指纹识别系统的经典设计以及应用案例汇总

指纹，由于其具有终身不变性、唯一性和方便性，已几乎成为生物特征识别的代名词。指纹识别即指通过比较不同指纹的细节特征点来进行鉴别。由于每个人的指纹不同，就是同一人的十指之间，指纹也有明显区别，因此指纹可用于身份鉴定。在指纹识别系统中，由于每次捺印的方位不完全一样，着力点不同会带来不同程度的变形，又存在大量模糊指纹，如何正确提取特征和实现正确匹配，是指纹识别技术的关键。指纹识别技术涉及图像处理、模式识别、计算机视觉、数学形态学、小波分析等众多学科。本文主要为你介绍四个指纹识别模块的搭建以及六个指纹识别系统的应用实例。


指纹识别模块的实现

DIY你自己的指纹识别系统，硬件原理，软件流程，算法选择

本系统采用Xilinx公司Spartan 3E系列FPGA作为核心控制芯片，通过FPC1011C指纹传感器实现对指纹图象的采集，利用SPI接口传输到FPGA进行数据的存储，在内嵌的MicroBlaze处理器的管理下，使用硬件电路对指纹图象进行指纹中心点求取、图像修剪、可视化扇形、归一化、Gabor滤波、特征编码等处理，从而得到指纹特征点并存入指纹数据库作为建档模版。指纹比对时，采用同样的方法，得到比对模版，然后将比对模版与建档模版利用指纹识别算法进行比对，得出比对结果。



实用性指纹识别模块设计方案，提供软硬件参考设计

本模块采用xilinx公司的Spartan 3E系列XC3S500E型FPGA作为核心控制芯片，通过富士通公司的MFS300滑动式电容指纹传感器对指纹图象进行提取，然后对提取的指纹图像进行灰度滤波、图像增强、二值化、二值去噪、细化等预处理，得到清晰的指纹图象，再从清晰的指纹图象中提取指纹特征点，存入外部FLASH作为建档模板。指纹比对时，采用同样的方法获得清晰的指纹图像，建立比对模板，然后将比对模板与建档模板利用点模式匹配算法进行比对，得出比对结果。



基于嵌入式处理器指纹识别系统的设计和实现

本文研究了以内含ARM核的微处理器AT91SAM7X256为核心，外部扩展指纹传感器MBF200构成指纹识别服务器硬件；系统软件移植实时多任务操作系统μC/OS-Ⅱ、文件系统、LwIP，应用软件实现指纹识别。该方法具有成本低、占用资源少、可扩展性强的特点。



一种新型SoPC自动指纹识别系统设计

本文提出了一种基于SoPC的新型结构的自动指纹识别设计方案。把指纹识别系统中耗时较大的图像预处理部分用硬件来实现，而耗时较少的特征提取、匹配和操作控制等部分则在NiosⅡ软核中实现。用一块SRAM作指纹处理中间数据的缓存。指纹图像前期处理以硬件实现，中间数据缓存于SRAM中；指纹图像后期处理软件从SRAM中将所有数据读入NiosⅡ的数据存储器。在软硬件处理结合的基础上使指纹处理时间大大降低，1.5 s内可以完成一幅指纹图像的预处理，3 s内可以完成一幅指纹图像的比对。



基于USB传输及CMOS图像传感器的指纹识别仪的实现

本文介绍利用OMniVision公司的CMOS彩色数字图像传感器OV762M和cypress公司的EZ—USB AN2131QC USB控制传输芯片（内部集成了增强形51内核）来实现指纹信息的采集和USB传输，同时由于指纹传感器输出数据的速率（27MB/s）与USB控制器（AN2131QC）数据传输速率（12Mb/s）的不匹配，故系统采用了SRAM和CPLD构成中间高速缓冲区。



指纹识别系统实际应用案例

基于ATmega162的指纹识别电子机械锁设计

本文设计的基于PIC16F72的机械锁，配套的钥匙内置编码芯片，能够设置正确钥匙以及发送钥匙编码信息，只有用正确钥匙才能打开，不能被铁丝或其他非法钥匙打开，安全性大大提高。在非法开门的情况下，机械锁发送报警信息。



基于指纹识别的汽车防盗系统设计

采用指纹识别模块验证车主身份并辅助多种报警措施来完成汽车防盗报警器的设计，能够在不改变汽车整体电路的情况下尽可能地保障汽车的安全。指纹识别是生物特征识别的一种，它利用指纹特征的惟一性和终身不变性对个人身份进行认证，具有极高的安全性和易用性。本文将指纹识别技术应用于汽车防盗系统中，并结合GSM无线通信网络，实现远程报警，有效地保障了汽车的安全。



基于ARM的指纹识别门禁系统设计

本文介绍了基于嵌入式ARM9体系结构的指纹识别原理与处理方法，指纹识别技术通过分析指纹的局部特征，从中抽取详尽的特征点，从而可靠地确认个人身份。指纹识别技术主要涉及四个功能：读取指纹图象、提取特征、保存数据和比对。首先从获取的指纹图像上找到“特征点”，然后根据特征点的特性建立用户活体指纹的指纹特征数据(一种单向的转换，可以从指纹图像转换成特征数据但不能从特征数据转换成为指纹图像)。由于两枚不同的指纹不会产生相同的特征数据，所以通过对所采集到的指纹图像的特征数据和存放在数据库中的指纹特征数据进行模式匹配，从而计算出它们的相似程度，最终得到两个指纹的匹配结果，根据匹配结果来鉴别用户身份。



基于指纹识别技术的驾校计时培训系统

本设计采用了基于指纹识别的技术来确定学员的身份，合格后才作为有效地练车时间，成为最后路考的凭证。将计时仪安装在培训车的教练席旁，从点烟器取出汽车电瓶的12 V直流电作为供电电源。计时仪从学员IC卡里读出该学员的指纹信息，验证学员的指纹。当车门闭合且验证通过后，系统在车轮转动时就会开始记录学员的训练时间和里程。当结束键被按下或者车轮停止转动一段时间后，系统再次验证学员的指纹，以确保学员身份惟一。如认证通过，就把本次练车的学员号和练车时间分别写入学员IC卡和教练IC卡。教练下班后导入后台数据库备份。整个过程有语音自动提示操作，实现了智能化管理计时。



一种基于指纹识别技术的汽车门锁软硬件设计

本文利用指纹识别技术，设计出模拟汽车指纹识别门锁。依据汽车的特殊情况来设计执行机构、选取相应的硬件；在 Biokey SDK算法的基础上进行二次开发，完善软件的功能。搭建出模拟汽车指纹识别门锁系统，测试执行机构的动作是否符合要求。