STM32指纹识别论文
本科毕业设计（论文）
题目：基于STM32的指纹
识别研究
学号：104822057
姓名：朱亚春
班级：10电信A1
专业：电子信息工程
学院：工学部
入学时间：2010级
指导教师：宋绍京
日期： 2016 年 5月 10 日
毕业设计（论文）独创性声明
本人所呈交的毕业论文是在指导教师指导下进行的工作及取得的成果。除文中已经注明的内容外，本论文不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。
作者签名：
日期：
摘要
随着科学技术的快速发展，人们对自身的安全性要求得到全面提高，并且出现了各种身份安全认证功能。其中，指纹识别技术在各类安全认证功能中得到了长足的发展，出现了多种类型的指纹识别系统,但是此类系统大多都是基于PC 机的，在其可移动性以及便捷性的性能上还不能使其大范围的推广以及使用。目前，基于嵌入式的指纹识别在逐渐的成为大家的研究方向，且已经取得了一定的成果。但是这些系统在其实时性，功耗，灵活性以及性价比上还存在着明显的缺点，如果要提高此系统的大范围应用，则必须对这些不足进行进一步的研究和改进。
本文对当下的指纹识别系统的现状进行了简单分析，表达了自身对STM32系统的理解，以及参考各方对指纹算法的研究。其次，针对本文提出的基于STM32系统下的指纹识别技术对实用性的要求，选择一种可搭载的指纹传感器，利用已改良的指纹采集以及指纹处理算法，在MATLAB下进行仿真，选择一种适合在STM32F103VET6 上运行的算法进行了详细分析，并且衡量该算法在STM32F103VET6 上的运行效果。最终克服了前文提到的指纹识别技术的不足，做出了基于嵌入式下的指纹识别系统。
关键词：指纹识别，STM32，指纹采集，指纹传感器，指纹算法。
ABSTRACT
With the rapid development of science and technology, people on their own security requirements have been fully improved, and there has been a variety of identity security authentication.Among them, fingerprint recognition technology in all kinds of security certification function has been considerable development, various types of fingerprint identification system, but these systems mostly based on PC in its mobility and convenience of performance does not make its wide range of promotion and use.At present, the fingerprint recognition based on embedded system has become the research direction, and has achieved certain results.But these systems in real time, power consumption, flexibility and price still exist obvious shortcomings, if you want to improve the system in a wide range of applications, you must further research and improvement on these issues.
In this paper, the current status of the fingerprint identification system is analyzed, the expression of its own understanding of the STM32 system, as well as the reference to the parties to the study of the fingerprint algorithm.Secondly, for is proposed in this paper based on STM32 system of fingerprint recognition technology to practical requirements, choose a can be equipped with a fingerprint sensor, using improved fingerprint and the fingerprint processing algorithm, under the MATLAB simulation choose a suitable running in STM32F103VET6 algorithm are analyzed in detail, and measure the running effect of algorithm in STM32F103VET6 .Finally, it overcomes the shortcomings of the fingerprint identification technology mentioned above, and makes the fingerprint identification system based on the embedded system.
Keywords: fingerprint identification, STM32, fingerprint acquisition, fingerprint sensor, fingerprint algorithm.
目录
第1章绪论 (1)
1.1 引言 (1)
1.2 生物特征识别技术概论 (1)
1.2.1生物特征识别技术简介 (1)
1.2.2生物特征识别技术优势比较 (2)
1.3指纹识别技术概论 (3)
1.31指纹识别技术简介 (3)
1.32指纹识别研究 (4)
1.4本文研究的内容 (5)
第2章指纹识别算法 (6)
2.1指纹识别算法概述 (6)
2.2指纹图像预处理 (7)
2.2.1指纹图像预处理的主要步骤 (7)
2.2.2指纹图像场的计算 (7)
2.2.3指纹图像的均衡化 (9)
2.2.4指纹图像二值化 (9)
2.3指纹图像特征提取 (10)
2.3.1指纹图像特征提取概述 (10)
2.3.2指纹图像的细化 (11)
2.3.3指纹图像特征值的提取 (12)
2.3.4去除伪特征值 (14)
2.4指纹图像特征匹配 (15)
2.5 本章小结 (16)
第3章硬件系统设计 (17)
3.1 指纹传感器设计 (17)
3.1.1指纹传感器种类 (17)
3.1.2 MBF200 指纹传感器概述 (18)
3.1.3 MBF200接口模式 (19)
3.1.4 指纹采集电路设计 (19)
3.2整体电路设计 (20)
3.3STM32F103VET6简介 (21)
3.4 存储器简介 (22)
3.5 LCD1602模块 (23)
3.6 本章小结 (23)
第4章系统测试以及结果分析 (25)
4.1.指纹识别系统主程序设计 (25)
4.1.1指纹识别的主程序设计过程 (25)
4.1.2指纹采集程序设计 (27)
4.1.3存储器扩展程序设计 (28)
4.2设计算法的移植 (29)
4.3测试结果以及分析 (30)
