【正文】 。 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析指紋識(shí)別技術(shù)從早期的人工比對(duì)到現(xiàn)在采用計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)指紋識(shí)別，指紋對(duì)比更加準(zhǔn)確，識(shí)別效率得到極大提高。生物識(shí)別(指紋識(shí)別)技術(shù)的飛速發(fā)展及其廣泛應(yīng)用將開創(chuàng)個(gè)人身份鑒別的新時(shí)代。對(duì)生物識(shí)別(指紋識(shí)別)技術(shù)來(lái)說(shuō)，被廣泛應(yīng)用意味著它能在影響億萬(wàn)人的日常生活的各個(gè)地方使用。指紋識(shí)別技術(shù)的發(fā)展得益于現(xiàn)代電子集成制造技術(shù)的進(jìn)步和快速可靠的算法的研究。目前有很多的生物測(cè)定技術(shù)可用于身份認(rèn)證，包括虹膜識(shí)別技術(shù)、視網(wǎng)膜識(shí)別技術(shù)、面部識(shí)別、簽名識(shí)別、聲音識(shí)別技術(shù)、指紋識(shí)別等，具有安全、可靠的特點(diǎn)，其中自動(dòng)指紋識(shí)別系統(tǒng)是目前研究最多、最有應(yīng)用前景的生物識(shí)別系統(tǒng)。作者簽名： 日期： 年 月 日導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日目 錄摘要 IAbstract 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 7 由點(diǎn)方向圖求塊方向圖的算法 8 最小均方估計(jì)塊方向算法 8 指紋圖像的濾波 10 基于方向圖的動(dòng)態(tài)閥值指紋圖像二值化方法 11 指紋圖像的細(xì)化算法 13 特征提取及其后處理 15 特征點(diǎn)的提取 15 假特征點(diǎn)的去除 15 細(xì)節(jié)點(diǎn)信息的提取及記錄 16 指紋識(shí)別中細(xì)節(jié)點(diǎn)的匹配 17 本章小結(jié) 18第4章 指紋識(shí)別算法的MATLAB實(shí)現(xiàn) 19 MATLAB簡(jiǎn)介 19 MATLAB 的概況 19 MATLAB產(chǎn)生的歷史背景 19 MATLAB 的語(yǔ)言特點(diǎn) 20 MATLAB在指紋識(shí)別中的應(yīng)用 21 指紋圖像預(yù)處理 22 圖像規(guī)格化 22 圖像分割 23 圖像二值化 23 圖像增強(qiáng) 24 圖像細(xì)化 24 特征點(diǎn)提取 24 找出所有的端點(diǎn)和交叉點(diǎn) 24 紋線光滑處理 25 去除圖像邊緣的端點(diǎn) 25 找出特征點(diǎn) 25 single_point函數(shù) 25 walk函數(shù) 25 last1函數(shù) 26 特征點(diǎn)匹配 26 紋線長(zhǎng)度匹配 26 三角形邊長(zhǎng)匹配 26 點(diǎn)類型匹配 26 本章小結(jié) 27結(jié) 論 28參考文獻(xiàn) 29致 謝 30附錄1 圖像預(yù)處理代碼 31附錄2 特征點(diǎn)提取代碼 37附錄3 找特征點(diǎn)代碼 40附錄4 特征點(diǎn)匹配代碼 43VI五邑大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)第1章 緒論 研究背景及意義現(xiàn)代門禁系統(tǒng)是一種隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展起來(lái)的安防系統(tǒng)，一套現(xiàn)代化的、功能齊全的門禁系統(tǒng)，不僅可用于進(jìn)出口控制，而且有助于單位內(nèi)部的有序化管理。本人授權(quán)　　 　 　大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。作 者 簽 名：　　 　 　　日　 期：　　 　 　　 指導(dǎo)教師簽名：　　 　 　　 日　　期：　　 　 　　 使用授權(quán)說(shuō)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?、縮印、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。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過(guò)的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過(guò)的材料。關(guān)鍵詞：指紋識(shí)別，圖像處理，特征提取，特征匹配AbstractWith the continuous development of Biometric Identification Technology,People found that each person39。預(yù)處理后將得到一幅寬度為一個(gè)像素的細(xì)化二值圖像，然后通過(guò)特定的端點(diǎn)和交叉點(diǎn)的特征進(jìn)行指紋匹配。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。五邑大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)摘 要 隨著生物識(shí)別技術(shù)的不斷發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)每個(gè)人的指紋具有唯一性和不變性。因此指紋識(shí)別技術(shù)逐步發(fā)展為一種新的身份識(shí)別方式，并且憑借其良好的安全可靠性，大有取代傳統(tǒng)身份識(shí)別方式的趨勢(shì)。