指纹识别技术不仅作为身份辨识技术应用于公安刑事侦探部门在公共安全领域发挥着重要作用，而且作为身份认证技术应用于信息安全领域给人们的工作和生活带来了越来越多的便利。尽管指纹识别技术经过几十年的研究和发展，但是依旧与理想的识别上限存在较大差距，高性能指纹识别算法的研究和开发依旧是当前模式识别领域一个极具挑战性的课题。　　 指纹特征匹配方法是指纹识别系统中的核心环节，其性能优劣直接决定了指纹识别系统的性能。本文在对指纹识别方法多年研究和分析的基础上，对基于细节特征点的指纹特征匹配方法、基于纹线结构的指纹匹配方法以及适用于大规模指纹数据库的快速检索方法展开了深入细致的研究：　　 1.在基于细节特征点的指纹特征匹配方法研究中，主要包含三个方面的内容：有参考点和无参考点的细节特征点集合匹配问题以及匹配细节特征点集合的相似性度量问题：　　 ·有参考点的指纹特征匹配方法主要应用于现场指纹检索过程中，本文采用扇环和对准的思想，提出了基于局部最优结构的快速匹配方法；　　 ·针对AFIS系统或者活体指纹应用系统中不存在参考点的指纹匹配问题，本文提出了一种支持模型，引入初始匹配集种子的概念，定义支持度并利用细节特征点的局部关系约束实现种子的快速生长过程，通过多个种子的融合处理和全局最优结构的遴选确定细节特征点之间的对应关系。论文对种子的选取方法和局部、全局最优结构进行了详细分析，并在多个数据上对该算法进行了测试，测试结果表明了该模型具有较强的鲁棒性和较高的有效匹配率。　　 ·针对匹配细节特征点集合相似性度量问题，本文提出了对匹配描述特征参数的有效性和独立性进行分析和选择的基本框架，并由此构造出了21个匹配特征描述参数来描述匹配细节特征点集合的相似性，之后对多种特征融合方法进行了比较和分析。　　 2.针对活体指纹图像质量相对清晰但采集面积较小的问题，本文对采用更多特征信息的指纹匹配方法进行了分析，并提出了一种直接基于指纹图像二值、细化后骨架图形匹配的指纹识别方法。该方法主要利用纹线直接的层次邻接关系，通过构造纹线的协同表跟踪实现纹线结构图形的匹配。在多个数据集上的测试结果表明该方法简单、有效，优于常规基于细节特征点匹配方法和采用纹线信息的增强型指纹细节特征点匹配方法。　　 3.本文提出了两种思路来解决大规模指纹数据库检索问题，一种是基于广义霍夫变换思想的指纹粗匹配方法。该粗匹配方法通过统计对应指纹细节特征点三元组之间的平移旋转参数过滤大量相似性低的指纹实现对数据库的快速检索，该粗匹配方法与FPGA硬件加速卡结合使用将大大提升当前AFIS系统的检索效率。另一种是基于几何变换的特征索引方法，该方法以指纹细节特征点三元组为基本索引单元，利用几何变换参数的空间聚簇特性保证检索结果的有效性，本文对索引的建立和检索过程进行了详细描述，并采用软件仿真的方法对索引的性能进行了分析和比较，证明该索引方法具有较强的正确检索率和较高的检索效率。