基于ARM和滑動指紋傳感器的c計

4.2 加載驅動程序

設備驅動程序在Linux內核中，使某個特定的硬件響應一個定義良好的內部編程接口，同時完全隱藏了設備的工作細節。用戶通過一組標準化的調用完成對硬件的操作，而這些調用是和特定的驅動程序無關的。將這些調用映射到作用了實際硬件的設備特定的操作上，就是設備驅動程序的任務。也即Linux中的模塊化實現，這也是Linux中設備驅動程序的一大特點。

將FingerChip驅動程序加載到Linux文件系統中，當系統運行時，使用insmod命令，即可實現指紋傳感器設備的裝載。通過標準化的調用，實現對傳感器的控制。

5、基于滑動式指紋傳感器的指紋拼接算法

當手指滑過時，滑動指紋傳感器采集到是一系列指紋幀序列，因此在嵌入式系統中，需要對獲取的指紋幀序列進行拼接。與PC機中的CPU相比，ARM芯片速度較低。為了減少刮取指紋后的等待時間，對指紋拼接速度的要求很高。

本文運用基于塊匹配指紋拼接算法[5]，能夠快速有效的尋找到相鄰指紋幀之間的偏移量。塊匹配算法是：（1）在圖像A中選取M×N大小的X區域；（2）在圖像B中選取所有可能的M×N大小的Y區域；（3）計算X區域和Y區域對應象素差值的平均值MAE;MAE越小，兩區域相似度越高；計算公式為：

(1)

其中0≤i≤M-1，0≤j≤N-1，p（i,j）為X區域的點p的象素值，q（i,j）為Y區域對應點q的象素值。MAE越小，兩區域相似度越高。理想情況下，MAE最小值為0。

具體實現步驟：（1）FingerChip AT77104A獲取到的指紋幀數據大小為232×8，設x方向為232，y方向為8。為了有效的拼接相鄰兩幀指紋，設置獲取每一幀數據的頻率，使得y方向的偏移量dy不大于8，即保證相鄰兩幀一定有重疊。（2）理想情況下，手指在y方向滑動，在x方向上偏移量為0。因此，只考慮dx不大于dy的情況。當dx超過dy時，滑動無效。（3）由（1）（2）可得，|dx|8。同時可得，最后一行，中間的（232-8×2）個象素與下一幀必有重疊。（4）取前一幀最后一行（232-8×2）個象素，即（232-8×2）×1的模板，與新獲取的一幀指紋匹配。（5）匹配方法：在新的指紋幀里面尋找所有可能的（232-8×2）×1的模板，計算求得MAE。選取MAE的最小值對應的模板，此模板與上一幀的最后一行的（232-8×2）×1的模板相匹配。即得dx，dy。（6）重復執行以上步驟，直到得到一幅完整的指紋圖像。圖3-a為拼接前的指紋幀，圖3-b為拼接后的指紋圖像。

圖3 a.拼接前的指紋幀 b.拼接后的指紋圖像

6、總結

本文實現了基于ARM9芯片AT91RM9200和滑動指紋傳感器AT77C104B FingerChip的指紋采集系統，具有低功耗，采集便捷，通信系統簡單等優點，具有很大的實用價值。開發的指紋拼接算法通過了AT77C104B FingerChip獲取的100幅指紋幀序列的測試，均能達到較好的效果。該系統獲取到的指紋幀序列和拼接后的指紋圖像，均可通過USB接口導出，可用于指紋拼接算法有效性的測試和指紋識別算法的測試。