本文關(guān)鍵詞：基于材料變色性能的指紋采集方法研究

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【摘要】：指紋識別技術(shù)在刑事案件偵查等方面發(fā)揮著越來越重要的作用,已經(jīng)成為世界各國發(fā)現(xiàn)和調(diào)查犯罪分子最直接、最快速、最有效的途徑,建立健全全民指紋庫已經(jīng)勢在必行。當(dāng)前指紋采集系統(tǒng)大多分為活體光學(xué)式、電容式和壓感式,利用材料變色性能采集指紋的新型方法還未見報道。常見的變色材料通常分為電致變色、溫致變色、光致變色、壓致變色材料等,許多變色材料具有較好的循環(huán)可逆性且其變色薄膜的合成工藝簡單、條件溫和,更激發(fā)了我們?nèi)ヌ骄克鼈冊谥讣y采集領(lǐng)域的應(yīng)用。材料的變色性能將會影響指紋圖像的質(zhì)量,因此選擇合適的變色材料也顯得尤為重要。本文從制備具有較好變色性能的變色薄膜和設(shè)計可靠的采集流程兩方面著手考慮,選擇典型的電致變色和溫致變色材料,利用其變色性能建立指紋采集的方法。并借助指紋圖像的二級、三級信息以及灰度軟件,初步比較不同變色材料對指紋圖像的影響,為采集得到可靠的指紋圖像提供直觀印象。具體內(nèi)容包括以下三部分:一,通過在氧化銦錫電極表面電化學(xué)沉積得到聚苯胺薄膜實現(xiàn)電致變色法對指紋的采集。用光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡以及電化學(xué)方法對聚苯胺膜表征。探究不同厚度的聚苯胺薄膜對指紋采集的影響,厚度約為200 nm時,聚苯胺膜本身顏色較深且變色性能較好,適合指紋的采集。指紋采集實驗過程中,需要施加合適的電壓值以保證聚苯胺膜足以發(fā)生變色現(xiàn)象,但又盡量不高于人體的安全電壓,當(dāng)電壓在25 V左右時被采集者的手指在聚苯胺膜上滾動便可獲得清晰的指紋圖像。分析指紋圖像的二級、三級信息,并借助灰度軟件分析,本實驗得到的指紋圖像可以被肉眼清晰觀察到。二,在以上實驗的基礎(chǔ)上,探究普魯士藍電致變色薄膜的指紋采集新方法。從普魯士藍膜的制備、性能表征及應(yīng)用三方面著手考慮,當(dāng)薄膜厚度約500 nm左右,采集電壓控制為25-40 V,環(huán)境的相對濕度控制為65-80%,清晰可靠的指紋圖像便可獲得。該方法獲得的指紋圖像具有較高的清晰度,電化學(xué)方法得到的普魯士藍膜與氧化銦錫電極的結(jié)合力更好,循環(huán)可逆性好,顏色變化為從深藍色到無色的變化,對比度更高,因而更適合用于指紋采集。三,為了提高變色材料種類的選擇性,將溫致變色法應(yīng)用于指紋采集。采用原位聚合法合成溫致變色微膠囊,用熱重分析儀、差式掃描量熱分析儀、超景深三維顯微鏡、掃描電鏡、激光粒度分析儀以及紫外反射光譜對其表征。在羧甲基纖維素鈉作為粘合劑的作用下,利用得到的微膠囊制備溫致變色膜。通常情況下,人的手指溫度較為恒定,并且低于我們得到的微膠囊的變色溫度(49.6°C),當(dāng)溫致變色膜的溫度控制在51°C到53°C范圍內(nèi)時,手指在膜上迅速滾動就可以使膜表面溫度迅速降到變色點以下,發(fā)生變色反應(yīng),從而獲得清晰的指紋圖像。
【關(guān)鍵詞】：指紋采集 電沉積 電致變色 溫致變色 微膠囊
【學(xué)位授予單位】：江南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TB34
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 第一章 緒論9-16
• 1.1 指紋采集技術(shù)的研究9-11
• 1.1.1 指紋的概念9
• 1.1.2 指紋采集的意義及必要性9-10
• 1.1.3 指紋采集技術(shù)的研究進展10-11
• 1.2 電致變色概述11-13
