指纹识别系统单片机设计.doc
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指纹识别系统单片机设计,页数：35字数：15877摘要： 指纹经传感器采集后，由传感器直接转成rgb格式，并且数据传输到mcu。mcu需要执行大量的模式识别和图像处理相关计算。固化的程序存储在eeprom中，这些指令控制了整个指纹识别系统的工作流程。ram为内存存储临时数据。这就构成数据通道。在指纹算法方面，研究了基于细...
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指纹识别系统单片机设计
页数：35 字数：15877
摘要：
指纹经传感器采集后，由传感器直接转成RGB格式，并且数据传输到MCU。MCU需要执行大量的模式识别和图像处理相关计算。固化的程序存储在EEPROM中，这些指令控制了整个指纹识别系统的工作流程。RAM为内存存储临时数据。这就构成数据通道。
在指纹算法方面，研究了基于细节点特征指纹自动识别系统的各部分构成以及指纹图像的预处理和细节特征提取。
文章第一部分首先介绍了基于细节点特征的指纹识别系统的构成及原理。重点研究了其预处理过程，其中包括指纹图像预滤波、方向图计算、基于方向图的指纹图像滤波和指纹图像二值化。最后介绍了对二值化后的指纹图像细化的方法。
1 绪论 2
1.1指纹识别的历史与发展前景 2
1.2指纹识别中的基本概念与技术困难 3
1.3系统总体设计方案和论文结构 4
2 纹图像处理及特征提取与实现 5
2.1 方法概述 5
2.2方向图的计算 6
2.2.1求点方向图 6
2.2.2由点方向图求块方向图的算法 6
2.2.3最小均方估计块方向算法 7
2.3指纹图像的滤波 8
2.4基于方向图的动态阀值指纹图像二值化方法 10
2.5指纹图像的细化算法 12
2.6特征提取及其后处理 14
2.6.1特征点的提取 14
2.6.2假特征点的去除 14
2.6.3.细节点信息的提取及记录 15
2.6.4指纹识别中细节点的匹配 16
3 指纹识别系统的硬件设计 18
3.1功能描述 18
3.2系统硬件结构概述 18
3.3 AT89S51单片机的结构与特点 19
3.4指纹识别系统硬件电路设计 20
3.5电源电路的设计 21
3.6指纹采集器介绍及工作方式 22
3.7单片机和PC机的通讯功能 23
4.指纹识别系统软件设计 26
4.1算法的软件实现 26
4.2指纹识别系统软件的编制 26
4.3指纹传感器初始化设置 27
4.4 指纹识别系统串口通信 28
4.4.1 89S51串行口工作方式 28
4.4.2 PC机主程序（函数） 32
4.4.3单片机图像处理设计 33
参考文献 35
关键词：AT89S51；指纹识别；纹图像处理
参考文献
[1] 李建华，马小妹，郭成安，基于方向图的动态闽值指纹图像二值化方法.大连理工大学学报. 2002， 42 (5)：626-628.
[2] 冯星奎，李林艳，颜祖泉. 一种新的指纹图像细化算法.中国图像图形学报，1999， 4(10)835-838.
[3]吕凤军.数字图象处理编程入门一一做一个自己的Photoshop.北京：清华大学出版社，1999.
[4] 刘文星，王雄沂，母国光.纹线跟踪及其在细化指纹后处理中的应用.光电子•傲光，2002，13 (2)：184-187.
[5] 刘家锋，唐降龙，赵泉.一个基于特征点匹配的联机指纹鉴别系统.哈尔滨工业大学学报，2002. 34 (1)：132-136
[6] 简兵，庄镇泉等。基于脊线跟踪的指纹图细节提取算法。电路与系统学报，2001
[7] 刘旭，田捷.自动指纹识别算法在嵌入式系统的实现[ J].计算机工程与应用，2002.
[8] 周毅，等著.基于SPI协议的实现，计算机仿真.2003.
