基于虹膜识别的网络考试系统的设计与实现

摘要

网络考试作为一种新的考试手段,将现代远程教育和传统教育的优势结合,提高效率,节省资源。为了保证学生在网络条件自主考试的公正性,本文提出一种基于虹膜识别的网络考试系统,实现对考试秩序和资源的优化管理。　　本文围绕网络考试系统的实际需求,对虹膜识别技术和网络考试系统进行了研究与实现。主要工作集中在以下三个方面:　　1.设计系统总体方案。根据系统的总体架构,设计了系统硬件和软件方案。硬件方面,采用CMOS图像传感器和环状红外光源,并设计了一种镜架固定采集方式;软件方面,基于C/S模式,以SQL Server2005作为后台数据库,并在Visual C++6.0环境下开发。　　2.实现虹膜识别算法。基于虹膜识别的理论研究,对虹膜识别算法进行实现。其实现主要包括图像质量评估、预处理、特征提取和特征匹配四个模块。首先采用瞳孔粗定位的方法对图像进行质量评估,其次,采用Hough圆检测、Canny边缘检测以及坐标转换来进行图像预处理,然后,将多通道Gabor滤波器提取到局部纹理相位信息作为识别特征,最后,将待识别对象特征与原有对象特征计算汉明距离,通过设定一定的阈值来进行匹配。在实现过程中,通过多次实验统计得到了有效阈值,达到识别效果。　　3.实现基于虹膜识别的网络考试系统。系统由服务器、教师端和考生端三个部分构成,分别面向管理员、教师和考生三类人员使用。系统采用ADO数据库访问技术对数据库进行操作。当考生佩戴眼镜架式虹膜采集装置登录考试系统时,系统采用OpenCV获取虹膜图像,在考生端进行图像质量评估、预处理、特征提取和编码,并将特征数据发送到服务器端进行匹配处理。在考试过程中,系统每五分钟自动进行虹膜身份识别,以达到防作弊效果。系统采用在服务器端虹膜匹配的方式,并采用CSocket实现网络通信。系统已在小范围局域网进行了测试,实现情况良好,虹膜识别成功率为95.5％,整个系统工作稳定。

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第一章 绪论

§1.1 研究背景

§1.2 研究现状

§1.3 本文主要工作

§1.4 本文的结构安排

第二章 虹膜识别理论分析

§2.1 引言

§2.2 虹膜简介

§2.3 虹膜识别步骤

§2.4 本章小结

第三章 系统设计

§3.1 引言

§3.2 系统总体结构

§3.3 系统硬件设计

§3.4 系统软件设计

§3.5 本章小结

第四章 虹膜识别算法的实现

§4.1 引言

§4.2 质量评估

§4.3 图像预处理

§4.4 特征提取

§4.5 特征匹配

§4.6 本章小结

第五章 系统实现与测试

§5.1 引言

§5.2 系统总体实现

§5.3 服务器实现

§5.4 教师端实现

§5.5 考生端实现

§5.6 网络通信实现

§5.7 系统功能测试

§5.8 系统性能测试

§5.9 本章小结

第六章 工作总结和展望

§6.1 工作总结

§6.2 工作展望

参考文献

致谢

作者在攻读硕士期间主要研究成果