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作为确保军事信息安全的重要环节,我军对信息化军事装备的用户认证提出了新的更高要求。只有快速、可靠、正确地实现认证功能,才能为信息化军事装备遂行作战任务打下坚实的安全基础。传统的“用户名+口令”的装备认证实现技术无法真正确保装备使用者是合法用户。因此,本课题考虑利用指纹图像所具有的唯一性、稳定性和不可复制性等特点,设计并实现新的信息化军事装备认证途径。考虑到战场指纹采集环境恶劣,实时性要求高,传统的自动指纹识别系统AFIS(Automatic Fingerprint Identification System)无法直接用来实现信息化军事装备认证,本文重点研究了低质量指纹图像匹配问题以及指纹图像快速识别问题,具体完成的研究成果如下:提出了一种基于多重特征向量的低质量指纹匹配算法。该算法把指纹特征点信息和指纹纹理信息结合起来,构建一种新的多重特征向量;在考虑了低质量指纹的特点,在分析了RST(Rotation Scaling Translation)模型和仿射变换模型的特点后,提出用最小二乘法建立最具一般性的仿射变换模型代替RTS模型进行低质量指纹的匹配;考虑到应用环境指纹的复杂性,提出采用初匹配和最终匹配两个环节,有效的提高了低质量指纹的匹配效率。提出了一种便于硬件实现的基于相邻特征点的快速指纹图像识别算法。该算法在预处理阶段只保留关键的二值化处理环节与细化处理环节,在指纹特征提取阶段归纳出面向硬件实现的提取方法,最后在分析指纹拓扑结构特点的基础上,利用相邻特征点信息完成指纹图像匹配。设计了一种面向认证的基于FPGA的指纹图像处理模块。详细描述了模块组成原理以及主控程序设计方法,详细探讨了模块中指纹采集电路单元和中央控制单元的器件选型,并且给出了二者间基于SPI接口的通信协议。利用指纹图像处理模块实现了基于相邻特点的快速指纹图像识别算法。给出了该指纹图像识别算法中图像预处理、特征点提取以及指纹匹配等关键环节的硬件编程方法;最后进行了功能验证和性能评估。从结果上看,快速指纹图像识别算法在识别性能和资源占用上达到了较为理想的平衡。