随着经济全球化和信息技术的飞速发展，当今世界电子化、信息化和网络化的程度日益提高，网络、通信、金融、保险和信息等安全问题越来越受到重视，对高效、安全、方便的个人身份识别系统的需求更加迫切。指纹因具有普遍性、唯一性和稳定性等突出优点，而成为最可靠的生物识别技术之一。因而，自动指纹识别系统(AFIS)已成为当前一个重要的研究课题，有着非常广阔的应用前景。指纹识别是图像处理技术、模式识别技术与计算机数据库技术的综合应用。它的研究可追溯到上个世纪60年代末，经过近40年的发展，在许多领域已取得了成功的应用，目前AFIS 仍是模式识别技术研究的热点之一。尽管指纹识别技术己有多种商业产品，但识别准确率（误识率和拒真率）还是不能满足许多实际应用的需要，所以在指纹识别算法的研究上，尤其是指纹分类算法，还存在着许多需要改进的地方，设计一个健壮的指纹分类算法仍是一个世界公认的难题。本文在收集和分析了大量近年来国内外关于指纹图像分割、预处理和指纹特征提取的学术论文、研究报告等的基础上，对指纹识别技术的若干理论问题进行了探讨和研究。 本文首先介绍了生物识别技术以及自动指纹识别系统（AFIS）的原理及其结构，然后针对AFIS 中的指纹图像分割、预处理和特征提取部分进行了详细的讨论和研究，在对目前现有的算法进行研究和分析的基础上，实现了一套指纹图像分割、滤波以及细节特征提取的算法，使用MATLAB 7.0 编程实现，并给出各部分算法相应的实验结果及结果分析。 本文主要研究内容如下： (1) 对指纹图像的分割算法进行了讨论和研究，在研究和分析方差法和方向图法的基础上，实现了一种复合分割方法。该复合法结合了两种方法的优点，充分利用了指纹图像特有的方向性和灰度特性，取得了较好的分割效果。 (2) 研究了指纹图像的滤波算法，并给出了一种动态的方向滤波算法。实验结果表明，该方向滤波算法不仅能够有效地连接指纹脊线中的断点和去除脊线间的叉连，还能够克服传统滤波方法的不足，并获得了较好的滤波效果。 (3) 采用局部动态阈值法对指纹图像进行二值化处理，然后构造一系列方向模板，进行方向去噪，消除了指纹脊线上的空洞噪声，从而使细化后的指纹图像的脊线结构更加清晰、流畅。 (4) 运用逐层迭代法对指纹图像进行细化处理。细化后的纹线骨架仍然保持在原始纹线的中间位置，并且保持了纹线的连接性、拓扑结构和细节特征。 (5) 在细化的基础上运用特征检测模板提取指纹的细节特征点，最后滤除中间产生的伪特征点。在论文的最后，对全文进行了总结，并指出了目前研究工作中的需要进一步完善的地方以及今后进一步的研究方向。