概述指纹图像预处理算法1概述1.1研究的目的指纹识别技术作为一种生物特征识别技术,具有传统识别技术无法比拟的优点。近年来,随着嵌入式计算机的蓬勃发展和指纹传感器性价比的提高,这一充满生机的技术作为一种高级安全认证手段已越来越频繁地出现在手机、笔记本电脑、PDA、蜂窝电话等多种数码产品中,广泛地应用在刑侦、IT、医疗、金融等诸多行业。这不仅体现了该技术乐观的市场前景,更对其提出了更高的要求。在激烈的市场竞争中,能否研发出高效、健壮的指纹识别算法显得尤为重要。指纹图像的预处理和特征提取是任[1],因为它直接关系到后续的指纹匹配,进而影响何一种指纹识别算法中的关键部分指纹识别系统的识别率和识别速度。近年来,以指纹识别技术为代表的生物识别技术引起了人们的广泛关注。自动指纹识别系统大多是依靠细节特征实现指纹的识别,可靠、准确的提取细节特征是自动指纹识别实现的前提和基础。细节特征提取的准确性严重依赖指纹图像的质量。在实践中,由于手指本身的因素和采集条件的限制,采集到的指纹图像会不同程度的受到各种噪声的干扰。因此,在细节特征的提取和匹配之前一般要对采集到的指纹图像进行预处理。预处理的目的是:去噪声,把原图像变成一幅清晰的二值点线图,易于正确的特征提取。要求预处理在消除噪声的同时应尽量保存原图像的真实特征不受损失[2]。不同人的指纹，即使同一个人不同手指的指纹，纹线走向及纹线的断点和交叉点等各不相同，也就是说，每个指纹都是唯一的。另外，指纹不随年龄的增长而发生变化，是终生不变的。依靠这种唯一性和稳定性，可以把一个人同他的指纹对应起来，通过对他的指纹和预先保存的指纹进行比较，就能验证他的身份。在实验的任务是：理解、掌握指纹识别系统的工作原理；理解、掌握MATLAB程序设计方法；用MATLAB编写指纹图像预处理算法的程序，对程序运行结果进行分析。指纹图像的预处理和特征提取是任何一种指纹识别算法中的关键部分,因为它直接关系到后续的指纹匹配,进而影响指纹识别系统的识别率和识别速度。1.2研究的意义第1页(共29页)指纹图像预处理算法由于指纹的不变性，唯一性和实用性，指纹识别技术相对于其它生物特征识别有许多独到之处，是目前应用最广的身份验证与识别技术，应用于各个领域，具有广泛的应用前景。自动指纹识别系统在过去的30年里虽然已取得了很大发展，但由于采集的指纹或现场指纹受印压的轻重，扭曲，偏转及环境因素的影响，含有大量噪声，直接影响指纹识别效果，因而指纹图像的预处理算法仍是国内外模式识别研究中的热点。指纹是人类手指末端指腹上由凹凸的皮肤所形成的纹路。指纹能使手在接触物件时增加摩擦力，从而更容易发力及抓紧物件。是人类进化过程式中自然形成的。目前尚未发现有不同的人拥有相同的指纹，所以每个人的指纹也是独一无二的。由于指纹是每个人独有的标记，近几百年来，均成为警方追捕疑犯的重要线索，似的指纹识别技术得到了飞快地发展。现今鉴别指纹方法已电脑化，使鉴别程序更快更准。指纹识别的一般过程是指纹图像预处理、指纹特征提取和特征匹配。但由于采集设备噪声干扰、指纹采集是手指皮肤的干燥程度、汗渍、污渍等原因使待分析的指纹图像噪声较多并对细节点有较强干扰，影响指纹的特征提取。指纹图像是通过将模拟信号采样量化后，以矩阵形式存入计算机，图像平滑处理指纹图像生成方向数组后，为了消除较强烈的局部噪声干扰，需要对生成的方向数组图像进行预处理。预处理是指指纹识别的前提，也是整个工作的基础，因此指纹图像预处理工作的好坏直接关系[3]。到指纹特征提取的可行性和准确性1.3发展趋势早在1880年英国人亨利.福兹就提出了用指纹识别系统识别犯罪，到20世纪70年代，由于计算机的广泛应用和模式识别理论的发展，人们已开始研究使用计算机进行指纹的自动识别。目前世界各国都在争先研究和开发使用指纹识别系统。到20世纪70年代末，一些实用系统已经出现。据报道：70年代末加拿大警方首次应用激光进行指纹体检，日本立石电机公司80年代研制出了指纹核对机；美国人福勒80年代设计出了电子指纹检验系统，NBC在82年首次向警方提供自动指纹识别系统（AFIS）...