小区门禁系统中的指纹识别仿真.docx
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小区门禁系统中的指纹识别仿真
小区门禁系统中的指纹识别仿真
专业：
通信工程
班级：
2012级4班
姓名：
赵艺涵
目录
1绪言5
1.1研究背景5
1.2研究现状7
1.3本文研究内容7
2指纹图像的预处理[9]的Matlab仿真平台实现9
2.1Matlab仿真平台的优势9
2.2指纹图像的分类10
2.3图像的规格化10
2.4指纹图像分割11
2.5指纹图像的二值化14
2.6指纹图像的细化15
3指纹图像的特征提取19
3.1指纹图像的特征提取概述19
3.2特征提取算法20
3.3去除伪特征点23
3.4仿真实验与结论25
4指纹识别系统在小区门禁中应用27
4.1指纹匹配27
4.2基于Matlab指纹识别门禁系统设计流程27
4.3基于Matlab指纹识别门禁系统仿真实现与结论29
结论与展望32
致谢33
参考文献34
摘要
当今社会每个人都需要通过身份识别来完成一些事情，而不同于传统识别方法可能回来带安全隐患，生物特征识别成为一项可靠便捷的识别方法。
目前有很多生物识别技术帮助着人们进行身份认证，大大的提高了安全系数，人类本身的固有特征具有独特的稳定性，包括面部识别，语音识别，指纹识别等都是现在非常热门的识别技术。
而在生物特性识别技术中，指纹识别由于其唯一性和稳定性成为了现在大热的识别技术。
指纹识别技术成为了人类的一项最伟大的发现。
本文着重介绍在小区门禁系统里的设计方案，基于指纹识别的小区门禁系统具有安全、方便、易管理的特点。
智能小区指纹门禁系统安全等级系数高，比传统的手段更加便利，降低了由于物品丢失而无法进入的麻烦，相比于人脸识别、虹膜识别等同样的生物特性识别技术，具有成本投入低，取证方便的优点。
在基于Matlab仿真平台上进行研究，通过查阅大量资料，研究指纹识别预处理，如分割，增强，二值化和细化的特征提取和匹配过程的基础。
深入系统的给大家演示指纹识别的过程。
并且在Matlab仿真软件中进行了仿真实现，为小区门禁的安全提出了可行性解决方案。
关键词：
指纹识别；指纹匹配；指纹提取；指纹图像的预处理；小区门禁系统
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Abstract
Today'ssocietyeveryoneneedstogetsomethingdonethroughidentification,asopposedtothetraditionalidentificationmethodsmaycomebackwithsecurityrisks,biometricbecomeareliableandconvenientmethodofidentification.Therearealotofbiometrictechnologytohelppeopletoauthenticategreatlyimprovethesafetyfactor,theinherentcharacteristicsofhumanityitselfhasauniquestability,arenowverypopularrecognitiontechnology.Inthebiologicalpropertiesrecognitiontechnology,fingerprintrecognitionbecauseofitsuniquenessandstabilityhasnowbecomeahotrecognitiontechnology.Fingerprintrecognitiontechnologytobecomeahumangreatestdiscoveries.
Thisarticlefocusesonaccesscontrolsysteminthecelldesign,cell-basedfingerprintidentificationaccesscontrolsystemissafe,convenient,andeasymanagementfeatures.FingerprintAccessControlSystemIntelligentCommunitysecuritylevelcoefficientishigh,moreconvenientthanthetraditionalmeanstoreducethelossofgoodsduetoinaccessibletrouble,comparedtofacerecognition,irisrecognitiontechnologytoidentifythebiologicalcharacteristicsofthesame,withalowinvestmentcost,forensicsconvenienceadvantages.CarriedoutintheMatlabsimulationplatformbasedonresearch,throughaccesstolargeamountsofdata,fingerprintrecognitionpreprocessing,suchassegmentation,enhancement,binarizationandfeatureextractionandrefinementbasedmatchingprocess.Thoroughsystemtoshowyouthefingerprintidentificationprocess.AndsimulationimplementationinMatlabsimulationsoftware,securityaccesscontrolforthedistrictproposesfeasiblesolutions.
