论文题目: 基于DSP的指纹识别系统的研究
论文类型: 硕士论文
论文专业: 通信与信息系统
作者: 赵娟
导师: 王典洪
关键词: 指纹图像,预处理,特征提取,特征匹配,指纹识别系统
文献来源: 中国地质大学
发表年度: 2005
论文摘要: 在当今数字化信息化时代，信息安全保障的实际需求日益增强，与此相关的生物特征识别技术也逐渐受到了人们的高度重视。指纹识别是生物识别技术的一种，它以其唯一性和不变性等独特的优势成为目前应用最广泛的身份验证与识别技术。它涉及到模式识别、图像处理、数字信号处理、人工智能和计算机等领域，是一门综合性技术，有着重要的理论意义和实用价值。传统的指纹识别系统大多是基于PC平台的，而当今蓬勃发展的民用市场对自动指纹识别系统提出了更高的要求，自动指纹识别技术正向着小型化和嵌入式的方向发展。 结合上述背景，本文研究并总结了指纹识别系统的基本原理和关键技术，详细介绍了指纹图像预处理、特征提取和特征匹配各部分对应的算法。通过对目前各种算法的对比，主要针对DSP嵌入式系统的性能特点和处理能力，结合指纹图像的自身特点，选用了比较适合于DSP硬件系统的指纹识别算法，并在指纹图像的细化、伪特征点的删除和特征匹配方面进行了改进、简化或是创新，使整套算法不但能够更好地完成各自的工作，而且运算更简单，还能有效地融合在一起，为其在DSP系统中的应用奠定了基础。 本文的指纹识别算法以实践为基础，指出了图像的预处理、特征提取和特征匹配过程中的一些特定参数和方法。 在编程运行验证了上述算法实现的可行性后，本文设计了一种以DSP为核心的指纹识别系统，并对其外围电路模块进行了详细地介绍。主控芯片采用的是TI公司的TMS320VC5410芯片，该芯片具有良好的性能价格比，且对大量的加乘运算具有优异的表现，这对指纹图像处理算法至关重要。同时TI为该系列处理器提供的开发环境CCS给开发者提供了丰富的调试手段，而且，它支持C语言和汇编语言的混合编程，这有助于本文识别算法在硬件中的实现。另外，为了满足系统在资源和速度上的要求，在系统的硬件体系结构和存储器资源管理上都有合理的安排和设计，既充分发挥系统各部分的最高性能，又兼顾到成本因素。试验证明，无论是从运行时间还是处理的结果来看，整个系统在实时性和可靠性上都达到了令人满意的效果，基本满足了此课题最初的设计要求。
论文目录:
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究目的和意义
1.2 国内外研究现状及发展趋势
1.2.1 国内研究现状
1.2.2 国外研究现状
1.2.3 发展趋势
1.3 本文研究的内容、思路和特色
1.3.1 研究思路
1.3.2 研究内容
1.3.3 研究特色
第二章 自动指纹识别系统概述
2.1 自动指纹识别系统组成
2.2 指纹图像特征
2.2.1 指纹的总体特征
2.2.2 指纹的局部特征
2.3 系统性能衡量标志
2.4 小结
第三章 指纹图像的预处理
3.1 指纹图像预处理流程简介
3.2 方向图计算
3.2.1 点方向图计算
3.2.2 块方向图计算
3.3 方向图滤波
3.4 二值化
3.5 细化
3.5.1 经典OPTA细化算法
3.5.2 一种改进的模板细化算法
3.5.3 新模板细化算法
3.5.4 实验结果
3.6 小结
第四章 指纹特征提取和匹配
4.1 特征点的属性
4.2 特征提取
4.2.1 特征点的提取
4.2.2 伪特征的删除
4.2.3 细节特征点可靠性检测
4.2.4 实验结果
4.3 特征匹配
4.3.1 指纹匹配方法综述
4.3.2 向量生成
4.3.3 向量匹配
4.3.4 实验结果
4.4 小结
第五章 DSP指纹识别系统的硬件设计
5.1 器件的选择
5.1.1 DSP芯片的选择
5.1.2 指纹传感器概述
5.1.3 CPLD的选择
5.2 DSP外围电路设计
5.2.1 指纹传感器模块
5.2.2 扩展存储器设计
5.2.3 CPLD逻辑译码管理器
5.2.4 系统电源
5.2.5 复位看门狗电路
5.2.6 USB接口
5.3 识别系统的实现
5.4 系统程序优化的几个问题
5.4.1 汇编指令代码的应用
5.4.2 DSP与FLASH的速度匹配
5.5 小结
第六章 总结
致谢
参考文献
附录一
附录二
附录三
附录四
附录五
发布时间: 2007-01-12
参考文献
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