基于MATLAB的指纹对比识别系统

谁践踏了优雅 2022-09-09 09:52 275阅读 0赞

1.  **本课题所涉及的问题在国内(外)的研究现状综述**

1、指纹识别及其优点。人手的指纹即为手指皮肤上的花纹, 它是人的一种生物特征。该特征具有独特的性质, 其花纹的细节由细微纹点和纹脊的起点、终点、分叉、结合等组成。正是这些无穷无尽的细节特征组合构成了指纹的唯一性。事实上, 甚至包括双胞胎, 世界上两个指纹相同的几率<1/, 几乎为零, 这就构成了指纹的第一大特点。指纹特征的另外几大特点是: 不变性——即指纹的图案永远不会改变; 与主体永不分离性—— 即指纹不存在丢失、遗忘、被窃取的可能; 指纹的使用比起其它证卡来说更快捷、安全、准确、无干扰, 可实现快速登录注册, 系统兼容性好, 也就是说可以独立或者通过联网构成系统且很容易并入各类证卡和定义识别系统中。因此, 指纹识别

技术的应用范围极广(除化学家和矿工外均能鉴定)。

2、 指纹自动识别系统的发展现状。指纹自动识别系统是集计算机、网络、光电技术、图像处理、智能卡、数据库技术等于一体的综合高技术。目前的指纹自动识别系统是采用先进的光电识别办法采集一个指纹信息, 并把它变成可以和已由计算机处理过的暗码相比对的代码。这些代码都经过加密处理, 然后经独特的相关算法进行识别判断, 在算法上有的采用是一个指纹的全部图案, 而有的是指纹的特殊细节。

目前的自动指纹识别系统已具有如下特点:(1) 可靠性: 采用独特的容错技术, 既使指纹有破坏, 即指纹不全或指纹随时间有自然的变化时也不影响正确识别。(2) 快捷性: 大多数系统鉴别时间仅需1～ 3s, 登录注册一个新客户只需1m in 的时间。(3) 灵活性: 一个指纹信息的代码可以压缩到几十个字节到几百个字节, 因此可以存放在一个磁条上或者一张两维条码卡上或者IC 卡上, 甚至几个指纹代码可以存在一张智能卡上。当然, 成千上万的代码可以存放在局域或网络化数据库中, 这样, 代码可以沿网络迅速传输, 因而可以灵活的构成各类系统, 即可以独立使用或集成到一个大范围的出入口控制或者安全处理系统如证卡存档识别系统中。( 4) 可接受性: 一个因素是目前的系统具有高性能; 另一个因素是目前的系统设计已考虑到人类工程学设计, 因而易被用户接受。(5) 安全性: 所有个人代码都经过了特殊加密, 通过所存储的代码不可能复原原指纹, 彻底避免了指纹的冒用, 因此既使证卡丢失, 也不存在安全问题。(6) 方便性: 目前出现的各类指纹识别系统一般外观设计精巧、结实, 采用了精密独特的光电系统, 具有LD 或全程液晶提示, 备有多种安装模式。(7) 兼容性: 可以与现有的各类系统兼容, 可实现全自动化的识别。(8) 实时性: 可实现完整的跟踪、实时报警功能。正是由于目前已经开发出了具有如上特点的指纹识别技术, 因此以此为基础的个人识别技术, 即证卡、代码、指纹的综合动态模式组合, 将可以对不同的应用场所提供不同的安全等级。

3、**市场前景。**自动指纹识别系统有着极其广阔的应用前景。众所周知, 指纹识别最早是在罪犯鉴别中应用, 它对于提高侦破手段、震慑罪犯、打击刑事犯罪成为强有力的武器并起到了重要作用。根据目前的了解,A F IS 的其它适用场所为: 政府各类机要部门(例如档案馆(室)、机要室)、国家重点实验室及生产重地、机场、军事要地(例如基地、仓库)、重要军事装备或关键设备的启动控制、银行金库、金融系统、代保管库、博物馆、珍宝馆、高级住宅、高级宾馆等重要门禁或入口控制、汽车门锁等。除此之外, 另一大潜在应用前景是: 自动取款机(A TM )、信用卡、驾驶执照、身份证、医疗健康卡、移民登记、计算机系统安全、机械登记等方面。1、 指纹锁，指纹锁可以装在门里、车内、保险箱柜的内部, 外面无锁眼, 从而避免了撬锁, 可广泛用于金库、保安、银行、出纳、自动门、百叶门、保险柜、电控装置等门禁系统中。2， 指纹卡，国际上偷盗使用卡和利用信用卡进行诈骗犯罪活动越来越猖獗, 仅1995 年英国因此损失8 千万英镑, 法国损失3100 万英镑, 目前我国信用卡用户已达2～ 3 千万, 利用信用卡犯罪我国也在呈不断上升趋势。我国政府打算用10 年左右的时间, 在全国400 多个城市的3亿人中推广信用卡, 预计发行量将达到2 亿张。目前我国IC 卡年产量已达6 千万张, 生产能力已达1 亿张, 全世界到2000 年IC 卡的总需求超过38 亿张, 我国需求量为年均2 千万张。目前, 国内各种磁卡、IC 卡系统已十分普遍。例如: 大庆市1996 年已拥有医疗保险IC 卡80 万张, 全国联网的200 电话磁卡已有上百万用户。由于指纹识别技术的诸多优点, 可以预料, 一方面指纹卡将会在一切需要验证身份的场所发挥越来越重要的作用, 其应用领域将会进一步拓宽; 另一方面, 由于市场的推动, 指纹识别技术也会不断提高, 在其识别可靠性、速度、成本等方面进一步朝实用化迈进。我们期待着指纹识别这一高技术在人们的生活中起到应有的越来越重要的作用。

