指纹图像预处理及其特征提取算法的研究与实现

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1、摘要随着计算机与信息技术的不断发展，传统的基于信物或口令方式的安全系统显得越來越脆弱，已经不能够适应现代安全系统的需求。为了应对这些挑战，人们把目光转向了生物特征识别技术，希望能够借助人体的生理特征或行为动作来提高身份识别的精度。相对于其它生物特征识别技术，指纹识别具有许多独到的优点，如稳定性和唯一性等，更重要的是它具有很高的实用性和可行性，己经被认为是一种理想的身份认证技术，有着十分广泛的应用前景，是将来生物特征识别技术的主流。木文主要对指纹图像预处理及其特征提取算法进行了讨论和研究。其主要研究内容如下：(1)在研究和分析经典的指纹图像分割方法的基础上，实现了一种基于

2、最大类间方差和图像分块处理相结合的分割方法。该方法不仅具有无需根据经验来选择阈值的优点，而凡分割效果好，运算速度块。(2)对指纹图像的三种方向图进行了分析和比较，并将指纹的连续方向图引入方向滤波器屮，对指纹图像实现连续方向滤波。相对于传统的块方向滤波，该方法能够获得更好的滤波效果。(3)构造了一种基于边缘强度的指纹图像二值化方法，并采用方向加权中值滤波算法对二值化后的指纹图像进行滤波去噪，从而使得指纹图像的脊线结构更加清晰、流畅。(4)运用数学形态学算法对指纹图像进行细化处理，并在此基础上提取指纹的细节特征，最后针对不同的噪声釆用不同的方法滤除其产生的伪特征点。关键词：

3、指纹图像；图像分割；连续方向滤波；二值化；细化；特征提取ABSTRACTWiththecontinuousdevelopmentofelectroniccomputerandinformationtechnology,traditionalsecuritysystem,basedmainlyonatokenorpassword,isbecomingmoreandmorefragileandcannolongermeetthedemandsofmodemsecuritysystem.Tocopewiththischallenge,weturntobiometricsand

4、hopetoenhanceidentityverificationbyusinghumanbody'sphysicalcharacterandbehavior.Thefingerprintidentificationissuperiortootherbiometricswithitsspecialvirtues,suchasuniquenessandinvariability.Themostimportantisitspracticabilityandfeasibility.Ithasbeenconsideredanidealtechnologyofidentityve

5、rificationwithanextensiveoutlookforapplicationinthefuture.Inthisdissertation,thealgorithmsoffingerprintimagepreprocessingandminutiaeextractionarediscussedandstudied.Themaincontentofthisdissertationisasfollows:(1)Afterinvestigatingandanalyzingtheclassicalapproachestofingerprintimagesegmen

6、tation,anewapproachtosegmentingthefingerprintimagesisrealized,whichisbasedonthemaximumbetween-clustervariance(MBV)andthetechnologyofdividingimagesintoblocks-Theexperimentalresultsindicatethatthisnewmethodnotonlyhastheadvantageinchoosingthethresholdwithouttheexperience,butalsoperformswell

7、andworksfaster.(2)Afteranintensiveanalysisofthreefingerprintdirectionalimages,thefingerprintimagesarecontinuouslyfilteredbyintroducingtheircontinuouslydirectionalimageintothedirectionalfilter,whichisnamedcontinuouslydirectionalfiltering•Theresultsarebetterthanthetradition