摘 要

掌纹特征是一种具有独特性的能表明不同身份的生物特征，本文将阐述基于掌纹能鉴别身份的特点，如何从算法到软件如何实现身份识别系统。

算法研究层面，对于掌纹图片的预处理，为最大限度提取掌纹信息，本文采用最大圆内切法提取掌纹感兴趣区域，对掌纹感兴趣区域图进行5个方向8个尺度的Gabor滤波，得到40个滤波结果，提取每个结果的均值与方差作为特征值，计算不同身份掌纹特征值的绝对距离，利用数据库所有特征值进行特征值归一化，取得最小特征值且满足相关条件所对应图片则为所需要识别图片。

软件实现层面，采用C 进行软件开发，利用OPENCV将图片转换为矩阵实现对于图片的快捷处理，在Visual Studio作为开发环境下，使用SQL Server作为后台管理数据库，主要功能为录入掌纹图片特征和身份信息、删除录入掌纹图片特征和身份信息、身份识别三大模块，可满足身份识别管理的基本要求。

关键字：掌纹 Gabor滤波 掌纹识别 C OPENCV

Abstract

The palmprint feature is a unique biometric that can indicate different identities. This paper will explain how palmprint can identify identity from algorithm to software to implement an identity recognition system.

In the research of algorithm, for the palmprint image preprocessing, in order to extract the palmprint information to the maximum extent, this paper adopts the maximum circle intrinsic method to extract the palmprint region of interest, and carries out 5-direction and 8-scale Gabor filtering on the palmprint region of interest map. Obtain 40 filter subbands, extract the mean and variance of each subband as the eigenvalues, calculate the absolute distances of the eigenvalues ​​of palmprint with different identities, normalize all the eigenvalues ​​of the database, obtain the minimum eigenvalues ​​and satisfy the corresponding conditions. Is the need to identify the picture.

At the software implementation level, C is used for software development, and OPENCV is used to convert pictures into a matrix to achieve quick processing of pictures. Under Visual Studio as a development environment, SQL Server is used as a back-end management database. The main function is to record palmprint image features and identities. Information, deletion of the palmprint image feature and identity information, and identification of the three modules, can meet the basic requirements of identity management.