4.3.1预处理算法测试 (30)
4.3.2提取特征点测试 (31)
4.3.3图像匹配测试 (31)
4.3.4 STM32系统下的测试 (34)
4.4本章小结 (35)
第5章论文总结 (36)
致谢 (38)
参考文献 (39)
第1章绪论
1.1 引言
伴随着国家经济的飞速发展，与科学技术水平的进一步提高，人们对于以前相对比较简便的认证身份的形式产生怀疑，致力与使用新型且更为简便和使用的认证方式。在此大环境下，人们开始寻求更具安全性的身份识别方式来避免对个人和企业造成不可挽回的经济损失，所以当代社会及个人迫切需要一些更安全的认证方式来替代传统的安全保护手段。在这种情况下，人们开始把目光转向了生物特征识别技术，如指纹识别技术，脸部识别技术，声音识别技术等等。
1.2 生物特征识别技术概论
1.2.1生物特征识别技术简介
生物特征识别技术是利用人的行为特征或生理特征，来进行个人身份的鉴定1。更具体一点，生物特征识别技术采用计算机与光学、声学、生物传感器和生物统计学原理等技术方式配合，通过对人体本身唯一性的生理特性和行为特征对目标人群进行判定。生物特征识别技术一般可分为图像获取、提取特征、比较和匹配四个过程。生物特征识别系统通过釆集生物唯一的特征并将其转化为数字信号，然后将这些数字信号存于特征模板之中。生物特征分为行为特征和身体特点这两个方面。身体特征主要包含了掌形、指纹、虹膜和视网膜、人体气味、脸型、皮肤毛孔等等2；行为特点主要是行走步态、签名、语音等。目前生活中常用的生物识别特征如下：
（a）人脸识别
（b）指纹识别
（c）掌形识别
（d）掌纹识别
（e）虹膜识别
1
（f）视网膜识别
（g）签名识别
（h）语音识别
（i）热成像识别
1.2.2生物特征识别技术优势比较
下面对以上集中生物识别特征技术的优劣性进行比较，其结果如图1-1 所示
图1-1 生物特征身份认证技术的比较3
由图1-1我们可以较为清晰的看出，基本上目前没有一种生物特征识别技术是远远优与其他特征的，但是指纹，虹膜和视网膜识别特征有明显较高的固有行和唯一性。但是由于虹膜和视网膜采集以及可接受性还有较大局限，当下市场上多数常见的几乎都为指纹识别技术。并在银行，门禁以及手机上得到了广泛的应用。指纹识别技术也占据了越来越多的生物特征识别的市场，其统计结果如下图
1-2所示:
图1-2 2012 年中国生物识别各分支技术市场统计数据4
通过图1-2，我们可以明确知道，在目前以及不久的将来，指纹识别技术必然将得到更加广泛的发展。但是随着半导体技术发展，在未来科技的迅速发展，其他更为安全和识别性更强的生物识别技术也将得到迅速发展。
1.3指纹识别技术概论
1.31指纹识别技术简介
我们人类包括指纹在内的皮肤纹路在图案、交叉点和断点上大有不同，表现出唯一性且终生不变。有了这两个鲜明的特点，我们就可以把一个人的指纹和他真实的身份对应起来，通过预存的指纹信息和本人的指纹信息采集，对应出其真实的身份，这就是指纹识别技术。指纹用于身份的鉴定上，已经有了悠久的历史发展。无论是国内或者国外，在很久以前就学会了利用指纹这项生物特征进行一系列的人类行为。随着科学技术的发展，人类对指纹识别这个已经存在于日常生
活中许久的技术得到了更加细致的研究。最常见的如警察对犯罪嫌疑人的锁定，目前市面上手机的指纹开机，认证身份等等。
1.32指纹识别研究
1.总体特征
总体特征是指通过肉眼观察就可区分的指纹特性。包括纹形、模式区、核心点、三角点和纹数等。
（1）纹形
（2）模式区
（3）核心点
（4）三角点
（5）纹数
2.局部特征
局部特征是指指纹上节点的特征，这些具有某种特征的节点称为细节特征或特征点。
两枚指纹可能具有相同的总体特征，但是在局部特征上，基本上是大不相同，所以不会存在完全相同的两枚指纹。
3.指纹识别技术原理
图1-3 指纹识别原理5
指纹识别技术的基本原理如上图1-3可大致了解，通过一系列的数字化处理，最终输出匹配结果的过程我们称之为指纹识别。
4.指纹识别技术应用现状
分析作为多数生物特征识别技术中发展最为广泛，成本最为低廉的指纹识别技术，它在这几年得到了长足的发展，并在各大领域得到了广泛的应用。我们可以预料到，随着科技成本的不段降低，以及指纹识别技术的快速发展，它讲在我们未来生活中得到更加广泛的应用。
1、企业考勤仍占主导
2、智能小区成为普及热点
3、指纹锁市场发展迅速
4、多元化应用遍地开花
1.4本文研究的内容
在利用已知的STM32系统和指纹识别算法的了解后，并对当前国内外常用的指纹识别算法的筛选和改良后，主要研究内容包括系统的指纹识别算法、系统硬件电路的设计、系统软件的设计。利用VCC++在计算机上进行指纹算法运算得到结论，再将算法导入STM32系统中，进行嵌入式系统下的指纹识别运算，并将结果进行分析论证，在结论上指出在此项目上出现的各种问题，以及本文设计的优缺点做出分析，并讨论了进一步改良的方法。
第2章指纹识别算法
2.1指纹识别算法概述
指纹识别算法是指纹识别技术的重要组成部分，它直接影响到指纹识别的准确性和可靠性。指纹识别算法具体包含了一下几个方面，指纹图像的预处理、指纹图像特征点的提取以及指纹图像的匹配。其中有包括了各种细节的计算，具体如下图2.1所示，下文会对具体细节进行简要的分析。同时，本文会从两个方面来做出指纹算法的运算：1是在计算机VC++上实现指纹识别算法，计算机基本上对数据运算量的大小没有要求，基本上不会影响识别效率，2是在嵌入式系统上实现此算法，这时就需要考虑到运算芯片的心能，使用相对正确的指纹算法，使其在准确率和运算性能上的要求能同时满足，以达到实用性。
本文在VC上进行编程，验证了现有的指纹算法的处理效果，并通过此算法的不足进行了改进，以期在嵌入式系统中达到使用的目的。
图2.1 指纹识别算法流程
2.2指纹图像预处理
2.2.1指纹图像预处理的主要步骤
指纹图像的预处理过程是对传感器采集到的指纹图像进行噪声去除、方向场求取、滤波增强和二值化，主要目的是使图像整体明暗对比度加大，将明显的断裂脊线进行粘连，对指纹纹理特征进行不失真的还原并尽最大可能减少虚假特征点的数量，获得更清晰的指纹图像，保证下一步细节点提取更顺利的进行6。主要步骤如图2-2所示。
图2.2指纹图像的预处理过程
2.2.2指纹图像场的计算
图像场计算包括图像的强度场、梯度场、方向场以及频率场计算7。
（1）强度场
6
强度场我们指的是指纹图像某一点的上的灰度强度的大小，表现的是此点的亮暗程度。
这里我们设Q 为某点的强度场，()y x f ,为灰度函数值，
()()y x f y x Q ,,= （2.1） 式2.1表示函数值则为某点的灰度场强。 数值越大，则此点的亮度越亮，数值越小，则此点的亮度越暗。
（2）梯度场
梯度场是描述指纹图像的纹线脊谷变化程度的量，这里梯度的大小反映指纹图像纹线脊谷的隆起变化。8
设指纹灰度函数()y x f ,，分别沿y x ,轴计算方向偏导()y x A x ,, ()y x A y ,。
计算指纹图像改点的梯度值：
()()()[]()()y x A y x A y x A y x A y x G y x y x ,,,,,2122+≈+= （2.2）
（3）方向场
接下来我们可以由式（2.1）和（2.2）进行方向场的计算。
通过Sobel 算子表示方式如下：
x 方向为101202101---;y 方向为1
212001
01---。 （2.3)9
然后根据方向场计算公式可得：
()()()y x A y x A y x V y
w i w i u w j w j u x x ,,2,2222∑∑+
-=+-==
（2.4） ()()()()∑∑+
-=+-=-=
222222,,,w
i w i u w
j w j u y x y y x A y x A y x V （2.5） 8
则得出方向场的大小：
()()()???
