基于DSP的指紋采集系統(tǒng)研究與實現(xiàn)


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摘要：本系統(tǒng)將DSP、CPLD、USB技術(shù)引入指紋采集領(lǐng)域，分析了指紋采集領(lǐng)域的國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展?fàn)顩r，并給出了系統(tǒng)的總體設(shè)計、器件選型；深入研究了DSP、CPLD、FPS200芯片及其外圍器件結(jié)構(gòu)特性，設(shè)計出了系統(tǒng)的硬件原理圖并制作硬件電路板；完成了基于VHDL語言的CPLD軟件設(shè)計；設(shè)計了系統(tǒng)的USB通訊程序和上位機人機交互軟件；最后進(jìn)行了聯(lián)機調(diào)試，得到了預(yù)期的實驗結(jié)果。
關(guān)鍵詞：指紋采集，DSP，CPLD，F(xiàn)PS200，USB

Abstract: This system import the technic such as DSP,CPLD,USB to Fingerprint Acquisition field. go deep into study the actuality and development in this field allover the country and abroad and designed the whole frame and select the chip; go deep into study the characteristic of the chip such as DSP/CPLD/FPS200 etc,then design the circuitry of the system and make the PCB of the system based on the tool of PROTEL which is a software in circuity design field;achieve the VHDL language program design in the CPLD. design the USB program and the Windows software; At last achieved online debug and gained the expectant experiment data.
Key Words: Fingerprint Acquisition, DSP, CPLD, FPS200,USB
1 引言
生物識別技術(shù)根據(jù)人體自身的生理特征來識別個人的身份，這種技術(shù)是目前最為方便與安全的識別系統(tǒng)。使用生物識別技術(shù)，我們無須攜帶身份證或智能卡，也不需要記住煩瑣的密碼，就可以進(jìn)行個人身份識別。生物識別技術(shù)已成為一種公認(rèn)的最為方便和安全的身份認(rèn)證技術(shù)。而指紋采集作為指紋識別系統(tǒng)中的一個重要環(huán)節(jié)也越來越受到人們的重視, 高質(zhì)量的指紋采集技術(shù)已成為一個重要的研究課題。
90年代中期開始出現(xiàn)半導(dǎo)體的指紋傳感器。最初的這類傳感器采集的圖像質(zhì)量和光學(xué)傳感器有較大的差距，但是隨著半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)步，它采集的圖像質(zhì)量也越來越高，現(xiàn)在這兩種傳感器采集的圖像質(zhì)量差距已經(jīng)很小了。半導(dǎo)體傳感器具有價格低、體積小的優(yōu)點，特別適合集成在普通的消費電子產(chǎn)品中，大有后來居上、取代光學(xué)傳感器的趨勢。
半導(dǎo)體型采集器是指紋產(chǎn)品進(jìn)入民用市場的趨勢，基于此，本文展開了基于半導(dǎo)體指紋芯片的指紋采集研究，從指紋技術(shù)的最前端環(huán)節(jié)——指紋傳感器——開發(fā)出自己特有的圖像采集系統(tǒng)是本課題研究的目標(biāo)。其目的明確，意義深遠(yuǎn)。
高質(zhì)量的指紋采集不僅是降低指紋識別算法難度的關(guān)鍵，也是提高指紋識別準(zhǔn)確率的關(guān)鍵，更是保證指紋技術(shù)得以大力推廣應(yīng)用的基石。國內(nèi)嵌入式指紋識別技術(shù)之所以得不到快速的發(fā)展，原因就在指紋采集技術(shù)的落后。獲取高質(zhì)量的指紋數(shù)據(jù)是降低指紋識別算法復(fù)雜性一個最主要途徑。因此，在我國研究和開發(fā)擁有自主產(chǎn)權(quán)的指紋采集終端是緊迫的也是必須的。
本文研究從指紋圖像的可采集性和指紋數(shù)據(jù)傳輸方式出發(fā)研究指紋采集系統(tǒng)的軟硬件實現(xiàn)?；跀?shù)字信號處理器TMS320VC5402的嵌入式指紋采集系統(tǒng)是以指紋傳感器FPS200為采集頭，以數(shù)字信號處理器DSP為控制和計算核心的，通過CPLD器件EPM7128為其外圍邏輯設(shè)計，最終以USB的接口方式傳給上位機。