指紋識別預(yù)處理及增強(qiáng)濾波算法的硬件設(shè)計.pdf

1、隨著電子和計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，指紋識別技術(shù)近年來開始廣泛地應(yīng)用在門禁系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)安全、公共安全、金融服務(wù)等領(lǐng)域。自動指紋識別技術(shù)（AFIS）通過特殊的光電轉(zhuǎn)換設(shè)備和圖像處理技術(shù)，對活體指紋進(jìn)行采集、分析和比對，能夠迅速準(zhǔn)確地鑒定個人身份。指紋識別技術(shù)主要包括指紋圖像增強(qiáng)預(yù)處理、后處理和細(xì)節(jié)點(diǎn)提取及特征匹配四個部分。
　　本文主要研究了指紋識別預(yù)處理算法并且利用VerilogHDL語言完成了關(guān)鍵模塊的硬件設(shè)計。論文主要進(jìn)行了如下幾個方面

2、的工作：
　　首先，論文詳細(xì)分析了基于Gabor濾波增強(qiáng)的預(yù)處理過程，研究了基于梯度統(tǒng)計的方向圖計算方法，利用灰度投影法估計了指紋脊線頻率，采用圖像塊均值與方差統(tǒng)計的方法很好的實(shí)現(xiàn)了圖像分割，研究并實(shí)現(xiàn)了Gabor濾波增強(qiáng)圖像算法，通過動態(tài)自適應(yīng)方法將指紋圖像進(jìn)行了二值化處理，分析了兩種細(xì)化算法：Hilditch算法和改進(jìn)的OPTA算法各自的優(yōu)缺點(diǎn)，并在此基礎(chǔ)上提出了混合細(xì)化算法，完成了基于C語言的浮點(diǎn)和定點(diǎn)的指紋識別系統(tǒng)模型軟件

3、仿真。
　　然后，論文完成了預(yù)處理各個模塊的硬件設(shè)計并進(jìn)行了功能仿真和電路綜合。研究了一種基于塊內(nèi)像素點(diǎn)復(fù)用的方法，通過適當(dāng)?shù)拇鎯Υ鷥r極大地縮短了處理時間。在方向圖模塊中設(shè)計了基于Sobel梯度算子的讀取邏輯并且完成了地址單元的硬件設(shè)計。對預(yù)處理算法中涉及到的算術(shù)函數(shù)和Gabor濾波系數(shù)分別設(shè)計了相應(yīng)的基于ROM查表的優(yōu)化實(shí)現(xiàn)方案，研究了細(xì)化硬件存儲及細(xì)化保留模板和刪除模板的組合邏輯實(shí)現(xiàn)。
　　指紋識別預(yù)處理是自動指紋識別系