? ??=-y x V y x V y x y x ,,t a n 21,1θ （2.6） 根据Sobel 算子求出的方向场的角度和真实情况差距有135度，因而得到的数据必须再减去135度。10
2.2.3指纹图像的均衡化
指纹图像的均衡化是指把输入图像的各个点的亮度强度场进行均衡调整，均匀分布相同的强度点，使图像的对比度得到增强。
设指纹图像函数()y x F ,，由均衡化离散的转换公式得：
()()()y x H A F y x F Y X F u u g r e y ,,,0
0m a x ∑== （2.7） 式中：()y x H u ,为第u 级灰度的像素个数， 0A 为图像面积， max F 为图像的最大灰度值， 即为 255。
均衡化后，源指纹图像的灰度概率密度分布均匀，拓宽了像素点灰度的取值范围,增强了图像的对比度。
2.2.4指纹图像二值化 对指纹图像的二值化处理，目的就是在经过二值化的指纹图像能清晰写
实的表现出原采集指纹图像。其原理基本为将增强后的指纹图像上的点进行离散化操作。把255灰度级的图像离为0，255两个极值的灰白图像。其中0表示脊线信息，255表示谷线信息11。
此方法利用自适应的分块阈值法，具体来说就是在理论下的分块均值中，依照图像纹理区域内脊谷纹线中的像素数量大致一致的基本原理，利用自适应法动态变化分块区域内的局部阈值，以达到分块区域内阙值附近的像素数目一致，该方式的主要流程如图2.3示。
10
图2.3 自适应分块二值化算法流程
其中，求取子块灰度均值的计算公式为：
()()N l M k j i f n n l k V i n
j a ...3,2,1,...3,2,1,,*1,111
===∑∑== (2.8)12 2.3指纹图像特征提取
2.3.1指纹图像特征提取概述
STM32 指纹识别系统的特征提取过程是对预处理之后的指纹图像进行细
化、特征点提取和除去伪特征值的操作。通过对图像的二极化，将指纹的脊线转换为但像素宽度的细化图像，从而更为快速的确定指纹的细节点类型，坐标以及细节点方向，并能找到其他不能匹配的细节点特征13。这样，对于后来需要的指纹图像的匹配变得更为方便，有效率。
12
2.3.2指纹图像的细化
在经过预处理的指纹图像在二值化后还会出现二极化图像脊线粗细不均匀现象，指纹图像的细化就是对二极化后的图像进行进一步的调整。即在不改变指纹图像的独特性的条件下删减部分冗杂的宽度不均匀的脊线，以便更为快速的提取图像的特征值。
目前常用的指纹图像细化的OPTA算法14。但经典OPTA算法有一定的局限性。通过经典OPTA算法进行细化后的指纹图像纹线存在不平滑，纹理尾部出现毛刺，部分区域弯曲等影响图像原有性的特征。在查找有关指纹图像细化的文献后，本文选择一种较为便捷，且已经改进的OPTA算法。
图2.4所示的是选中像素点P5处理时所需的抽取模板，图中左上角的3*3窗口区域是删除模板。图2.5是删除模板，图2.6是保留模板，图中的“×”表示1或0。
图2.4 抽取模版
图2.5 删除模版
图2.6 保留模版
细化过程：遍历图像，进行匹配。这里如果像素是1，就把8邻域像素与图2.5中的删除模板对比，如果匹配成功，保留这个像素点；匹配不成功，把这个点的15邻域的像素与图2.6中的保留模板对比，如果匹配失败，目标像素点删除。对以上过程进行重复，直到所有像素点匹配成功，此时，则完成了目标图像的细化。15
2.3.3指纹图像特征值的提取
本文的指纹图像特征值的提取只要指的是对目标图像的端点、叉点的提取，使用的是基于交叉数的特征性提取算法16。在通过对某一黑点进行扫描后，通过其周围8点、顺时针相邻亮点灰度差的判断，来确定此点是叉点还是端点。进一步记录此点的类型、类型以及方向信息。
步骤：选择一黑点扫描。将其周围8个点所有相邻两点差值进行绝对值求和，得到一值。若数值为2*255，此点为端点；若数值为6*255，此点为叉点。
15
图2.7 指纹纹线端点和端点像素模型
图2.8 指纹纹线叉点和叉点像素模型
用函数方式表达如下：
198
1
1,F F F F S u m i i F =-=∑+
(2.9) 算法流程图：
图 2.9 提取端点的算法流程
图 2.10 提取叉点算法流程
2.3.4去除伪特征值
在客观条件的影响下，采集的指纹与原指纹会存在偏差，会存在短线、毛刺和端点。另外在图像预处理的过程中，同样可能会产生偏差，这时我们就需要对目标图像进行伪特征值的筛选，删除。
指纹图像为特征值种类如图2.11所示：
基于matlab指纹识别论文详解
《MATLAB语言》课程论文 Matlab指纹识别系统 姓名：江帅璋 学号：12013241957 专业：通信工程 班级：通信2班 指导老师：朱瑜红 学院：物理电气信息学院
完成日期：2014.11.11 Matlab指纹识别系统 （姓名江帅璋2013级2班） 摘要 本文系统地介绍了指纹识别技术的发展和国内外研究应用现状，阐述了建立指纹识别系统的必要性和意义。以数字图像处理为基础，研究指纹识别的原理和方法，重点分析基于神经网络指纹识别算法、滤波特征和不变矩指纹识别算法和指纹匹配算法，将matlab作为仿真工具，针对已有的三种指纹识别算法进行编程识别；并通过实验论证各种算法的优缺点。 关键字：指纹识别；算法；matlab仿真
目录 第一章绪论 (4) 1.1 引言 (4) 1.2指纹识别技术的发展和研究现状 (5) 1.3 指纹识别研究的目的和意义 (7) 1.4 本论文结构 (8) 第二章指纹识别的理论和方法 (9) 2.1指纹识别的基本原理 (9) 2.2指纹识别系统工作流程 (9) 2.3指纹识别技术的方法 (10) 2.3.1神经网络指纹识别算法 (10) 2.3.2 滤波特征和不变矩指纹识别算法 (11) 2.3.3指纹匹配算法 (13) 第三章matlab仿真实验结果与分析 (16) 3.1 算法matlab仿真结果 (16) 3.2 结果分析 (17) 第四章总结与展望 (18) 参考文献 (19) 附录 (20) 致谢............................................................................................ 错误！未定义书签。
指纹识别模块程序及原理图
程序： #include
uchar code ri[]={"日"}; uchar code xinqi[]={"星期"}; uchar code mao=0x3a; unsigned char code text1[]={" 请按指纹"}; unsigned char code text2[]={" 请再次按指纹"}; unsigned char code text3[]={" 指纹采集成功"}; unsigned char code text4[]={"请按任意键继续"}; unsigned char code text5[]={" 指纹采集失败"}; unsigned char code text6[]={"输入删去的指纹号"}; unsigned char code text7[]={" 删指纹号成功"}; unsigned char code text8[]={"按键一：增加指纹"}; unsigned char code text9[]={"按键二：删去指纹"}; unsigned char code text10[]={" 请重新按指纹"}; unsigned char code text11[]={"清空指纹库成功"}; unsigned char code text12[]={" 没搜索到指纹"}; unsigned char code