所述手写签名认证及绑定技术，在用户进行设计签名或审批签名 时，从手写板获取用户手写签名的动态数据，并进行预处理和特征采集；对采 集到的特征进行验证并通过后，采用a e s 加密算法和s h a 强单向h a s h 算法以 及a c t i v e x a u t o m a t i o n 技术对签名和图档进行绑定。 2 1 7 指纹识别模块 采用3 2 节所述的指纹识别技术，进行二次开发，从u a r e u2 0 0 0 指纹仪提 取指纹特征数据，并将指纹特征数据集中存储在服务器端网络数据库中；客户 端根据需要把注册数据上传服务器，或在需要验证旧用户时从服务器读取数据， 并采用指纹仪开发包提供的指纹识别算法对用户进行认证，从而提高了系统的 安全性。 2 2 系统授权体系设计 良好的授权体系设计是系统安全的重要保证。本系统授权体系的设计建立 在对多设计人员对同一设计项目的不同部分进行设计这一认知基础上。因此， 对授权体系的设计按照下列原则进行。 设计工作组享有一个或多个设计项目的设计权限； 6 第二章图档管理系统总体设计 硕士学位论文 设计组组员享有所在设计项目的一个或多个子项目的设计权限及该项 目其他子项目的查看权限： 审批组员享有查看审批权限： 系统管理员不享有设计审批权限( 甚至可能不享有浏览图档内容权 限) ，享有用户管理权限和项目目录管理权限。 具体分解如下： 2 2 1 系统管理员 用户管理：建立、停止、删除、指定用户所在工作组等； 项目管理：新建、指派、归档、删除等； 借阅管理：对借阅申请进行批复： 系统管理：用户权限设置、密码修改、系统设置、数据备份恢复等 2 2 2 工作组长 被指派项目的管理：子项目的建立、删除、子项目的指派 其他权限同设计，审批人员。 2 2 - 3 设计人员 对被指派子项目进行在线设计； 设计完成后，对该子项目的设计进行手写签名 所在项目其他子项目的浏览、查看： 所在工作组其他成员信息的浏览、查看； 对一般存档项目基本信息的检索查询： 对一般存档项目可提出借阅申请。 2 2 4 审批人员 对被指派子项目进行监督； 对被指派子项目进行审批： 如审批通过，可对其进行手写签名。 2 _ 3 系统安全性设计 本系统面向图档的设计审批，安全性尤为重要。在本系统中，根据不同模 块的不同需求采用了不同的安全性设计。 第二章图档管理系统总体设计顿士学位论文 在系统登陆时，采用指纹识别技术作为准入认证方式，避免了用户名 密码可能被监控窃取，大大提高了系统安全性。 在设计人员完成设计流程及审批人员认为图档审批通过时，采用了手写 签名认证技术。 当图档保存到数据库时，对图档进行了加密，避免数据库服务器被窃取 密码后图档数据的泄漏。 当图档被传递给施工方时，为图档生成校验数据，以便识别此后图档是 否被修改过。 2 4 数据库主体设计 数据库是图档管理系统的基石。好的数据库设计使数据更加安全，访问效 率更高，操作更方便。本系统数据库设计除遵循数据库设计三级范式外，还具 有如下特点： l ，使用存储过程对常用的数据库操作进行封装【l 副 使用存储过程封装常用操作的优点在于：操作在服务器进行，丽服务器通 常性能强于客户端计算机，从而提高了执行效率；减少了网络的r o u i l d t r i p ，从 而节省了客户端与服务器通信的时间，也减轻了网络负担；客户端程序直接调 用存储过程，减轻了客户端程序的编程工作量，也使整个系统更易维护。 2 使用数据库完整性约束保证数据完整性 使用s q ls e r v e r 提供的数据完整性规则来对数据进行约束。这样做的优点 在于：对数据的检查由s q ls e e r 进行，简化了客户端程序；避免了因客户端 程序异常而导致数据库数据的不一致；某些操作( 如级联删除、更新) 由数据库来 操作，客户端程序的编程工作量进一步减轻。 2 4 1 图档相关的数据表簇 第二章图档管理系统总体设计硕士学位论文 图2 2 图档相关数据表及表之间关系 图中各数据表含义如下： tb o x ：项目基本信息表： tf i i e ：子项目基本信息表： t _ f i l e l i n k ：连接表，用来实现t _ b o x 和t i l e 的多对多关系 td o c u ：图档数据表。实际图档存放的数据表。 tb o r r o w ：借阅数据表。 