【正文】 jiGjiGjiGjiGjiy （ 2） ? ? ),(,2),( 2/2/2/2/ vuvujirwiwiwjwjx ? ????? ??? （ 3） ? ? 22/2/2/2/2 ),(,),( vuvujir wiwiwjwjy ? ????? ???? （ 4） 它是利用正交坐標(biāo)系下，原點(diǎn)到它們組成的坐標(biāo)點(diǎn)的有向線段與 X 的正半軸的夾角可來表示該子塊的塊方向。圖像均值就是對每一個(gè)單位塊的灰度值取均值，方差則反映該塊中各點(diǎn)與均值的偏差性，這可以很好的反映紋理 的變化趨勢。 代表塊特征的指紋圖像分割目前研究趨勢為多種塊基本特征如灰度均值、塊灰度方差、塊方向圖等綜合運(yùn)用和重新定義塊特征。通過提取圖像特征 ,可將原始圖像映射到特征空間，使圖像特征在特征空間中呈現(xiàn)一定的分布。圖像特征是指紋圖像的固有屬性，如灰度值，鄰域關(guān)系，紋線的扭曲程度等。 2. 5 指紋識別原理 . 指紋圖像的分割 . 指紋圖像分割概述 在指紋識別系統(tǒng)中，指紋圖像分割是圖像預(yù)處理的一部分。 并采用 C 語言構(gòu)建系統(tǒng)程序，通過執(zhí)行不同的按鍵動作，使單片機(jī)向模塊發(fā)送相應(yīng)指令，以完成對應(yīng)功能。主要表現(xiàn)在：指紋錄入設(shè)備的質(zhì)量還不太過關(guān)；自動指紋識別算法研究水平還有待提高，在應(yīng)用上的表現(xiàn)為產(chǎn)品適應(yīng)性和易用性較差，對干、濕一些的指紋往往不能正確區(qū)別，對指紋錄入時(shí)的旋轉(zhuǎn)、平 移比較敏感。指紋識別技術(shù)多用于對安全性要求比較高的領(lǐng)域，麗在商務(wù)移動辦公領(lǐng)域頗具建樹的富圭通、三星及 IBM 等國際知名品牌都擁有技術(shù)與應(yīng)用較為成熟的指紋識別系統(tǒng)。中科院自動化所智能生物信息系統(tǒng)研究組和北京數(shù)字指通軟件技術(shù)有限公司對自動指紋識別技術(shù)進(jìn)行了長期的理論研究和應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)，指紋圖像的識別準(zhǔn)確率和識別速度已達(dá)到國際先進(jìn)水平。提取該細(xì)節(jié)特征有多種方法：基于灰度指紋圖像直接提取，基于二值圖像的特征提取，基于細(xì)化圖像的特征提取。對應(yīng)的匹配方法可以分為：基于點(diǎn)模式的匹配，基于脊線的匹配，基于紋理的匹配以及多種細(xì)節(jié)特征混合的匹配方法。目前大多數(shù)的自動指紋識別系統(tǒng)使用的都是這類算法。 基于特征的指紋識別算法是找到并比對指紋的特征。 基于圖像的識別算法認(rèn)為，指紋圖像的頻域和空域信息可以用來唯一表示并識別不同的指紋，它是一種使用 全局信息進(jìn)行識別的方法。實(shí)際應(yīng)用要求最好自動指紋識別系統(tǒng)能對識別任務(wù)實(shí)時(shí)做出響應(yīng)，而讓指紋匹配算法同時(shí)達(dá)到高速度和高準(zhǔn)確率也是一個(gè)難題。要想設(shè)計(jì)一個(gè)對較多真正特征點(diǎn)缺失、較多偽特征點(diǎn)出現(xiàn)和較大形變均不敏感的指紋匹配算法，也是一件十分困難的事。就現(xiàn)有文獻(xiàn)和產(chǎn)品來看，對低質(zhì)量的指紋圖像的處理效果還遠(yuǎn)不能令人滿意，對于質(zhì)量很差的圖像，如果不經(jīng)過特殊的增強(qiáng)處理，是很難正確地進(jìn)行特征提取的。 在實(shí)際應(yīng)用中，有相當(dāng)一部分要處理的指紋圖像的質(zhì)量是比較差的。 . 指紋識別技術(shù)特點(diǎn) 指紋的使用比起其它證卡來說更快捷、安全、準(zhǔn)確、無干擾，可實(shí)現(xiàn)快速登錄注冊，系 統(tǒng)兼容性好，也就是說可以獨(dú)立或者通過聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成系統(tǒng)并且很容易并入各類證卡和定義識別系統(tǒng)中。 . 指紋識別技術(shù) 相對于其它生物識別認(rèn)證技術(shù)而言，自動指紋識別是一種更為理想的身份確 2 認(rèn)技術(shù)，指紋識別中使用的模板并非最初的指紋圖，而是由指紋圖中提取的關(guān)鍵特征，這樣使系統(tǒng)對模板庫的存儲量較小。盡管人們已經(jīng)對自動指紋識別技術(shù)作了深入廣泛的研究，指紋識別技術(shù)也獲得了不少應(yīng)用，但是其應(yīng)用在目前并沒有獲得普及，這主要是因?yàn)橹讣y識別在識別準(zhǔn)確性和 識別速度方面還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足很多實(shí)際應(yīng)用的要求。 (4) 指紋與主體的不可分離性：即指紋不存在丟失、遺忘、被竊取的可能。正是這些無窮無盡的細(xì)節(jié)特征組合構(gòu)成了指紋的唯一性．事實(shí)上，甚至包括雙胞胎，世界上兩個(gè)指紋相同的概率小于 1109，幾乎為零。 (2) 唯一性，指每一個(gè)人的指紋都不同。 指紋特征是人終生不變的特征之一，而且不同人的指紋特征相同的可能性幾乎為零。而我們的生活隨時(shí)都需要進(jìn)行個(gè)人身份的確認(rèn)和權(quán)限的認(rèn)定。 MCU (Microcontroller Unit) I 目 錄 1. 緒論 ............................................................. 1 . 研究的背景及意義 ........................................... 1 . 指紋識別技術(shù) ............................................... 1 . 指紋識別技術(shù)特點(diǎn) ...................................... 2 . 指紋識別技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 .................................. 3 . 系統(tǒng)概述 ................................................... 4 2. 指紋識別原理 ..................................................... 5 . 指紋圖像的分割 ............................................. 5 . 指紋圖像分割概述 ...................................... 5 . 均值方差法 ............................................ 6 . 指紋圖像的細(xì)化 ............................................. 7 . 指紋圖像細(xì)化的預(yù)處理 .................................. 7 . 指紋圖像的特征提取 ......................................... 9 . 指紋特征提取概述 ...................................... 9 . 指紋特征提取和去偽特征 ............................... 10 . 指紋圖像的匹配 ............................................ 11 3. 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) .................................................... 12 . 