基于fpga指紋識別系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)論文-閱讀頁
2025-07-11 15:09本頁面
【正文】 X011X00XX圖4 指紋圖像細化保留模塊保留模板和消除模板如圖4所示，1表示前景區(qū)，0表示背景區(qū)。先依次與消除模板比較，如果與任意一個都不匹配則保留，否則刪除。 指紋圖像特征提取本設(shè)計結(jié)合細化圖像的特點，提出了一種基于非徹底細化圖像的指紋細節(jié)提取算法。改進的細節(jié)特征提取算法的具體思想如下：(1) 原始細節(jié)特征點集的提取首先在細化指紋圖像上直接進行細節(jié)特征提取，得到原始的細節(jié)特征點集P1和P2，其中P1 為紋線端點集合，P2為分叉點集合。(2) 短線與紋線間斷的刪除對細節(jié)特征點集P中任意兩個紋線端點i1 ∈P1， i2 ∈P1 , 如果它們之間的距離(像素點數(shù)) 小于D1 ,且Δθ≈0，則認為該兩點為偽特征點，予以刪除。(4) 小毛刺的刪除對細節(jié)特征點集P中任一紋線端點i ∈P1和任一分叉點j ∈P2 , 如果它們之間的距離小于D3 ，且有紋線連接該兩點， 則認為該兩點為偽特征點，予以刪除。(6) 紋線叉連的刪除對細節(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大致等于D5，且有紋線連接該兩點, 并且Δθ≈π/2， 則認為該兩點為偽特征點，予以刪除。 DD2 、D3 、D4 為距離門檻值(像素點數(shù)) ，本設(shè)計中經(jīng)多次實驗，分別取7 、3 、4 、8。 指紋圖像匹配指紋圖像的匹配就是對兩個輸入指紋的特征集合(模板指紋集和輸入指紋集)進行判斷，看是否屬于同一指紋。而基于特征點的（細節(jié)點）的匹配算法具有簡單、快速、魯棒性等優(yōu)點。它利用脊末梢和脊線分叉點來鑒定指紋。如Sanjay Ranande and AzrielRosenfeld[3 ]利用松弛法進行點匹配,Shih2hsu Chang[4 ]等人利用二維聚類進行匹配。該算法利用矢量三角形法快速確定指紋的參考點和旋轉(zhuǎn)參數(shù),然后將直角坐標系中的細節(jié)點轉(zhuǎn)換到極坐標系中進行點匹配,避免了在一般的點模式匹配算法中選取參照點進行的逐點反復(fù)搜索而消耗大量時間的弊病,所用的方法不依賴指紋圖像的中心區(qū)域,有較強的抵抗噪聲與非線性變形的能力。在對兩幅圖像進行匹配之前就先估計它們之間的形變參數(shù),并以此對這兩幅圖像進行校準。因而,使用極坐標比直角坐標能更好地描述這種非線性形變。由于兩幅指紋圖像是用同一個儀器采集的,可以假定它們間的尺度變化參數(shù)為1 ,也就是說可以不考慮尺度形變的因素。為了把細節(jié)點轉(zhuǎn)換到極坐標系中去,需要在模板細節(jié)點集和輸入細節(jié)點集中各選一個參照點作為相應(yīng)的極坐標系中的原點,并計算出其它細節(jié)點相對于參照點的極坐標。1. 選取參照點的矢量三角形法定義兩個點集P 和Q , 其中一個點集Q 表示從輸入的指紋圖中提取出來的N 個細節(jié)點,另一個點集P 表示從模板圖像中提取出來的M 個細節(jié)點。定義1 若直角坐標系下的不在同一條直線上的三個有向點按逆時針次序排列,稱這三個點按標準向系排列,所構(gòu)成的三角形為標準系下矢量三角形。(1) 三對對應(yīng)邊長分別相等。(3) 三對對應(yīng)點的類型相同。對模板集中的每一點A , 在指紋圖上尋找與其最近的兩個特征點,其一記為R , 另一個記為S , 按逆時針方向把它們連接起來組成一個三角形。其方向角分別記為nBeta1 , nBeta2 與nBeta3。 其所跨越的脊線數(shù)分別記為nCrossNumnCrossNum2 和nCrossNum3。我們把點類型、方向角、邊長信息與跨越脊線數(shù)記入點A 的對象中。這里在判斷兩點的對應(yīng)跨越脊線數(shù)、方向角、邊長是否相等時, 都留下了一定的松弛量( Tc 、Tα 和Td) 。也就是說,將輸入細節(jié)點與模板細節(jié)點都分別相對于參照點A 和B 用下式轉(zhuǎn)換到極坐標系中： (5)其中( xi , yi ,θi ) T 是待轉(zhuǎn)換細節(jié)點的坐標， ( xr , yr ,θr) T 是參照細節(jié)點的坐標, ( ri , ei ,θi) T 是細節(jié)點在極坐標中的表示( ri 表示極半徑， ei 表示極角，θi 表示細節(jié)點相對于參照點的方向) 。然后將極坐標中的模板細節(jié)點和輸入細節(jié)點按極角遞增的方向排序，并連接成串,并進行相似匹配，并將匹配的細節(jié)點數(shù)進行統(tǒng)計，若對應(yīng)點的數(shù)量大于設(shè)定的閾值則可以認為輸入指紋圖像和模板指紋圖像是匹配的，否則，不匹配。MBF200具有高性能、低功耗和低成本等特點，屬于電容性傳感器。當手指觸摸傳感器表面時，指紋的高低不平就會在傳感器陣列上產(chǎn)生變化的電容，從而引起二維陣列上電壓的變化，并形成指紋傳感圖像。而且，MBF200的圖像采集還支持子圖獲取，可以根據(jù)控制寄存器相映的配置，獲取大小符合需要子圖。MBF200內(nèi)部集成了多頻振蕩器，可以為芯片提供內(nèi)部時鐘，也可以采用外部輸入的時鐘作為芯片工作時鐘。其具體結(jié)構(gòu)框圖如圖5所示圖5 MBF200內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖14
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