现代电子系统设计课件.pptx

1、现代电子系统设计现代电子系统设计 姚姚姚姚 鹏鹏鹏鹏电话：电话：电话：电话：18655192192186551921921865519219218655192192 13965099914 13965099914 13965099914 13965099914 EmailEmail：现代电子系统设计现代电子系统设计研究生主页的课程资料里研究生主页的课程资料里资料下载：资料下载：No作业，作业，No考试，考试，No上课点名上课点名Yes课程论文课程论文现代电子系统设计现代电子系统设计u目的：目的：设计一个设计一个“虹膜识别虹膜识别”嵌入式嵌入式系统，能够采集人的虹膜图像，通系统，能够采集人的虹膜

2、图像，通过虹膜图像识别用户身份，并实现过虹膜图像识别用户身份，并实现门禁或考勤控制。门禁或考勤控制。传统身份认证所面临的挑战传统身份认证所面临的挑战鉴别人的身份变得越来越困难鉴别人的身份变得越来越困难 传统身份认证的缺点传统身份认证的缺点密码容易遗忘或被窃取密码容易遗忘或被窃取物品容易丢失或被伪造物品容易丢失或被伪造无法区分真正的拥有者和冒充者无法区分真正的拥有者和冒充者你是谁？你如何才能证明你就是你？你是谁？你如何才能证明你就是你？现代电子系统设计现代电子系统设计u虹膜识别简介虹膜识别简介生物特征识别以人的生理或行为特征生物特征识别以人的生理或行为特征为媒介，来自动识别个人的身份为媒介，来自

3、动识别个人的身份u无需记住特定的密码或携带某种标志物无需记住特定的密码或携带某种标志物与传统身份认证相比，它的突出优点：与传统身份认证相比，它的突出优点：与传统身份认证相比，它的突出优点：与传统身份认证相比，它的突出优点：u被识别人必须出现在识别现场被识别人必须出现在识别现场u不易伪造和窃取不易伪造和窃取u虹膜识别简介虹膜识别简介现代电子系统设计现代电子系统设计主要的生物特征：主要的生物特征：u生理特征生理特征手形、指纹、脸形、虹膜、视网膜、掌纹等手形、指纹、脸形、虹膜、视网膜、掌纹等u行为特征行为特征签字、声音、按键力度、步态等签字、声音、按键力度、步态等u虹膜识别简介虹膜识别简介现代电子系

4、统设计现代电子系统设计虹膜身份认证的优点虹膜身份认证的优点 天然的被保护性：天然的被保护性：唯一的外部可见的内部器官唯一的外部可见的内部器官 高复杂性：高复杂性：250250多个自由度多个自由度 高稳定性：高稳定性：几十年不变几十年不变 防伪性：防伪性：虹膜对光有震颤效应虹膜对光有震颤效应 非侵犯性非侵犯性虹膜识别是目前生物特征识别中准确率虹膜识别是目前生物特征识别中准确率虹膜识别是目前生物特征识别中准确率虹膜识别是目前生物特征识别中准确率最高的身份认证方式最高的身份认证方式最高的身份认证方式最高的身份认证方式u虹膜识别简介虹膜识别简介现代电子系统设计现代电子系统设计虹膜的生理虹膜的生理结构和

5、纹理结构和纹理特征特征u虹膜识别简介虹膜识别简介人眼结构人眼结构剖面图剖面图 现代电子系统设计现代电子系统设计虹膜的生理虹膜的生理结构和纹理结构和纹理特征特征虹膜外观虹膜外观图图u虹膜识别简介虹膜识别简介现代电子系统设计现代电子系统设计虹膜的生理虹膜的生理结构和纹理结构和纹理特征特征u虹膜识别简介虹膜识别简介虹膜生理虹膜生理细节图细节图 现代电子系统设计现代电子系统设计虹膜识别的流程虹膜识别的流程u虹膜识别简介虹膜识别简介现代电子系统设计现代电子系统设计虹膜识别系统的组成虹膜识别系统的组成u 图像采集子系统图像采集子系统 u 图像预处理子系统图像预处理子系统 u 虹膜定位子系统虹膜定位子系统

