DSP指纹识别装置算法实现研究

摘要

指纹识别在生物特征识别领域中占据很重要的位置。由于指纹具有唯一性和不变性，也为指纹识别能成为人的身份识别提供了依据。自动指纹识别系统是基于计算机或高性能微处理器来进行指纹识别的技术，具有方便、高效、安全、可靠等优点。自动指纹识别技术(AFIS)已经被应用到金融安全、数据加密、电子商务以及信息保密等领域，就发展前景而言，它具有很大的发展潜力。 基于上述背景和上一届同学的工作基础上，本文进行了自动指纹系统的进一步研究与优化。整个改进和优化包括以下环节：(1)内存分配空间的优化。(2)图像预处理算法的改进。(3)匹配算法的改进。TI的54系列DSP属于低端产品，主频低且内存小，但有着极大的价格优势。本文针对5402的特点，在解决内存容量不足的问题上，对指纹进行分块处理，并通过分时复用的方法使外扩空间由原来的256KW减少到128KW。在预处理算法的优化方面，加入了图象质量评估算法，自适应分块和方向块平滑算法，改进了锐化滤波器布局，提高了强噪声指纹的处理效果。在算法速度提高方面，采取了3点办法：(1)对耗时多的算法使用了线性汇编和c混合编程改写。(2)使用指针自加的方法寻址像素点。(3)用相对简单的除法运算来代替求反正切函数。最后比较了几种匹配算法的优劣，改进了基于角度的特征点距离匹配算法，增加了自动阈值设计，使匹配算法更精确，适应性更强。 本文首先描述了系统设计的整体思路，然后分章节讲解了各部分优化设计中的技术细节，最后列举了一些在系统调试过程中遇到的问题和相应的解决方法，为系统进一步优化提出了建议，并对采用DSP为核心来构建嵌入式处理系统的方案提供了一些有价值的参考。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1课题来源

1.2课题研究目的

1.3指纹识别的现实意义

1.4指纹识别的发展历程及研究现状

1.5目前存在的问题

1.6课题研究设想和预期目标

2系统整体设计方案

2.1工作流程

2.2指纹识别算法流程

2.3系统设计和优化要点

2.3本章小结

3数据空间优化设计与实现

3.1对扩展空间的寻址实现

3.2指纹图像的分块存储与处理

3.3应用分时复用的方法减少外扩空间

3.4本章小结

4指纹图像预处理算法优化

4.1图象质量评估算法

4.2改进锐化滤波器

4.3对去毛孔噪声方法的改进

4.4自适应获取图像块大小

4.5平滑方向块

4.6应用线性汇编和C语言混编提升图像预处理速度

4.6.1用线性汇编实现图像滤波

4.6.2混合编程的接口规则

4.6.3调用函数的参数传递

4.7使用指针自加的方式寻址像素点

4.8求指纹纹线方向算法的改进

4.9本章小结

5对匹配算法的改进

5.1常用匹配算法分析和比较

5.2基于角度的特征点距离匹配算法

5.3基于角度的特征点距离匹配算法的改进

5.4匹配实验

5.5实验结果与分析

5.6本章小结

6系统调试

6.1无法找到目标板

6.2中断控制位无法使能

6.3 DSP下图像预处理效果不佳

6.4调试注意点

6.5 DSP烧写注意事项

6.6本章小结

7结论

参考文献

在学研究成果

致 谢