[9] 窦振中．单片机外围器件实用手册(存储器分册)．北京：北京航空航天大学出版社，20O0
[10] 李华．MCS-51系列单片机实用接口技术．北京：北京航空航天大学出版社，1998
[11] 张培仁，孙占辉，张村峰，等．基于c语言编程MCS一51单片机原理与应用[M]．北京：清华大学出版社，2003．
页数：35 字数：15877
摘要：
指纹经传感器采集后，由传感器直接转成RGB格式，并且数据传输到MCU。MCU需要执行大量的模式识别和图像处理相关计算。固化的程序存储在EEPROM中，这些指令控制了整个指纹识别系统的工作流程。RAM为内存存储临时数据。这就构成数据通道。
在指纹算法方面，研究了基于细节点特征指纹自动识别系统的各部分构成以及指纹图像的预处理和细节特征提取。
文章第一部分首先介绍了基于细节点特征的指纹识别系统的构成及原理。重点研究了其预处理过程，其中包括指纹图像预滤波、方向图计算、基于方向图的指纹图像滤波和指纹图像二值化。最后介绍了对二值化后的指纹图像细化的方法。
1 绪论 2
1.1指纹识别的历史与发展前景 2
1.2指纹识别中的基本概念与技术困难 3
1.3系统总体设计方案和论文结构 4
2 纹图像处理及特征提取与实现 5
2.1 方法概述 5
2.2方向图的计算 6
2.2.1求点方向图 6
2.2.2由点方向图求块方向图的算法 6
2.2.3最小均方估计块方向算法 7
2.3指纹图像的滤波 8
2.4基于方向图的动态阀值指纹图像二值化方法 10
2.5指纹图像的细化算法 12
2.6特征提取及其后处理 14
2.6.1特征点的提取 14
2.6.2假特征点的去除 14
2.6.3.细节点信息的提取及记录 15
2.6.4指纹识别中细节点的匹配 16
3 指纹识别系统的硬件设计 18
3.1功能描述 18
3.2系统硬件结构概述 18
3.3 AT89S51单片机的结构与特点 19
3.4指纹识别系统硬件电路设计 20
3.5电源电路的设计 21
3.6指纹采集器介绍及工作方式 22
3.7单片机和PC机的通讯功能 23
4.指纹识别系统软件设计 26
4.1算法的软件实现 26
4.2指纹识别系统软件的编制 26
4.3指纹传感器初始化设置 27
4.4 指纹识别系统串口通信 28
4.4.1 89S51串行口工作方式 28
4.4.2 PC机主程序（函数） 32
4.4.3单片机图像处理设计 33
参考文献 35
关键词：AT89S51；指纹识别；纹图像处理
参考文献
[1] 李建华，马小妹，郭成安，基于方向图的动态闽值指纹图像二值化方法.大连理工大学学报. 2002， 42 (5)：626-628.
[2] 冯星奎，李林艳，颜祖泉. 一种新的指纹图像细化算法.中国图像图形学报，1999， 4(10)835-838.
[3]吕凤军.数字图象处理编程入门一一做一个自己的Photoshop.北京：清华大学出版社，1999.
[4] 刘文星，王雄沂，母国光.纹线跟踪及其在细化指纹后处理中的应用.光电子•傲光，2002，13 (2)：184-187.
[5] 刘家锋，唐降龙，赵泉.一个基于特征点匹配的联机指纹鉴别系统.哈尔滨工业大学学报，2002. 34 (1)：132-136
[6] 简兵，庄镇泉等。基于脊线跟踪的指纹图细节提取算法。电路与系统学报，2001
[7] 刘旭，田捷.自动指纹识别算法在嵌入式系统的实现[ J].计算机工程与应用，2002.
[8] 周毅，等著.基于SPI协议的实现，计算机仿真.2003.
[9] 窦振中．单片机外围器件实用手册(存储器分册)．北京：北京航空航天大学出版社，20O0
[10] 李华．MCS-51系列单片机实用接口技术．北京：北京航空航天大学出版社，1998
[11] 张培仁，孙占辉，张村峰，等．基于c语言编程MCS一51单片机原理与应用[M]．北京：清华大学出版社，2003．
