指纹图像预处理算法的研究与实现

作     者：李青 

作者单位：中北大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王福明

授予年度：2010年

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 

主      题：指纹识别 指纹图像分割 指纹图像增强 二值化 细化 

摘      要：随着科学技术的不断进步,指纹识别技术已经越来越广泛的被应用于身份识别与身份认证中。指纹识别技术具有方便、高效、安全、可靠等优点,在金融安全、数字加密、电子商务等各个领域都得到了广泛的应用,并且将在我们未来的生活中发挥越来越重要的作用。但在目前的技术水平上,由于指纹识别所特有的复杂性和不确定性,自动指纹识别系统仍存在着不少问题有待解决和完善。 在指纹识别系统中,指纹识别一般包括以下三个步骤:预处理、特征提取和特征匹配。其中,预处理的目的是削弱图像中的噪声,提高指纹纹线的清晰度,为后面的特征提取和匹配的准确性提供前提条件。一般情况下,指纹图像预处理过程分为图像分割、图像增强、二值化、细化四个环节。在本论文中主要针对预处理各个环节的算法进行研究并进行适当的改进。 本文从介绍指纹识别技术的基本原理入手,对自动指纹识别系统的工作流程进行了研究。针对经过预处理后指纹图像所要达到的效果,在预处理过程中对指纹图像依次运用以下方法进行处理:规一化、方向图计算、采用圆形Gabor滤波、局部自适应二值化和细化。在指纹分割中,运用有较高准确性及较强适应性的基于有效点的分级分割算法对指纹图像进行分割。在指纹图像增强过程中,运用圆形Gabor滤波对指纹图像进行增强得到较好的增强效果。在传统二值化算法的基础上运用改进的动态自适应二值化方法对滤波后的指纹图像进行二值化。在指纹图像细化方面,针对己有OPTA算法存在细化质量与细化速度不能兼顾的缺陷,提出了一种基于OPTA的指纹图像快速细化算法。改进己有的消除模版和保留模版,解决了细化质量和速度之间的矛盾。