2 4 2 用户相关的数据表簇 用户相关数据表的设计基于如下分析： 一个工作组一般包含多名组员； 一个设计人员可能是一个或多个工作组的组员 9 第二章图档管理系统总体设计 硕士学位论文 工作组分为设计和审批两种； 工作组可能撤销，用户可能会调离( 停用账号) 。 图2 3 用户相关数据表及表之间关系 图中各数据表含义如f ： t _ g r p ：工作组基本信息表。 t u s r ：用户基本信息表。 tu s r l i n k ：连接表。用采实现工作组和用户的多对多关系。 tu s r s e c u ：用户安全信息表。存放用户密码和用户指纹特征。 tu s r s i 匝：用户签名表，存放用户的多个手写签名特征模板。 1 0 第三章生物认证技术及其应用硕士学位论文 第三章生物认证技术及其应用 3 1 生物认证技术简介 生物特征认证技术，又称生物识别技术( b i o m e 订i ci d e n t i f i c a t i o nt e c h n o l o g y ) ， 是指通过计算机利用人体所固有的生理特征或者行为特征来进行身份鉴定的过 程【1 3 i 。可应用于认证的生物特征应具有普遍性、唯一性，可测性和稳定性【1 4 i ”。 生物特征认证是人的一部分( s o m e t h i n g y 0 u a r e ) 。钥匙( s o m e t l l i n g y o u h a v e ) 可能会遗失，密码( s o m e “n g y 0 u k n o w ) 可能会被遗忘，但生物特征却没有这样 的顾虑。与传统认证方式相比，生物特征认证最大的特点就是对用户自身的特 征进行认证，具有防伪性好、便于携带、不易丢失或遗忘的优点。 生物特征主要分为生理特征和行为特征。生理特征指相对稳定的人的物理 特征，行为特征则指某些建立在生理特征基础上的，在一段时间内相对稳定的 统计学特征。用于生物认证的生理特征主要有：指纹、手几何形状、视网膜、 虹膜、面像等：行为特征主要有：手写签名、键盘打字节奏、声音等。 生物特征认证技术的主要应用有辨识和验证两种。辨识( i d e n t i f i c a t i o n ) 指的 是确定用户的身份，通常是在生物特征模板库中进行一对多匹配( o n e t o m a n y m a t c h i n g ) ；验证( v e r i n c a t i o n ) 指的是验证用户是否为他所声明的身份，通常是一 对一比对( 0 n e t o o n em a t c h i n g ) 。 3 1 1 生物认证技术的一般模型 从生物认证本身来看，不同的生物认证，所利用的生物特征、采用的具体 的模型和方法可能大不相同，但是基本过程是一致的。生物认证的过程就是对 所处理的生物特征进行模式识别的过程【1 6 】。计算机生物特征识别算法大体分为 几个步骤：特征提取、特征分类、特征匹配。其中最重要的步骤是特征匹配也 就是真正的识别过程。 第三章生物认证技术及其应用 硕士学位论文 图3 1生物认证技术的一般模型 3 ，1 2 生物认证技术的主要技术指标 生物特征认证技术最重要的技术指标是其误拒率和误纳率。 真实生物特征被错误拒读的概率，称为误拒率( f a i lr e j e c t i o n r a t e ，简称 f r r ) 或一类错误率；伪造生物特征被接受的概率，称为误纳率( f a l s e a c c e p tr a t e ， 简称f a r ) 或二类错误率。误拒率体现了生物特征认证技术的易用性，误纳率 体现了生物特征认证技术的安全度。二者之间的关系见下图”a ( a ) f a r 、f r r 与阅值 ( b ) f a r 和f r r 的r o c 曲线 图3 2f r r 和f a r 的关系 由上图可见，港和f r r 是成反比的，应当根据产品面向的需求来调节阈 值，从而调整产品的安全性和易用性。一个良好的系统应该在f r r 和f a r 之间 取得平衡。 生物特征认证技术其他重要的技术指标还有：唯一性、精确性：识别速度； 易操作性；标准样板的数据大小；公众接受程度；性能价格比等等。 