1 1 无梯形畸变指纹识别系统的光学设计_印晓丽

光学系统设计(五)一、单项选择题（本大题共 20小题。

每小题 1 分，共 20 分）在每小题列出的四个备选项中只有一个是正确的，请将其代码填写在题后的括号内。

错选、多选或未选均无分。

1．对于密接双薄透镜系统，要消除二级光谱，两透镜介质应满足 ( )。

A.相对色散相同，阿贝常数相差较小B.相对色散相同，阿贝常数相差较大C.相对色散相差较大，阿贝常数相同D.相对色散相差较小，阿贝常数相同2．对于球面反射镜，其初级球差表达公式为 ( )。

A.ϕδ2h 81L ='B. ϕδ2h 81L -='C. ϕδ2h 41L =' D. ϕδ2h 41L -='3．下列光学系统中属于大视场大孔径的光学系统是 ( )。

A.显微物镜B.望远物镜C.目镜D. 照相物镜4．场曲之差称为 ( )。

A.球差B. 彗差C. 像散D. 色差5．初级球差与视场无关，与孔径的平方成 ( )。

A.正比关系B.反比关系C.倒数关系D.相反数关系6．下面各像差中能在像面上产生彩色弥散斑的像差有( )。

A.球差B.场曲C.畸变D.倍率色差7．不会影响成像清晰度的像差是 ( )。

A.二级光谱B.彗差C.畸变D.像散8．下列光学系统中属于大视场小孔径的光学系统是 ( )。

A.显微物镜B.望远物镜C.目镜D. 照相物镜9．正弦差属于小视场的 ( )。

A.球差B. 彗差C. 畸变D. 色差10．初级子午彗差和初级弧矢彗差之间的比值为 ( )。

：1 ：1 C.5：1 ：111．光阑与相接触的薄透镜重合时，能够自动校正 ( )。

A.畸变B.场曲C.球差D.二级光谱12．在子午像差特性曲线中，坐标中心为z B '，如0B '位于该点左侧，则畸变值为 ()。

A.正值 B.负值 C.零 D.无法判断13．厚透镜之所以在校正场曲方面有着较为重要的应用，是因为 ( )。

A.通过改变厚度保持场曲为零B.通过两面曲率调节保持光焦度不变C.通过改变厚度保持光焦度不变D.通过两面曲率调节保持场曲为014．正畸变又称 ( )。

指纹识别系统的设计与实现作者：许欢庆金力钱源吴静孙大勇来源：《电脑知识与技术》2022年第28期摘要：文章利用嵌入式技術结合指纹芯片开发出了一套高性能、低成本、低功耗的指纹识别系统，具有良好的实用性和市场前景。

与此同时，该文探究了指纹识别的原理，给出了嵌入式指纹识别系统的硬件设计及软件实现方案，旨在为人工智能的普及化起到抛砖引玉的效果。

关键词：生物特征识别技术；指纹识别；特征提取；嵌入式技术中图分类号：TP311 文献标识码：A文章编号：1009-3044（2022）28-0086-04当今时代，信息技术的进步极大程度地改变了人们的生活方式，提高了人们的生活质量。

与此同时，个人信息和隐私安全的保护也显得尤为重要。

传统的加密方式和身份识别技术（例如密码、口令、手势等）因易被伪造和盗用，已经难以满足当前网络安全的需求，生物特征识别技术开始逐步走进大众的视野，受到了前所未有的关注。

生物特征识别技术[1]是指通过采集每个人独特的生理特性（指纹、虹膜、面相、DNA 等）和行为特征（步态、按键习惯等）来进行个人身份的鉴别和确认。

而其中，指纹识别技术因为采集方便快捷，传感器设备相对价廉，且采集和运算技术相对成熟，存储和处理的特征模板的数据量少，读取、识别速度快，可靠性和稳定性也高，所以被广泛应用于各个领域，图1给出了生物识别技术的市场结构图。

1 系统总体设计本文以STM32F103ZET6嵌入式开发板作为核心控制器件，指纹传感器采用AS608光学指纹模块，同时外接TFT电容触摸式彩屏方便显示和控制。

整个识别系统大致可分为录入、匹配两大过程。

在录入时，用户将指头腹部按压在光学采集模块外置的透明玻璃片上，传感器利用光学成像原理，采集到用户的指纹图像，获取图像后，核心板根据指纹识别算法提取出指纹纹理中的特征数据存入内置Flash的特征数据库中作为指纹模板，为后续的比对做准备。

