信号与信息处理硕士论文-FPGA的自动指纹识别系统硬件设计与实现.pdf

电子科技大学 硕士学位论文 基于dsp和fpga的自动指纹识别系统硬件设计与实现 姓名：符鸿亮 申请学位级别：硕士 专业：信号与信息处理 指导教师：解梅 20070604 摘要 摘要 随着计算机与信息技术的发展，生物特征识别技术受到了广泛的关注。指纹 识别是生物特征识别中的一项重要内容，一直以来是国内外的研究热点。 嵌入式自动指纹识别是指指纹识别技术在嵌入式系统上的应用。传统的嵌入 式自动指纹识别系统多采用单片d s p 或m i p s 处理器来完成算法，由于d s p 或 m i p s 处理器只能根据程序顺序执行，在指纹匹配过程中只能和整个库中的指纹进 行一一匹配，因此这类系统在处理较大指纹库时下匹配时间相当长。为了克服这 个缺点，本文构建了浮点d s p 和f p g a 协同处理构架的硬件平台，充分利用d s p 在计算上的精确度和f p g a 并行处理的特点，由d s p 和f p g a 共同处理匹配算法。 本文的主要工作如下： 1 设计了一个硬件系统，包括d s p 处理器、f p g a 、指纹传感器、人机交互接 口和u s b l 1 接口。同时，还设计了各硬件模块的驱动程序，为应用程序提供控制 接口。由于系统中d s pt 作频率为3 0 0 m h z ，其中某些器件的工作频率达到了 1 0 0 m h z ，因此本文还给出了一些信号完整性分析和p c b 设计经验。 2 编写了v e f i l o g 程序，在f p g a 中实现了9 路指纹的并行匹配。由于f p g a 本身的局限性，实现原有匹配算法有很大困难。在简化原有匹配算法的基础上本 文提出了便于f p g a 实现“粗匹配”算法。此外，还设计了用于和d s p 通信的接 口模块设计。 3 完成了系统应用程序设计。在使用u c o s i i 实时操作系统的基础上设计了 各系统任务，通过调用驱动程序控制和协调各硬件模块，实现了自动指纹识别功 能。为了便于存放指纹特征信息，设计了指纹库数据结构，实现了指纹库添加、 删除、编辑的功能。 最终，本系统实现了高效、快速的进行指纹识别，各模块工作稳定。同时， 模块化的软硬件设计使本系统便于进行二次开发，快速应用于各种场合。 关键词：自动指纹识别系统，c y c l o n ef p g a ，t m s 3 2 0 c 6 7 1 3 b ，u c o s i i 实时操作 系统 a b s l a a c t a b s t r a c t w i t ht h ed e v e l o p m e n to fe l e c t r o n i cc o m p u t e ra n di n f o r m a t i o nt e c h n o l o g y , t h e b i o m e t r i ci d e n t i f i c a t i o n t e c h n o l o g y h a sd r a w nm o r e a t t e n t i o n s f i n g e r p r i n t i d e n t i f i c a t i o nt e c h n o l o g y 鲴ap a r to fb i o m e t r i ct e c h n o l o g yi sd e v e l o p i n gv e r yf a s ta n d u s e di nm a n yf i e l d s e m b e d d e df i n g e r p r i n ti d e n t i f i c a t i o n s y s t e m i st h eo n eo ft h e f i n g e r p r i n t i d e n t i f i c a t i o na p p l i c a t i o n s i nt r a n d i t i o n a le m b e d d e df i n g e r p r i n ti d e n t i f i c a t i o ns y s t e m s ， as i n g l ed s po rm i p sp r o c e s s o ri sm o s t l yu s e dt od ot h ea r i t h m e