第三章生物认证技术及其应用硕士学位论文 3 1 3 多生物特征识别技术 每一种生物识别在准确率、用户接受程度、成本等方面都不同，而且都有 自己的优缺点，适应于各自的应用场合。多生物特征认证利用了多个生物特征， 结合了数据融合的技术，进一步提高了认证的准确率，具有广阔的应用前景。 r o b e n ob r u n e l l i l l 8 】最早提出了利用多个特征来进行个人身份认证的方法，并 在匹配层次上整合了人脸识别和说话人识别，取得了较好的效果；b i g u n 【1 9 】提出 了一种用贝叶斯方法在决策层次上整合了不同的生物特征；m a e s 【2 0 第一次实现 了一个结合了生物特征( 指纹) 和非生物特征( 密码) 的系统：l i h o n g 2 l 】从理 论上定量地证明了多生物特征认证系统相对于单种生物特征认证系统在实现效 率上的提高。 指纹识别的技术已比较成熟，用来进行用户身份认证非常合适。手写签名 认证是近几年生物认证技术研究的热点，应用前景非常广阔；而且采用手写签 名认证技术替代传统手写签名对c a d 图档的设计和审批进行认证，符合用户习 惯，公众接受程度高。因此。在本课题开发的图档管理系统中，采用了指纹识 别技术和手写签名认证技术这两种生物特征认证技术，增强了系统的安全性。 3 2 指纹识别技术及其应用 人的指纹具有几个重要特性： 1 不变性：指纹特征是一个人终生不变的特征之一。每个人的指纹是相当 固定的，不会随着人的年龄的增长或身体健康程度的变化而变化。 2 唯性：科学界对指纹的论断是：假设地球有5 0 亿人口，经过3 0 0 年才 会有两个相同的指纹出现。可见，不同的人指纹特征相同的可能性几乎为零； 3 多样性：一个人的十指指纹皆不相同，这样可以方便地利用多个指纹构 成多重口令，提高系统的安全性： 4 便利性：指纹样本便于获取，易于开发识别系统，实用性强。目前已有 标准的指纹样本库，方便了识别系统的软件开发：另外，识别系统中完成指纹 采样功能的硬件部分也较易实现。 5 安全性：指纹产品的安全性比用户i d + 密码的方案安全性高得多。例如 采用四位数字密码的系统，不安全概率为o 0 1 ；不诚实的人可以在一段时间内 使用字典攻击尝试所有可能的密码，因此四位密码并不安全。而对于误判率为 o o l 指纹识别系统，不可能找到一千个人去为他把所有的手指( 十个手指) 都试 一遍。因此，权威机构认为在应用中l 的误判率就可以接受。 第三章生物认证技术及其应用 硕士学位论文 因此，指纹识别是一种较为理想的身份认证技术，用指纹识别不仅具有许 多独到的信息安全优点，还具有很高的实用性、可行性。 3 2 。1 指纹识别技术概述 人类的指纹是由多种脊状图形构成，传统上对这些脊状图形的分类是根据 有数十年历史的亨利系统( h e n r ys y 啦m ) 来划分的。亨利系统将一个指纹的图 形划分为：左环，右环，拱，涡和棚状拱。环型占了将近2 3 的指纹图象，涡占 1 ，3 ，可能存在5 1 0 的拱，这种指纹图形分类方法在大规模刑侦上有着广泛运 用，但在生物识别认证方面很少有运用。下图是个环形指纹图象( c r o s s o v e r 交 叉，c o r e 核，b i n l r c a t i o n 分岔，m d g ee n d i l l g 脊断点，i s l a l l d 岛型区域，d e i t a 三角形区域，p o r e 孔) 变更 棱 抒岔 青断点 岛型区域 三 搿区镰 孔 圈3 3 指纹特征 3 2 2 指纹仪硬件特征及缟程接口 本系统采用的指纹仪是d i g i t a l p e r s o n a 公司的u a r e u2 0 0 0 光学指纹仪。 该指纹仪提供了以下几个主要功能： 集成精密光学系统、u ! d 光源和c m o s 摄像头协同工作，使用u s b 接 口把数字化的指纹图像传送到计算机； 自动消除残留指纹； 接受并自动矫正各个方向输入的指纹，即使旋转1 8 0 度也能正确识别； 提供通向d i g i t a lp e r s o n a su a r e u 指纹识别算法、应用程序和通用：身份 验证管理器( u n i v e r s a la u t h e n t i c a t i o nm a n a g e 卜u 枷) 的接口。