指纹识别在所有包含身份认证的领域均有着广阔的应用前景,构建准确可靠、安全实用的自动指纹识别系统一直是生物特征识别领域的研究热点。尽管自动指纹识别的理论研究与应用开发取得了重大进展,但指纹识别算法的准确性和识别速度仍有待提高。本文在指纹图像预处理算法、指纹奇异点与细节点提取算法、指纹分类及检索算法等方面进行了较为深入的分析研究,取得了以下成果:1、在指纹图像预处理算法方面,一是提出采用指纹图像子块的频谱能量比与灰度对比度构成特征向量,利用线性支持向量机对这些特征向量进行分类,再运用二值图像形态学操作实现指纹图像分割;二是提出对指纹块方向图进行选择性平滑后,通过对投影信号进行谱分析估计纹线间距,再结合Gabor滤波实现指纹图像增强。2、在指纹特征提取算法方面,一是提出采用多尺度低通滤波估计指纹的复数平方点方向场,并用三种不同的方向滤波器对该方向场进行复数滤波,然后根据响应的幅度和相位,更加准确地提取指纹奇异点的位置和方向信息;二是改进了基于细化图像的指纹细节点提取算法,该算法首先在指纹二值图像上运用开、闭及填充等操作来避免复杂的虚假细节点结构的产生,再根据指纹分割模板去除前景区边缘的错误细节点,然后针对不同类型的虚假细节点,综合运用多种后处理规则予以剔除。3、在指纹分类及检索算法方面,一是提出了基于平均纹线间距的指纹检索方法,根据输入指纹的平均纹线间距在模板数据库中进行连续检索,通过调整搜索半径的大小可以实现任意的分类精度;二是提出了基于奇异点区域方向场的指纹检索方法,根据所得奇异点个数及相对位置对指纹进行初次分类,最后利用奇异点区域的方向场构成指纹的特征向量,并通过比对特征向量进行指纹检索。