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自动指纹识别算法研究与系统设计的开题报告
一、选题背景及研究意义：
在当今社会，人们对生命和财产安全的需求日益增长。身份识别和控制的需求也由此而生。指纹识别技术由于其高精度、高可靠性和易用性而得到广泛应用。指纹识别系统可以应用于各种安全领域，如银行、机场安全、进出口管理等。
指纹识别技术的核心是指纹图像的处理和特征提取。自动指纹识别算法在指纹图像的处理和特征提取方面有很大的发展空间。在未来的指纹识别系统中，自动指纹识别算法将扮演更加重要的角色。
本研究的目标是探讨自动指纹识别算法的特征提取和识别技术，并设计一个完整的指纹识别系统。这将有助于提高指纹识别系统的精度和可靠性，为社会和个人的安全提供更好的保障。
二、研究内容与方法：
1、自动指纹识别算法的研究：探讨指纹图像的特征提取方法，包括基于局部特征和全局特征的相应算法。比较各种算法的性能和适用范围，为指纹识别系统的设计提供理论支持。
2、指纹识别系统的设计：建立一个包含预处理、特征提取和识别三个模块的指纹识别系统。在预处理模块中，对输入的指纹图像进行去噪、增强、定位和分割等处理，使其适合后续处理。在特征提取模块中，对预处理后的图像提取特征，并对其进行编码。在识别模块中，将编码后的特征与数据库中存储的样本比对，并根据相似度评分进行识别。
3、实验分析：评估所提出的自动指纹识别算法及设计的指纹识别系统的性能和精度，并与其他已有的指纹识别系统进行比较分析。确定其适应的场景和局限性。
三、预期研究成果：
本研究预期完成如下的研究成果：
1、自动指纹识别算法的探讨：比较各种特征提取方法的性能，探讨利用深度学习方法进行特征提取的可行性。
2、指纹识别系统的设计：设计一个包含三个模块的指纹识别系统，其中预处理模块、特征提取模块和识别模块的性能都经过了严格的实验验证。
3、实验分析：对自动指纹识别算法和设计的指纹识别系统的性能和精度进行实验分析，同时比较和分析已有的指纹识别系统，确定其适应的场景和局限性。
四、进度安排：
1、前期调研：收集并阅读相关文献，分析现有的指纹识别算法和系统，探讨其优点和不足之处，了解未来指纹识别技术的发展方向。
2、算法设计：提出指纹图像的特征提取算法，根据实际指纹识别系统的需求进行算法的优化和改进。
3、系统设计：建立指纹识别系统，包括指纹图像的预处理、特征提取和识别模块的设计和实现。
4、实验分析：对自动指纹识别算法和设计的指纹识别系统的性能和精度进行实验分析，比较和分析已有的指纹识别系统。
五、论文结构安排：
1、绪论
（1）研究背景和意义
（2）国内外研究现状和评价
（3）研究目标和内容
2、自动指纹识别算法的研究
（1）指纹图像特征提取方法
（2）基于局部特征的指纹识别算法
（3）基于全局特征的指纹识别算法
（4）深度学习方法在指纹识别中的应用
3、指纹识别系统的设计
（1）指纹图像的预处理
（2）指纹图像的特征提取和编码
（3）指纹图像的识别和验证
4、实验分析
（1）实验环境和数据集
（2）性能指标和分析结果
（3）与其他算法的比较和分析
5、总结与展望
（1）本研究的主要贡献
（2）不足和展望
（3）未来研究方向
六、参考文献：
[1]J.F.Feng,X.F.Li,Y.J.Ren.IntelligentFingerprintRecognitionBasedonFilterandNeuralNetwork.InformationProcessingLetters,2005.
[2]K.Dasgupta,G.VijayKumar.FingerprintRecognition.NewYork:Springer-Verlag,2004.
[3]H.Yan,H.Zhou.ResearchonMedicalImageFeatureExtractionAlgorithms.MedicalPhysics,2009.
[4]S.R.Zhi,Q.Q.Zhang.FingerprintRecognitionBasedonImprovedDWTandLSVMAlgorithm.IEEETransactionsonIndustrialInformatics,2014.
[5]Y.Jiang,M.Wang.AnOptimizedFingerprintRecognitionSystemBasedonCNN.IEEEAccess,2019.