樸瑋澤

【摘要】本文主要針對嵌入式多模態(tài)生物特征識別系統(tǒng)設計進行重點探討和分析，以此能夠更好地體現出基于生物特征的身份鑒定技術。

【關鍵詞】多模態(tài)；嵌入式系統(tǒng)；生物特征識別

所謂的生物識別技術就是指通過對多個高科技手段技術的有效應用，即計算機與光學、聲學、生物傳感器及生物統(tǒng)計學原理等，借助人體本身所具有的生理特征，來對個人身份進行鑒定。

一、嵌入式生物特征識別系統(tǒng)的總體設計

（一）嵌入式系統(tǒng)概述

隨著近幾年我國社會經濟的不斷發(fā)展，計算機和網絡的應用越發(fā)廣泛。而其中所包含的各種嵌入式系統(tǒng)設備在應用數量上明顯超過通用計算機，使得任何人在日常生活和工作中都能夠擁有嵌入式技術的相關電子產品，如MP3、PDA等。

（二）嵌入式系統(tǒng)的特點

（1）嵌入式系統(tǒng)通常是面向特點而應用的。其中，CPU與通用型存在明顯的差異，也就是嵌入式系統(tǒng)具有低功耗、體積小以及集成度高的特點，能夠按照要求將通用CPU中由板卡所完成的任務集成在芯片內部，進而使得嵌入系統(tǒng)在設計上更加小型化。（2）嵌入式系統(tǒng)是將先進的計算機技術、半導體技術和電子技術與各個行業(yè)中的實際應用結合后的產物。（3）嵌入式系統(tǒng)的相關硬件和軟件設備在設計上具有高效率，促使其在實際應用中所選擇的處理器具有一定的競爭力。

（三）嵌入式系統(tǒng)的選型

1.嵌入式芯片的選擇

眾所周知，嵌入式系統(tǒng)的核心就是處理器。在傳統(tǒng)嵌入式處理器中，主要是根據具體應用而分為兩類，分別是以單片機為主的微處理器和注重數字化后的各種快速算法的數字信號處理器DSP。對于單片機為主的微處理器，在此類芯片產品中，只有8/16位的單片機，具體指Intel的80C51等。該單片機在特征上具有體積小、指令系統(tǒng)簡單以及抗感染能力強等。而后者主要應用在大量數據計算的領域中。

2.嵌入式操作系統(tǒng)的選型

近幾年我國社會經濟的不斷發(fā)展，推動了嵌入式技術水平的提升。而對實際操作中的系統(tǒng)管理資源也越來越多。在此環(huán)境下，相關軟件開發(fā)的復雜度明顯上升。為此，相關人員有必要按照要求，在嵌入式系統(tǒng)中適當地引入操作系統(tǒng)。嵌入式操作系統(tǒng)在嵌入式系統(tǒng)運行是必不可少的系統(tǒng)軟件，能夠對軟硬件資源進行有效組織和管理。在此過程中，通過對程序的合理控制和執(zhí)行，向用戶提供所需服務，進而增強系統(tǒng)的高效性。由于嵌入式Linux受嵌入式硬件平臺存儲資源與功耗受到一定的限制，所以相關人員在對其進行開發(fā)時，需要進行適當的裁剪，對內核中與平臺不相關的代碼予以剔出。

二、圖像采集與顯示的軟件設計

（一）嵌入式Linux驅動的概念

一般來說，在Linux操作系統(tǒng)下的設備文件類型有三類，即塊設備、字符設備和網絡設備。對于這種分類方式，相關人員需按照要求，將控制輸入/輸出設備的驅動程序與其他相關操作系統(tǒng)軟件進行分離。

對于字符設備與塊設備之間存在的區(qū)別，就是在對字符設備發(fā)出讀/寫請求時，具體的硬件I/O則會緊接發(fā)生。而塊設備主要是將系統(tǒng)內存作為緩沖區(qū)。如果用戶進程對相關設備的請求可滿足用戶實際要求，則能夠返回所請求的數據。另外，塊設備的設計是為磁盤等慢速設備所進行設計的。

對于Linux系統(tǒng)中的設備驅動程序可當做Linux系統(tǒng)與外部設備之間的接口。該設備驅動程序能夠對用戶屏蔽硬件實現各個細節(jié)。

（二）圖像采集

該系統(tǒng)主要采用的是Linux系統(tǒng)所支持的OV7620為控制芯片的CMOS攝像頭。因該系統(tǒng)應用于多模態(tài)生物特征識別系統(tǒng)的圖像采集，所以需要使用兩個攝像頭。之所以這樣做，主要是為了能夠更好地實現兩路的圖像采集和傳輸。

1.OV7620攝像頭驅動程序

驅動程序涉及兩部分的內容：一是OV7620內部寄存器設置。在此內部中的可編程功能寄存器設置有兩種模式，即電模式和SCCB編程模式。二是主體。這需遵循相關標準，來對攝像頭模塊主體驅動部分進行編寫，以此能夠為上層應用程序提供規(guī)范性的API。

2.多路圖像采集程序設計

就是將上述中所編寫的攝像頭驅動程序模塊進行編譯內核。在啟動目標板后能夠對攝像頭進行自動識別，之后就能夠直接通過對系統(tǒng)的利用獲取相關設備信息和數據。

在具體生物特征圖像采集系統(tǒng)中，必須要有兩路攝像頭分別進行圖像采集工作。在此過程中，需通過CPU控制系統(tǒng)中所包括的攝像頭信息切換工作，確保工作進行的穩(wěn)定性。

三、結語

綜上所述，通過本文對嵌入式Linux系統(tǒng)軟件平臺設計進行深入分析后，可充分地了解到該系統(tǒng)在實際應用中的重要性，為推動我國社會經濟發(fā)展起到重要的作用。

參考文獻

[1]霍光.基于二維Gabor濾波的虹膜特征表達及識別方法研究[D].長春：吉林大學，2016.

[2]李嘉琦.嵌入式多特征生物識別系統(tǒng)設計與實現[D].北京：北京理工大學，2015.