编编 号：号： 审定成绩审定成绩: 重庆邮电大学重庆邮电大学 毕业设计（论文）毕业设计（论文） 设计（论文）题目：设计（论文）题目：基于图像预处理算法的基于图像预处理算法的指纹指纹识别识别及及 MATLAB 仿真仿真 学院学院名称名称： 重庆邮电大学重庆邮电大学 学生姓名：学生姓名： 吴自龙吴自龙 专业：专业： 通信工程通信工程 班级：班级： 0111013 学号：学号： 2010211764 指导教师：指导教师： 姚玉坤姚玉坤 答辩组负责人：答辩组负责人： 填表时间：填表时间： 年年 月月 重庆邮电大学教务处制重庆邮电大学教务处制 重庆邮电大学本科毕业设计（论文）重庆邮电大学本科毕业设计（论文） - I - 摘摘 要要 指纹的唯一性与稳定性使指纹识别技术发展迅猛，在生物特征识别中占据了越来 越重要的地位。虽然在指纹识别领域已经有了不少研究成果，但是随着社会的发展与 进步对指纹识别系统提出了更高的要求，所以对指纹识别技术进行研究，仍然具有重 要意义。 本文对指纹识别算法进行了分析和研究，主要包括指纹图像预处理、指纹特征提 取以及特征匹配算法。在指纹图像预处理阶段，着重对比分析了 Gabor 滤波增强算法 和短时傅里叶变换算法（Short Time Fourier Transform-STFT） 。在特征提取阶段，采 用基于细化图像的特征提取算法， 对细化后的指纹图像的每个像素点进行 8 领域计算， 提取出所有的终结点和分叉点，然后对提取到两类特征点进行伪特征点的剔除，为后 续匹配创造了条件。指纹匹配阶段，本文简要介绍基于极坐标的特征点匹配算法。 通过 MATLAB 对指纹图像预处理和特征提取算法进行了仿真分析，实验结果表 明 STFT 算法比 Gabor 滤波增强算法更能有效地连接断脊，去除粘连脊线，大大减少 了后续提取的伪特征点数量，为进一步的匹配创造了条件。 【关键词】【关键词】指纹识别 算法 预处理 特征提取 特征匹配 MATLAB 重庆邮电大学本科毕业设计（论文）重庆邮电大学本科毕业设计（论文） - II - ABSTRACT The uniqueness and stability of fingerprint cause the rapid development of fingerprint identification technology, which makes it play a more and more important role in biometric features recognition. Although there are already quite a few research achievements in the area of fingerprint identification, increasingly high requests for fingerprint identification system are made to us with the development of the society. Therefore, the research of fingerprint identification technology is still of great significance. This thesis mainly analyzes and researches on the algorithm of fingerprint identification, including preprocessing of fingerprint image, feature extraction and fingerprint matching. In the course of preprocessing, this thesis compares and analyzes the effect of Gabor-filter-enhancement algorithm and Short-time-fourier-transformation (STFT) enhancement algorithm. At the stage of feature extraction, feature extraction algorithm based on thinning image is adopted. Simple calculation is conducted on 8-connected to find all the endpoints and bifurcations, after which spurious minutiae is removed from them, which create the conditions for the later feature matching process. As for feature matching, this thesis has a brief introduction of minutiae matching algothrim. Simulation experiment is performed with MATLAB on the algorithm of fingerprint image preprocessing and feature extraction, which demonstrates that STFT algorithm is more effective on connecting the broken ridge and get rid of adhesive ridge than the Gabor-filter-enhancement algorithm, which will greatly reduce the number of false minutiae afterwards and create a better condition for latter matching procedure. 【Key words】Fingerprint Identification Algorithm Preprocessing feature extraction feature matching 重庆邮电大学本科毕业设计（论文）重庆邮电大学本科毕业设计（论文） - III - 目目 录录 前 言 . 1 第一章 绪 论 . 2 第一节 研究背景及现状 . 2 一、指纹识别概述 . 2 二、指纹识别研究现状 . 4 第二节 课题研究目的及意义 . 5 第三节 本文主要工作和章节安排 . 5 一、本文主要工作 . 5 二、章节安排 . 6 第四节 本章小结 . 6 第二章 指纹识别的基本理论与评价标准 . 7 第一节 AFIS 的基本结构 . 7 第二节 指纹识别的基本原理 . 8 一、指纹采集的原理 . 10 二、指纹图像预处理的原理 . 10 三、指纹图像特征提取的原理 . 11 四、指纹特征匹配的原理 . 11 第三节 指纹识别效果的评价方法 . 12 一、指纹图像增强效果评价方法 . 12 二、指纹识别效果评价方法 . 12 第四节 本章小结 .