1、基于 ARM9 的指纹图像识别系统的探讨 曾行 陈逸飞 西南科技大学信息工程学院 摘 要： 随着科学技术的迅猛发展, 信息技术水平显著提升, 指纹图像识别系统与人们的生活息息相关, 在诸多领域中得到广泛应用。从遗传学的方面来看, 指纹具有较强的特殊性和稳定性, 在新时期背景下, 对指纹识别技术给予了高度重视。本文将对指纹图像识别系统中的特点、硬件设计以及功能进行分析。关键词： ARM9; 指纹图像识别; 系统原理; 1 引言指纹图像识别技术作为新技术中的一种, 在生活中的多个领域得到广泛的应用, 例如上班考勤、银行存取款以及保安监控等等。以往指纹图像识别是通过 PC 机来实现的, 但其体积较大
2、, 成本较高已经逐渐难以符合时代需求。2 系统特点及硬件设计2.1 系统特点在 ARM9 指纹图像识别系统中主要包括以下几种特点。第一, 系统的内核较小。由于该系统所使用的是小型电子装置, 在系统资源方面具有严格限制, 因此, 与传统系统相比较来看, 内核较小。第二, 专用性较强。由于该系统具有明显的个性化特征, 因此软件与硬件系统的结合方式较为紧密, 通常对于硬件系统进行移植, 即便属于相同的产品, 也应根据硬件的变化进行适当的修改。对于不同的任务来说, 往往需要进行较大的系统修改, 并且这种修改与软件的升级概念不同。第三, 系统更加精简。该系统在系统软件以及应用软件中不存在较大的差异, 在
3、功能设计方面没有严格的要求, 这样将使得系统变得更加精简, 不仅能够对系统生产成本进行有效的控制, 同时还能够极大的保障了系统的运行安全。2.2 S3C2410 处理器的硬件设计2.2.1 电源模块设计在指纹识别系统当中, 电源模块具有较高的设计地位, 但同样也是最容易受到忽视的部位。合理、稳定的电源能够极大的降低系统安全事故的发生几率。在进行电源模块设计时, 应考虑到系统输出的功率、电流以及电压、电磁干扰因素、电源系统兼容性以及电源系统体积设置等。2.2.2 复位模块设计该模块存在的意义在于实现系统运行时按键复位功能以及上电复位。复位电路的选择有两种, 即简单的 RC 电路或者复杂电路, 并
4、且应切实保障复位系统的质量, 这是由于其与各个系统的工作状态具有较大联系。因此, 较为稳定的复位电路十分重要, 最好选择复杂电路, 因为其在功能方面较为全面。2.2.3 SDRAM 存储模块接口设计由于 S3C2410 处理器中的存储空间十分有限, 难以与系统运行要求相符合, 因此应从外部接入新的存储系统。而 SDRAM 具有较大的容量、存取的速度较快、运行成本较低, 因此在微机处理系统当中得到广泛的应用。在该存储模块中, 主要是对执行代码以及变量进行存储, 因此需要微处理器具备刷新控制逻辑。在 S3C2410 处理器中具有诸多 ARM 芯片, 能够对独立的 SDRAM 进行控制, 更加方便快
5、速的与 SDRAM 的接口处相连1。3 指纹图像识别系统的功能分析无论是进行指纹匹配还是指纹分类, 都应在指纹提取的基础上才能够实现。为了保障获取指纹的有效性, 首先应对指纹图像进行预处理, 并且减少其中所包含的噪声以及其他干扰。具体的预处理流程分为以下几个方面, 即图像处理、图像增强、二值化、细化以及去除噪声处理。在经过上述几步操作之后, 将会使得获取的纹路变得更加清晰、边缘更加明显, 将指纹中的某些关键信息更加清楚的显示, 使处理之前与处理后的效果变得更加明显, 能够产生清楚的对比。3.1 指纹图像处理首先将图像进行归一化处理, 这样做的主要目的是将指纹中的灰度变化统一到相同的范围之内,
6、使图像中的灰度值和方差都十分接近, 为后续处理提供一定的参考标准。3.2 图像增强在此步骤中属于图像预处理中十分重要的内容, 其主要目的是为了将噪声去除, 使图像的质量得到有效的改善, 并且为特征的提取提供便利。通常是根据指纹图像的纹理频率信息, 利用 Gabor 变换的方式对图像局部结构方向以及空间频率等进行解析, 利用滤波器作为模板的方式将会使算法的效果得到显著的增强。在 Gabor 滤波器良好特征的基础上, 能够对局部以及整体特征进行良好的把握, 使方向信息得到显著的增强, 将真正脊和谷的特征结构进行突显, 使其他方向中的强度被降低, 并且将其设置为非指定方向噪声, 以此来增强图像处理方
7、式。3.3 指纹图像二值化和细化所谓的图像二值化处理主要是指将各种类型的图像进行转换, 使其成为只有黑白两色的图像, 以此来为后续的处理工作提供便利。而指纹图像的细化主要是为了使需要进行处理的信息量降低, 以便于对指纹特征的提取, 这时需要将二值图向线形图进行转变, 并且要求其宽度仅仅只为一个像点。对指纹图像进行细化的过程中, 应符合连续性、保持性、快速性以及收敛性等要求。同时, 图像细化的方式多种多样, 其中数字形态细化的方式能够达到立竿见影的效果, 并且操作方法较为便利, 容易实施。最后, 将噪声进行去除能够使指纹的脊线变得更加光滑, 并且具有较强的真实性, 进而完成整体指纹图像处理2。4 结束语综上所述, 随着计算机网络技术的发展, 信息化程度逐渐提升, 在个人身份进行识别中的便利性和可靠性变得十分重要。以往的指纹识别技术已经难以符合现代化的需求, ARM9 指纹图像识别系统凭借自身诸多优势, 被广泛的应用到人们的生活当中。在未来的发展中, 其功能将会得到进一步的扩展, 为人们提供更大的便利。参考文献1覃章君.指纹识别研究与基于 Linux+ARM 的应用D.长沙理工大学, 2014.
