一种用于指静脉识别SOC系统的寄存器配置方法技术方案

本发明专利技术公开一种用于指静脉识别SOC系统的寄存器配置方法，采用摄像头控制寄存器启动摄像头采集指静脉图像，当摄像头采集指静脉图像完成后，产生图像采集完成标志位以供CPU查询，CPU查询到该标志位为1后才能配置感兴趣区域提取控制寄存器以启动硬件进行感兴趣区域提取，当CPU查询到寄存器的提取完成标志位为1后才能配置读Block RAM寄存器以从FPGA内部的Block RAM中读回感兴趣区域数据以进行后续处理；本方法能完整实现手指静脉识别的功能，识别正确率约95％。采用FPGA对ROI提取模块进行加速，能将总的识别速度提高15％以上。该系统可以作为便携式手指静脉识别系统的方案进行产品研发，也可作为实验教学时的手指静脉识别的过程演示系统，有较高的实用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种用于指静脉识别SOC系统的寄存器配置方法
本专利技术涉及手指静脉识别
，特别涉及一种用于指静脉图像识别SOC系统的寄存器配置方法。
技术介绍
随着信息技术的发展，生物识别技术成为了互联网人工智能时代的一个关键技术。现今，对生物识别技术的研究越来越多，应用也越来越广泛。常见的生物识别技术有：指纹、人脸、虹膜、手指静脉等。虽然近十年对指静脉识别算法有较多的研究成果，但是目前市场上的指静脉识别产品并不多见。主要原因是指静脉识别算法较为复杂，导致硬件实现困难、识别时间长。目前市场上的实现方案有三种：将整个识别算法在本地硬件上实现、将原始图像数据传到PC上实现、将原始图像数据发送到云服务器上进行实现。对于便携式手指静脉识别系统，采用PC和云服务器的方案不太方便。本地硬件实现的方案有微处理器(如ARM)和FPGA。嵌入式微处理器具有成本低、功耗小、开发简单等特点，但是由于其工作时是CPU一条条执行指令，对于具有许多乘法运算的图像处理算法，在运行时间上不具有优势。对于复杂算法，FPGA从实现难度和功耗上都不具有优势。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种用于指静脉图像识别SOC系统的寄存器配置方法，该方法通过在硬件寄存器中配置处理指令直接对指静脉识别过程进行控制，并通过FPGA对ROI提取模块进行加速，提高了识别速度。为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：本专利技术提供的用于指静脉识别SOC系统的寄存器配置方法，所述指静脉图像识别SOC系统的寄存器包括摄像头控制寄存器、像素累加和下限阈值寄存器、像素累加和上限阈值寄存器、感兴趣区域提取控制寄存器、读BlockRAM寄存器；所述摄像头控制寄存器配置有图像像素累加和位、图像采集完成标志位、摄像头控制位；所述摄像头控制寄存器按照摄像头控制位的状态来启动摄像头采集指静脉图像，当摄像头采集指静脉图像完成后，改变摄像头控制寄存器中的图像采集完成标志位的状态，当CPU查询到图像采集完成标志位为预设状态时，则通过感兴趣区域提取控制寄存器来启动FPGA硬件提取指静脉图像的感兴趣区域，将摄像头采集到的每帧图像的像素累加和存储于摄像头控制寄存器设置的图像像素累加和位中，当所述FPGA硬件提取完成指静脉图像的感兴趣区域后，将感兴趣区域的数据存储在FPGA内部的BlockRAM中，并改变感兴趣区域提取控制寄存器中的感兴趣区域提取完成标志位的状态，当CPU查询到感兴趣区域提取完成标志位为预设状态时，CPU从读BlockRAM寄存器中的BlockRAM地址位获取指静脉图像感兴趣区域数据。