人体掌形识别系统的设计

论文摘要

安全性是许多系统和场所要考虑的问题,如机场、银行、监狱、各政府部门、军事机构、企业计算机信息系统等,安全、方便的身份认证技术非常重要。而现行的系统安全技术已经遭遇严峻的挑战!掌形识别作为生物特征识别的主流技术之一,以其采集设备实现简单(相对于指纹,虹膜识别等)、认证速度快而成为继指纹识别之后的又一项生物特征识别主要方法。目前国外的生物特征识别商品市场份额上,掌形识别己经基本和指纹识别持平,成为了又一个大的生物特征识别产品。但是由于技术上的原因和产品价格上的因素以及国外对技术的保密,我们国内还没有相应于掌形识别的成熟产品,这也正是本课题研究的动机和目标。本文设计了一种基于数字信号处理器(DSP)的掌形识别系统。提出了有活体检测功能的手掌固定平台,该固定平台解决了传统固定栓平台对手指造成凹陷的缺点,使掌形图像采集更加精确。利用电容传感器进行活体检测,很好的杜绝了伪造掌形模板的可能。采用可编程逻辑器件(CPLD)驱动步进电机,从而带动扫描头对手掌进行纵向扫描,实现对人体手掌二维图像的采集。配合液晶显示、键盘扫描来实现ID号的输入,完成对系统使用权限的确认。增加USB和以太网功能使系统很方便与外部实现数据传输和联机工作。与国外传统的掌形识别系统相比,本系统降低了成本,简化了图像处理算法,减少了识别时间,提高了图像采集精度。所以本硬件平台既很好地实现了功能,又完成了掌形识别设备的国产化。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的目的及意义
• 1.2 生物识别技术研究与应用现状
• 1.2.1 生物识别技术概念和分类
• 1.2.2 生物识别技术的历史和前景
• 1.3 掌形识别的技术优势
• 1.4 掌形识别技术的发展现状和存在的问题
• 1.5 本文的主要研究内容
• 第2章 掌形识别系统总体设计
• 2.1 人体掌形识别原理
• 2.2 系统硬件原理框图
• 2.3 系统工作流程图
• 2.4 本章小结
• 第3章 人体掌形图像采集系统的设计
• 3.1 人体掌形图像采集装置的设计
• 3.1.1 CCD 扫描镜头的设计
• 3.1.2 手掌固定平台的设计
• 3.1.3 扫描步进电机驱动电路的设计
• 3.1.4 手掌图像采集装置的原理
• 3.2 CCD 的确定
• 3.2.1 CCD 的选择
• 3.2.2 TCD1501D 简介
• 3.3 CCD 驱动方案的选择
• 3.4 CCD 驱动电路的设计
• 3.4.1 TCD1501D 驱动时序要求
• 3.4.2 CPLD 驱动电路框图
• 3.4.3 电平转换
• 3.5 数据采集电路设计
• 3.5.1 A/D 转换器选择
• 3.5.2 A/D 转换器电路的设计
• 3.6 本章小结
• 第4章 DSP 处理部分的设计
• 4.1 TMS320C67138 的特点
• 4.2 TMS320C67138 片内资源
• 4.3 系统电源管理和监控
• 4.4 存储器接口
• 4.4.1 SDRAM 与DSP 的接口
• 4.4.2 FLASH 与DSP 的接口
• 4.4.3 SRAM 与DSP 的连接
• 4.5 键盘控制芯片
• 4.6 液晶模块
• 4.6.1 内置T6963C 控制器的液晶模块
• 4.6.2 硬件实现
• 4.6.3 软件实现和调试
• 4.7 USB 接口
• 4.8 以太网接口模块
• 4.8.1 以太网模块硬件设计
• 4.9 掉电保护模块
• 4.10 高速电路板制作和信号完整性分析
• 4.10.1 信号完整性概念
• 4.10.2 信号完整性分析
• 4.10.3 高速电路板抗干扰设计
• 4.11 本章小结
• 第5章 软件仿真与试验分析
• 5.1 CCD 驱动部分软件设计与仿真
• 5.1.1 驱动时序设计与仿真
• 5.1.2 时序仿真
• 5.1.3 启动代码
• 5.1.4 掌形识别处理软件
• 5.2 实验分析
• 5.2.1 CCD 驱动和输出信号
• 5.2.2 CCD 的噪声
• 5.2.3 CCD 的硬件抗干扰措施
• 5.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