通过软件开发包， 可以在方便地在应用程序中增加指纹识别的功能，它同时兼容b i o k e y 高速指纹 识剔算法。 该指纹仪的主要技术指标如下： f r r 1 4 时，f a r o 0 1 ( 基于u a r e ，u 指纹识别软件) ； 图像分辨率：4 8 0d p i ( 图像区的平均值) ： 第三章生物认证技术及其应用 硕士学位论文 图像区域： 验证时间： 1 3 m mx1 8 h 啪： 谚。 第三章生物认证技术及其应用硕士学位论文 类器设计，必须从中选取特征点。一般是通过重采样和通过分析字形的特征来 抽取特征点。 4 进行认证。在线手写签名身份认证的实现方法大致包括：基于匹配的方 法f 2 l 】，基于h i d d e nm a r k o v 模型的方法2 7 翊，神经网络方法【2 9 】，统计学方法等等。 基于匹配的算法主要有：区域相关算法【3 0 】、动态时间规正算法【3 ”、树匹配算法 3 2 】。 本系统使用的手写签名认证技术采用的是基于区域相关算法的匹配方法。 整个手写签名认证过程的模型如下图所示。 图3 1 2 手写签名认证模型 3 3 2 手写签名认证技术在图档管理系统中的应用 手写签名认证是近几年生物认证技术研究的热点，在实际工作和生活中的 应用方兴未艾。毛新宇【3 3 】实现了基于签名笔迹的联机手写认证系统。甘元驹 实现了基于签名形状和签名压力的联机手写认证系统，并将该系统的采集认证 功能制作成a c t i v e x 控件，供其他应用程序调用或集成。本系统中使用了甘元驹 开发的a c t i v e x 控件。 使用该a c t i v e x 控件，分为四步： 1 创建该a c t i v e x 对象； 第三章生物认证技术及其应用 硕士学位论文 4 在其o n s i g i l o k 事件中编写相应的事件处理函数。 下面是该手写签名认证模块被调用时的界面示例。 第心章a u t o c a d 二次开发技术及其应用 硕士学位论文 第四章a u t o c a d 二次开发技术及其应用 4 1a u t o c a da u t o m a t i o n 技术 4 1 1a c t i v e x a u t o m a t i o n 技术简介 a c t i v e xa u t o m a t i o n 是c o m ( c o m m o no b j e c tm o d e l ，统一对象模型) 技术的 一种主要应用。通常，支持a m o m a t i o n 技术的应用程序使用符合c 0 m 规范的 i d l 语言( i n t e r f a c ed e f i n el a n g u a g e ，接口定义语言) 公布自身的一些对象及其属 性、方法和事件，以供其他应用程序调用。这种由一个应用程序来控制另一个 应用程序的对象的技术就叫做a c t i v e xa u t o m a t i o n ( 简称a u t o m a t i o n ) 。前者称为 a u t o m a t i o n 客户，后者称为a u t o m a t i o n 服务器。 使用a u t o m a t i o n 技术的几个显著的益处在于：开发人员可以使用任何一 种支持a c t i v e x 技术的语言对a u t o m a t i o n 服务器进行开发；应用程序之间共 享的不仅仅是数据，更多的是功能( 通过对象实现) ：便于对a u t o m a t i o n 服务 器进行全方位的控制。 4l _ 2a u t o c a d 对a u t o m a t i o n 技术的支持 a u t o d e s k 公司在a u t o c a dr 1 4 及其后续版本中新增了a c t i v e xa m o m a t i o n 技术支持，使得用户不再被限制于o b j e c t a r x ( 基于c + + ) 或s u a ll i s p 来对 a u t o c a d 进行二次开发。【3 5 】 图4 1a u t o c a d 服务器模型 a m t o c a d 提供了完整的面向对象的c a d 程序开发环境，其提供的可编程的 a u t o m a t i o n 对象层次结构见下图： 第四章a u t o c a d 二次开发技术及其应用硕士学位论文 图4 2a u t o c a do b j e c tm o d e l a u t o c a d 中的对象分为图形和非图形对象。 