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毕业设计毕业论文题目基于matlab的指纹识别院系班级学生姓名学号指导教师时间目录摘要…………………………………………………………………………………4Abstract……………………………………………………………………………4第一章绪论………………………………………………………………………51.1研究背景…………………………………………………………………51.2国内外研究现状…………………………………………………………61.3研究的目的和意义………………………………………………………81.4研究内容…………………………………………………………………9第二章指纹识别系统概述………………………………………………………102.1指纹识别的基本原理……………………………………………………102.2指纹识别系统工作流程…………………………………………………102.3指纹识别技术的方法……………………………………………………122.3.1神经网络指纹识别算法…………………………………………122.3.2滤波特征和不变矩指纹识别算法………………………………122.3.3指纹匹配算法……………………………………………………13第三章指纹图像预处理…………………………………………………………153.1图像规格化………………………………………………………………153.2图像分割…………………………………………………………………163.3图像二值化………………………………………………………………193.4图像增强…………………………………………………………………213.5图像细化…………………………………………………………………23第四张特征点提取………………………………………………………………264.1找出所以的端点和交叉点………………………………………………264.2纹线光滑处理……………………………………………………………284.3去除图像边缘和端点……………………………………………………294.4找出特征点………………………………………………………………304.4.1single_point函数……………………………………………304.4.2walk函数………………………………………………………324.4.3last1函数…………………………………………………….33第五章特征点匹配……………………………………………………………….355.1纹线长度匹配……………………………………………………………355.2三角形边长匹配…………………………………………………………355.3点类型匹配………………………………………………………………36第六章实验过程………………………………………………………………….38第七章总结……………………………………………………………………….45参考文献……………………………………………………………………………45致谢…………………………………………………………………………………47摘要随着生物识别技术不断发展，人们发现每个人的指纹都有唯一性和不变性的特点。因此指纹识别技术正在逐步发展为一种新的身份识别方式，并且凭借它良好的安全可靠性，大有可能取代传统身份识别方式的趋势。本文简单介绍了指纹识别的基本步骤，分别是指纹的图像预处理、指纹特征提取、指纹匹配。在图像预处理中，依次介绍了规格化处理、图像增强、二值化处理和细化处理的方法。预处理后将得到一幅宽度为一个像素的细化二值图像，然后通过特定的端点和交叉点的特征进行指纹匹配。论文中采用MATLAB编程实现全部算法。关键词：指纹识别，图像处理，特征提取，特征匹配AbstractWiththecontinuousdevelopmentofBiometricIdentificationTechnology,Peoplefoundthateachperson'sfingerprinthasuniquenessandinvariant.ThereforeFingerprintIdentificationTechnologygraduallydevelopedasanewidentityrecognitionmode，andwithitsgoodsafetyandreliability，ithasreplacedthetraditionalidentificationwaytrends.ThispaperbrieflyintroducesthebasicstepofFingerprintIdentification，theyareFingerprintimagepreprocessing,Fingerprintcharacteristicextraction,Fingerprintmatching.IntheFingerprintimagepreprocessing,inturnintroducedthenormalizedprocessing,Imageenhancement,BinarytreatmentandRefiningprocessingmethod.Afterpretreatmentwillgetapictureforapixelwidthoftwenty-first-centurybinaryimage,thenthroughtheparticularendpointandintersectiononthecharacteristicsoftheFingerprintmatching.ThispaperusingMatlabprogramsallalgorithm.KeywordsFingerprintidentificationImageprocessingFeatureextractionFeaturematching第一章绪论1.1研究背景随着网络信息化时代不断的迅速的发展，个人身份信息的数字化和隐性化水平也得到了很大的提高。