text13[]={"请先按键再刷指纹"}; unsigned char code text14[]={" 请重新操作"}; unsigned char code text15[]={" 删去失败"}; unsigned char code text16[]={" 接收包出错"}; unsigned char code text17[]={" 编号为："}; unsigned char code text18[]={"指纹已找到请进"}; unsigned char code text19[]={" 该指纹已存储"}; unsigned char code text20[]={" 请输入密码"}; unsigned char code text21[]={" 密码错误"}; unsigned char code text22[]={"按键三：更新密码"}; // @@@ unsigned char code text23[]={"请再次输入密码"}; unsigned char code text24[]={"两次输入的密码不"}; unsigned char code text25[]={"一致，请重新操作"}; unsigned char code text26[]={" 密码更新成功"}; 另外： void delay(uint tt) { uchar i; while(tt--) { for(i=0;i<125;i++); } } void initialize51() {
基于指纹识别的电子密码锁设计
基于指纹识别的电子锁系统设计 作者姓名:XX 专业班级:测控技术和仪器2009060101 指导教师:XX 摘要 随着社会的发展和科技的进步，传统的安全防盗系统面临极大的挑战。生物识别技术的蓬勃发展，让人们对于安防系统的设计有了另一种灵感，指纹锁应运而生。可供二次开发的指纹模块已经解决了指纹图像的处理问题，如何实现这种技术的实际应用已经成为急需解决的问题，本设计利用单片机对指纹模块的控制实现了这种技术的应用。设计以指纹传感器对指纹图像的采集为基础，通过单片机控制指纹模块实现对指纹图像的组合处理，系统的各项具体功能皆建立在相应的指纹图像的组合处理基础之上，系统主要实现了指纹模板的录入以及指纹匹配功能。 关键词：指纹识别技术；指纹锁；系统设计
The Design of the system of Electronic lock based on Fingerprint Identification Abstract:With the development of the society and the progress of science and technology, The traditional security system faced with great challenges. With the vigorous development of Biometric Identification Technology, people have another kind of inspiration to design the lock，Fingerprint lock arises at the very historical moment. The fingerprint module for secondary development has solved the problem of image processing, The remaining problem is how to take advantage of the technology in practice. This design has realized the application, which mainly based on the control from MCU to the module of fingerprint. The foundation of this design is fingerprint collection, Through the control from MCU to the module can realize the combination of image processing, based on the combination of image processing can realize the various functions of the system . The mainly functions of the system include the landing and matching of fingerprint template . Keywords: Fingerprint identification technology；Fingerprint lock；System design
指纹识别系统设计
指纹识别系统设计题目:指纹识别系统设计 专业：电气工程及其自动化 学生姓名：陈 指导教师：黄
摘要 指纹作为人体的重要特征具有长期不变性和唯一性已经成为生物识别领域的重要手段通过指纹特征来鉴别人的身份的技术正在得到越来越广泛的应用随着指纹检测技术和指纹识别算法的不断改进指纹识别技术还将在越来越多的部门得到更广泛的应用。针对指纹的唯一性和终身不变性的特点．提出了一种基于FPS200固态指纹传感器和TMS320VC5402 DSP 芯片的快速指纹识别系统，促使指纹识别设备向小型化、嵌入式、自动化方向发展；对系统的组成原理、指纹采集和指纹图像处理力法进行了分析；结合FPS200和TMS320VC5402芯片的特性，对系统硬件核心和图像采集电路做了详细介绍，并给出系统硬件设计方案、软件设计流程;实验结果表明．系统指纹采集效率高，识别速度快，识别结果准确可靠；该系统性能稳定．实用性强，应用范围广泛。 关键词：指纹识别；TMS320VC5402;DSP；指纹采集；图像处理
Abstract As the uniqueness and constancy of fingerprint ,a quick fingerprint recognition system based on fingerprint sensor FPS200 and DSP chip TMS320VC5402 is presented. The composing principles of the system , fingerprint collection and fingerprint image processing methods are introduced particular .with the characteristics of FPS200 TMS320VC5402 ,the core of the hardware collecting circuit and the designs of the hardware and software are introduced in details. The results of experiments indicated that this system works with great fingerprint collection efficiency, high recognition speed and credible recognition results because of the stead performance and practicability the system will have wide application area .