进一步，所述寄存器还包括写FLASH寄存器、读FLASH寄存器和FLASH擦除寄存器；所述写FLASH寄存器用于将指静脉图像中的静脉纹路特征数据写入FLASH对应地址中，当CPU进行静脉纹路特征提取并完成连通域去噪和中值滤波后，如果当前为注册模式，需要将静脉纹路特征数据存储进入FLASH中，通过配置该寄存器以将静脉纹路特征数据存储进入FLASH的对应地址中；所述读FLASH寄存器用于从FLASH对应地址中读回已经存储的静脉纹路特征数据，当CPU进行静脉纹路特征数据提取并完成连通域去噪和中值滤波后，如果当前为识别模式，将存储在FLASH中的静脉纹路特征数据读出与当前的特征进行匹配，配置该寄存器以将FLASH对应地址的静脉纹路特征数据读出。所述FLASH擦除寄存器用于擦除存储在FLASH中的静脉特征数据，配置擦除存储在FLASH中的所有特征数据或单个特征数据。进一步，所述寄存器还包括像素累加和下限阈值寄存器、像素累加和上限阈值寄存器；所述像素累加和下限阈值寄存器配置有图像像素累加和下限阈值位，用于设置判断手指是否伸进卡槽的下限阈值；所述像素累加和上限阈值寄存器配置有图像像素累加和上限阈值位，用于设置判断手指是否伸进卡槽的上限阈值。进一步，所述感兴趣区域提取控制寄存器配置有感兴趣区域宽度位、感兴趣区域高度位、感兴趣区域提取完成标志位、感兴趣区域提取控制位；所述感兴趣区域宽度位；用于存储采集到的感兴趣区域的宽度数据；所述感兴趣区域高度位；用于存储采集到的感兴趣区域的高度数据；所述感兴趣区域提取完成标志位；当感兴趣区域提取完成，配置位为“1”；所述感兴趣区域提取控制位；当配置位为“1”时，启动ROI硬件加速器模块进行感兴趣区域提取，当配置位为“0”时，关闭ROI模块。进一步，所述寄存器还包括硬件控制LCD显示寄存器，所述硬件控制LCD显示寄存器配置有LCD硬件控制位；用于在FPGA硬件采集指静脉图像和提取指静脉图像的感兴趣区域的过程中，LCD显示器的显示控制由FPGA硬件控制。进一步，所述硬件控制LCD显示寄存器配置有LCD硬件控制位；所述LCD硬件控制位配置为“1”时，启动硬件逻辑电路控制显示器LCD的信号并驱动LCD显示；所述LCD硬件控制位配置为“0”时，由软件控制LCD显示。进一步，所述FLASH擦除寄存器配置有擦除选择位、FLASH擦除的起始地址位；所述擦除选择位当配置为“1”时，擦除FLASH中的全部静脉纹路特征，当配置为“0”时，只擦除flash_caddr地址开始的一幅纹路特征图像。本专利技术的有益效果在于：本专利技术提供的一种用于指静脉图像识别SOC系统的寄存器配置方法，通过对寄存器的配置，实现了对整个指静脉识别流程的控制，并控制LCD实时显示图像处理的结果。本专利技术通过FPGA设计了ROI硬件提取模块，对ROI提取进行硬件加速，提高手指静脉识别的速度。本专利技术的寄存器配置方法已在基于ARMCortex-M3的SOC系统上实现，采用Xilinx公司的Artix-7系列的XC7A75TFPGA实现硬件逻辑电路。经过大量测试得出，本系统能完整实现手指静脉识别的功能，识别正确率约95％。采用FPGA对ROI提取模块进行加速，能将总的识别速度提高15％以上。本专利技术提供的寄存器配置方法不仅适用于基于ARMCortex-M3的SOC系统，还可推广到ARMCortex-M4或者ARMCortex-A等其他微处理器内核的SOC系统。该系统可以作为便携式手指静脉识别系统的方案进行产品研发，也可作为实验教学时的手指静脉识别的过程演示系统，有较高的实用价值。本专利技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。附图说明为了使本专利技术的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本专利技术提供如下附图进行说明：图1为指静脉识别实现流程和软硬件划分。