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基于嵌入式系统的指纹识别算法的研究

白一彤  
【摘要】: 随着社会的飞速发展,对个人身份识别的需求无处不在,并且与日俱增。传统的身份识别方法的局限性和弊端表现得越来越明显。悄然兴起的生物特征识别技术,可以从本质上解决传统身份识别技术上的不足,因此正逐渐被认可。指纹识别技术发展至今已经成为生物特征识别技术中应用最为可靠、方便的一种类型。传统的基于PC机的指纹识别系统存在着体积大、不易携带、实时性差等缺点。这些使得基于嵌入式的指纹识别系统成为现在研究的热点。随着移动通信蓬勃发展和便携式设备的推陈出新,指纹识别技术在今后将被更多的应用于嵌入式设备。在这一背景下,基于嵌入式的指纹识别技术的研究无论对于让指纹识别从依赖于PC机向脱机使用发展以提高系统灵活性、实用性、性价比,还是对于拓展嵌入式系统的应用领域,都具有重大意义。 本文中,首先对指纹识别技术的特点、应用、市场概况做了研究。讨论了一系列嵌入式指纹开发涉及到的技术问题,给出了嵌入式系统一般开发步骤。对于指纹采集仪设备理论和参数等做了研究,并对几种类型的指纹采集仪做了对比。然后,对基于ARM嵌入式的指纹识别系统进行了研究,从系统硬件和软件两个方面对嵌入式指纹识别系统进行了设计,分析了设计开发过程中可能遇到的问题,给出了硬件设计框图及设计思路,并对软件算法流程作了分析。最后,着重研究了适用于嵌入式系统的指纹识别算法。提出了一种改进的指纹图像分割方法;对基于Gabor滤波器的指纹图像增强算法进行了改进;提出使用二级细化方法对指纹图像进行细化处理,即先使用传统的细化方法对指纹二值图进行粗细化,再使用改进后的OPTA算法对粗细化图进行二次细化。并且先后分别在二值化和细化处理后使用修复处理算法,提高了处理精度。通过针对指纹识别系统算法流程中的每一步骤,对现有的一些算法进行了简化和创新,提出自己的改进算法,最后得出一整套适合于在基于ARM的嵌入式系统上运行指纹识别算法。并将所有算法在PC机上编程实现。


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