基于fpga指紋識別系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)論文-全文預(yù)覽
【正文】 局部鄰域的紋線方向(弧度) ,Δθ為Ang ( i , j) 與θ( i , j) 之差的絕對值。(3) 小孔的刪除對細節(jié)特征點集P中任意兩個紋線分叉點j 1 ∈P1 , j2 ∈P2，如果它們之間的距離(像素點數(shù)) 小于D2，則認為該兩點為偽特征點，予以刪除。在不對紋線做任何修復(fù)處理的情況下，在細化指紋圖像上直接提取原始細節(jié)特征點集，得到初步的特征提取結(jié)果；然后分析圖像中存在的各類噪聲及其特點，結(jié)合指紋細節(jié)特征點固有的分布規(guī)律和局部紋線方向信息，針對不同的噪聲采用針對性算法，并利用偽特征點在數(shù)學形態(tài)學上的分布規(guī)律，將各類噪聲引起的偽特征點分別予以刪除，而將最終保留的特征點集作為真正特征點的集合。細化時，對每個像素抽取其臨域所需的像素點。細化算法中的OPTA算法滿足收斂性、連續(xù)性、拓撲性和保持性，有較好的細化效果。處理方式如下： 由于采集到的指紋圖像不同區(qū)域深淺不一，如對整幅圖像使用同一閾值進行二值分割，會造成大量有用信息的丟失。當Z小于預(yù)定義的閾值T3時說明該塊為墨跡很濃，峰和谷被墨跡粘連混淆的區(qū)域應(yīng)去除。但是對于指紋不連續(xù)、單一灰度等難以正確估計的區(qū)域及中心、三角附近，方向變化劇烈的區(qū)域，方向圖分割則難以取得令人滿意的效果。使得原來方差大的點歸一化后幅度更大，反之相反；而灰度值大或者小于均值的點，歸一化后繼續(xù)大或小于期望均值，而且歸一化為點操作，不會改變指紋的紋理結(jié)構(gòu)。由于指紋特征僅包含在脊線的形狀結(jié)構(gòu)中，所以，通過歸一化、二值化和細化把深淺不一、寬度不同的脊線變成灰度相同、單像素寬的細脊線，以便于特征提取。利用此傳感器可以完全滿足系統(tǒng)的設(shè)計任務(wù)。本系統(tǒng)還可利用RS232與計算機進行通訊，可以方便擴展，使得系統(tǒng)可以應(yīng)用到更多的領(lǐng)域。由FPGA處理采集來的數(shù)據(jù)，由于FPGA內(nèi)部存儲空間太小，無法存儲一張完整的指紋圖像，所以將指紋數(shù)據(jù)暫時存儲在SDRAM中。這些功能的實現(xiàn)具有非常多的用處。不到一秒鐘，電腦將檢測到的指紋模板與存儲的模板進行比較，并建立一個與駕駛者相符的相關(guān)設(shè)置。有了指紋識別后，便無需使用郵箱密碼或個人識別號碼。手機開機時要求用戶通過一個快速的認證過程，用戶將其手指劃過傳感器，如果通過認證則授權(quán)使用手機的各項功能。便攜式的指紋識別技術(shù)對我們的生活也具有深遠的意義。該項目利用嵌入式軟核實現(xiàn)系統(tǒng)的管理，利用硬件實現(xiàn)識別算法，保證了系統(tǒng)功能的完整性與識別的正確性。而識別算法我們采用美國FBI推薦的特征點匹配算法來實現(xiàn)指紋的識別，更保證了系統(tǒng)的實現(xiàn)。所以，設(shè)計一套體積比較小、速度更快的嵌入式指紋識別系統(tǒng)是非常有意義的。現(xiàn)代電子集成制造技術(shù)使得我們可以生產(chǎn)出相當小的指紋圖像讀取設(shè)備和指紋識別模塊。但隨著計算機的出現(xiàn)及其運算速度的迅速提高,使指紋對比鑒定的應(yīng)用發(fā)生了革命性的變化?；贔PGA的指紋識別系統(tǒng)設(shè)計第一章 緒論 設(shè)計背景生物識別技術(shù)是利用人的勝物特征進行身份認證的技術(shù), 人的指紋就是生物特征之一。由于最早的指紋識別技術(shù)僅僅依靠人工對比，工作效率低下、比對正確率低、對比對人員的要求高，從而使得指紋識別技術(shù)無法得到廣泛應(yīng)用。計算機運算速度的提高和計算機小型化的進展,使采用微機甚至單片機也可以進行指紋對比運算成為可能。傳統(tǒng)的PC、MCU、或者DSP的處理平臺移動性比較差，體積比較大，無法滿足人們?nèi)找嬖鲩L的需求。該項目利用嵌入式軟核實現(xiàn)系統(tǒng)的管理，利用硬件實現(xiàn)識別算法，保證了系統(tǒng)功能的完整性與識別的正確性。指紋比對時，采用同樣的方法，得到比對模版，然后將比對模版與建檔模版利用指紋識別算法進行比對，得出比對結(jié)果。指紋因其惟一性、終生不變性和較低的識別成本而成為目前使用最廣泛的生物識別技術(shù)，在罪犯識別、社會保險、電子商務(wù)、信息安全等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。 這種識別技術(shù)對于被盜的手機用戶也有好處。 在語音郵件的應(yīng)用中，當撥出一個語音郵件號碼后，用戶只需將手指劃過傳感器便可令系統(tǒng)識別。 當駕駛者進入汽車時，他/她將手指置于傳感器上，啟動識別過程。此外，還可控制駕駛速度，如果駕駛者僅為十來歲的孩子，則將速度限制在每小時55公里。 第二章 系統(tǒng)總體設(shè)計 硬件框圖及各模塊介紹：系統(tǒng)采用xilinx公司Spartan－3E 系列FPGA作為核心的控制和運算芯片，數(shù)據(jù)采集模塊由富士通公司的MBF200電容式指紋傳感器來完成，MBF200指紋傳感器可以完成指紋圖像的采集并用其自帶的A/D轉(zhuǎn)換器將指紋圖像轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，利用SPI接口傳送至FPGA進行存儲。通過FPGA調(diào)用指紋數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，尋找與之匹配的指紋信息，最后將比對結(jié)果在LCD中顯示。而本系統(tǒng)采用美國富士通公司的MBF200電容指紋采集傳感器來實現(xiàn)對指紋圖像的采集，該款指紋傳感器采用標準的CMOS技術(shù)，含有8位A/D轉(zhuǎn)換器，～5V的寬電壓范圍，能自動檢測是否有指紋到達傳感器，并實現(xiàn)在線采集，它的最大優(yōu)點是在保證指紋圖像高分
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