基于FPGA的双光谱高速虹膜采集系统的设计
发布时间：2020-12-16 19:06
当今,生物识别技术中虹膜识别技术具有最佳的稳定性、最高的精度和最好的防伪特性。能否采集高速清晰的虹膜图像直接影响了虹膜识别的准确性和速度,然而高速清晰的虹膜图像是由图像传感器的成像速度和采集设备的采集处理速度决定的。选用CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）红外图像传感器能实现高速的虹膜成像,并弥补了弱光场景下可见光传感器成像的不清晰,从而可以保证虹膜图像信息的质量;选用FPGA（Field-Programmable Gate Array）作为采集处理平台能高速采集、缓存和处理虹膜图像数据。本文主要设计了一种基于FPGA的高速虹膜采集系统,实现了对人眼虹膜图像的实时显示并对人眼图像中虹膜边缘的定位检测。本文主要工作内容如下:1.完成FPGA对可见光和红外图像传感器的驱动;2.完成基于FPGA的双路图像采集和显示的功能模块框架搭建,从而得到两路高速实时显示的图像;3.在采集的图像基础上完成中值滤波、Sobel边缘检测、阈值化等预处理;4.对采集的虹膜图像进行霍夫变换,检测人眼图像中虹膜内外圆的位置;5.对Sobel边缘检测的算法进行优化...
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
系统结构框架图
使得设计仿真到整个工程结束的开发周期显著缩小，精力开发差异化逻辑[31]。如图 2.2 是 vivado 的开发流程图，VIVA简单，只需要添加 RTL 源程序、编译综合、布局布线、产生流文硬件开发流程的优化来看，开发周期明显变短。
如图 2.3 所示，首次基于 C 语言的 IP 设计时加快 10-15 倍，并且由于系现自动收敛的特点使得衍生设计加快四十倍。这种方法的主要特征如下：应用平台的开发和差异化逻辑的设计，利用支持 Vivado IP Integrator、Viv、HLS 系统的开发板，快速完成平台连接设计的配置，实施基于 C 的仿TL 设计仿真可明显节省大量时间。在开发工程的衍生设计时，调整不同频率，配置 C 文件的参数或直接更改 Vivado HLS 的参数配置选项就可以率，减小整个设计的开发周期。最后，该系统会自动选择适合开发板的设序和电气特性）。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于最小二乘法与霍夫变换的虹膜定位算法[J]. 田子林,陈家新. 电子技术应用. 2019(02)
[2]基于改进随机霍夫变换的直线提取算法[J]. 张炫,杨艳. 信息技术. 2017(12)
[3]一种面向中医目诊的虹膜定位算法[J]. 穆珺,晏峻峰,彭清华. 湖南中医药大学学报. 2017(04)
[4]Vivado HLS嵌入式实时图像处理系统的构建与实现[J]. 张艳辉,郭洺宇,何宾. 电子技术应用. 2016(09)
[5]基于Vivado HLS的FPGA开发与应用研究[J]. 党宏社,王黎,王晓倩. 陕西科技大学学报(自然科学版). 2015(01)
[6]虹膜图像采集装置的设计[J]. 苑玮琦,金爽. 仪表技术与传感器. 2014(12)
[7]虹膜采集系统中图像质量评估的研究[J]. 宗瑞山,田启川. 微型机与应用. 2011(11)
[8]基于ARM的虹膜图像采集系统[J]. 邓斯佳. 现代显示. 2011(03)
[9]嵌入式虹膜图像采集及预处理[J]. 熊显名,李根. 微计算机信息. 2006(32)
[10]虹膜图像采集系统的设计[J]. 连华,林斌,汪林峰. 光学仪器. 2003(05)
硕士论文
[1]基于改进霍夫变换的几何形状检测算法研究[D]. 王拓.南京航空航天大学 2017
[2]虹膜图像的采集与质量评价的研究[D]. 高思.吉林大学 2016
[3]紫外可见双光谱相机视频图像处理技术研究[D]. 王威.黑龙江大学 2016
[4]高分辨率虹膜图像识别系统设计与实现[D]. 方强.中国科学技术大学 2015
