隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,指紋識別技術(shù)被廣泛應(yīng)用到各種不同的領(lǐng)域。對于一般的指紋識別系統(tǒng),其設(shè)計要求具有很高的實時性和易用性,因此識別算法應(yīng)該具有較低的復(fù)雜度,較快的運算速度,從而滿足實時性的要求。所以有必要根據(jù)不同的識別算法采用不同的實現(xiàn)平臺,使得指紋識別系統(tǒng)具有較高的可靠性、實時性、有效性等性能要求。 SOPC片上可編程系統(tǒng)和嵌入式系統(tǒng)是當(dāng)前電子設(shè)計領(lǐng)域中最熱門的概念。NiosⅡ是Altera.公司開發(fā)的一種采用流水線技術(shù)、單指令流的RISC嵌入式處理器軟核,可以將它嵌入到FPGA內(nèi)部,與用戶自定義邏輯組建成一個基于FPGA的片上專用系統(tǒng)。 本文在綜合考慮各種應(yīng)用情況的基礎(chǔ)上,以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、指紋識別技術(shù)和嵌入式系統(tǒng)技術(shù)為理論基礎(chǔ),提出了一種有效可行的系統(tǒng)架構(gòu)方案。對指紋識別技術(shù)中各個環(huán)節(jié)的算法和原理進(jìn)行了深入研究,合理的改進(jìn)了部分指紋識別算法;同時為了提高系統(tǒng)的實時性,采用NiosⅡ嵌入式處理器和FPGA硬件模塊實現(xiàn)指紋圖像處理主要算法。論文主要包括以下幾個方面: 1、對指紋圖像預(yù)處理、特征提取和特征匹配算法原理進(jìn)行闡述,同時改進(jìn)了指紋圖像的細(xì)化算法,提高了算法的性能,并設(shè)計了一套實用的指紋特征數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu); 2、針對指紋圖像預(yù)處理模塊,包括圖像的歸一化、頻率提取、方向提取以及方向濾波,采用基于FPGA的硬件電路的方式實現(xiàn)。實驗結(jié)果表明,在保證系統(tǒng)誤識率較低、可靠性高的基礎(chǔ)上,大大提高了系統(tǒng)的執(zhí)行速度; 3、改變了傳統(tǒng)的單枚指紋識別方法,提出采用多枚指紋唯一標(biāo)識身份,大大降低了識別系統(tǒng)的誤識率; 4、改進(jìn)了傳統(tǒng)的基于三角形匹配中獲取基準(zhǔn)點的方法,同時結(jié)合可變界限盒思想進(jìn)行指紋特征匹配。 5、結(jié)合COM+技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù),開發(fā)了后臺指紋特征匹配服務(wù)系統(tǒng),實現(xiàn)了嵌入式指紋識別系統(tǒng)同數(shù)據(jù)庫的實時信息交換。 實驗結(jié)果表明,本文所提出的系統(tǒng)構(gòu)架方案有效可行,基于FPGA的自動指紋識別系統(tǒng)在速度、功耗、擴(kuò)展性等方面具有獨特的優(yōu)勢,擁有廣闊的發(fā)展前景。
標(biāo)簽:
FPGA
嵌入式
指紋識別
上傳時間:
2013-08-04
上傳用戶:laozhanshi111