6、u 特征提取子系统特征提取子系统 u 特征匹配子系统特征匹配子系统 u虹膜识别简介虹膜识别简介现代电子系统设计现代电子系统设计虹膜识别系统的组成虹膜识别系统的组成u 图像采集子系统图像采集子系统 u 图像预处理子系统图像预处理子系统 u 虹膜定位子系统虹膜定位子系统 u 特征提取子系统特征提取子系统 u 特征匹配子系统特征匹配子系统 u虹膜识别简介虹膜识别简介判断图像是否清判断图像是否清晰，眼睛是否睁晰，眼睛是否睁开程度足够等。开程度足够等。现代电子系统设计现代电子系统设计虹膜识别系统的组成虹膜识别系统的组成u 图像采集子系统图像采集子系统 u 图像预处理子系统图像预处理子系统 u 虹膜定位子

7、系统虹膜定位子系统 u 特征提取子系统特征提取子系统 u 特征匹配子系统特征匹配子系统 u虹膜识别简介虹膜识别简介现代电子系统设计现代电子系统设计虹膜识别系统的组成虹膜识别系统的组成u 图像采集子系统图像采集子系统 u 图像预处理子系统图像预处理子系统 u 虹膜定位子系统虹膜定位子系统 u 特征提取子系统特征提取子系统 u 特征匹配子系统特征匹配子系统 u虹膜识别简介虹膜识别简介现代电子系统设计现代电子系统设计虹膜识别系统的组成虹膜识别系统的组成u 图像采集子系统图像采集子系统 u 图像预处理子系统图像预处理子系统 u 虹膜定位子系统虹膜定位子系统 u 特征提取子系统特征提取子系统 u 特征匹

8、配子系统特征匹配子系统 u虹膜识别简介虹膜识别简介展开圆环并归一化展开圆环并归一化特征提取之后的编码图特征提取之后的编码图眼睑睫毛模板眼睑睫毛模板现代电子系统设计现代电子系统设计虹膜识别系统的组成虹膜识别系统的组成u虹膜识别简介虹膜识别简介光照强弱不同引起瞳孔缩放，拍摄距离不同引起虹膜大小变化光照强弱不同引起瞳孔缩放，拍摄距离不同引起虹膜大小变化因此需要将虹膜归一化为相同大小的矩形因此需要将虹膜归一化为相同大小的矩形现代电子系统设计现代电子系统设计虹膜识别系统的组成虹膜识别系统的组成u 图像采集子系统图像采集子系统 u 图像预处理子系统图像预处理子系统 u 虹膜定位子系统虹膜定位子系统 u 特

9、征提取子系统特征提取子系统 u 特征匹配子系统特征匹配子系统 u虹膜识别简介虹膜识别简介虹膜编码虹膜编码1虹膜编码虹膜编码2眼睑睫毛模板眼睑睫毛模板1眼睑睫毛模板眼睑睫毛模板2现代电子系统设计现代电子系统设计u中国科学技术大学智能信息处理实验中国科学技术大学智能信息处理实验室室开发的虹膜识别系统开发的虹膜识别系统现代电子系统设计现代电子系统设计（ICE 05)误识率为0.001时的正确识别率2005年，美国国家标准研究所(National Institute of Standards and Technology，NIST)组织了1次虹膜识别算法的评测(ICE 05)u中国科学技术大学智能信息

10、处理实验中国科学技术大学智能信息处理实验室室开发的虹膜识别系统开发的虹膜识别系统现代电子系统设计现代电子系统设计（ICE 05)误识率为0.0001时的正确识别率2005年，美国国家标准研究所(National Institute of Standards and Technology，NIST)组织了1次虹膜识别算法的评测(ICE 05)u中国科学技术大学智能信息处理实验中国科学技术大学智能信息处理实验室室开发的虹膜识别系统开发的虹膜识别系统误识率误识率(FAR)我们算我们算法的右法的右眼正确眼正确识别率识别率ICE 05最最佳右眼正佳右眼正确识别率确识别率国内参赛国内参赛算法最佳算法最佳右

11、眼正确右眼正确识别率识别率0.00199.91%99.87%(SAGEM)97.76%(CAS1)0.000199.76%99.78%(SAGEM)97.24%(CAS1)a右眼的识别率右眼的识别率b左眼的识别率左眼的识别率误识率误识率(FAR)我们算我们算法的左法的左眼正确眼正确识别率识别率ICE 05最最佳左眼正佳左眼正确识别率确识别率国内参赛国内参赛算法最佳算法最佳左眼正确左眼正确识别率识别率0.00199.35%99.14%(SAGEM)98.52%(CAS1)0.000199.14%98.86%(SAGEM)97.61%(CAS1)我们的虹膜识别算法在我们的虹膜识别算法在ICE05数

