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基于Steerable滤波器的指纹图像增强算法及增强系统FPGA实现的开题报告
一、研究背景
指纹识别作为一种生物识别技术，具有可靠性高、操作便利等优点，在安检、金融等领域应用广泛。但由于指纹图像本身存在噪声和模糊等问题，导致识别精度下降，因此指纹图像增强技术显得至关重要。
传统的指纹图像增强算法主要包括直方图均衡化、高斯滤波、小波变换等，但这些算法无法有效地处理噪声和纹理细节。近年来，基于Steerable滤波器的指纹图像增强算法逐渐受到研究者的重视。Steerable滤波器作为一种可旋转的滤波器，能够适应指纹图像中不同方向的纹理，同时能够有效地抑制噪声。
二、研究内容
本文将针对指纹图像的增强问题，基于Steerable滤波器提出一种新的指纹图像增强算法。具体来说，本文将分别利用Gabor滤波器和DoG（DifferenceofGaussian）滤波器构造Steerable滤波器，并将其应用于指纹图像增强中。此外，还将设计并实现一个基于FPGA的指纹图像增强系统。
具体内容包括：
1.研究并设计基于Steerable滤波器的指纹图像增强算法，包括选择合适的滤波器尺度和方向等。
2.实现所设计的算法，并在常用的指纹数据库上进行测试和验证，比较其与传统指纹图像增强算法的优劣性。
3.设计并实现一个基于FPGA的指纹图像增强系统，包括图像采集、图像处理和图像显示等模块。
三、研究意义和应用价值
本研究旨在探究一种基于Steerable滤波器的新型指纹图像增强算法，并通过实验验证其有效性。这种算法不仅能够提高指纹图像的清晰度和对比度，还能够适应不同方向的指纹纹理，增强指纹图像的可识别性和鲁棒性。
此外，本研究所设计的基于FPGA的指纹图像增强系统具有实用性和推广价值，可以广泛应用于指纹识别等领域。比如，在安检门中应用，可以提高检测准确率和速度；在金融领域应用，可以防止诈骗和非法访问等。
四、研究方法和技术路线
1.研究Steerable滤波器及其应用于指纹图像增强的原理和方法。
2.设计基于Gabor和DoG滤波器的Steerable滤波器，并实现相关代码。
3.根据所设计的算法，实现指纹图像增强，并进行实验验证。
4.设计基于FPGA的指纹图像增强系统，包括硬件电路和软件代码的实现。
5.在常用的指纹数据库上测试所设计的算法和系统，分析实验结果，并进行算法优化。
五、预期成果
1.提出一种基于Steerable滤波器的新型指纹图像增强算法。
2.实现所设计的算法，并进行实验验证。
3.设计并实现一个基于FPGA的指纹图像增强系统。
4.在常用的指纹数据库上测试所设计的算法和系统，得出相应的实验结果。
5.撰写学位论文和相关SCI论文。
六、可行性分析
1.Steerable滤波器已经被证明在图像处理领域中具有广泛的应用前景，本研究所设计的基于Steerable滤波器的指纹图像增强算法具有一定的可行性。
2.FPGA作为一种可重构芯片，具有高速度、低功耗、灵活性等优点，非常适合于实现本研究的指纹图像增强系统。
3.目前已有很多指纹图像数据库可以供实验使用，实验条件比较充足，具有较好的可行性。