指纹图像预处理和特征提取算法的Matlab实现

使用Matlab进行图像识别的基本方法引言随着计算机视觉的快速发展，图像识别技术正在不断成熟和应用于各个领域。

作为一种强大的科学计算工具，Matlab在图像处理和识别方面发挥着重要作用。

本文将介绍使用Matlab进行图像识别的基本方法，包括图像预处理、特征提取和分类器训练等方面。

一、图像预处理图像预处理是图像识别的首要步骤，可以提升图像质量和减少噪声的影响。

在Matlab中，我们可以使用一系列的函数和工具箱来进行图像预处理。

常见的图像预处理方法包括灰度化、平滑滤波、边缘检测等。

1. 灰度化灰度化是将彩色图像转换为灰度图像的过程。

在Matlab中，我们可以使用rgb2gray函数将RGB图像转化为灰度图像。

该函数将RGB图像的红、绿、蓝三个分量按一定的权重进行加权平均，得到一个表示灰度的单通道图像。

2. 平滑滤波平滑滤波可以去除图像中的噪声，提升图像的质量。

Matlab中提供了多种平滑滤波函数，如均值滤波、中值滤波和高斯滤波。

用户可以根据实际需求选择合适的滤波方法。

3. 边缘检测边缘检测是图像预处理中常用的技术之一。

Matlab中有多种边缘检测算法可供选择，如Sobel算子、Canny算子和Laplacian算子等。

用户可以根据具体情况选择适合的边缘检测方法。

二、特征提取特征提取是图像识别的关键步骤，是将图像中的信息转化为可供分类器识别的特征向量。

在Matlab中，我们可以使用各种特征提取算法和工具箱来提取特征。

常用的特征包括颜色直方图、纹理特征和形状特征。

1. 颜色直方图颜色直方图是一种常用的图像特征，可以反映图像中不同颜色的分布情况。

在Matlab中，我们可以使用imhist函数计算图像的颜色直方图。

通过统计图像中每个颜色值的像素个数，我们可以得到一个表示颜色分布的特征向量。

2. 纹理特征纹理特征是用来描述图像中的纹理信息的特征。

在Matlab中，我们可以使用局部二值模式（Local Binary Patterns, LBP）和灰度共生矩阵（Gray Level Co-occurrence Matrix, GLCM）等方法来提取纹理特征。

《MATLAB语言》课程论文Matlab指纹识别系统姓名：***学号：***********专业：通信工程班级：通信2班指导老师：***学院：物理电气信息学院完成日期：2014.11.11Matlab指纹识别系统（姓名江帅璋2013级2班）摘要本文系统地介绍了指纹识别技术的发展和国内外研究应用现状，阐述了建立指纹识别系统的必要性和意义。

以数字图像处理为基础，研究指纹识别的原理和方法，重点分析基于神经网络指纹识别算法、滤波特征和不变矩指纹识别算法和指纹匹配算法，将matlab作为仿真工具，针对已有的三种指纹识别算法进行编程识别；并通过实验论证各种算法的优缺点。

关键字：指纹识别；算法；matlab仿真目录第一章绪论 (4)1.1 引言 (4)1.2指纹识别技术的发展和研究现状 (5)1.3 指纹识别研究的目的和意义 (7)1.4 本论文结构 (8)第二章指纹识别的理论和方法 (9)2.1指纹识别的基本原理 (9)2.2指纹识别系统工作流程 (9)2.3指纹识别技术的方法 (10)2.3.1神经网络指纹识别算法 (10)2.3.2 滤波特征和不变矩指纹识别算法 (11)2.3.3指纹匹配算法 (13)第三章matlab仿真实验结果与分析 (16)3.1 算法matlab仿真结果 (16)3.2 结果分析 (17)第四章总结与展望 (18)参考文献 (19)附录 (20)致谢.............................................................................................. 错误!未定义书签。

