基于steerable滤波器指纹图像增强算法的研究及增强的系统fpga实现的论文硕士论文

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1、摘要lIIIIIIlllIIIlrlIIIl—Y2066731目前指纹识别已成为生物特征识别领域中应用最为广泛的一项技术。指纹图像预处理在指纹识别技术中占据重要的地位，而指纹图像增强技术又是指纹图像预处理的核心，得到了广泛而深入的研究。直至今日，业内已有很多性能比较好的指纹图像增强算法，但是这些算法应用于日趋小型化的移动指纹识别设备中还面临很多问题。基于以上背景，提出了一种性能优异且适合应用于嵌入式系统的指纹图像增强算法，本文所研究的主要工作有：1)提出了基于Steerable滤波器的指纹图像增强算法，该算法主要包括对比度级增强、指纹方向场提取、

2、方向平滑、方向场和频率场提取、Steerable滤波等几个过程。其创新点在于改进Steerable滤波器并应用于指纹方向场提取和指纹图像增强。另外、Steerable滤波器的方向分离特性，适合应用在具有并行处理性的嵌入式系统中，例如FPGA。2)设计并构建了一个基于FPGA的指纹图像增强系统，实现了指纹增强算法中的部分功能，该系统包括指纹图像采集、图像增强和图像显示等三个主要模块，主要采用VerilogHDL硬件描述语言设计。在设计中，采用了二维查找表法实现三角函数，该方法既能避免设计过程中的一些浮点运算，同时又能有效地解决一维查找表方法需要很大

3、容量的储存器来储存所有可能结果的问题。关键字：指纹识别指纹图像增强FPGASteerable滤波器嵌入式系统AbstractCurrently，fingerprintverificationhasbecomethemostwidelyusedinBiometricfield．Thefingerprintimageenhancementtechnologyisthecoreofthefingerprintimagepre—processing，whichplaysanimportantpartinrecognitiontechnology．Unti

4、lnow，therearemanyfingerprintimageenhancementalgorithms晰tllquitegoodperformance；however，thesealgorithmsarenotsuitableforapplyingintheincreasingminiaturizedmobilefingerprintrecognitiondevices．Basedontheabovebackgrounds，ahigh-performancefingerprintimageenhancementalgorithmwhichC

5、anbeusedinembeddedsystemisproposedinthispaper．Itmainlyincludesthefollowingtwoparts：1．FingerprintimageenhancementalgorithmbasedonSteerablefiltershasbeenproposed，whichincludesimagecontrastenhancement，fingerprintorientationimageestimation,tmagesmooth，行equeneyimageestimation，orie

6、ntationimageestimationbasedonSteerablefiltersandSteerablefiltering．etc．ItsinnovationistoimproveSteerablefiltersandtoapplyitinthefingerprintorientationfieldextractionandfingerprintimageenhancement．Inaddition．thedirectionalseparationcharacteristiesofSteerablefiltersissuitablefo

7、rparallelprocessinginembeddedsystems．suchasFPGA．2．AfingerprintimageenhancementsystembasedonFPGAhasbeenimplemented．includingthefingerprintimageacquisition，imageenhancementandimagedisplay．ThesystemiSmainlydesignedinVerilogHDL．Two．dimensionallook-uptablehasbeenusedtoachievetrigo

8、nometricfunctions；itCanhelptoavoidfloating．pointoperationsandlargeca