基于FPS200的自适应指纹采集算法
指纹识别系统设计
指纹识别系统设计题目:指纹识别系统设计专业：电气工程及其自动化学生姓名：陈指导教师：黄摘要指纹作为人体的重要特征具有长期不变性和唯一性已经成为生物识别领域的重要手段通过指纹特征来鉴别人的身份的技术正在得到越来越广泛的应用随着指纹检测技术和指纹识别算法的不断改进指纹识别技术还将在越来越多的部门得到更广泛的应用。
针对指纹的唯一性和终身不变性的特点．提出了一种基于FPS200固态指纹传感器和TMS320VC5402 DSP 芯片的快速指纹识别系统，促使指纹识别设备向小型化、嵌入式、自动化方向发展；对系统的组成原理、指纹采集和指纹图像处理力法进行了分析；结合FPS200和TMS320VC5402芯片的特性，对系统硬件核心和图像采集电路做了详细介绍，并给出系统硬件设计方案、软件设计流程;实验结果表明．系统指纹采集效率高，识别速度快，识别结果准确可靠；该系统性能稳定．实用性强，应用范围广泛。
关键词：指纹识别；TMS320VC5402;DSP；指纹采集；图像处理AbstractAs the uniqueness and constancy of fingerprint ,a quick fingerprint recognition system based on fingerprint sensor FPS200 and DSP chip TMS320VC5402 is presented. The composing principles of the system , fingerprint collection and fingerprint image processing methods are introduced particular .with the characteristics of FPS200 TMS320VC5402 ,the core of the hardware collecting circuit and the designs of the hardware and software are introduced in details. The results of experiments indicated that this system works with great fingerprint collection efficiency, high recognition speed and credible recognition results because of the stead performance and practicability the system will have wide application area .目录1 任务提出与方案论证11.1 任务提出 (6)1.2 方案论证 (6)2 总体设计 (7)2.1指纹识别系统原理 (7)2.2指纹采集与图像处理 (7)3 详细设计 (9)3.1硬件设计 (9)3.2软件设计 (16)4 总结 (22)5 参考文献 (23)1任务提出与方案论证1.1任务提出指纹作为人体的重要特征具有长期不变性和唯一性已经成为生物识别领域的重要手段通过指纹特征来鉴别人的身份的技术正在得到越来越广泛的应用随着指纹检测技术和指纹识别算法的不断改进指纹识别技术还将在越来越多的部门得到更广泛的应用在指纹检测与处理过程中有一个非常重要的问题就是依赖计算机来处理指纹特征还是依赖于嵌入式平台应该来说计算机速度快用来进行指纹识别当然不会存在速度问题但是指纹识别技术正进入一些离线型设备中如指纹门禁系统含指纹信息的身份证等由于多方面的原因这些设备不适合利用PC 机进行在线处理这样就需要采用嵌入式系统使用嵌入式平台进行指纹检测与识别实际上包含两个问题：(1) 研制能进行指纹处理的开发板它应该成本低，运行速度快，使用方便和独立运行等(2) 研究一整套能使用在该开发板的指纹识别算法传统算法复杂并且运算量比较大，所以需要一整套算法简单运算速度快的基于嵌入式应用的指纹识别算法1.2 方案论证：本文就是说明基于嵌入式应用的指纹开发板，它具有指纹检测与处理功能能够离线使用美国Veridicom 公司开发了用于指纹检测与处理的开发板MatchBoard 该开发板使用NEC μProc 822/823 64 位ASIC 单片机系统扩展了1MB 的SDRAM 存储器和8MB 的Flash存储器日本BMF 公司也推出了一款类似的开发板。
基于 FPS200的指纹门禁系统设计
１指纹 门禁 的硬 件总体 设计
本设 计 中的硬件 电路 主要 有 ： Ｆ Ｐ Ｓ ２ ０ ０指纹 传感 器
电路 ， ＭＳ Ｐ ４ ３ ０ Ｆ ４ ４ ９最小 系统 电路 ， 指示 报警 电路 ， 系统 供 电电源 电路 ， 门锁驱动电路 ， 存储器 电路 ， 模 式开关 电 路 。指纹 门禁硬件 的总体框 图如图 １ 所示 。
和 准确性使其具 有极 高的安全性 和可靠性 ， 越来越广泛
地应用 于安防领 域『 ｌ 】 。本 文主要介绍 了指纹门禁 的硬件 与软件设计 。
本设 计在硬 件方面以 Ｆ Ｐ Ｓ ２ ０ ０ 指纹 传感器采集 图像 信 息 ，以 ＭＳ Ｐ ４ ３ ０ Ｆ ４ ４ ９单 片机为 控制核 心控 制 Ｆ Ｐ Ｓ ２ ０ ０
ｄ ｏ ｎ ｇ Ｑ ｉ ｎ ｇ ｄ ａ ｏ ２ ６ ６ ５ ９ ０ ； ２ ． Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ｆ ｏ Ｃ ｏ ｍｐ ｕ ｔ ｅ ｒ ｎｄ ａ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ Ａ ｕ ｔ ｏ ｍａ ｔ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ． Ｙａ ｎ ｔ ａ ｉ Ｎ ａ ｎ ｓ ｈ ａ ｎ
