[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

说明书

本发明属于智能锁技术领域，提供一种双芯片的智能锁指纹识别功能单元的一体化装置，采用STM32和TMS320C6748作为控制器与运算处理器，兼有高扩展性和高运算能力特点，同时STM32与DSP都有小型、轻量、低功耗特点。电容式指纹传感器能甄别指纹活性，保障安全性。STM32与TMS320C6748之间通讯失误少。指纹识别算法中免降噪、滤波处理过程，算法简洁识别快速，对于采集的指纹纹线多断裂的情况能很好的恢复，提取的特征点中伪特征点少，容忍由于图像处理或采集情况不佳造成的分叉点变为端点的情况。三角匹配比对准确率高，比对精细。指纹图像的前景与背景分割准确且边缘平滑。

技术领域

本发明涉及一种双芯片的智能锁指纹识别功能单元的一体化装置。

背景技术

随着生活水平的不断提高,人们更加关注安全和便捷性问题，家居智能化系统的概念由此而产生。所谓智能家居是现代电子技术、自动化技术及通信技术相结合的产物。智能锁代替传统门锁的方案也逐渐成为研究的热点，指纹识别是智能锁中一种典型的识别方法，指纹获取以电容式指纹采集及光学指纹采集为主，当前电容式指纹采集越来越趋向于主流，电容式指纹传感器多具有体积小，采集面积小等特点。嵌入式设备主要特点就是小，电容式指纹传感器更加适合小型指纹识别设备。

然而，智能锁的指纹识别功能部分，大多数厂商多采用指纹模块的架构方案，系统经过指纹采集、图像处理、指纹模板读取过程，最后运行指纹匹配和识别步骤，系统整体运行速度和匹配速率不高，此痛点大大影响体验。

发明内容

本发明目在于克服现有技术的不足，提供了一种双芯片的智能锁指纹识别功能单元的一体化装置，该设计采用电容式传感器，由人体及手指主动触发指纹图像的获取，利用FLASH存储器，提出了一种基于三角拓扑结构的按指纹类型存储的轮式指纹模板存储方案，不再存储指纹图像或特征点，保证了指纹模板的安全，加快匹配速度，改善了存储方式。

为了达到以上目的，本发明采用的技术方案是：

一种双芯片的智能锁指纹识别功能单元的一体化装置，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(该算法已为现有技术)。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。