图2为系统软件流程图。图3为系统框图。图4为基于Cortex-M3的SOC系统框图。图5为L1AhbMtx的Master和Slave访问关系。图6为L2AhbMtx的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于指静脉识别SOC系统的寄存器配置方法，其特征在于：所述指静脉图像识别SOC系统的寄存器包括摄像头控制寄存器、像素累加和下限阈值寄存器、像素累加和上限阈值寄存器、感兴趣区域提取控制寄存器、读Block RAM寄存器；/n所述摄像头控制寄存器配置有图像像素累加和位、图像采集完成标志位、摄像头控制位；/n所述摄像头控制寄存器按照摄像头控制位的状态来启动摄像头采集指静脉图像，当摄像头采集指静脉图像完成后，改变摄像头控制寄存器中的图像采集完成标志位的状态，/n当CPU查询到图像采集完成标志位为预设状态时，则通过感兴趣区域提取控制寄存器来启动FPGA硬件提取指静脉图像的感兴趣区域，将摄像头采集到的每帧图像的像素累加和存储于摄像头控制寄存器设置的图像像素累加和位中，当所述FPGA硬件提取完成指静脉图像的感兴趣区域后，将感兴趣区域的数据存储在FPGA内部的Block RAM中，并改变感兴趣区域提取控制寄存器中的感兴趣区域提取完成标志位的状态，/n当CPU查询到感兴趣区域提取完成标志位为预设状态时，CPU从读Block RAM寄存器中的Block RAM地址位获取指静脉图像感兴趣区域数据。/n...

【技术特征摘要】
1.一种用于指静脉识别SOC系统的寄存器配置方法，其特征在于：所述指静脉图像识别SOC系统的寄存器包括摄像头控制寄存器、像素累加和下限阈值寄存器、像素累加和上限阈值寄存器、感兴趣区域提取控制寄存器、读BlockRAM寄存器；
所述摄像头控制寄存器配置有图像像素累加和位、图像采集完成标志位、摄像头控制位；
所述摄像头控制寄存器按照摄像头控制位的状态来启动摄像头采集指静脉图像，当摄像头采集指静脉图像完成后，改变摄像头控制寄存器中的图像采集完成标志位的状态，
当CPU查询到图像采集完成标志位为预设状态时，则通过感兴趣区域提取控制寄存器来启动FPGA硬件提取指静脉图像的感兴趣区域，将摄像头采集到的每帧图像的像素累加和存储于摄像头控制寄存器设置的图像像素累加和位中，当所述FPGA硬件提取完成指静脉图像的感兴趣区域后，将感兴趣区域的数据存储在FPGA内部的BlockRAM中，并改变感兴趣区域提取控制寄存器中的感兴趣区域提取完成标志位的状态，
当CPU查询到感兴趣区域提取完成标志位为预设状态时，CPU从读BlockRAM寄存器中的BlockRAM地址位获取指静脉图像感兴趣区域数据。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述寄存器还包括写FLASH寄存器、读FLASH寄存器和FLASH擦除寄存器；
所述写FLASH寄存器用于将指静脉图像中的静脉纹路特征数据写入FLASH对应地址中，当CPU进行静脉纹路特征提取并完成连通域去噪和中值滤波后，如果当前为注册模式，需要将静脉纹路特征数据存储进入FLASH中，通过配置该寄存器以将静脉纹路特征数据存储进入FLASH的对应地址中；
所述读FLASH寄存器用于从FLASH对应地址中读回已经存储的静脉纹路特征数据，当CPU进行静脉纹路特征数据提取并完成连通域去噪和中值滤波后，如果当前为识别模式，将存储在FLASH中的静脉纹路特征数据读出与当前的特征进行匹配，配置该寄存器以将FLASH对应地址的静脉纹路特征数据读出。
所述FLASH擦除寄存器用于擦除存储在F...

【专利技术属性】
技术研发人员：李杰，杨文耀，朱欣月，聂泽东，刘俊伟，史艺丹，杨先杰，
申请(专利权)人：重庆文理学院，
类型：发明
国别省市：重庆;50