基于改进指纹图像细化算法的识别系统研究与应用

摘要

指纹识别是一种重要的生物特征鉴别技术。随着计算机技术的不断发展，自动指纹识别系统已在公安、金融领域得到广泛的应用。尽管如此，指纹识别在识别准确率和识别速度方面还不能满足许多实际应用的要求，因此进一步提高指纹识别的性能无论在理论上还是在应用上都具有十分重要的意义。本论文对指纹识别技术的研究现状做出综述后，着重叙述在指纹识别系统的设计以及实现方面做的研究工作，其中在选择和实现了前人提出的指纹图像预处理、特征提取及匹配算法过程中，根据实际情况对指纹图像细化算法进行了改进和创新，最后得到一个完整的自动识别系统，具体的主要研究内容包括： （1 ）在图像预处理过程中，提出基于4 连通并行细化算法的串行算法进行指纹图像细化处理，即首先进行快速细化算法为4 连通并行细化算法，对处理后的图像存在细化不彻底的问题，由改进的OPTA 算法进行细化，基本保证处理后的图像为单像素宽。试验结果说明该算法处理后的指纹图像细化完全，骨架接近纹线中心线，光滑无毛刺。因此，该算法是一种较为理想的指纹细化方法。 （2 ）指纹细节特征提取算法采用了一种基于脊线跟踪获取细节特征的提取算法。对细化二值化脊线进行跟踪，用8 邻域编码来表示当前点的类型和8邻域像素的状态，然后通过查表的方法来判断所需要跟踪的下一点。跟踪结果用来提取特征点，判别伪特征结构，最后达到伪特征虑除的目的。通过试验证明此方法较大幅度提高了特征提取的速度，缩短图像后处理时间，基本可以满足实际应用的需要，保证能够准确、彻底的虑除伪特征点。 （3 ）指纹匹配选择基于点模式的匹配，将细节特征点表示为点模式进行匹配：根据引入某参考量进行图像校正，细节匹配将输入图像特征数据和模板数据转变为极坐标形式，利用字符串匹配算法来匹配两者极坐标形式的数据，比较两者的相关程度。试验说明该算法可以实现对大多数指纹图像的真确匹配，提高了系统的识别率。 指纹识别系统在Windows 平台上用VC ＋＋实现，可试用于考勤系统中的登记验证模块中。试验说明了自动指纹识别系统的辩识速度快、稳定性好。