图形对象，也称为图元，它是构成图形的可见对象( 如直线、圆、光栅图像 等) 。创建这些对象，可用近似于a d d 方法。修改或查询这些对象， 可使用对象自身的方法和属性。每一图形对象都有方法允许应用程序执行大部 分的a u t o c a d 编辑命令，如复制、删除、移动、镜像还有其它。这些对象也有 相应方法可以设定及返回扩展数据( x d a 曲、高亮和更新、返回对象的边框范围等。 第四章a u t o c a d 二次开发技术及其应用 硕士学位论文 图形对象具有如图层、线型、颜色和旬柄这样典型的属性。它们也有其特殊的 依赖于这些对象类型的属性，如圆心、半径和面积等。 非图形对象为不可见( 指示性) 对象，它们是图形的一部分，就如l a y e r s ( 图 层) 、l i n e t y p e s ( 线型) 、d i m s t y p e s ( 标注样式) 、s e l e c t i o n s c t s ( 选择集) 等。创建这 些对象，可在父集合对象中使用a d d ( 添加) 方法。而修改或查询这些对象，可使 用对象自身的方法和属性。每一非图形对象均有其特殊的方法及属性以达到其 目的；所有对象都有方法可以设定及返回扩展数据。 下面对本系统中用到的非图形对象及其属性、方法、事件作了简单说明口6 1 。 1 a p p l i c a t i o n 对象 a p p l i c a t i o n 对象代表a u t o c a d 应用程序的一个实例，通过它可以对 a u t o c a d 应用程序进行控制。同时a p p l i c a t i o n 对象也是整个对象模型的根对象， 通过它可以访问所有其他子对象。下表列出了a p p l i c a t i o n 对象常用的属性、方 法和事件。 表4 1a p p l i c a t i o n 对象常用的属性、方法和事件 l o a d d v b调用指定的v b a 工程 方法 q u i t 关闭应用程序 a c t i v e d o c u h l c m 活动( 当前) 图形 d o c u m e n t s 所有在应用程序中打开的图形的集合对象 属性 m e n u g r o u p s 菜单及工具栏对象 p r e f e r e n c e s 参数集合对象 v e r s i o n 应用程序的版本 b e g i n s a v e 开始保存前触发 事件e n d s a v e 结束保存后触发 b e g i n q u i t 开始关闭前触发 2 d o c 啪e n t s 集合对象 d o c u m e n t s 集合对象代表了a u t o c a d 应用程序中所有被打开的c a d 图形 文件，可以通过它访问所有这些图形文件。下表列出了d o c u m e m s 对象常用的 属性和方法。 表4 2d o c u m e n t s 对象常用的属性、方法和事件 a d d新建一个c a d 图形文件 o p e n打开一个c a d 图形文件 方法 i t e m 访问集合的某个子对象( c a d 图形文件) c i o s e关闭某个或所有c a d 图形文件 第四章a u t o c a d = 次开发技术及其应用 硕士学位论文 3 d o c u i n e n t 对象 d o c 岫e n t 对象是d o c 啪e n t s 对象的予对象，它代表当前在a u t o c a d 应用 程序窗口中打开的一个c a d 图形文件。下表列出了d o c 啪e n t 对象常用的属性、 方法和事件。 表4 - 3d o c u m e n t 对象常用的属性、方法和事件 n e w以指定模板创建新的c a d 图形文件 i m p o n 以指定格式将d x f 、s a t 、b m p 或p o s t s c r i p t 方法 文件插入到当前图形的指定位置 e x p o r t 将此图形文件导出为指定格式。 