摘 要
由于指纹所具有的唯一性和不变性，以及指纹识别技术具有很高的可行性和实用性，指纹识别成为目前最流行、最可靠的个人身份认证技术之一。
本论文对指纹图像基于小波变换的各种处理进行了分析、总结。图像处理包括基于小波变换的指纹图像滤波处理和基于小波的指纹图像增强处理。同时介绍指纹图像的预处理：目的是去除指纹图像中的噪音，将其转化为一幅清晰的点线图，便于提取正确的指纹特征。它分四步进行，即灰度滤波、二值化、二值去噪、细化。
本文针对基于点模式匹配的指纹匹配算法速度较慢的现状,设计了一种新的指纹匹配方法,即利用纹线匹配技术来寻找基准点对的指纹匹配算法.实验证明,该算法匹配速度很快,误识率低,准确性高,并具有图象旋转平移不变性.对面积适中的指纹图象,匹配结果可以满足在线应用的需要.该算法有望发展成为一种实用、有效的指纹匹配技术.
关键词:指纹图像增强，细化，特征提取，特征匹配，二值化，指纹图像滤波
Abstract
Due to the uniqueness and invariability of fingerprints, and better feasibility and utility of fingerprint verification technology, the automated identification based on fingerprints is becoming an attractive alternative to the traditional methods of identification.
In this paper, we have analyzed the image processing of fingerprint images which are based on wavelets transforms. The image process is mainly composed of two sections, which are fingerprint filtering process and fingerprint the enhancement which are based on wavelets transform. At the same time, there to be introduce the fingerprint preprocess. The fingerprint preprocess is to remove noise and it will translate into a plain point-line image, which is convenient for extracting the perfect fingerprint character.
Because the fingerprint matching algorithm based on point pattern matching is not quick enough, a new fingerprint matching algorithm is presented here. Lines matching technique is used in the algorithm for seeking pairs of reference minutiae. Through experiments, the algorithm is proved accurate, quick, and invariable to translation and rotation of images. According to fingerprint images of moderate sizes, the needs of online application can be met. The algorithm is expected to be a convenient and effective fingerprint matching technique.
Key words：fingerprint image enhancement ，feature extraction, feature fingerprint image compression thinning, matching,
1 绪 论
1.1、指纹自动识别技术的历史、现状和未来
自动指纹识别技术是一种有着广泛应用背景的身份鉴定技术。本论文主要介绍了自动指纹识别系统的指纹图像处理和指纹匹配两部分。指纹识别的基本原理为：采用细节点坐标模型来做细节匹配，即对指纹的脊线末梢和指纹的脊线分支点提取特征点来鉴定指纹。具体的自动指纹识别系统框图见图1-1。
图1-1 自动指纹识别系统框图
考古证实，公元前7000年到6000 年以前，古叙利亚和中国，指纹作为身份鉴别己经开始应用。考古发现，在这个时代，一些粘土陶器上留有陶艺匠人的指纹，中国的一些文件上印有起草者的大拇指指纹，在 Jercho 的古城市的房屋留有砖匠一对大拇指指纹的印记等。虽然指纹的一些特征己经被人们认识和接受而不能证明，但指纹己广泛应用社会的各个方面。
19世纪初，科学研究发现了至今仍然承认的指纹的两个重要特征：一是两个不同手指的指纹脊线的式样(ridge pattern)不同，另外一个是指纹脊线的式样终生不改变。这个研究成果使得指纹在犯罪鉴别中得以正式应用。(主要代表性的事件有：1896年阿根廷首次应用，然后是1901年的苏格兰，20世纪初其他国家也相继应用到犯罪鉴别中) 20世纪 60年代，由于计算机可以有效的处理图形，人们开始着手研究利用计算机来处理指纹。从那时起，自动指纹识别系统 AFIS在法律实施方而的研究和应用在世界许多国家展开。
20世纪80年代，个人电脑、光学扫描这两项技术的革新，使得它们作为指纹取像的工具成为现实，从而使指纹识别可以在其他领域中得以应用，比如代替IC卡。现在(90 年代后期)，低价位取像设备的引入及其飞速发展，可靠的比对算法的发现为个人身份识别应用的增长提供了舞台。
对指纹识别技术来说，被广泛接受意味着在影响千万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，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，指纹识别技术可以取代钥匙、证件、图章和卡阅读器。
然而，必须指出的是，指纹识别技术到目前在国内乃至世界上仍未普及，其主要原因是：
(1)速度慢，目前一般系统辨别时需要数秒钟甚至更长；
(2)价格高，系统过于昂贵；
(3)性能差，错误拒识率（False Reject Rate：FRR）和错误接受率（FalseAccepted Rate：FAR）过高。因此，对快速而精确的指纹识别方法的研究有着重要的科学意义和应用价值。
一般来说，一个指纹自动识别系统(Automated Fingerprint Identification System：AFIS)主要包括指纹图像提取子系统、指纹识别子系统和指纹压缩存储子系统几个部分组成。其中，指纹识别子系统是整个系统的核心部分，包括指纹图象处理、特征提取、指纹分类及匹配等四部分。本文将主要对指纹图象处理和特征提取的部分算法加以讨论和研究。
