基于FPGA的指纹识别系统开发文档.pdf

【基于 FPGA 的指纹识别系统开发】是一个融合了电子电路、嵌入式系统和 FPGA 开发技术的项目。项目小组由具备 FPGA 相关知识和实践经验的成员组成，他们熟悉 Verilog HDL 语言，能够使用 MaxplusII、Protel 99SE、EWB、Cadence 等硬件设计工具，同时对单片机、DSP、ARM9 等嵌入式系统及相应的编程环境有深入了解。 项目的核心是设计一个基于 FPGA 的指纹识别模块，选用的是 Xilinx 公司的 Spartan 3E 系列 XC3S500E FPGA，该芯片作为控制系统的核心，配合富士通的 MFS300 滑动式电容指纹传感器，实现指纹图像的采集。MFS300 传感器具有高分辨率（500dpi），并能在宽电压范围内工作，自动检测指纹并在线采集。FPGA 通过 SPI 接口控制传感器，完成指纹图像的获取。 指纹图像的处理是系统的关键技术之一。原始图像经过图像分割，通过对比度处理和边缘检测去除边框和背景。接着，图像增强通过滤波技术改善图像质量。然后，图像进行二值化，使指纹脊线变为单一灰度值，便于后续处理。二值去噪进一步清除图像中的噪声，保持脊线的清晰。细化操作将脊线细化成单像素宽，便于特征提取。 特征提取后，这些指纹信息被存储在外部 Flash 中作为建档模板。比对时，新的指纹图像经过同样处理，生成比对模板，然后使用点模式匹配算法与建档模板进行比对，得出匹配结果。 该指纹识别模块适用于门禁、考勤、安检、保险箱等多种场景，可独立使用，也能与其他设备联机，具有广泛的应用前景和市场价值。整个系统通过软硬件结合的方式实现，确保了功能的完整性和识别的准确性。开发过程中，小组成员的技术背景和所使用的先进工具确保了项目的顺利进行。