t i c b e c a u s et h o s e p r o c e s s o r sw o r ks e q u e n t l y , t h e yc o u l do n l ym a t c hf i n g e r so n eb yo n e w h e nc o m i n g a c r o s sal a r g ef i n g e rl i b ，t h i sp r o c e s s i n gw o u l ds p e n dal o to ft i m e t os o l v et h i s p r o b l e m ，af p g a i sa d d e dt oa s s o c i a t ed s pt od ot h em a t c h i n ga r i t h m e t i c a st h ef p g a nd o m a t c h i n gp r o c e s s i n gi np a r a l l e l a n dd s ph a sm o r ea c c u r a c y , t h i sn e w c o n s t r u c t i o nh a sh i g he f f i c i e n c y ， t h ew o r ka b o u tt h i st h e s i si sd e s c r i b e db e l o w ： w ed e s i g n e dah a r d w a r es y s t e mi n c l u d i n gd s p s ，f p g a ，f i n g e r p r i n ts e n s o r , h u m a n - m a c h i n ei n t e r f a c ea n du s b l 1p o r t a n dw ea l s ow r o t et h er e l a t e dd r i v e r st o s u p p o r ta p p l i c a t i o n s b e c a u s et h ed s p w o r ka t3 0 0 m h z a n ds o m eo t h e rc h i p sw o r ka l 1 0 0 m h z ，i nt h i st h e s i sw ed i s c u s s e ds o m es i g n a li n t e g r i t yt h e o r i e sa n dg l v e ds o m e e x p e r i e n c e sa b o u tp c bd e s i g n w en l a d eaf p g ad e s i g nt h a t9l i n e so ff i n g e rm a t c hp r o c e s s i n gc a nb e d o n ea tt h e s a l l l et i m e t oa v o i df p g a sd i s a d v a u t a g e s ，w es i m p l i z e df i n g e rm a t c ht h e o r y a n dw e a l s od e s i g n e da ni om o d u l et oc o m m u n i c a t ew i md s e w ed e s i g n e da na p p l i c a t i o np r o g r a mt oi d e n t i f yf i n g e r p r i n ta u t o m a t i c l y a n dw e a l s od e s i g n e das t r u c t u r et om a n a g ef i n g e r p r i n td a t a b a s e f i i l a l l y ，t h i ss y s t e mi sr e l i a b l e ，a n di t ni d e n t i f yf i n g e r p r i n t 谢mb i g he f f i c i e n c y a n dt h em o d u l a r i z e dh a r d w a