指纹识别系统
指纹识别系统 1.1 指纹识别系统原理 指纹识别系统的组成原理。如图1-1所示。图中的学习模块负责采集用户指纹数据，对指纹图像进行预处理，提取这些指纹的特征，作为将来的比对模板存人数据库。而识别模块则负责采集和处理指纹图像，在提取特征后与数据库中的指纹模板进行比对，然后判断是否匹配．得出结论。整个系统的核心就是图像处理、特征提取以及指纹比对。 图1-1 1.2 指纹采集与指纹图像处理方法 目前，主要的指纹采集方法有两种：一种是光学采集器；另一种是用半导体传感器。光学采集器采集指纹是通过把手指沾上油墨后按在白纸上，然后用摄像机把图像转换为电信号。光学采集受外界干扰小、采集精度较高，但是数据量较大，因此处理时问较长。而对于半导体传感器来说，手指的温度、湿度对其测量结果有影响，但是数据量不大，处理比较方便。随着半导体技术的发展，半导体传感器的成本低、体积小、方便集成等优点逐步体现，它已逐步代替光学采集器。指纹鉴定过程的第一个阶段是指纹图像的采集阶段，也就是指纹模板的录A阶段。为了初步确定图像预处理方法，我们必须首先了解指纹传感器获得的图像的尺寸和质量。根据不同的指纹传感器，我们设计不同的方案进行图像采集，并将从各个图中提出特征点储存到数据库中，来产生“活模板”，为后面的指纹鉴定做准备。 指纹图像处理是整个指纹识别过程的核心。常见的指纹图像处理包括滤波增强、二值化、细化、提取特征点四个步骤。在采集指纹图像的过程中，由于采集环境，皮肤表面的性质，采集设备的差异等各种因素的影响，采集的图像会不同程度的受到各种噪声的干扰，从而影响了采集图像的质量。所以实际的指纹图像首先通过一个滤波增强来改善图像的质量，恢复
基于MATLAB的指纹识别系统设计
基于MATLAB的指纹识别系统设计
摘要 生物识别技术已经成为身份识别和网络安全的发展技术之一，其中指纹识别技术是目前公认的安全，准确，方便的身份认证技术之一，使之成为人们研究的热点。 本文主要设计一个基于matlab 的指纹识别系统。首先主要介绍了指纹识别技术研究的背景，意义，及现状。其次，实现了指纹识别系统，描述了指纹识别系统的基本结构，并且对指纹图像的预处理、特征提取、特征匹配这三个必要的环节的算法进行了详细地研究，在指纹图像预处理阶段，本文使用基于灰度的算法对图像进行了分割，同时，针对二值化后图像中仍存在的噪声，也进行了相应的修整处理，尽可能的为以后指纹特征的提取打好基础，从而成功地实现了对指纹数字图像的处理、特征提取、保存和匹配等功能。最后，对指纹识别系统进行了仿真，仿真结果表明该系统可以较好的进行识别，准确率达到了95.1%。 关键词：指纹识别；预处理；二值化；特征提取；特征匹配
Abstract Biometric technology has become one of the developing technologies for identity recognition and network security. And fingerprint identification technology is now recognized as one of the most safe, accurate and convenient authentication technologies, and it is a focus for researchers. This paper designs a matlab-based fingerprint recognition system. The first introduces the fingerprint recognition technology research background, significance, and the status quo. Secondly, to achieve fingerprint identification system, describes the basic structure of the fingerprint identification system, and the fingerprint image preprocessing, feature extraction, feature matching these three essential aspects of the algorithm is studied in detail in the fingerprint image pre-processing stage this article uses an algorithm based on gray image segmentation carried out at the same time, for the image after binarization noise still exists, but also for the corresponding trimming process, as much as possible for the future lay the foundation for fingerprint feature extraction and thus successfully achieved fingerprint digital image processing, feature extraction, storage and matching functions. Finally, the fingerprint identification system for simulation, simulation results show that the system can identify a better accuracy rate reached 95.1%. Key Words：Fingerprint Recognition；Processing；Binarization；Feature Extraction；Feature Matching
毕业设计(论文)-基于51单片机的指纹识别
随着现代化各种科学新技术的快速发展，在日常生活中，我们需要各种身份认证和各种密码认证，还有对各种设备配备钥匙，对保险柜安装防盗系统等等，社会的进步，科技的发展，促使传统的安全系统的抵御能力越来越薄弱。因此，生物特征识别应用而生，开始走进我们身边的各种安全系统，指纹识别作为生物特征识别的一个典型应用已经得到很广泛的应用和认可，指纹特征具有唯一性，是每个人终生不变的特征之一，并且各个人的各个指纹都不一样。本系统采用89C52RC单片机作为主芯片，通过与指纹识别模块FM-180之间通过串口通信方式的通信，采用液晶12864作为显示器，加上简单的外围电路，如按键输入、LED灯报警电路、蜂鸣器电路，最后通过编写软件和制作硬件，实现一个可以通过单片机对指纹的录入，识别，删除等功能操作的指纹识别系统。 关键词指纹识别系统；单片机89C52；液晶12864
With the rapid development of modern science a variety of new technologies, in everyday life, we need a variety of authentication and a variety of password authentication, as well as a variety of devices with keys for the safe installation of security systems, etc., social progress the development of technology, to promote the traditional security system resilience increasingly weak. Thus, biometric applications, born around us began to enter various security systems, biometric fingerprint identification as a typical application has been very widely used and recognized, unique fingerprint characteristics, life is not for everyone one variable characteristics, and each person's fingerprints are not the same individual. The system uses 89C52RC microcontroller as the main chip, it passes between the fingerprint recognition module FM-180 serial communication with the communication method by using a liquid crystal display as 12864, plus simple peripheral circuits, such as key input, LED light alarm circuit, buzzer circuit, and finally through the preparation and production of software, hardware, you can implement a microcontroller on the fingerprint input, recognition, and delete functions operate fingerprint identification system. Key words Fingerprint identification system；SCM 89C52；LCD 12864
