OpenCV-指纹识别

一、意义

使用OpenCV进行指纹识别是一个复杂且挑战性的任务，因为指纹识别通常需要高精度的特征提取和匹配算法。虽然OpenCV提供了多种图像处理和计算机视觉的工具，但直接使用OpenCV的内置功能（如SIFT、SURF、ORB等特征检测器）进行指纹识别可能并不总是足够有效。

二、代码实现

1.计算匹配点

import os  
import cv2
def getNum(src, model):  # 读取两个指纹图像  img1 = cv2.imread(src)  img2 = cv2.imread(model)  # 创建 SIFT 特征检测器  sift = cv2.SIFT_create()  # 检测特征点和计算特征描述符  kp1, des1 = sift.detectAndCompute(img1, None)  kp2, des2 = sift.detectAndCompute(img2, None)  # 创建 FLANN 匹配器  flann = cv2.FlannBasedMatcher()  # 使用 KNN 算法找到最佳的两个匹配项  matches = flann.knnMatch(des1, des2, k=2)  # 存储好的匹配项  ok = []  for m, n in matches:  # 根据 Lowe's ratio test 过滤匹配项  if m.distance < 0.8 * n.distance:  ok.append(m)  # 返回好的匹配项的数量  num = len(ok)  return num

定义一个用于计算两个指纹图像之间匹配特征点数量的函数。这个函数使用了OpenCV库中的SIFT（Scale-Invariant Feature Transform，尺度不变特征变换）特征检测器和FLANN（Fast Library for Approximate Nearest Neighbors，快速近似最近邻）匹配器。通过计算两个指纹图像之间匹配特征点的数量来评估它们的相似性。

2.获取编号

def getID(src, database):  max_num = 0  # 初始化最大匹配点数为0  for file in os.listdir(database):  # 遍历数据库中的文件  model = os.path.join(database, file)  # 构建模型文件的完整路径  num = getNum(src, model)  # 计算当前模型与源指纹的匹配点数  print("文件名：", file, "距离:", num)  # 打印文件名和匹配点数  # 如果当前匹配点数大于最大匹配点数，则更新最大匹配点数和对应的文件名  if num > max_num:  max_num = num  name = file  # 从文件名中提取ID（这里假设文件名的第一个字符是ID）  ID = name[0] if name else None  # 如果name为空，则ID为None（这里应该添加错误处理）  # 如果最大匹配点数小于100，则将ID设置为9999（这通常不是一个好的做法，因为它可能导致混淆）  if max_num < 100 and ID is not None:  # 添加ID非空的检查  ID = 9999  return ID

定义一个从指纹数据库中识别与源指纹图像最匹配的指纹，并返回与该指纹相关联的ID。先使用 os.listdir 函数列出数据库目录中的所有文件，并构建每个文件的完整路径。调用 getNum 函数计算源指纹图像与当前模型指纹图像的匹配点数，并打印结果。如果当前匹配点数大于最大匹配点数，则更新最大匹配点数和对应的文件名。

3.获取姓名

def getName(ID):  # 定义一个字典来映射ID到姓名  nameID = {0: 'a', 1: 'b', 2: 'c', 3: 'd', 4: 'e', 5: 'f',  6: 'g', 7: 'h', 8: 'i', 9: 'j', 9999: 'k'}  # 从字典中获取姓名（如果ID不在字典中，则返回None）  name = nameID.get(int(ID))  return name

通过一个预定义的字典 nameID 来根据给定的ID获取对应的姓名。如果给定的ID不在字典中，理论上应该返回 None 或者采取其他措施来处理这种情况。

4.主函数

if __name__ == "__main__":  src = 'src.bmp'  # 源指纹图像的路径  database = 'database'  # 指纹数据库目录的路径  ID = getID(src, database)  # 获取指纹ID  name = getName(ID)  # 根据ID获取姓名  print('识别结果：', name)  # 打印识别结果

使用之前定义的 getID 和 getName 函数来识别指纹图像并打印出对应的姓名。

三、总结

该代码实现了一个简单的指纹识别系统，使用了SIFT特征和FLANN匹配器对指纹进行检测识别。但事实上我们可能遇到各种问题，所以需要根据实际应用场景对代码进行调整和优化，特别是指纹图像的预处理和特征提取部分。