Ｆ ＰＳ ２０ ０． ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄｕ ｃ ｅ ｄ ｔ ｈ ｅ ｈ ａ ｒ ｄｗａ ｒ ｅ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ａｎ ｄ ｓ ｏ ｆ ｔ ｗａｒ ｅ ｐｒ ｇ ｒ ｏ ａ ｍｍ ｉ ｎ ｇ ｏ ｆ ｆ ｉ ｎ ｇｅ ｒ ｐｒ ｉ ｎ ｔ ａ ｃ ｃ ｅ ｓ ｓ ｃｏ ｎ ｔ ｒ ｏ １ ． Ｋｅ ｙ ｗ ｏｒ ｄｓ ： Ｆ ＰＳ ２ Ｏ Ｏ； ｆ ｉ ｎ ｇ ｅｒ ｐｒ ｉ ｎ ｔ ｉ ｄｅ ｎ ｔ ｉ ｆ ｉ ｃａ ｔ ｉ ｏ ｎ ； ｅ ｎ ｔ ｒ ａ ｎ ｃｅ ｇ ｕａ ｒ ｄ
基于SOC芯片的指纹数据采集系统设计
・234・计算机测量与控制.2009.17(1) Computer Measurement &Control 数采与处理收稿日期:2008205227; 修回日期:2008206230。
作者简介:程文波(19792),男,四川西充人,博士研究生,讲师,主要从事现代信号与信息处理的研究。
王华军(19642)男,四川眉山人,博士,教授,博士生导师,主要从事现代信息通信技术方向的研究。
文章编号:167124598(2009)0120234203 中图分类号:TP274 文献标识码:A基于SOC 芯片的指纹数据采集系统设计程文波1,王华军2(11成都理工大学信息工程学院,四川成都 610059;21宜宾学院物理学与电子信息系,四川宜宾 644007)摘要:介绍一种基于SOC 芯片μPSD3234A 和指纹数据采集芯片FPS200设计的指纹数据采集系统;首先分析了指纹数据采集系统的各个功能模块,然后给出了系统的总体设计、各硬件接口电路和软件编程的设计,其中μPSD3234A 与上位机的通信采用USB 方式,总线接口采用MCU 接口模式,用以实现实时的数据采集;该设计可靠性比较高,易于二次开发与扩展,避免了设计冗余,提高了系统性价比;实验结果表明,采集得到的指纹图像比较清晰,失真较小。
关键词:SOC ;μPSD3234A 芯片;FPS200芯片;指纹数据采集A System Design of Fingerprint Data AcquisitionB ased on SOC ChipCheng Wenbo 1,Wang Huajun 2(11College of Information Engineering ,Chengdu University of Technology ,Chengdu 610059,China 21Department of Physics and Electronic Information ,Y ibin University ,Y ibin 644007,China )Abstract :This paper briefly introduces design of fingerprint data acquisition based on SOC chip μPSD3234A and fingerprint sensor FPS200.Function of every module was analyzed ,as well triumphantly carries out t he hardware interface circuit and software munication of Host PC and μPSD3234A use USB ,bus interface use model of MCU interface ,in order to realize real -time data acquisi 2tion.This system has high reliability ,easy to development and expansion for t he second time ;avoid redundancy design ,to improving Per 2formance -price Ratio.The outcome of experiment s indicates t hat t he data obtained wit h t his system are clearer and less distorted.K ey w ords :system on chip ;μPSD3234A ;fingerprint sensor FPS200;fingerprint data acquisition图1 采集系统总体设计0 引言SOC (System On Chip ,片上系统)技术是一种高度集成化、固件化的系统集成技术。
基于FPS200的指纹采集系统与图像增强处理
第２ ５卷 第 ３期 ２０ ０ ７年 ５月
吉 林 大 学 学 报 （ 息 科 学 版） 信
Ｊｕｎ ｌ ｆ ｉｎＵ ｉｅｓｙ（ｎ ｒ ｔ ｎＳｉｎｅＥ ｉｏ ） ｏｒ ｌ ｎｖｒｔ Ｉｆ ｍａｏ ｅｃ ｄｔ ｎ ａ ｏＪｉ ｉ ｏ ｉ ｃ ｉ
摘要 ：为了提高 自动指纹识别系统 Ａ Ｉ （ ｕｏ ａ ｄＦｎｅ ｒ ｔ ｄ ｎｆ ａｉ ｙｔｍ） 中指纹 图像 采集 的质量 ， ＦＳ Ａ ｔｍ ｔ ｉｇｒ ｉ ｅｔ ｃｔ ｎＳｓ ｅ ｐｎＩ ｉ ｏ ｉ ｅ 降低采集系统的实现复杂度 ，提 出了一种基于新型半导体指纹传感器 Ｆ Ｓ０ Ｐ ２０的指纹 图像采集方案 。并 通过平 滑滤波 、锐化 、二值化等算法对原始图像进行了增强处理 。在 不同 的工作 参数 和采集条件 下进行 了实验 。结 果表明 ，该 指纹 采集 系统可 以简便可靠地获取指纹图像数据 ，并且通 过图像增 强处 理能够得 到较清晰 的图像 ，
