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基于ARM9的指纹识别门禁系统

作　者: 吕宪军
导　师: 陈后金
学　校: 北京交通大学
专　业: 电路与系统
关键词: 指纹传感器 ARM9 嵌入式Linux 指纹识别门禁系统 QT
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 311次
引　用: 1次
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内容摘要

指纹识别门禁系统是基于生物特征识别技术的一项高科技安全设施,近年来在国内外得到了广泛的应用,并已成为现代建筑智能化的重要标志之一。对于一些核心机密部门,如国家机关、科研实验室、档案馆、民航机场等重要场所,指纹识别门禁系统可以提供高效、智能、便捷的授权控制。由于指纹具有无需携带、人人各异、终生不变的特点,因此利用指纹识别作为身份认证的手段,与钥匙、密码等传统手段相比,大大提高了安全性与可信性。在该研究领域中,基于PC平台的识别系统一直是研究的重点,本文基于ARM平台的系统具有轻便、易安装、成本低的优点,具有良好的发展前景。论文的内容主要包括以下几个方面：1.研究和分析了指纹识别技术的原理以及目前国内外指纹识别技术应用领域及其系统应用方案,在此基础上建立了系统软硬件平台,内容包括硬件平台的选型、软件平台中u-boot系统引导程序的移植、嵌入式Linux内核的配置移植以及文件系统制作三大部分。系统在设计中选用了ARM处理器的TQ2440开发板和嵌入式Linux操作系统,使其具有低耗能、控制方便、成本低廉和智能性的特点。2.仿真了指纹识别的完整过程,包括指纹图像采集算法、图像预处理算法、特征提取算法、特征匹配算法。其中预处理算法包括：指纹图像场计算、指纹图像分割、指纹图像均衡、指纹图像智能增强、指纹图像二值化、指纹图像细化。3.实现了指纹识别算法在嵌入式Linux上的移植。论文的创新点主要在于开发平台的选择和指纹图像处理算法的改进。开发平台为嵌入式Linux,体积小、易安装、成本低；在算法上大量采用了方向场的理论,处理效果更加良好。

全文目录

致谢  5-6
摘要  6-7
ABSTRACT  7-10
1 绪论  10-14
  1.1 研究的背景与意义  10-11
  1.2 国内外研究现状  11-12
  1.3 论文的主要研究内容及结构  12
  1.4 本章小结  12-14
2 开发平台的建立  14-26
  2.1 系统硬件平台  14-18
  2.2 系统软件平台  18-25
    2.2.1 嵌入式操作系统  18-19
    2.2.2 U-Boot引导程序分析与移植  19-21
    2.2.3 嵌入式Linux内核移植  21-24
    2.2.4 设备驱动  24-25
  2.3 本章小结  25-26
3 指纹预处理  26-41
  3.1 图像场计算  27-30
    3.1.1 梯度场计算  27
    3.1.2 方向场计算  27-29
    3.1.3 频率场计算  29-30
  3.2 背景分割  30-33
    3.2.1 基于强度场、梯度场的分割  30-31
    3.2.2 基于最大类间方差分割  31-33
  3.3 图像均衡  33-35
  3.4 增强滤波  35-36
    3.4.1 Gabor小波  35-36
    3.4.2 智能增强  36
  3.5 二值化  36-38
    3.5.1 灰度阈值法  37
    3.5.2 方向场法  37-38
  3.6 图像细化  38-40
  3.7 本章小结  40-41
4 特征提取与比对  41-50
  4.1 特征提取  41-45
    4.1.1 指纹图像特征  41-42
    4.1.2 指纹特征端点提取  42-43
    4.1.3 指纹特征分叉点提取  43
    4.1.4 指纹特征中心点、三角点的提取  43-45
  4.2 指纹图像匹配  45-49
    4.2.1 指纹图像配准  45-46
    4.2.2 指纹图像匹配  46-49
  4.3 本章小结  49-50
5 指纹识别算法移植  50-56
  5.1 界面选择  50-55
    5.1.1 Qt  50
    5.1.2 设置Qt开发环境  50-52
    5.1.3 界面设计  52-55
  5.2 本章小结  55-56
6 工作总结与展望  56-57
参考文献  57-59
作者简历  59-61
学位论文数据集  61

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