基于FPGA实现指纹识别系统及指纹采集接口*

摘要： 本文以ASIC芯片为应用背景，提出了一种基于FPGA的指纹识别系统，及其采集接口的设计与实现方案，采用滑动式指纹传感器完成高质量的指纹采集工作。

关键词： FPGA；指纹识别；滑动式指纹传感器

引言

早在十九世纪初科学家就发现了指纹的两个重要特征：唯一性和稳定性，这个研究成果使得指纹在犯罪鉴别中得以正式应用。20世纪60年代，随着计算机性能的提高和应用的增加，人们开始使用计算机来处理指纹，自动指纹识别系统(AFIS)在法律实施方面的研究与应用由此展开。而近几年，随着电子商务的发展和消费类电子的普及，越来越多的领域需要指纹识别系统。目前，基于DSP、ARM的独立式指纹识别系统已经成功应用于考勤、门禁、安检等领域。

本文选用具有高集成度、低功耗、短开发周期等优点的FPGA(现场可编程门阵列)来设计实现自动指纹识别系统，下文将重点介绍系统软硬件结构以及指纹采集接口的设计方案。

指纹识别系统的设计实现

系统软件结构设计

本文设计的自动指纹识别系统的软件算法采用BST FingerAPI 1.0版本，包括1:1比对(即验证)模式和1:N比对(即识别)模式，主要实现指纹的检测与采集、指纹图像的增强、特征点的提取与匹配几大功能，具体结构见图1。

图1 指纹识别系统的软件流程图

指纹检测与采集

首先将指纹区与背景区分离。为了方便判别，在判别之前需要对图像进行平滑处理和边缘提取。将图像分为8