【正文】 骨架是二維二值目標的重要拓撲描述，它是指圖像中央的骨架部分，是描述圖像幾何及拓撲性質的重要特征之一。) 通過上述算法得到的結果如圖 212 所示。)。二值化后的圖像能否真實地再現(xiàn)原指紋是對指紋圖像進行二值化的其基本要求。圖像的灰度化處理可先求出每個像素點的 R、 G、 B三個分量的平均值，然后將這個平均值賦予給這個像素的三個分量。) imwrite(K,39。title(39。I3(450,:)=255。 福建農林大學東方學院計算機科學系畢業(yè)設計（論文） 19 for i=1:width for j=1:height source_x=i+1。)。f:\39。f:/39。title(39。順時針旋轉 90176。% 是濾波腐蝕后的指紋圖像 A=rot90(I)。銳化后增強處理 39。 figure, subplot(121)。title(39。) SE=ones(3,3)。 subplot(121)。 在觀測一幅圖像的時候，我們往往首先注意的是圖像與背景不同的部分，正是這個部分將主體突出顯示，基于該理論，我們給出了下面閾值化輪廓提取算法，該算法已在數學上證明當像素點滿足正態(tài)分布時所求解是最優(yōu)的。變化的速度是梯度的模，它可以表示為： 22)2( )f(f ?????? ????????? ?????? xfxfm a g 26 對于數字圖像常用差分代替求導，則： 1)yf ( x,y)f ( x,y)( x,f y)1,f ( xy)f ( x,y)( x,f yx ?? 27 所對應模板分別為 : ? ?1111x ????????? HyH ， 28 另外差分還可以采用對角線交叉的形式，如： y)1,f(x1)yf ( x,y)( x,f 1)y1,f(xy)f ( x,y)( x,f yx ??? ??? 29 表 22 一階微分算子 算子名稱 Hx Hy Roberts ??????? 01 10 ?????? ?10 01 福建農林大學東方學院計算機科學系畢業(yè)設計（論文） 15 Prewitt ?????????????101101101 ?????????? ???111000111 Sobel ?????????????101202101 ?????????? ???121000121 Isotropic ?????????????101202101 ?????????? ???121000121 算子 索貝爾算子 （ Sobel operator）是 圖像處理 中的算子之一，主要用作 邊緣檢測 。 在空域中，圖像平滑的實質就是對圖像進行求和取平均，是一種積分運算。 圖像銳化 圖像銳化 (image sharpening)就是補償圖像的 輪廓 ，增強圖像的邊緣及灰度跳變的部分，使圖像變得清晰，亦分空域處理和頻域處理兩類。中值濾波 39。imshow(J)。f:\39。=x+y。 對象和結構元素的 3 種關系：包含于（ B include in X ） 、不全包含（ B hit X ） 、不包含（ B miss X） 平移： Bx=Uy{x+y} 對稱集： B^=Uy{y} 腐蝕：一種消除邊界點，使邊界向內部收縮的過程。數學形態(tài)學是一種建立在集合代數基礎上的，用來表示以形狀為基礎對圖像進行分析的數學工 具，其基本思想是用具有一定形狀的結構元素去度量和提取圖像中對應的形狀，以達到對圖像分析和識別的目的，在處理方法上主要通過運用集合論的方法來定量描述圖像的幾何結構。title(39。)。但對于脈沖煩擾，特別是脈沖寬度小于濾波窗口長度的一半，相距較遠的窄波脈沖，中值濾波的效果就非常明顯了。于是原來窗口正中的灰度值 90就由窗口中值 80 代替。這個設計思想就是檢查輸入信號中的采樣并判斷它是否代表了信號，使用奇數個采樣組成的觀察窗實現(xiàn)這項功能。 圖像平滑主要有兩個作用：一是消除或減少噪聲，改善圖像質量；另一個是模糊圖像，使圖像看起來柔和自然。 超聲波技術使用超聲波頻率為 1 104Hz? 1 109Hz，在頻率控制帶，對人體是無傷害的。由于提供了局部調整的能力，圖像對比度差（不清晰）的區(qū)域也能夠被檢測到 (如 :手指按壓壓力不足的地方 )，并且能夠在捕捉的同時為這些像素提高靈敏度，過程只在瞬間。 (1)硅電容指紋圖像傳感器 這是最常見的半導體指紋傳感器通過電子度量來捕獲指紋。它是基于超聲波對脊和谷的深度的不同反射原理而工作的。后者則是由大量的敏感元件組成的固態(tài)陣列芯片，它主要采用電容觸摸傳感，熱傳感及其他傳感技術，通過感受手指接觸面的壓力、熱度等特征來提取指紋?；诩毠?jié)點的匹配是指紋專家對比指紋時通常采用的方法。 算法步驟如下： （ 1） 方向場估計：將指紋紋理看做是一種有向的流場，即指紋的方向場，可以很容易的確定出有明確脊線結構的指紋圖像區(qū)域。這些局部脊線特征并非均勻分布，由于采集時手指的壓力條件以及指紋圖像的質量，有些特征很少出現(xiàn)。 分類算法一般都是基于奇異點的分布形態(tài)，這種算法容易用計算機程序描述，比較容易實現(xiàn)。伸出手，仔細觀察，就可以發(fā)現(xiàn)小小的指紋也分好幾種類型：有同心圓或螺旋紋線，看上去像水中漩渦的，叫斗形紋；有的紋線是一邊開口的，就像簸箕似的，叫箕形紋；有的紋 形像弓 一樣，叫弓線紋。深圳羅湖口岸，指紋移民系統(tǒng)的實施大大提高了通關效率，不再需要過境乘客拿著身份證排長隊等待檢查。在過去的很長一段時間，我們都是通過戶籍制度來管理和界定一個人，是基于其出生地來定義和跟蹤其身份從出生到死亡。此外，指紋與年齡和變化，生活的變化也不會增加。然而，指紋識別技術仍是在國內和國外的研究熱點之一。該算法的的波形凸起和方向平滑算法能有效地降低噪音的效果。他們已經開發(fā)出一種指紋安全的電子郵件系統(tǒng)，指紋交叉匹配數據庫。人體生理行為特征身份驗證正是基于人體的生理上的特征（如視網膜）或行為習慣的特征（如簽名）來驗證用戶身份的，由于這些都是人體所固有的特征，因此這些方法具有有效區(qū)分假冒者的能力。高爾頓爵士對指紋識別系統(tǒng)進行研究并提出指紋特征的分類，把指紋分為，箕，斗，弧三類，每個指紋分支節(jié)點的起始點都不盡相同。現(xiàn)在出土的那個時期的陶器上還留有陶具匠人的指紋痕跡。 3．海關出入境管理。s a direct impact on the success or failure of the fingerprint identification. Will fingerprint identification system image preprocessing. Fingerprint image preprocessing process due to the fingerprint image quality problems, we will be according to the characteristics of the fingerprint image assumptions based on the assumption that the algorithm to enhance the fingerprint image, the algorithm is simple and can effectively solve the problem of the fingerprint image preprocessing. Using Matlab achieve this method, not only can substep fingerprint image preprocessing algorithm simulation test can be very intuitive to see the effect of image preprocessing algorithm. This article describes using matlab fingerprint image smoothing, corrosion treatment, the Sobel operator subsharpening, image rotation, rotation after adding the registration, fingerprint image binarization refinement. Keywords: image preprocessing。