一種基于USB與DSP的指紋識(shí)別系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

圖2 固件程序結(jié)構(gòu)

　　3.2 設(shè)備驅(qū)動(dòng)

　　3.2 設(shè)備驅(qū)動(dòng)

　　在Win32系統(tǒng)中，把每一個(gè)設(shè)備都抽象為文件，此時(shí)的應(yīng)用程序只需通過(guò)幾個(gè)簡(jiǎn)單的文件操作APl函數(shù)，就可以實(shí)現(xiàn)與驅(qū)動(dòng)程序中某個(gè)設(shè)備的通信。

　　PC機(jī)的驅(qū)動(dòng)程序由Philips公司提供。用VC++6.0通過(guò)調(diào)用API函數(shù)，編寫PC的應(yīng)用程序。這樣即可實(shí)現(xiàn)PC機(jī)對(duì) DSP（TMS320VC5402）指紋取像系統(tǒng)的控制以及圖像的傳輸。主要使用的API函數(shù)是DeviceIOControl（）、 ReadFile（）、WriteFile（）。其中DeviceIOControl（）用于PC（主機(jī)）向DSP圖像采集系統(tǒng)發(fā)送請(qǐng)求;ReadFile（）和WriteFile（）分別用于從圖像采集系統(tǒng)讀出數(shù)據(jù)以及向圖像采集系統(tǒng)寫入數(shù)據(jù)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中必須注意的問(wèn)題是：由于 USB接口是主從方式的接口，其一切傳輸過(guò)程都必須通過(guò)主機(jī)向外設(shè)發(fā)送請(qǐng)求后才可以開(kāi)始，所以在使用ReadFile（）、WriteFile（）讀寫數(shù)據(jù)前，必須先通過(guò)DeviceIOControl（）向圖像采集系統(tǒng)發(fā)送請(qǐng)求。

　　3.3 指紋識(shí)別流程

　　系統(tǒng)上電時(shí)，TMS320VC5402通過(guò)12C總線操作對(duì)OV6620進(jìn)行設(shè)置，然后進(jìn)入指紋圖像采集階段。在該階段，TMS320VC5402處于空閑狀態(tài)，CPLD占用數(shù)據(jù)總線，

　　將數(shù)據(jù)直接存儲(chǔ)到圖像RAM中。采集完一幀指紋圖像后由CPLD發(fā)握手信號(hào)，通知DSP進(jìn)人數(shù)據(jù)處理階段。在該階段，TMS320VC5402先將圖像 RAM中的數(shù)據(jù)分塊搬運(yùn)到用戶RAM中，進(jìn)行圖像預(yù)處理、特征點(diǎn)提取等運(yùn)算，最后通過(guò)USB將結(jié)果輸出給上位機(jī)。上位機(jī)調(diào)出指紋數(shù)據(jù)庫(kù)，并將提取的結(jié)果與指紋特征庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，從而與庫(kù)中特征指紋進(jìn)行指紋匹配識(shí)別。

　　DSP算法具體如下：（1）預(yù)濾波。方向?yàn)V波：設(shè)計(jì)了一個(gè)水平模板，然后將水平模板旋轉(zhuǎn)到所需增強(qiáng)的方向進(jìn)行濾波。（2）二值化。背景分離：采用標(biāo)準(zhǔn)差閾值跟蹤法，圖像的指紋部分由黑白相間的紋理組成，灰度變化很大，具有較大的標(biāo)準(zhǔn)差，而背景部分灰度分布比較平坦，標(biāo)準(zhǔn)差小。因此計(jì)算以各點(diǎn)為中心的一組像素的標(biāo)準(zhǔn)差，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)差大于某一門限時(shí)，就可以確定該點(diǎn)為前景，否則為背景。（3）計(jì)算方向圖：采用基于法線向量的方法，其中還涉及到方向場(chǎng)的平滑銳化。（4）特征點(diǎn)提?。翰捎昧思咕€跟蹤法，其基本思想是直接對(duì)圖像進(jìn)行脊線跟蹤，在跟蹤過(guò)程中檢測(cè)特征點(diǎn)。

　　整個(gè)軟件流程如圖3所示。