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基于Matlab的指纹图像特征提取.doc
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基于Matlab的指纹图像特征提取.doc
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基于Matlab的指纹图像特征提取
摘 要
随着社会的发展,传统的基于信物或口令的安全系统显得越来越脆弱,不能够满足
现代安全系统的需要。指纹具有唯一性和稳定性,因此被人们用来当作鉴别个人身份
的主要依据。相对于其它生物特征鉴定技术,指纹识别是一种理想的身份鉴别技术。
在指纹识别技术中,指纹特征提取是其中一个非常重要的部分。许多学者对指纹特征
提取方法进行了探讨,本文是在前人的基础上利用Matlab对经过预处理的指纹图像进
行特征提取。指纹特征提取主要运用了两大类方法,即依据指纹灰度图像直接提取指
纹特征的方法和依据二值化细化后的指纹图像邻域特征提取的方法。实验表明,基于
二值化细化指纹图像邻域特征提取的方法所提取到的特征更全面、质量更高,为后续
指纹特征匹配提供了更好的效果。
关键词 指纹识别 特征提取 Matlab
FINGERPRINT FEATURE EXTRACTION
BASED ON MATLAB
ABSTRACT
With the development of society, the traditional secure system has appeared to be more
and more weak which is based on correspondence or catchword, and it can not satisfy the
n e e d s o f t h e s e c u r e s y s t e m i n t h e m o d e r n t i m e s . F i n g e r p r i n t i s p r o v i d e d w i t h u n i q u e
q u a l i t y a n d s t a b i l i t y, s o f i n g e r p r i n t i s u s e d t o b e t h e m a i n f o u n d a t i o n t o e v a l u a t e
subjective identify. About to other biometric characteristic identify technology, fingerprint
on-line is regarded as a kind of ideal identify approving technology. In the fingerprint on-
l i n e t e c h n o l o g y , t h e f i n g e r p r i n t f e a t u r e e x t r a c t i o n i s o n e o f t h e m o s t i m p o r t a n t p a r t s .
M a n y s c h o l a r s o f t h e f i n g e r p r i n t f e a t u r e e x t r a c t i o n m e t h o d s a r e
d i s c u s s e d, i n t h i s p a p e r a r e b a s e d o n p r e v i o u s u s e o f M a t l a b o n t h e f i n g e r p r i n t i m a g e
feature e x tract i on af t er p retrea t ment. Fi ngerp r int f e atur e extr a ction metho d ma i nly u s ed
two methods, namely, direct extraction of gray images based on fingerprint characteristics
of the method and basis of the fingerprint binarized and thining fingerprint image feature
extraction. Experiments show that the binary fingerprint image feature extraction method
t o e x t r a c t t h e f e a t u r e s o f a m o r e c o m p r e h e n s i v e , h i g h e r q u a l i t y, t h e f i n g e r p r i n t f e a t u r e
matching for the follow-up provides better results.
KEY WORDS Fingerprint on-line Feature extraction Matlab
目 录
摘 要................................................................................................................I
ABSTRACT...................................................................................................II
1 绪论........................................................................................................1
1.1 引言..............................................................................................................1
1.2 指纹识别技术..............................................................................................1
1.3 指纹识别技术的研究现状..........................................................................3
1.4 主要内容......................................................................................................4
2 指纹图像识别的基本原理和方法........................................................5
2.1 指纹的类型..................................................................................................5
2.2 指纹图像的采集..........................................................................................7
2.3 指纹图像的预处理......................................................................................8
2.4 指纹图像的特征选取................................................................................10
3 指纹图像的特征提取..........................................................................12
3.1 指纹特征的内容........................................................................................12
3.1.1 全局特征..............................................................................................13
3.1.2 局部特征..............................................................................................13
3.2 指纹特征点提取算法概述........................................................................14
3.2.1 基于灰度图像的直接提取法..............................................................14
3.2.2 基于细化图像的邻域法......................................................................16
3.2.3 指纹特征点提取算法比较..................................................................17
3.3 伪特征点的剔除........................................................................................19
3.3.1 伪特征点的分类及特点......................................................................19
3.3.2 伪特征点剔除的算法..........................................................................20
4 总结与展望..........................................................................................25
致 谢........................................................................................................26
参考文献.................................................................................................27
附 录........................................................................................................28
附录 1 特征点的提取程序源代码..................................................................28
附录 2 伪特征点的剔除程序源代码..............................................................30
1 绪论
1.1 引言
在现实生活中经常要对人的身份进行识别,例如登飞机时要识别登机者的身份,在
银行取钱时要核实取钱者是否是指定账户的合法拥有者,使用计算机时要检查操作者
的权限等等。随着国民经济和社会信息化的飞速发展,金融机构、政府机关、企业以
及个人之间通过互联网日益紧密地联系在一起,一方面为信息的共享提供了条件,另
一方面也为心怀叵测的人试图非法获取他人信息提供了机会。因此,如何自动、高效
和准确地识别人的身份是信息安全领域的重要问题。
传统的自动身份识别方式主要有基于密码的方式和基于令牌的方式,这些方式存在
容易遗忘、容易丢失、容易被破译或仿制等缺点,不能满足当今信息化社会对安全性
的更高要求。为克服传统身份识别方法的缺点,人们提出了生物识别方式。生物识别
是指根据人所拥有的生理或行为特征来进行身份识别
[1]
。生理特征是人身体上某一部
分的属性,而行为特征是指人器官的习惯运动所产生的结果。生物识别依赖于人体的
固有属性,不存在遗忘、丢失问题,且生物特征具有唯一性,因此生物识别在理论上
可以实现很高的安全性。目前主要的生物识别技术
[2]
有人脸识别、指纹识别、手型识
别、虹膜识别、视网膜识别、声音识别、签名识别等等。相比较而言,指纹识别具有
准确性高、速度快、采集指纹方便、对指纹特性的认识较充分、获得法律认可、容易
被人们接受、市场份额较大等优点,因此,指纹识别的研究和应用是当前生物识别领
域的热点问题。
1.2 指纹识别技术
指纹识别具有广阔的应用前景,它最早应用于司法刑侦领域。到二十世纪九十年代
初,随着社会信息化的发展,指纹识别开始在民用领域获得应用,例如指纹门禁、指
纹考勤、指纹加密、指纹在银行中的应用、指纹在社会保障中的应用、指纹在居民身
份证中的应用等等,可以毫不夸张地说,凡是以往使用密码或令牌方式进行身份识别
的领域都可以使用指纹识别技术进行替换或加强。民用领域的应用对指纹识别提出了
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