指纹识别研究与实现开题报告

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1、开题报告毕业设计题目：指纹识别研究与实现指纹识别的研究与实现叶琛(11电子信息科学与技术(1)班Xb11640120)1.选题意义由于传统身份识别方法的精确性较低，安全漏洞较大，已不能完全满足现代社会经济活动和社会安全防范的需要,人们都期待有一种不易被他人代替、仿制、甚至其本人也无法转让的新身份识别方式来满足自身的需求。生物特征身份鉴别技术是通过计算机将人体所固有的生理或行为特征收集并进行处理，由此进行个人身份鉴定的技术[1]。生物特征身份鉴别技术作为新兴的身份鉴别方法[2]，能够克服传统方法的弊端，更安全、可靠、准确、方

2、便。指纹识别技术是一项新兴技术，它可以代替你的一系列密码和钥匙，是生活、工作变得更加安全，便捷。近年来指纹识别技术也同样应用到了IT行业。能够作为身份鉴别的生物特征,应具有以下几个特点：（a）广泛性：每个人都具有此生物特征。（b）稳定性：该生物特征不随外界条件和时间的变化而变化。（c）唯一性：每个人具有的该项生物特征互不相同,独一无二。（d）可采集性：所选的生物特征应该有利于测量。相对于其它生物特征识别技术而言，指纹识别技术是目前最为成熟的、应用最为广泛的、一种更理想的身份认证技术[3]。正是由于人体指纹具有人人都有的普遍

3、性，每人不同的唯一性、不随年龄而变化的稳定性[4]。我们就可以把一个人和他的指纹对应起来，只需将他的指纹和预先保存的指纹模板进行比较，就可以验证他的真实身份。2研究内容及预解决问题2.1研究内容目前自动指纹识别系统中常用的方法是FBI提出的以指纹细节点模型来做细节匹配,通过将细节点表示为点模式,指纹识别问题就转化为点模式匹配或图形匹配的问题，但此方法有较大缺陷。一方面,该方法需要大量的图像预处理过程,伪特征点对系统影响较大。另一方面,基于指纹细节特征点的匹配方法在一定程度上解决了指纹匹配的问题,但是对质量很差的指纹图像很难

4、正确提取细节特征点。所以根据近几年来科学界一直在探讨的新思想:基于指纹纹理特征实现指纹识别的方法对指纹识别系统进行了研究与设计。指纹的表面是由连续变化的脊线构成，指纹中的脊线结构被认为是一种方向性的纹理图像。2.2预解决问题1.指纹识别原理和每个步骤：指纹除了在细节点和奇异点等处外，其表面大部分区域是由方向连续变化的脊线和谷线交替构成，在端点处，指纹脊线突然终止；在分叉点处，三条指纹脊线汇集在一起。指纹的纹理特征注重指纹的整体流向和较好的局部方向性，可以看作是一种方向纹理。对于大多数纹理图像而言，在频域内它们一般都分布在有

5、限的频带范围内，并且不同纹理在其频域内表现出来的特性是不同的。正因为纹理图像具有不同的方向、相位、空间频率等特性，因此，我们可以将其分解到不同的方向子带和频率子带中分析，从而区别它们。2.指纹的采集：指纹图像的采集是指纹识别的前提。指纹由图像采集设备转化成数字图像后才能用计算机处理。指纹传感器是常用的指纹图像采集设备，指纹传感器主要有三大类：光学传感器、半导体传感器和超声波传感器等。近年来，以半导体指纹传感器发展最为迅速，半导体电容传感器根据指纹的嵴和峪与半导体电容感应颗粒形成的电容值大小不同，来判断什么位置是嵴，什么位置

6、是峪，从而形成指纹图像数据。3.图像处理（灰度归一、确定中心点）：为了提高指纹图像的处理和匹配效率，需要将指纹图像进行灰度归一化。灰度归一化就是将原指纹图像灰度值的均值和方差调整到所期望的均值和方差。其目的是把指纹图像的平均灰度和对比度调整到一个固定的级别上,降低指纹脊线和谷线间的灰度偏差，为后续处理提供统一规格的图像。4.提取指纹特征：指纹识别系统中，必须对指纹进行特征提取，然后根据特征及其相互之间的位置与拓扑关系在指纹库中进行匹配，从而检索到有关信息。5.指纹匹配：指纹匹配就是用当前输入指纹的特征与事先保存的模板特征进

7、行比对，从而来判断该两枚指纹图像是否来自同一个手指。其核心技术是指纹数据库的检索与指纹特征编码的比对与判断。3总体研究思路及预期结果3.1总体研究思路图像处理主要分为指纹图像灰度归一化、中心点确定、图像切割提取有效区域是指纹图像的预处理,主要是为利用Gabor滤波器提取指纹特征作准备,指纹图像特征编码的计算和匹配是指纹识别的核心。采集原始图像确认指纹中心点指纹图像切割归一化指纹数据库Gabor变换波滤输入指纹的特征编码模板指纹的特征编码指纹匹配输出不匹配结果YESNO输出匹配结果图3-1指纹识别流程3.2分步流程3.2.1

8、灰度归一化一般采用细节点特征匹配的指纹识别系统，在指纹归一化处理以后，还要进行图像二值化和细化处理[9][10]，为提取细节特点作准备。由于本文采用指纹纹理特征识别指纹，因此就可以略去指纹图像的二值化和细化环节。指纹图像的灰度归一化处理就是为本文的指纹纹理特征的提取做准备。指纹图像灰度归一化的方法如下: