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基于嵌入式的身份识别系统的研究和设计

作　者: 陈爱平
导　师: 潘炼
学　校: 武汉科技大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 嵌入式技术指纹识别技术图像预处理指纹图像
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

目前随着指纹识别技术的不断发展,它已经慢慢成为最为成熟的生物识别技术之一。当前它正不断地向小型化和嵌入式的方向发展。本文通过对嵌入式相关知识、图像预处理等方面的理论知识进行研究,在前人的基础之上,开发了一套小型的嵌入式身份识别系统。本文根据要设计的身份识别系统的功能来讨论了相关的指纹识别系统的硬件设计,完成了基于STM32F103VBT6微处理器的指纹识别系统设备的硬件电路设计和相应的软件设计。该系统具有指纹图像采集、指纹库中数目统计、指纹比对、指纹录入等功能。另外,本文电路设计中选取的电器件在价格和性能上都有一定的优势。同时,本文对指纹识别系统的过程和相关的原理进行了一定的分析和研究,重点研究指纹图像的预处理过程。首先,对原始图像进行归一化处理后,提出了一种局部方差分割法对归一化的图像进行分割,得到了比较好的效果;接着,利用块方向图对图像进行变换后采用傅里叶变换实现指纹增强;然后,对处理过的图像进行二值化处理去除噪声;最后,通过冯星奎等提出了一个改进的OPTA算法来完成图像的细化。本文在最后还介绍了按键、显示等相关程序,同时也简要介绍了一下系统与PC机连接,以及上位机软件的功能界面。在文章的最后也通过实验验证了系统的可行性。对于此次设计的身份识别系统,仍然需要进一步的探索和研究。论文最后也进行了总结,并展望了未来的研究方向。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-6
目录  6-8
第一章绪论  8-12
  1.1 课题的研究背景  8
  1.2 国内外相关技术的研究现状  8-10
    1.2.1 指纹识别技术的发展概况  8-9
    1.2.2 嵌入式技术的发展概况  9-10
  1.3 课题研究的目的和意义  10
  1.4 本课题主要研究的内容和章节安排  10-12
    1.4.1 本课题主要研究内容  10
    1.4.2 本论文的章节安排  10-12
第二章身份识别系统的整体设计方案  12-17
  2.1 系统设计的工作流程  12-13
  2.2 指纹识别的处理流程  13-15
    2.2.1 指纹识别的原理和方法  13
    2.2.2 指纹识别的算法流程  13-15
  2.3 系统设计要点  15-16
  2.4 本章小结  16-17
第三章嵌入式指纹识别系统的硬件设计  17-29
  3.1 嵌入式指纹识别系统功能介绍  17
  3.2 系统硬件结构框图  17-18
  3.3 STM32F103VBT6 微处理器  18-22
    3.3.1 微处理器的简介  18-20
    3.3.2 核心控制电路  20-22
  3.4 系统电源模块  22-25
    3.4.1 末级电源设计  22-23
    3.4.2 前级电源设计  23-25
  3.5 显示以及按键电路  25-26
    3.5.1 液晶显示电路  25-26
    3.5.2 按键电路  26
  3.6 通用接口  26-28
    3.6.1 通用串口  26-27
    3.6.2 调试端口JTAG模块  27-28
    3.6.3 USB接口  28
  3.7 本章小结  28-29
第四章指纹图像预处理算法分析  29-37
  4.1 归一化  29-30
  4.2 指纹图像分割  30-31
  4.3 指纹图像增强  31-35
    4.3.1 方向图  31-34
    4.3.2 滤波增强  34-35
  4.4 指纹图像二值化  35
  4.5 指纹图像细化  35-36
  4.6 本章小结  36-37
第五章系统的软件设计  37-50
  5.1 按键模块程序  39-40
  5.2 系统的部分显示程序  40-42
  5.3 指纹图像的采集程序  42-44
  5.4 指纹的比对以及其它菜单功能  44-47
  5.5 系统与上位机之间的简单介绍  47-49
  5.7 本章小结  49-50
第六章总结与展望  50-53
  6.1 系统功能以及比对结果分析  50
  6.2 工作总结  50-51
  6.3 后续工作展望  51-53
参考文献  53-55
研究生期间发表论文  55-56
致谢  56

基于嵌入式的身份识别系统的研究和设计

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