r ea n ds o f t w a r ea l ef i t a b l ei nm a n yd i f f e r e n ts i t u a t i o n s k e y w o r d s ：a u t o m a t i c f i n g e r p r i n t i d e n t i f i c a t i o n s y s t e m , c y c l o n ef p o a , t m s 3 2 0 c 6 7 1 3 b u c o s - r e a l - t i m ek e r n e l 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特i i i i 以标注和致谢的地 方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含 为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。 与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明 确的说明并表示谢意。 签名：型i i i i ：如，7 年f 月午日 关于论文使用授权的说明 本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文 的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁 盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文 的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或 扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后应遵守此规定) 签名：药均毳签名：们瑚幻导师签 日期： 第一章绪论 1 1 引言 第一章绪论 随着现代社会的数字化、信息化和网络化进程不断加快，人们之间的信息交 流愈加方便快捷，身份的数字化和隐性化趋势日趋明显。但是，随之而来的利用 身份欺骗而造成公司、个人的机密数据泄漏和利益受损的问题也日益严重，这对 个人身份鉴别技术提出了重大的挑战。如何自动、快速、准确地鉴别个人身份， 保护信息安全是当今信息化时代必须解决的关键性社会问题。现代身份鉴别技术 不但要求具有极高的安全性( 准确性) ，鉴别过程自动化、易于管理和以人为本也 是它应该具备的关键性特征。 传统的自动身份鉴别技术可以分成两大类：基于标识的鉴别技术和基于知识 的鉴别技术。基于标识的方法是指用于特定的标志来获得个人认证，例如护照、 身份证、驾驶证和钥匙等。而基于知识的方法使用“所知”鉴别个人身份，即待 鉴别者通过私有的知识和信息来证明自己的身份，如密码、个人识别码( p i n ) 、 口令等。基于标识和基于知识的鉴别技术已经被人们使用了千百年，其主要优点 是：简单和成本较低。然而，这些传统的个人识别方法并不是根据待鉴别者的“内 在”特征进行身份识别，实际使用时常常会遇到许多不利因素：如护照、身份证 等可能会被盗取、替换、丢失、或者忘记携带，密码或p i n 则容易遗忘或被熟悉 的人猜中，而这些传统的身份鉴别方法是无法区分授权人和冒名顶替者的。特别 是在计算机技术飞速发展的今天，利用高速计算机对密码和p i n 进行自动攻击也 正变得越来越容易。综上所述，传统的身份鉴别技术在当今高度数字信息化的社 会中已经日渐显得力不从心，人们迫切需要新的个人身份鉴定技术来保护自身的 利益不受侵犯。 事实上，由于人体本身的生物特征具有唯一性和不可复制等特点，因而理所 当然的成为了传统身份识别技术的替代品。 1 2 生物识别技术 生物识别技术( b i o m e t r i ci d e n t i f i c a t i o nt e c h n o l o g y ) ，是指通过计算机利用人 电子科技大学硕士学位论文 体所固有的生理特征( 指纹、虹膜、面相、d n a 等) 或行为特征( 步态、击键习惯等) 来进行个人身份鉴定的技术。由于它所识别的对象具有稳定性( 长期不变) 、唯一 性( 不同的个体互不相同) ，普遍性( 人人都有) 和与识别的个体有本质的联系等 特征，不易伪造和假冒，因此成为目前最为安全的识别技术。 