文档介绍：分类号 TP391 学位代码 308
密 级 GK 学校代码 10298
学 号 3100196
南京林业大学
研究生硕士学位论文
论文题目院 基于 FPGA 的指纹识别系统
作 者院 印辉云
专 业院 测试计量技术及仪器
研究方向院 信息处理技术
指导教师院 刘云飞 教授
二○一三年六月
致 谢
在毕业课题完成之际，谨向在我做课题期间帮助过我的老师、同学、亲人和朋友们致
以最诚挚的感谢！
感谢我的导师刘云飞教授。他渊博的专业知识、严谨的治学态度，勤奋忘我工作精神，
务实的工作态度使我一直收益匪浅。他不仅为我确定了科研方向，还提供了良好的科研环
境和优越的实验条件。在整个研究过程中，他总是抽出时间与我沟通，使我少走了不少弯
路。在生活上，他平易近人，和蔼可亲，对我的生活也给予了很大的帮助，使我的学生生
活过得充实而快乐。再次向尊敬的导师表达我衷心的感谢。
感谢实验室的所有同学们，你们是我学****上的好帮手，生活中快乐的朋友；同时我也
要感谢已经毕业的师兄师姐们，是你们为我树立了榜样。
感谢我的家人和朋友们，是你们的鼓励和支持让我走在了求学的道路上，是你们的陪
伴让我度过了完美的研究生生活。。
最 后 ，感谢所有在我成长道路上关系、支持、帮助过我的人们！
作者：印辉云
二○一三年六月
摘 要
由于指纹的唯一性、可靠性和稳定性，指纹已成为个人身份鉴别的重要依据。自动指
纹识别系统具有方便、高效等优点，在金融安全、数据加密、电子商务等领域已得到了广
泛的应用，并将在我们的生活中发挥越来越重要的作用。
本文的主要工作分为两大部分：指纹采集、指纹识别算法。
鉴于传统的指纹采集系统实时性差，本文设计了一基于 FPGA 的嵌入式指纹采集系统。
系统选用 FPGA 芯片 EP2C35F672C6 作为主控制器，MBF200 为指纹传感器，以 SPI 接口
实现其数据通信，并 且 应用片外 SRAM 保存采集的指纹图像数据，实 现 了一高效的嵌入式
指纹采集系统。
指纹识别算法主要包括：预处理、特征提取、特征匹配。本文重点对特征匹配进行了
研究和改进，提出了一种基于矢量三角形原理的分段式的点模式匹配算法。首先引入指纹
分类作为初匹配，减小搜寻区域；其次借助中心点构造新的特征点集，再利用全等三角形
定理，在该特征点集中进行二次匹配，并确定出两个指纹图像（待识别指纹图像和模板指
纹图像）的基准点；然后以基准点为极坐标原点，将改进的特征点集中的所有特征点通过
坐标变换映射到极坐标中去，再利用可变界限盒的思想在一定程度上解决非线性形变问题，
进而进行最终匹配；最后统计出两幅指纹匹配的点对数，并根据设置的阈值从而判断出匹
配结果。
测试表明，本文设计的硬件系统运行稳定，能够采集到质量较好的指纹图像，另外，
本文采用的指纹识别算法也能很好地实现各自的功能，达到满意的设计要求。
关键词：指纹采集； 指纹预处理； 特征提取； 特征匹配
Fingerprint Identification System Based on FPGA
Abstract
Because of the characteristics of uniqueness，reliability and stability，the fingerprint has