论文总字数：9985字

摘 要

随着现代科技不断发展的过程中，人们对信息安全的要求也越来越高。由于每个人的指纹都具有唯一性和不变性，是人终生不变的特征之一，并且具有良好的安全可靠性和便易性，能快速对使用者、来访者进行身份识别。指纹识别技术凭借独有的特质在多个领域中被广泛使用，已几乎成为生物特征识别的代名词。

本文简要介绍了指纹识别的基本步骤，首先对图像预处理，主要包括图像分割、图像平滑、二值化处理和细化处理的方法。以上方法将全部使用matlab的图像处理功能模块进行实现与处理，预处理完成后将得到细化仿真图像，然后通过特征提取的特征点进行指纹匹配。实验证明，用matlab实现的结果较为理想，能够满足识别需求。

关键词：指纹识别，图像预处理，特征，细化，Matlab

Abstract:With the development of modern science and technology,the demand for information security is getting higher and higher.Because everyone’s fingerprints has uniqueness and invariant,it is one of the characteristics of human life,and with its good safety,reliabiliry and convenience，ability to quickly identify users and visitors.Fingerprint recognition technology is widely used in many fields because of its unique characteristics,it has almost become a synonym for biometric identification.

In this paper, the basic steps of fingerprint identification are briefly introduced. Firstly, image preprocessing is mainly included in image segmentation, image smoothing, binarization processing and thinning treatment. All of the above methods will use matlab image processing function module implement and processing, image preprocessing is completed will have to refine simulation, and then through the feature extraction and fingerprint matching feature points. Experimental results show that the matlab results are ideal and can meet the requirements of identification.

Keywords:fingerprint identification,image processing,feature ,refinement,matlab

目 录

1前 言 5

1.1历史与研究现状 5

1.2指纹识别的原理和方法 6

1.2.1指纹的基本知识 6

1.2.2指纹识别的原理及应用 7

2指纹图像预处理 7

2.1Matlab仿真工具简介 7

2.2指纹图像预处理 8

2.2.1图像的分割 8

2.2.2指纹图像平滑处理 10

2.2.3指纹图像二值化 10

2.2.4指纹图像细化处理 11

3指纹图像的特征提取 12

3.1特征点提取 12

3.2特征点匹配 13

3.2.1除伪特征点 14

3.2.3指纹图像匹配 15

结论 16

参考文献 17

致谢 18

附录 19

1 前言

在科技高速发展下，人们的工作生活也越来越依赖现代信息技术和网络安全技术，而我们在日常交往中频繁需要身份认证，比如利用身份证办理业务出行旅游、用密码或钥匙打开门锁、刷IC卡坐公交地铁等。虽然也能有效的识别使用者的身份，但是此种方法的精准度比较低，容易人为的损坏、遗忘和丢失，具有较大的安全漏洞。在现实生活中，能经常看到伪造的证件（比如假证、假车牌），密码被黑客盗用及破译的事情也比较多。在图像处理及模式识别技术不断发展的过程中，基于人们对信息安全要求的提高，生物特征识别技术也逐渐成为发展良好的全新技术，在诸多生物特征识别技术中，因为指纹特征具备一定的普遍性、稳定性、可靠性及易采集性，指纹识别系统凭借其独有技术优势和成本优势，成为了模式识别应用及研究的主要热点内容。指纹识别技术属于模式识别领域中的应用最早且较为成熟的技术，其中包括电子技术、生物技术、传感器、模式识别、数字图像等技术。在国内外，大多数指纹自动识别系统都已经投入到实际生产中，但是目前此技术并不完善，在指纹收集识别方面技术较为落后。

1.1 历史与研究现状

指纹识别历史悠久，其在公元前六千多年就已经被作为签订身份的工具。两千多年前的秦代，我国就已经将指纹用于刑侦。在计算机技术不断发展的过程中，指纹识别技术和计算机技术（特别是与加密技术）相互结合，促进了自动指纹识别的使用^[1]。2013年，苹果公司的iphone5s 在手机中使用了指纹是被解锁功能，虽不是第一个引入指纹识别技术的手机品牌，却是促进自动指纹识别的持续发展影响力最大的^[2]。

指纹识别系统经历了手指纹识别系统、半自动指纹识别系统、自动指纹识别系统。指纹识别技术在理论研究方面发展愈加成熟，并且已广泛运用在实际生活中，但是其还具有很大的发展空间，技术界对其的研究并没有停止，最近几年在传统匹配、传统增强、指纹加密、指纹分离、现场指纹及指纹索引等方面的研究较为热门。而在实际应用中，苹果公司率先将指纹识别嵌入到手机、平板中，得到广大人民群众认可喜爱，各大手机厂商也开始意识到指纹技术有着良好的发展前景，故投入大量的人力及物力对嵌入式指纹识别技术进行研究，力求其和手机相互结合，从而有效实现了嵌入式指纹支付、识别解锁等功能。因此表示，指纹识别已经渗透到了人们工作生活的方方面面中，指纹识别使用市场在不断扩大^[3]。

眼下指纹识别技术在研究方面还有许多难处，,例如在采集方面，由于指纹表面积较小， 且存在磨损，三维的指纹扫描成二维的数字图像的过程中,会丢失少量数据，导致录入的信息不全面而不能形成有效指纹图像，或者是形成质量不好的指纹图像；例如手指表面的破皮、油脂、湿润程度以及不同力度的按压，脊线和谷线分离不出来，提取不到有用的特征点，就无法进行匹配认证；再如基于细节点的传统指纹识别算法,目前还有很大的缺点，噪声过大时，不仅会增加伪特征而且会丢失真正的特征点，进而影响指纹的匹配精度，但目前找不到一种快速有效的增强算法去除噪声改善图像质量^[4]，也没有新的更加有效实用指纹识别算法代替传统指纹算法。

1.2 指纹识别的原理及方法

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