触摸未来基于高速光检测器(FPS200)智能声学传感器(DSP)与生物电传感器的三合一指纹识别系统革
导语：本文旨在介绍一款创新型的基于数字信号处理器（DSP）的指纹识别系统，该系统不仅能够独立工作，而且支持二次开发，并且能够轻松地融入到现有的系统中。引言 指纹作为一种独特、稳定且不可遗失的生物特征，已经成为个人身份认证的一种有效手段。随着计算机图像处理和模式识别技术的进步，指纹自动识别技术得到了进一步完善。目前，大多数指纹识别系统依赖于计算机进行图像分析和特征匹配，但这种方法既消耗了大量资源，又限制了处理速度。本文将详细介绍一种新颖的基于DSP的指纹识别系统，它采用TI公司生产的TMS320VC5416 DSP芯片以及Veridicom公司提供的FPS200固态指纹传感器件。
指纹识别原理
1.1 指纹识别系统组成
指紋識別技術主要涉及圖像采集、預處理、特徵提取與比對等過程。在系統運行時，計算機會將預存模板與當前獲取到的特徵數據進行比較，以計算出兩幅指紋圖像之間相似程度。
1.2 FPS200采集操作原理
FPS200是一種基於電容充放電原理的手觸式CMOS傳感器，其外部是絶缘表面，每個點都是一個金屬電極，而手指則充當為電容體的一個極端點與另一極端點之間形成了一個介电层。由于每一條脊或谷与其它极之间距离不同，因此硅表面的电容阵列值描述了一幅完整的地形图样。
系统硬件设计
本系統由DSP+CPLD完成圖像預處理及特徵提取部分，並通過USB接口實現與主機之間資料交換。
2.1 存储空间分配管理
由於FPs200采集到的图片数据量大，本系統对存储资源进行了合理分配管理，包括内置256KB SRAM用于临时存储图片数据，以及外部256KB FLASH用于存储程序代码和最终生成的人脸数据库。
2.2 CPLD电路设计
CPLD作为接口和逻辑控制单元，其内部集成了地址发生器与DSP握手控制电路，可实现整个系统片选、中断配置功能，同时负责协调取象设备、DSP与USB三部分之间工作；并通过VHDL编写逻辑程序来控制键盘输入值读入。
软件设计
图像预处理阶段包括滤波、锐化、二值化、三次细化以及去噪。为了突出边缘信息并减少冗余信息，我们采用方向滤波以增强图像质量，并使用拉普拉斯算子进行锐化。此外，我们还采用灰度平均法选择最佳阈值以实现二值化过程，然后应用快速细化算法来获取骨架结构，最终通过8邻域法抽取可靠性高的分叉点和端点以构建最终的人脸模板供比较匹配使用。
