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1、摘要本论文设计的是基于DSP的指纹采集系统设计与指纹图像预处理算法的研究与实现。基于数字信号处理器TMS320VC5502的指纹采集系统是以电容式固态指纹传感器FPS200来采集指纹，以数字信号处理器DSP为控制和计算核心，其中DSP模块由电源电路，复位电路，时钟电路，JTAG电路，外部存储器电路组成，然后通过CPLD器件为其外围逻辑电路，最终以USB的接口方式传给上位机。而所采集的指纹图像要通过图像的分割、指纹图像的二值化、指纹图像的细化等指纹图像预处理算法对原始图像进行预处理使之更清晰。先在指纹图像预处理过程中，提出了结合方差法和方向图法的分割方法。在指纹分割的基础上，选用了应用方向重心改
2、进的二值化算法对分割后的指纹图像进行二值化操作。最后，本论文选择了OPTA细化算法对二值化后的指纹图像进行了细化。关键词：指纹采集系统,DSP,指纹图像预处理 AbstractThis thesis is the design of fingerprint acquisition system design based on DSP and the research and implementation of fingerprint image preprocessing algorithm.TMS320VC5502 fingerprint acquisition system based o
3、n digital signal processing is based on capacitance sensor for solid-state fingerprint of FPS200 to collect fingerprints,the digital signal processing for DSP is the core of control and calculation,and DSP modules by the power supply circuit, reset circuit, clock, JTAG circuit,external memory circui
4、t, then through CPLD devices regard as its external logical circuit, ultimately to USB interface to PC.Through the fingerprint image segmentation, fingerprint image binarization, thinning algorithm for fingerprint image preprocessing preprocess the original image of fingerprint image to make it clea
5、rer.Firstly,In the process of fingerprint image preprocessing,it offered a method of combining variance method and pattern of segmentation.Based on fingerprint segmentation, it chooses in the focus of the direction of the improved binarization algorithm after the fingerprint image segmentation to ma
6、ke binarization.Finally, in this thesis I have selected the OPTA thinning algorithm after fingerprint images binarization to go on thinning.Key Words：Fingerprint Acquisition System, DSP, Fingerprint Image Preprocessing / 文档可自由编辑打印目录摘要1Abstract2引言11绪 论21.1课题的背景及意义21.1.1课题的背景21.1.2课题的意义31.2发展历史及国内外现状4
7、1.3生物识别技术简介51.4指纹识别技术简介61.5指纹识别技术相对于生物识别技术的优点72硬件电路设计102.1系统总体方案设计102.2指纹采集模块设计112.2.1指纹传感器介绍112.2.2 FPS200指纹传感器简介122.2.3 FPS200指纹传感器的硬件电路设计132.3 CPLD模块设计152.3.1 CPLD简介152.3.2 CPLD硬件电路设计152.4 DSP硬件电路设计162.4.1 系统TMS320VC5502 DSP芯片功能162.4.2电源模块设计172.4.3复位电路设计182.4.4时钟电路设计182.4.5 JTAG接口电路设计192.4.6 SDRA
