【硕士论文】嵌入式自动指纹识别系统的研究和实现.pdf

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1、华东理工大学硕士学位论文第I页嵌入式自动指纹识别系统的研究和实现摘要自动指纹识别是基于模式识别技术，同时融合传感器技术、生物技术、电子技术、数字图像处理技术等多种核心技术于一体的综合性技术。随着新型指纹传感器的不断提出，嵌入式微处理器性能的不断提高，安全性好、体积小、可靠性高的嵌入式指纹识别系统成为可能，并在智能IC卡、手机、PDA、汽车安全等领域有着广泛的应用前景。本文基于ARM9处理器和嵌入式Linux操作系统，提出了一套嵌入式自动指纹识别系统的设计和实现方法。本文首先介绍了嵌入式Linux操作系统结构以及如何建立嵌入式Linux操作系统开发、调试环境。并给出了嵌入式Linu

2、x内核配置裁剪和一种嵌入式Linux环境下显示驱动开发、调试的方法，同时在显示驱动基础上进行了图形界面GUIEmbeddedQT的交叉编译和移植。此外本文针对所选择处理器和指纹传感器图像的特点，分析图像预处理，特征提取，特征匹配的一些方法，设计出了一套较为有效的嵌入式指纹识别算法。该算法首先利用小块图像的方差来进行切分，运用方向图来对灰度图像进行方向滤波，然后采用一种模板匹配细化算法，提取出高质量的指纹骨架纹线。本文提出的细化后处理方法，能够有效的去除由短线、脊线断裂、毛刺等原因产生的大部分伪特征点。经过预处理的各个阶段，最终可以精确地提取特征点的类型、坐标和方向，存储成指纹模板

3、。基于特征点的两副指纹的匹配实质是两张点模式图的匹配，本文运用一种基于点模式的匹配算法，该算法在系统中计算量小、运算时间短，适合于嵌入式系统的要求。最后本文针对嵌入式系统的特点对算法的代码进行了一定优化，并选择了嵌入式系统下编译器的优化选项，系统经过测试体现出了良好的精度和速度，且人机交互界面友好。关键字:嵌入式系统:ARM处理器:Linux:指纹识别;特征点匹配第II页华东理工大学硕士学位论文ResearchandRealizationAboutEmbeddedFingerprintIdentificationSystemAbstractAutomatedFingerprint

4、IdentificationisatechnologyrelatedtoSensorTechnology,ImagingScience,BiomedicalEngineeringetc.Withthedevelopmentofembeddedprocessorandsensortechnology,stand-alonefingerprintrecognitionwithhighsecurityhasbeenpossible.ThispaperfirstintroducesanembeddedLinuxsystemstructureandtheprocedureofconstru

5、ctingembeddedLinuxdevelopmentanddebugenvironmentandthendiscussedhowtowriteaLinuxframebuferLCDdevicedriveranddebugitforEmbeddedSystem,alsoprovidesthecompilingandtransplantoftheQTEGUIbasedonit.AnothertaskofmyprojectistoinvestigatethecurrenttechniquesforembeddedfingerprintrecognitionbasedontheAR

6、M9processorandLinuxoperationsystem.Thistargetcanbemainlydecomposedintoimagepreprocessing,featureextractionandfeaturematch.Foreachsub-task,someclassicalandup-to-datemethodsinliteraturesareanalyzed.Basedontheanalysis,anintegratedsolutionforembeddedfingerprintrecognitionisdevelopedfordemonstrati

7、on.Duringthepreprocessingstage,weusethevarianceofsmallimageblocktosegmenttheimage,andorientationfieldtofilterthegray-scaleimage.Thentransformtheimagetoabinarymodelwithstaticthresholds.Ahighqualityskeletoncanbeobtainedthroughatwo-passthinninga