如何准的确鉴定一个人的身份，保护信息安全也就成为了当今信息化时代中一个必须解决的关键性的社会问题。在目前，我国的各种信息的管理大部分还使用证件、磁卡、IC卡和密码等，然而这些手段却无法避免伪造或遗失，而且密码也很容易被别人窃取或者遗忘。这些都会给管理者和使用者带来极大的不方便。而生物特征身份识别的方法却可以避免这些麻烦。因此，生物特征识别技术已经成为身份鉴别领域和研究的新热点。生物特征识别(BiometriCS)技术是指通过计算机利用人体所固有的生理特征或行为特征来进行的对个人的身份鉴别。因为生理特征是与生俱来，多为先天性的;而行为特征则是习惯使然，多为后天性的。所以将生理和行为特征统称为生物特征，而用于身份鉴别的生物特征应具有普遍性，即所有人都具有这一特征;而且生物特征识别技术还具有唯一性，是因为不同人的生物特征都各不相同;生物特征识别技术还具有稳定性，这就意味着它不随时间、外界环境等的变化而发生改变;此外生物特征识别技术还具有可接受性，利用这一特征来进行人体身份鉴别可以被人们接受和认可;最后生物特征识别技术还具有防伪性，是因为它这一特征不易被仿造和窃取。目前，常见的生物特征识别的手段主要有人脸、指纹、声音、手形、手部血管分布、虹膜、视网膜、手写体、和脸部热量图等等。它们当中有的已逐步得到应用和推广，有的还仅仅处于实验研究的阶段。其中，人脸、指纹、虹膜、视网膜、手形、手部血管分布和脸部热量图等这些属于生理特征，手写体属于行为特征，而声音则兼有这两方面的属性。下面主要是对其中的指纹识别技术作的介绍和研究。指纹识别技术的原理是根据不同人的指纹不同，同一个人的不同手指的指纹也不同，而且纹线走向及纹线的断点和交叉点等都是各不相同的，也就是说，每一个人的指纹都具有唯一性。此外，人的指纹不会随年龄的增长而发生变化，是终生不变的。所以依靠这种唯一性和稳定性，可以将一个人身份和信息同他的指纹对应起来，只要通过对他的指纹和预先保存的指纹进行比较，用计算机进行快速的识别，就能很快的验证他的真实身份。达到一种身份识别认证的效果。指纹用于身份鉴定的历史悠久。在很早的古叙利亚和中国，指纹鉴别早就己经开始应用了。在19世纪初，科学家通过研究发现了至今仍然承认的指纹的两个重要的特征，第一个是两个不同手指的指纹纹线的式样不同，第二个是指纹纹线的式样终生不变。这个研究成果使得指纹在犯罪鉴别中得以正式应用。在早期的指纹识别仅仅依靠人工对比方式进行。但因为指纹结构的复杂性及对指纹识别要求的严格性，从而导致了人工识别指纹的难度性变得很大、速度变得很慢而且识别准确性也受专家经验的制约，这种人工识别技术远远不能适应实际工作的需要。在20世纪60年代，随着计算机图像处理技术的诞生、不断发展和进步，新的图像处理模式识别方法的日臻完善，人们开始着手研究如何利用计算机来处理指纹识别。从那时起，自动指纹识别系统(AFIS：AutomatedFingerprintIdentificationSystem)在法律实施方面的研究和应用在世界许多国家开始展开。在20世纪80年代，个人电脑、光学扫描这两项技术的突破性发展，使得它们作为指纹取像的工具成为了现实，从而使指纹识别可以在其他领域中得以很大的应用，比如代替IC卡，普通锁等。在20世纪90年代后期，低价位的取像设备引入及其飞速发展，可靠的比对算法的发现为个人身份识别应用的增长提供了舞台。据统计，到了20世纪末，全世界生物识别技术市场约为1.56亿美元，其中指纹识别技术约为1.2亿美元，这标志着指纹识别是当前最成熟最稳定的技术之一，并且是应用领域最广泛的生物识别技术。1.2国内外研究现状指纹的应用可以追溯到几千年以前,而指纹学真正成为一门学科,却只有百余年的历史。指纹应用可以分为以下三个时期。第一时期：摸索时期；据考证,我国已经发现6千多年前的陶器上留下的指纹。中国是运用指纹最早的国家之一,古代军队就设有箕斗花名册。在古代罪犯的供词也以通过捺印指纹为证。在周代,指纹被用于民间契约的签署等。指纹在侦察断案中也有着2千余年的应用历史。而外国的指纹应用要比我国晚得多,巴比伦与西腊人,在公元前2世纪在陶器上捺印指纹,用于鉴别。据考证,埃及、罗马、印度这些具有悠久历史的国家应用指纹也有上千年的历史。第二时期：指纹科学化时期；这一时期是从17世纪80年代开始的。1684年,英国医学博士格留第一次对指纹做了详细的分类。1860年英国驻印殖民地行政长官威廉.赫谢尔,也开始进行犯罪指纹登记实验,提出了指纹“人各不同,至死不变”的观点,他对指纹进行了详细的分析和建立了明确的分类方法。从此,指纹研究逐步走向科学化的轨道。然而指纹正式作为一种刑事登记制度最先始于英国。1892年英国的高尔顿研究指纹,最早提出了利用指纹进行刑事登记的方法。1895年,英国采用高尔顿的研究成果,开始实行指纹登记制度。1897年,英国爱德华.享利发明了指纹二部分析法,使指纹的分析、储存、查对逐渐趋于完善。1901年,英国政府正式采用了享利指纹分析法。从此以后,指纹的登记制度逐渐被世界各国重视和广泛运用,并沿袭至今。而在1903年,中国青岛市警察局首次应用汉堡式指纹法。此后我国相继开展了指纹的研究及应用,还曾建立过“指纹学会”。刘紫宛编写的《中华指纹法》一书是我国最早的指纹专著。全国解放后,我国对指纹识别技术研究一直比较重视。1955年编制了《中华人民共和国十指纹分析法》。这可以说是我国指纹的科学时期。第三时期：现代化、自动化时期；这一时期是从本世纪60年代开始的。随着现代科学技术的不断发展，指纹技术的应用迅速地实现了现代化和自动化，例如：指纹的电子计算机应用，使储存、查对、鉴定开始走向半自动化和自动化的轨道。半自动管理：是采用人工或人与机器相结合的半自动方式分析指纹，把人工鉴定方法计算机化。实施的步骤是：借助于带有投影屏幕的指纹分析仪或光笔，将十指纹型、中心纹线的形态、中心花纹的特征数字加以表述。再用电子计算机自动化储存和查对。全自动化管理：不仅指纹储存和查对采用自动化的方式