第一章绪论1.1 引言随着网络信息化时代的快速发展，个人身份的数字化和隐性化水平也得到了提高。

如何准确鉴定一个人的身份，保护信息安全是当今信息化时代必须解决的一个关键性社会问题。

目前，我国的各种管理大部分使用证件、磁卡、IC卡和密码，这些手段无法避免伪造或遗失，密码也很容易被窃取或遗忘。

等级: 课 程 设 计课程名称课题名称 基于Matlab的人体指纹识别程序设计专 业班 级学 号姓 名指导老师年 月 日课程设计任务书课题名称 基于Matlab的人体指纹识别程序设计姓 名 专业 班级 学号指导老师课程设计时间教研室意见 意见： 审核人：一、任务及要求1）根据所学的知识和能力，利用Matlab软件设计程序实现根据指纹的大小、形状等特征，识别出不同的指纹；2）利用按键标志当前指纹识别的状态，例如录入状态、识别状态、清楚状态。

设计要求：1）对指纹识别的过程进行分析，掌握指纹识别系统算法的工作原理；2）进行指纹识别程序的方案设计；3）进行指纹识别程序的模块设计；4）要有必要的算法设计说明；5）写出课程设计报告。

报告中应包括原理框图、参数曲线分析、操作方法、算法分析、软件调试等，调试过程中遇到的问题，改进方法和总结体会；6）答辩。

二、进度安排周一：集中布置课程设计任务和相关事宜，查资料确定指纹识别程序设计总体方案。

周二～周五：完成人体指纹识别程序设计及仿真。

周六～周日：设计报告撰写，周日进行答辩和设计结果检查。

三、参考资料目 录1第1章 绪论............................................................................11.1 Matlab介绍 ......................................................................11.2 Matlab优势特点 ..................................................................11.3 指纹识别.........................................................................11.4 指纹识别技术的主要优点...........................................................2第2章 设计任务及要求...................................................................22.1 设计任务.........................................................................22.2 设计要求.........................................................................第3章 系统方案设计.....................................................................333.1 系统方案设计.....................................................................33.2 系统框图.........................................................................4第4章 系统软件设计.....................................................................44.1 主函数...........................................................................54.2 归一化和切割.....................................................................4.3 二值化...........................................................................794.4 细化.............................................................................4.5 中心点提取.......................................................................4.6 求特征点.........................................................................14164.7 指纹匹配.........................................................................17第5章 系统仿真及调试...................................................................20总 结..................................................................................错误!未定义书签。

