[发明专利]一种双芯片的智能锁指纹识别功能单元的一体化装置

权利要求书

1.一种双芯片的智能锁指纹识别功能单元的一体化装置，其特征在于：包括采集模块、指纹图像处理模块、指纹模板注册模块、存储模块、指纹识别匹配模块；

所述采集模块用于采集人体指纹图像，包括模板指纹采集和匹配指纹图像采集，供指纹图像处理模块进行处理；

所述指纹图像处理模块，包括预处理模块和特征点提取模块；所述预处理模块用于对获得的指纹图像进行预处理，所述特征点提取模块进行指对预处理后指纹图像进行特征点查找；所述预处理模块包括分割模块、滤波增强模块、二值化模块、细化模块；所述分割模块首先对指纹图像的前景和背景进行分割，再基于梯度进行梯度和块方向场计算并分割得到指纹图像分块；所述滤波增强模块，对指纹图像分块进行Gabor增强；所述二值化模块对增强后的指纹图像进行二值化处理，用于后续步骤的特征点提取；所述细化模块用于指纹图像的细化；所述的特征点提取模块，选择端点和分岔点作为细节特征点，并对获得的特征点进行边缘去除和去除伪特征点；所述细节特征点使用八邻域方法进行查找确定；

所述指纹模板注册模块，对提取得到的模板指纹特征点三角拓扑化，得到的三角拓扑结构信息为二维数组的指纹模板，将该二维数组转变为一维数组，形成模板特征文件并向存储模块进行存储；

所述的存储模块包括模板特征文件，用于存储模板指纹三角拓扑结构信息，且进行分类存储；存储模块按照指纹类型进行存储区域分配，依序存放弓形、帐篷弓形、右旋、左旋、漩涡形、其他，共6类，即分配得到6个不同存储地址的指纹类型存储区域，即从存储模块的第一个256Byte的存储单位开始，每6个256Byte的存储单位构成一个存储元：第一个256Byte存储单位存放弓形，第二个256Byte存储单位存放帐篷弓形，第三个256Byte存储单位存放右旋形，第四个256Byte存储单位存放左旋形，第五个256Byte存储单位存放漩涡形，第六个256Byte存储单位存放其他类型指纹模板；

所述指纹识别匹配模块，先判别指纹类型，从存储器模块中读出同类型指纹的模板特征文件用于匹配；再将需匹配的指纹特征点的三角拓扑结构信息与特征文件中三角拓扑结构信息进行比对；

所述的存储模块中将指纹模板按指纹类型进行存储区域分配和确定存储地址；需匹配指纹经指纹图像处理模块输出，由指纹识别匹配模块先判别其指纹类型，即可直接得到该类型指纹模板在存储模块中的存储地址，并获得这些地址内存储的指纹特征数据；

所述指纹模板注册模块中，指纹模板的三角拓扑结构信息为存储内容，将该二维数组转变为一维数组的方法：三角结构的信息中，角度信息的大小必在0°至150°，三角结构的边长信息没有固定的上限和下限，规定单个三角的信息存储为其中l为三角形三边中最小的边长，α,β为最小边所夹的两个角的角度，对α，β由小到大排列。

2.根据权利要求1所述的双芯片的智能锁指纹识别功能单元的一体化装置，其特征在于：

所述的存储模块中，1个256byte内存放的信息的形式为其中numbers为三角形个数，将作为模板信息的一部分是为使得1byte数据能够表示一个边长信息，即将边长信息约定在0至255内。

3.根据权利要求1所述的双芯片的智能锁指纹识别功能单元的一体化装置，其特征在于：

所述的存储模块，选用FLASH，其最小的擦除单位为一个扇区；当对FLASH中的指纹模板需要进行单个删除和修改时，系统的缓存器先存储当前需删除和修改的指纹模板所在的扇区的内容，再在FLASH中删除和修改指纹模板，最后将扇区内无需删除和修改的指纹模板数据恢复存储到FALSH原扇区。

4.根据权利要求1所述的双芯片的智能锁指纹识别功能单元的一体化装置，其特征在于：

所述的指纹识别匹配模块，在进行指纹1：1匹配前，判定指纹类型，指纹类型分为弓形、帐篷弓形、右旋、左旋、漩涡形、其他6种；使用三角拓扑结构作为采集的指纹特征与存储的指纹模板进行验证和匹配，设定相似度阈值为0.5，当相似度大于0.5时，判定两指纹匹配；相似度阈值可视需要稍作调整，阈值较低时，安全性也会降低，阈值提高时，拒真率也会提高。

5.根据权利要求1所述的双芯片的智能锁指纹识别功能单元的一体化装置，其特征在于：还包括通信接口模块；

所述通信接口模块，自定义了通讯数据格式，避免粘包以减少通信错误率；所述通讯数据格式，包括四种通讯包，为：命令包、数据包、结束包和响应包，每个通讯包包含包头、包标志、数据或指令、校验。