适用于 Ａ Ｉ ＦＳ的各种后端处理 。
关键词 ：指纹采集 ；自动指纹识别系统 ；Ｆ ｓ０ Ｐ ２０指纹传感器 ；指纹增强 ；图像滤波
中图分类号 ： Ｎ ９ ． １ Ｔ ３ １４ 文献标识码 ： Ａ
Ｆ ｎ ｅ ｐ ｉｔＡｃ ｕ ｓｔ ｎ Ｓ ｓｅ ａ ｄ Ｉ ｇ ｈ ｎ ｅ ｎ ｒ ｃ ｓ ｉｇ ｉｇ ｒ ｒｎ ｑ ｉｉｉ ｙ ｔｍ ｎ ｍａ ｅ Ｅｎ ａ ｃ ｍｅ ｔＰ ｏ ｅ ｓｎ ｏ Ｂａ ｅ ｎ Ｆ ２ ０ ｓ ｄ ｏ ＰＳ ０
ＭＥＮＧ ｅ ，Ｌ Ｕ ａ ｇ ｄ Ｌ ｉ Ｉ Ｇｕ ｎ － ａ，ＤＥＮＧ Ｇｕａ ｇ ｆ ｎ －ｕ，ＺＨＵ ｎ Ｐｉｇ，Ｔ ＡＮ ｅ Ｉ Ｌｉ
（ ｏ ｅｅｏ ｓ ｕ ｎａｉ ｎ ｌｃ ｉａ Ｅ ｇｎｅｉｇ ｉｎＵ ｉ ｒｉ ，Ｃ ａｇｈ ｎ１０ ６ ，Ｃ ｉａ Ｃ ｌｇ ｆｎｔ ｍｅｔ ｏ ａｄＥｅｔｃｌ ｎｉｅｒ ，Ｊ ｉ ｎｖ ｓｙ ｈｎｃ ｕ ３ ０ １ ｈｎ ） ｌ Ｉ ｒ ｔｎ ｒ ｎ ｌ ｅ ｔ
指纹采集芯片采用电窖式传感器芯片FPS200.FPS200电容式传重点
指纹采集芯片采用电窖式传感器芯片FPS200。
FPS200电容式传感器在1.28 cm×l.50cm见方的表面集成了256×300个电容器。
它提供有与8位微处理器相连的接口，并且内置8位高速A/D转换器．可直接输出8位灰度图像。
传感器采用标准CMOS技术，获取的图像大小为256×300，分辨率为500DPI(点每英寸)。
1系统基本结构1．FPS200的内部结构FPS200传感器的每一列都有两个采样一保持电路，一个用来存储放电前电容两端的电压，另一个用来存储放电后电容两端的电压。
两个采样一保持电路的差值可以度量电容的变化。
先指定行高阶地址寄存器(RAH)和行低阶地址寄存器(RAL)中的数据以指定待读取的行，再指定列地址寄存器(cAL)从而启动行捕获，等待一段时问(行捕获时间)后，连续读取控制寄存器(CTRLA)，获得某一点的指纹采样位，读完会自动触发下一次A／D转换，读完一行后再写入RAH，RAL 以读取下一行，直至最后一个像素。
在参数设置方面，其中PGC是放大倍数，通过它不能消除．汗渍(模糊)：D cR和DTR的组合大小和背景色，以及双指纹现象有关。
·DCR：越小DTR耍越大．DTR可变范围越大(可变范围指：图像不太黑，同时没有双指纹)·PGC：越人DTR可凋范围变小，PGC太小时整个图像将变成灰色，很难区分指纹和背景。
·DCR：越大将有效抑制汗渍(模糊)。
但是DCR达到最人时背景为灰色，虽然指纹没有模糊。
用减小PGC来看：此时整个图像为灰色。
而PGC很大时调整范围小,图像不足很好。
2系统硬件电路结构图设计指纹采集模块的时候山十考虑到指纹芯片价格昂贵，万一设计存在错误将会造成很大的浪费，同时也考虑到以后在制作产品的时候指纹采集模块安装方便，所以将指纹模块单独设计成一块电路扳连接在扩展板上面。
FPS200接口电路如图9-9所示。
FPS200和ARM CPU接线(布线要求)建议如下：(1)为丁减少干扰，ARM输出到FPS、ARM的RD／WR输出到FP．这些数据线段中间不能再接其他线，即其他的器什的数据线和RD线不能与FPS共用。
指纹图像采集系统的设计与实现
指纹图像采集系统的设计与实现
李俊;吴怀宇;李腾飞;艾峥;赵新
【期刊名称】《传感器与微系统》
【年(卷),期】2005(024)001
【摘要】介绍了一种新型CMOS指纹图像传感芯片--FPS200的结构特点、性能及其工作原理,设计并实现了基于FPS200和微控制器的RS232串行接口指纹图像采集系统,具体说明了系统的硬件构成和运行流程.该系统具有自动指纹检测、功耗低、成本较低等优点.对系统采用不同的参数进行了实验,实验结果显示:该系统采集的指纹图像变形较小、清晰度较高.
【总页数】3页(P38-39,42)
【作者】李俊;吴怀宇;李腾飞;艾峥;赵新
【作者单位】武汉科技大学,信息科学与工程学院,湖北,武汉,430081;武汉科技大学,信息科学与工程学院,湖北,武汉,430081;武汉科技大学,信息科学与工程学院,湖北,武汉,430081;武汉科技大学,信息科学与工程学院,湖北,武汉,430081;武汉科技大学,信息科学与工程学院,湖北,武汉,430081
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.41
【相关文献】
1.指纹图像采集系统的设计 [J], 程琼
2.基于传感器MBF200的指纹图像采集系统设计 [J], 韩玉芹;祖先锋
3.基于达芬奇技术的指纹图像采集系统设计实现 [J], 杨迪;朱明;吕柯岩
4.全频段多系统全球导航卫星系统数据采集系统的设计与实现 [J], 邓仕海;姚铮
5.基于ARM的嵌入式指纹图像采集系统设计 [J], 马蓓绯
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基于FPS200传感器和DSP的指纹识别系统设计
第９ 卷
第 １期 ０
电 手元 器 件 主 用
Ｅ ｅ ｔ ｎ ｃＣ ｍｐ ｎ ｎ ＆ Ｄｅ ｉｅＡｐ ｌ ａ ｉｎ ｌ ｃｒ ｉ ｏ ｏ ｅ ｔ ｏ ｖｃ ｐｉ ｔ ｓ ｃ ｏ
Ｖｏ ． ． ０ １ Ｎｏ １ ９ ０ｃ．２ ０ ｔ ０７
括 ２ ６Ｋ ５ Ｂ的Ｆ Ａ Ｈ和２ ６Ｋ 的Ｓ Ａ ＬＳ ５ Ｂ Ｒ Ｍ。程 序 代 码 放 在Ｆ Ｓ ；算法运 行 过程 中的临 时指 纹 图像 Ａ Ｌ Ｈ中