如何在Matlab中进行图像处理与图像识别的实用技巧Matlab是一款强大的科学计算软件，广泛应用于图像处理和图像识别领域。

在这篇文章中，我们将探讨一些在Matlab中进行图像处理和图像识别的实用技巧。

一、图像预处理在进行图像处理前，我们通常需要对原始图像进行预处理，以提高后续处理的效果。

图像预处理的目标包括去噪、增强和归一化等。

1.1 去噪图像中常常存在各种噪声，如高斯噪声、椒盐噪声等，这些噪声会影响后续处理的准确性。

Matlab提供了多种去噪方法，其中最常用的是使用统计滤波器，如均值滤波器、中值滤波器和高斯滤波器等。

这些滤波器能够有效地减少图像中的噪声，并保持图像的细节。

1.2 增强图像增强可以使图像更加清晰、对比度更强、细节更明显。

在Matlab中，可以使用直方图均衡化、灰度拉伸等方法进行图像增强。

直方图均衡化通过对图像的灰度级进行重新映射，使得图像的直方图分布更加均匀，从而提高图像的对比度和细节。

而灰度拉伸则通过调整图像的灰度级范围，使得图像的亮度更加均衡。

1.3 归一化当我们需要对不同尺寸、不同亮度、不同对比度的图像进行处理时，通常需要将它们归一化到相同的尺寸、亮度和对比度。

在Matlab中，可以使用像素重采样和直方图匹配等方法进行图像归一化。

像素重采样通过重新排列图像的像素来改变图像的尺寸，而直方图匹配则通过调整图像的直方图分布来改变图像的亮度和对比度。

二、图像特征提取图像特征提取是图像识别的关键步骤，它可以将图像中的信息抽象成一组用于表示图像的特征。

在Matlab中，常用的图像特征包括颜色特征、纹理特征和形状特征等。

2.1 颜色特征颜色是图像中最直观的特征之一，它可以用于区分不同目标或者图像的不同部分。

在Matlab中，可以使用颜色直方图、颜色矩和颜色共生矩阵等方法来提取图像的颜色特征。

颜色直方图统计了图像中每个颜色的像素数目，而颜色矩则描述了图像的颜色分布情况。

颜色共生矩阵则反映了不同颜色之间的相对分布情况，从而提取出图像的纹理特征。

基于MATLAB的智能图像识别算法优化与实现在当今数字化时代，图像识别技术已经成为人工智能领域的热门研究方向之一。

随着深度学习和神经网络的发展，图像识别在各个领域都有着广泛的应用，如人脸识别、医学影像分析、自动驾驶等。

而MATLAB作为一种强大的科学计算软件，提供了丰富的工具和函数，为图像处理和机器学习提供了便利的环境。

本文将探讨基于MATLAB的智能图像识别算法优化与实现的相关内容。

1. 图像识别算法概述图像识别算法是指通过对图像进行分析和处理，从中提取出有用信息并做出相应判断的技术。

常见的图像识别算法包括传统的特征提取方法（如SIFT、SURF）以及基于深度学习的卷积神经网络（CNN）。

在实际应用中，选择合适的算法对于图像识别的准确性和效率至关重要。

2. MATLAB在图像处理中的应用MATLAB提供了丰富的图像处理工具箱，包括图像读取、显示、处理、分析等功能。

通过MATLAB可以轻松实现对图像的各种操作，如滤波、边缘检测、特征提取等。

同时，MATLAB还支持深度学习工具箱，可以方便地构建和训练神经网络模型。

3. 智能图像识别算法优化在实际应用中，智能图像识别算法需要不断优化以提高准确性和效率。

优化算法可以从以下几个方面展开：3.1 数据预处理数据预处理是图像识别中至关重要的一步，包括去噪、尺度归一化、亮度调整等操作。

通过合理的数据预处理可以提高模型对输入数据的适应性。

3.2 特征提取与选择特征提取是将原始数据转换为可供机器学习算法使用的特征表示的过程。

在特征选择时，需要考虑到特征之间的相关性以及对分类任务的贡献度，避免过多或过少的特征对模型性能造成影响。

3.3 算法调参在使用深度学习算法时，网络结构和超参数的选择对于模型性能至关重要。

通过合理地调整网络结构和超参数，可以提高模型在训练集和测试集上的表现。

3.4 模型融合模型融合是将多个基础模型集成为一个更强大模型的技术。

通过模型融合可以降低过拟合风险，并提高整体预测准确性。

xx大学厦门工学院本科生毕业设计（论文）题目：基于MATLAB的指纹识别系统姓名： xx学号：系别：电子信息系专业：通信工程年级：级指导教师： xxx2015 年 4 月 7 日xx大学厦门工学院毕业设计（论文）独创性声明本毕业设计（论文）是我个人在导师指导下完成的。

文中引用他人研究成果的部分已在标注中说明；其他同志对本设计（论文）的启发和贡献均已在谢辞中体现；其它内容及成果为本人独立完成。

特此声明。

论文作者签名：日期：关于论文使用授权的说明本人完全了解xx大学厦门工学院有关保留、使用学位论文的规定，即：学院有权保留送交论文的印刷本、复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅；学院可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印、数字化或其他复制手段保存论文。

保密的论文在解密后应遵守此规定。

论文作者签名：指导教师签名：日期：基于MATLAB的指纹识别系统摘要随着科技的不断发展，基于指纹所具有的普遍性，唯一性和不变性，以及指纹识别系统开发具有很高的可行性和实用性，使得它成为目前世界上最流行、也是最可靠的个人身份认证技术之一。