从核心算法来说，随着新的数学工具( 比如小波理论) 的发展与应用，生物识别 技术的核心理论与算法在原有基础上进一步提升。与此同时，与生物识别技术大 规模实际应用密切相关的其他技术的发展与普及，使得生物识别技术具备了在实 际社会活动中大规模应用的可能性。i c 卡技术的成熟，使得大信息量的人体生物 特征与传统的认证卡认证方式找到了较好的结合点，生物识别技术可以从改进、 增强传统身份确认方式的功能作为切入点，在海量数据库上使用。另外与之相匹 配的外围硬件、应用系统的不断发展，高性能计算的成熟与成本下降使得生物特 征识别技术在1 ：n 技术领域得以大规模实现。 目前，用于生物识别的生理特征有手型、指纹、脸型、虹膜、视网膜、脉搏 和耳廓等，行为特征有签字和声音等。基于这些特征，人们已经发展了多种生物 识别技术。在生物识别技术民用化过程中首选指纹识别技术。指纹作为授权手段 拥有安全授权手段的三大特性： 安全性：指纹纹路在人出生时即已定型，并终生不变。活体指纹采集技术保 证了“随身携带”指纹的安全性。 便捷性：无论是联机还是嵌入式的指纹处理系统，目前其处理速度均已达到 理想水平。 可靠性：指纹识别技术是典型的“认人不认物”的授权手段。在授权当时就 可以确保使用者是“合法“授权者。 图1 2 早期的指纹应用 2 第一章绪论 1 3 指纹识别技术 指纹是手指皮肤表面隆起的脊和凹下的谷构成的特定纹路，其纹理在婴儿胚 胎时期就己经确定。相对于人体其它的生物特征而言，指纹在唯一性、永久性方 面有着明显得优势；科学研究发现，两枚指纹完全相同的概率极小，可以认为世 界上没有两个人会有完全相同的指纹；而且每个人的指纹会保持终生不变，指纹 由皮肤表面死亡的角质细胞堆积而成，即使磨损，只要不伤及真皮，也能重新长 出。另外，指纹的应用是非常方便、可靠的，并且不会对人体构成侵犯，用户接 受程度也比较高。基于以上特点，指纹识别技术在社会安全、信息安全、金融安 全、个人安全以及防伪领域得到了广泛的应用，几乎成为生物特征识别的代名词。， 指纹作为身份鉴别的方法早在古代就己经在中国和古叙利亚有所应用，如留有陶 艺匠人指纹的粘土陶器，印有起草者拇指指纹的文件等。早期对指纹的应用如图 1 - 2 所示 传统的指纹识别运用局限在法律用途，而且是以人工肉眼比对，十分费时。 从八十年代开始，各国政府己将指纹卡输入大型电脑代替人工比对，且全球已累 积到一亿张以上的数量。然而这些资料是先以油墨沾印到指纹卡，再扫描进电脑。 指纹品质多半不够好，有时甚至在犯罪现场上采到清晰的指纹，也会因建档的指 纹资料模糊，而无法找出嫌犯。目前的技术发展，已有足够能力取得高品质的活 体指纹影像，且在建档及传输上完全电脑化，足以解决上述的窘境。 1 4 指纹识别技术的现状与前景 目前在世界上许多公司和研究机构都在指纹识别技术的研究中取得一些突破 性发展，从而推出了许多新产品，这些产品已经开始在许多领域得以运用。t r e k 2 0 0 0i n t e r n a t i o n a l 的子公司t r e k s t o r 提供了一种指纹识别技术的存储解决方案， t r e kt h u m b d r i v et o u c h 是移动储存设备业界的革命性的创新。它是世界上第一 款指纹识别u s b 闪盘，提出了一种新的产品范畴定义。t h u m b d r i v e t o u c h 用生物 指纹识别技术代替了传统的用户密码识别。它用自带的u s b 端1 2 1 插入u s b 接口后。 用户可通过硅传感器鉴别自己的指纹。在国内，指纹识别技术主要应用于考勤系 统和门禁系统中，例如用于准考证管理系统中，可以保证报名者与考生身份完全 一致，能够从根本上杜绝替考现象的发生。2 0 0 3 年1 月，澳门特别行政区的居民 已开始拥有指纹等生物特征的智能身份证卡。北京也在2 0 0 4 年开始换发第二代身 电子科技大学硕+ 学位论文 份证，其中的i c 芯片记录了指纹信息和虹膜特征等生物特征信息。随着指纹识别 技术的不断发展，其应用几乎囊括了所有需要进行安全性防范的场合，在金融证 券、i t 、安防、公安、医疗和福利等行业的许多应用系统中具有广阔的发展前景。 1 5 课题来源、目标及意义 本项目来源于国家信息产业部的专项课题指纹识别系统的研制。课题立项主 要基于以下几点： 首先，据i b g ( 国际生物集团) 的统计表明：全球生物特征技术市场每年将以超 过8 0 的速度增长。