数 据则 存 放 于 片外 Ｓ Ａ Ｒ Ｍ，最 后 的指 纹 特征 模 板 则存储 于Ｆ Ｓ Ｅ Ｒ Ｍ中 。 Ａ Ｌ ＨＥ Ｐ Ｏ
Ｓ Ｉ Ｐ
兰 堡 兰 ｒ ｓＴ 堡茔 Ｅ
ＸＴ Ｌ Ａ
图 ２ Ｆ Ｓ ０ 的 结 构 框 图 Ｐ２０
２ 电手元 器 件 主用 ４
２ｏ． ０ ７１ ０
． ｄ．ｎ ｅ ａｃ ｃ
维普资讯
第９ 卷
２ ７第０期 ０ 年 ｌ ０ ｌ０ 月
姆爨镣瘗
Ｆ Ｓ ０ 是一 种基 于 电容充 放 电原理 的触摸 式 Ｐ ２０
Ｃ Ｓ 感 器 。其 外 面是 绝 缘表 面 ，传 感 器 阵列 ＭＯ 传 的每一 点都是 一个 金属 电极 。手指 则 充 当电容 器
１０ ＇
Ｖ ｒ ｉ ｍ 司 的固态指纹 传感 器件Ｆ ｓ ０ 。 ｅｉ ｃ 公 ｄｏ Ｐ ２ ０
电压 值通 过 内置 的８ 位模 数 转 换 器 ，便 可 以获得 具有 灰度 等级 的指纹 图像 。
ＵＳ Ｂ
ＡＤ ／转换器 ｝＿ＡＮ ・－ Ｉ ．
参考处理 、特征提取 、特征匹配等过程。
识别 时 ．可 由计 算机 对预存 的模 板 与 当前获 得 的 特征 数 据进 行 比较 。以计 算 出它 们 的相 似 程 度 ，
基于嵌入式的指纹识别系统的设计
指纹识别作为生物特征识别的一种,在身份识别上有着其他识别方法不可比拟的优越性,指纹自动识别技术的应用非常广泛,几乎所有需要进行安全性防范的场合均可以运用指纹自动识别技术。嵌入式指纹识别系统具有极高的安全性和易用性,高性能价格比的DSP已逐渐应用于指纹识别技术中,并且发挥着越来越重要的作用。
目前的多数指纹识别系统是将指纹图像采集到计算机中,然后利用计算机进行识别。但该方法不但占用了主机系统的资源,同时也限制了指纹图像处理的速度。而本文介绍的采用Veridicom公司的固态指纹传感器件FPS200和TI公司生产的DSP芯片TMS320VC5416(以下简称:C5416)作为核心处理器构造的指纹识别系统不但可脱机工作,也可通过接口进行二次开发,并可快捷地整合到其它系统中[1]。
关键词:指纹识别;FPS200;嵌入式系统
中图分类号:TP391文献标识码:A文章编号:1009-3044(2009)24-6975-02
Design of The Embedded Fingerprint Recognition System
JI Yu-ru, WANG De-zhong
(Jilin Institute of Chemical Technology, Jilin 132022, China)
1指纹识别算法
指纹识别是用取像设备读取指纹图像,并通过软件提取指纹图像中的特征数据,然后根配算法得到的结果来鉴别指纹所有人的身份,大多数指纹识别系统都是依靠提取指纹的细节特征点来实现指纹的识别[2],其特征提取过程主要分为指纹图像归一化、计算方向图、计算图像有效区域、计算指纹频率、指纹图像增强、二值化、指纹图像细化以及细化后处理等步骤组成[3]。整个的算法运行流程如图1所示。
基于NiosⅡ与FPS200的半导体指纹采集系统设计
耀
基 于 ＮｉｓＩ与 Ｆ Ｓ ０ Ｉ ｏ ２ ０的 Ｐ 半导 体 指纹 采集 系统 设 计
■ 桂 林 电子 科 技 大 学 陈 石 － 付 佃 华 李 全 Ｔ －
介 绍 指 纹 采 集 技 术 的 发 展 与 现 状 ， 出一 种 基 于 ＮｉｓＩ 的 嵌 入 式 指 纹 采 集 系 统 ； 过 自定 义 Ｆ Ｓ ０ 提 ｏ Ｉ 通 Ｐ ２０
３种 接 口 方 式 ： ８位 微 机 总 线 接 口 、 Ｂ 全 速 接 口和 Ｓ Ｉ ＵＳ Ｐ
开 发 板 为 硬 件 平 台 ， 以 指 纹 传 感 器 芯 片 和 Ｖ Ａ 接 口控 配 Ｇ
制 电路 ， 现一 种 嵌 入 式 自动 指 纹采 集 方 案 。 实
接 口。其 传 感 区 域 为 ２ ６ ３０阵 列 ， 辨 率 为 ５０ｄ ｉ ５× ０ 分 ０ ｐ，
识 别 技 术 越 来 越 受 到 人 们 的 重 视 。 指 纹 作 为 人 体 中 最 明 显 的外 表特 征 之 一 ， 有 唯一 性 、 定 性 、 遍 性 和 易 于 采 具 稳 普
纹 图像 ； 导 体 压 感 式 传 感 器 ， 纹 的 外 表 地 形 （ 凸 ） 半 指 凹 压
在 具 有 弹性 的压 感 介 质 材 料 ， 化 为 相 应 的 电 子 信 号 ， 转 产
１ 指 纹 采 集 技 术发 展 与现 状
目前 市 场 上 有 多 种 不 同 的 指纹 采 集 系统 ， 指纹 采 集 技 术 主要 有 光 学 指 纹 采 集 、 导 体 指 纹 采 集 和超 声 波 指 纹 采 半
集 。
内置 ８位 模 ／ 转 换 器 ， 作 电压 为 ３ ３ ５ Ｖ。本 设 计 选 数 工 ．～
基于MBF200的指纹识别算法的研究的开题报告
基于MBF200的指纹识别算法的研究的开题报告一、研究背景和意义指纹识别技术在现今社会中得到了广泛应用，特别是在人脸识别、门禁安全、银行金融等领域中。
指纹识别技术作为一种最为成熟的生物特征识别技术，其性能受到了广泛关注。
指纹识别技术具有非常重要的实际应用价值，但是目前市场上的指纹识别模块存在着一些识别率低、稳定性差等问题。
因此，对基于MBF200的指纹识别算法进行研究，提高识别率和稳定性，是非常有实际意义的。
二、研究内容和方法步骤本研究将基于MBF200芯片，研究和开发一套面向指纹识别的算法。
具体研究内容和方法步骤如下：1.建立指纹数据库：在实验室内建立大量的指纹图片数据库，以此作为训练数据和测试数据，利用MATLAB工具进行处理和分析。
