课题研究的主要内容和方法

本课题主要研究指纹采集系统的实现以及对采集得到的指纹图像进行预处理。课题对指纹采集技术和指纹图像预处理算法进行了分析，编程实现指纹的实时采集和各个预处理算法，并得到采集和处理后的指纹，为指纹特征提取和准确识别个人身份做好准备。课题研究涉及到新型指纹传感器、数字信号处理器等硬件，还涉及指纹采集、指纹图像的预处理，如滤波、二值化和细化处理等。

研究发现实现数字信号处理器对指纹传感器MBF200的控制是一个技术难点。因为MBF200是一个可编程控制传感器，实现对MBF200的控制涉及到对传感器参数的调整，特别是环境参数的调整。如果参数选取不合适，将得不到正确数据。另外一个问题是指纹图像的预处理，它包括多个算法。如果这两步没有处理好，就难以做到对指纹图像的进一步处理。

本课题将重点对这两个问题进行研究。对于指纹识别中的特征提取、特征匹配仅从理论上讨论。在对指纹图像的采集和预处理上做详细讨论的基础上，编制标准C程序，并在CCS（Code Composer Studio代码生成室）环境中运行。为此，确定本次课题研究的主要内容如下:

（1）指纹采集技术和指纹传感器MBF200的研究使用；

（2）DSP芯片TMS320VC5509A和CCS开发工具的研究使用；

（3）编写指纹采集软件，选择合适的环境参数，获取正确的指纹数据；

（4）对指纹预处理算法进行多方面研究，选择合理预处理算法，给出算法的原

理、方法和步骤。编写指纹图像的滤波、锐化、二值化和细化处理算法程序。实现指纹图像的预处理，以求达到在指纹识别上直接应用的目的。

（5）优化算法，通过CCS编译和运行以确定算法在DSP上实现的可行性。

本课题研究的主要方法是以指纹传感器MBF200为采集头，以DSP为控制和计算核心。首先，在理论上阐明指纹数据的获取方式和方法，以对MBF200的控制和实现指纹图像的预处理为重点，研究相关理论和软硬件的实现方法。其次，除了在理论上讨论指纹图像的预处理外，利用标准C语言编写预处理算法的程序，验证本采集系统采集到的指纹数据的正确性。最后，进行系统的综合软件调试，再次调整各个参数，调试系统并分析结果，给出课题研究的最终结论。

本设计采用基于指纹传感器MBF200和数字信号处理器TMS320VC5509A的嵌入式技术，设计了一个指纹采集与处理系统。该系统能实现快速的指纹采集，采集如图6-1所示的指纹图像需时仅0.3s，并且对采集得到的指纹图像进行了滤波、二值化和细化等处理，得到处理后的图像，为指纹识别做了充分准备。  

实验表明在此基础上能方便地加入指纹特征提取以及指纹匹配等指纹识别应用程序。该系统还能方便地与计算机通信，便于进行指纹识别的更多处理。

课题系统地研究了指纹采集理论、原理以及实现方法，总结讨论与研究的过程，可发现课题的创新点有以三个方面：

（1）DSP技术可以很好地应用于简单的控制和复杂的计算；

（2）利用C语言实现图像处理算法，比传统的用C++处理更易于实现；

（3）系统具有操作简单方便，用户界面友好等特点。