【正文】 方窗 (即 921 PPP ， ??? )為消除模板。 特征提取及其后處理 特征點(diǎn)的提取 特征提取一般是指提取指紋圖像的局部特征，也就是細(xì)節(jié)點(diǎn)特征。 圖 312 假特征 針對(duì)上面這些假特征，我們采用了非常簡(jiǎn)單的方法：計(jì)算特征點(diǎn)間的距離，如果距離值小于所給的閥值，則認(rèn)為特征點(diǎn)為假特征點(diǎn)。 細(xì)節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的脊線用該脊線上的采樣點(diǎn)來表示，采樣的距離約為脊線間的平均距離。由于事先不知道模板點(diǎn)集與輸入點(diǎn)集的對(duì)應(yīng)關(guān)系，需要考慮所有可能的參照點(diǎn)對(duì)。 MATLAB 的基本數(shù)據(jù)單位是矩陣，它的指令表達(dá)式與數(shù)學(xué)，工程中常用的形式十分相似，故用 MATLAB 來解算問題要比用 C、 FORTRAN 等語言完成相同的事情簡(jiǎn)捷得多。 EISPACK 是特征值求解的 FOETRAN 程序庫， LINPACK 是解線性方程的程序庫。 1984 年， Cleve Moler 和 John Little 成立了 Math Works 公司，正式把 MATLAB 推向市場(chǎng)，并繼續(xù)進(jìn)行 MATLAB 的研究和開發(fā)。在 MATLAB 問世不久的 80 年代中期 ,原先控制領(lǐng)域里的一些軟件包紛紛被淘汰或在 MATLAB 上重建。可以說，無論你從事工程方面的哪個(gè)學(xué)科，都能在 MATLAB里找到合 適的功能?？梢哉f，用 MATLAB 進(jìn)行科技開發(fā)是站在專家的肩膀上。 MATLAB 給用戶帶來的是最直觀、最簡(jiǎn)潔的程序開發(fā)環(huán)境。在國(guó)外 ,MATLAB 已經(jīng)經(jīng)受了多年考驗(yàn)。經(jīng)過多年的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng) ,MATLAB 以經(jīng)占據(jù)了數(shù)值軟件市場(chǎng)的主導(dǎo)地位。在以后的數(shù)年里 ,MATLAB 在多所大學(xué)里作為教學(xué)輔助軟件使用 ,并作為面向大眾的免費(fèi)軟件廣為流傳。學(xué)科工具包是專業(yè)性比較強(qiáng)的工具包，控制工具包、信號(hào)處理工具包、通信工具包等都屬于此類。即， ? ?? ?rotate i 400j ? 表示 iP 和 jQ 對(duì)應(yīng)的脊線相似性到了一定程度。在細(xì)節(jié)匹配中，對(duì)應(yīng)脊線將被用來對(duì)兩個(gè)平面點(diǎn)集進(jìn)行校準(zhǔn)，而且，校準(zhǔn)的參數(shù)，也就是兩個(gè)點(diǎn)集中任意一對(duì)脊線間的旋轉(zhuǎn)角度，將被用來作為判斷它們所對(duì)應(yīng)的細(xì)節(jié)點(diǎn)能否看作匹配的細(xì)節(jié)點(diǎn)的條件。 細(xì)節(jié)點(diǎn)信息的提取及記錄 對(duì)每一個(gè)細(xì)節(jié)點(diǎn)，我們記錄如下信息： 1．細(xì)節(jié)點(diǎn)的 x,y 坐標(biāo)。 M 是待檢測(cè)的點(diǎn)， 1 2 8,X X X??? 是它的八鄰域，沿順時(shí)針方向排列。 保持模板內(nèi)容如下圖所示： 圖 311 保留模塊 具體算法如下： 從圖像的左上角元素 開始進(jìn)行，每個(gè)像素 (圖中為 5P )均抽取出如圖 39所示的 15 個(gè)相鄰像素，并且把其中 8 個(gè)鄰域像素 ( , 321 PPP ,??? 8P )與圖 310 中的 8 個(gè)模板比較，如果和 （ A） （ B） （ C） （ D） （ E） （ F） （ G） （ H） 圖 消除模塊 （ A） （ B） （ C） （ D） （ E） （ F） 圖 保留模塊 五邑大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 8 個(gè)消除模板中的任意一個(gè)都不匹配時(shí)，保留；如果與 8 個(gè)中的任一個(gè)匹配，則抽取的元素再和上圖中的 6 個(gè)保留模板進(jìn)行比較，如果與其中任一個(gè)匹配的話，則 5P 保留，否則 5P刪去。 (保持性 ) 5．骨 架紋線的寬度為 1 個(gè)像素。 為了進(jìn)一步壓縮數(shù)據(jù)，得到更精確的細(xì)節(jié)特征，提高識(shí)別的準(zhǔn)確性，對(duì)指紋圖像進(jìn)行細(xì)化處理是不可忽略的。以法線方向上各像素點(diǎn)的灰度值做一曲線，可得到近似于正弦的波形圖，如圖 38(B)所示。為歸一化權(quán)值，基本濾波器的每個(gè)權(quán)值都需要除以該濾波器所有權(quán)值的總和。 (斷裂和叉連的情況；如右圖 34所示 )。 平滑后的方向場(chǎng)為： ? ? ? ?? ??????????????????jijijiOxy,t an21, 1 （ ） 指紋圖像的濾波 在指紋處理中用到濾波器，主要在于去除圖像噪聲，增強(qiáng)圖像質(zhì)量，即增強(qiáng)指紋脊與谷的對(duì)比度，修補(bǔ)圖像 —— 連接脊中出現(xiàn)的斷點(diǎn)、去除圖像中的叉連現(xiàn)象。這里 M 的大小以包含一脊一谷（即一周期）為宜； 五邑大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 2．計(jì)算塊中每個(gè)像素 ? ?jif , 在 x 軸和 y 軸上的梯度 ? ?jiGx , 和 ? ?jiGy , 。 N （ ） 其中： ? ?kk yx, 是方向 d 上的第 k 個(gè)點(diǎn)； ? ?kkd yxf , 是該點(diǎn)的灰度值， N 是所取的方向數(shù)， n 為每個(gè)方向上所取的鄰點(diǎn)數(shù)。我們總是在準(zhǔn)確求得方向圖的基礎(chǔ)上運(yùn)用各種濾波方法或直接找脊的方法來進(jìn)行預(yù)處理。指紋識(shí)別技術(shù)是成熟的生物識(shí)別技術(shù)，指紋識(shí)別系統(tǒng)的特定應(yīng)用的重要衡量標(biāo)志是識(shí)別率。根據(jù)不同的用途來調(diào)整這兩個(gè)值。它得益于現(xiàn)代電子集成制造技術(shù)和快速而可靠的算法理論研究。指紋特征數(shù)據(jù)可以通過電子郵件或其它傳輸方法在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行傳輸和驗(yàn)證，通過指紋識(shí)別技術(shù)，限定只有指定的人才能訪問相關(guān)的信息，可以極大地提高網(wǎng)上信息的安全性。在指紋門禁系統(tǒng)中， 可以是一對(duì)一的比對(duì)（ one to one matching），也可以是一對(duì)幾個(gè)比對(duì) （ one to few matching）。 登錄時(shí)間：指紋設(shè)備登錄一枚指紋所需的時(shí)間，通常單次登錄的時(shí)間要求不超過 2 s。 對(duì)于一個(gè)已有的系統(tǒng)而言，通過設(shè)定不同的系統(tǒng)閾值，就可以看出這兩個(gè)指標(biāo)是互為相關(guān)的， FRR 與 FAR 成反比關(guān)系。這些數(shù)據(jù)，通常稱為模板。