基于嵌入式處理器指紋識(shí)別系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)

采集到指紋信息后，需要進(jìn)行圖像增強(qiáng)，其中要解決的核心問(wèn)題是指紋圖像預(yù)處理，其目的是為了減弱噪聲、改善圖像質(zhì)量，以便于特征提取。指紋紋理由相間的脊線和谷線組成，它們蘊(yùn)涵了紋理方向、紋理密度等大量信息。這些信息在不同區(qū)域顯示不同特征。指紋圖像增強(qiáng)算法就是利用圖像信息的區(qū)域性差異來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
本系統(tǒng)參考了指紋圖像紋理頻率信息，以GABOR變換這個(gè)能夠同時(shí)對(duì)圖像局部結(jié)構(gòu)的方向和空域頻率進(jìn)行解析的最優(yōu)濾波器作為濾波器的模板，因而極大改善了增強(qiáng)算法的效果。提取脊線方向方法為：
1)將指紋圖像分割成足夠小的子塊，以滿足塊中紋理近似平行的條件；
2)對(duì)每個(gè)子塊的每一個(gè)點(diǎn)p(s，t)(s，t=O，I…w-1)利用Sobel算子分別計(jì)算其x方向梯度gx和y方向梯度gy；
3)每個(gè)子塊方向θ(m，n)的計(jì)算公式：

式中，。
GABOR變換由于具有最佳時(shí)域和頻域連接分辨率的特點(diǎn)，能夠同時(shí)對(duì)圖像局部結(jié)構(gòu)的方向和空域頻率進(jìn)行解析，可以很好地兼顧指紋圖像的脊線方向和脊線頻率信息。以與子塊紋線方向垂直的方向作為濾波器方向，以脊線頻率作為濾波器頻率來(lái)構(gòu)建濾波器。本系統(tǒng)中指紋匹配采用基于特征點(diǎn)集合匹配的校準(zhǔn)算法，該算法多為簡(jiǎn)單的比較邏輯和加減運(yùn)算，不需要用到DSP處理單元。運(yùn)用本設(shè)計(jì)中的ARM7器件能夠較好的工作。由于指紋識(shí)別有一定的拒識(shí)率，所以如果要使辨識(shí)結(jié)果拒絕此人的話，要連續(xù)3次都是拒絕才成立。

3 結(jié)束語(yǔ)
此分布式指紋識(shí)別系統(tǒng)可應(yīng)用在基于ARM7核心多節(jié)點(diǎn)的的大型企業(yè)監(jiān)控、門禁管理的場(chǎng)合。本系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)指紋數(shù)據(jù)采集的現(xiàn)場(chǎng)總線和以太網(wǎng)互聯(lián)通信問(wèn)題，使各分節(jié)點(diǎn)能夠連接到主干以太網(wǎng)絡(luò)，方便指紋數(shù)據(jù)庫(kù)的管理和更新，可以進(jìn)行遠(yuǎn)程的特征匹配查詢。該設(shè)計(jì)的創(chuàng)新點(diǎn)在于：1)采用高集成度高性能的ARM7處理器AT91SAM7X256解決方案，充分利用AT91SAM7X256提供的全雙工的Ethemet控制器，CAN控制器，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，具有商業(yè)價(jià)值；2)設(shè)計(jì)了具體的系統(tǒng)以太網(wǎng)，CAN總線及電源實(shí)現(xiàn)硬件電路圖；3)移植μC／0S-Ⅱ，給出具體指紋識(shí)別算法及處理方案，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定性和低成本的結(jié)合。