本文主要介绍了指纹识别技术的发展和世界上指纹识别系统的研究应用现状，分别阐述了指纹系统的必要性和意义。

以数字图像处理伟基础，分别研究了指纹识别的原理和方法，将Matlab作为仿真工具。

本文主要通过Matlab对指纹图像进行三方面的处理，分别是：图像预处理、指纹特征提取和指纹特征匹配。

图像预处理主要包括四个步骤：图像分割、二值化、细化。

对指纹预处理的主要原因是，可以去除原图像的冗余部分，以便后续的识别系统进行识别；指纹特征提取主要是提取指纹图像细化后的端点和分叉点；指纹特征匹配是通过两个指纹的图像进行特征点比较，来确定是否是统一手指的指纹图。

本文中有给出相应模块的Matlab程序及处理的结果。

通过实验结果可得，用Matlab 来实现指纹识别系统的设计是可行的。

关键词：Matlab，指纹识别，特征提取，特征匹配xx大学厦门工学院毕业设计（论文）Design and Implement of Web Chat System Base on AjaxAbstractWith the development of science and technology,Based on the fingerprint has universality, uniqueness and invariance, as well as the development of fingerprint identification system has feasibility and practicability is very high, making it one of the most popular personal identity authentication technology, the world is the most reliable at present.This paper mainly introduces the present situation of research and application of fingerprint identification technology and the development of the fingerprint identification system, illustrates the necessity and significance of fingerprint system. Based on digital image processing of Wei, the principle and method of fingerprint recognition are studied, the Matlab as a simulation tool.This paper mainly through the Matlab process, the three aspects of the fingerprint image, respectively is: image preprocessing, fingerprint feature extraction and fingerprint. Image preprocessing includes four steps: image segmentation, binarization, thinning two. The main reason for the fingerprint image preprocessing is to remove redundant parts of the original image, so that the recognition system for the follow-up identification; fingerprint feature extraction is to extract the fingerprint image thinning after endpoint and bifurcation point; fingerprint feature matching is carried out by comparing the image feature points of two fingerprints, to determine whether the fingerprint map integration finger.Matlab program and gives the corresponding module of the result in this paper. Through the experiment we can see the results, using Matlab to achieve the design of fingerprint identification system is feasible.Key Words: Matlab, Fingerprint identification,Feature extraction,Feature matching目录第1章绪论 (1)1.1 研究背景 (1)1.2 研究意义 (2)1.3 研究内容 (3)1.4 论文组织 (3)第2章 Web版聊天系统的设计 (4)2.1 功能设计 (4)2.2 概要设计 (4)2.3详细设计 (10)2.3.1用户界面逻辑设计.............................. 错误!未定义书签。

大连民族学院本科毕业设计（论文）基于MATLAB的指纹识别系统设计摘要生物识别技术已经成为身份识别和网络安全的发展技术之一,其中指纹识别技术是目前公认的安全，准确，方便的身份认证技术之一，使之成为人们研究的热点.本文主要设计一个基于matlab 的指纹识别系统。

首先主要介绍了指纹识别技术研究的背景，意义，及现状。

其次，实现了指纹识别系统，描述了指纹识别系统的基本结构,并且对指纹图像的预处理、特征提取、特征匹配这三个必要的环节的算法进行了详细地研究，在指纹图像预处理阶段，本文使用基于灰度的算法对图像进行了分割，同时，针对二值化后图像中仍存在的噪声，也进行了相应的修整处理，尽可能的为以后指纹特征的提取打好基础，从而成功地实现了对指纹数字图像的处理、特征提取、保存和匹配等功能。

最后，对指纹识别系统进行了仿真,仿真结果表明该系统可以较好的进行识别，准确率达到了95。

1％。

关键词：指纹识别;预处理;二值化；特征提取;特征匹配AbstractBiometric technology has become one of the developing technologies for identity recognition and network security。

And fingerprint identification technology is now recognized as one of the most safe, accurate and convenient authentication technologies, and it is a focus for researchers。

This paper designs a matlab—based fingerprint recognition system. The first introduces the fingerprint recognition technology research background, significance，and the status quo。

在Matlab中进行图像特征提取的基本方法与应用图像特征提取是计算机视觉领域的重要研究方向，它能够将图像中的特征信息提取出来，为后续的图像分析和识别任务提供基础。

