指纹图像预处理与特征提取算法研究

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1、华中科技大学硕士学位论文指纹图像预处理与特征提取算法研究姓名：韩涛申请学位级别：硕士专业：系统工程指导教师：朱明富20050510摘要自动指纹识别技术近些年取得了长足的发展并广泛应用于各种个人身份识别系统中然而指纹识别技术的各个环节在实际应用中还存在一些问题如低质量指纹图像的增强指纹特征的选取等问题没有得到很好的解决指纹识别大致可以分为三个阶段指纹图像预处理指纹特征提取和指纹特征匹配对前两个阶段有针对性地进行了算法研究包括指纹图像的方向图计算方向滤波二值化纹线修复特征提取等提出一种基于Sobel算子的梯度场平滑的方法求解块方向图该

2、方法增加了对纹线曲率变化较大区域的敏感度因此求出的块方向图能更准确地反映整幅指纹图像的纹线走向针对该方法得到的块方向图会出现奇异点漂移的现象使用一种低通滤波的办法来修正块方向图应用自适应理论和模糊理论提出几种确定二值化阀值的具体方法这些方法虽然由简到繁但是其灰度的局部适应性和方向的匹配性越来越强因而得到的阀值越来越准确在修复指纹纹线从而去除伪特征的处理过程中提出了指纹图像断裂纹线的修复方法设计出断点搜索算法和方向均分法窗口制约法改进的窗口制约法等修复算法这些算法易于软件编程实现减少了修复步骤扩大了修复范围有效地去除了伪末梢特征点对

3、细化指纹的断裂有很好的修复效果提出了一种基于8邻域编码表的指纹特征提取方法在分析了指纹细节特征的结构特性之后创建表格以反映编码与类型末梢点方向分叉点方向连续点方向以及方向与坐标增量等信息利用这些表可以很容易地对细化后的二值纹线骨架进行跟踪找到指纹细节特征总的来说对指纹识别技术中的预处理和特征提取环节进行了广泛的研究和有益的探讨关键词指纹识别指纹图像方向图二值化纹线修复特征提取IAbstractThetechnologyoffingerprintidentification,widelyappliedinavarietyofsitu

4、ationsofpersonalidentityverificationandrecognition,hasmadeagreatprogress.However,therearestillchallengingproblems,suchasenhancementofpoorqualityimages,extractionoffingerprintfeatures,whichremainnotwell-solved.Theprocessoffingerprintidentificationcanbedividedintothrees

5、teps:preprocessingoffingerprintimages,featureextractionandfeaturematching.Thethesisfocusedonalgorithmsinfirsttwosteps,includingdirectioncalculation,binarization,lineshealingandfeatureextraction.Ablockdirectioncalculationmethodwasproposed,whichusedthegradientsmoothness

6、basedonSobeloperator.Thisalgorithmenhancedthesensitivitytotheareasinwhichthecurvatureofthelinesinfingerprintimagechangedmorethaninotherones.Sotheblockdirectionobtainedbythismethodcancorrespondtothetendencyofthelinesinthewholeimageprecisely.Inaddition,alow-passfilterwa

7、susedtorevisethedirectioninordertodealwiththesingularitiesexcursion.Withtheuseofthetheoryofself-adaptationandfussy,severalmethodsofsettinggateofbinarizationwerepresented.Althoughthemethodsweremoreandmorecomplex,thelocaladaptabilityofgrayscaleandthematchingabilityofthe

8、directionbecamestrongerandstronger.Asaresult,thegateobtainedbythesemethodsgotmoreandmoreprecise.Duringthelineshealinginorder