基于FPGA的指纹识别系统设计
基于FPGA的指纹识别系统设计 第一章绪论 1.1 设计背景 生物识别技术是利用人的胜物特征进行身份认证的技术, 人的指纹就是生物特征之一。此外, 生物特征还包括虹膜、视网膜、声音和脸部热谱图等。指纹识别是生物识别技术中最为成熟的, 其唯一性、稳定性, 一直都被视为身份鉴别的可靠手段之一。 由于最早的指纹识别技术仅仅依靠人工对比，工作效率低下、比对正确率低、对比对人员的要求高，从而使得指纹识别技术无法得到广泛应用。但随着计算机的出现及其运算速度的迅速提高,使指纹对比鉴定的应用发生了革命性的变化。使用计算机管理指纹数据库,极大提高了指纹对比的速度,同时由于计算机比对算法的不断改进提高,使指纹比对误识率已降到了10 - 6 以下,不仅可以满足刑侦方面的需要,而且迅速进入了更多的应用领域。 随着光学技术和光学仪器加工工艺的进步,各种采集指纹图案进行身份认证的系统和设备中需要配备的高清晰、无畸变光学采集仪也达到了很高水平,确保可以生成高质量的指纹图像。计算机运算速度的提高和计算机小型化的进展,使采用微机甚至单片机也可以进行指纹对比运算成为可能。现代电子集成制造技术使得我们可以生产出相当小的指纹图像读取设备和指纹识别模块。其成本下降得也很快,大大加快了指纹识别技术的推广速度。 同时人们对消费类产品的要求越来越趋向于小型化，并且对可携带设备的安全性要求也与日俱增。传统的PC、MCU、或者DSP的处理平台移动性比较差，体积比较大，无法满足人们日益增长的需求。所以，设计一套体积比较小、速度更快的嵌入式指纹识别系统是非常有意义的。 而本设计正是为了这一目的，选用具有高集成度、低功耗、短开发周期的FPGA来完成此项设计，以实现系统的ASIC为研究背景，具有很强的现实意义和广阔的市场空间。 本系统采用xilinx公司Spartan 3E系列FPGA作为核心控制器件，这款器件采
软件工程毕业设计_基于指纹识别的考勤管理系统
河北农业大学 本科毕业论文(设计) 题目：基于指纹识别的考勤管理系统 摘要 随着计算机技术的飞速发展，计算机在企业应用中的普及，利用计算机实现企业的人事考勤管理势在必行。并且随着企业员工的增加，企业的考勤管理变得越来越复杂。规范的考勤管理是企业提高管理效益的重要保证，而传统的人工管理存在着效率低，不易统计，成本高和易出错等弊端，已经无法适应现代企业的需求。随着计算机技术和通信技术的迅速发展，将传动的人工考勤管理数据化，建立一个高效率，无差错的考勤管理系统，能够有效的帮助企业实现“公正考勤，高效薪资”，使企业的管理水平登上一个新的台阶。 本文介绍了该系统的开发背景、意义及国内外现状，然后重点阐述利用VC++、Sql Server 2000采用“自上而下地总体规划，自下而上地应用开发”的策略开发指纹考勤管理系统的过程。包括设计与实现环节，并且通过测试分析总结出该系统的功能特点。 本系统主要完成以下几个方面的功能，1.员工基本信息管理：包括对员工基本信息的添加、删除，修改以及查询。2.员工排班的管理：该模块用户对员工每天的上班请况进行安排。3.员工考勤管理模块：包括对员工上班下班进行签到。4.员工考勤统计查询模块：包括对员工考勤情况进行统计和详细的查询。总之该系统通过简单的操作界面，实现了方便的录入数据，形成了一个快捷的查询、签到管理系统。 关键字：考勤管理、排班管理、VC++、Sql Server 2000
Abstract With the rapid development of computer technology, computer application in enterprise, personnel attendance management be imperative using the computer. And with the increase of enterprise staff, attendance management of enterprises become more and more complex. Attendance management is an important guarantee for enterprises to improve management efficiency, and the traditional manual management has low efficiency, difficult to statistics, the high cost and error prone and other defects, has been unable to meet the needs of modern enterprises. With the rapid development of computer technology and communication technology, artificial attendance management data transmission, the establishment of an efficient, error-free attendance management system, can effectively help enterprises to realize "fair attendance, high salaries", make the management level of enterprises will get to a new level. This paper introduces the development background, significance and the status of the system, and then focuses on the use of VC++, Sql Server 2000 using a "top-down in the overall planning, bottom-up strategy development of fingerprint attendance management system of Shangdi application development" process. Including the design and implementation aspects, and summarized by test and analysis functions and characteristics of the system. This system mainly completes the following functions, 1 basic employee information management: including the staff basic information to add, delete, modify and query. 2 employee scheduling management module: the user to employees working every day to arrange it. 3 staff attendance management module: including the staff work attendance. 4 staff attendance statistics query module: includes statistical and detailed inquiry on staff attendance. The system through a simple interface, realizes convenient data entry, forming a fast query, attendance management system.