非永久性特征由孤立點(diǎn)、短線、褶皺、疤痕以及由此造成的斷點(diǎn)、叉點(diǎn)等元素構(gòu)成的指紋特征，這類指紋有可能產(chǎn)生、愈合、發(fā)展甚至消失。針對(duì)實(shí)際應(yīng)用，探討該模型算法的優(yōu)點(diǎn)；討論指紋圖像數(shù)據(jù)庫的大小、系統(tǒng)容量、訓(xùn)練樣本隨機(jī)變化、以及選 擇不同算法時(shí)對(duì)識(shí)別率的影響；得出具有一般性指導(dǎo)意義的結(jié)論。自動(dòng)指紋識(shí)別過程通常由指紋圖像濾波增強(qiáng)、二值化、細(xì)化、特征提取以及指紋匹配等幾個(gè)環(huán)節(jié)構(gòu)成。指紋識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用十分廣泛，指紋因具有終生不變性及 穩(wěn)定性 ,而且不同人指紋相同的概率幾乎為零 ,因此指紋自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于案例分析、商業(yè)活動(dòng)中的身份鑒別等領(lǐng)域。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。論文中采用 MATLAB 編程實(shí)現(xiàn)全部算法。 本文簡(jiǎn)要介紹了指紋識(shí)別的基本步驟，分別是指紋圖像預(yù)處理、指紋特征提取、指紋匹配。 作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說明 本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝　⒖s印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉?jī)?nèi)容。 作者簽名： 日期： 年 月 日 導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日 五邑大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) V 目 錄 摘要 ........................................................................ I Abstract .......................................................................................................................................... II 第 1 章 緒論 ................................................................................................................................... 1 研究背景及意義 ............................................................................................................... 1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析 ................................................................................................... 1 設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求 ............................................................................................................... 2 第 2 章 指紋識(shí)別的基本理論及應(yīng)用 ........................................................................................... 3 指紋識(shí)別的原理和方法 ................................................................................................... 3 指紋的特征與分類 ................................................................................................. 3 指紋識(shí)別的原理和方法 ......................................................................................... 3 算法的精確度 ......................................................................................................... 4 誤識(shí)率和拒識(shí)率的測(cè)試方法 ................................................................................. 4 系統(tǒng)參數(shù) ................................................................................................................. 4 指紋識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用 ....................................................................................................... 5 指紋識(shí)別的可靠性 ........................................................................................................... 5 本章小結(jié) ........................................................................................................................... 6 第 3 章 指紋圖像處理及特征提取與實(shí)現(xiàn) ................................................................................... 6 方法概述 ........................................................................................................................... 6 方向圖的計(jì)算 ................................................................................................................... 7 求點(diǎn)方向圖 ..........................................................