论文部分内容阅读
由于人体指纹具有唯一性、广泛性以及不可复制性等优点,因此指纹识别技术己发展成为应用最广的一种生物识别技术。随着人们对小型消费类设备,特别是移动设备的安全性要求的日渐提高,传统的自动指纹识别认证系统AFIS(Automatic Fingerprint Identification System)移动性较差、体积较大的弊端就显现出来了。因此研究应用在这些小型消费类产品中的AFIS具有很强的现实意义和广阔的市场空间。基于上述背景,本论文在深入研究并改进BST FingerAPI1.0指纹识别算法的基础上,选用可编程门阵列FPGA(Field Programmed Gate Array)来实现AFIS,主要做了以下几方面工作:1、在整理学习大量基于DSP或ARM的指纹识别技术资料的基础上,对这类指纹识别技术特点、应用领域和发展趋势做了研究,并针对传统的嵌入式指纹识别系统的缺点提出了相应的解决方案。2、深入调研了现有各种指纹识别算法,特别是应用在嵌入式AFIS的算法,并结合BST FingerAPI1.0版本算法提出了适用于嵌入FPGA硬件电路的指纹识别算法。该算法主要由指纹检测采集、图像增强、指纹特征点提取以及比对四个部分组成,与传统的算法相比,减少了指纹细化和二值化的过程。这种算法的改进在保证指纹识别系统性能的同时减少了FPGA资源占有量,提高了算法运算速度。3、对基于FPGA的指纹识别系统进行结构和功能设计,把整个AFIS划分为指纹采集、算法、存储、控制四个模块。本文主要对指纹采集模块、算法模块进行研究,在重点介绍指纹识别算法各个功能的FPGA硬件电路实现方法及效果图,指纹采集模块的SPI接口设计的同时,简单介绍了其它模块的功能以及模块间相互的通信接口设计,并在最后介绍了系统验证平台的搭建以及验证结果。实验结果表明,基于FPGA硬件方式实现的指纹识别系统能依次顺利完成指纹采集、图像增强、特征点提取以及指纹比对各个功能,完全能满足实际应用的要求。本论文的完成为指纹识别系统的ASIC实现打下了基础。