【摘要】：隨著信息社會(huì)對(duì)個(gè)人身份認(rèn)證需求的日益增長(zhǎng),生物特征識(shí)別技術(shù)以及產(chǎn)品已經(jīng)廣泛應(yīng)用到了社會(huì)生活的各個(gè)方面。掌紋掌脈識(shí)別技術(shù)是近十年內(nèi)誕生的新型生物識(shí)別技術(shù),該項(xiàng)技術(shù)因具備多模態(tài)、防假體、防偽造、高精度等特點(diǎn),已經(jīng)在生物識(shí)別行業(yè)占據(jù)一席之地。但是傳統(tǒng)的掌紋掌脈識(shí)別產(chǎn)品因體積過(guò)大與功耗較高等因素還局限在門禁、考勤等市場(chǎng),在便攜式設(shè)備以及個(gè)人終端市場(chǎng)依然處于空缺態(tài)勢(shì)。為了填補(bǔ)掌紋掌脈識(shí)別類產(chǎn)品在便攜式領(lǐng)域的空白,本課題研究并設(shè)計(jì)一款適用于便攜式設(shè)備與個(gè)人終端產(chǎn)品的掌紋掌脈識(shí)別模塊,該模塊基于ARM架構(gòu)的Cotex-M4內(nèi)核CPU,具備低功耗、小體積等特點(diǎn),能夠獨(dú)立完成本地離線認(rèn)證功能。本課題主要開(kāi)展了以下工作:改進(jìn)了光源與光路設(shè)計(jì)方案。原掌紋掌脈識(shí)別系統(tǒng)的光源與光路設(shè)計(jì)方案的功耗較高,光線利用率較低。本課題將光源系統(tǒng)由6顆可見(jiàn)光LED與12顆紅外光LED的數(shù)量分別縮減至4顆與8顆,根據(jù)TIR透鏡原理重新設(shè)計(jì)了導(dǎo)光透鏡,提高了光線利用率并降低了系統(tǒng)的光源功耗,經(jīng)過(guò)圖像傳感器的參數(shù)調(diào)整,系統(tǒng)獲取的圖像亮度與原系統(tǒng)近似。設(shè)計(jì)了一種小型化掌紋掌脈識(shí)別模塊的結(jié)構(gòu)。基于改進(jìn)的光源與光路設(shè)計(jì)方案,結(jié)合當(dāng)前主流便攜式設(shè)備的外形尺寸,設(shè)計(jì)了一種適用于便攜式設(shè)備的小型化掌紋掌脈識(shí)別模塊結(jié)構(gòu)。通過(guò)對(duì)元器件的合理布局,采用層疊式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案,將系統(tǒng)結(jié)構(gòu)尺寸減小至38x28x16mm。設(shè)計(jì)了一種基于Cotex-M4的低功耗掌紋掌脈識(shí)別模塊的硬件電路。針對(duì)原掌紋掌脈系統(tǒng)硬件電路功耗高的缺陷,采用基于Cotex-M4架構(gòu)的CPU設(shè)計(jì)了一種具備低功耗、可本地離線認(rèn)證的掌紋掌脈識(shí)別模塊的硬件電路。通過(guò)最小系統(tǒng)選型與設(shè)計(jì)、電路PCB設(shè)計(jì)以及電路系統(tǒng)的功率估算,電路預(yù)估功耗縮減至2W以內(nèi)。經(jīng)過(guò)測(cè)試,本課題設(shè)計(jì)的系統(tǒng)最大功率為1890mW,額定功率為1320.5mW,待機(jī)功率為25μW,支持20人的本地特征存儲(chǔ)與離線認(rèn)證,識(shí)別速度小于2s。本系統(tǒng)可以滿足向便攜式設(shè)備、個(gè)人終端設(shè)備內(nèi)集成的需要,本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)填補(bǔ)了掌紋掌脈識(shí)別技術(shù)在便攜式設(shè)備與個(gè)人終端市場(chǎng)的空白。
【學(xué)位授予單位】：北京工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TP391.41;TP332
【圖文】：

式的圖像采集，并且靜脈特征在可見(jiàn)光下無(wú)法獲取，具有較強(qiáng)，因此靜脈識(shí)別技術(shù)具有較強(qiáng)的防偽能力，同時(shí)還具有活體驗(yàn)掌才具有靜脈特征）。但是，單純的使用手掌靜脈特征識(shí)別，端。通常手掌的皮下靜脈較粗，靜脈數(shù)量較少，因此掌脈對(duì)比較少，同時(shí)因個(gè)體差異，個(gè)別人的手掌因?yàn)橹据^厚等原因，明顯，所以單純的使用掌靜脈進(jìn)行身份鑒別，無(wú)法保障較高掌紋和掌靜脈識(shí)別方法的特點(diǎn)，可以進(jìn)行多光譜活體手掌識(shí)別掌靜脈識(shí)別技術(shù)既繼承了掌紋識(shí)別的高精度，同時(shí)又引入了手為特征，從而使系統(tǒng)的識(shí)別精度、活體驗(yàn)證、防偽能力大大掌靜脈識(shí)別技術(shù)采用獨(dú)創(chuàng)的專用多光譜傳感器，利用多光譜現(xiàn)了采集同一個(gè)手掌在同一時(shí)刻、不同光譜下的圖像。掌紋掌不同的光譜下采集同一個(gè)手掌的完全不相關(guān)的兩種生物特征，掌紋和掌靜脈圖像如圖 1-1 所示。

圖 2-1 常見(jiàn)手持機(jī)造型Figure 2-1 Common handheld model產(chǎn)品，家用智能產(chǎn)品范圍內(nèi)與身份認(rèn)證能門鎖[32]。以指紋鎖為例，在市場(chǎng)上常mm 左右，指紋鎖造型見(jiàn)圖 2-2 所示。根x20mm 以內(nèi)，也是能夠滿足集成到智能

北京工業(yè)大學(xué)工程碩士專業(yè)學(xué)位論文圖 2-1 常見(jiàn)手持機(jī)造型Figure 2-1 Common handheld model能產(chǎn)品，家用智能產(chǎn)品范圍內(nèi)與身份認(rèn)證與智能門鎖[32]。以指紋鎖為例，在市場(chǎng)上常見(jiàn)30mm 左右，指紋鎖造型見(jiàn)圖 2-2 所示。根50x20mm 以內(nèi)，也是能夠滿足集成到智能

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本文編號(hào)：2767697