生物特征识别正成为一个令许多大公司和投资者们朝思暮想 的庞大市场。目前，生物特征认证技术在国外经过3 0 多年的发展，软硬件已经相 对比较成熟，产生了一批比较有规模、技术成熟、有实力的厂商，生物识别技术 的产品开始进入大规模的应用。反观国内，虽然北京大学、中科院自动化所等单 位也掌握了一些核心算法，但应用上总体还处于发展初期，主要集中在比较分散、 自发性的企业级应用上大多数企业的硬件设备源于国外厂商；缺乏技术标准和 行业规范，缺少专业性的独立评测机构：技术和产业环境与国外存在差距，资源、 信息缺乏共享，公用数据库偏少。这些都将使中国在这个即将到来的大市场中处 于不利位置。 其次，人类进入新世纪以来，世界安全形势并没有如乐观人士预想的那样变 得更好，“9 ，1 1 ”事件再次向人们敲响了警钟。今年初，美国开始对入境外国人提 取指纹，反映了美当局对安全问题的忧虑。中国的安全问题虽不至于像美国那样 严重，但依然很严峻。特别是2 0 0 8 年奥运会、2 0 1 0 年世博会对中国来说都是很大 的考验。有报道称，日本一家著名公司来到北京，全力推销其生物特征识别技术。 希望能用于北京奥运会。 随着生物科学的发展，指纹作为个人身份识别标志已得到公认。它与生俱来， 不易丢失，不易受损，易于识别，是高安全级别应用中进行身份认证的理想手段。 指纹识别系统在网络、银行、证券、医疗和保险等行业得到了广泛应用。它充分 利用了指纹这种具有唯一性的生物特征取代了传统的密码识别方式，不仅将在一 定程度上保证国家经济信息的安全，还将真正给消费者的网上购物，商家和企业 的网上销售等活动营造一个安全、便捷的有利环境，同时带来不可估量的经济效 益和社会效益。因此，大力推进我们自己的生物特征识别技术、尤其是指纹识别 技术的研究水平并促其产业化，不仅可以提高我们的安全防范水平，也可以产生 4 第一章绪论 很大的经济效益、社会效益。同时可以带动计算机、电子、光学、图像处理、模 式识别等相关学科的发展，具有很大的理论与现实意义。 本课题目标是开发出快速高效的自动指纹识别系统。主要分为两个部分，指 纹识别算法设计和实现、嵌入式硬件系统及相关软件系统。本文所描述的属于后 一部分的研究。 1 6 论文工作简介及章节安排 全文共分为六章，后面每章的主要内容如下： 第二章嵌入式自动指纹识别系统 简要介绍了指纹处理预处理算法，由于需要在f p g a 中实现指纹匹配，详细 介绍了匹配算法的实现过程。另外还详细介绍了本系统的硬件构架和数据处理流 程。 第三章系统硬件及驱动设计 主要介绍系统各个组成模块的硬件设计，从芯片选型到具体的硬件连接。由 于驱动和硬件设计息息相关，因此在介绍硬件的同时也给出了驱动的设计。在本 章最后给出了本系统硬件设计相关的一些信号完整性分析和p c b 设计心得体会。 第四章f p g a 设计 作为实现本课题目标的一个关键部分，本章详细介绍了f p g a 作为指纹匹配 协处理器的特点和优势，在简化原有算法的基础上提出了一个便于在f p g a 上实 现的粗匹配算法，并介绍了算法在f p g a 上的实现过程。另外还介绍了f p g a 中 的的外部接口设计。 第五章系统应用程序设计 应用程序将所有的硬件协调起来，在硬件平台实现了自动指纹识别功能。本 章首先简单介绍u c o s i i 实时操作系统及其在t m s 3 2 0 c 6 7 1 3 上的移植的一些注意 事项，然后详细介绍了作为整个系统控制和管理的应用程序各个功能模块设计。 最后介绍了系统引导设计和一个新的自动程序更新方案。 第六章总结 通过测试表明本系统可以进行快速、高效的指纹匹配。同时本章也指出了且 前工作的不足之处，指出了未来工作的方向。 电子科技大学硕士学位论文 第二章嵌入式自动指纹识别系统 本文所描述的嵌入式自动指纹识别系统是指脱机的自动识别系统，整个采集 识别过程都在嵌入式系统上完成。本章主要讲述指纹识别技术的基本原理、硬件 系统的构架和指纹数据处理流程。 2 1 指纹识别的基本原理 指纹识别技术是指使用取像设备读取指纹图像，通过识别软件提取出指纹图 象中的特征数据，然后根据匹配算法得出的结果鉴别指纹所有人身份的生物识别 技术。 指纹识别系统主要有两种方法，连接到p c 的桌面应用系统和嵌入式系统实 现。连接p c 桌面应用系统具有灵活的系统结构，多个系统可以共享指纹识别设备， 实现建立大型的数据库应用。