一種基于USB與DSP的指紋識別系統(tǒng)設計方案

圖2 固件程序結構

　　3.2 設備驅動

　　3.2 設備驅動

　　在Win32系統(tǒng)中，把每一個設備都抽象為文件，此時的應用程序只需通過幾個簡單的文件操作APl函數(shù)，就可以實現(xiàn)與驅動程序中某個設備的通信。

　　PC機的驅動程序由Philips公司提供。用VC++6.0通過調用API函數(shù)，編寫PC的應用程序。這樣即可實現(xiàn)PC機對 DSP（TMS320VC5402）指紋取像系統(tǒng)的控制以及圖像的傳輸。主要使用的API函數(shù)是DeviceIOControl（）、 ReadFile（）、WriteFile（）。其中DeviceIOControl（）用于PC（主機）向DSP圖像采集系統(tǒng)發(fā)送請求;ReadFile（）和WriteFile（）分別用于從圖像采集系統(tǒng)讀出數(shù)據(jù)以及向圖像采集系統(tǒng)寫入數(shù)據(jù)。在設計過程中必須注意的問題是：由于 USB接口是主從方式的接口，其一切傳輸過程都必須通過主機向外設發(fā)送請求后才可以開始，所以在使用ReadFile（）、WriteFile（）讀寫數(shù)據(jù)前，必須先通過DeviceIOControl（）向圖像采集系統(tǒng)發(fā)送請求。

　　3.3 指紋識別流程

　　系統(tǒng)上電時，TMS320VC5402通過12C總線操作對OV6620進行設置，然后進入指紋圖像采集階段。在該階段，TMS320VC5402處于空閑狀態(tài)，CPLD占用數(shù)據(jù)總線，

　　將數(shù)據(jù)直接存儲到圖像RAM中。采集完一幀指紋圖像后由CPLD發(fā)握手信號，通知DSP進人數(shù)據(jù)處理階段。在該階段，TMS320VC5402先將圖像 RAM中的數(shù)據(jù)分塊搬運到用戶RAM中，進行圖像預處理、特征點提取等運算，最后通過USB將結果輸出給上位機。上位機調出指紋數(shù)據(jù)庫，并將提取的結果與指紋特征庫中的數(shù)據(jù)進行比對，從而與庫中特征指紋進行指紋匹配識別。

　　DSP算法具體如下：（1）預濾波。方向濾波：設計了一個水平模板，然后將水平模板旋轉到所需增強的方向進行濾波。（2）二值化。背景分離：采用標準差閾值跟蹤法，圖像的指紋部分由黑白相間的紋理組成，灰度變化很大，具有較大的標準差，而背景部分灰度分布比較平坦，標準差小。因此計算以各點為中心的一組像素的標準差，當標準差大于某一門限時，就可以確定該點為前景，否則為背景。（3）計算方向圖：采用基于法線向量的方法，其中還涉及到方向場的平滑銳化。（4）特征點提取：采用了脊線跟蹤法，其基本思想是直接對圖像進行脊線跟蹤，在跟蹤過程中檢測特征點。

　　整個軟件流程如圖3所示。