**2、本人对课题任务书提出的任务要求及实现预期目标的可行性分析**

实现指纹图像的识别, 常采用自动指纹识别系统AFIS(Automated Fingerprint Identification System)。该系统主要包括以下几个流程：指纹取像，图像预处理，特征提取（数据库管理），指纹识别。将一个人的指纹采集下来输入计算机进行处理是指纹自动识别的首要步骤。指纹图像的获取主要利用设备取像,方便实用。图像的预处理和特征提取，无论采取哪种方法提取指纹,总会给指纹图像带来各种噪声。预处理的目的就是去除图像中的噪音,把它变成一幅清晰的点线图,以便于提取正确的指纹特征。预处理是指纹自动识别过程的第一步,它的好坏直接影响着指纹识别的效果。常用的预处理与特征提取( Image Preprocessing and Feature Ex2t raction) 方法的主要步骤包括方向图计算、图像滤波、二值化、细化、提取特征和后处理。然后通过已有的指纹库将其识别出来。

**3、本课题需要重点研究的、关键的问题及解决的思路**

重点研究：

提取十组不同的指纹，通过MATLAB图像处理界面，读入指纹图像，在经过一系列的处理，将十组不同的指纹区分出来。

解决思路：

1.查阅相关资料，了解如何讲提取来的指纹读入MATLAB图形处理界面;

2.确定预处理的方法将提取的指纹图像中的噪音去除，以便提取正确的指纹特征;

3.根据提取出来的指纹特征通过指纹的分类进行识别。

**4、完成本课题所必须的工作条件(如工具书、实验设备或实验环境条件、某类市场调研、计算机辅助设计条件等等)及解决的办法**

工具书：1、《MATLAB 7.0图形图像处理》王家文 李仰军　编著

2、《MATLAB 7.X图像处理》贺兴华 周媛媛 王继阳 周晖 等 编著

3、冯星奎,肖兴明. 方向加权中值滤波算法\[J \] . 中国图像图形学报,2000 (5) :609 - 611

4、郭晶莹, 吴晴, 商庆瑞. 基于Matlab实现的指纹图像细节特征提取\[J\]. 计算机仿真, 2007, 24(1).

实验环境：计算机、MATLAB软件等。

解决方法：1、在学校图书馆借阅相关书籍；

2、在实验室提供的实验环境或自己安装软件进行仿真、调试；

3、通过网络查阅。

**5、工作方案及进度计划**

工作方案：本次设计的主要目的是将十组不同的指纹识别出来。这次设计的主要步骤包括：指纹的提取，指纹录入MATLAB图形处理界面，在通过一系列的处理将提取的质问噪声除去，得到一幅清晰的点线图,以便于提取正确的指纹特征。提取指纹特征信息, 得到输入指纹特征模板, 然后用输入指纹特征模板与已登记的指纹特征模板相比较, 最后显示识别结果.

进度计划：

3.23~3.30 明确设计任务，查阅杂志文献，收集资料调查研究

4.1 ~ 4.8 综述文献资料，明确开题报告要求

4.9 ~ 4.15 写好开题报告，翻译专业英语文献

4.16~4.30 提出设计方案，进行方案论证；

5.1 ~ 5.11 确定Matlab 对每个指纹图像处理功能模块的算法实现、改进方法及处理结果,；

5.12~ 5.23 用MATLAB软件进行模拟仿真

5.24 ~6.4 撰写论文

6.5 ~ 6.12 答辩**本课题所涉及的问题在国内(外)的研究现状综述**