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门禁系统中指纹识别算法的研究

作　者: 张松宇
导　师: 吕芳
学　校: 内蒙古工业大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 指纹识别二值化细化特征提取匹配
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

由于指纹的唯一性和不变性以及指纹识别技术的可行性和实用性,指纹识别已成为当前最流行、最方便、最可靠的个人身份认证技术之一。将指纹识别应用在门禁系统中,不仅可以用于进出口管理,而且还有助于内部的有序化管理,它将时刻自动记录人员的出入情况,限制内部人员的出入区域、出入时间,礼貌地拒绝不速之客。本文在介绍指纹的基本知识和指纹识别系统的基本组成的基础上,实现了门禁系统中指纹识别的算法,包括指纹图像预处理、特征提取、如何建立指纹特征数据库以及特征匹配。在图像预处理方面,利用指纹图像灰度特性进行图像分割,根据指纹纹线的方向性,设计方向滤波器沿指纹纹线滤波,有效地去除了原始图像中的噪声。采用动态阈值法对指纹图像二值化,并根据二值图像中噪声特点设计去噪算法。采用数学形态学的细化算法对指纹图像进行细化。在特征提取方面,首先采用8邻域法提取细节特征点,然后分析了各种伪特征点的分布规律,针对其特点对其进行了删除。在特征匹配方面,采用基于三角形相似原理的匹配算法,根据特征三角形坐标求得旋转平移参数,从而对模板图像和输入图像进行匹配。本课题在Visual C++ 6.0软件环境中实现了以上所有算法。通过匹配实验及实验结果的分析,本文算法基本达到了设计要求。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-9
第一章引言  9-13
  1.1 研究目的意义  9
  1.2 指纹识别技术的发展历史和现状  9-11
  1.3 指纹识别技术存在的主要问题  11
  1.4 论文研究内容  11-12
  1.5 章节安排  12-13
第二章指纹识别系统概述  13-18
  2.1 指纹的结构和特征  13-15
    2.1.1 全局特征  13-14
    2.1.2 细节特征  14-15
  2.2 指纹识别的基本流程  15-17
    2.2.1 指纹取像技术及其特点  15-16
    2.2.2 预处理  16
    2.2.3 特征提取  16-17
    2.2.4 特征匹配  17
  2.3 验证和辨识  17
  2.4 本章小结  17-18
第三章指纹图像预处理  18-38
  3.1 指纹图像分割算法  18-21
    3.1.1 常见的指纹图像分割方法  18-19
    3.1.2 方差法  19-20
    3.1.3 动态阈值法  20-21
  3.2 指纹图像增强算法  21-31
    3.2.1 传统图像增强方法  21-25
    3.2.2 方向图滤波  25-31
  3.3 二值化  31-34
    3.3.1 动态阈值二值化法  32
    3.3.2 二值化后处理  32-34
  3.4 细化  34-37
    3.4.1 细化基本概念  35
    3.4.2 数学形态学细化算法  35-37
  3.5 本章小结  37-38
第四章指纹特征提取  38-48
  4.1 指纹特征提取算法  38-39
  4.2 指纹特征点后处理  39-42
    4.2.1 伪特征及特点分析  40-41
    4.2.2 去除伪特征点算法  41-42
  4.3 指纹特征向量的构造  42
  4.4 指纹数据库的选择  42-43
  4.5 指纹数据库的的设计与实现  43-47
    4.5.1 数据表格的建立  43
    4.5.2 数据库访问技术  43-45
    4.5.3 应用程序开发环境的选择  45
    4.5.4 在Visual C++ 中使用ADO  45-47
  4.6 本章小结  47-48
第五章指纹特征匹配  48-60
  5.1 指纹匹配算法综述  48-49
  5.2 基于三角形相似的指纹匹配算法  49-51
  5.3 匹配实验及实验结果  51-59
  5.4 本章小结  59-60
第六章结论  60-62
  6.1 结论  60
  6.2 展望  60-62
参考文献  62-65
附录  65-76
  附录一指纹图像  65-69
  附录二部分程序代码  69-76
致谢  76-77
在读期间取得的科研成果  77

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