Matlab作为一种功能强大的数学计算软件，提供了丰富的图像处理工具和算法库，使得图像特征提取变得更加便捷和高效。

本文将介绍在Matlab中进行图像特征提取的基本方法与应用。

一、灰度图像特征提取方法灰度图像特征提取是图像处理中最基本的一种方法，通过对图像的像素值进行统计和分析，得到图像的特征向量。

其中常用的特征提取方法包括灰度直方图、灰度共生矩阵和灰度梯度。

1. 灰度直方图灰度直方图是描述图像像素值分布的一种统计方法，它将图像中各个像素值的个数或占比可视化为直方图。

在Matlab中，可以使用imhist函数计算灰度直方图，并使用bar函数绘制直方图。

2. 灰度共生矩阵灰度共生矩阵是描述图像局部像素间关系的一种方法，通过统计相邻像素对出现的频率，并计算相关统计量，如对比度、相关性、能量等。

在Matlab中，可以使用graycomatrix函数计算灰度共生矩阵，并使用graycoprops函数计算相关统计量。

3. 灰度梯度灰度梯度是描述图像边缘信息的一种方法，通过计算像素值的变化率，可以得到图像中物体的边缘信息。

在Matlab中，可以使用gradient函数计算灰度梯度，并使用mat2gray函数将梯度映射到0-1范围内。

二、颜色特征提取方法除了灰度特征外，图像的颜色信息也是图像特征提取中重要的一部分。

常用的颜色特征提取方法包括颜色直方图、颜色矩和颜色梯度。

1. 颜色直方图颜色直方图是描述图像颜色分布的一种方法，通过统计图像中各个颜色通道的像素个数或占比，并可视化为直方图。

在Matlab中，可以使用histogram函数计算颜色直方图，并使用bar函数绘制直方图。

2. 颜色矩颜色矩是描述图像颜色分布的一种方法，通过计算图像颜色分布的一、二阶矩，可以得到颜色的均值、方差、偏度和峰度等统计量。

如何使用Matlab进行特征提取引言在计算机视觉、模式识别、信号处理等领域，特征提取是一个非常重要的任务。

通过提取数据中的关键特征，我们可以更好地理解数据、分类数据、改善算法性能等。

而Matlab是一个功能强大的科学计算软件平台，提供了丰富的工具和函数，可以帮助我们进行特征提取。

本文将介绍如何使用Matlab进行特征提取，并通过实例来展示其应用。

1. 数据预处理在进行特征提取之前，通常需要对数据进行预处理。

预处理的目的是将数据转化为适合进行特征提取的形式，以便提取到有意义的特征。

常见的预处理步骤包括数据清洗、降噪、归一化等。

在Matlab中，可以使用各种工具和函数来实现这些预处理步骤。

2. 特征选择特征选择是指从原始数据中选择出最具有区分性和重要性的特征子集。

通过特征选择，可以减少计算复杂性、提高算法性能、避免过拟合等。

Matlab提供了一些特征选择的方法和函数，如相关系数法、信息增益法、L1范数约束等。

3. 特征提取方法特征提取是指通过一系列转换和计算来从原始数据中提取出有意义的特征。

常见的特征提取方法有主成分分析、线性判别分析、小波变换等。

在Matlab中，可以使用相关的工具箱和函数来实现这些方法。

3.1 主成分分析（PCA）主成分分析是一种常用的线性降维方法，可以将高维数据降低到低维空间。

在Matlab中，可以使用princomp函数进行主成分分析。

下面是一个简单的例子：```matlabdata = randn(100, 3); % 生成100个3维随机数据coeff = princomp(data); % 进行主成分分析new_data = data * coeff(:, 1:2); % 降维到2维```3.2 线性判别分析（LDA）线性判别分析是一种常用的有监督降维方法，它通过寻找最佳投影方向，使得同类样本之间的距离最小化，异类样本之间的距离最大化。

在Matlab中，可以使用lda函数进行线性判别分析。