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总体设计 |
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模糊掌形识别器包括图像传感器、光源、成像光路、工控机等几部分。图像传感器部分采用CMOS摄像器件,其特点是功耗低、体积小、价格低廉、外围驱动电路简单。其成像质量已与CCD不相上下;光源采用红外光源;成像光路采用在密闭装置中的微棱镜反光膜组成和输出接口,内置模糊掌形识别软件。
将手掌放入识别装置,经成像光路折射的影像传到图像传感器,CMOS摄像器件捕捉到视频图像,将模拟信号传给工控机中的图像采集卡,图像采集卡将模拟信号转变成数字图像,图像处理卡对数字图像进行模糊图像处理,包括预处理、二值化、特征提取、比对算法等环节,最后由输出接口将识别结果输出。
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光学设计 |
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模糊掌形识别器的光学系统是在CMOS微型摄像头前放置一个光源,从光源发出的红外光照射到手掌和放置手掌的平台上,该平台表面贴了一层微棱镜反光膜(每平方公分反光表面上有7000多个微棱镜晶体,其有效逆反射率高达70%)。因为手掌为微弱漫反射光,光线通过镜头到达CMOS芯片上,便形成了白的背景和黑的手掌,反差明显。
光学系统主要技术指标如下:
分辨率: 369x287
象素尺寸:10.8x10.8μm
自动增益:10db
灵敏度: 0.5~2lux
功耗: 200mw
信噪比: 40db
自动暴光:5000:1
输出: PAL 制全电视信号
镜头: 焦距f' = 4.8mm
相对孔径 D/f' = 1:1.8
视场角 2w = 60о
光源: 红外发光二极管波长为 880nm |
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电路设计 |
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控制电路采用MCS-51系列单片机,主要完成人机接口和光源开启控制,主要技术指标如下:
显示:4x8 汉字 LCD
键盘:4x3
轻触式小键盘
通讯接口:一个RS-232C、一个RS-485 |
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算法设计 |
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模糊掌形识别器的核心技术是模糊图像识别算法。由于人的手掌图像中包含了丰富的信息,通过图像进行分析、处理、特征提取和比对,可以达到掌形识别的目的。算法设计包括数据登录和现场比对两个部分。数据登录是通过模糊图像识别算法将人的掌形特征提取出来,以数据文件的方式存放在存储器中,作为现场比对时的匹配样本;现场比对是将存储的数据特征提取出来,与现场采集到的数据进行比对,并做出相应的判断。 |