数学建模-校赛-指纹识别

A题 指纹密码

  人的指纹具有唯一性、稳定性和可采集性等特点，是人的重要生物特征。指纹不仅可以在刑侦中用来确定嫌疑人的身份，还可以利用指纹识别技术来代替传统的身份认证方法（钥匙、证件、卡等身份标识物品，用户名和密码等身份标识知识）。目前，指纹识别技术已被广泛应用于门禁、考勤和电子设备解锁等领域。
  一个完整的指纹识别系统应包含图像采集——图像处理——特征提取——特征编码——模式匹配等流程。借助指纹采集设备，可将指纹存储为图像格式。指纹图像一般占用较多的空间，且图像中的像素信息并不适合计算机进行分析或匹配。为实现计算机自动识别，需要有一种方法来描述指纹的内在结构、具体形态和其它特征并将其用最少的字节数来存储于计算机中。
试根据附件中的16幅指纹图像，不借助现有的指纹相关软件，来尝试进行一次“指纹密码”发现之旅。
问题1：编码：给出一种用不超过200字节（下面称为“指纹密码”）来刻画描述指纹基本特征的表示方法，介绍其数学原理。

问题2：匹配：将你的方法编程实现，对附件中的每一幅指纹都给出其“指纹密码”的表示。基于你找到的这些指纹表示，你能否给出一种方法比较不同指纹间的异同及相似程度？

问题3：应用：你能否对附件中的16个指纹进行对比和归类？请给出你对比及分类的依据和结果。

思路

  主要是把数据清洗的流程走通，题目是很老的题目了，现在的指纹识别的最新算法都不知道多深入了，本身自己走的是NLP，谁知道做了个视觉的题目。个人思路：首先建模讲的是整体的检验模型，一整个指纹识别的流程方案，感觉和机器学习与深度学习还是不太一样，检验的方法偏数学理论。

1、图像初步处理

图像处理的流程图，都是这样一个流程下来，出来的效果图是

2、检索中心点

检索指纹的中心点，通过中心点截取图像，中心点识别的算法都是典型的poincare index算法，说真的都不太理解，截取后的效果图像如下：

下图为提取的端点和交叉点

3、找特征点

特征点的寻找，首先我们要知道的是有哪些特征，中心点，交叉点，端点等，找这些点的底层算法是通过像素点的关系识别。流程图大概如下（漂亮的小姐姐队友画的）

4、整体模型建立

特征点已经找出来，建立数学模型，也就是给出一个整体的指纹建模模型（分级模型）。
1、通过初步分类分几种：螺旋形，弓形等；
2、通过特征点细分；

总结思考

数学建模的比赛时间太短，真正对于模型的建立不能很深入，太过于对论文的要求，以至于不能真正在模型中突破，三天时间感觉神仙也难有好的模型以及检验方法。总的来说还是感觉良好，队友靠谱！！！