• 1.2.1 電致變色的原理11-12
• 1.2.2 電致變色材料的分類12
• 1.2.3 電致變色的研究進展12-13
• 1.3 溫致變色概述13-15
• 1.3.1 溫致變色的概念13
• 1.3.2 溫致變色材料的分類及原理13-14
• 1.3.3 溫致變色的研究進展14-15
• 1.4 本課題研究的主要工作及其意義15-16
• 第二章 聚苯胺電致變色膜在滾動指紋采集領(lǐng)域的應(yīng)用16-25
• 2.1 引言16
• 2.2 實驗部分16-19
• 2.2.1 試劑16-17
• 2.2.2 儀器17
• 2.2.3 聚苯胺電致變色層的制備17-19
• 2.2.4 聚苯胺膜對滾動指紋采集的應(yīng)用19
• 2.3 結(jié)果與討論19-24
• 2.3.1 聚苯胺膜的電化學(xué)性能19-21
• 2.3.2 聚苯胺膜的形貌及其厚度表征21-22
• 2.3.3 聚苯胺膜的光譜性能表征22
• 2.3.4 滾動指紋采集的電壓選擇22-23
• 2.3.5 滾動指紋的圖像分析23
• 2.3.6 指紋圖像的灰度分析23-24
• 2.4 本章小節(jié)24-25
• 第三章 普魯士藍電致變色膜在滾動指紋采集領(lǐng)域的應(yīng)用25-34
• 3.1 引言25
• 3.2 實驗部分25-27
• 3.2.1 試劑25
• 3.2.2 儀器25-26
• 3.2.3 普魯士藍電致變色層的制備26-27
• 3.2.4 普魯士藍膜對滾動指紋采集的應(yīng)用27
• 3.3 結(jié)果與討論27-33
• 3.3.1 普魯士藍膜的電化學(xué)性能表征27-28
• 3.3.2 普魯士藍膜的形貌及其厚度表征28-29
• 3.3.3 普魯士藍膜的光譜性能表征29-30
• 3.3.4 采集電壓對指紋圖像的影響30
• 3.3.5 采集濕度對指紋圖像的影響30-31
• 3.3.6 滾動指紋的圖像分析31-32
• 3.3.7 指紋圖像的灰度分析32-33
• 3.4 本章小結(jié)33-34
• 第四章 結(jié)晶紫內(nèi)酯溫致變色微膠囊的制備及其在滾動指紋采集領(lǐng)域的應(yīng)用34-49
• 4.1 引言34
• 4.2 實驗部分34-37
• 4.2.1 試劑34-35
• 4.2.2 儀器35
• 4.2.3 結(jié)晶紫內(nèi)酯復(fù)配物的制備35-36
• 4.2.4 預(yù)聚體的制備36
• 4.2.5 囊芯材料的分散36
• 4.2.6 微膠囊的包覆成型36-37
• 4.2.7 溫致變色膜的制備37
• 4.2.8 溫致變色法對滾動指紋采集的應(yīng)用37
• 4.3 結(jié)果與討論37-48
• 4.3.1 結(jié)晶紫內(nèi)酯復(fù)配物的紅外分析37-38
• 4.3.2 制備結(jié)晶紫內(nèi)酯復(fù)配物的配方選擇38-39
• 4.3.3 囊芯材料的分散時間對CVL微膠囊粒徑的影響39-40
• 4.3.4 囊芯與囊壁材料的用量體積比對CVL微膠囊粒徑的影響40-41
• 4.3.5 乳化劑的濃度對CVL微膠囊粒徑的影響41-42
• 4.3.6 微膠囊的包覆率測試42-43
• 4.3.7 CVL微膠囊的表面形貌及其熱性能表征43-44
• 4.3.8 CVL變色膜的光譜性能表征44-45
• 4.3.9 滾動指紋采集的膜表面溫度選擇45-46
• 4.3.10 CVL微膠囊的粒徑對指紋圖像的影響46-47
• 4.3.11 滾動指紋的圖像分析47-48
• 4.4 本章小結(jié)48-49
• 第五章 工作總結(jié)與展望49-51
• 致謝51-52
• 參考文獻52-59
• 附錄: 作者在攻讀碩士學(xué)位期間取得的主要成果59

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本文編號：887496