指紋圖像的分割和預處理方法的研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟全球化和信息技術(shù)的飛速發(fā)展，當今世界電子化、信息化和網(wǎng)絡(luò)化的程度日益提高，網(wǎng)絡(luò)、通信、金融、保險和信息等安全問題越來越受到重視，對高效、安全、方便的個人身份識別系統(tǒng)的需求更加迫切。指紋因具有普遍性、唯一性和穩(wěn)定性等突出優(yōu)點，而成為最可靠的生物識別技術(shù)之一。因而，自動指紋識別系統(tǒng)(AFIS)已成為當前一個重要的研究課題，有著非常廣闊的應(yīng)用前景。指紋識別是圖像處理技術(shù)、模式識別技術(shù)與計算機數(shù)據(jù)庫技術(shù)的綜合應(yīng)用。它的研究可追溯到上個世

2、紀60年代末，經(jīng)過近40年的發(fā)展，在許多領(lǐng)域已取得了成功的應(yīng)用，目前AFIS 仍是模式識別技術(shù)研究的熱點之一。盡管指紋識別技術(shù)己有多種商業(yè)產(chǎn)品，但識別準確率（誤識率和拒真率）還是不能滿足許多實際應(yīng)用的需要，所以在指紋識別算法的研究上，尤其是指紋分類算法，還存在著許多需要改進的地方，設(shè)計一個健壯的指紋分類算法仍是一個世界公認的難題。本文在收集和分析了大量近年來國內(nèi)外關(guān)于指紋圖像分割、預處理和指紋特征提取的學術(shù)論文、研究報告等的基礎(chǔ)上，對指

3、紋識別技術(shù)的若干理論問題進行了探討和研究。 本文首先介紹了生物識別技術(shù)以及自動指紋識別系統(tǒng)（AFIS）的原理及其結(jié)構(gòu)，然后針對AFIS 中的指紋圖像分割、預處理和特征提取部分進行了詳細的討論和研究，在對目前現(xiàn)有的算法進行研究和分析的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了一套指紋圖像分割、濾波以及細節(jié)特征提取的算法，使用MATLAB 7.0 編程實現(xiàn)，并給出各部分算法相應(yīng)的實驗結(jié)果及結(jié)果分析。 本文主要研究內(nèi)容如下： (1) 對指紋圖像的分

4、割算法進行了討論和研究，在研究和分析方差法和方向圖法的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了一種復合分割方法。該復合法結(jié)合了兩種方法的優(yōu)點，充分利用了指紋圖像特有的方向性和灰度特性，取得了較好的分割效果。 (2) 研究了指紋圖像的濾波算法，并給出了一種動態(tài)的方向濾波算法。實驗結(jié)果表明，該方向濾波算法不僅能夠有效地連接指紋脊線中的斷點和去除脊線間的叉連，還能夠克服傳統(tǒng)濾波方法的不足，并獲得了較好的濾波效果。 (3) 采用局部動態(tài)閾值法對指紋圖像進行二

5、值化處理，然后構(gòu)造一系列方向模板，進行方向去噪，消除了指紋脊線上的空洞噪聲，從而使細化后的指紋圖像的脊線結(jié)構(gòu)更加清晰、流暢。 (4) 運用逐層迭代法對指紋圖像進行細化處理。細化后的紋線骨架仍然保持在原始紋線的中間位置，并且保持了紋線的連接性、拓撲結(jié)構(gòu)和細節(jié)特征。 (5) 在細化的基礎(chǔ)上運用特征檢測模板提取指紋的細節(jié)特征點，最后濾除中間產(chǎn)生的偽特征點。在論文的最后，對全文進行了總結(jié)，并指出了目前研究工作中的需要進一步完善的地方