Keywords: palmprint Gabor filtering palmprint recognition C OPENCV

目 录

第1章 绪论 1

1.1 掌纹图像身份识别系统研究的背景 1

1.2 掌纹图像身份识别系统研究的目的及意义 1

1.3 掌纹图像身份识别系统的现状 1

1.4 论文组织结构 2

第2章 系统需求分析与开发技术 3

2.1 掌纹图像身份识别系统开发环境需求 3

2.2 掌纹图像身份识别系统开发可行性分析 3

2.2.1 技术可行性分析 3

2.2.2 经济可行性分析 3

2.2.3 项目运行可行性分析 4

2.2.4 项目工程可行性分析 4

2.2.5 法律可行性分析 4

2.3 开发工具简介 4

2.4 OPENCV使用要点分析 5

2.4.1 OPENCV开源库简介与要点分析 5

2.4.2 OPENCV新旧版本代码转换 5

2.5 数据库技术要点分析 6

2.5.1 数据库简介 6

2.5.2 数据库客户端编程要点 7

2.5.3 VC编程要点 7

第3章 掌纹识别算法分析 8

3.1 掌纹感兴趣区域提取 8

3.1.1 掌纹图像二值化 8

3.1.2 手掌轮廓检测 9

3.1.3 圆内切法提取掌纹感兴趣区域 10

3.2 掌纹特征提取 10

3.3 掌纹特征识别 11

3.3.1 掌纹特征距离计算 11

3.3.2 掌纹特征距离阈值分析 12

第4章 系统设计 13

4.1 掌纹身份识别系统框架 13

4.2 数据库设计 13

4.3 管理者身份验证模块设计 13

4.4 掌纹身份管理系统主要模块设计 14

4.4.1 录入模块 14

4.4.2 删除模块 15

4.4.3 识别模块 15

4.4.4 一键导入模块 16

4.4.5 初始化模块 16

第5章 项目测试 17

5.1 项目测试概述 17

5.2 模块测试 17

5.2.1 数据库连接模块测试 17

5.2.2 掌纹感兴趣区域提取模块测试 18

5.2.3 掌纹特征提取模块测试 18

5.2.3 初始化模块测试 19

5.3 系统测试 19

5.3.1 录入测试 20

5.3.2 删除测试 20

5.3.3 识别测试 20

5.3.4 一键导入测试 20

5.3.5 初始化测试 20

第6章 结论 21

参考文献 22

致 谢 23

第1章 绪论

随着信息技术的发展，对于身份识别的需求越来越多，从常见于智能手机的指纹识别、人脸识别到智能家居中用到的虹膜识别、声纹识别，都利用着能表明不同身份的身份特征的鉴别身份。据相关研究表明，掌纹识别中对于对掌纹的获取相较于其他的识别方法对于其相对应的特征获取来说，被获取特征这感受的冒犯程度更低，掌纹识别拥有较好的心理体验。

1.1 掌纹图像身份识别系统研究的背景

互联网时代，各类软件几乎能在一夜之间火起来，各种数字化的软件提供的服务广泛的方便人类生活，在技术时代凡是能用机器完成的事情不断的去钻研，让人们的生活更加方便更加安全。对于传统身份管理来说，如人工审查、纸质证件等管理方式难免会有漏洞，而新型的身份管理系统才是主流，现今各种身份特征用来鉴别身份，但利用掌纹识别完成身份管理的系统依然很少。数字化身份管理是降低企业管理成本、提升效率、提升安全性的途径，掌纹图像身份识别系统是企业和政府能科学性、规范化提升自身人事管理的系统。

掌纹图像身份识别系统，可以为企业提供安全快捷的管理方式。利用数据库存储掌纹特征、人员信息等资料，让企业管理更具效率更具安全性，同时，掌纹图像身份识别系统的系统化、信息化是与世界技术潮流发展趋势相契合。

因而，不论是人事管理还是应用于智能家居，掌纹图像身份识别系统极其重要。

1.2 掌纹图像身份识别系统研究的目的及意义

掌纹识别研究的目的是研究掌纹表明身份特征从而达到身份管理的实质目的，高效化数字化技术的对掌纹的处理，以图像模式识别为基础的、符合当代潮流发展的掌纹特征处理的管理，是人事管理管理中数字人事所需求的最基础的技术要求。

21世纪的信息技术发展的十分迅速，一方面，基于掌纹识别的管理系统更加方便快捷，数字化的人事管理可降低人事管理成本、减少人力资源无用消耗，另一方面在智能家居等各种需要验证身份上可利用掌纹识别来鉴别身份，增加对于身份鉴别的准确性。某种程度上，行之有效的基于掌纹图像身份识别系统是整合关系管理的必要条件。

1.3 掌纹图像身份识别系统的现状

世界上向民众开放的第一个掌纹识别系统于2002年被香港理工大学及哈尔滨工业大学两所知名大学一起合作开发成功。目前基于掌纹识别的系统并不被广泛利用，基于指纹这一生物特征开发识别系统占着很大份额，而基于掌纹生物特征应用于识别系统占市场份额很小，但掌纹信息丰富、提取掌纹特征容易、在提取掌纹特征时被冒犯感低等优点将会撑起掌纹识别的未来。

掌纹识别模式识别算法已经较为成熟，从提取掌纹感兴趣区域到特征提取再到特征识别均有很多方法，每种方法均有优点与缺点。如掌纹感兴趣区域有圆内切法、角点法、重心旋转法等，由于算法不同的优点各有不同应用场景；提取掌纹特征则有提取点特征、提取线特征、提取纹理特征、掌纹子空间分析和掌纹分级特征融合，由于每一种提取特征的算法复杂度不同效率各不相同面向的市场也不一样。^[1]

掌纹图像身份识别系统中基于模式识别算法较为成熟，研究算法成本低，开发软件消耗少，开发过程中周期较短，由于软件体积小，维护也较为方便快捷，可以满足安全要求较不高的应用场景如智能家居、人事管理、数字签到等，以上优点在面向普通受众的推广及应用将会较轻松，市场较为宽泛，因此基于掌纹识别的身份管理系统的研究课题具有市场可行性。

鉴于市场与应用的情况，本文将探讨如何采用C 、SQL Server等信息技术实现基于掌纹识别的身份管理系统。

1.4 论文组织结构

本文分为六章，各章节内容安排如下：

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