专利名称：用于信用卡的指纹识别系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种指纹识别系统，尤其是指应用于信用卡的指纹识别系统及其
识别方法。
背景技术：
随着信用卡业务的快速发展，信用卡使用中的安全问题也逐渐暴露。近两年，国内 信用卡犯罪案件时有发生，且手法层出不穷。根据中国银联的统计，仅2007年上半年，全国 信用卡诈骗立案1171起，涉案金额达4461多万元。另据不完全统计，信用卡犯罪每年金额 在1亿元左右。2009年以来，信用卡诈骗案更是频繁曝光，从新型ATM盗卡手段的出现，到 离线支付争议，再到网络钓鱼、网银木马的日益猖獗，消费者在使用信用卡时平添了几分担 忧。作为普通持卡人，面对越来越专业化、高科技的信用卡犯罪，如何确保我们信用卡的安 全使用已成为了人们日益关注的问题。 鉴于此，针对上述问题本实用新型采用指纹识别技术设计了一种更为安全的智能 化信用卡系统，利用每个人的指纹不同，在信用卡中安装指纹感应系统，使其达到只有申请 人自己才能使用的安全效果。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题在于提供一种用于信用卡的指纹识别系统，利用每 个人的指纹不同，在信用卡中安装指纹感应装置，使其达到只有申请人自己才能使用的安 全效果。 为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案 —种用于信用卡的指纹识别系统，该系统包括指纹传感器、处理器、片内存储器、 片外存储器以及显示模块； 所述指纹传感器的输出端与片内存储器的输入端相连，所述指纹传感器用于获取 指纹图像数据，并将所述指纹图像数据发送给片内存储器储存； 所述处理器至少有三个通信端口 ，其中一个通信端口与片内存储器的输出端相 连，另一个通信端口与片外存储器的输入端相连，所述处理器用于对指纹图像数据进行处 理，生成指纹特征模板，并将生成的指纹特征模板存入片外存储器或与片外存储器内已有 的指纹特征模板进行匹配比对； 所述显示模块与所述处理器的第三个通信端口相连，用于显示处理器的处理结 果。 进一步地，所述的指纹识别系统安装于信用卡中。 进一步地，所述指纹传感器为电容式固态指纹传感器。 进一步地，所述指纹传感器通过串行外设接口 (SPI接口 )，经由DMA控制器将采集 到的指纹图像数据发送给片内存储器。其中DMA (Direct Memory Access)是指直接内存访 问，是一种不经过CPU而直接从内存存取数据的数据交换模式。[0013] 进一步地，所述处理器具有32位数据通道。 进一步地，所述片内存储器为片内RAM ;所述片外存储器为片外flash。 进一步地，所述显示模块包括LCD和七段LED显示器。 相较于现有技术，本实用新型的有益效果在于通过在信用卡中安装本实用新型 的指纹识别系统，可以验证使用者是否为信用卡申请人本人，从而达到只有申请人自己才 能使用信用卡的安全效果。
图1是本实用新型的用于信用卡的指纹识别系统结构示意图； 图2是本实用新型指纹识别系统的指纹识别方法示意图； 图3是本实用新型指纹识别方法中生成指纹特征模板的方法示意图。
具体实施方式