2.指纹图像的预处理：采用特定的指纹图像去噪算法、滤波算法以及图像增强算法等方法对采样的指纹图像进行处理和分析，提取出指纹图像的特征。
3.指纹特征的提取：采用基于MBF200的指纹特征的提取算法，主要包括Minutia角点算法、Gabor滤波算法及方向图等方法，分析和提取出指纹图像的关键特征。
4.指纹特征的匹配：采用基于MBF200的指纹特征匹配算法，对提取出来的指纹特征与数据库中存在的指纹特征进行比对和匹配，获得较为准确的指纹识别结果。
5.实验验证：采用所提出的基于MBF200的指纹识别算法进行实验验证，对其进行性能测试和分析，从而验证该算法的准确性和稳定性。
三、预期目标和创新点本研究的预期目标是设计和实现一套具有高识别率、高稳定性的基于MBF200的指纹识别算法，提高指纹识别的应用处理速度与信道带宽使用性能，并应用于金融、安防、智慧物联等领域。
本研究的创新点在于：1.针对MBF200芯片的指纹识别算法的研究与开发，充分利用芯片硬件资源，增加了算法的可靠性和稳定性。
2.提出了一种新的指纹图像的预处理方法和特征提取方法，能够提高指纹特征的准确性和稳定性。
3.在指纹特征匹配方面，采用了新的算法，提高了算法的精确度和匹配速度，采用该算法的指纹识别系统可以快速实现指纹图像的识别和匹配。
基于FPS200传感器和DSP的指纹识别系统设计
ＣＰＬＤ作 为 接 口 和 逻 辑 控 制 器 件 ， 其 内 部 集 成有地址发生器和与ＤＳＰ的握手控制电路， 可用 于 完 成 整 个 系 统 的 片 选 、 中 断 、 通 用Ｉ／Ｏ的 配 置 等功能， 同时可将指纹图像直接存储到ＳＲＡＭ中， 并 在 采 集 完 一 幅 图 像 后 通 知ＤＳＰ数 据 已 准 备 好 。 本 设 计 中 的 ＣＰＬＤ选 用 美 国 Ａｌｔｅｒａ 公 司 的 ＭＡＸ３０００ 系列ＥＰＭ３１２８ＡＴＣ１００－ １０。
强度； 其图像的边缘强度算子可以定义为：
Ψｉ，ｊ＝｜ｆ （ｘ＋１，ｙ－ １） ＋２ｆ （ｘ＋１，ｙ） ＋ｆ （ｘ＋１，ｙ＋１） － ｆ （ｘ－ １，ｙ－ １） － ２ｆ （ｘ－ １，ｙ） － ｆ （ｘ－ １，ｙ＋１） ｜＋｜ｆ （ｘ－ １，ｙ＋１）
＋２ｆ （ｘ，ｙ＋１） ＋ｆ （ｘ＋１，ｙ＋１） － ｆ （ｘ－ １，ｙ－ １） － ２ｆ （ｘ，ｙ－ １）
ＴＭＳ３２０ＶＣ５４１６有２３根 地 址 线 可 以 用 来 对 程 序空间进行寻址， 并可直接对８ ＭＢ空间进行寻址 ［２］， 本 系 统 只 需５１２ ＫＢ的 寻 址 空 间 ， 所 以 只 需 使 用 其 中 １９ 根 地 址 线 。 设 计 时 可 利 用 高 位 地 址 Ａ１９ 来 区 分ＦＬＡＳＨ和ＳＲＡＭ， 可 将ＤＳＰ地 址 线 中 低 １５ 位直接与ＦＬＡＳＨ中的Ａ０～Ａ１４相连， 地址高３位通 过ＣＰＬＤ来 控 制 寻 址 。 为 了 对 存 储 器 进 行 统 一 的 逻 辑 控 制 ， 本 系 统 由 ＣＰＬＤ并 完 成 片 选 、 中 断 、 复位、读写使能等功能
从而得到两幅指纹图像的匹配结果。指纹自动识 别系统 （ＡＦＩＳ） 的简单流程如图１所示。
基于自适应投影的指纹模板生成算法
收稿日期：２０１９ ０５ ２３；修回日期：２０１９ ０７ ２０ 基金项目：国家自然科学基金资助项目（６１３０１０９１）；陕西省自然科学基础研究计划青年项目（２０１７ＪＱ６０１０） 作者简介：党力（１９９３ ），女，陕西咸阳人，硕士研究生，主要研究方向为生物特征识别（ｄａｎｇｌｉ＿ｘｕｐｔ＠１６３．ｃｏｍ）；张雪锋（１９７５ ），男，陕西户县人，教授，博士，主要研究方向为信息安全；赵强（１９９３ ），男，陕西宝鸡人，硕士研究生，主要研究方向为模式识别与图像处理．基于自适应投影的指纹模板生成算法党 力，张雪锋，赵 强（西安邮电大学网络空间安全学院，西安７１０１２１）摘 要：针对现有指纹模板生成算法存在的准确性较低、安全性较差的问题，提出一种基于自适应投影的指纹模板生成算法。
该算法将有效细节点对之间的距离垂直投影到自适应圆上，并对投影后的向量进行量化得到比特串。
此外，为增强数据的安全性及隐私性，采用异或和随机索引置乱变换对比特串进行处理，最终生成指纹模板。
在数据库ＦＶＣ２００２ＤＢ１和ＤＢ２中的实验结果表明，该算法相较于对比算法，具有较高的准确性和安全性。
关键词：指纹模板；自适应投影；异或；置乱中图分类号：ＴＰ３９１ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００１ ３６９５（２０２０）１０ ０４３ ３０９１ ０５ｄｏｉ：１０．１９７３４／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１ ３６９５．２０１９．０５．０２３６ＦｉｎｇｅｒｐｒｉｎｔｔｅｍｐｌａｔｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｂａｓｅｄｏｎａｄａｐｔｉｖｅｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎＤａｎｇＬｉ，ＺｈａｎｇＸｕｅｆｅｎｇ，ＺｈａｏＱｉａｎｇ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｙｂｅｒｓｐａｃｅＳｅｃｕｒｉｔｙ，Ｘｉ’ａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＰｏｓｔｓ＆Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｘｉ’ａｎ７１０１２１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｉｍｉｎｇａｔｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓｏｆｌｏｗａｃｃｕｒａｃｙａｎｄｐｏｏｒｓｅｃｕｒｉｔｙｉｎｅｘｉｓｔｉｎｇｆｉｎｇｅｒｐｒｉｎｔｔｅｍｐｌａｔｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｐｒｏｐｏｓｅｄａｆｉｎｇｅｒｐｒｉｎｔｔｅｍｐｌａｔｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｂａｓｅｄｏｎａｄａｐｔｉｖｅｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅａｌｇｏｒｉｔｈｍｖｅｒｔｉｃａｌｌｙｐｒｏｊｅｃｔｅｄｔｈｅｄｉｓｔａｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｐａｉｒｓｏｆｅｆｆｅｃｔｉｖｅｍｉｎｕｔｉａｅｐｏｉｎｔｓｏｎｔｏｔｈｅａｄａｐｔｉｖｅｃｉｒｃｌｅａｎｄｑｕａｎｔｉｚｅｄｔｈｅｐｒｏｊｅｃｔｅｄｖｅｃｔｏｒｔｏｏｂｔａｉｎａｂｉｔｓｔｒｉｎｇ．Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ，ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｅｎｈａｎｃｅｔｈｅｓｅｃｕｒｉｔｙａｎｄｐｒｉｖａｃｙｏｆｔｈｅｄａｔａ，ｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄａｌｇｏｒｉｔｈｍｐｅｒｆｏｒｍｅｄＸＯＲａｎｄｒａｎ ｄｏｍｉｎｄｅｘｓｃｒａｍｂｌｉｎｇｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｎｔｈｅｂｉｔｓｔｒｉｎｇｔｏｆｉｎａｌｌｙｇｅｎｅｒａｔｅｄａｆｉｎｇｅｒｐｒｉｎｔｔｅｍｐｌａｔｅ．ＴｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｉｎｔｈｅｄａｔａｂａｓｅＦＶＣ２００２ＤＢ１ａｎｄＤＢ２ｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄａｌｇｏｒｉｔｈｍｈａｓｈｉｇｈｅｒｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆａｃｃｕｒａｃｙａｎｄｓｅｃｕｒｉｔｙｔｈａｎｔｈｅｒｅｌａｔｅｄａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｆｉｎｇｅｒｐｒｉｎｔｔｅｍｐｌａｔｅ；ａｄａｐｔｉｖｅｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ；ＸＯＲ；ｓｃｒａｍｂｌｉｎｇ０ 引言现如今，利用生物识别技术进行访问控制和身份验证的优势逐渐显现，该技术见证了生物认证系统的广泛发展，但仍存在一些潜在的安全威胁。
DSP的指纹识别FPS200
第一章绪论指纹识别技术是生物特征识别领域中最为成熟的一门应用技术，具有悠久的历史。
长期以来，指纹识别技术主要应用于刑事侦查与司法鉴定领域，不被大多数人所了解。
计算机与信息处理技术的飞速发展，为这门历史悠久的应用技术开拓了更为广阔的市场，指纹识别技术与相关产品越来越多地应用于民用市场。
1.1生物特征识别技术简介1.1.1生物特征识别的意义生物识别技术（Biometric Identification Technology）是利用人体生物特征进行身份认证的一种技术[1]。
生物特征是唯一的（与他人不同）、可以测量或可以自动识别和验证的生理特性或行为方式，分为生理特征和行为特征。
生物识别系统对生物特性进行取样，提取其唯一特征并进行身份认证。
典型的生物识别系统的系统结构如图1.1：图1.1 生物识别系统结构框图现行的许多计算机系统中，包括许多非常机密的系统，都是使用"用户ID+密码"的方法来进行用户的身份认证和访问控制的。
实际上，这种方案隐含着一些问题。
例如，密码容易被忘记，也容易被别人窃取。
而且，如果用户忘记了他的密码，他就不能进入系统，当然可以通过系统管理员重新设定密码来重新开始工作，但是一旦系统管理员忘记了自己的密码，整个系统也许只有重新安装后才能工作。
有关机构的调查表明，因为忘记密码而产生的问题已经成为IT厂商售后服务的最常见问题之一[2]。
除了计算机网络及其应用系统外，一些传统的需要进行身份验证的场合，也存在着类似的安全性问题。
例如证件的伪造和盗用、不正当的转借等。
一些犯罪通过伪造证件进入机密场所以窃取机密信息，有的犯罪伪造签证和护照非法入境或移民，这是因为传统的证件使用了易于伪造、未经加密的纸制证件。
为了防范这类事件的发生，人们需要一种直接的身份认证手段，这就是“人体生物特征识别技术”。
他根据每个人自身所具有的生物特征来对每个人的真实身份进行鉴别。
这些生物特征大都具有“人格有异”、“终身不变”和“随身携带”的特点，确保认证的精确性和可靠性。
基于FPS200的自适应指纹采集算法
基于FPS200的自适应指纹采集算法
谭伟基;林耀荣;王勿英;谢佳琳
【期刊名称】《科学技术与工程》
【年(卷),期】2008(008)014
【摘要】指纹图像的采集是指纹识别中的关键步骤,采集到的指纹图像质量直接影响指纹识别系统的性能.提出了一种基于FPS200的自适应指纹采集算法,采用快速算法进行干湿度和质量的实时分析,根据结果动态调整传感器参数,改善采集的指纹图像质量.实验结果表明,本方法可以适应较干或者较湿的指纹.