但由于需要连接计算机才能完成指纹识别的功能， 因此限制了这种系统在许多方面的应用。嵌入式系统是一个相对独立的完整系统， 它不需要连接其他设备或计算机就可以独立完成其设计的功能。例如指纹门禁系 统和指纹考勤机就是嵌入式系统。这种系统具有速度快、体积小、接口多、价格 低、保密性强等优点被应用在各种领域。 指纹处理识别主要涉及指纹图像采集、指纹图像处理【”、特征提取、特征匹配 口噜过程。首先，通过指纹取像设备读取得到指纹的数字图像，并对原始图像进行 初步处理，使之更清晰。然后，指纹识别算法将建立指纹图像的特征数据，这些 数据的集合通常称为模版。进行指纹识别时，由计算机对预存的模版与当前获得 的特征数据进行比较，计算出它们的相似程度，从而得到两幅指纹图像的匹配结 果。可见，指纹识别过程实质上是一个图像识别过程。 2 1 1 指纹处理算法 在本系统中所采用的指纹处理流程主要有以下几个步骤： 1 ) 原始指纹图像数据来源于m b f 2 0 0 指纹传感器，采集象素尺寸为3 0 0 x 2 5 6 。 2 1 滤波：由于指纹头采集到的数据受到传输线路和物理器件的干扰，不可避 6 第二章嵌入式自动指纹识别系统 免的存在噪声。比较明显的是椒盐噪声，所以对采集到数据( 象素值小于 1 7 ) 进行了中值滤波。( 实践表明该滤波器能有效除掉椒盐噪声) 3 ) 图像分割：区分指纹和背景区域。在3 0 0 x 2 5 6 模式下，指纹区域只是占 整个采集图像的一部分，并且在指纹区域，有些地方的纹线比较模糊( 比 如污迹) ，必须将其视作背景，以免产生伪特征。 4 ) 在指纹的局部区域，纹线保持相同的方向。求出指纹在每个区域的方向信 息，此信息对后面的求纹线宽度和增强有着重要的作用。算法中将指纹分 割成7 7 的块，然后求得每一块的方向信息。对所得方向信息进行量化， 得到8 个方向值。在某些位置，由于噪声的干扰或图像质量本身的问题， 初次求得的方向信息不准确，需要根据周围的方向信息对其进行修正。 5 ) 脊线宽度：沿着指纹脊线垂直的方向，根据灰度变化特性，求出每一块的 指纹脊线宽度。 国根据指纹的方向信息和纹线宽度信息，将象素值为0 2 5 5 的灰度图像变 换成象素值为0 和2 5 5 的二值图像。其中，象素值为0 的地方表示指纹的 脊线，象素值为2 5 5 的地方表示指纹的谷线。 n 细化：二值图像中，指纹的脊线宽度( 每条脊线上，垂直与脊线方向的象 素个数) 不为l ，因此，将宽度变为一个象素的过程就是细化。 8 1 后处理：由于细化算法的不完备或者二值化图像不是很精确，所得到的细 化图像不可避免的存在一些毛刺和空洞。后处理就是消除毛刺和空洞。 9 ) 特征提取：指纹的主要信息是端点和分叉点。 l o ) 指纹分类：指纹的特征分为全局特征和局部特征，全局特征指描述指纹总 体结构的一些特征，如纹线的整体走向，奇异点相对位置等。这些特征最 终表现为不同的分类，包括：拱、尖拱、左旋、右旋、螺旋五类。 1 1 ) 匹配：将提取的信息与指纹库中的指纹特征信息进行比对，检查是否存在 相同的指纹。 2 1 2 指纹匹配算法 由于系统中的f p g a 主要用于实现指纹匹配算法，下面详细介绍指纹匹配算 法的原理。 同一指纹传感器在不同时刻采集同一个手指的指纹，所得到图像不可避免的 存在平移和旋转，为了匹配算法的简单化和精确度，本系统的匹配算法以极坐标 电子科技大学硕十学位论文 为参考坐标系( 极坐标系的原点选取将在下文说明) 。 在下面的阐述中，将指纹库中的指纹信息称为模板图像p ，输入待匹配的图 像称为输入图像q 。 以p 和m ( p ) 分别表示一幅模板指纹和该指纹的特征点信息，q 和m ( q ) 分别 表示输入指纹和该指纹的特征点信息。 为了将直角坐标中的指纹信息转换到极坐标，需要在p 和q 中分别找出一个 特征点m ( p ) ( f ) 和m ( q ) ( _ ，) 作为参考点，并以m ( ( _ ) 的特征点的位置为坐标系的 极点，q 中的o x 轴作为极坐标系的极轴( 方向：从特征点到最后采样点) 。确定 极坐标系后，在后续的特征点的匹配过程中，需要将m ( q ) ( ，) 变换到极坐标系中。 由于一开始对m ( p ) 和m ( q ) 中点的对应关系一无所知，所以从 m ( p ) ( m ) ( 1 m s m ( p ) ) 和m ( q ) ( m ) ( 1 m m ( a ) ) 找出一对参考点。 