基于圖像降維的雙模式指紋識(shí)別算法的研究.pdf

1、由于人類的指紋具有唯一性、終生不變性以及與主體不可分離等特性，滿足身份識(shí)別系統(tǒng)的基本要求，因此，基于指紋特征的身份識(shí)別技術(shù)備受研究者關(guān)注。指紋識(shí)別技術(shù)在各種安全領(lǐng)域都取得了相應(yīng)的應(yīng)用，已經(jīng)成為當(dāng)今使用最為廣泛的生物特征識(shí)別技術(shù)之一。但是，在非理想的情況下，指紋識(shí)別系統(tǒng)的性能還存在諸多問(wèn)題，例如，過(guò)干或過(guò)濕的指紋造成的紋線斷裂或粘連，采集時(shí)手指按壓的力度和方向不一造成的畸變，都給指紋識(shí)別帶來(lái)困難。因此，從低質(zhì)量指紋的預(yù)處理技術(shù)，到大容量系

2、統(tǒng)的實(shí)時(shí)性，指紋識(shí)別系統(tǒng)尚存在大量的關(guān)鍵技術(shù)有待解決。 本文在系統(tǒng)的分析理解現(xiàn)有研究成果的基礎(chǔ)上，擬對(duì)指紋圖像的預(yù)處理技術(shù)、指紋圖像的數(shù)據(jù)降維和特征匹配等算法，提出自己的見(jiàn)解與改進(jìn)。 指紋的預(yù)處理系統(tǒng)主要包含指紋的增強(qiáng)、分割、二值化、細(xì)化、指紋質(zhì)量評(píng)估等模塊。本文將對(duì)指紋預(yù)處理中的主要步驟進(jìn)行詳細(xì)的闡述和分析，并實(shí)現(xiàn)或改進(jìn)上述部分算法，給出實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 圖像的數(shù)據(jù)降維是指將源數(shù)據(jù)向量從高維空間映射到低維空間中，通過(guò)

3、保留最重要的或者最能體現(xiàn)個(gè)體差異性的成分，使得降維后的數(shù)據(jù)能夠最大程度的保留原高維向量的特征或某一個(gè)方面的特性。本文對(duì)圖像降維中的PCA和2DPCA等常用算法進(jìn)行了分析和研究，并結(jié)合樣本類別信息對(duì)2DPCA算法進(jìn)行了改進(jìn)。 指紋識(shí)別系統(tǒng)中的匹配算法主要分為基于細(xì)節(jié)信息和基于全局信息兩種模式。本文首先對(duì)傳統(tǒng)的基于細(xì)節(jié)信息的點(diǎn)模式指紋匹配算法進(jìn)行了論述和分析；然后對(duì)圖像降維的方法及其在指紋識(shí)別中的應(yīng)用進(jìn)行了研究；最后提出了一種基于圖

4、像降維的雙模式指紋識(shí)別算法。該算法兼具兩種匹配模式的優(yōu)點(diǎn)，能夠在一定程度上加快指紋匹配的速度，提高指紋匹配的準(zhǔn)確率。 本文的主要工作與貢獻(xiàn)： (1)本文重點(diǎn)闡述了一個(gè)完整的雙模式指紋識(shí)別系統(tǒng)的算法流程與具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程，在分析理解現(xiàn)有算法的基礎(chǔ)上，對(duì)部分算法做出了改進(jìn)。 (2)對(duì)指紋的預(yù)處理算法進(jìn)行了較為深入的研究，對(duì)以下算法進(jìn)行了改進(jìn)： ①針對(duì)指紋圖像的分割，提出了一種新的獲得局部閾值的算法； ②針

5、對(duì)指紋圖像的均衡化，提出了一種效果較好的分塊均衡化算法； ③針對(duì)指紋圖像的細(xì)化，提出了一種有效的快速細(xì)化算法； ④針對(duì)指紋圖像的中心點(diǎn)定位，采用了一種基于塊方向圖點(diǎn)集的算法。 (3)研究了基于2DPCA的圖像降維算法，并對(duì)其進(jìn)行了改進(jìn)，設(shè)計(jì)了一種基于樣本類別信息的2DPCA算法。 (4)針對(duì)指紋圖像的特點(diǎn)，將改進(jìn)后的2DPCA算法應(yīng)用于指紋識(shí)別，形成了一種基于改進(jìn)2DPCA的指紋識(shí)別算法。 (5)