低分辨率指纹图像识别的算法研究

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1、江苏科技大学硕士学位论文低分辨率指纹图像识别的算法研究专业名称：电子与通信工程作者姓名：刘必罡指导教师：林明；杨永红江苏科技大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律结果由本人承担。论文作者签名：刘必罡日期：2016年3月30日江苏科技大学攻读硕士学位研究生论文摘

2、要论文题目低分辨率指纹图像识别的算法研究研究方向图像处理学科、专业电子与通信工程研究生姓名刘必罡导师姓名林明杨永红填表时间2016年3月30日摘要摘要在生物识别技术中，指纹所具有的特性，使其成为当前个人身份认证中最常用，最可靠的识别技术之一。但是随着现代社会和技术的快速发展，人们对指纹识别技术在实际应用中的安全性和高效性越来越关切，如何处理低分辨率的指纹图像，加快识别速率，提高指纹图像的识别率，已经成为众多研究机构研究的热点。本文主要对指纹图像进行三方面的处理：指纹图像预处理、特征提取和特征匹配。其中对图像预处理主要有

3、四个部分：图像分割、图像滤波增强、图像二值化和图像细化。本文算法主要包括：（1）在指纹图像分割和增强方面：针对指纹图像分割提出了将形态学与方差法结合起来的算法，通过数学形态学的开闭运算删除目标区域上虚假的结构元素，光滑目标轮廓，删除微小的凸出部分，填充比结构像素小的空洞。而对于指纹图像滤波增强运用了在Laplace-Gaussian算子基础上的图像增强的算法，利用Gaussian是线性平滑滤波器去除Gaussian噪声的效果很好，且在大多数情况下，对其他类型的噪声也有很好的处理效果。为了达到凸显目标的细节以及凸显被模糊

4、的细节的目的，需要对图像作锐化处理。而laplacian正好具备这样的功能，因此需要将两种滤波器结合起来，来确保图像纹路的细节和具有不错的滤波处理结果。（2）对指纹图像分割和增强处理之后，本文中还进行了二值化处理，这是图像预处理必不可少的步骤，对此本文提出了一种基于自适应阈值与局部阈值相结合的二值化算法，此算法很好的提高了指纹图像中脊线和谷线的对比度同时去除图像中的大量粘连。（3）在二值化处理之后，指纹的纹线宽还比较粗，因此我们要将其处理为只有一个像素宽的纹线。针对这种情况，本文对改进的OPTA细化算法中仍存在的一些缺

5、陷进行分析，并对改进的OPTA算法进行了二次改进，通过MATLAB仿真结果，改进的细化算法具有较好的细化效果，提高了指纹纹线的光滑和连续性。（4）针对预处理后的结果，将图像的端点和分叉点作为指纹要提取的特征点。在随后的指纹匹配中，利用了纹线相似度匹配、相似三角型边长匹配和点类型匹配的算法，简化这三种算法的计算复杂度，用三个匹配结果综合考量两幅指纹图像是否来自同一个手指。I江苏科技大学工程硕士学位论文关键词指纹图像;增强;二值化;细化;特征匹配IIAbstractAbstractBecauseoftheuniversal

6、ity,uniquenessandinvarianceofthefingerprint,thefingerprintidentificationtechnologyhashighfeasibilityandpracticability,whichmakesitbecomeoneofthemostpopularandreliablepersonalidentificationtechnology.Butalongwiththeurgentneedofthemodernsociety,andthelackoffingerp

7、rintauthenticationinthepracticaluse,howtodealwiththelowresolutionofthefingerprintimage,speeduptherecognitionrate,improvetherecognitionrateofthefingerprintimage,hasbecomeahotspotformanyresearchinstitutions.Inthispaper,wemainlydealwiththreeaspects:fingerprintimage

8、preprocessing,featureextractionandfeaturematching.Imagepreprocessingincludesfoursteps:imagesegmentation,imagefiltering,imagebinarization,imagethinning.Thisalgorithmma