基于FPGA實(shí)現指紋識別系統及指紋采集接口*

摘要： 本文以ASIC芯片為應用背景，提出了一種基于FPGA的指紋識別系統，及其采集接口的設計與實(shí)現方案，采用滑動(dòng)式指紋傳感器完成高質(zhì)量的指紋采集工作。

關(guān)鍵詞： FPGA；指紋識別；滑動(dòng)式指紋傳感器

引言

早在十九世紀初科學(xué)家就發(fā)現了指紋的兩個(gè)重要特征：唯一性和穩定性，這個(gè)研究成果使得指紋在犯罪鑒別中得以正式應用。20世紀60年代，隨著(zhù)計算機性能的提高和應用的增加，人們開(kāi)始使用計算機來(lái)處理指紋，自動(dòng)指紋識別系統(AFIS)在法律實(shí)施方面的研究與應用由此展開(kāi)。而近幾年，隨著(zhù)電子商務(wù)的發(fā)展和消費類(lèi)電子的普及，越來(lái)越多的領(lǐng)域需要指紋識別系統。目前，基于DSP、ARM的獨立式指紋識別系統已經(jīng)成功應用于考勤、門(mén)禁、安檢等領(lǐng)域。

本文選用具有高集成度、低功耗、短開(kāi)發(fā)周期等優(yōu)點(diǎn)的FPGA(現場(chǎng)可編程門(mén)陣列)來(lái)設計實(shí)現自動(dòng)指紋識別系統，下文將重點(diǎn)介紹系統軟硬件結構以及指紋采集接口的設計方案。

指紋識別系統的設計實(shí)現

系統軟件結構設計

本文設計的自動(dòng)指紋識別系統的軟件算法采用BST FingerAPI 1.0版本，包括1:1比對(即驗證)模式和1:N比對(即識別)模式，主要實(shí)現指紋的檢測與采集、指紋圖像的增強、特征點(diǎn)的提取與匹配幾大功能，具體結構見(jiàn)圖1。

圖1 指紋識別系統的軟件流程圖

指紋檢測與采集

首先將指紋區與背景區分離。為了方便判別，在判別之前需要對圖像進(jìn)行平滑處理和邊緣提取。將圖像分為8