基于DSP CCS 2.2實(shí)現(xiàn)指紋識(shí)別預(yù)處理系統(tǒng)

　　系數(shù)取1/15而非原來(lái)的1/17的原因在于提高圖像的對(duì)比度；而卷積核中心像素加權(quán)系數(shù)取為5是為了突出該點(diǎn)像素。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該改進(jìn)是可行的，有利于突出中心像素并有效去除隨機(jī)噪聲。

　　1.3 銳化濾波

　　對(duì)于由于積分運(yùn)算所造成的模糊圖像，有必要對(duì)其模糊進(jìn)行校正，進(jìn)而增強(qiáng)指紋圖像的邊界。具體做法為增強(qiáng)指紋脊線與谷的對(duì)比度。這種增強(qiáng)指紋圖像的高頻成分，使其邊緣清晰的方法稱為銳化。因此，銳化的目的在于使經(jīng)過(guò)平均或積分運(yùn)算后變得模糊的圖像的邊緣和輪廓變得清晰，并使細(xì)節(jié)清晰[2]。在本文中，銳化卷積核采用拉普拉斯算子[3]：

　　通過(guò)該卷積核對(duì)圖像進(jìn)行卷積預(yù)算，能實(shí)現(xiàn)高通濾波，進(jìn)而得到銳化后的指紋脊線。

　　1.4 迭代閥值二值化

　　指紋圖像經(jīng)過(guò)極值濾波、平滑濾波、拉普拉斯銳化濾波、平滑濾波后，大多數(shù)噪聲都已被消除，這就為特征點(diǎn)提取提供了基礎(chǔ)。為了提取特征點(diǎn)，需對(duì)指紋圖像進(jìn)行分割。本文采取迭代閥值的方法對(duì)指紋圖像進(jìn)行閥值分割。在圖像處理中，反復(fù)地用一種運(yùn)算直至條件滿足而得到輸出圖像的方法稱為迭代。迭代閥值方法如下：

　?、僭O(shè)定初始灰度閥值T(如令T＝127)，把指紋圖像的灰度值分為兩組R1和R2。
　?、谟?jì)算兩組的平均灰度值u1和u2。
　　③重新設(shè)定新的灰度閥值T。新的T定義為：T＝(u1+u2)/2。
　?、芤罁?jù)新的T對(duì)指紋圖像進(jìn)行閥值分割。

　　這種方法是以自適應(yīng)的閥值對(duì)指紋圖像進(jìn)行二值化處理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法比設(shè)定固定閥值進(jìn)行處理更有普遍意義，且行之有效。

　　2 指紋圖像在CCS 2.2上的輸入與輸出

　　在設(shè)計(jì)中，采用DSP集成開發(fā)環(huán)境CCS2.2對(duì)指紋識(shí)別算法進(jìn)行模擬驗(yàn)證。用指紋成像系統(tǒng)采集一幅*bmp格式指紋圖像，如finger.bmp指紋圖像。在該指紋圖像的數(shù)據(jù)上面添加一個(gè)COFF文件的文件頭。以文件名finger.out保存。*.out文件為TI的公共目標(biāo)文件。利用CCS中的File－Load Data 可以將finger.out的指紋圖像放到DSP的相應(yīng)內(nèi)存中去，本次設(shè)計(jì)中將finger.out存放于DSP的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。利用CCS中的Image菜單，通過(guò)設(shè)置相關(guān)選項(xiàng)可以觀察處理前的圖像與處理后的圖像。

　　3 實(shí)際指紋圖像預(yù)處理效果

　　依據(jù)上述指紋識(shí)別預(yù)處理算法，通過(guò)CCS2.2的模擬功能，實(shí)現(xiàn)了指紋識(shí)別預(yù)處理的DSP處理，達(dá)到了DSP處理指紋圖像的應(yīng)用目的。結(jié)果如圖2所示。

　　本文針對(duì)TMS320VC5402 DSP的快速、高效的特點(diǎn)，采取了DSP集成開發(fā)環(huán)境CCS2.2對(duì)指紋圖像進(jìn)行預(yù)處理。在指紋的預(yù)處理中，由于DSP具有10ns指令周期，使采用改進(jìn)的極值濾波和改進(jìn)的卷積核平滑濾波對(duì)指紋圖像進(jìn)行一次、二次平滑實(shí)時(shí)處理成為可能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法能有效地處理指紋圖像的沖擊性噪聲和隨機(jī)噪聲。而迭代二值化的運(yùn)算充分利用了DSP 五級(jí)流水線操作,達(dá)到了利用DSP對(duì)指紋圖像進(jìn)行預(yù)處理的應(yīng)用目的。

　　參考文獻(xiàn)

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　　2 Visual C++實(shí)現(xiàn)二值圖像處理.www.yesky.com/SoftChannel/72342371928702976/20030731/1718121_2.shtml
　　3 尹 勇,歐光軍,關(guān)榮鋒.DSP集成開發(fā)環(huán)境CCS開發(fā)指南[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社，2003；1～97