2 1 2 1 寻找参考点 分别选取m ( p ) 和m ( q ) 的任一相同类型，并且追踪步长相等的特征点 盯( p ) ( f ) 和吖( q ) o ) ，求取两者的差异d i f f d i s t ( i ，) 和d i f f a n g ( i ，j ) ： f d i f f d i s t ( i ，_ ，) = 陬p ) * 一d ( q ) j k ) l ( 0 c总线协议对数据传送格式及 时序的要求,从而实现了系统对几个从设备进行控制及数据传输的目标,获得了c6711b硬件本身所不具备的对ic设备的接口能力.最后,文章给出了系 统软件设计框图,并给出了ic数据传输程序流程图.提出了未来的工作方向. 2.期刊论文 黄鸿.李见为.王玮 基于fps200自动指纹识别系统 -传感器世界2005,11(8) 本文详细介绍fps200指纹图像传感器的结构、特性和工作原理,并采用fps200和dsp所组成的指纹识别系统的硬件设计方法及相应软件设计. 3.期刊论文 庄建军.骆峰.宁新宝.马千里 基于dsp的自动指纹识别系统 -微处理机2005,26(4) 本文提出了一种基于ti(texas instruments)公司的高性能dsp芯片tms320vc33,并集合了cpld和外围存储技术的实用的自动指纹识别系统,并且介绍 了该系统的软硬件组成和设计方案.该系统算法性能优异,运算速度快,精度高,兼容性好. 4.期刊论文 李定川.li ding-chuan 基于数字信号处理器(dsp)的自动指纹识别系统 -影像技术2008,20(2) 文章介绍了一种基于ti公司的tms320vc5402来构造指纹识别系统的方法.详细论述了系统的各个组成部分以及指纹识别算法的实现流程,结合 vc5402的指令集和自身结构特点,讨论了如何高效地设计应用程序的方法.文章对如何将dsp的主机接口(hpi)改造成通用输入输出口(gpio)、将多通道缓 冲串行口(mcbsp)设置成spi接口进行了详细的说明,对数据图像处理需要较大空间而dsp可寻址的数据空间又过小的矛盾,提出了切实可行的解决办法. 5.期刊论文 黄鸿.李见为.李冬梁.赵合佳 基于dsp的自动指纹识别系统的设计实现 -电子设计应用2005(5) 本文采用fps200指纹传感器设计实现了一种基于tms320vc5416和cpld的指纹识别系统,详细介绍了系统的硬件、软件设计与调试方案. 6.期刊论文 黄鸿.李见为.何为.huang.hong.li.jianwei.he.wei dsp在嵌入式自动指纹识别系统中的应用 -微计算 机信息2006,22(23) 本文采用dsp芯片tms320vc5416为核心器件,结合fps200指纹传感器和cpld,组成嵌入式自动指纹识别系统,具有实时性和识别率高等优点.并介绍详细 介绍了系统的硬件方案和相应的软件设计方案,最后给出应用结果. 7.学位论文 沈睿 基于dsp的自动指纹识别系统的研究与开发 2007 本文对基于dsp的自动指纹识别系统的开发进行了研究。文章分为五个部分： 第一章介绍了生物识别技术及指纹识别系统的发展与现状，指明 了研究课题的目的及意义。 第二章详细分析了自动指纹识别系统的结构及工作流程，并对嵌入式自动指纹识别系统专门进行了研究。 第三 章对系统所使用的ti系列dsp芯片的性能及技术指标进行研究分析，介绍了芯片选型原则，详细介绍了c6713 dsp芯片的结构特点。 第四章详细介 绍了该系统的硬件平台设计及实现过程，包括电源、时钟、存储、数据传输等各个模块的详细设计，给出各模块的硬件电路。 第五章主要介绍了 ti ccs集成开发环境，研究分析了dsp环境下的c代码优化，并对指纹识别的部分算法进行移植和优化。 8.学位论文 顾菘 基于dsp自动指纹识别系统硬件平台的设计与实现 2005 在我们今天的工作生活中，无论你身处何地，都会有很多场合需要身份的认证，而传统的基于标志的身份认证技术由于受到证件伪造以及密码破解 等手段的威胁，逐渐表现得有些力不从心。 本文构建了一个由主控电路、输入通路、输出通路、人机交互设备、调试端口和电源管理及监控电路 等六大部分综合而成的自动指纹识别系统硬件平台，实现了脱离计算机独立完成指纹注册和指纹匹配等的基本功能。文章针对广泛使用的基于 tms320c6000的mcu，利用了ti公司提供的dspbiostm实时多任务操作系统进行实时系统的开