【总页数】5页(P3783-3786,3797)
【作者】谭伟基;林耀荣;王勿英;谢佳琳
【作者单位】华南理工大学电子与信息学院,广州,510640;华南理工大学电子与信息学院,广州,510640;华南理工大学电子与信息学院,广州,510640;华南理工大学电子与信息学院,广州,510640
【正文语种】中文
【中图分类】TP301.6
【相关文献】
1.基于FPS200的指纹采集系统与图像增强处理 [J], 孟磊;刘光达;邓广福;朱平;田磊
2.基于ARM9和FPS200的指纹数据采集 [J], 赵孔新;王永莺
3.基于Nios Ⅱ与FPS200的半导体指纹采集系统设计 [J], 陈石平;付佃华;李全
4.基于FPS200的指纹采集系统与图像增强机制 [J], 贾珈;蔡莲红;董代洁;吴志勇
5.基于FPS200指纹采集系统的设计与实现 [J], 王冬;郑建立
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基于指纹细节点柱形码的参数自适应选取算法
基于指纹细节点柱形码的参数自适应选取算法郭蕊;张雪锋【期刊名称】《计算机应用研究》【年(卷),期】2017(34)4【摘要】In view of the problem of poor cylindrical coding effectiveness and higher retrieval error rate in the existing minutiae cylindrical coding algorithm.This paper circumvented the problem by an improved minutiae cylindrical coding algorithm.It improved the effectiveness of the cylindrical coding and effectively reduced the error rate of the recovery of fingerprint retrieval by adaptive selection of the original cylindrical coding parameters.At the same time,the introduction of a locality sensitive hashing method,during the cylindrical code indexing and recovery,many minutia pairs could be regained and improve the matchingaccuracy.Experiments performed on FVC2002 database show that the improved algorithm has better performance.%针对现有的细节点柱形编码方法存在柱形编码有效性较差、检索错误率较高的问题,提出了一种改进的细节点柱形编码算法.该算法通过对原有的细节点柱形编码参数进行自适应选取,提高了柱形编码的有效性,有效地降低了指纹检索恢复时的错误率;同时引入局部敏感哈希方法,通过对柱形码进行检索与恢复找回有效的细节点对,提高了匹配的准确率.在FVC2002上的实验结果表明,改进算法具有较好的性能.【总页数】4页(P1063-1066)【作者】郭蕊;张雪锋【作者单位】西安邮电大学通信与信息工程学院,西安710061;西安邮电大学通信与信息工程学院,西安710061【正文语种】中文【中图分类】TP391【相关文献】1.基于指纹细节点的可撤销比特串模板生成算法 [J], 闫然;张雪锋2.基于细节点邻域信息的可撤销指纹模板生成算法 [J], 许秋旺;张雪锋3.基于细节点描述子的指纹检索算法 [J], 汤正刚;沈雷;吕葛梁4.基于细节点投影的可撤销指纹模板生成算法 [J], 惠妍; 张雪锋5.基于细节点描述子的指纹检索算法 [J], 汤正刚[1];沈雷[1];吕葛梁[1]因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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制传 感 器 内部放 大器 的增 益 ， 就 是 控制 图像 的 对 也
比度 。改变 Ｄ Ｒ与 改变 Ｄ Ｒ的作 用 相反 。对 于 湿 Ｃ Ｔ 指 纹 ， 加 Ｄ Ｒ可 以 明显 地减 少 噪声 影 指 纹 的 断裂 减 Ｔ 程度。
于 Ｆ Ｓ０ Ｐ ２０的 自适应指纹采集算法 ， 采用 快速 算法进行 干湿度 和质量的实时分析 ， 据结果 动态调整传感器参 数 ， 根 改善采 集的
指纹 图像 质 量 。实 验 结 果 表 明 ， 方 法 可 以适 应 较 干 或 者 较 湿 的 指 纹 。 本
关键词
指纹采集
ＦＳ０ Ｐ ２０
