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专利号: 2020108021995
申请人: 重庆文理学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.手指静脉识别系统,其特征在于:包括指静脉图像采集模块、ROI硬件提取模块、灰度尺寸归一化模块、纹路特征提取模块、滤波去噪模块、注册判断模块、LCD显示模块;

所述指静脉图像采集模块,用于采集指静脉图像;

所述ROI硬件提取模块,用于提取指静脉图像的感兴趣区域;

所述灰度尺寸归一化模块,用于从ROI硬件提取模块中读取感兴趣区域并对感兴趣区域的灰度尺寸进行归一化处理;

所述纹路特征提取模块,用于提取归一化处理的ROI数据的纹路特征;

所述滤波去噪模块,用于对纹路特征进行中值滤波和连通域去噪处理;

所述注册判断模块,用于判断是否为注册过程,如果是,则将纹路特征数据存储到FLASH中;如果否,则从FLASH中读出已经存储的纹路特征数据进行特征匹配;

所述LCD显示模块,用于显示图像采集和处理过程的中间结果以及特征匹配结果;

所述ROI硬件提取模块采用FPGA实现对指静脉图像预处理,并将获取的指静脉图像感兴趣区域保存到FPGA的双端口RAM中;

所述指静脉图像的采集的控制是通过系统控制模块中的寄存器存储的控制指令来控制相应图像采集设备来实现的;所述LCD显示模块的控制是通过系统控制模块中的寄存器存储的控制指令来控制相应LCD显示模块来实现的;

所述ROI硬件提取模块包括以下状态,分别为IDLE状态、FIRST_CUT状态、EDGE_POINT状态、CORRECTION状态、WIDTH_DEFINE状态、HIGHT_DEFINE状态和SECOND_CUT状态:所述IDLE状态下,如果摄像头采集到手指静脉图像并且已经存储到了Block RAM中,则进入FIRST_CUT状态;

所述FIRST_CUT状态,用于对指静脉图像进行背景截取并将截取后的图像存储到Block RAM中;

所述EDGE_POINT状态,用于从Block RAM中读取图像数据并计算手指的边界点;

所述CORRECTION状态,用于根据边界点来计算手指偏转角度以及每行需要平移的值,然后依次从RAM中读取图像数据经平移后存储回RAM中,图像的平移校正实际就是各像素点存储地址的变化;

所述WIDTH_DEFINE状态,用于根据平移校正后的边界点,找出手指图像左右两边需要截取的列号,以确定ROI区域的宽度;

所述HIGHT_DEFINE状态,用于采用滑动窗的方法求手指远端关节的区域,从而确定ROI区域的高度,即需要计算上下截取的行号;

所述SECOND_CUT状态,用于根据左右截取的列号和上下截取的行号对图像数据重新读出和写入RAM,最后RAM中以0为起始地址中存储的数据即为ROI图像的数据。

2.如权利要求1所述的系统,其特征在于:还包括两级AHB总线,所述AHB总线包括第一级AHB总线和第二级AHB总线;

所述第一级AHB总线通过AHB_to_SRAM分别与指令存储器和数据存储器连接;

DDR3与第一级AHB总线连接;

UART依次通过APBInterconnect和AHP_to_APB与第一级AHB总线连接;

所述第二级AHB总线通过系统控制模块分别与指静脉图像采集模块、ROI硬件提取模块、LCD显示模块、FLASH读写控制模块、双端口Block RAM连接;

按键、LED指示灯和蜂鸣器通过GPIO同样挂接在第二级AHB总线上。

3.如权利要求1所述的系统,其特征在于:还包括内核处理器,第一级AHB总线与内核处理器连接。

4.如权利要求1所述的系统,其特征在于:内核处理器采用ARM Cortex‑M3内核处理器。

5.如权利要求1所述的系统,其特征在于:所述系统控制模块中设置有硬件控制LCD显示寄存器、读Block RAM寄存器、摄像头控制寄存器、感兴趣区域提取控制寄存器、像素累加和下限阈值寄存器、像素累加和上限阈值寄存器、写FLASH寄存器、读FLASH寄存器、FLASH擦除寄存器;所述各寄存器中设置有用于控制相应设备的控制指令。

6.利用权利要求1‑5中任意一项所述的手指静脉识别系统来实现手指静脉识别的方法,其特征在于:包括以下步骤:采集指静脉图像;

通过ROI硬件提取模块得到指静脉图像的感兴趣区域ROI数据;

从ROI硬件提取模块中读取ROI数据并对ROI数据的灰度尺寸进行归一化处理;

提取归一化处理的ROI数据的纹路特征;

对纹路特征进行中值滤波和连通域去噪处理;

判断是否为注册过程,如果是,则将纹路特征数据存储到FLASH中;

如果否,则从FLASH中读出已经存储的纹路特征数据进行特征匹配;

将特征匹配结果通过LCD显示。

7.如权利要求6所述的方法,其特征在于:将ROI数据的灰度尺寸进行归一化处理、提取归一化处理的ROI数据的纹路特征以及对纹路特征进行中值滤波和连通域去噪处理的结果输入到LCD中进行显示。

8.如权利要求6所述的方法,其特征在于:所述ROI硬件提取模块采用FPGA实现对指静脉图像预处理,并将获取的指静脉图像感兴趣区域保存到FPGA的双端口RAM中。

9.如权利要求6所述的方法,其特征在于:所述指静脉图像的采集的控制是通过系统控制模块中的寄存器存储的控制指令来控制相应图像采集设备来实现的;所述LCD显示模块的控制是通过系统控制模块中的寄存器存储的控制指令来控制相应LCD显示模块来实现的。