嵌入掌纹特征的二维条码识读系统

论文摘要

生物特征识别技术在信息安全方面对设计复杂度和安全性级别两方面的折中提供了很好地解决方案,而二维条形码系统是非网络环境下的高安全性信息载体系统,是一个实现人流、物流和信息流同步的巨型袖珍数据库。因此,生物特征识别技术和二维条码技术都提供了比较高的安全性。目前,无论是生物特征识别技术还是二维条码技术都有了各自长足发展和特定的应用领域。本着交叉学科产生新兴应用的科学态度,本文考察了目前国内外相关技术的发展现状,借鉴相关成功的开发实体,结合自身特点以及可重用设计方法和先进的NiosII软核处理器的优势,在嵌入式平台上开发出能够比较接近于实际应用的“嵌入生物特征的二维条码专用识读系统”。其中生物特征选择方面,我们采用目前在国际上受到广泛重视并且本实验室有较强理论基础的掌纹特征进行本生物特征认证系统的设计。本文的主要工作是在可重用设计思想的指导下,将掌纹特征认证功能与二维条码识读功能在一块已搭建好的SOPC平台上实现融合,从而降低了系统成本,复杂度和功耗。本文的研究重点在两方面:一方面是,使用ALTERA公司最新提出的C2H硬件加速器对掌纹特征预处理的软件程序进行加速处理,更好地提高了系统的实时性能;另一方面,对于以前认证系统出现的对数据库外的数据认证效果不佳的情况,提出了一种基于加权函数的掌纹预处理算法,进一步增强了系统的安全性和稳定性。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 1 引言
• 1.1 生物特征识别技术的发展及应用
• 1.1.1 生物特征识别技术的背景
• 1.1.2 生物特征识别技术的分类
• 1.1.3 生物特征识别系统概述
• 1.2 二维条形码技术概述
• 1.2.1 条码的发展
• 1.2.2 二维条码的特点
• 1.2.3 二维条码的应用
• 1.3 生物特征识别技术和二维条码技术的优势和融合
• 1.3.1 技术优势
• 1.3.2 技术的融合
• 1.4 论文的工作内容和组织结构
• 2 可重构的嵌入式系统构架
• 2.1 系统可重构思想——SOPC 设计理念
• 2.1.1 SOPC 技术的产生
• 2.1.2 SOPC 技术的发展
• 2.1.3 SOPC 技术的特点及优势
• 2.2 IP 核复用的设计思想
• 2.2.1 系统级设计——IP 核复用
• 2.2.2 基于可重用IP 软核的SOPC 系统
• 2.3 算法模型可重用思想——软件到硬件的转换
• 2.4 本章小结
• 3 融合掌纹特征和二维条码技术的识读系统的设计与实现
• 3.1 系统需求分析
• 3.1.1 功能需求分析
• 3.1.2 性能需求分析
• 3.2 总体设计和系统构架
• 3.2.1 总体设计描述
• 3.2.2 系统构架
• 3.3 系统的硬件设计方法和实现
• 3.3.1 系统级描述
• 3.3.2 模块级描述
• 3.4 系统的软件设计及实现
• 3.5 本章小结
• 4 掌纹预处理算法的改进
• 4.1 掌纹子空间特征提取方法的发展
• 4.2 基于加权函数的掌纹预处理算法改进
• 4.3 实验结果和分析
• 4.3.1 参数优化实验
• 4.3.2 算法比较实验
• 4.4 本章小结
• 5 C2H 硬件加速器的引入
• 5.1 C2H 硬件加速器的介绍
• 5.1.1 功能描述
• 5.1.2 C2H 编译器的目的
• 5.2 C2H 编译器的特点
• 5.2.1 使用简单
• 5.2.2 反复的设计可快速找到硬件和软件的优化部分
• 5.2.3 加速代码中的重要性能部分
• 5.2.4 C2H 编译器在函数级的操作
• 5.2.5 系统结构
• 5.2.6 C 语法和硬件结构的对应
• 5.2.7 依赖访问存储器时间的性能
• 5.3 应用结果分析
• 5.4 本章小结
• 6 总结
• 参考文献
• 作者简历
• 学位论文数据集