指纹识别算法及小规模指纹识别系统的开发

摘要

本文主要研究了指纹识别系统的算法实现，包括指纹图像预处理算法、特征提取算法、特征匹配算法以及建立指纹特征数据库的方法。 首先介绍了指纹的基本知识和指纹识别系统的基本组成。接着详细阐述各个组成部分，对部分算法进行了改进，在某些处理方法上提出了自己新的构想。在图像预处理方面，利用指纹图像梯度特性进行图像分割，根据指纹纹线间距均匀且局部平行的特点，建立了用于指纹图像增强的Gabor滤波函数物理模型，并将二维Gabor滤波分解为两次一维滤波，有效降低了算法的复杂度。分析两种常用的细化算法——快速细化算法和改进的OPTA算法各自的优缺点，并在此基础上，提出了复合细化算法。在特征提取方面，首先采用8邻域法提取指纹细节特征，然后分析了各种伪特征点的分布规律，针对其特点对伪特征点进行删除。在特征匹配方面，采用了一种根据特征点集合中3个近邻点所组成的子集之间的相互关系来确定匹配基准点以及变换参数的算法，然后结合限界盒技术进行指纹匹配。最后，在Visual C++6.0软件环境下自行开发了自动指纹识别系统，并对其性能进行了测试。