[5]虹膜图像采集及识别算法的研究[D]. 张波.电子科技大学 2015
[6]基于虹膜身份识别算法的研究[D]. 刘扬.东北石油大学 2014
[7]基于Zynq的智能相机前端系统的研究[D]. 陈灿杰.华南理工大学 2014
[8]基于CMOS图像传感器的高速相机成像电路设计与研究[D]. 于帅.中国科学院研究生院（上海技术物理研究所） 2014
[9]虹膜图像采集装置的设计[D]. 金爽.沈阳工业大学 2014
[10]虹膜图像的质量评价及自采集的研究[D]. 徐海颖.吉林大学 2013
本文编号：2920634
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
系统结构框架图
使得设计仿真到整个工程结束的开发周期显著缩小，精力开发差异化逻辑[31]。如图 2.2 是 vivado 的开发流程图，VIVA简单，只需要添加 RTL 源程序、编译综合、布局布线、产生流文硬件开发流程的优化来看，开发周期明显变短。
如图 2.3 所示，首次基于 C 语言的 IP 设计时加快 10-15 倍，并且由于系现自动收敛的特点使得衍生设计加快四十倍。这种方法的主要特征如下：应用平台的开发和差异化逻辑的设计，利用支持 Vivado IP Integrator、Viv、HLS 系统的开发板，快速完成平台连接设计的配置，实施基于 C 的仿TL 设计仿真可明显节省大量时间。在开发工程的衍生设计时，调整不同频率，配置 C 文件的参数或直接更改 Vivado HLS 的参数配置选项就可以率，减小整个设计的开发周期。最后，该系统会自动选择适合开发板的设序和电气特性）。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于最小二乘法与霍夫变换的虹膜定位算法[J]. 田子林,陈家新. 电子技术应用. 2019(02)
[2]基于改进随机霍夫变换的直线提取算法[J]. 张炫,杨艳. 信息技术. 2017(12)
[3]一种面向中医目诊的虹膜定位算法[J]. 穆珺,晏峻峰,彭清华. 湖南中医药大学学报. 2017(04)
[4]Vivado HLS嵌入式实时图像处理系统的构建与实现[J]. 张艳辉,郭洺宇,何宾. 电子技术应用. 2016(09)
[5]基于Vivado HLS的FPGA开发与应用研究[J]. 党宏社,王黎,王晓倩. 陕西科技大学学报(自然科学版). 2015(01)
[6]虹膜图像采集装置的设计[J]. 苑玮琦,金爽. 仪表技术与传感器. 2014(12)
[7]虹膜采集系统中图像质量评估的研究[J]. 宗瑞山,田启川. 微型机与应用. 2011(11)
[8]基于ARM的虹膜图像采集系统[J]. 邓斯佳. 现代显示. 2011(03)
[9]嵌入式虹膜图像采集及预处理[J]. 熊显名,李根. 微计算机信息. 2006(32)
[10]虹膜图像采集系统的设计[J]. 连华,林斌,汪林峰. 光学仪器. 2003(05)
硕士论文
[1]基于改进霍夫变换的几何形状检测算法研究[D]. 王拓.南京航空航天大学 2017
[2]虹膜图像的采集与质量评价的研究[D]. 高思.吉林大学 2016
[3]紫外可见双光谱相机视频图像处理技术研究[D]. 王威.黑龙江大学 2016
[4]高分辨率虹膜图像识别系统设计与实现[D]. 方强.中国科学技术大学 2015
[5]虹膜图像采集及识别算法的研究[D]. 张波.电子科技大学 2015
[6]基于虹膜身份识别算法的研究[D]. 刘扬.东北石油大学 2014
[7]基于Zynq的智能相机前端系统的研究[D]. 陈灿杰.华南理工大学 2014
[8]基于CMOS图像传感器的高速相机成像电路设计与研究[D]. 于帅.中国科学院研究生院（上海技术物理研究所） 2014
[9]虹膜图像采集装置的设计[D]. 金爽.沈阳工业大学 2014
[10]虹膜图像的质量评价及自采集的研究[D]. 徐海颖.吉林大学 2013
本文编号：2920634
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