自动指纹识别系统的算法研究及实现

论文摘要

由于指纹所具有的唯一性和不变性,以及指纹识别技术的可行性和实用性,使得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。在过去二十多年的研究中,指纹自动识别技术取得了很大的发展,应用范围不断扩大。目前,虽然已有很多指纹系统的商业产品问世,但仍不能达到某些特定应用的性能要求,而且许多研究成果也因商业利益未能公开。因此,本文在参阅大量指纹识别系统相关文献资料的基础上,对指纹识别技术中的关键算法进行了深入研究。在预处理方面,首先对原始的指纹图像实现了一种简单的图像分割,然后进行了归一化。考虑到指纹的方向性,采用了方向图滤波对指纹图像进行了增强。本文采用了局部动态阈值法对增强后的指纹图像进行了二值化。细化方面在改进的OPTA算法的基础上增加了八个消除模板,采用了新的细化算法,取得了较好效果。针对提取的特征点集中含有的大量伪特征点,本文详细讨论了一种基于纹线跟踪的伪特征滤除算法,有效滤除了绝大部分伪特征点,改善了识别率。匹配部分实现了两种匹配算法,分析了其优缺点,在实验结果比较的基础上,本文重点介绍了基于三角形基准点定位的匹配方法,并对原算法进行了有效的改进,增强了算法的鲁棒性,提高了识别率。本文在PC机上用VC++6.0实现了整个自动指纹识别系统的算法,并且为了验证算法的实用性,在自行建立的指纹识别软件测试平台上进行了大量实验,实验结果显示,本文采用或改进的指纹处理算法很好的完成了各自的功能,基本满足了实用的要求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 生物识别技术
• 1.2 指纹识别技术
• 1.2.1 指纹识别研究的历史和现状
• 1.2.2 指纹识别技术的特点
• 1.2.3 指纹识别技术的应用
• 1.3 自动指纹识别系统的结构
• 1.4 本文主要研究内容
• 第2章 指纹图像的预处理
• 2.1 指纹图像分割
• 2.2 归一化处理
• 2.3 灰度图滤波去噪
• 2.3.1 点方向图的求取
• 2.3.2 块方向图的求取
• 2.3.3 方向图滤波
• 2.4 二值化
• 2.4.1 动态阈值二值化
• 2.4.2 二值化去噪
• 2.5 细化
• 2.6 本章小结
• 第3章 特征提取及后处理
• 3.1 特征提取
• 3.2 基于纹线跟踪的伪特征消除算法
• 3.2.1 纹线跟踪
• 3.2.2 特征点属性
• 3.2.3 伪特征滤除算法
• 3.3 本章小结
• 第4章 指纹匹配
• 4.1 指纹匹配算法综述
• 4.2 基于点模式的细节匹配
• 4.2.1 背景介绍
• 4.2.2 细节匹配
• 4.3 基于三角形基准点定位的匹配算法
• 4.3.1 基准点的确定及变换因子的求取
• 4.3.2 利用极坐标校准点集
• 4.3.3 基于界限盒的匹配算法
• 4.4 本章小结
• 第5章 指纹识别软件设计及实验
• 5.1 指纹识别软件
• 5.2 实验结果及分析
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