12、据库上的识别率与国际数据库上的识别率与国际上先进参赛算法的比较上先进参赛算法的比较现代电子系统设计现代电子系统设计u中国科学技术大学智能信息处理实验中国科学技术大学智能信息处理实验室室开发的虹膜识别系统开发的虹膜识别系统第二代智能虹膜识别系统第二代智能虹膜识别系统第三代智能虹膜识别系统第三代智能虹膜识别系统u与国内的虹膜识别系统比较，具有性能好，采集与国内的虹膜识别系统比较，具有性能好，采集方便快捷等优点；方便快捷等优点；u与国外的虹膜识别系统比较，具有成本低廉，自与国外的虹膜识别系统比较，具有成本低廉，自主知识产权等优点。主知识产权等优点。特点：特点：现代电子系统设计现代电子系统设计u中国科

13、学技术大学智能信息处理实验中国科学技术大学智能信息处理实验室室开发的虹膜识别系统开发的虹膜识别系统第二代智能虹膜识别系统第二代智能虹膜识别系统第三代智能虹膜识别系统第三代智能虹膜识别系统u不是一个独立的系统，必须连接计算机，降低了不是一个独立的系统，必须连接计算机，降低了使用的方便性和应用的广泛性。同时使成本也无使用的方便性和应用的广泛性。同时使成本也无法进一步降低。法进一步降低。缺点：缺点：现代电子系统设计现代电子系统设计现代电子系统设计现代电子系统设计u市场需求分析：市场需求分析：1.指纹考勤机和指纹门禁系统在企业中的使用越来越广泛，所占有的市场份额越来越大。2.现在市面上的指纹考勤机或门

14、禁系统的售价在几百元到几千元不等。3.指纹识别存在诸多缺陷，限制了它的更广泛应用：指纹考勤机指纹考勤机指纹门禁系统指纹门禁系统u指纹识别的准确率较低，用户量较大时，会经指纹识别的准确率较低，用户量较大时，会经常发生错误识别；常发生错误识别；u有有2%的人存在先天的指纹缺陷，无法识别；的人存在先天的指纹缺陷，无法识别；u采集为接触式；采集为接触式；现代电子系统设计现代电子系统设计u市场需求分析：市场需求分析：虹膜识别与指纹识别相比虹膜识别与指纹识别相比突出优点是：突出优点是：识别准确率很高，非接触式采集。识别准确率很高，非接触式采集。缺点是：缺点是：采集虹膜图像不方便；采集装置复杂，成本较高。采

15、集虹膜图像不方便；采集装置复杂，成本较高。如果能降低虹膜图像采集的不方便性，降低成本，虹膜识别如果能降低虹膜图像采集的不方便性，降低成本，虹膜识别将有很大的可能替代现在的指纹识别产品，占领市场。将有很大的可能替代现在的指纹识别产品，占领市场。虹膜识别在市场上还只有少量的应用，无法大规模普及虹膜识别在市场上还只有少量的应用，无法大规模普及现代电子系统设计现代电子系统设计u具体内容：具体内容：将智能虹膜识别系统移植到一个嵌入式系统上。将智能虹膜识别系统移植到一个嵌入式系统上。u性能要求：性能要求：1.用户采集虹膜图像方便，能自动聚焦的采集虹膜图像；用户采集虹膜图像方便，能自动聚焦的采集虹膜图像；2

16、.采集虹膜图像时间快捷采集虹膜图像时间快捷(7)/freq;rTCMPB0=rTCNTB01;rTCON&=0 x1f;rTCON|=0 xb;rTCON&=2;voidBuzzer_Stop(void)rGPBCON&=3;rGPBCON|=1;rGPBDAT&=1;voidDelay(inttime)intPCLK=90000000;unsignedintval=(PCLK3)/1000-1;rTCFG0&=(0 xff8);rTCFG0|=38;rTCFG1&=(0 xf12);rTCFG1|=01;rTCON&=(0 xf16);rTCON|=0 xb16;rTCON&=(2=val1);while(rTCNTO31);nads1.2简介简介使用使用CodeWarrior建立工程并编译建立工程并编译3.在工程中添在工程中添加源文件：加源文件：一个定义为一个定义为volatile的变的变量是说这变量可能会被意量是说这变量可能会被意想不到地改变。优化器在想不到地改变。优化器在用到这个变量时必须每次用到这个变量时必须每次都小心地重新读取这个变都小心地重新读取这个变量的值，而不是使用保