一、简介
1 指纹识别的引入和原理 a 1.1 指纹的基本知识 指纹，由于其具有终身不变性、唯
一性和方便性，已几乎成为生物特征识别的代名词。指纹是指人的手指末端正面皮
肤上凸凹不平产生的纹线。纹线有规律的排列形成不同的纹型。纹线的起点、终
点、结合点和分叉点，称为指纹的细节特征点(minutiae)。如图 1-1 所示。
1.2 指纹识别的原理及算法流程 指纹识别即指通
过比较不同指纹的细节特征点来进行鉴别。指纹识别技术涉及图像处理、模式识
别、计算机视觉、数学形态学、小波分析等众多学科。由于每个人的指纹不同，就
是同一人的十指之间，指纹也有明显区别，因此指纹可用于身份鉴定。由于每次捺
印的方位不完全一样，着力点不同会带来不同程度的变形，又存在大量模糊指纹，
如何正确提取特征和实现正确匹配，是指纹识别技术的关键。 指纹识别技术主要包
括三大部分：指纹图像采集、指纹预处理、特征提取与匹配。如图 1-4 所示。
2 指纹图像预处理 图像预处理是对原始图像进行的一种前期处理，方便后续的模块
识别。无论采用何种方式获取的指纹图像, 都有一部分由于质量原因, 不能被系统直
接识别，因此图像的预处理就显得非常有必要。 指纹图像的预处理目的就是将自己
感兴趣的目标区域保留下来，去除背景区域和没有用的部分，同时根据指纹目标区
域中脊线的结构特征，采取较好的滤波方法，提高指纹脊线清晰度，平滑脊线边缘
的毛刺和空洞，抑制图像噪声，保证指纹特征的可靠提取，并使灰度图像转化成黑
白的二值图像，最终得到脊线结构清晰的单像素宽的二值图像。本文预处理的主要
