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研究生: 林建成
論文名稱: 指紋前處理與編碼之可撓性與可擴充性VLSI架構設計
指導教授: 張吉正
Chang, Chi-Jeng
蕭培墉
Hsiao, Pei-Yung
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工業教育學系
Department of Industrial Education
論文出版年: 2002
畢業學年度: 90
語文別: 中文
論文頁數: 60
中文關鍵詞: 指紋辨識影像前處理特徵編碼VLSI晶片設計
論文種類: 學術論文
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  • 指紋影像前處理、指紋特徵編碼(或稱萃取)及指紋比對為指紋辨識中的三大部份,其中指紋前處理與指紋特徵編碼佔整個指紋辨識約90%的時間。本論文提出一同時適用於部份指紋前處理(preprocessing)與編碼(encoding)功能的可撓性(flexible)與可擴充性(scalable)VLSI晶片設計,將部份指紋辨識的軟體演算法以硬體化取代。演算法內容包括:二值化(binarization)、細線化(Thinning)、端點找尋(end point)以及分叉點找尋(bifurcation point)。其中可撓性的設計,將使得本設計架構可適應不同的演算法;可擴充性的設計,可使得所設計的晶片,擁有易於擴充影像遮罩尺寸的彈性空間。
    研究成果估計可將整個指紋辨識演算法的1/3計算量實行硬體化。硬體化的價值除了可以加快運算處理速度、降低成本及縮小體積之外,並可作為未來與CMOS Image Sensor整合在一起成為單一指紋晶片設計做準備,有效達成階段性研究的貢獻。本研究特別著重硬體元件模組化設計,用以考量未來繼續發展的擴充性。同時建構一軟硬體整合驗證與測試平台,輔以印證本研究成果之正確性,使得本設計能更趨符合兼具學術創新與產業實用之雙重要求。

    關鍵字:指紋辨識、影像前處理、特徵編碼、VLSI晶片設計

    謝誌 2 中文摘要 3 圖目錄 5 第一章 緒論 7 第一節 前言 7 第二節 研究動機 8 第三節 研究目的 9 第四節 研究範圍 9 第二章 指紋辨識演算法與VLSI設計 11 第一節 指紋特性與辨識步驟 11 第二節 VLSI晶片設計之重要考慮因素 13 第三節 指紋前處理與編碼演算法 16 第四節 可撓性與可擴充性硬體化的設計原則 21 第三章 晶片架構與資料流控制設計 23 第一節 晶片架構 23 第二節 外掛記憶體空間配置 25 第三節 資料流控制 28 第四章 晶片VHDL模組單元設計 32 第一節 位址產生單元 32 第二節 指紋前處理模組單元 35 第三節 編碼運算單元 39 第四節 輸出入介面處理單元 40 第五章 驗測平台整合系統設計 44 第一節 驗測平台硬體結構與電路設計 44 第二節 軟體功能模組設計 46 第六章 實驗結果 51 第七章 結論 57 參考文獻 58

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