FPGA实现的嵌入式指纹识别系统

"本文主要介绍了基于FPGA的指纹识别系统的硬件实现，旨在提供一种体积小、速度快的嵌入式解决方案，适用于移动设备如手机、PDA。系统采用Xilinx公司的SpartanIII系列FPGA芯片作为核心，搭配Hynix的光学指纹传感器进行图像采集。" 指纹识别是一种常见的生物特征识别技术，具有唯一性和稳定性。传统系统通常依赖于PC、MCU或DSP作为处理平台，但随着设备小型化和安全性需求的增长，FPGA的硬件实现方案更具优势。FPGA（Field-Programmable Gate Array）因其可编程特性，能够灵活地实现复杂的计算任务，提高指纹识别的速度。 自动指纹识别系统（AFIS）通常包含指纹采集、图像预处理、特征提取和特征匹配四个步骤。在指纹登录过程中，每个指纹会被录入多次，然后通过算法模块处理，以确保准确性和可靠性。FPGA在这一过程中可以并行执行多个计算任务，显著加快处理速度。 该文提出的FPGA实现方案中，指纹图像首先由光学传感器捕获，随后经过预处理去除噪声和增强图像质量。接着，特征提取阶段会寻找指纹的细节特征，如脊线和终点等，这些特征被编码成模板。最后，模板之间的匹配比较用于判断两个指纹是否匹配。 FPGA模块的划分对于系统设计至关重要。可能的模块包括：图像采集接口、图像预处理单元、特征提取模块和匹配引擎。图像采集接口负责与传感器通信，获取原始图像；预处理单元执行平滑、二值化等操作；特征提取模块则实现指纹的局部描述符计算；匹配引擎则比较不同指纹的特征模板，得出匹配结果。 通过FPGA实现的指纹识别系统，不仅可以减小系统体积，还可以减少功耗，提高系统的实时性和响应速度。这为未来的移动设备安全应用提供了强大的技术支持。尽管FPGA的开发比软件更为复杂，但其在性能上的优势使其成为嵌入式指纹识别的理想选择。 关键词：指纹识别，指纹算法，指纹系统，指纹传感器，FPGA 这篇论文详细探讨了FPGA在指纹识别算法硬件实现中的应用，揭示了如何利用FPGA的优势构建高效、小巧的指纹识别系统，为相关领域的研究和开发提供了有价值的参考。