基于局部字典的殘缺指紋方向場(chǎng)重建算法的研究.pdf

1、指紋方向場(chǎng)不僅可以從宏觀上清晰展示指紋的基本形狀、結(jié)構(gòu)和脊線方向等全局信息，還同時(shí)保留了指紋絕大部分細(xì)節(jié)信息，因而在實(shí)際應(yīng)用中，指紋方向場(chǎng)的正確估計(jì)通常是指紋識(shí)別技術(shù)的重要環(huán)節(jié)。在我國(guó)指紋檔案中，殘缺指紋所占的比例較大，由于手指狀態(tài)的不佳(存在傷疤、脫皮、污垢等情況)、指紋采集設(shè)備的缺陷以及按壓方式的不當(dāng)，導(dǎo)致采集到的指紋圖像特征信息丟失和非線性變形，給指紋識(shí)別技術(shù)帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)。針對(duì)殘缺指紋，現(xiàn)有的指紋方向場(chǎng)重建算法難以在準(zhǔn)確性和實(shí)

2、時(shí)性上同時(shí)取得滿意的效果，顧此失彼，因而大大限制了指紋識(shí)別的應(yīng)用范圍。因此，本文對(duì)基于局部字典的殘缺指紋方向場(chǎng)重建方法進(jìn)行改進(jìn)，在準(zhǔn)確的重構(gòu)出殘缺指紋方向場(chǎng)的同時(shí)，還提高了方向場(chǎng)重建的實(shí)時(shí)性，推動(dòng)殘缺指紋方向場(chǎng)估計(jì)算法的研究和指紋識(shí)別在實(shí)際應(yīng)用中的發(fā)展。其主要?jiǎng)?chuàng)新和改進(jìn)總結(jié)如下：
　　(1)在空間分布估計(jì)方面，采用基于確定聚類數(shù)目的k-means++方法代替了傳統(tǒng)的k-medoid進(jìn)行聚類，不僅解決了聚類速度慢的問(wèn)題，而且還提高了

3、聚類效果。
　　(2)在指紋姿態(tài)估計(jì)上，先提取殘缺指紋方向場(chǎng)的有效區(qū)域，再進(jìn)行姿態(tài)估計(jì)，減少了非有效區(qū)域的“投票”，使得姿態(tài)估計(jì)的更加準(zhǔn)確快速。
　　(3)在局部字典構(gòu)建上，通過(guò)多個(gè)鄰域位置的先驗(yàn)信息代替單一位置的先驗(yàn)信息，提高局部字典中方向場(chǎng)塊的多樣性。通過(guò)查詢?cè)摼植孔值涞玫降暮蜻x方向場(chǎng)塊可以更接近殘缺指紋原始信息，從而更準(zhǔn)確的重建出指紋方向場(chǎng)。
　　最后為了驗(yàn)證本文算法的性能，我們將本文算法與一些主流的指紋方向場(chǎng)重