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掌纹图像采集与识别装置的研究

作　者: 董康
导　师: 苑玮琦
学　校: 沈阳工业大学
专　业: 测试计量技术及仪器
关键词: 掌纹图像采集非接触蓝色光源 DSP
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 64次
引　用: 1次
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内容摘要

基于生物特征识别技术在当今身份识别领域显示出来的重要性,其应用越来越广泛。由于掌纹图像容易采集、主要纹理明显、稳定、唯一不变等特点;掌纹采集与识别系统的采集过程不涉及用户隐私、较易操作、而且其可以应用在门禁、电子所、考勤等领域。因此掌纹识别方法在身份识别领域的显得越来越重要。本文通过对掌纹采集与识别装置的发展过程以及国内外研究现状深入的研究与分析。发现现有的采集系统已步入在线采集的阶段,但是现有的掌纹采集系统多为接触式,由于其采集过程耗时较多、有细菌传染易产生抗拒心理、脱离实际应用模式等原因,本文提出一种非接触的采集装置以解决现有采集方式的不足之处。本系统的采集方式是非接触式的,在摄像头镜头的景深的范围内,用户随意将手伸到镜头前便能采集到清晰地掌纹图像,解决了以往采集装置定位难不易被用户接受的缺点,更接近掌纹识别在实际应用中的模式。采集装置采用波长为430nm的单色蓝光来照射手掌以获得更好分辨率和对比度的图像,利用带通滤光片DBT430来减小外界光的干扰,采用理论视角为90°的广角摄像头来确保整个手掌出现在视角以内。利用视频解码器TVP5146将掌纹图像模拟信号转换为可处理的数字信号;以TI公司的数字信号处理器TMS320DM6437为核心,完成掌纹图像的采集;为了实现掌纹图像数据的存储和处理,扩展了DDR作为图像存储器。本文提出了与本系统相对应的定位和识别方法。利用手掌的三角点作为定位点截取出特征模块,基于掌纹纹理的大纹理、屋脊边缘特性提出了适合掌纹识别的灰度曲面方法。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第一章绪论  10-17
  1.1 生物特征识别  10-11
  1.2 掌纹识别技术概述  11-12
  1.3 掌纹识别的研究现状  12-13
  1.4 目前存在的问题及解决方案  13-15
  1.5 论文主要研究内容与章节安排  15-16
  1.6 小结  16-17
第二章系统整体设计方案  17-21
  2.1 系统的总体结构框图及各部分的功能  17-18
  2.2 系统的工作流程  18-19
  2.3 系统的设计要点  19-20
  2.4 本章小结  20-21
第三章掌纹采集装置的光源设计  21-31
  3.1 光源的照射角度  22-24
  3.2 LED 的选择与电路连接  24-26
  3.3 照射光颜色的选择  26-27
  3.4 外界光过强造成干扰的解决  27-28
  3.5 匀光板的使用  28-29
  3.6 背景的添加  29-30
  3.7 本章小结  30-31
第四章图像采集的实现  31-45
  4.1 摄像头与镜头的选取  31-37
    4.1.1 非接触的理论依据  31-32
    4.1.2 摄像头传感器的选择  32-34
    4.1.3 镜头的选择  34-37
  4.2 图像采集模块的硬件电路  37-38
  4.3 采集模块的软件设计  38-42
    4.3.1 采集模块的寄存器设置  38-39
    4.3.2 I~2C 总线  39-40
    4.3.3 I~2C 初始化TVP5146 软件  40-42
  4.4 系统的硬件平台  42-44
  4.5 本章小结  44-45
第五章掌纹图像的定位  45-58
  5.1 图像采集的存储  45-46
  5.2 二值化  46-47
  5.3 局部去噪  47-51
    5.3.1 去除孤立噪声  48-49
    5.3.2 加黑边  49
    5.3.3 膨胀去齿  49-51
  5.4 边缘提取  51-52
  5.5 手掌定位点的提取  52-55
  5.6 特征领域的截取  55-57
  5.7 本章小结  57-58
第六章掌纹识别  58-62
  6.1 基于灰度曲面匹配的方法  58-59
  6.2 掌纹灰度特征曲面的分析  59-60
    6.2.1 掌纹纹理的分析  59-60
    6.2.2 掌纹的特征曲面  60
  6.3 掌纹识别匹配的区域  60-61
  6.4 本章小结  61-62
第七章结论  62-63
参考文献  63-65
在学研究成果  65-66
致谢  66

掌纹图像采集与识别装置的研究

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