而指紋作為一種人所固有的生理特征，擁有其唯一性和終生不變性的特點以及指紋識別技術的可行性與實用性，指紋識別已成為當前最方便、最流行、最可靠的身份認證技術之一。 用 Matlab 實現(xiàn)這種方法，不僅能分步對指紋圖像預處理算法進行仿真測試，又可以很直觀地看到圖像預處理算法的效果。thinning 福建農林大學東方學院計算機科學系畢業(yè)設計（論文） 1 第 1 章 緒論 課題背景 指紋識別技術是一項快速發(fā)展生命力旺盛的新興技術，經過若干年的發(fā)展，目前已被廣泛應用在證據的提取和監(jiān)獄安全等方面，而且它在極其廣泛的日常生活領域也具有巨大的潛力，主要體現(xiàn)在如下幾個方面： 1．社保服務管理。 在人體生物特征鑒別技術的迅速發(fā)展中，產生了指紋自動識別技術，其實人類應用指紋的歷史開始于遠古。推薦使用指紋鑒定法作為人類獨特判別的方式。在此之前傳統(tǒng)的人體鑒別方法或是利用人們只有自己知道的東西，例如個人的密碼， id標識等或是利用用戶自己擁有的物品，如身份證、鑰匙、解碼口令等。此外，吉林大學，北郵，重慶大學，上海交通大學等研究機構也從事這方面的研究。 Verma 也提出了類似的算法，他首先對指紋圖像圖像增強處理，然后使用自適應閉值對增強的圖像處理，成功地分離的脊線。自從誕生以來，以計算機系統(tǒng)為基礎的自動指紋識別技術，指紋識別技術在過去二，三十年取得了巨大的進步。將有助于加強和改善現(xiàn)有的指紋識別技術，使其應用必將涉及到更廣泛的領域。血液作用的家，你的丈夫，孩子，父親，叔叔，哥哥，你有一個 長跑運動員，在參加本公司的年度游戲。指紋識別系統(tǒng)，通過各種公共管 理職能得到加強，效率得到了提高。指紋就是表皮上突起的紋線。指紋分類方法必須具備旋轉平移不變性并對指紋變形等不敏感。 福建農林大學東方學院計算機科學系畢業(yè)設計（論文） 5 圖 22 奇異點的分布與指紋類別的關系 雖然一定程度上，指紋類別信息以及其他的全局模式結構如中心 點和三角區(qū)的數目、位置等都能夠揭示指紋的特性，但指紋的唯一性是由局部脊線特征以及他們之間的相互關系所決定的。 2）接著做模式校準，通過定義參考點找出兩枚指紋的平移和旋轉關系。事實上，指紋細節(jié)的出現(xiàn)往往遵循一定的規(guī)則，人們可以應用這些啟發(fā)性的規(guī)則來糾正錯誤的細節(jié)。隨著傳感器，光學儀器和數字化技術的發(fā)展，各種準確，快速，緊湊，便捷的采集設備已被廣泛使用。 2．半導體電容式的。甚至會導致兩個指印的重疊。 (3)半導體溫度感應傳感器 在指紋采集過程中，因為脊和谷與傳感器的距離不同，因此溫度感應傳感器感應到的溫度就不相同，半導體溫度感應傳感器就是根據這個原理來獲得指紋圖 像的。隨著技術的不斷發(fā)展，防靜電芯片的性能和耐用性 有了很大的提高。光學掃描指紋采集區(qū)一般是等于或大于一平方英寸，真實世界的應用程序可以結合載體的指紋采集技術的實際來做選擇。但是中值濾波對一些細節(jié)較多，特點是點、線、尖頂較多的圖像則不宜采用中值濾波的方法。本文將采用中值濾波對原始圖像進行預處理。由于中值濾波是非線性的，因此對于隨機輸入信號數學分析比較復雜。 福建農林大學東方學院計算機科學系畢業(yè)設計（論文） 10 Matlab 仿真 本文采用 5*5 方形窗口，并用 matlab 圖像處理工具箱提供的 medfilt2 函數實現(xiàn)噪聲圖像的中值濾波。原始圖象 39。通過 matlab 仿真我們可以看到中值濾波可以在保持圖像邊緣的前提下濾除圖像噪音，從而獲得較理想的處理效果，尤其在濾除疊加噪聲方面效果極好。 腐蝕（ Erosion）和膨脹（ Dilation）是形態(tài)學運算中常見的兩種。 B對 X膨脹所產生的二值圖像 D 是滿足以下條件的點（ x,y）的集合 :如果 B的原點平移到點（ x,y），那么它與 X 的交集非空。設 X 為對象（ Object）、 B 為結構元素（ Structure Element），則目標圖像 X被結構元素 B 腐蝕可定義為： 福建農林大學東方學院計算機科學系畢業(yè)設計（