1. 研究目的与意义
随着计算机技术的高速发展和信息技术的广泛应用，越来越多的场合需要身份验证，人们也越来越高的要求识别技术的准确、安全和方便，而指纹不变性和唯一性的特性，使得指纹识别技术成为目前应用最广泛的身份识别与验证技术之一。自动指纹识别技术是模式识别领域中最为成熟的生物鉴定技术，它涉及图像处理、模式识别、数字信号处理和人工智能等领域，相比其他生物特征识别技术，具有识别准确率高，采集方便、成本低廉等优点。
传统的身份识别主要依靠两种途径:(l)持有物，如各种证件;(2)所了解的信息，如口令或密码。然而，生活中人们常因证件的遗失或密码的忘记而心烦意乱，同时，大部分的密码存在被猜测或窥探而丢失的隐患。因此，传统的基于密码的安全机制受到了极大的挑战。由于生物特征不会像持有物那样容易被偷窃和转移，也不会像密码那样会被遗忘和破解，因此人们认为生物识别将是一种新兴的、更加可靠、方便、快捷的大众化身份识别手段。
生物识别是基于个人特有的生理或行为特征进行身份鉴别的技术。生理特征包括:指纹、掌型、视网膜、虹膜、人体气味、脸型、皮肤毛孔、手腕的血管纹理和DNA等。其中，指纹指的是指尖表面的纹路，其中突起的纹线称为脊线，脊线之间的部分称为谷线。指纹的纹路并不连续、平滑、流畅，出现中断、分叉或转折是常见的现象，这种断点、分叉点和转折点为身份识别提供了足够的信息。
2. 课题关键问题和重难点
【关键问题和难点】
(1)首先是指纹的采集。指纹通过采集仪扫描时往往容易丢失部分信息，手指割伤、清洁度、干湿程度等等会导致指纹图像的变化，从而造成采集指纹质量的下降。但质量较好的采集仪对上述变化也能有较好的适应性，因此需要高性能的指纹采集仪。
(2)低质量指纹图像的特征难以准确提取。如何根据特征提取算法的能力准确地进行指纹分割，如何准确地提取奇异点，都将影响整个识别系统的性能。设计一种有效的提取复杂指纹特征情况的特征提取算法具有很大的挑战性。
3. 国内外研究现状（文献综述）
作为指纹识别系统的核心，指纹识别算法主要按照两个方面来进行研究:(1)基于图像全局特征的识别算法;(2)基于图像局部特征的识别算法。基于图像全局特征的识别算法主要是利用指纹图像的频域或空域信息来唯一表示和识别不同的指纹，即可以使用指纹图像的全局信息来进行识别的方法。而指纹的全局信息主要表现为指纹的奇异点，国内外指纹奇异点的检测算法已经被许多科研工作者进行了广泛而深入的研究，主要方法包括点指数法、模板匹配法、基于区域分割的检测、算子检测以及基于Poincare的经典检测算法等。点指数法是通过指纹奇异点附近的方向特征来计算点指数，可同时得到core点和delta点，具有旋转平移不变性，给出了理论意义上的指纹奇异点检测方法，但该方法在实际应用过程中不但容易将真奇异区的检测漏掉，而且易产生假奇异区的误检，尤其对于拱形指纹奇异点的检测更容易发生这种情况。模板匹配法是运用包含在指纹中心周围纹线所有走向情况下的八个RPM(RidgePatternModel)模板来筛选指纹中心点，但指纹中心点有时由于所选取的模板类型较少难以实现准确定位。
自动指纹识别系统的工作模式一般分为验证和辨识。验证为一对一匹配，辨
识为一对多匹配。一般的自动指纹识别系统工作流程主要分为数据采集，数据传输，数据处理，决策和数据存储等五个部分。数据采集是利用指纹采集仪获取活体指纹的图像或利用扫描仪获取指纹数据，主要涉及采集仪特性和采集方法。数据传输只是在某种情况下需要，通常采用wsQ指纹图像压缩标准。数据处理是指纹识别系统的关键步骤，包括质量判断、特征提取和匹配识别等过程。其中，特征提取是从输入的指纹图像中提取细节，包括方向估计，脊线抽取及细化、细节抽取等;匹配是判断两幅图像的相似性。决策部分决定两幅图像是否来自同一手指。数据存储部分保存指纹的特征模板。
4. 研究方案
1.基于PoincareIndex的指纹奇异点检测算法原理和步骤：
目前实现奇异点检测的主流方法是最早由Kawagoe提出的用Poincareindex来确定指纹图像中delta点和core点的位置和数目，它是把指纹图像看作一个方向场来实现的〔9.28}Poincare索引值是指以某一点为中心的一条闭合曲线上各点的方向角度变化量之和，对图像上不同类型的点的Poincare索引值不同，非奇异点的为0，三角点为一，漩涡型中心点为2}，环型中心点为:。这种方法对噪声比较敏感，在低质量的指纹图像中容易产生伪奇异点。其基本原理描述如下:假设0是指纹图像的方向场，那么方向场中给定坐标为(i,j)的点的Poincareindex数值计算。
2.计算各像素点的Poincare索引值，依据Poincare值判断各点是否为奇异点。
5. 工作计划
第1周：撰写开题报告和完成外文翻译。
第2周：进行课题总体规划和课题的详细设计。
第3-5周：进行课题模块化设计并进行模块代码编写与调试。
以上是毕业论文开题报告，课题毕业论文、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
