（毕业论文）基于MATLAB的指纹识别系统设计
大 连 民 族 学 院 本 科 毕 业 设 计（论 文）
基于MATLAB的指纹识别系统设计
基于MATLAB的指纹识别系统设计 摘 要
生物识别技术已经成为身份识别和网络安全的发展技术之一，其中指纹识别技术是目前公认的安全，准确，方便的身份认证技术之一，使之成为人们研究的热点。
本文主要设计一个基于matlab 的指纹识别系统。首先主要介绍了指纹识别技术研究的背景，意义，及现状。其次，实现了指纹识别系统，描述了指纹识别系统的基本结构，并且对指纹图像的预处理、特征提取、特征匹配这三个必要的环节的算法进行了详细地研究，在指纹图像预处理阶段，本文使用基于灰度的算法对图像进行了分割，同时，针对二值化后图像中仍存在的噪声，也进行了相应的修整处理，尽可能的为以后指纹特征的提取打好基础，从而成功地实现了对指纹数字图像的处理、特征提取、保存和匹配等功能。最后，对指纹识别系统进行了仿真，仿真结果表明该系统可以较好的进行识别，准确率达到了95.1%。
关键词：指纹识别；预处理；二值化；特征提取；特征匹配 - I -
基于MATLAB的指纹识别系统设计 Abstract
Biometric technology has become one of the developing technologies for identity recognition and network security. And fingerprint
identification technology is now recognized as one of the most safe,
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accurate and convenient authentication technologies, and it is a focus for researchers.
This paper designs a matlab-based fingerprint recognition system. The first introduces the fingerprint recognition technology research background, significance, and the status quo. Secondly, to achieve fingerprint identification system, describes the basic structure of the fingerprint identification system, and the fingerprint image preprocessing, feature extraction, feature matching these three essential aspects of the algorithm is studied in detail in the fingerprint image pre-processing stage this article uses an algorithm based on gray image segmentation carried out at the same time, for the image after binarization noise still exists, but also for the corresponding trimming process, as much as possible for the future lay the foundation for fingerprint feature extraction and thus successfully achieved fingerprint digital image processing, feature extraction, storage and matching functions. Finally, the fingerprint identification system for simulation, simulation results show that the system can identify a better accuracy rate reached 95.1%.
Key Words：Fingerprint Recognition；Processing； Binarization；Feature Extraction； Feature Matching - II -
基于MATLAB的指纹识别系统设计 目 录 摘
要 ..................................................................................................................................... I Abstract ...................................................................................................................................... II 1 绪
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论 ........................................................................................................................................ 1
1.1本课题背景和意
义 ..................................................................................................... 1 1.2指纹识别技术研究现
状 ............................................................................................. 1 1.3本文的章节安
排 ......................................................................................................... 2 2指纹识系统设
计 ..................................................................................................................... 4 2.1指纹识别系统设计基本结
构 ..................................................................................... 4 2.2指纹图像分
割 ............................................................................................................. 4 2.2.1指纹图像分割介
绍 ......................................................................................... 4 2.2.2 均值方差
法 .................................................................................................... 5 2.3指纹图像的细
化 ......................................................................................................... 6 2.3.1指纹图像细化的预处
理 ................................................................................. 6 2.3.2 指纹图像细化方法计
算 ................................................................................ 7 2.4指纹图像的特征提
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取 ................................................................................................. 8 2.4.1 指纹特征提取概
述 ........................................................................................ 8 2.4.2指纹特征提取和去伪特
征 ............................................................................. 9 2.5 指纹图像匹配方
法 .................................................................................................. 10 2.5.1指纹图像匹配介
绍 ....................................................................................... 10 2.6本章小
结 ................................................................................................................... 11 3仿真结果及其分析 ............................................................................................................... 12 3.1仿真结果及分
析 ....................................................................................................... 12 3.2本章小
结 ................................................................................................................... 14 结
论 .................................................................................................................................. 16 参 考 文
献 ............................................................................................................................ 17 附录 MATLAB程
序 .............................................................................................................. 18 致
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谢 .................................................................................................................................. 35 - III -
基于MATLAB的指纹识别系统设计 1 绪论
1.1本课题背景和意义
指纹识别技术的应用十分广泛，指纹因具有终生不变性及稳定性,而且不同人指纹相同的概率几乎为零,因此指纹自动识别系统被广泛应用于案例分析、商业活动中的身份鉴别等领域.目前有很多的生物测定技术可用于身份认证，包括虹膜识别技术、视网膜识别技术、面部识别、签名识别、声音识别技术、指纹识别等，具有安全、可靠的特点，其中自动指纹识别系统是目前研究最多、最有应用前景的生物识别系统。指纹识别技术的发展得益于现代电子集成制造技术的进步和快速可靠的算法的研究。
指纹门禁系统通过将用户的指纹特征与指纹特征数据库中的数据进行对比实现用户身份的鉴别，并不直接保存和使用用户的指纹图像信息，不会侵犯到用户的隐私信息，是当前技术最先进、应用最广泛的门禁系统。对生物识别(指纹识别)技术来说，被广泛应用意味着它能在影响亿万人的日常生活的各个地方使用。通过取代个人识别码和口令，生物识别（指纹识别）技术可以阻止非授权的 “访问”，可以防止盗用ATM、蜂窝电话、智能卡、桌面PC、工作站及其计算机网络；在通过电话、网络进行的金融交易时进行身份认证；在建筑物或工作场所生物识别技术（指纹识别）可以取代钥匙、证件、图章等。生物识别(指纹识别)技术的飞速发展及其广泛应用将开创个人身份鉴别的新时代。指纹所具有的唯一性、不变性、及易于获取、分类存储有规律等特性使其成为生物鉴定学中最为成熟的方式。
1.2指纹识别技术研究现状
指纹识别技术从早期的人工比对到现在采用计算机技术实现自动指纹识别，指纹对比更加准确，识别效率得到极大提高。自动指纹识别过程通常由指纹图像滤波增强、二值化、细化、特征提取以及指纹匹配等几个环节构成。指纹图像滤波增强的目的是将有噪声干扰的指纹图像变得更加清晰，使得指纹图像的脊线更
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黑，谷线更白，当前在实际指纹图像增强算法的应用中一般是几种滤波增强方式结合起来使用，主要的方案是基于傅里叶变换结合滤波和指纹图像点方向场的下上下滤波器；指纹图像二值化，是将指纹图像变成灰度值只有0和255两种颜色的图像，当前，在自动指纹识别中常采用的是根据指纹图像的点方向场在指纹纹线方向和指纹纹线垂直方向上对指纹图像进行二值化处理；指纹图像细化是指删除指纹纹线的边缘像素，使之只有一个像素宽度，目前在自动指纹识别技术中常用的是OPTA算法的改进的图像模板细化算法；指纹特征提取，是将细化后使用计算机数字图像处理技术采集指纹图像中奇异点、端点、叉点等指纹特征 –1–
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