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指纹识别是指通过计算机,利用人体固有的指纹生理特征来进行个人身份鉴别的技术。由于人体指纹具有唯一性和不变性,使得指纹识别与传统的方法如使用个人密码或者身份识别码相比,具有更高的安全性和易用性。传统的高性能自动指纹识别系统大多是基于PC平台的联机应用,而当今蓬勃发展的民用市场对自动指纹识别系统的便携性和易用性提出了更高的要求,嵌入式指纹系统除了具备上述优点外,在系统扩展性和稳定性上比联机指纹系统具有更大的优势。 本文立足于指纹识别技术的应用角度,做了以下几方面工作: 首先在收集整理大量嵌入式指纹识别技术资料的基础上,对嵌入式指纹识别技术的应用、市场概况和发展趋势做了研究。介绍了嵌入式指纹识别技术的特点,讨论了一系列嵌入式指纹开发实际应用中涉及到的技术问题和嵌入式指纹系统一般开发步骤。对于指纹采集仪设备理论和参数等做了研究,并对几种类型的采集仪做了对比,为用户选择指纹采集仪提供了理论参考。 其次提出一套基于嵌入式DSP平台的指纹识别系统的设计方案,将传统的基于PC平台的高性能的指纹图像处理算法和嵌入式平台有机的相结合并做了改进。针对嵌入式处理平台在运算速度和硬件资源上的劣势,在软件算法和硬件体系结构的设计上做了大量的工作,其中很多工作都具有应用参考意义:在硬件方面,从处理性能和成本角度考虑,选择了处理能力较强且成本适中的DSP处理器,实现高性价比的指纹识别系统,对指纹采集仪、电源管理、存储器等主要硬件模块的设计和实现都给出了详细的介绍;软件算法方面,对于前人在PC平台上实现的在指纹识别算法进行了大量的实验和选择工作,对其中一些复杂步骤进行了分析研究并作了改进,在保证系统可靠性的前提下尽量降低运算量。并通过对硬件资源合理配置和算法串行化等手段,实现了系统简单优化。 另外提出了一种适用于嵌入式系统的指纹纹线距离估计的算法,该算法基于傅立叶频谱分析,首先通过快速傅立叶变换将指纹图像变换到频域,然后将频谱图像分成n个方向分别求纹线距离,最后作处理从而得到指纹图像的纹线距离。实验结果表明,该方法正确有效。由于在频域做纹线距离估计,因此运算量比较低,适用于嵌入式指纹识别系统。