指纹识别作为一种生物识别技术,历来受到人们的广泛关注和重视,是未来个人身份认证的重要组成部分。进行指纹识别技术方面的研究,具有较高的现实意义和理论意义。本文在查阅大量国内外指纹识别方面的参考文献的基础上,重点对指纹识别中的图像预处理、指纹特征提取算法进行了深入、系统地研究,提出了一些改进的算法,并在PC机上采用Visual C++编程实现了全部算法。通过对程序调试的结果进行分析比较,提出了一套较理想的算法,为下一步指纹匹配的研究工作奠定了良好的基础。 针对目前指纹图像预处理、指纹特征提取算法的研究现状,本文对一些关键技术问题进行了研究并提出了一些改进的方法。其主要内容如下: 研究并实现了包含指纹图像分割、图像增强、二值化、细化的指纹图像预处理算法。图像分割算法包括规格化、柔化、点方向图、背景前景分割四个部分。实验结果表明该分割算法具有很好的适应性,针对不同质量的指纹都能准确分割出有效指纹区域并能得到清晰的指纹边缘。图像增强算法包括块方向图估计、脊线频率估计、Gabor滤波三个部分。实验结果表明该增强算法具有明显的指纹图像增强效果。研究了三种二值化方法——固定阈值法、平滑阈值自适应算法、方向二值化算法。研究并实现了快速细化和改进的OPTA细化算法。整个预处理实验结果表明该套算法最终能得到细化完全的指纹图像,并且细化骨架接近纹线中心线,光滑无毛刺。 在深入研究预处理算法的基础上研究并实现了基于8邻域编码脊线跟踪法的细节特征提取算法。实验结果表明该方法较大幅度提高了特征提取的速度,缩短了图像后处理时间,基本可以满足实际应用的需要,并能够较准确的滤除伪特征点。 实验表明,本文提出的一套算法运算速度快、可有效增强指纹图像,提取特征方法简单有效,可克服由于采集问题造成的噪声,并且算法简单,易于编程实现。