完整版指纹识别门禁系统40软件41本科毕业设计Word文件下载.docx
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WiththecontinuousdevelopmentofBiometricIdentificationTechnology,Peoplefoundthateachperson'
sfingerprinthasuniquenessandinvariant.ThereforeFingerprintIdentificationTechnologygraduallydevelopedasanewidentityrecognitionmode,andwithitsgoodsafetyandreliability,ithasreplacedthetraditionalidentificationwaytrends.
ThispaperbrieflyintroducesthebasicstepofFingerprintIdentification,theyareFingerprintimagepreprocessing,Fingerprintcharacteristicextraction,Fingerprintmatching.IntheFingerprintimagepreprocessing,inturnintroducedthenormalizedprocessing,Imageenhancement,BinarytreatmentandRefiningprocessingmethod.Afterpretreatmentwillgetapictureforapixelwidthoftwenty-first-centurybinaryimage,thenthroughtheparticularendpointandintersectiononthecharacteristicsoftheFingerprintmatching.ThispaperusingMatlabprogramsallalgorithm.
KeywordsFingerprintidentificationImageprocessingFeatureextraction
Featurematching
毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明
原创性声明
本人郑重承诺:
所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名:
日 期:
指导教师签名:
日 期:
使用授权说明
本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:
按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;
学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;
学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;
在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名:
日 期:
学位论文原创性声明
本人郑重声明:
所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
日期:
年月日
学位论文版权使用授权书
本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。
本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
日期:
导师签名:
日期:
第1章绪论
1.1研究背景及意义
现代门禁系统是一种随着电子技术和计算机技术的发展而迅速发展起来的安防系统,一套现代化的、功能齐全的门禁系统,不仅可用于进出口控制,而且有助于单位内部的有序化管理。
门禁系统是新型现代化公共安全管理系统,它集微机自动识别技术和现代安全管理措施为一体,涉及电子、机械、光学、计算机技术、通信技术和生物技术等诸多新技术,是重要部门出入口实现安全防范管理的有效保障[1]。
目前有很多的生物测定技术可用于身份认证,包括虹膜识别技术、视网膜识别技术、面部识别、签名识别、声音识别技术、指纹识别等,具有安全、可靠的特点,其中自动指纹识别系统是目前研究最多、最有应用前景的生物识别系统。
指纹识别技术的应用十分广泛,指纹因具有终生不变性及稳定性,而且不同人指纹相同的概率几乎为零,因此指纹自动识别系统被广泛应用于案例分析、商业活动中的身份鉴别等领域。
指纹识别技术的发展得益于现代电子集成制造技术的进步和快速可靠的算法的研究。
指纹门禁系统通过将用户的指纹特征与指纹特征数据库中的数据进行对比实现用户身份的鉴别,并不直接保存和使用用户的指纹图像信息,不会侵犯到用户的隐私信息,是当前技术最先进、应用最广泛的门禁系统。
对生物识别(指纹识别)技术来说,被广泛应用意味着它能在影响亿万人的日常生活的各个地方使用。
通过取代个人识别码和口令,生物识别(指纹识别)技术可以阻止非授权的“访问”,可以防止盗用ATM、蜂窝电话、智能卡、桌面PC、工作站及其计算机网络;