以下结合附图进一步详细说明本实用新型的具体实施例 参看图l，本实用新型的用于信用卡的指纹识别系统包括指纹传感器、处理器、 片内存储器、片外存储器以及显示模块；所述指纹传感器的输出端与片内存储器的输入端 相连，所述指纹传感器用于获取指纹图像数据，并将所述指纹图像数据发送给片内存储器 储存；所述处理器至少有三个通信端口 ，其中一个通信端口与片内存储器的输出端相连，另 一个通信端口与片外存储器的输入端相连，所述处理器用于对指纹图像数据进行处理，生 成指纹特征模板，并将生成的指纹特征模板存入片外存储器或与片外存储器内已有的指纹 特征模板进行匹配比对；所述显示模块与所述处理器的第三个通信端口相连，用于显示处 理器的处理结果。其中，所述的指纹识别系统安装于信用卡中。 本实施例中，所述指纹传感器为电容式固态指纹传感器，获取的图像为256 X 300 像素，分辨率为500dpi。该传感器提供三种接口方式8位微机总线接口、集成USB全速接 口和集成SPI接口 。本实施例所述指纹传感器通过串行外设接口 (SPI接口 )，经由DMA控 制器将采集到的指纹图像数据发送给片内存储器。其中DMA (Direct Memory Access)是指 直接内存访问，是一种不经过CPU而直接从内存存取数据的数据交换模式。指纹采集的程 序流程是首先初始化各个寄存器，主要是放电电流寄存器(DCR)、放电时间寄存器(DTR) 和增益控制寄存器(PGC)的设置；然后查询等待，指纹被采集进入数据寄存器后，通过DMA 存入片内存储器。由指纹传感器采集到的指纹图像数据在80KB左右。 其中，所述片内存储器为片内RAM ;所述片外存储器为片外flash ;所述显示模块 包括LCD和七段LED显示器。 所述处理器具有32位指令集，32位数据通道和可配置的指令以及数据缓冲。同时 为可编程逻辑进行了优化设计。处理器包括三种内核一种是高性能内核；一种是低成本 内核；一种是性能、成本折中的标准内核，本系统采用标准内核。本系统的处理器支持256 个具有固定或可变时钟周期操作的定制指令；利用扩展CPU指令集，通过提升那些对时间 敏感的应用软件的运行速度，来提高系统性能。 在本系统中可以使用定制指令完成许多循环内的数据处理，从而加速数据处理的 速度。在对指纹图像的处理中，频繁地用到坐标转换，将图像的二维坐标转换为一维的存储地址；通过定制指令来完成坐标的转换，用一组易于用硬件实现的位移和加法运算替代 乘加运算，可将转换时间縮短1/3。在方向图计算中，要进行离散反正切变换，使用优化过 的用硬件实现的定制指令来替代C语言中的atan函数，更可以将变换时间縮短到原来的 1/1000。 本系统主要有两大功能指纹登记和指纹比对。指纹登记包括指纹采集、指纹图像 预处理、特征点提取、特征模板存储和输出显示；指纹比对的前三步与指纹登记相同，但在 特征点提取后，是将生成的他正模板与存储在内存中的指纹特征模板进行特征匹配，最后 输出显示匹配结果。 所述指纹识别系统的指纹识别方法，如图2所示，包括以下步骤 步骤A，利用指纹传感器获取指纹图像数据，并对指纹图像数据进行处理，生成指
纹特征模板，将所生成的指纹特征模板保存至存储器中； 步骤B，再次利用指纹传感器获取新的指纹图像数据，并对新的指纹图像数据进行 处理，生成新的指纹特征模板，将新的指纹特征模板与存储器中已保存的指纹特征模板进 行比对； 步骤C，将步骤B中的比对结果输出至显示模块予以显示。 进一步地，上述指纹识别方法中生成指纹特征模板的方法，如图3所示，包括以下 步骤 步骤一，背景分离，采用标准差阈值跟踪法将所述指纹图像数据的指纹区与背景 区分离。图像指纹部分由黑白相间的纹理组成，灰度变化大，因而标准差较大；而背景部分 弧度分布较为平坦，标准差较小。将指纹图像分块，计算每个块的标准差，若大于某一阈值 (本实施例取20)，则该小块中的所有像素点为前景；否则，为背景。 步骤二，方向图估算，将所述指纹区划分成块，采用梯度值的方向场计算方法，计 算指纹区中每块指纹的脊线方向，得到方向图。方向图是用纹线的方向来表示原来的纹线。 本实施例采用块方向图。 步骤三，图像增强，采用方向滤波的方法根据所述方向图对所述指纹区进行图像
增强操作。图像增强是改善图像质量，恢复脊线原来的结构；采用方向滤波时，先设计一个
水平模板，根据方向图，在每小块中将水平模板旋转到所需要的方向进行滤波。 步骤四，图像的二值化，将步骤三所得图像中的脊线与背景分离，并将该图像从灰
度图像转换为二值图像； 步骤五，将所得二值图像采用迭代法细化；经过细化可得到纹线的骨架图像。 步骤六，特征提取，选择脊线端点和分叉点作为特征点，记录每个特征点的类型、 位置和方向信息，从而得到指纹特征点集。但由于在指纹扫描和预处理阶段会引入噪声，产 生大量伪特征点，因此需要进行特征点去除，然后将所述指纹特征点集作为指纹特征模板 保存。 实施例中，比对指纹特征模板的方法为采用基于特征点的匹配算法，通过平移 和旋转变换实现特征点的大致对齐重合，计算坐标变换后两个模板中的特征点的距离和角 度。如果小于某一阈值(本实施例的距离和角度阈值分别取5个像素和10° )，则认为是 一对匹配的特征点。计算匹配的特征点占模板中所有特征点的百分比S。根据系统的拒识 率和误识率要求设置阈值TS。如果S大于或等于阈值TS，则认为是同一指纹；否则，匹配失效。 本实用新型中的描述的最佳实施例仅用于对本实用新型进行阐述和说明，并不构 成对权利要求范围的限制，本领域内技术人员可以想到的其他实质上等同的替代，均在本 实用新型保护范围内。
权利要求一种用于信用卡的指纹识别系统，其特征在于，该系统包括指纹传感器、处理器、片内存储器、片外存储器以及显示模块；所述指纹传感器的输出端与片内存储器的输入端相连，所述指纹传感器用于获取指纹图像数据，并将所述指纹图像数据发送给片内存储器储存；所述处理器至少有三个通信端口，其中一个通信端口与片内存储器的输出端相连，另一个通信端口与片外存储器的输入端相连，所述处理器用于对指纹图像数据进行处理，生成指纹特征模板，并将生成的指纹特征模板存入片外存储器或与片外存储器内已有的指纹特征模板进行匹配比对；所述显示模块与所述处理器的第三个通信端口相连，用于显示处理器的处理结果。
2. 根据权利要求1所述的用于信用卡的指纹识别系统，其特征在于所述的指纹识别 系统安装于信用卡中。
3. 根据权利要求1所述的用于信用卡的指纹识别系统，其特征在于所述指纹传感器 为电容式固态指纹传感器。
4. 根据权利要求1所述的用于信用卡的指纹识别系统，其特征在于所述指纹传感器 通过串行外设接口 ，经由DMA控制器将采集到的指纹图像数据发送给片内存储器。
5. 根据权利要求1所述的用于信用卡的指纹识别系统，其特征在于所述处理器具有 32位数据通道。
6. 根据权利要求1所述的用于信用卡的指纹识别系统，其特征在于所述片内存储器为片内RAM。
7. 根据权利要求1所述的用于信用卡的指纹识别系统，其特征在于所述片外存储器为片夕卜flash。
8. 根据权利要求1所述的用于信用卡的指纹识别系统，其特征在于所述显示模块包 括LCD和七段LED显示器。
专利摘要本实用新型公开了一种用于信用卡的指纹识别系统，该系统包括指纹传感器、处理器、片内存储器、片外存储器以及显示模块；所述指纹传感器与片内存储器相连，用于获取指纹图像数据，并将所述指纹图像数据发送给片内存储器储存；所述处理器与片内存储器及片外存储器相连，用于对指纹图像数据进行处理，生成指纹特征模板，并将生成的指纹特征模板存入片外存储器或与片外存储器内已有的指纹特征模板进行匹配比对；所述显示模块用于显示处理器的处理结果。该系统通过在信用卡中安装指纹识别系统，可以验证使用者是否为信用卡申请人本人，从而达到只有申请人自己才能使用信用卡的安全效果。
文档编号G06K19/00GK201548972SQ20092021166
公开日2010年8月11日 申请日期2009年10月30日 优先权日2009年10月30日
发明者李思芸 申请人:上海控江中学附属民办学校