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) .............................................. 12 . 系統(tǒng)功能簡述 ......................................... 12 . 系統(tǒng)電路設(shè)計(jì) ......................................... 12 . 系統(tǒng)核心部件單片機(jī) ........................................ 13 . 其他模塊電路 .............................................. 16 . 電源模塊 ............................................. 16 II . 時(shí)鐘模塊 ............................................. 17 . 按鍵模塊 ............................................. 17 . 顯示模塊 ............................................. 18 . 復(fù)位模塊 ............................................. 18 . 下載口模塊 ........................................... 19 . 指紋模塊 .................................................. 20 . TFSM51 指紋識別模塊 ................................. 20 . TMS320VC5501 芯片 .................................... 21 4. 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) .................................................... 24 . TFSM51 指紋識別模塊指令系統(tǒng) .............................. 24 . 通信方式 ............................................. 24 . 主要通訊協(xié)議命令說明 ................................. 25 . 單片機(jī)的程序設(shè)計(jì) .......................................... 29 . 鍵盤管理及指示燈響應(yīng)程序設(shè)計(jì) ......................... 29 . LED 顯示模塊設(shè)計(jì) ..................................... 34 . 通信模塊程序設(shè)計(jì) ..................................... 35 5. 調(diào)試 ............................................................ 38 . 單片機(jī)的程序下載 .......................................... 38 . 串口調(diào)試 .................................................. 38 6. 總結(jié)和展望 ...................................................... 45 參考文獻(xiàn) ........................................................... 46 致 謝 .............................................................. 48 附 錄 .............................................................. 49 附錄 A 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路圖 .................................... 49 附錄 B PCB 圖 .................................................. 51 附錄 C 元器件布局圖 ............................................ 53 III 附錄 D 單片機(jī)最小系統(tǒng)實(shí)物圖 .................................... 54 附錄 E 單片機(jī)最小系統(tǒng)元器件清單 ................................ 55 附錄 F 程序清單 ................................................ 56 1 1. 緒論 . 研究的背景及意義 科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展為人類的生產(chǎn)生活帶來了極大的便利，大大地推動了社會的進(jìn)步和發(fā)展。 Fingerprint identification。通過操作獨(dú)立式鍵盤按鍵，向指紋模塊的 DSP 芯片發(fā)送相應(yīng)指令，從而執(zhí)行添加用戶、刪除指定用戶、刪除全部用戶、認(rèn)證用戶，以及管理用戶權(quán)限等功能。 應(yīng)用 TFSM51 指紋識 別模塊，設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的指紋識別硬件電路，形成一個(gè)獨(dú)立的指紋識別系統(tǒng)。每個(gè)人都有著自己特有的特征，用本身的特征來驗(yàn)證身份有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢。I (此文檔為 word 格式，下載后您可任意編輯修改！ ) 本科畢業(yè)論文 基于單片機(jī)的指紋識別系統(tǒng)設(shè)計(jì) I 摘 要 科學(xué)技術(shù)的發(fā)展在讓社會進(jìn)步的同時(shí)，也讓傳統(tǒng)的安全管理系統(tǒng)受到威脅。生物識別技術(shù)的出現(xiàn)給身份識別的研究帶來了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。本文概述了自動指紋識別系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀和指紋識別系統(tǒng)的算法流程，以及在此基礎(chǔ)上的指紋圖像的分割算法和指紋圖像細(xì)化算法，并完成基于單片機(jī)的指紋識別系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)單片機(jī)和指紋模塊之間的串口通信。 關(guān)鍵詞： 生物識別技術(shù)；指紋識別；串口通信；單片機(jī) II ABSTRACT The development of science and technology made the social go forward, but at the same time it also makes the traditional safety management system under threaten at the same time. The emergence of biometric technologies brought a rapid development for the research of identification. For everyone special features, with the characteris