基于Matlab的人体指纹识别程序设计(课程设计)

课程设计

课程名称

课题名称基于Matlab的人体指纹识别程序设计

专业

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姓名

指导老师

年月日

课程设计任务书

课题名称基于Matlab的人体指纹识别程序设计

姓名专业班级学号

指导老师

课程设计时间

教研室意见意见：审核人：

一、任务及要求

1）根据所学的知识和能力，利用Matlab软件设计程序实现根据指纹的大小、形状等特征，识别出不同的指纹；

2）利用按键标志当前指纹识别的状态，例如录入状态、识别状态、清楚状态。

设计要求：

1）对指纹识别的过程进行分析，掌握指纹识别系统算法的工作原理；

2）进行指纹识别程序的方案设计；

3）进行指纹识别程序的模块设计；

4）要有必要的算法设计说明；

5）写出课程设计报告。报告中应包括原理框图、参数曲线分析、操作方法、算法分析、软件调试等，调试过程中遇到的问题，改进方法和总结体会；

6）答辩。

二、进度安排

周一：集中布置课程设计任务和相关事宜，查资料确定指纹识别程序设计总体方案。

周二～周五：完成人体指纹识别程序设计及仿真。

周六～周日：设计报告撰写，周日进行答辩和设计结果检查。

三、参考资料

目录

第1章绪论 (1)

1.1 Matlab介绍 (1)

1.2 Matlab优势特点 (1)

1.3 指纹识别 (1)

1.4 指纹识别技术的主要优点 (1)

第2章设计任务及要求 (2)

2.1 设计任务 (2)

2.2 设计要求 (2)

第3章系统方案设计 (3)

3.1 系统方案设计 (3)

3.2 系统框图 (3)

第4章系统软件设计 (4)

4.1 主函数 (4)

4.2 归一化和切割 (5)

4.3 二值化 (7)

4.4 细化 (9)

4.5 中心点提取 (11)

4.6 求特征点 (14)

4.7 指纹匹配 (16)

第5章系统仿真及调试 (17)

总结 (20)

参考文献.......................................................................................................... 错误!未定义书签。附录. (23)

第1章绪论

1.1 Matlab介绍

略。

1.2 Matlab优势特点

1) 高效的数值计算及符号计算功能，能使用户从繁杂的数学运算分析中解脱出来;

2) 具有完备的图形处理功能，实现计算结果和编程的可视化;

3) 友好的用户界面及接近数学表达式的自然化语言，使学者易于学习和掌握;

4) 功能丰富的应用工具箱(如信号处理工具箱、通信工具箱等) ，为用户提供了大量方便实用的处理工具。

1.3 指纹识别

指纹识别即指通过比较不同指纹的细节特征点来进行鉴别。指纹识别技术涉及图像处理、模式识别、计算机视觉、数学形态学、小波分析等众多学科。由于每个人的指纹不同，就是同一人的十指之间，指纹也有明显区别，因此指纹可用于身份鉴定。由于每次捺印的方位不完全一样，着力点不同会带来不同程度的变形，又存在大量模糊指纹，如何正确提取特征和实现正确匹配，是指纹识别技术的关键。

1.4 指纹识别技术的主要优点

1) 指纹是人体独一无二的特征，并且它们的复杂度足以提供用于鉴别的足够特征;

2) 如果要增加可靠性，只需登记更多的指纹、鉴别更多的手指，最多可以多达十个，而每一个指纹都是独一无二的;

3) 扫描指纹的速度很快，使用非常方便;

4) 读取指纹时，用户必需将手指与指纹采集头相互接触，与指纹采集头直接;

5) 接触是读取人体生物特征最可靠的方法;

6) 指纹采集头可以更加小型化，并且价格会更加的低廉。

第2章设计任务及要求

2.1 设计任务

1）根据所学的知识和能力，利用Matlab软件设计程序实现根据指纹的大小、形状等特征，识别出不同的指纹；

2）利用按键标志当前指纹识别的状态，例如录入状态、识别状态、清楚状态。2.2 设计要求

1）对指纹识别的过程进行分析，掌握指纹识别系统算法的工作原理；

2）进行指纹识别程序的方案设计；

3）进行指纹识别程序的模块设计；

4）要有必要的算法设计说明；

5）写出课程设计报告。报告中应包括原理框图、参数曲线分析、操作方法、算法分析、软件调试等，调试过程中遇到的问题，改进方法和总结体会；

6）答辩。

第3章系统方案设计

3.1 系统方案设计

指纹识别技术主要涉及七个功能：读取指纹图像、归一化和切割、均值滤波和二值化、细化、找中心点、找端点和分叉点、指纹匹配。

第一、由于采集过程中难免因手指或仪器的原因而使图像存在较多的噪声，所以为了使图像更清晰以便于后续特征提取，必须对采集到的图像进行增强和滤波，并进行一步归一化和切割、均值滤波、二值化、细化等。

第二、在细化后的点线图上提取特征值找中心点，删除伪特征值，最终得到用于匹配的细节点。采集到的图像细节点与模板中的细节点进行比对，最终完成指纹匹配。各个环节环环相扣，对整个系统都起着十分重要的作用。本文着重研究了图像预处理和细节特征提取这两个关键部分。

第三、指纹辨识软件会建立指纹的数字表示特征数据，一种可以单方向的转换，将指纹转换成特征数据但不能从特征数据转换成为指纹，而两枚不同的指纹不会产生相同的特征数据。软件从指纹上找到被称为(minutiae)的数据点，也就是那些指纹纹路的分叉点。

第四、通过计算机模糊比较的方法，把两个指纹的模板进行比较，计算出它们的相似程度,最终得到两个指纹的匹配结果。

3.2 系统框图

系统的组成一共有七个部分组成，主函数为主体依次进行，经过一些列的图像处理最后完成指纹匹配。指纹识别系统框图如图3.1所示。

图3.1 系统框图