在录好指纹信息后，便可以开始匹配的工作。

一种改进的指纹图像细化算法
肖晓丽;王珂铃;李振
【期刊名称】《计算机应用》
【年(卷),期】2008(28)2
【摘要】在自动指纹识别系统中,细化占有重要的地位,现有的指纹细化算法存在很多问题,如细化不彻底、纹线吞噬、骨架偏离纹线中心等.对快速细化算法和改进的OPTA细化算法进行了分析和研究,指出这两种算法在指纹纹线和分叉点处图像细化不彻底等缺陷.同时将两种细化算法有机结合,设计了一组改进的细化模板,提出了一种新的细化算法.实验结果证明:该算法与传统的细化算法相比没有破坏纹线的连接性,不会引起纹线的逐步吞食,又保护了指纹的细节特征.而且该算法运算速度也大大加快,处理后的指纹图像细化完全,骨架接近纹线中心线,光滑无毛刺,方便特征提取和减少匹配的复杂度.
【总页数】3页(P466-468)
【作者】肖晓丽;王珂铃;李振
【作者单位】长沙理工大学,计算机与通信工程学院,长沙,410076;长沙理工大学,计算机与通信工程学院,长沙,410076;长沙理工大学,计算机与通信工程学院,长
沙,410076
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.41
【相关文献】
1.两种常用指纹图像细化算法的改进 [J], 唐为方;陈旭;周大军;王新刚;罗涛
2.一种有效的指纹图像细化算法 [J], 何晶;范九伦
3.基于改进PCNN的指纹图像细化算法 [J], 汪小涛;徐大诚
4.采用PCNN模板的二值指纹图像改进细化算法 [J], 李百良;徐大诚
5.一种有效的基于八邻域查表的指纹图像细化算法 [J], 杨威;郭科;魏义坤
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指纹及手指静脉图像复合采集光学系统设计吉紫娟;包佳祺;尹娟娟【摘要】Due to the biological multi-mode identification technology,an optical system for compound acquisition of fingerprint and finger vein multiple images was designed and described.The optic camera for collecting fingerprint and finger vein images contains respectively 3 and 12 spherical lenses,which works at 650 nm and 850 nm wavelength with a 640×480 CCD and a 640×512 uncooled infrared(IR)detector as the imaging devices,respectively.With the aid of Zemax software,the optical system was designed and optimized to cause a good imagingquality.Image quality evaluation results show that the modulation transfer function(MTF)value of the fingerprint imaging lens is above 0.6 at 67lp/mm,while the finger vein imaging lens is above 0.8 at 30 lp/mm.The view field spots' root-mean-square (RMS) radii of the 2 lenses are both much smaller than the detectors' pixel size,which are close to the diffraction limit,and the distortions are both less than 0.5％.Experiments prove that images acquired by this optical system have the merits of fine image quality and high resolution.%针对生物特征的多模识别技术,设计了一款用于指纹及手指静脉图像复合采集的光学系统.用于采集指纹和手指静脉图像的光学镜头分别由3片和12片球面透镜构成,工作波长分别为650 nm和850 nm,成像器件分别采用640 pixel×480 pixel CCD和640 pixel×512 pixel非制冷红外探测器.使用Zemax软件对该系统的光学结构进行了设计和优化.像质评价结果表明:指纹图像采集镜头在空间截止频率67 lp/mm处,调制传递函数MTF值大于0.6;手指静脉图像采集镜头在空间截止频率30 lp/mm处,调制传递函数MTF值大于0.8;两镜头各视场弥散斑均方根半径远小于成像器件像元尺寸,接近衍射极限,且成像畸变均小于0.5％.实验证明该系统采集到的图像质量优良,分辨率高.【期刊名称】《应用光学》【年(卷),期】2017(038)005【总页数】7页(P770-776)【关键词】指纹图像;手指静脉;图像采集;光学设计【作者】吉紫娟;包佳祺;尹娟娟【作者单位】湖北第二师范学院,湖北武汉 430205;文华学院,湖北武汉 430074;文华学院,湖北武汉 430074【正文语种】中文【中图分类】TN203;TH703Abstract:Due to the biological multi-mode identification technology,an optical system for compound acquisition of fingerprint and finger vein multiple images was designed and described.The optic camera for collecting fingerprint and finger vein images contains respectively 3 and 12 spherical lenses,which works at 650 nm and 850 nm wavelength with a 640×480 CCD and a 640×512 uncooled infrared(IR)detector as the imaging devices,respectively.With the aid of Zemax software,the optical system was designed and optimized to cause a good imaging quality. Image quality evaluation results show that the modulation transferfunction(MTF)value of the fingerprint imaging lens is above 0.6 at 67lp/mm,while the finger vein imaging lens is above 0.8 at 30 lp/mm.The view field spots’ root-mean-square (RMS) radii of the 2 lenses are both much smaller than the detectors’ pixel size,which are close to the diffraction limit,and the distortions are both less than 0.5%.Experiments prove that images acquired by this optical system have the merits of fine image quality and high resolution.Key words:fingerprint image;finger vein;image acquisition;optical design生物特征识别技术是利用人体独特的体征，如指纹、静脉、虹膜、声音以及相貌等，进行个体识别的新型技术[1]。

