基于嵌入式處理器指紋識別系統的設計和實現

采集到指紋信息后，需要進行圖像增強，其中要解決的核心問題是指紋圖像預處理，其目的是為了減弱噪聲、改善圖像質量，以便于特征提取。指紋紋理由相間的脊線和谷線組成，它們蘊涵了紋理方向、紋理密度等大量信息。這些信息在不同區域顯示不同特征。指紋圖像增強算法就是利用圖像信息的區域性差異來實現的。
本系統參考了指紋圖像紋理頻率信息，以GABOR變換這個能夠同時對圖像局部結構的方向和空域頻率進行解析的最優濾波器作為濾波器的模板，因而極大改善了增強算法的效果。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)對每個子塊的每一個點p(s，t)(s，t=O，I…w-1)利用Sobel算子分別計算其x方向梯度gx和y方向梯度gy；
3)每個子塊方向θ(m，n)的計算公式：

式中，。
GABOR變換由于具有最佳時域和頻域連接分辨率的特點，能夠同時對圖像局部結構的方向和空域頻率進行解析，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構建濾波器。本系統中指紋匹配采用基于特征點集合匹配的校準算法，該算法多為簡單的比較邏輯和加減運算，不需要用到DSP處理單元。運用本設計中的ARM7器件能夠較好的工作。由于指紋識別有一定的拒識率，所以如果要使辨識結果拒絕此人的話，要連續3次都是拒絕才成立。

3 結束語
此分布式指紋識別系統可應用在基于ARM7核心多節點的的大型企業監控、門禁管理的場合。本系統可以實現指紋數據采集的現場總線和以太網互聯通信問題，使各分節點能夠連接到主干以太網絡，方便指紋數據庫的管理和更新，可以進行遠程的特征匹配查詢。該設計的創新點在于：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，結構簡單，成本低廉，具有商業價值；2)設計了具體的系統以太網，CAN總線及電源實現硬件電路圖；3)移植μC／0S-Ⅱ，給出具體指紋識別算法及處理方案，實現穩定性和低成本的結合。