基于嵌入式linux的指纹识别系统研究与实现

论文摘要

随着信息科学技术的飞速发展,拥有更高安全性的身份识别技术已成为许多系统首先考虑的要素,基于密码和令牌等传统的身份识别技术存在着容易遗失和盗用等隐患,而通过人的生物特征进行的身份认证则提供了一个更加可靠的解决方案。生物识别技术是以生物特征为基础,以信息处理技术为手段,将生物技术和信息技术有机结合起来。在众多的生物识别技术中,指纹识别技术是应用最为广泛的一种,它具有普遍性、永久性、可采集性、易实现性等优点,已成为最有效的生物识别技术之一。将指纹识别技术与嵌入式系统相结合可以使指纹识别系统摆脱空间与环境的限制,更加广泛的适用于各种场合的需要。本文对基于嵌入式linux的指纹识别系统进行了深入研究和设计实现,硬件平台采用基于ARM9架构的S3C2410嵌入式平台。论文详细阐述了嵌入式Linux开发平台的搭建,包括交叉开发环境搭建、Bootloader移植、Linux内核裁减与移植、根文件系统的制作和移植,相关设备驱动程序的移植,为后续的应用开发提供了良好的软硬件平台。本文对指纹识别算法进行了深入的研究,选择和改进后的算法更适用于嵌入式平台,算法主要分为三个部分：指纹图像预处理、特征值提取和指纹匹配。其中预处理部分由归一化、分割、二值化、去噪、细化等算法组成,指纹匹配算法是基于二维群集的点模式匹配算法。最后应用MiniGUI设计了指纹识别系统的人机交互界面,并开发完成了基于嵌入式Linux的指纹识别系统。实测结果表明,本系统可以稳定的运行在ARM平台上,对指纹识别技术在嵌入式平台应用具有很大参考价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的目的和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 指纹识别系统设计方案
• 1.4 论文所做的主要工作
• 第二章 嵌入式LINUX开发平台搭建与实现
• 2.1 嵌入式系统概述
• 2.1.1 嵌入式系统的特点
• 2.1.2 嵌入式操作系统
• 2.1.3 嵌入式Linux系统组成
• 2.2 嵌入式LINUX交叉编译环境的搭建
• 2.2.1 宿主机的选择
• 2.2.2 配置服务
• 2.2.3 交叉编译环境的建立
• 2.3 BOOTLOADER移植
• 2.3.1 Bootloader选择
• 2.3.2 U-Boot移植
• 2.3.3 U-Boot的配置与烧写
• 2.4 内核裁剪
• 2.4.1 Linux2.6.24内核
• 2.4.2 编译内核
• 2.5 设备驱动程序移植
• 2.5.1 Linux设备驱动基础
• 2.5.2 NAND Flash驱动移植
• 2.5.3 网卡驱动
• 2.5.4 LCD驱动移植
• 2.5.5 触摸屏驱动移植
• 2.5.6 FPS200驱动移植
• 2.6 根文件系统的设计
• 2.6.1 根文件系统格式
• 2.6.2 移植BusyBox
• 2.6.3 完善根文件系统
• 2.7 本章小结
• 第三章 指纹识别算法研究
• 3.1 指纹识别算法概述
• 3.2 指纹图像预处理
• 3.2.1 归一化
• 3.2.2 分割
• 3.2.3 基于点方向的二值化
• 3.2.4 去噪
• 3.2.5 细化
• 3.3 指纹特征提取
• 3.3.1 原始特征点提取
• 3.3.2 指纹图像中存在的伪特征点
• 3.3.3 伪特征点的去除
• 3.3.4 指纹特征提取实验结果
• 3.4 指纹特征匹配
• 3.5 本章小结
• 第四章 指纹识别系统设计与实现
• 4.1 嵌入式指纹识别系统简介
• 4.2 交互界面模块
• 4.2.1 MiNiGUI的移植
• 4.2.2 MiNiGUI编程
• 4.2.3 界面设计
• 4.3 指纹录入模块
• 4.4 指纹图像采集模块
• 4.5 指纹识别模块
• 4.6 本章小结
• 总结与展望
• 全文总结
• 未来研究展望
• 参考文献
• 致谢