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指纹识别系统的研究与实现

作　者: 刘博
导　师: 孟哲
学　校: 武汉理工大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 指纹识别预处理 Gabor滤波特征提取指纹匹配
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 277次
引　用: 1次
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内容摘要

自动指纹识别是上世纪六十年代兴起的、利用计算机取代人工来进行指纹识别的一种方法。由于指纹具有的唯一性和不变性,以及指纹识别技术具有很高的可行性和实用性,使指纹识别成为最流行、最方便、最可靠的个人身份认证技术之一。近年来,计算机技术的飞速发展、低价位指纹采集仪的出现以及高可靠算法的实现,更使得自动指纹识别技术越来越多的进入到人们的生活和工作中。但是因为指纹图像的噪声、皮肤弹性的非线性等因素,以及许多文献都因商业利益而未经公开,理想的指纹自动识别系统依然是一个很困难的研究任务。本文主要研究了自动指纹识别系统的一些问题,对基于细节特征点的指纹图像预处理、特征提取和匹配的部分算法进行了比较深入的研究,主要工作概括如下:研究了两种指纹图像与背景区域分离的方法:方差法和方向法,并对方差法做出了一些局部改进;选用Gabor滤波器进行指纹增强,采用基于Sobel算子的平均梯度法来求取指纹的点方向图;在对指纹进行二值化的过程中,使用局部平滑阈值自适应二值化算法,对灰度图像进行二值化处理,并采用快速傅式变换对所得到的二值化图像进行滤波去噪;细化过程中则运用了数学形态学的方法,对指纹图像进行细化。对指纹的特征提取算法进行了研究,选择了一种快捷方便的8邻域编码特征提取和通过8邻域纹线跟踪技术去除伪细节点的后处理算法。在指纹匹配部分,给出了一种基于矢量三角法的指纹匹配算法。它利用两个临近细节点的信息作为辅助,来定位指纹参照点,从而实现指纹的匹配。最后,本文在PC机上用VC++6.0编程实现整个指纹识别系统的算法,并调试通过。测试结果表明,本文研究的指纹识别处理算法较好的完成了各自的功能,达到了识别指纹的要求。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章绪论  9-14
  1.1 课题研究的目的、意义  9-10
  1.2 国内外研究现状、发展水平和存在的问题  10-12
  1.3 本文的主要工作  12-13
  1.4 本课题的研究内容  13-14
第2章指纹识别系统概述  14-19
  2.1 指纹的基本特征  14-16
    2.1.1 总体特征  14-15
    2.1.2 局部特征  15-16
    2.1.3 基本特点  16
  2.2 指纹识别系统的基本构成  16-19
    2.2.1 指纹采集  17
    2.2.2 图像预处理  17
    2.2.3 特征提取与特征匹配  17-19
第3章指纹图像的预处理技术  19-45
  3.1 指纹图像规格化  19-21
  3.2 指纹图像分割  21-27
    3.2.1 方差法  22-25
    3.2.2 方向法  25-27
  3.3 指纹图像增强  27-36
    3.3.1 Gabor滤波器  28-29
    3.3.2 指纹图像的方向场估算  29-34
    3.3.3 指纹脊线频率的计算  34-35
    3.3.4 Gabor滤波处理  35-36
  3.4 指纹图像二值化  36-39
  3.5 二值化后去噪  39-40
  3.6 指纹图像的细化  40-45
第4章指纹图像的特征提取  45-58
  4.1 基于8邻域的指纹特征提取算法  45-46
  4.2 伪特征滤除算法  46-58
    4.2.1 8邻域编码纹线跟踪算法  46-51
    4.2.2 一种基于局部结构信息的指纹伪特征滤除方法  51-58
第5章指纹图像的匹配  58-67
  5.1 指纹匹配概述  58-60
  5.2 基于矢量三角法的特征匹配  60-65
  5.3 匹配结果分析  65-67
第6章指纹识别的仿真实现与分析  67-70
第7章结论与展望  70-72
  7.1 总结  70-71
  7.2 展望  71-72
参考文献  72-75
致谢  75-76
攻读硕士期间发表的论文及科研项目  76

指纹识别系统的研究与实现

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