s a v e s a v e a s保存c a d 图形文件 c 1 0 s e 关闭此c a d 图形文件 h w n d该文档窗口的旬柄 a c t i v e 该文档窗口是否是应用程序的当前窗口 s a _ v e d此c a d 图形文件是否已保存 l a y e r s 此c a d 图形文件中所有的层子对象 属性 l a v o u t s此c a d 图形文件中所有的布局子对象 p l o t 此c a d 图形文件中出图设置对象 u t i l i t v此c a d 图形文件中的工具对象 b l o c k s 此c a d 图形文件中所有的块 a c t i v a t e 此c a d 图形文件被切换到当前图形时触发 d e a c t i v a t e 其他图形文件被切换到当前图形时触发 b e g i n c 【o s e 文件被关闭时触发 事件 b e 西n s a v e ，e n d s a v e 文件开始、结束保存时触发 w i n d o w m o v e d o r r 电s i z e d窗口移动、改变大小时触发 w i n d o w c h a n g e d 窗口最大化、最小化、还原时触发 4 p r e 诧r e n c e s 对象 p r e f e r e n c e s 对象是a u t o c a d 应用程序的参数设置，它提供了a u t o c a d 选 项对话框下的每一个设置。它被分为d r a d i n g 、d i s p l a y 、f i l e s 、o p e n s a v c 、o u t p u t 、 p r o f i l e s 、s e l e c t i o n 、s y s t e m 、u s e r 几个子对象，每个子对象代表代表选项对话框 的一个标签页。 第四章a u t o c a d 二次开发技术及其应用硕士学位论文 4 2 使用d e l p h i 对a u t o c a d 进行控制 d e l p h p ，3 8 1 是b o r l a n d i n p r i s e 公司推出的w i n d o w s 应用程序快速开发工具。 d e l p l l i 以0 b j e c tp a s c a l 语言为基础，是完全面向对象( o o p ) 的编程语言。d e l p h i 提供了完整的w i n d o w s a p i 接口调用支持，a c t i v e x a u t o m a t i o n 支持，并具有强 大的数据库支持能力，兼具c 十+ 的强大功能和s u a lb a s i c 的易用性，是对 a u t o c a d 进行控制和二次开发的理想工具。 1 导入a u t o c a d 类型库 a c a d t l b 类型库文件是一个支持a c t i v e x 技术的声明文件，定义了 a u t o c a d 作为c o m 服务器暴露出来的、可以被客户程序访问和操纵的对象的 类型、属性和方法。 通过d e l p l l i 的p r o j e c t 菜单中的h n p o r t1 押el i b r a r y 工具，可以导入该类型 库文件，将文件转换成d e l p h i 的单元文件格式，这时在d e l p h i 的编辑窗口中会 增加标记为a u t o c a dt l b 的一页，随后在d e l p h i 的1 el i b r a r y 和c o d ee x p l o r c r 窗口中，用户可以方便地浏览a m t o c a d 暴露的c o m 对象的属性和方法，并可 以了解调用这些属性和方法时可用的参数及形式。在开发程序时还可以引用该 单元文件，从而可以使用库中声明的变量类型和常量定义，在编写程序时可以 利用d e l p h i 的自动完成功能减少错误，编译程序时函数、方法和属性可以得到 自动检查。 3 启动关闭a u t o c a d 应用程序 启动： r 、? ；“j 。_ 曩 1囊 口晕q p 口+ i _ u o g a q p 】上王e a 叠玉o n j u 工号d o 廿 关闭 第四章a u t o c a d 二次开发技术及其应用硕士学位论文 4 控制