基于单片机指纹识别系统的设计
任务书 课程设计题目：指纹识别 功能简述： 1)根据所学的知识和能力，设计程序可以实现根据指纹的大小、形状等特征，识别出不同的指纹。 2)利用按键标志当前指纹识别的状态，例如录入状态，识别状态,清楚状态;利用液晶1602能够显示当前指纹识别的状态信息。 3)利用继电器，对当前信息的判断，例如提醒当前指纹识别错误;利用蜂鸣器和LED等提醒当前指纹识别是否正确
目录 第一章绪论…………………………………………………….. 1．1、指纹识别中的基本概念………………………………… 1.2 指纹识别的发展前景……………………………………… 1.3、指纹识别课题设计的内容与意义……………………….. 第二章方案选择……………………………………………… 2.1 系统原理图设计…………………………………………… 2.2方案说明……………………………………………………… 2.3 方案比较…………………………………………………… 2.4 方案选择………………………………………………………第三章硬件设计………………………………………………3．1 AT89C52单片机设计……………………………………… 3.2 电源电路设计……………………………………………… 3.3 按键控制部分电路………………………………………… 3.4 LED指示灯电路…………………………………………3.5 蜂鸣器电路………………………………………………3.6 指纹传感器模块………………………………………… 第四章软件程序设计…………………………………………. 4.1程序流程图…………………………………………………4.2程序…………………………………………………………. 第五章调试…………………………………………………… 5.1硬件调试……………………………………………………. 5.2软件调试……………………………………………………
指纹识别模块说明书
指纹识别模块实验 注：此说明书适用于EL-EMCU-I实验箱、EXP-89S51/52/53CPU板。 一、实验目的 掌握指纹模块的开发协议； 掌握16C550芯片的编程方法； 二、实验设备 计算机，KEIL UVISION2环境，EL-EMCU-I实验箱，直连串口电缆、交叉串口电缆(针对针)，导线，短接块。 三、基本原理 指纹识别模块采用MCU和PC两种控制方法，供用户灵活选用。其指纹模块采用深圳十指科技的TF-MD-M12开发模块，MCU端的外围电路由通过芯片16C550芯片进行并口到串口的转换，PC端的外围电路用MAX3232控制，模块的电源由实验箱上的接口插座提供。下面将具体介绍一下各部分的组成及其原理。 TF-MD-M12开发模块的功能特点： ◇先进的指纹识别算法（商业）； ◇高速算法，500人指纹只要0.43 秒； ◇1：N，1：1 比对（两种可选）； ◇用户可分多级权限管理（1、2、3）； ◇多级的安全级别自主设置，可更多应用于不同场所； ◇采用高精密的光学成像元件，识别准确； ◇体积小，电路只有：40*58mm，易于集成； ◇功能高度集成，存于DSP中，不用再加电路板； ◇标准接口协议，开发简单； ◇采用面光源，成像速度快； ◇内部采用高级数字处理器DSP，处理速度快； ◇识别率高，最高可达：0.00001% ； ◇稳定性好，四年不断升级和优化； ◇具低电压报警功能； ◇微功耗设计适于电池供电； ◇主板低频设计抗外部电磁干扰； ◇主要供外销厂家和集成商，开发和集成产品； ◇设计精巧适于嵌入指纹锁/小指纹门禁机/手持指纹识别设备； TF-MD-M12开发模块的主要性能指标： ◇电路板尺寸（mm）58×40
指纹识别毕业设计外文翻译
摘要：本文拟在提出一种可以区分protocol指纹识别的方法，用帧描述指纹识别代替建立帧系统获得主机信息与系统配对从而分辨出主机操作系统的类别。实验的结果表明这种方法能够有效的辨别操作系统，这一方法比其他例如nmap 和xprobe的系统更为隐秘。 关键词：传输控制）协议/ 协议指纹识别操作系统 辨别远程主机的操作系统，这是一个很重要的领域。了解主机操作系统可以分析和获取一些信息，例如记忆管理，CPU的类型。这些信息对于计算机网络的攻击与防御非常重要。 主要的辨别是通过TCP/IP指纹识别来完成的。几乎所有的操作系统的定制他们自己的协议栈都通过以下的RFC。这种情况导致一个实例，每个协议栈会有细节上的不同。这些不同的细节就是所知道的使辨别操作系统称为可能的指纹识别。 Nmap、Queso在传输层里使用指纹。他们将特殊数据包发送到目标并分析返回的数据包，在指纹库中寻找配对的指纹，以便得到的结果。指纹库中的信息受指定的探测信息的影响.很难区分类似的操作系统（例如：windows98/2000/xp）Xprobe主要是利用ICMP协议，这是利用五种包来识别操作系统。它能够提供的在所有可能的情况下确实是操作系统的概率。主要不足是它过分依赖ICMP协议议定书。 SYNSCAN是在应用协议中与目标主机联系时，使用的一些典型的指纹识别方法。指纹库对在这个领域有限制。 Ring，Ttbit查明操作系统所使用TCP / IP 的性能特点。因为这种性能受网络环境极大。其结果往往是不完全确定的。 文献分析资料中的行动而获得的拦截（如一些同步的要求，一个封闭的端口如何响应连接请求）。虽然这种方式是有效，它在少数特定操作系统区分 上述的各种系统，都没有完整的描述指纹系统，引起他们进行分辨的主要是依靠部分的TCP/IP。这篇文章的目的就是要简绍一种新的方法来解决这些问题。 它们都被吓跑的方式来描述指纹的OS integrallty ，造成诉讼程序的确定只能依靠部分TCP / IP协议。本文提出了一种新的方法来解决这一问题：它是指纹操作系统，是通过利用科技来获取一些信息，获取的信息的一些技术，查明操作系统。 第二章我们提出一些基本的方法的概念，第三章用帧技术来提出描述和匹配协定指纹，第四章，是完成这种方法的算法，第五部分，利用实验来验证他的有效有效性并分析结果最后第六部分是总结全文，及未来的发展方向。
