基于虹膜识别的门禁系统的研究

摘要

随着社会经济的发展以及各领域对安全的不断重视，对于身份认证的需求越发迫切。而基于人体固有的物理特征和行为特征作为认证信息的生物认证技术得到了广泛关注和应用，即通过信号处理技术和模式识别的方法完成个人的身份验证。目前在生物认证领域，虹膜特征由于其具有的普遍性、唯一性、稳定性、难以以造假和非接触式等突出优点，得到研究人员越来越多的注意和研究。此外虹膜识别技术可以被众多领域大量的采用，例如海关、银行、监狱等等。
　　本文阐述了虹膜的特点、虹膜识别的原理及算法。先后分析了对虹膜图像的预处理（其中内容有虹膜的定位、图像归一化、增强图像）、对虹膜特征的提取编码及信息匹配，一一研究了虹膜识别的算法。然后阐述了利用虹膜识别技术，再选用TMS320DM642芯片作为虹膜识别门禁系统中的处理器，完成硬件搭建。此外本文细致探讨了此体系的基本硬件模块的设计，以及虹膜识别算法的移植优化等。
　　本系统可实现对虹膜图像的采集，再对图像进行预处理，之后进行特征提取与编码、特征匹配，进而根据输出结果控制门锁动作。本系统充分发挥TMS320DM642芯片的强大的片上资源，综合系统的硬件资源，通过优化程序，使系统在实际应用中方便、性能可靠。

目录

声明

摘要

引言

1 绪论

1．1 生物认证技术

1．1．1 生物认证的特点

1．1．2 常用的几种生物认证技术

1．2 虹膜识别概述

1．2．1 虹膜的结构与生物特征

1．2．2 虹膜识别的应用价值

1．3 虹膜识别技术的发展现状

1．4 本文研究的内容

2 虹膜识别原理与门禁系统设计方案

2．1 虹膜识别系统结构

2．2 虹膜图像的采集及图像质量评价

2．2．1 虹膜图像采集

2．2．2 虹膜图像质量评价

2．3 虹膜图像预处理

2．3．1 虹膜定位

2．3．2 图像归一化

2．3．3 虹膜图像增强

2．4 虹膜特征提取与匹配

2．5 虹膜识别门禁系统的设计方案

2．5．1 门禁系统总体结构

2．5．2 嵌入式虹膜系统简介

2．6 本章小结

3 虹膜识别门禁系统的硬件设计

3．1 TMS320DM642的介绍

3．1．1 TMS320DM642的系统时钟

3．1．2 TMS320DM642的复位

3．1．3 TMS320DM642的外设模块

3．2 虹膜门禁系统硬件设计

3．2．1 电源供电

3．1．1 存储器的扩展

3．2．3 液晶显示

3．1．2 警报模块

3．1．3 键盘控制

3．1．4 门锁执行器件

3．1．5 USB接口设计

3．2 本章小结

4 虹膜识别门禁系统软件设计

4．1 DSP的系统开发

4．2 基于DSP／BIOS的虹膜系统开发

4．2．1 DSP／BIOS简介

4．2．2 虹膜识别系统的内存分配

4．2．3 虹膜识别门禁系统工作模式

4．2．4 系统初始化

4．2．5 任务分配、同步与通信

4．3 移植虹膜识别的算法

4．4 虹膜识别算法代码优化

4．4．1 编译器的优化

4．4．2 流水线优化

4．4．3 其他优化策略

4．5 本章小结

5 实验结果

5．1 虹膜识别系统评价参数

5．2 虹膜定位

6 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

致谢

作者简介及读研期间主要科研成果