论文总字数：20341字

摘 要

在这样一个信息化时代，人们当务之急是保护自己的身份，减少损失的发生。如今，指纹识别技术成为了生物技术研究的热点问题，也正步步朝着更实用和更优越的目标前进自动指纹识别系统更是以各种方式进入我们的生活，指纹门禁、指纹考勤、警用指纹库和现在手机拥有的指纹解锁功能，都是指纹在我们生活的应用，随着对指纹图像研究的不断深入，指纹应用的前景将会更加广泛。

在本文中，介绍了对采集的指纹图像的处理过程和结果。包含指纹图像预处理、特征点提取，比对，指纹图像的匹配。建立了提取指纹端点，叉点，奇异点提取模型。通过比较可以得出提取指纹特征点的算法对于不同的指纹图像都具有普遍适用性。在第五章中重点介绍了指纹特征点对比的几种常用特征点比对算法，比较了不同算法的优缺点并总结评价。

关键词：指纹；模式识别；特征提取；特征对比

Research on Fingerprint Image Pattern Recognition Method

Abstract

In such an information age, it is imperative to protect their own identity, reduce the occurrence of losses. Fingerprint recognition technology has become a hot topic in biotechnology research, but also step by step towards more practical and superior goals forward automatic fingerprint recognition system is a variety of ways to enter our lives, fingerprint access control, fingerprint attendance, police fingerprints Library and now the phone has a fingerprint unlock function, are fingerprints in our lives applications, with the continuous deepening of fingerprint image research, fingerprint application prospects will be more extensive.

In this paper, the process and results of the collected fingerprint image are introduced. Including fingerprint image pre-processing, feature point extraction, matching, fingerprint image matching. The method of extracting fingerprint end point, fork point and singular point extraction model is established. Through comparison, we can get that the algorithm of extracting fingerprint feature points has universal applicability to different fingerprint images. In chapter 5, we introduce several commonly used feature point matching algorithms for fingerprint feature point comparison, and compare the advantages and disadvantages of different algorithms and summarize the evaluation.

Keywords: Fingerprint Recognition; Pattern Recognition; Feature Extraction; Feature Comparison

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪 论 1

1.1 指纹识别研究的背景 1

1.2 研究现状与意义 1

1.3 本文的主要研究内容 2

第二章 指纹模式识别 3

2.1 指纹识别基本原理 3

2.2 指纹模式识别的发展 3

2.3 指纹传感 4

2.4 指纹模式的分类 5

2.5 本章小结 5

第三章 指纹模式识别预处理 6

3.1 引言 6

3.2 预处理过程简介 6

3.3 预处理过程步骤 7

3.4 预处理实验结果 8

3.5 本章小结 10

第四章 指纹特征提取 11

4.1 引言 11

4.2 特征点拓扑结构 11

4.2.1 算法理论基础 11

4.2.2 算法分析 11

4.3 基于细化图像细节局部提取 12

4.3.1 细节局部提取 12

4.3.2 指纹特征提取算法流程图 15

4.3.3 算法模型分析 15

4.4 基于灰度图像直接特征提取 15

4.4.1 算法概述 15

4.4.2 算法分析 16

4.5 去除伪特征点 17

4.6 指纹特征点提取 19

4.7 本章小结 20

第五章 指纹图像特征点的比对与匹配 21

5.1 指纹比对算法 21

5.1.1 复向量比对算法 21

5.1.2 全局比对算法 22

5.1.3 其他几种指纹特征的比对算法 22

5.2算法分析 23

5.3指纹图像的匹配 23

5.3.1 相似度计算 23

5.3.2 指纹图像匹配的模型 24

5.4 指纹匹配比对结果分析 25

5.5 本章小结 26

第六章 总结与展望 27

6.1 本文的总结 27

6.2 本文的展望 27

致 谢 28

参考文献（References） 29

第一章 绪 论

1.1 指纹识别研究的背景

当今社会，随着科技和需求的同比增长，人们越来越重视对自己个人身份鉴别的保护，对高科技的认证措施依赖度也越拉越高，现在普遍采用的是智能卡，密码等措施来保护用户的身份，但还存在不少的漏洞会导致用户损失。所以，人们对高效率的，更可靠准确的身份鉴别系统需求越来越迫切。鉴别人的身份可以通过多种方法来实现这个目的，现在实践中主要是通过辨别人与人之间的各种生物特征不同来实现的，比如人脸的面容、声纹、指纹、手掌、虹膜、视网膜味纹等等都可以作为个人身份鉴别的依据，需要同时具备以下特性：普遍性（universality）、唯一性（uniqueness）、持久性（permanence）、可采集性（collectability）、可接受程度（user acceptance）和防欺骗性（resistance to circumvention）。

传统的用来辨别身份的手段被归为两大类：一类是特定的身份鉴别持有物，比如电子证件等。另一类特定的身份鉴别知识，如口令等。传统的身份鉴别方法容易被他人盗用，密码可能会出现遗忘以及被破译的风险^[1]。特定知识容易被遗忘或者记忆模糊。一旦这些被不法分子窃取，身份鉴别的安全性就无法得到有效的保障。而指纹特征点的提取和比对方法是比可靠性较高的人的生理特征之一，特点是唯一性和到了一定年纪以后的终生不变性。他不会被遗忘，伪造或丢失，同时其中也蕴含着大量的信息，例如中心点、叉状点、端点等等。不同的指纹拥有不同的结构特征，因此这些特征可以被提取出来并用于身份的鉴别。因此，指纹识别技术在这个科学技术迅速发展的今天成为个人身份鉴别最重要的手段之一。涉及的领域包含了社保服务管理、电子护照、电子身份证、电子银行账户、网络化指纹门锁等工作和生活中的许多方面，真正地利用科学技术来实现人类的进步。

1.2 研究现状与意义

自动指纹识别系统是计算机、光电技术、图像处理等集成技术^[2]。该系统中采集指纹一般利用传感器，传感器目前已被证实具有快捷性、灵活性、安全性、方便性、实时性等特性，可以用作新近提出的生物测定系统的进一步比较点。使用者在使用过程中有了更高的安全等级，指纹识别技术已经主要运用在人们日常的手机解锁，门禁和保险柜等对自己的隐私进行加密的领域。目前应用的指纹识别方法一种是判断手指毛细孔的位置，一种指纹纹线的分布，毛细孔具有位置始终不变性的优点使结果较精确，但必须要用雷射光来扫描它的位置，采集起来比较困难。随着指纹识别技术的不断成熟，指纹认证将会更广泛地应用在人们生活之中，比如现在手机自带的指纹解锁功能已经基本覆盖手机市场，优点就是便捷和安全，还有身份的验证和出行时交通工具的识别、指纹锁、指纹卡片等，更重要的是指纹识别技术还将应用到警用领域和机要事物当中，因为指纹具有的唯一性和几乎不变性的特点，这种技术的发展可以帮助警方更快更准确地寻找到目标。由于技术的不断提高和改进，制造这种指纹识别设备的成本也在不断下降，这也是这种技术能够广泛地应用到我们身边的重要原因。

剩余内容已隐藏，请支付后下载全文，论文总字数：20341字