找出你的指纹密码 论文

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1、2015年数学建模与仿真课程论文题目：找出你的指纹密码姓名：学院：专业：学号：选课老师：2015年月日38摘要人的指纹各不相同，指纹可以用来确定人的身份。在众多的生物识别技术中，指纹识别是出现最早、应用最广、价格最为低廉的一种生物识别技术。目前，指纹识别相关的研究一直十分活跃，它集光学传感器技术、电子技术、数字图像处理、模式识别于一体，吸引了大量研究者的注意和参与。想要更好地利用指纹识别技术，必须在指纹的特征提取上进行优化。本文针对不同的指纹给出了普遍适用且较为精准的指纹基本特征的表示方法。在此基础上，利用不同指纹的基本特征的表示结果对不同的指纹进行对比区分，进而实现指纹的匹配。针

2、对问题一，我们需要对指纹的基本特征进行提取并表示。首先，我们对指纹图像利用二值化和细化处理进行了图像预处理，修复图像采集中的指纹线条信息的丢失；其次，对处理后的图像进行特征总结提取；最后，利用相邻特征点的特征向量对其进行表示。为了减少字节数，我们在图像预处理前进行了归一化和均衡化的处理，使得特征信息更为精简。事实证明，我们的表示方法能由指纹唯一确定。针对问题二，对每一指纹进行“指纹密码”描述，只需要将问题一中的模型普遍化，推广为一般模型即可，然后通过matlab实现算法过程。比较不同指纹间的异同及相似程度即对指纹进行匹配，相似程度高的则越匹配，反之则越不匹配。对指纹进行匹配采用了特

3、征匹配算法，抓住特征点的匹配程度衡量指纹之间的相似性。针对问题三，首先，我们先对不同特征的指纹进行分类，主要分为38五类，包括弓型、螺旋型、斗篷型、左旋、右旋。其次，通过指纹的密码表示，将具有相同特征的指纹提取出来归为一类，从而实现了对指纹的分类。关键词：指纹指纹密码指纹匹配指纹匹配二值化细化特征提取38目录：摘要2一、问题的背景4二、问题的提出与重述4三、基本假设5四、模型的主要符号变量说明5五、问题的分析55.1问题一的分析55.2问题二的分析55.3问题三的分析5六、问题一的模型建立与求解66.1刻画描述指纹基本特征的表示方法66.1.1图像预处理阶段66.1.1.1切割66

4、.1.1.2均衡化处理76.1.1.3归一化处理与二值化处理76.1.1.4细化并且去除毛刺处理阶段96.1.2特征提取阶段136.2进一步压缩字节数146.3“指纹密码”的唯一性15七、问题二的模型建立与求解157.1对每一指纹的“指纹密码表示”157.2比较不同指纹的异同及相似程度15387.2.1指纹数字图像匹配过程157.2.1.1中间点定位157.2.1.2建立特征模板157.2.1.3定义匹配点167.2.2指纹数字图像的匹配算法16八、问题三的模型建立与求解16参考文献17附录1838一、问题的背景人的指纹各不相同，指纹可以用来确定人的身份，指纹识别技术作为最传统、最

5、成熟的生物识别方式之一，已经在很多领域得以应用。如何对指纹的基本特征进行有效提取制约着指纹识别技术的发展。对指纹的特征进行更为完善、精准、简洁地表示是我们当前最重要的任务，只有做好这一步，才能使得指纹匹配进行的更加顺利，指纹识别技术有质的飞跃。二、问题的提出与重述人的指纹各不相同，里面藏着很多秘密。指纹可以用来确定人的身份，广泛用于刑侦、加密、考勤等领域，最近还出现了用指纹进行手机解锁等应用。还有一些人声称指纹与人的健康、性格、命运等都有一定的联系。指纹传统上以图像格式存储，一般占用较多的空间，且图像里面的像素信息并不易用来进行分析或比对。为发现指纹中隐藏的秘密，我们需要有一种方法

6、来描述指纹的内在结构、具体形态和其它特征并将其用最少的字节数来存储于计算机中。试根据下图中的指纹例子，不借助现有的指纹相关算法及软件，来尝试进行一次“指纹密码”发现之旅。问题1：以第一个指纹为例，给出一种用不超过200字节（下面称为“指纹密码”）来刻画描述指纹基本特征的表示方法，介绍其数学原理。你能否进一步压缩表示指纹特征的字节数？对可能性予以讨论。你给出的“指纹密码”能否由指纹唯一确定？问题2：将你的方法编程实现，对每一幅指纹都给出其“指纹密码”的表示。基于你找到的这些指纹表示，你能否给出一种方法比较不同指纹间的异同及相似程度？问题3：你能否对以下16个指纹进行对比和归类？请给出

7、你对比及分类的依据和结果。38一、基本假设1.建模过程中不考虑指纹图像质量对各异性的影响。即假设所有的图像都是标准的图像。二、模型的主要符号变量说明G(i,j)是像素点(i，j)的灰度值M和VAR是估计的指纹平均灰度和方差对于具有256级灰度的指纹图像，.取M0=150VAR0=2000f(Pi)是原图像Pi点处的灰度值，N是领域S(Pi)内的像素个数。g(Pi)是二值化处理后Pi点处的灰度值。三、问题的分析5.1问题一的分析38问题一需要实现对指纹基本特征的提取，在