指纹识别程序和原理图
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基于单片机的指纹识别电子密码锁设计开题报告
毕业设计开题报告基于单片机的指纹识别电子密码锁 系别： 班级： 学生姓名： 指导教师： 2009年12月18日
开题报告填写要求 1．开题报告作为毕业设计答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一，应在指导教师指导下，由学生在毕业设计工作前期完成，经指导教师签署意见、专家组及系主任审查后生效； 2．开题报告必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴； 3．毕业设计的开题报告应包括以下内容： （1）主要技术指标； （2）工作思路； （3）课题的准备情况及进度计划； （4）参考文献。 4．开题报告的撰写应符合科技文献规范，且不少于2000字；参考文献应不少于15篇，包括中外文科技期刊、教科书、专著等。 5．开题报告正文字体采用宋体小四号，1.5倍行距。附页为A4纸型，左边距3cm，右边距2cm，上下边距为2.5cm，字体采用宋体小四号，1.5倍行距。 6．“课题性质”一栏： 理工类：A.理论研究B.应用研究C工程设计D.软件开发E.其它经管文教类：A.理论研究B.应用研究C.实证研究D.艺术创作E.其它 “课题来源”一栏： A.科研立项 B.社会生产实践 C.教师自拟 D.学生自选 “成果形式”一栏： A.论文 B.设计说明书 C.实物 D.软件 E.作品
毕业设计开题报告
基于单片机的指纹识别电子密码锁设计 一、研究目的 随着社会的发展和技术的进步，传统的安全防盗系统面临极大的挑战。生物识别技术是根据人的体貌、声音等生物特征进行身份验证的科学解决方案，现有的生物识别技术大致上包括指纹识别技术、掌纹识别技术、视网膜识别技术、虹膜识别技术、面相识别技术等。生物识别技术优势主要有：1、减少、消除身份假冒进行真实身份的确认：2、降低管理的成本，取代了身份人工人证的的过程：3、方便使用者，减少或消除了使用卡、钥匙或者密码的麻烦。生物识别技术的发展起始于指纹研究，它亦是目前应用最广泛的生物识别技术。为了有效地的防止信息资料，财产的安全生物识别技术的安全系数较传统意义上的身份验证机制有了很大提高，越来越得到社会的重视。指纹锁和指纹门禁是应用最广的生物识别技术。随着计算机技术的广泛应用和指纹识别技术的迅速成熟，物美价廉的指纹识别产品广泛应用于商业市场同时逐渐进入家庭。国内外科研人员很早就致力于指纹识别的检测方法，研制各式各样的指纹识别的模块及其应用产品，用于保险箱、实验室、楼道的身份确认等。 二、主要任务及主要技术指标： 1．设计单片机指纹识别电子密码锁。 2．学习掌握主控Atmeg16单片机的工作原理及内部。 3．了解指纹识别的原理。 4．选择合适的指纹识别模块。 5．程序联机调试。 6．完成单片机指纹识别电子密码锁使之达到存储3个指纹，并能准确识别显 示。 三、器件选择： 1．主要控制Atmeg16单片机具有下列主要性能 高性能、低功耗的8 位AVR? 微处理器 先进的RISC 结构
指纹识别的原理和应用论文
甘肃政法学院 本科学年论文（设计）题目指纹识别的原理和应用 _公安分_院__侦查__专业_2013_ 级_ 2 _班 学号：___201336010212____ 姓名：___何鹏龙__ 指导教师：___张奋成__ 成绩：___________________ 完成时间： 2015 年 11__月
目录 摘要 (1) 关键词 (1) ABSTRACT (1) KEY WORDS (1) 引言 (2) 一．指纹识别的原理和方法 (2) （一）指纹的特征与分类 (2) （二）指纹识别的原理和方法 (3) 二．指纹识别技术的主要指标和测试方法 (3) （一）算法的精确度 (3) （二）误识率和拒识率的测试方法 (4) （三）系统参数 (4) 三、指纹识别技术的应用 (5) （一）利用现场指纹直接破案 (5) （二）利用现场指纹串并案件 (5) （三）利用十指指纹查积案 (6) （四）指纹技术在民用方面的应用 (7) 四．指纹识别的可靠性 (8) 参考文献 .............................. 错误！未定义书签。
目录 摘要 (1) 关键词 (1) Abstract (1) Keywords (1) 引言 (2) 一．指纹识别的原理和方法 (2) （一）指纹的特征与分类 (2) （二）指纹识别的原理和方法 (3) 二．指纹识别技术的主要指标和测试方法 (3) （一）算法的精确度 (3) （二）误识率和拒识率的测试方法 (4) （三）系统参数 (4) 三、指纹识别技术的应用 (5) （一）利用现场指纹直接破案 (5) （二）利用现场指纹串并案件 (5) （三）利用十指指纹查积案 (6) （四）指纹技术在民用方面的应用 (7) 四．指纹识别的可靠性 (8) 参考文献 (9)
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