在通过电话、网络进行的金融交易时进行身份认证;
在建筑物或工作场所生物识别技术(指纹识别)可以取代钥匙、证件、图章等。
生物识别(指纹识别)技术的飞速发展及其广泛应用将开创个人身份鉴别的新时代。
指纹所具有的唯一性、不变性、易于获取、分类存储有规律等特性使其成为生物鉴定学中最为成熟的方式[2]。
1.2国内外研究现状及分析
指纹识别技术从早期的人工比对到现在采用计算机技术实现自动指纹识别,指纹对比更加准确,识别效率得到极大提高。
自动指纹识别过程通常由指纹图像滤波增强、二值化、细化、特征提取以及指纹匹配等几个环节构成。
指纹图像滤波增强的目的是将有噪声干扰的指纹图像变得更加清晰,使得指纹图像的脊线更黑,谷线更白,当前在实际指纹图像增强算法的应用中一般是几种滤波增强方式结合起来使用,主要的方案是基于傅里叶变换结合滤波和指纹图像点方向场的下上下滤波器;
指纹图像二值化,是将指纹图像变成灰度值只有0和255两种颜色的图像,当前,在自动指纹识别中常采用的是根据指纹图像的点方向场在指纹纹线方向和指纹纹线垂直方向上对指纹图像进行二值化处理;
指纹图像细化是指删除指纹纹线的边缘像素,使之只有一个像素宽度,目前在自动指纹识别技术中常用的是OPTA算法的改进的图像模板细化算法;
指纹特征提取,是将细化后使用计算机数字图像处理技术采集指纹图像中奇异点、端点、叉点等指纹特征数据,目前常用的特征提取算法是先对细化后的指纹图像进行初步去噪,然后提取特征点,再根据阈值去除伪特征点;
指纹匹配,是指纹预留模板图像与输入样板图像中的所有特征点的匹配,目前在自动指纹识别系统中常采用可变大小的界限盒的指纹特征匹配算法。
目前指纹识别技术还有很多困难,例如当三维的指纹被指纹录入设备扫描成二维的数字图像时,会丢失一部分信息、,手指划破、割伤、弄脏、不同干湿程度以及不同的按压方式,还会导致指纹图像的变化,这给可靠的特征提取带来了相当地困难;
例如传统的基于细节点的识别方法,是依靠提取指纹脊线上的细节点,然后对其位置和类型进行匹配,来识别指纹的,而噪声会影响特征提取准确度,增加错误的特征点或丢失真正的特征点。
当噪声很大时,就要增加图像增强算法来改善图像的质量,但很难找到一种增强算法能够适应所用的噪声,多种增强算法又会大幅增加算法运行时间,不好的增强算法又会增加人为特征。
当噪声增大时,提取了许多虚假细节点,还有可能丢失细节点,这就是传统的基于细节点识别算法的不足之处之一,因为它只利用了指纹图像中的一小部分信息(细节点位置和方向)作为特征进行匹配,丢失了蕴涵在图像中的其他丰富的结构信息。
不难想象,基于这种方法的识别算法,很难全面适应指纹的变化。
1.3设计内容与要求
⑴、熟练掌握图像处理原理与模式识别原理;
熟练掌握MATLAB软件及该软件中的ImageProcessingToolbox及其编程技巧;
⑵、掌握指纹识别的概念与实现过程框图;
熟练掌握指纹图像的特征、特征提取、指纹识别方法;
⑶、构建指纹识别完整模型,包括图像获取、图形预处理、特征提取、图像识别各环节的软件算法;
在图像预处理过程中,充分考虑图像去噪、图像增强等有关算法;
同时,设计基于指纹识别的用户管理界面;
⑷、在消化吸收国内外研究成果的基础上,探讨指纹识别模型与算法的快速性、鲁棒性。
同时,针对构建的简单指纹图像数据库具有较好的识别效果,并考虑指纹门禁控制系统的实时性;
⑸、参照国内外同行取得的研究成果,不断改进算法模型。
针对实际应用,探讨该模型算法的优点;
讨论指纹图像数据库的大小、系统容量、训练样本随机变化、以及选择不同算法时对识别率的影响;
得出具有一般性指导意义的结论。
第2章指纹识别的基本理论及应用
2.1指纹识别的原理和方法
2.1.1指纹的特征与分类
指纹识别学是一门古老的学科,它是基于人体指纹特征的相对稳定与唯一这一统计学结果发展起来的。
实际应用中,根据需求的不同,可以将人体的指纹特征分为:
永久性特征、非永久性特征和生命特征。
永久性特征包括细节特征(中心点、三角点、端点、叉点、桥接点等)和辅助特征(纹型、纹密度、纹曲率等元素),在人的一生中永不会改变,在手指前端的典型区域中最为明显,分布也最均匀。
细节特征是实现指纹精确比对的基础,而纹形特征、纹理特征等则是指纹分类及检索的重要依据。
人类指纹的纹形特征根据其形态的不同通常可以分为“弓型、箕型、斗型”三大类型,以及“孤形、帐形、正箕形、反箕形、环形、螺形、囊形、双箕形和杂形”等9种形态。
纹理特征则是由平均纹密度、纹密度分布、平均纹曲率、纹曲率分布等纹理参数构成。
纹理特征多用于计算机指纹识别算法的多维分类及检索。
非永久性特征由孤立点、短线、褶皱、疤痕以及由此造成的断点、叉点等元素构成的指纹特征,这类指纹有可能产生、愈合、发展甚至消失。
指纹的生命特征与被测对象的生命存在与否密切相关。
但它与人体生命现象的关系和规律仍有待进一步认识。
目前它已经成为现代民用指纹识别应用中越来越受关注的热点之一。
2.1.2指纹识别的原理和方法
指纹识别技术主要涉及四个功能:
读取指纹图像、提取特征、保存数据和比对。
通过指纹读取设备读取到人体指纹的图像,然后要对原始图像进行初步的处理,使之更清晰,再通过指纹辨识软件建立指纹的特征数据。
软件从指纹上找到被称为“节点”(minut
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