自适 应指 纹采 集 算 法通 过 动 态 调 整 Ｆ Ｓ ０ Ｐ ２ ０传
维普资讯
３８ ７４
科
学
技
术
与
工
程
８卷
感器参 数 ， 以适 应 手 指 一定 程 度 的 干湿 状 况 。 由 可
于干湿 判断 和质 量 评 估 必 须 在 采 集 指 纹 图像 帧 的
太偏 ， 醒 注 意 手 指 放 置 位 置 。 文 献 ［ 提 ６］引 入
Ｆ Ｓ０ Ｐ ２０的参 数 调 整 ， 过 预设 三 组 寄存 器 参 数值 ， 通
在 提醒 用户 的 同 时 ， 据 指 纹 的 干 湿 性 ， 择 合 适 根 选 的一 组 参 数 。Ｖ ｒ ｉｏ 的 图 像 搜 索 功 能 （ｍａｅ— ｅｉ ｃｍ ｄ Ｉ ｇＳ ｅｋ ） ｅ 通过 改变 电容 阵列 的参数 值 在 １秒 内扫 描 多 幅 指纹 图像并 自动选 择 最 好 的一 幅 Ｊ 。但是 ， 功 该
能 Ｊ 。采 集 的 指 纹 图 像 质 量 易 受 外 界 环 境 影 响— — 手湿 、 手干 或 者 手 指 放 置 位 置 过 偏 ， 会 造 都 成 图像质 量严 重下 降 ， 接 影 响后 续 图像 提 取 的 细 直
节点 特征是 否 可靠 ， 而无 法 进 行 匹 配 。指 纹过 干 从
以得到判 别指 纹 中心 区域 的阈值 。
Ｍ Ｄｖ Ｉｋ ＋ —ＤｖｔｎＢ ｅｊ Ｈｅ 。 ｎ ／ ａｏ Ｊｅ ｉ ｉ
＝
同时实 时完成 ， 以指 纹 质 量判 别 算 法 只能 采 用 简 所 单 的快速 方法 。 现提 出 的 自适 应 指 纹 采 集 算 法 首 先 对 指 纹 进
２ ０ Ｓ ｉ ｅｈ Ｅ ｇｇ ０８ ｃ ．Ｔ ｃ ． ｎｎ ．
基 于 Ｆ Ｓ０ Ｐ ２ ０的 自适 应 指 纹 采 集 算法
谭伟基 林耀 荣 王 勿英 谢佳琳
（ 华南理工大学 电子 与信息学 院， 广州 ５ ０４ １６ ０）
摘
要 指纹 图像 的采集是指纹识别 中的关键 步骤 ， 采集到 的指纹 图像质量直 接影响指 纹识别 系统的性能。提 出 了一种基
文献 ［ ］ ５ 中提 出 了一 种 采 集 方 法 ， 过 图像 分 通 割、 优势方 向评 估 和 干 湿性 判 断 ， 出图 像 质 量 总 给
评分 。对 于太 干 的指 纹 ， 知 用户 湿 润 手 指后 再 采 通
集 ， 于 太 湿 的 指 纹 ， 知 擦 干 后 重 新 采 集 。如 果 对 通
行 图像分 割 ， 提取 前 背 景 区域 ， 后 判 断 干湿 指 纹 ， 然 （ ） 中 ， 是调 整系数 。 ３式
能 并 没 有 公 开 实 现 算 法 。 现 提 出 了 一 种 针 对 Ｆ Ｓ０ Ｐ ２ ０的 自适 应 指 纹 采 集 算 法 。该 算 法 在 采 集 指
导 体指 纹传 感 器 Ｊ Ｐ ２０指 纹 传感 器 包 含 两 组 。Ｆ Ｓ０ 采 样保持 电路 。这 两 组 电路 分 别 保 存 充 电后 和放
过 Ａ Ｄ转化 后 就 能 作 为 采 集 指 纹 图 像 的数 字 量 。 ／
改变 Ｆ Ｓ０ Ｐ２０传感器 中 Ｄ Ｒ（ 电时 间 ） Ｄ Ｒ（ 电 Ｔ 放 ，Ｃ 放
２ 自适应指纹采集算法
２０ ０８年 ３月 １ １日收 到
广东省 自然科学基 金博 士启动项 目
（７ ０８） ０３ ５３资助 ０
维普资讯
第 ８卷
第ｌ ４期
２０ ０ ８年 ７月
科
学
技
术
与
工
程
＠
Ｖｏ． Ｎｏ １ Ｊ ｌ ０ ８ １８ ．４ ｕｙ２ ０
１７ — ８９ ２０ ）４ ３ ８ —５ ６ １ １１ （ ０ ８ １—７ ３０
Ｓ ｉ ｎ ｅ Ｔｅ ｎ ｌｇ ｎｄ Ｅｎ ｉ ｅ ｉ ｇ ｃ ｅ ｃ ｃｈ ｏ ｏ ｙ ａ ｇｎｅ ｒｎ
质 量评估
自适应调整
中图法分类号
Ｔ３１６ Ｐ０ ． ；
文献标志码
Ａ
电流 ） Ｐ Ｃ 放 大 器 增 益 ） 个 寄 存 器 的值 ， 以 和 Ｇ（ 三 可 调 整采 集 到的指 纹 图像 的质 量 。其 中 ，Ｇ Ｐ Ｃ主 要 控
１ 背景
指 纹 图像 采集 是 进 行 指 纹 识别 的第 一 步 ， 是 也 关 键 的一 步 ， 所采集 到 的指 纹 图像 质 量 的好 坏 直 接
电后 的极 间 电 压 ， 据 两 次 电 极 间 的 电压 差 ， 以 根 可
纹 图像 的 同时 实 时 对 图像 进 行 干 湿 判 断 和 质 量 评 分 ， 据计 算 结 果 动 态 调 整 传 感 器 的 参 数 值 ， 善 根 改 采集 到 的图像质 量 。
获得 每一 行 指 纹 脊 和谷 形 成 的 电容 值 。电 容 值 经
图像 ， 则脊线 不够 连 续 ， 至 有 许 多 断裂 的地 方 ， 甚 可 能导 致伪细 节 点 ； 纹 过 湿 图 像 ， 脊 谷 边 界 不 清 指 则 晰 ， 至 图 像 模 糊 漆 黑 ， 致 提 取 不 出 真 实 的 细 甚 导
节点 。 Ｆ Ｓ０ Ｐ ２ ０是 Ｖ ｒ ｉ ｍ公 司推 出的一 种 电容 式 半 ｅ ｄｃ ｉ ｏ