滑動(dòng)式指紋識別系統(tǒng)的關(guān)鍵算法研究.pdf

1、基于DSP和嵌入式技術(shù)的便攜式自動(dòng)指紋識別系統(tǒng)廣泛采用滑動(dòng)式指紋傳感器,這種滑動(dòng)式指紋識別系統(tǒng)首要的關(guān)鍵問題是在有限資源條件的限制下,如何實(shí)時(shí)配準(zhǔn)滑動(dòng)指紋圖像序列,將其拼接成完整的指紋圖像以便后續(xù)處理。
　　 另一個(gè)研究目標(biāo)則是為滑動(dòng)式指紋識別系統(tǒng)量身訂制一套合適的算法。依據(jù)圖像處理和模式識別的理論和方法,在指紋圖像預(yù)處理和匹配等關(guān)鍵環(huán)節(jié),設(shè)計(jì)了相應(yīng)的算法程序,有效改進(jìn)了其性能。完成的主要工作如下:
　　 1.采用TI公

2、司的C5515指紋開發(fā)套件作為開發(fā)滑動(dòng)式指紋識別系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái),主要部件包含TMS320C5515 DSP處理器,以及ATW310滑動(dòng)傳感器。基于實(shí)驗(yàn)平臺(tái),開發(fā)了利用滑動(dòng)傳感器采集指紋圖像的算法程序。
　　 2.提出基于相位相關(guān)法的滑動(dòng)指紋圖像序列配準(zhǔn)新算法。
　　 基于二維傅立葉變換位移性質(zhì)的相位相關(guān)法具有較高的配準(zhǔn)精度和魯棒性,要求相鄰兩幀圖像具有較高的重疊率,但實(shí)際滑動(dòng)指紋序列圖像并不滿足這個(gè)條件。本文根據(jù)手指滑動(dòng)的

3、連續(xù)性,綜合運(yùn)用基于相位相關(guān)與灰度相關(guān)的算法,把兩幀圖像配準(zhǔn)問題轉(zhuǎn)變成兩個(gè)模塊配準(zhǔn)問題,有效解決了這個(gè)難題。
　　 3.設(shè)計(jì)并改進(jìn)滑動(dòng)指紋圖像預(yù)處理和指紋匹配的若干關(guān)鍵算法。
　　 (1)采用直方圖均衡化和松弛中值濾波作為改善原始指紋圖像質(zhì)量的方法。
　　 (2)運(yùn)用灰度方差和梯度方向相結(jié)合的方法分割圖像,并自動(dòng)確定分割閾值。
　　 (3)合理確定頻率和方向參數(shù),采用Gabor濾波器有效增強(qiáng)指紋圖像。

4、r>　　 (4)采用基于中心區(qū)域匹配線段的代數(shù)幾何方法設(shè)計(jì)指紋匹配算法。
　　 上述算法均用MATLAB進(jìn)行了編程運(yùn)算檢驗(yàn),最后使用中科院自動(dòng)化所生物特征識別研究組建立的Fingerpass指紋交叉匹配數(shù)據(jù)庫進(jìn)行指紋匹配檢驗(yàn)。檢驗(yàn)結(jié)果繪制成DET曲線,等錯(cuò)率EER為0.048,ZeroFMR為0.103,平均匹配時(shí)間0.28s。這表明本文算法可以應(yīng)用在基于DSP和滑動(dòng)式傳感器的自動(dòng)指紋識別系統(tǒng),研究成果為今后進(jìn)一步開發(fā)提供了有