在圖像預(yù)處理中，依次介紹了規(guī)格化處理、圖像增強(qiáng)、二值化處理和細(xì)化處理的方法。論文中采用MATLAB編程實(shí)現(xiàn)全部算法。s fingerprint has uniqueness and Fingerprint Identification Technology gradually developed as a new identity recognition mode，and with its good safety and reliability，it has replaced the traditional identification way trends. This paper briefly introduces the basic step of Fingerprint Identification，they are Fingerprint image preprocessing, Fingerprint characteristic extraction,Fingerprint the Fingerprint image preprocessing,in turn introduced the normalized processing, Image enhancement, Binary treatment and Refining processing pretreatment will get a picture for a pixel width of twentyfirstcentury binary image,then through the particular endpoint and intersection on the characteristics of the Fingerprint paper using Matlab programs all algorithm.Key words Fingerprint identification Image processing Feature extraction Feature matching畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說(shuō)明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。對(duì)本研究提供過(guò)幫助和做出過(guò)貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。作者簽名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。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。作者簽名： 日期： 年 月 日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。門禁系統(tǒng)是新型現(xiàn)代化公共安全管理系統(tǒng)，它集微機(jī)自動(dòng)識(shí)別技術(shù)和現(xiàn)代安全管理措施為一體，涉及電子、機(jī)械、光學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和生物技術(shù)等諸多新技術(shù)，是重要部門出入口實(shí)現(xiàn)安全防范管理的有效保障[1]。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。 指紋門禁系統(tǒng)通過(guò)將用戶的指紋特征與指紋特征數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比實(shí)現(xiàn)用戶身份的鑒別，并不直接保存和使用用戶的指紋圖像信息，不會(huì)侵犯到用戶的隱私信息，是當(dāng)前技術(shù)最先進(jìn)、應(yīng)用最廣泛的門禁系統(tǒng)。通過(guò)取代個(gè)人識(shí)別碼和口令，生物識(shí)別（指紋識(shí)別）技術(shù)可以阻止非授權(quán)的 “訪問(wèn)”，可以防止盜用ATM、蜂窩電話、智能卡、桌面PC、工作站及其計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)；在通過(guò)電話、網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行的金融交易時(shí)進(jìn)行身份認(rèn)證；在建筑物或工作場(chǎng)所生物識(shí)別技術(shù)（指紋識(shí)別）可以取代鑰匙、證件、圖章等。指紋所具有的唯一性、不變性、易于獲取、分類存儲(chǔ)有規(guī)律等特性使其成為生物鑒定學(xué)中最為成熟的方式[2]。自動(dòng)指紋識(shí)別過(guò)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。目前指紋識(shí)別技術(shù)還有很多困難，例如當(dāng)三維的指紋被指紋錄入設(shè)備掃描成二維的數(shù)字圖像時(shí)，會(huì)丟失一部分信息、手指劃破、割傷、弄臟、不同干濕程度以及不同的按壓方式，還會(huì)導(dǎo)致指紋圖像的變化，這給可靠的特征提取帶來(lái)了相當(dāng)?shù)乩щy；例如傳統(tǒng)的基于細(xì)節(jié)點(diǎn)的識(shí)別方法，是依靠提取指紋脊線上的細(xì)節(jié)點(diǎn)，然后對(duì)其位置和類型進(jìn)行匹配，來(lái)識(shí)別指紋的，而噪聲會(huì)影響特征提取準(zhǔn)確度，增加錯(cuò)誤的特征點(diǎn)或丟失真正的特征點(diǎn)。當(dāng)噪聲增大時(shí)，提取了許多虛假細(xì)節(jié)點(diǎn)，還有可能丟失細(xì)節(jié)點(diǎn)，這就是傳統(tǒng)的基于細(xì)節(jié)點(diǎn)識(shí)別算法的不足之處之一，因?yàn)樗焕昧酥讣y圖像中的一小部分信息（細(xì)節(jié)點(diǎn)位置和方向）作為特征進(jìn)行匹配，丟失了蘊(yùn)涵在圖像中的其他豐富的結(jié)構(gòu)信息。 