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随着时代数字化的发展,人们对于身份鉴别的安全性和可靠性的要求越来越高,常用的身份鉴别方法如钥匙、证件、用户名、密码等存在着易丢失、易遗忘、易被他人伪造或盗用的缺点,己不能满足人们的需要,人们逐渐把目光转向了生物特征识别技术。指纹具有两个重要特征,一是唯一性,两个不同指纹纹脊的式样不同;二是不变性,指纹纹脊的式样终生不变。利用指纹识别的优点在于,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,扫描指纹的速度很快,使用非常方便,特别是随着现代个人电脑和光学扫描技术的发展,使指纹识别技术开始向商业化方向发展,并逐渐在各个领域中发挥着重要的作用。指纹图像预处理是指纹自动识别过程的第一个处理环节,它的好坏决定着自动识别系统的效果。指纹分割主要是找出指纹区和非指纹区,它是指纹图像预处理的首要步骤和关键环节,对指纹图像预处理过程中的后续步骤有着直接影响。指纹图像分割的传统算法多采用基于块的指纹图像分割方法,这类指纹图像分割方法简单,易于实现。
本文系统阐述了指纹自动识别的理论和技术以及指纹图像分割的原理、方法和现状,详细讲解了常用的基于灰度方差法、基于方向图法和灰度频数法的指纹分割算法,以及一些常用的混合技术指纹分割算法的算法理论、算法描述,并通过程序实现,对上述算法的优缺点及适用范围进行了分析、比较。本文在研究和分析常用的单一技术指纹图像分割方法以及一些常用混合技术分割算法的基础上,针对这些方法各自的优缺点,提出一种利用多种方法对指纹图像进行逐层分割的方法。该方法能准确地分割出背景区和前景区再从前景区准确地分割出不可恢复区、清晰区和可恢复区,适用于分割不同质量和不同级别的指纹图像。分析、处理结果都表明:该算法抗噪能力强、分割效果好,能够最大限度地保留指纹图像中有效的前景区域又能够尽可能多地去除指纹图像中的无效前景区域,与人的视觉分割要求接近,具有很强的稳定性和很高的分割正确率,因此具有很高的实用价值,能够满足一般指纹识别系统性能的要求。