基于飞思卡尔X128的指纹采集识别系统目录1、摘要…………………………………………………………………。

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12、方案论证 (2)3、方案说明………..。

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24、硬件方案设计………………………………………………………….。

.. 35、软件方案设计..................................................................。

(5)6、调试 (12)7、技术小结（结束语)…………………………………………………。

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138、参考文献 (14)9、附录(源程序代码、电路图等）…………………………………………...。

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15摘要人的指纹具备唯一性、终身不变性、易获取和难以复制等特点，使得指纹识别很早就成为身份识别中的一种技术手段。

随着科学技术的发展，指纹识别已经成为目前最为实用、应用最为广泛的生物识别技术，指纹识别技术已经在金融、医疗、公安、门禁系统等领域得到了广泛的应用.人们注意到，指纹在图案、断点和交叉点上是唯一的。

根据这种唯一性，我们就可以把一个人同他的指纹对应起来。

这种依靠人体的身体特征来进行身份验证的技术称为生物识别技术,指纹识别是生物识别技术的一种.本文所设计的指纹识别系统由指纹图像采集、指纹图像预处理、指纹特征提取、指纹特征匹配、特征数据库等几部分组成。

由于指纹采集模块较贵,此处采用美国AuthenTec公司的AF—S2指纹传感器,首先由指纹采集设备采集到指纹图像并用16位的飞思卡尔X128单片机进行图像处理，转化为数字图像,然后对指纹数字图像进行预处理,再通过图像增强、分割、平滑、细化等处理过程得到便于指纹特征提取的数字图像.最后将提取到的特征与特征数据库中的特征数据进行匹配，并将识别结果送入STC89C52单片机中进行显示。

关键字指纹采集，AF-S2指纹传感器，图像处理，STC89C52单片机1方案论证指纹识别技术相对于其他识别方法有许多独到之处，具有很高的实用性和可行性。

第14卷 第6期2006年12月光学精密工程O pt ics and Precision Eng ineeringVo l.14 No.6Dec.2006收稿日期:2006-03-20;修订日期:2006-10-18.文章编号 1004-924X(2006)06-0955-04多指指纹采集仪的光学系统设计黄 玮1,2,韩正臣3(1.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033;2.中国科学院研究生院,北京100039;3.长春方圆光电技术有限责任公司,吉林长春130033)摘要:多指指纹采集仪是一种大视场、高分辨率的指纹采集设备,它代表了生物特征识别领域的发展方向,其核心技术是高分辨率光学系统的设计。

对采用/独立镜头0、/两组远心0、/单片前组和独立镜头组合0三种方案进行的设计进行了比较,指出了各种方案的优缺点。

其中单片前组和独立镜头组合的方案在150lp/mm 的传递函数>0.6,采用该方案的实验样机取得了良好的图像。

关 键 词:多指指纹采集仪;光学系统设计;生物特征识别中图分类号:T P391.4;T H 703 文献标识码:AOptical system design of mult-i finger fingerprint scannerH U ANG Wei 1,2,H AN Zheng -chen 3(1.Changchun I nstitute of Op tics ,F ine M echanics and Phy sics,Chinese Academ y of Sciences ,Changchun 130033,China;2.Gr ad uate School of the Chinese A cademy of Sciences ,Beij ing ,100039,China;3.Changchun F angy uan Op to -electronic T echnology Co.L td,Chang chun 130033,China)Abstract:M ult-i fing er fingerprint scanner is a high -r esolution fing er print capture device w ith big Field of View (FOV ),it represents the dev elo ping tr end of the bio metr ic identification area.Fo r the key technolo gy of this dev ice,the optical system design,this paper presents three types o f optical design methods,they ar e separate lens,tw o gro up telecentric sy stem and one singlelet w ith separate lens system ,the advantag es and disadv antages o f each design are discussed and co mpared,it is fo und that the M TF of singlelet w ith separ ate lens system is larger than 0.6in 150lp/mm,also prototy pe of this design obtains a im age in g ood quality.Key words:mult-i fing er fing erprint scanner;o ptical system desig n;biometric identification1 引 言随着计算机技术、电子学技术和光学技术的发展,生物特征识别的方法逐渐增多。