8、M接口电路设计202.4.7 Flash接口电路设计202.5 USB模块设计213指纹图像预处理算法分析233.1预处理分析233.2指纹图像的分割233.3指纹图像的二值化313.4指纹图像的细化334软件设计384.1 CCS集成开发环境概述384.2程序设计概述384.2.1 DSP程序设计404.2.2 FPS200程序设计40结 论42参 考 文 献43附录A系统硬件原理图44致谢45引言生物识别技术是根据人体自身的生理特征来识别个人身份的，这种技术是目前最为方便与安全的识别系统。使用生物识别技术的话，我们无须携带身份证或智能卡，也不需要记住烦琐的密码，就可以进行个人身份的识别。生
9、物识别技术已成为一种公认的最为方便和安全的身份认证技术。而指纹的采集作为指纹识别系统中的一个重要环节也越来越受到人们的重视, 高质量的指纹采集技术已成为一个重要的研究课题1。90年代中期开始出现半导体的指纹传感器。最初的这类传感器采集的图像质量和光学传感器有较大差距，但是随着半导体技术的进步，它采集的图像质量也越来越高，现在这两种传感器采集的图像质量差距已经很小。半导体传感器具有价格低、体积小优点，特别适合集成在普通的消费电子产品中，大有取代光学传感器的趋势。半导体型采集器是指纹产品进入民用市场的趋势，基于这种趋势，本文展开了基于半导体指纹芯片的指纹采集研究，通过指纹技术的最前端环节指纹传感器
10、来开发出自己特有的图像采集系统是本课题研究的目标。高质量指纹采集不仅是降低指纹识别算法难度的关键，也是提高指纹识别准确率的关键，更是保证指纹技术得以大力推广应用的基石。国内嵌入式指纹识别技术之所以得不到快速发展，原因就在于指纹采集技术的落后。获取高质量的指纹数据是降低指纹识别算法复杂性的一个最主要途径。因此，在我国研究和开发拥有自主产权的指纹采集终端是紧迫的。本文研究从指纹图像的可采集性和指纹数据传输方式出发研究指纹采集系统的软硬件实现。基于数字信号处理器TMS320VC5502的指纹采集系统是以指纹传感器FPS200为采集头，以数字信号处理器DSP为控制和计算核心的，通过CPLD器件为其外围
11、逻辑设计，最终以USB的接口方式传给计算机。1绪 论1.1课题的背景及意义1.1.1课题的背景随着计算机技术的发展，特别是模式识别技术和图象处理技术的飞速发展以及大规模集成电路的出现及其性能的提高，使得用高速高效的自动指纹识别系统来替代人工识别成为了可能。自从二十世纪六十年代开始，为了解决人工鉴别指纹工作量很大而且效率低的难题，美国FBI、英国家庭办公室以及法国巴黎警察局开始研发了自动指纹识别系统(AFIS)，并取得了非常好的效果。目前，指纹识别已被全球大部分国家接受与认可，并广泛地应用到政府、军队、银行、社会福利保障、电子商务和安全防卫等领域。由于在国外其开发指纹识别系统比较早，而且主要是利
12、用计算机进行指纹识别，所以有比较成熟技术。许多大的公司如Intel、Microsoft、数码人等均成立了专门的机构从事该项技术的研究、开发及应用。其中最具有代表性的是AFIS(Automatic Fingerprint Identification system)自动指纹系统，该系统是利用计算机的技术实现的，其具有灵活系统结构，可以构建大型数据库，但是该系统价格昂贵，而且由于需要连接到计算机，限制了系统在很多其他方面的应用。当然，目前国外也有一些相对较小的指纹识别系统，比如数码人公司的系统。但他们的产品都存在价格很昂贵、应用的灵活性差、多使用较大体积光学传感器等问题 2。自1998年以来，国内
13、指纹识别技术也得到了长久发展。目前，国内的生物识别技术市场正处于诸侯割据的萌芽的阶段。国内上百家从事指纹识别技术应用企业除北大高科、中科院自动化所和西安青松等几家科研机构拥有自主产权外，其他的多以代理国外产品为主，拥有自主知识产权核心技术并不多。在性能上无论从精度还是从效率上来看，都均不如国际领先水平的同类产品。其所使用方法复杂，使用环境要求很高，而且硬件平台实时性差，接口能力也比较弱。现在，随着高集成的指纹传感器的引入及其飞速发展，指纹数据的优质采集将达到一个更高的水平，研究指纹采集的通用方法及相应软件是一件十分有意义的工作。利用新型传感器采集高质量的指纹图像，指纹识别技术的逐渐成熟，可靠的比对算法的发现都将为指纹识别技术提供更广阔的舞台。需要全部论文的加我QQ 2461557555 还有该论文的 开题报告、任务书、论文、Protel原理图 、外文文献等