Key words：
ingerprintrecognition;fingerprintmatching;fingerprintextraction;fingerprintimagepreprocessing;cellaccesscontrolsystem
1绪言
在电子资讯时代快速发展的时代背景下，数字化自动识别水平的提高也在个人身份识别上得到体现[1]。
个人信息安全也不可避免的成为了一个关键性的社会问题。
但我们国家的身份识别管理还并不是很完善，在生活方便快捷的同时也给我们带来了足够大的隐患，大部分传统的识别技术都存在漏洞，比如当你使用一些证件，银行卡或者密码的时候，盗刷，盗号的风险悄然而至，而为了避免这些讨厌的麻烦，人类伟大的智慧让他们发现了生物识别技术这种较于传统技术更为安全的新手段。
指纹识别技术又称人体密码技术[2]。
是当今社会应用最为广泛的一种身份特征的识别方法，其主要手段是利用计算机来识别身份。
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指纹识别系统，其最主要的功能是对手指上的指纹进行自动化识别[3]。
每个手指的指纹都是不可能改变的，完能够科学地将一个人和他的指纹特征一一对应起来，首先将一个人的指纹信息保存下来，然后将实时采集到的指纹与之比较，通过比对结果，就能够快速准确的识别本人的信息是否真实。
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1.1研究背景
目前有很多生物识别技术帮助着人们进行身份认证，大大的提高了安全系数，人类本身的固有特征具有独特的稳定性，包括面部识别，语音识别，指纹识别等都是现在非常热门的识别技术，其中最为大家使用的，最有前途的是指纹识别技术，指纹是指所得脊人的手指皮肤的凹凸的前端。
有形成在不同的形状经常脊。
山脊的出发点有，最终，集成和分叉点，称为指纹特征点。
不同的人几乎没有相同的概率。
指纹并不会随时间改变，稳定和指纹便捷的唯一保障有目共睹，只需小小的一根手指就可以帮大家完成很多的身份鉴定的工作，而且应用领域也是非常广泛，比如每当有犯罪情况的发生，警察叔叔就可以根据现场的指纹找到对应的人，实现案情的重大突破。
而且这种识别不会轻易被他人窃取，复制，得到了人们广泛的认可。
基于指纹识别的小区门禁系统具有安全、方便、易管理的特点。
利用了指纹具有不变性、唯一性以及量测方便的特点[4]。
智能门禁系统[5]安全等级系数高，比传统的手段更加便利，降低了由于物品丢失而无法进入的麻烦，相比于人脸识别、虹膜[6]识别等同样的生物特性识别技术，具有成本投入低，取证方便的优点。
下面通过表1来了解一下各种生物识别技术的不同。
表1几种生物特征身份识别的比较
鉴定方法
广泛性
独特性
持久性
采集性
性能
接受性
防伪性
人脸
高
低
中
高
低
高
低
指纹
中
高
高
中
高
中
高
掌形
中
中
中
高
中
中
中
掌纹
中
中
中
中
中
中
高
虹膜
高
高
高
中
高
低
高
视网膜
高
高
中
低
高
低
高
签名
低
低
低
高
低
高
低
语音
中
低
低
中
低
高
低
图1身份认证技术的比较
1.2研究现状
1684年[7]英国生物学家株形格鲁发表的一项研究指纹的科学论文。
之后就开始了漫长的指纹系统的开发，指纹作为典型的生物识别的模式，我们自1960年以来全国打响指纹的工作在指纹理论领域取得了显著成果,最初我们只是把它当作合同和证件的凭证，犯罪的证据等，到了90年代中后期，指纹识别才逐渐应用到了各种系统中，在民间得到了广泛且实际的应用。
指纹识别也从早期的手工工艺指纹识别现在涉及到图像处理，模式识别，计算机视觉，数学形态学，综合技术小波分析的许多学科。
1.3本文研究内容
我们通过研究了指纹识别的背景及现状等社会情况，了解到了指纹识别的发展过程，在此基础之上，我们经过大量的查阅资料与分析，做出了如下总结研究步骤：
首先掌握Matlab的使用方法，了解其中函数的使用情况以及编程技巧分析。
其次掌握指纹识别的概念与提出实现过程的框图；学会指纹图像的的提取与匹配方法，对指纹的归一化、分割、二值化以及细化做了重点研究；最后，进行基于Matlab的指纹识别在门禁系统中的仿真与实现。
2指纹图像的预处理[9]的Matlab仿真平台实现
当我们把事先收集好的指纹图像拿出来，并不能直接应用到仿真环境中，而是要先对它进行图像的预处理。
2.1Matlab仿真平台的优势
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Matlab的全称是MatrixLaboratory，是美国mathworks公司出品的一种集多种技术于一身的开发环境。
本文主要运用的就是其系统建模仿真这一技术。
Matlab不但具有内部函数还具有可以读取和修改的工具箱和主包文件，因为其开放性所以得到用户的青睐和好评。
用户不但可以自己修改程序源还能把自己编写的程序加入新的工作包中。
再加以目前各种视窗上的版本都已推出，编辑程式，执行、观看结果和列印，您可以通过Windows轻松切换和下拉功能来完成。
Matlab是数据矩阵，其数学表达式和指导，工程常见的形式是非常相似的基本单位，Matlab有着在图形符号方面非常强大的功能、专业的控制系统工具栏、不限制语法、程序设计很自由、库函数丰富、函数命令简单高效且界面使用方便的优点，Matlab封装了通信及数字信号处理的许多函数，这些toolbox为系
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