指紋前處理與編碼之可撓性與可擴充性VLSI架構設計

Abstract

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