設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求⑴、熟練掌握?qǐng)D像處理原理與模式識(shí)別原理；熟練掌握MATLAB軟件及該軟件中的ImageProcessingToolbox及其編程技巧；⑵、掌握指紋識(shí)別的概念與實(shí)現(xiàn)過(guò)程框圖；熟練掌握指紋圖像的特征、特征提取、指紋識(shí)別方法；⑶、構(gòu)建指紋識(shí)別完整模型，包括圖像獲取、圖形預(yù)處理、特征提取、圖像識(shí)別各環(huán)節(jié)的軟件算法；在圖像預(yù)處理過(guò)程中，充分考慮圖像去噪、圖像增強(qiáng)等有關(guān)算法；同時(shí)，設(shè)計(jì)基于指紋識(shí)別的用戶管理界面；⑷、在消化吸收國(guó)內(nèi)外研究成果的基礎(chǔ)上，探討指紋識(shí)別模型與算法的快速性、魯棒性。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(kù)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。實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)需求的不同，可以將人體的指紋特征分為：永久性特征、非永久性特征和生命特征。細(xì)節(jié)特征是實(shí)現(xiàn)指紋精確比對(duì)的基礎(chǔ)，而紋形特征、紋理特征等則是指紋分類及檢索的重要依據(jù)。紋理特征則是由平均紋密度、紋密度分布、平均紋曲率、紋曲率分布等紋理參數(shù)構(gòu)成。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。但它與人體生命現(xiàn)象的關(guān)系和規(guī)律仍有待進(jìn)一步認(rèn)識(shí)。 指紋識(shí)別的原理和方法指紋識(shí)別技術(shù)主要涉及四個(gè)功能：讀取指紋圖像、提取特征、保存數(shù)據(jù)和比對(duì)。軟件從指紋上找到被稱為“節(jié)點(diǎn)”（minutiae）的數(shù)據(jù)點(diǎn)，即指紋紋路的分叉、終止或打圈處的坐標(biāo)位置，這些點(diǎn)同時(shí)具有七種以上的唯一性特征。這些數(shù)據(jù)，通常稱為模板。采集設(shè)備（即取像設(shè)備）分成幾類：光學(xué)、半導(dǎo)體傳感器和其他。為了便于采用量化的方法表示其性能，引入了下列兩個(gè)指標(biāo)： 拒識(shí)率（false rejection rate，F(xiàn)RR）：是指將相同的指紋誤認(rèn)為是不同的，而加以拒絕的出錯(cuò)概率。 誤識(shí)率（false accept rate，F(xiàn)AR）：是指將不同的指紋誤認(rèn)為是相同的指紋，而加以接收的出錯(cuò)概率。對(duì)于一個(gè)已有的系統(tǒng)而言，通過(guò)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，F(xiàn)RR與FAR成反比關(guān)系。 誤識(shí)率和拒識(shí)率的測(cè)試方法測(cè)試這兩個(gè)指標(biāo)，通常采用循環(huán)測(cè)試方法。針對(duì)FAR=%的指標(biāo)，應(yīng)采用不少于1415幅不同的指紋圖像作循環(huán)測(cè)試，總測(cè)試次數(shù)為1000405次，如果測(cè)試中發(fā)生一次錯(cuò)誤比對(duì)成功，則FAR=1/1000405；針對(duì)FRR=%，應(yīng)采用不少于46幅屬于同一指紋的圖像組合配對(duì)進(jìn)行測(cè)試，則總提交測(cè)試的次數(shù)為1035次數(shù)，如果發(fā)生一次錯(cuò)誤拒絕，則FRR=1/1035。作為測(cè)試樣本的指紋圖像應(yīng)滿足可登記的條件。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(guò)2 s。 工作溫度：指紋設(shè)備正常工作時(shí)所允許的溫度變化范圍，一般是0～40 ℃。 指紋識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用指紋識(shí)別技術(shù)已經(jīng)成熟，其應(yīng)用日益普遍，除了刑事偵察用之外，在民用方面已非常廣泛，如指紋門禁系統(tǒng)、指紋考勤系統(tǒng)、銀行指紋儲(chǔ)蓄系統(tǒng)、銀行指紋保管箱、指紋醫(yī)療保險(xiǎn)系統(tǒng)、計(jì)劃生育指紋管理系統(tǒng)、幼兒接送指紋管理系統(tǒng)、指紋獻(xiàn)血管理系統(tǒng)、證券交易指紋系統(tǒng)、指紋槍械管理系統(tǒng)、智能建筑指紋門禁管理系統(tǒng)、駕駛員指紋管理系統(tǒng)等。在入口將個(gè)人的手指按在指紋采集器上，系統(tǒng)將已登錄在指紋庫(kù)中的指紋（稱為已經(jīng)注冊(cè)）進(jìn)行對(duì)比，如果兩者相符（即匹配），則顯示比對(duì)成功，門就自動(dòng)打開。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）。在這些應(yīng)用中，指紋識(shí)別系統(tǒng)將取代或者補(bǔ)充許多大量使用照片和ID系統(tǒng)。該技術(shù)把卡的主人的指紋（加密后）存儲(chǔ)在IC卡上，并在IC卡的讀卡機(jī)上加裝指紋識(shí)別系統(tǒng)，當(dāng)讀卡機(jī)閱讀卡上的信息時(shí)，一并讀入持卡者的指紋，通過(guò)比對(duì)就可以確認(rèn)持卡者是否是卡的真正主人，從而